数电-第02讲单管放大器课件

第2章基本放大电路第2讲§2.1概论§2.2放大电路的组成和工作原理§2.3放大电路的分析方法^7/23/20231电工电子技术§2.1概论2.1.1放大的概念电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图。uiuoAu^7/23/20232电工电子技术2.1.2放大电路的性能指标(1)电压放大倍数AuUi和Uo分别是输入和输出电压的有效值。Au=Uo/Ui=AuiuoAu其中A=Uo/Ui，是Uo和Ui的相位差^7/23/20233电工电子技术(2)输入电阻ri输入电阻是从放大电路输入端看进去的等效电阻iiui输入电阻：ri=ui/ii（加压求流法）ri~uSRS信号源一般来说，ri越大越好。ri越大，ii就越小，ui就越接近uSAu输入端输出端^7/23/20234电工电子技术(3)输出电阻roAu~uS放大电路对其负载而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。输出端~rouso输出端^7/23/20235电工电子技术?如何确定电路的输出电阻？在电路的计算中求ro有两个方法：1、所有的电源（包括信号源）置零，保留受控源。然后采用加压求流法。ui~rousoro=u/i^7/23/20236电工电子技术uo测量开路电压uo=uso2、开路电压除以短路电流法。~rouso~rousoio测量短路电流io=uso/ro输出电阻：uo/io=uso

/（uso/ro）=ro

^7/23/20237电工电子技术(4)通频带fAAm0.7AmfL下限截止频率fH上限截止频率通频带：fbw=fH–fL放大倍数随频率变化曲线——幅频特性曲线三分贝带宽^7/23/20238电工电子技术2.1.3符号规定UA大写字母、大写下标，表示直流量。uA小写字母、大写下标，表示全量。ua小写字母、小写下标，表示交流分量。^7/23/20239电工电子技术uAua全量交流分量tUA直流分量^7/23/202310电工电子技术§2.2基本放大电路的组成和工作原理三极管放大电路有三种形式共射放大器共基放大器共集放大器以共射放大器为例讲解工作原理^7/23/202311电工电子技术RB+ECEBRCC1C2T共射放大电路放大元件iC=iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。uiuo输入输出参考点RL^7/23/202312电工电子技术共射放大电路组成使发射结正偏，并提供适当的静态工作点IB和UBE。RB+ECEBRCC1C2TRL基极电源与基极电阻^7/23/202313电工电子技术共射放大电路集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。RB+ECEBRCC1C2TRL^7/23/202314电工电子技术共射放大电路集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。RB+ECEBRCC1C2TRL^7/23/202315电工电子技术共射放大电路组成耦合电容：电解电容，有极性，大小为10F~50F作用：隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出。RB+ECEBRCC1C2TRL++uiuo^7/23/202316电工电子技术单电源供电可以省去RB+ECEBRCC1C2TRL^7/23/202317电工电子技术RB单电源供电+ECRCC1C2TRL^7/23/202318电工电子技术基本放大电路的工作原理RB+ECRCC1C2Tui=0时由于电源的存在IB0IC0ICIE=IB+ICRLIB无信号输入时静态工作点^7/23/202319电工电子技术基本放大电路的工作原理RB+ECRCC1C2TICUBEUCE(IC,UCE)(IB,UBE)RLIB静态工作点^7/23/202320电工电子技术RB+ECRCC1C2开路开路RL放大电路的直流通道^7/23/202321电工电子技术(IB,UBE)

和(IC,UCE)分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB^7/23/202322电工电子技术RB+ECRC直流通道^7/23/202323电工电子技术（1）估算IB（UBE

0.7V)RB+ECRCIBUBERB称为偏置电阻，IB称为偏置电流。用估算法分析放大器的静态工作点（IB、UBE、IC、UCE）^7/23/202324电工电子技术（2）估算UCE、IcRB+ECRCICUCEIc=IB^7/23/202325电工电子技术例：用估算法计算静态工作点。已知：EC=12V，RC=4K，RB=300K，=37.5。解：请注意电路中IB和IC的数量级UBE

0.7V^7/23/202326电工电子技术用图解法分析放大器的静态工作点ICUCEUCE=EC–ICRCEC直流负载线与IB所决定的那一条输出特性曲线的交点就是Q点QIB静态UCE静态IC^7/23/202327电工电子技术IBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么变化？交流放大原理假设uBE静态工作点的基础上有一微小的变化ui静态工作点^7/23/202328电工电子技术ICUCEicuCE的变化沿一条直线——交流负载线uCE^7/23/202329电工电子技术RB+ECRCC1C2uiiBiCuCEuo各点波形uo比ui幅度放大且相位相反^7/23/202330电工电子技术实现放大的条件1、晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。2、正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。3、输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。4、输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。^7/23/202331电工电子技术§2.3放大电路的分析方法放大电路分析静态分析动态分析估算法图解法微变等效电路法图解法计算机仿真^7/23/202332电工电子技术RB+ECRCC1C2对交流信号(输入信号ui)短路短路置零2.3.1放大器的交流通道RLuiuo1/C0^7/23/202333电工电子技术RBRCRLuiuo交流通道^7/23/202334电工电子技术2.3.2交流负载线RBRCRLuiuoicuce其中：uce=-ic（RC//RL）=-icRL^7/23/202335电工电子技术交流量ic和uce有如下关系：这就是说，交流信号的变化沿着斜率为：的直线。这条直线通过Q点，称为交流负载线。uce=-ic（RC//RL）=-icRL或ic=（-1/RL）uce^7/23/202336电工电子技术交流负载线的作法ICUCEECQIB过Q点作一条直线,斜率为:交流负载线直流负载线^7/23/202337电工电子技术2.3.3动态分析1、三极管的微变等效电路首先考察输入回路iBuBE当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。uBEiB对输入的小交流信号而言，三极管BE间等效于电阻rbe。^7/23/202338电工电子技术对输入的小交流信号而言，三极管BE间等效于电阻rbe。becrbeibbeubeubeib^7/23/202339电工电子技术对于小功率三极管：rbe的量级从几百欧到几千欧。^7/23/202340电工电子技术考察输出回路iCuCE所以：输出端相当于一个受ib控制的电流源。近似平行且电流源两端还要并联一个大电阻rce。^7/23/202341电工电子技术iCuCEiCuCErce的含义^7/23/202342电工电子技术ubeibuceicuberbeibibrceuceicrce很大，一般忽略。^7/23/202343电工电子技术等效三极管的微变等效电路ebcbecrbeic=ib^7/23/202344电工电子技术2、放大电路的微变等效电路将交流通道中的三极管用微变等效电路代替rbeibibiiicuiuoRBRCRL^7/23/202345电工电子技术RBRCRLuiuorbeibibiiicuiuoRBRCRL交流通道微变等效电路^7/23/202346电工电子技术3、电压放大倍数的计算：负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRBRCRL^7/23/202347电工电子技术4、输入电阻的计算：对于为它提供信号的信号源来说，电路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。输入电阻的定义：输入电阻是动态电阻。^7/23/202348电工电子技术电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。rbeRBRCRL^7/23/202349电工电子技术5、输出电阻的计算：对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。计算输出电阻的方法：所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。^7/23/202350电工电子技术rbeRBRC所以：用加压求流法求输出电阻：00^7/23/202351电工电子技术2.3.4失真分析：为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流负载线