电力电子技术-基本放大电路

第15章基本放大电路1第15章放大电路基础§1共发射极放大电路的组成§2放大电路的静态分析§3放大电路的动态分析§4静态工作点的稳定§6射极输出器#下一页上一页首页2§1共发射极放大电路的组成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#下一页上一页首页3基本放大电路的组成1输入输出集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。基极偏置电阻耦合电容：有极性。大小为10

F~50

F作用：隔直通交是否满足发射结正偏、集电结反偏？下一页上一页首页#4各点波形RB+

UCCRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB放大电路的基本工作过程1输入微弱正弦信号，经三极管放大后，输出同频、反相、放大的正弦信号。结论纯交流直流载交流纯交流下一页上一页首页#5放大电路示意图输入电阻电压放大倍数输出电阻三个主要性能指标161放大电路的直流通路和交流通路交流通道：只考虑交流信号的分电路。直流通道：只考虑直流信号的分电路。信号的不同分量可分别在不同的通道分析。直流通路RB+UCCRCRBRCRLuiu0交流通路RB+UCCRCC1C2++C1、C2

开路得到C1C2短路，UCC

置零得到下一页上一页首页#7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#18一、直流通路确定静态值（宜采用估算法）根据直流通道估算IBUBE+UCC直流通道RBRC§2放大电路的静态分析2静态分析目的：求出电路的静态工作点值工作点值#下一页上一页首页Ic+UCE-9例：用估算法计算静态工作点。已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k，

=37.5。解：请注意电路中IB和IC的数量级。RB+UCCRCC1C2++2#下一页上一页首页一般地，工作点值在各区时有如下具体标志：IB（20~50μA）IC（1~2mA)UCE≈UCC/2放大区饱和区IB（60μA以上）IC（2.5mA以上)UCE≈0.3V截止区IB10μA以下IC很小UCE≈UCC10IBUBEQIBQUBEUCEICQUCEQICQ二、图解法确定静态值1.从输入输出曲线上求三极管的静态工作点(IBQ,ICQ,UCEQ

）2.观察各处波形有无失真3.作图求出电压放大倍数U0/Ui目的依UBE求出IBQQ点与纵轴交点为ICQ依UCE=EC–ICRC画出

直流负载线IBQ与IBQ交点为Q点Q点与横轴交点为UCEQ下一页上一页首页2#11动态分析微变等效电路法图解法§3放大电路的动态分析下一页上一页首页3#微变等效电路法：就是把非线性元件集体管所组成的放大电路等效为一个线性电路，也就是把晶体管线性化。12（一）三极管的微变等效电路1.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。

uBE

iB对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻rbe。rbe的量级从几百欧到几千欧。对于小功率三极管：3BEBCEBErbe即：等效为下一页上一页首页#一、微变等效电路法13（一）三极管的微变等效电路1.输入回路3BEBCEBErbe等效为下一页上一页首页#2.输出回路由于有(1)输出端相当于一个受ib控制的电流源。(2)考虑uCE对iC的影响，输出端应并联一大电阻rce。rce的含义？cibErcerbeBERce值很大，可略EBC14(二)放大电路的微变等效电路uiuoRBRCRL3下一页上一页首页RB+UCCRCC1C2++RL#ibrbeibic(三)电压放大倍数的计算特点：负载电阻越小，放大倍数越小。15(四)输入输出电阻的计算对于为放大电路提供信号的信号源来说，放大电路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。rbeRBRCRL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。3输入与输出电阻的定义：输入电阻ri输出电阻r0下一页上一页首页#16IBUBEQICUCE？ibtibtictuit下一页上一页首页3二、动态分析图解法QQ点这样变化QQQQQQQQucet假设uBE有一微小的变化uce相位如何？uce与ui反相！uCE怎么变化会引起ib很大的变化也会引起

ic很大的变化#波形有无失真？放大倍数？17各点波形RB+UCCRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB纯交流直流载交流纯交流下一页上一页首页#3电压放大倍数？18实现放大的条件1.三极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Q，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ic

转化成变化的uce，经电容滤波只输出交流信号。3下一页上一页首页#193下一页上一页首页工作点不合适或者信号太大会引起波形失真IBUBEQIBQUBEuitICUCEibtibtticucet波形发生失真#20如何判断一个电路是否能实现放大？3.晶体管必须满足发射结正偏，集电结反偏。4.正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。

如果已给定电路的参数，则计算静态工作点来判断；如果未给定电路的参数，则假定参数设置正确。1.信号能否输入到放大电路中。2.信号能否输出。与实现放大的条件相对应，判断的过程如下：下一页上一页首页3#21§4静态工作点的稳定为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由UBE、

和ICEO决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。下一页上一页首页#4一、温度对UBE的影响iBuBE25ºC50ºCTUBEIBIC22二、温度对

值及ICEO的影响T、ICEOICiCuCEQQ´总的效果是：温度上升时，输出特性曲线上移，造成Q点上移。4下一页上一页首页#23小结：TIC固定偏置电路的Q点是不稳定的。Q点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、IC增加时，能够自动减少IB，从而抑制Q点的变化。保持Q点基本稳定。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。电路见下页。4下一页上一页首页#24分压式偏置电路（稳定静态工作点的共射放大电路）RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoRE射极直流负反馈电阻CE交流旁路电容4下一页上一页首页#1.静态工作点稳定的原理本电路稳压的过程实际是由于加了RE形成了负反馈过程TUBEIBICVEICVB固定25I1I2IBRB1+UCCRCTRB2RE直流通路一、分压式偏置电路静态分析4B下一页上一页首页#26例：已知

=50，EC=12V，RB1=7.5k，RB2=2.5k，RC=2k，RE=1k，求该电路的静态工作点。RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo下一页上一页首页#27u0+UCCRB1RCC1C2RB2CERERLuiRCRL下一页上一页首页#二、分压式偏置电路动态分析4画微变等效电路rbeR'B求电压放大倍数求输入电阻求输出电阻284题1）求静态值2）求电压放大倍数Au3）求ri和r0解：1）接下页静态值下一页上一页首页#u0+20V12KC1C23KCEus1.5KΩ500~294题1）求静态值2）求电压放大倍数Au3）求ri和r0解2）RCrbe先画微变等效电路：3）下一页上一页首页#R'Bus~Rsu0+20V12KC1C23KCEus1.5KΩ500~Rs30问题1：如果去掉CE，电路如何分析？下一页上一页首页#4u0+UCCRB1RCC1C2RB2CERERLui静态分析不受影响动态分析不同微变等效电路变为：RCRLR'Brbe31下一页上一页首页#4静态分析不受影响动态分析微变等效电路：RCRLR'BrbeRB1+UCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2问题2：如果电路如下图所示，如何分析？仅RE变为RE1+RE2324题下一页上一页首页#1）求静态值2）画微变等效电路3)求电压放大倍数Au4）求Ausm5)求ri和r0u0+10V100KC1C233KCEus3KΩ200~Rs1.8K4K解：1）静态值33RCRLrbeR'Bus~Rs解2）2）画微变等效电路：4题3）5)求输入电阻和输出电阻4）#下一页上一页首页34§6射极输出器RB+UCCC1C2RERLuiu0下一页上一页首页#6电路构成静态分析rbeRERLRB动态分析35输入电阻rbeRERLRB6下一页上一页首页#的求法？？输入电阻较大，作为前一级的负载，对前一级的放大倍数影响较小且取得的信号大。输入电阻输出电阻较小，可以提高带负载能力详看输出电阻的推导36射极输出器小结6RB+UCCC1C2RERLuiu0静态分析动态分析下一页上一页首页#特点：1.输入电阻大2.输出电阻小3.放大倍数约为1射极输出器的使用1.将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。2.将射极输出器放在电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能力。3.将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。37例：已知射极输出器的参数如下：RB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，

=100，UCC=12V求Au、

ri