放大电路分析基础定

1、第6章 放大电路分析基础,讲授人：刘 家 磊,第6章 放大电路分析基础,把微弱的电信号不失真地放大到负载所需的数值。,第6章 放大电路分析基础,传感器,自动控制,本章的讨论内容,性能 指标,基本放大电路,电路 组成,工作 原理,多级放大器,频率 特性,基本分析方法,BJT,第6章 放大电路分析基础,第6章 放大电路分析基础,第6章 放大电路分析基础,6.1.1 放大电路工作原理,放大电路的核心部件,集电极 电流,放大的 目的,基极电流,6.1.1 放大电路工作原理,图6.1 共发射极基本放大电路,C2的作用与C1相似, 使交流信号能顺利传送至负载, 同时, 使放大器与负载之间无直流联系。,电容

2、C1为耦合电容, 其作用是: 使交流信号顺利通过加至放大器输入端，同时隔直流, 使信号源与放大器无直流联系。C1一般选用容量大的电解电容, 它是有极性的, 使用时, 它的正极与电路的直流正极相连, 不能接反。,6.1.1 放大电路工作原理,(1) 必须保证BJT工作在放大区。图6.1中Rb, UBB保证e结正向偏置; Rc, UCC保证c结反向偏置。保证BJT在电路中始终处于放大状态，必须要使BJT建立一定的直流工作状态。 （2）电路中应保证输入信号能加到三极管的发射结，以控制三极管的电流。 （3）保证信号电压输出加至负载。,组成放大电路时遵循的原则：,6.1.1 放大电路工作原理,图6.1中

3、使用两个电源，为了方便，可以采用单电源供电，如图6.2所示：,图6.2 单电源共发射极放大电路,三极管 T 起放大作用。,偏置电路VCC 、Rb 提供电源，并使三极管 工作在线性区。,耦合电容C1 、 C2输入耦合电 容C1保证信号 加到发射结， 不影响发射结 偏置。输出耦 合电容C2保证 信号输送到负 载，不影响集 电结偏置。,负载电阻RC、RL 将变化的集电极电流 转换为电压输出。,例1:判断图6.3电路是否具有放大作用,6.1.1 放大电路工作原理,解： 图6.3 a不能放大，因为是NPN三极管，所加的电压UBE不满足条件，所以不具有放大作用。图6.3 b具有放大作用。,图6.3,6.1

4、.2 直流通路和交流通路,1.什么是直流或交流通路,?,首先我们需要知道什么是静态或动态的概念。,输入信号为零时的工作状态称为静态。静态时，电路只有直流通路。,有输出信号时的工作状态称为动态，动态时应考虑电路的交流通路。,由于放大电路中存在着电抗元件，所以直流通路和交流 通路不相同。对于直流通路来说，电容被视为开路，电感被 视为短路；对于交流通路，电容和电感应作为电抗元件处理 ，当其电抗与所在回路的串联电阻相比可忽略其作用时，电 容一般按短路处理，电感按开路处理。 直流电源因为其两端电压值固定不变，内阻视为零，故 在画交流通路时也按短路处理。,6.1.2 直流通路和交流通路,例2 试画出图6.

5、4所示电路的直流通路和交流通路。,6.1.2 直流通路和交流通路,图6.4,解：图6.4所示电路的直流通路如图6.5所示；,图6.5 直流通路,图6.6 交流通路,交流通路如图6.6所示。,6.1.2 直流通路和交流通路,放大电路的分析主要包含两个部分:,(1)直流分析。又称为静态分析，主要求出电路的直流工作状态，即求出基极直流电流IB；集电极直流电流IC；集电极与射极间直流电压UCE。,(2)交流分析。又称动态分析，主要求出电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等。,第6章 放大电路分析基础,在学习之前，我们先来了解一个概念：什么是Q点？,6.2 共发射极放大电路的静态分析,它就是直流工作点，又称

6、为静态工作点，简称Q点。我们在进行静态分析时，主要是求基极直流电流IB、集电极直流电流IC、集电极与发射极间的直流电压UCE。,求解静态工作点的方法：公式法(解析法)和作图法(图解法)两种方法。,由于晶体三极管导通时，UBE变化很小，可视为常数，一般 硅管 UBE=0.6V0.8V，取0.7V 锗管 UBE=0.1V0.3V，取0.2V 当UCC、Rb已知，由(61)式可求出IBQ。,6.2.1 解析法确定静态工作点,根据放大电路的直流通路，可以估算出该放大电路的静态工作点。 由图6.5，首先由基极回路求出静态时基极电流IBQ：,(61),(62),根据三极管各极电流关系，可求出静态工作点的集

7、电极电流ICQ。 ICQ=IBQ (63) 再根据集电极输出回路可求出UCEQ。 UCEQ=UCC-ICRc (64),6.2.1 解析法确定静态工作点,例3 估算图6.2放大电路的静态工作点。设UCC=12V，Rc=3k，Rb =280k，=50，三极管为硅管。直流通路如图6.5所示。,解：根据公式(61)、(63)、(64)得,6.2.2 图解法确定静态工作点,三极管的电流、电压关系可用输入特性曲线和输出特性曲线表示，我们可以在特性曲线上，直接用作图的方法来确定静态工作点。 用图解法的关键是正确的作出直流负载线，通过直流负载线与iB=IBQ的特性曲线的交点，即为Q点。读出它的坐标即得IC和

8、UCE。,将图6.5直流通路，改画成图6.7(a)，由图中的a、b两端向左看，其ICuCE关系由三极管中IB=IBQ的输出特性曲线确定，其 ，如图6.7(b)所示。由图中的a、b两端向右看，电流IC与uCE关系由回路的电压方程表示： uCE=UCC-IC * Rc uCE与IC是线性关系，只需确定两点即可：,令iC=0，uCE=UCC，得M点；令uCE=0, ，得N点。将M、N两点 连接起来，即得一条直线，称为直流负载线，它反映了直流电流、电压与负 载电阻Rc的关系。,6.2.2 图解法确定静态工作点,图6.7 静态工作点的图解法,6.2.2 图解法确定静态工作点,由于在同一回路中只有一个IC

9、值和uCE值，即IC、uCE既要满足图6.7(b)所示 的输出特性，又要满足图6.7(c)所示的直流负载线，所以电路的直流工作状态 ，必然是IB=IBQ的特性曲线和直流负载线的交点，只要知道IBQ即可，一般通 过(61)式可直接求出，Q点的确定如图6.7(d)所示。,由上可得出用图解法求Q点的步骤： (1)在输出特性曲线坐标中，按直流负载线方程uCE=UCC-iCRC，作出直流 负载线。 (2) 由基极回路求出IBQ。 (3)找出iB=IBQ这一条输出特性曲线，与直流负载线的交点即为Q点。读 出Q点坐标的电流、电压值即为所求。,6.2.2 图解法确定静态工作点,6.2.2 图解法确定静态工作点

10、,例4 如图6.8(a)电路，已知Rb=280k，Rc=3k，UCC=12V，三极管的输出特性曲线如图6.8(b)，试用图解法确定静态工作点。,图6.8 例4电路图,6.2.2 图解法确定静态工作点,解：首先写出直流负载方程，并作出直流负载线：,连接这两点，即得直流负载线。然后，由基极输入回路，计算IBQ 。,直流负载线与iB=IBQ=40A这一条特性曲线的交点，即为Q点，从图上查出IBQ=40A，ICQ=2mA，UCEQ=6V，与例3结果一致。,6.2.3 电路参数对静态工作点的影响,静态工作点的位置在实际应用中很重要，它与电路参数有关。下面我们分析一下电路参数Rb，Rc，Ucc对静态工作点的影响。,例5：如图6.9所示： (1) 要使工作点由Q1变到Q2点应使（ ） A.Rc增大 B.Rb增大 C.Ucc增大 D.Rc减小 (2) 要使工作点由Q1变到Q3点应使( ) A.Rb增大 B.Rc增大 C.Rb减小 D.Rc减小 答案： (1) D (2) A 注意：在实际应用中，主要是通过改变