现代电工电子技术 第3版 课件 第8章 放大电路基础

1第8章

放大电路基础2

第8章放大电路基础8.1基本放大电路简述8.2基本共射放大电路8.3共集电极放大电路8.4多级放大电路8.5OCL功率输出级的特点3[教学要求]建立放大器各种基本概念掌握放大器基本单元电路的电特性掌握分析放大器基本方法

4三极管放大电路有三种形式共射放大电路共基放大电路共集放大电路以共射放大电路为例讲解工作原理#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5+VCCRCC1C2VRB1、基本放大电路的组成8.2.1ui输入uo输出集电极电源，保证集电结反偏,并为电路提供能量集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。基极偏置电阻

耦合电容10

F~50

F作用:隔直通交是否满足发射结正偏、集电结反偏？#++8.2基本共射放大电路共射放大电路的静态估算法62、静态分析（采用估算法）根据直流通道估算静态分析目的：求出电路的静态工作点值工作点值#IBUBE+VCCRBRC直流通道8.2.18.2基本共射放大电路共射放大电路的静态估算法7例：用估算法计算静态工作点。已知：VCC=12V，RC=4k

，

RB=300k，

=37.5。解：请注意电路中IB和IC的数量级。RB+VCCRCC1C2++8.2#一般地，共射电路工作点值在各区时有如下具体标志（参考）：IB（15-50μA）IC≈几个mA适中UCE≈VCC/2放大区饱和区IB（60μA以上）IC（较大)UCE≈0.3V截止区IB10μA以下IC很小UCE≈VCC点击仿真8各点波形RB+

VCCRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB

共射放大电路的图解分析法8.2.2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#点击祥看基本工作过程9IBUBEQIBQUBEUCEICQUCEQICQ2.1.2放大电路的图解分析法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UCEQ8.2.2#10IBUBEQiCuCE？ibtibtictuit8.2.2图解分析法---动态分析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？11各点波形RB+VCCRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB纯交流直流载交流纯交流#8.2.2电压放大倍数？12工作点不合适，会引起波形失真iBuBEQIBQUBEuitiCuCEibtibtticucet波形发生失真#点击仿真8.2.213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。8.2.2#14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：#8.2.215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8.2.3放大电路的动态分析#8.2168.2.3共射放大电路的微变等效电路分析法1.三极管的微变等效电路输入回路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rberbe的量级从几百欧到几千欧对于小功率三极管：BEBCEBErbe即：等效为#17UBE

1、三极管的微变等效电路

输入回路BEBCE等效为#BErbe

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rceEBCrbeB

ibEErce的含义？rce值很大，可略rcec8.2.3共射放大电路的微变等效电路分析法182、放大电路的微变等效电路分析法uiuoRBRCRLRB+VCCRCC1C2++RL#

ibrbeibic电压放大倍数的计算特点：负载电阻越小，放大倍数越小。8.2.3微变等效电路19输入输出电阻的计算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。输入与输出电阻的定义：输入电阻ri输出电阻r0#2、放大电路的微变等效电路分析法8.2.3208.2.4工作点稳定的共射极放大电路固定偏置电路的静态工作点由UBE、

和ICEO决定，而这三个参数均随温度而变化，因此说温度对静态工作点有影响#iBuBE25ºC50ºCTUBE

,ICEOICTICIB

固定偏置电路的Q点是不稳定的,易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21分压式偏置电路（工作点的稳定静态共射放大电路）RB1+VCCRCC1C2RB2CERERLuiuo8.2.41.静态工作点稳定的原理TUBEIBICUEIC见仿真电路1.静态分析22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+VCCRCC1C2RB2CERERLuiuo#见仿真电路23u0+VCCRB1RCC1C2RB2CERERLuiRCRL#8.2.4分压式偏置电路动态分析画微变等效电路rbeR'B求电压放大倍数求输入电阻求输出电阻24问题1：如果去掉CE，电路如何分析？#8.2.4静态分析不受影响动态分析不同微变等效电路变为：RCRLR'Brbeu0+VCCRB1RCC1C2RB2CERERLui25#8.2.4静态分析不受影响动态分析微变等效电路：RCRLR'BrbeRB1+VCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2问题2：如果电路如下图所示，如何分析？仅RE变为RE1+RE2268.2.4例题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#u0+20V12KC1C23KCEus1.5KΩ500~271）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）#R'Bus~Rsu0+20V12KC1C23KCEus1.5KΩ500~Rs8.2.4例题28#1）求静态值2）画微变等效电路3)求电压放大倍数Au4）求Ausm

5)求ri和r0u0+10V100KC1C233KCEus3KΩ200~Rs1.8K4K解：1）静态值8.2.4例题29RCRLrbeR'Bus~Rs解2）2）画微变等效电路：3）5)

求输入电阻和输出电阻4）#8.2.4例题308.3共集电极放大电路-射极输出器RB+VCCC1C2RERLuiu0#电路构成静态分析rbeRERLRB动态分析31输入电阻rbeRERLRB8.3射极输出器#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32射极输出器小结8.3RB+VCCC1C2RERLuiu0静态分析动态分析#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。33例：已知射极输出器的参数如下：RB=570k

，RE=5.6k

，RL=5.6k

，

=100，VCC=12V求Au、

ri和ro

。设：RS=1k

，求：Aus、ri和ro

。3.RL=1k

时，求Au。RB+VCCC1C2RERLuiu0解：#8.334RB=570k

，RE=5.6k

，RL=5.6k

，

=100，VCC=12V1.求Au、

ri和ro

。rbeRERLRB微变等效电路rbe=2.9k

，RS=08.335rbeRERLRB微变等效电路2.设：RS=1k

，求：Aus、

ri和roRB=570k

，RE=5.6k

，RL=5.6k

，

=100，VCC=12Vrbe=2.9k

，RS=08.336RL=1k

时3.RL=1k

和

时，求Au。比较：空载时,Au=0.995

RL=5.6k

时,Au=0.990

RL=1k

时,Au=0.967RL=

时可见：射极输出器带负载能力强。8.337耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。

8.4多级放大电路耦合：即信号的传送。多级放大电路对耦合电路要求：1.静态：保证各级Q点设置2.动态:传送信号，波形不失真，减少压降损失第一级放大电路输入输出第二级放大电路第n级放大电路……第n-1

级放大电路功放级8.4#38设:

1=

2=50,rbe1=2.9k

,rbe2=1.7k

典型电路分析前级后级+VCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2求1)各级静态值2)静态分析:

Q点计算同单级动态分析:

关键:考虑级间影响方法:ri2=RL1#ri2？8.439RE1R2R3RC2RLRSR1

典型电路动态分析微变等效电路#8.440其中:RL1

=RE1//ri2=RE1//R2//R3

//rbe1=RE1//RL1

=RE1//ri2=27//1.7

1.7k

ri

=1000//(2.9+51×1.7)

82k

2.ro

=RC2=10k

#代入数值41电压放大倍数RE1R2R3RC2RLRSR142例：放大电路由下面两个放大电路组成。已知VCC=15V

，R1=100k

，R2=33k

，RE1=2.5k

，RC=5k

，

1=60，；RB=570k

，RE2=5.6k

，

2

=100，RS=20k

，RL=5k

+VCCR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1电路一RB+VCCC21C22RE2uiuoT2电路二43求直接采用放大电路一的放大倍数Au和Aus。若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器输出，求放大倍数Au、ri和ro

。若信号经射极输出器后，再经放大后放大电路一输出，求放大倍数Aus

。+VCCR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1RB+VCCC21C22RE2uiuoT244ri

=

R1//R2//rbe

=1.52k

(1)由于RS大，而ri小，致使放大倍数降低；(2)放大倍数与负载的大小有关。例：

RL=5k

时,Au=-93；RL=1k

时,Au=-31

。求直接采用放大电路一的放大倍数Au和Aus+VCCR1RCC1C2R2CERERLuiuousRSriT1rbe1=1.62k

，rbe2=2.36k

45输出电阻用加压求流法求输出电阻rorbeRERBRSrbeRERBRS电源置0#8.3简化为：返回1.功放管放大电路的特点1）大信号工作，极限运用功放管的工作电流Ic接近于ICM

电压Uce接近于U(BR)CEO，损耗功率Pc接近于PCM

损耗功率Pc接近于PCM

电流幅值最大时，处于临界饱合状态

2）功放管易损坏易失真因工作电流和电压大

3）大信号工作，分析时采用图解法

8.5OCL功率输出级的特点2、对功放的基本要求1）在失真允许的范围内输出功率Po足够大2）η尽可能高3）非线性失真要小4）充分考虑功放管的管耗和热保护，安全工作8.5OCL功率输出级的特点1）按功放管的工作状态分甲类