电子技术第八章2交流放大电路.ppt

1、第八章 交流放大电路,8-1 共射极放大器,一 共射放大器的组成,放大条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。,放大电路的简化,RB:几十、几百千欧,RC:几千欧,放大电路中各元件的作用,晶体管T：电流放大,电源UCC：放大电路的能源，与RB、RC配合为T提供静态偏置。,RC：将T的电流放大作用转换成整个电路具有电压放大作用。,RB：与RC配合使放大电路发射结正向偏置，集电结反向偏置。,C1、C2：隔离直流，耦合交流。,RL：负载电阻。,电路特点：无论有无信号输入，总有电流经RB流入T基极，保证T发射结始终为正向偏置，且当RB一定，偏置电压固定不变，所以称其为固定式偏置电路。,由于交流放大电路中

2、既有直流电源UCC，又有交流信号源ui。 1、当交流信号电压ui0时，电路中只有直流电流流通。 2、当ui0时，电路电流中既有直流分量，又有交流分量因此它是一个交直流并存的电路。,由于晶体管是一个非线性元件，因此晶体管放大电路实质上是一个非线性电路,我们不能直接引用交流电路的概念来分析交流放大电路。,二 直流通路和交流通路,1）什么是静态工作点,当ui=0时，电路中的IB，IC，UCE的大小，就构成放大电路的静态工作点。 即：输入信号为零时（只有UCC作用时）电路的工作电压和电流就叫做放大电路的静态工作点。,1、放大器电路的直流通路（静态工作点计算）,不设置静态工作点的情况,2）静态工作点的作

3、用,由此可见，在交流放大电路中，如果不设置合适的静态工作点，就不能正常放大交流信号（失真）。,2）静态工作点的计算,（1）确定输入回路静态电流IB,IBQ,UBE,（2）确定输出回路的静态电流IC、电压UCE,因为 IBQ已经求出,也可以不用作图，直接求出静态工作点：,例1：如已知放大电路中的UCC20V、RB480 k，RC6k，晶体管的=40，求放大电路的静态工作点。,2、放大器电路的交流通路,非线性电路线性化处理 放大电路的动态分析与计算 放大电路的波形失真分析,2、放大器电路的交流通路,1）输入特性曲线线性化处理,在静态工作点附近就可以用相应的切线代替直线。,所以，仅就交流输入电压而言

4、，三极管的输入端可等效为：,称为三极管的动态输入电阻。,在小信号时，低频小功率管可用下式估算：,只有当ib发生变化时， ic才会发生变化，且ic= ib。,2）输出特性的线性化处理,在放大区：输出特性近似水平直线，即：当电压uce发生变化时，电流ic近似不变，即具有恒流特性。,2）放大电路的动态分析与计算,（1）画出放大电路的交流通路： 将放大电路中的电容C1和C2视为短路，令UCC=0（将UCC短接到地）,（2）将三极管线性化处理：,3 、放大电路的动态指标的计算,1）电压放大倍数Au不失真输出正弦信号的向量（幅值）与输入正弦信号的向量（幅值）之比。 2）放大电路的输入电阻ri放大电路的输入

5、电压与输入电流的比值。 3）放大电路的输出电阻ro负载开路，令输入信号为零，放大电路从输出端看进去的等值电阻ro。,1）电压放大倍数,设输入信号为 正弦交流信号ui,负载开路,带负载,3 、放大电路的动态指标的计算,空载放大倍数:,带负载的放大倍数:,2）输入电阻,由于RBrbe，所以：,因为rbe一般为几百欧几千欧，所以，共射极放大电路的输入电阻较低。,当信号源作用于电路时， ri相当于信号源的负载电阻，ri越大，取用信号的能力强； ri越小，取用信号的能力越弱。所以，希望放大电路的输入电阻大。,3）输出电阻,因为RC一般为几千欧，所以，共射极放大电路的输出电阻较高。,对负载电阻而言，rO电

6、阻相当于负载的信号源内阻，内阻越小，带负载的能力越强；内阻越大，带负载的能力越弱。所以，希望放大电路的输出电阻小好。,输出电阻ro：没有信号源作用（将信号源短路），负载开路时求得。,4、放大电路的波形失真分析,0,t,uBE,uBEQ,iBQ,uCE (V),ic (mA),0,0,t,uCE,1、根据ui的波形通过输入特性画出iB波形,2、画出输出回路的交流负载线,3、通过交流负载线画出iC和uCE的波形,由此再一次证明了，放大电路要正常工作，必须设置一个合适的静态工作点。,工作点适合，输出完全复现输入。,工作点过低，产生截止失真。,工作点过高，产生饱和失真。,例题分析,例1：一单管放大电路

7、如图所示，已知晶体管的电流放大系数=50， (1)计算放大电路的静态工作点； (2)计算负载电阻RL按入或断开时，放大电路的电压放大倍数Au，Auo； (3)计算放大电路的输入电阻ri、输出电阻ro；,解：计算放大电路的静态工作点,画出放大电路的直流通路 求出静态工作点如下,计算电压放大倍数Au，Auo,画出放大电路的交流通路 画出放大电路的微变等效电路,计算电压放大倍数,空载放大倍数 带负载的放大倍数,可见接入负载后，放大器的电压放大倍数将降低。,计算放大电路的输入电阻ri、输出电阻ro；,8-4 分压式偏置电路,1、分压式偏置电路静态工作点的分析、计算 通过对固定式偏置电路学习知道： IB

8、=（UCC-UBE）/RBUCC/RB 当UCC和RB一定，IB也就固定不变。这种电路虽然简单，但三极管的参数（ICE0、UBE、等）受温度的影响较大，静态工作点（ IC、UCE）也要受温度的影响。,根据直流通路： I1=I2+IB 如使I2IB，则 I1I2 =UCC/（ RB1+RB2） 则： UB=RB2/(RB1+RB2)UCC,而分压式偏置电路：,一般取：I2(510)IB， 就可认为：I2IB，则：,UB 是由外电路决定的，并且与三极管参数ICE0、UBE、等无关，即：UB=定值。,发射极电阻 RE的作用（负反馈作用）在UB=定值时，稳定静态工作点,因：UBE=UB-UE=UB-R

9、EIE，如因温度升高使IC （或IE）, REIEUBEIB、IC、IE，达到稳定静态工作点的目的,例题分析,例1：在图示放大电路 中，已知UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7k， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ， 晶体管=50， UBE=0.6V, 试求:,静态工作点 IB、IC 及 UCE,解： 静态工作点,8-5射极输出器,一 电路构成,如果在放大电路中将输出信号从发射极取出，这样，就需要在发射极接一个电阻，而同时，集电极电阻失去了将电流变化转换成电压变换的作用，所以短接。这样就构成了射极输出器电路。,二 静态分析,1 直流通路,静

10、态工作点,2 动态分析,1）画出射极输出 器的交流通路,2）画出射极输出器 的微变等效电路,3 动态参数的计算,1）交流电压放大倍数,可见：射极输出器的电压放大倍数略小于1，且输入输出电压同相，所以，也称射极输出器为电压跟随器。,射极输出器虽然不具有电压放大能力，但因具有电流放大作用Ie=(1+)Ib，因此射极输出器具有电流放大和功率放大作用。,2）输入电阻ri,可见：射极输出器的输入电阻远大于基本共发射极放大器的输入电阻（ri=rbe）。,所以，在多级放大电路中，射极输出器往往用做输入级，以提高电路获取信号的能力。,3）输出电阻ro,用外加电压法求输出电阻，电路如右图。 信号源应除源，做短路处理，内阻RS和RB的并联。,通常,故,所以，在多级放大电路中，射极输出器往往用做输出级，以提高放大器带负载的能力。,小结,射极输出器具有如下特点 放大倍数接近于1； 输出电压与输入电压同相； 输入电阻高; 输出电阻低,小结,射极输出器的用途： 用作多级放大电路的输入级，以减轻信号源负担（利用输入电阻高的特性）； 用作多级放大电路的输出级，以提高放大电路的带载能力（利用输出电阻低的特性）； 作为两个共发射极放大电路之间的中间缓冲级，以改善工作性能（利用其阻抗变换作用） 作为功率放大器,例题分析,例1：在图示放大电路 中，已知UCC