第二章放大电路基础(1)梁明理高等教育出版社电子线路

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(2)把对直流起作用的元件画在相应的位置上, (3)标出各级电流、电压的实际方向。
以双电源电路为例:
直流通路:放大器没有输入交流信号 (ui=0),时各极电流、电压的波形: 直流通路作用:提供静态工作点,当不 加交流输入信号时放大电路内部的电流 和相应的端电压都相对处于静止状态。
1.直流通路:
2.交直流共存:放大器加入交流信号 (ui=Umsinωt)后,各 极电流(iB、iC)、电压(uBE、uCE)的波形 :
IB
e
UCE
UCE = VCC – IC RC
VCC U BE IB Rb
●共射放大电路的基本组成
2、单电源放大电路
+VCC
RC T
RB
C1
C2
~ uiRLຫໍສະໝຸດ ● 共射放大电路的基本组成
3、组成一个放大器的基本原则。
(1)外加直流电源的极性必须使发射结正偏,集电
结反偏。则有:
Δ i C Δ i B
o i
i
o
●放大的概念
前置放大器
功率放大器
扩音机是怎样工作的
直流供电电 源 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。 放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示, 如图:
Xi
Au
Xo
放大电路的结构示意图
信号源: US串RS 负载:RL
放大电路结构示意图 Δ 放大电路是由晶体管或集成电路组成的双口网络,即一 个信号输入口,一个信号输出口 Δ 信号源是待放大的输入电信号,常由传感器将非电信号 (如温度、声音、压力等)转换为电信号,一般很弱。
● 共射放大电路的基本组成
3、组成一个放大器的基本原则。
(1)外加直流电源的极性必须使发射结正偏,集电
结反偏。则有:
Δ i C Δ i B
(2) 元件安排要保证信号能够正常传输。
输入回路的接法应使输入电压 u 能够传送到基极回路, 引起:
u → iB;输出回路的接法应使 iC → uCE,传送到输出端。
2.2
放大电路的图解分析方法
图解法 微变等效电路法
基本分析方法两种
●直流通路与交流通路
思考:如何正确画出“直流通路”和“交流通路”?
2.2
放大电路的图解分析方法
图解法 微变等效电路法
基本分析方法两种
●直流通路与交流通路
思考:如何正确画出“直流通路”和“交流通路”?
1.直流通路的画法:
(1)把对直流不起作用的元件略去,如:一般电容可视 为开路,电感和变压器线圈可视为短路,交流信号源只 考虑信号源内阻。
五、非线性失真系数 D
所有谐波总量与基波成分之比,即 D
2 2 U2 U3
U1
放大电路技术指标测试示意图
六、通频带
Aum fL:下限频率
1 2
Aum
BW fL fH
fH:上限频率
七、最大输出功率与效率
输出不产生明显失真的最大输出功率。用符号 Pom 表示。 :效率 Pom PV:直流电源消耗的功率 P
(2) 元件安排要保证信号能够正常传输。
输入回路的接法应使输入电压 u 能够传送到基极回路, 引起: u → iB;输出回路的接法应使 iC → uCE,传送到输出端。
如何判断一个放大电路是否满足上述两条原则?画出直流通路和交流通路,再 判断。
单管共射放大电路与放大电路结构示意图对比:
可见:当输入交流信号ui时,电路中 的电流和电压都是以静态工作电压、 电流(工作点)为基点上下波动。 结论:a)对于共射放大电路输出电 压与输入电压相位相反; b)放大器的状态有两种:静 态和动态。
2.交流通路及其画法:
所谓交流通路,就是在输入信号作用下,放大器动态 量所流经的通路。 画法: (1) 把对交流不起作用的元件略去(短路隔直电容和直 流电源), (2) 将对交流起作用的元件画在相应的位置上。
1、元件的作用
耦合电容
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。
C1 T RB VBB
C2 RC +VCC RL
~ ui
● 共射放大电路的基本组成
2、单电源放大电路
+VCC RC
T C2 RC +VCC RL
RB C1 RB
~ ui
VBB
● 共射放大电路的基本组成
2、单电源放大电路
从放大电路输出端看进去的等效电阻。
Ui Ri Ii
Uo Ro Io
U S 0 RL
(输出端开路RL→∞且输入端除源US=0):
放大电路技术指标测试示意图
四、最大输出幅度
在输出波形没有明显失真情况下放大电路能够提供给负 载的最大输出电压(或最大输出电流)可用峰-峰值表示,或有 效值表示(Uom 、Iom)。
附:电路中有关符号规定
直 流 量: 大写字母、大写脚码 如 IB、VCE 如 ib、vce 如 Ib、Vcce
交流瞬时量: 小写字母、小写脚码
交流有效量: 大写字母、小写脚码 交直流总量: 小写字母、大写脚码
如 iB、vCE
正弦量相量: 大写字母上面加“•‖、小写脚码 如: V V I I
练习1:(通过画交流通路,了解放大器失去放大作用的原 因)图(b)是图(a)的交流通路,可看出输入信号被电 源短路,从而失去放大作用:
3、组成一个放大器的基本原则:
(1)外加直流电源的极性必须使发射结正偏,集电结反偏。则有:
Δ i C Δ i B
(2) 元件安排要保证信号能够正常传输。 输入回路的接法应使输入电压 u 能够传送到基极回路, 引起: u → iB;输出回路的接法应使 iC → uCE,传送到输出端。
思考:是否输入端b、输出端e?Rb1、Rb2被并联在“输入端” 与 “地”之间?Re与RL并联在“输出端”与“地”之间?
练习5:画出直流通路和交流通路。 (通过画交流通路,了解放大器的基本组态)画出图(a) 的交流通路,因输入、输出回路共用了集电极,所以该图为 共集电极放大电路:
思考:是否输入端b、输出端e?Rb1、Rb2被并联在“输入端” 与 “地”之间?Re与RL并联在“输出端”与“地”之间?
第二章 放大电路基础
本章概述:
1.本章的教学内容是模拟电子技术中最基本的部分,称之为 “基础之基础”,十分重要; 2.本章基本概念:放大的本质、静态 和动态、直流通路和 交流通路、工作点、负载线、非线性失真、放大倍数、输入 电阻和输出电阻等。 3.本章分析的“单管放大电路”:是组成其他各种复杂电路 的基础; 4.本章介绍两种基本分析方法(图解法、微变等效电路法), 是模拟电子电路最基本的、最常用的分析方法。
2.2
放大电路的图解分析方法
图解法 微变等效电路法
基本分析方法两种
●直流通路与交流通路
思考:如何正确画出“直流通路”和“交流通路”?
√分析放大器的基本原则: ——―先静后动” 即先直流后交流。
1.静态分析: (1)交流信号ui=0时的状态,称为静态。静态量ICQ、 UBEQ、 UCEQ 、IBQ是直流量,该组数值在三极管的输入、输出特性曲线 上对应一个坐标点,称为静态工作点(Quiescent),用Q表示 (2)画直流通路 (3)求静态工作点Q:
+VCC
直流通路电路
RB C1
RC
T
C2 RC +VCC RL
~ ui
RB VBB
静态工作点的近似计算
1.固定偏置电路
硅管 UBE = (0.6 ~ 0.8) V,取0.7V
锗管 UBE = (0.1 ~ 0.2) V,取0.2V
IC c
IC IB
VBB U BE IB Rb
b
直流通 路电路
Δ i C Δ i B
元件:三极管可实现放大作用,是组成放大电路的核心元件。
4.放大电路的结构示意图
信号源: US串RS 负载:RL
直流
电源
Δ 放大电路(常称为放大器)不能产生能量,输出信号的 能量增加实际上是由直流电源提供的。 Δ 放大器只是在输入信号的控制下,由三极管起能量转换 作用,将直流电源的能量转化为负载所需要的信号能量。 Δ 放大作用实质上是一种能量的控制作用。
放大电路结构示意图
共射放大器
●单管共射放大电路习惯画法:
单管共射放大电路
C1 、C2 :为隔直电容或耦合电容; RL:为负载电阻。 该电路也称阻容耦合单管共射放大电路。
画电路图方法:
1.先画出核心器件三极管; 2.直流偏置电阻RB;RC;电源VCC(改成单电源供电), →四端电路;
3.交流输入信号ui、电容C ;
放大的概念
1.本质:实现能量的控制。
由于输入信号(如从天线或传感器得到的信号)的能量 过于微弱,不足以推动负载(如喇叭),因此需要在放大 电路中另置直流电源,由能量较小的输入信号控制直流电 源的能量,把其转变为大能量的信号输出,然后推动负载。 从这一过程看,放大电路工作时需要直流电源,一方面 为三极管提供直流偏压,另一方面提供电路的功率消耗和 功率输出。 2.小能量对大能量的控制作用称为放大作用。 3.放大的对象是变化量(交流量)。
V
√√记住:每一级放大电路常常求出三个交流参数:
1电压放大倍数 ( Au ) .
2.输入电阻 Ri
——从放大电路输入端看进去的等效电阻。 3.输出电阻 Ro
Ui Ri Ii
Uo Au Ui
共射放大器
Uo Ro Io
U S 0 RL
——从放大电路输出端看进去的等效电阻(输出端开路 RL→∞且输入端除源US=0):
2.1 基本放大电路的组成和工作原理
2.1.1放大电路的功能及组成
共射放大电路 三极管放 大电路有 三种形式 共基放大电路 共集放大电路
以共射放 大器为例 讲解工作 原理
● 共射放大电路的基本组成
1、元件的作用 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。 集电极电源,为 电路提供能量。 并保证集电结反 偏。
练习2:画出j交流通路(通过画交流通路,了解放大器失去 放大作用的原因)图(b)是图(a)的交流通路,可看出输 出信号被电源短路,从而失去放大作用:
练习3:画出直流通路和交流通路。 (通过画交流通路,了解放大器的基本组态)画出图(a)的 交流通路,因输入、输出回路共用了发射极,所以该图为共发 射极放大电路:
练习1:(通过画交流通路,了解放大器失去放大作用的原 因)图(b)是图(a)的交流通路,可看出输入信号被电 源短路,从而失去放大作用:
(2) 元件安排要保证信号能够正常传输。 输入回路的接法应使输入电压 u 能够传送到基极回路, 引起: u → iB;输出回路的接法应使 iC → uCE,传送到输出端。
4.交流输出负载RL,加电容C,输出电压uo.
2.1.2
放大电路的主要技术指标
电流放大倍数 ( Ai )
Io Ai Ii
一、放大倍数
电压放大倍数( Au )
Uo Au Ui
放大电路技术指标测试示意图
二、输入电阻 Ri
从放大电路输入端看进去的等效电阻。
三、输出电阻 Ro
C1 T RB VBB
C2 RC +VCC
uo
~ ui
RL
参考点
● 共射放大电路的基本组成
1、元件的作用 基极电源与 基极电阻 使发射结正偏, 并提供适当的 静态工作点。 集电极电阻,将 变化的电流转变 为变化的电压。
C1 T RB VBB
C2 RC +VCC RL
~ ui
● 共射放大电路的基本组成
练习4:画出直流通路和交流通路。 (通过画交流通路,了解放大器的基本组态)画出左图的交 流通路,因输入、输出回路共用了基极,所以该图为共基极 放大电路:
思考:是否输入端e、输出端c?Rb1、Rb2被短路?
Rc与RL并联在“输出端”与“地”之间?
练习5:画出直流通路和交流通路。 (通过画交流通路,了解放大器的基本组态)画出图(a) 的交流通路,因输入、输出回路共用了集电极,所以该图为 共集电极放大电路:
Δ 经放大后的较强信号输出到终端执行器件,成为负载。
放大的概念
所谓放大,表面上看是将信号的幅度由小增大,但在电 子技术中,放大的本质首先是实现能量的控制。
1.本质:实现能量的控制。
从本质上说,各类放大电路实际上是一种能量转换器。 放大电路将弱小信号放大的过程并不是电能被放大的过程, 而是一个将直流电源所提供的直流功率中的一部分转换成交 流功率输出给负载的过程,在这一过程中,需要对被转换的 这部分交流功率进行控制,使其随输入信号的变化规律而变 化。即当输入信号为正弦波时,输出到负载上的交流电压和 电流也应是同频率的正弦波。 能够实现这种控制作用的器件就是三极管。
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