第三章 多级放大电路

U CEQ 2 = V CC I EQ 2 R 6
(2)求解 A u ,Ri和Ro.
为了求出第一级的电压放大倍数A 为了求出第一级的电压放大倍数 u1,首先应求出其负载 电阻,即第二级的输入电阻: 电阻,即第二级的输入电阻:
R i 2 = R 5 // [r be 2 + (1 + β )( R 6 // R L ) ]
【 】
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场效应管同样有三个极; 场效应管同样有三个极;其功能和三极管对应 相似;只是三极管用电流控制电流, 相似;只是三极管用电流控制电流,场效应管用电 压控制电流. 压控制电流. 场效应管放大电路的组成原则和三极管放大 电路相似, 电路相似,即: 场效应管必须工作在恒流区.( .(电路的静态工 1,场效应管必须工作在恒流区.(电路的静态工 作点合适) 作点合适) 交流信号能顺畅传输.(交流通路合理) .(交流通路合理 2,交流信号能顺畅传输.(交流通路合理) 场效应管放大电路仅要求了解即可. 场效应管放大电路仅要求了解即可.
2,交流信号在放大电路中能顺畅传输. ,交流信号在放大电路中能顺畅传输.
3. 输入信号能通过输入回路作用于放大管. 输入信号能通过输入回路作用于放大管. 4. 输出回路将变化的电流作用于负载. 输出回路将变化的电流作用于负载.
当ui=0时,称放大电路处于静态. 时
【 】
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(IBQ,UBEQ) ( ICQ,UCEQ )
Au =
(1+ β ) Re Rb + rbe + (1+ β ) Re
Au =
βRc r + (1 + β ) R e
be
R i = R b + rbe + (1 + β ) R e
Ro = Rc
Rb + rbe Ro = Re// 1+ β
r be Ri = R e+ 1+ β
Ro = Rc
U CE1Q = VCC (I C1Q + I B 2 Q )R2
I B 2Q = U CE1Q U BE 2 Q
I C1Q = β1 I B1Q
R1
(U
CE 1Q
; I B 2Q )
(1 + β 2 )R3
I C 2Q = β 2 I B 2Q
U CE 2 Q ≈ VCC I C 2 Q R3
rbe 2 + R 3 // R 5 rbe 2 + R 3 Ro = R 6 // ≈ 1+ β 2 1+ β 2
Ri = R1 + rbe1
rbe2 + R2 R o = R3 ‖ 1+ β2
Ro2
例2:求解电路的静态工作点 求解电路的静态工作点 解: B1Q = I
IRC1
VCC U BE1Q Rb 2
U BE1Q Rb1
I B2Q
IC1Q
I C1Q = β1 I B1Q
U CE1Q = VCC I RC1 RC1 = VCC (I C1Q I B 2 Q )RC1
模拟电子技术基础
信息科学与工程学院基础电子教研室 信息科学与工程学院 基础电子教研室
放大电路的组成原则
【 】
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1,三极管的静态工作点必须合适 ,三极管的静态工作点必须合适
1. 晶体管必须偏置在放大区.发射结正偏,集电结反偏. 晶体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,使整个波形处于放大区. 正确设置静态工作点,使整个波形处于放大区.
=〉=〉=〉阻抗变换 〉 〉 〉
RL'
U1 N1 = =n U 2 N2
I1 N2 1 ( = = ) I 2 N1 n
U1 2 U2 RL ' = = n = n2 RL I1 I2
=〉=〉=〉阻抗变换 〉 〉 〉
Au =
β R
rbe
2
L
RL '= n RL
3.1.4 光电耦合
光电耦合是以光信号为媒介实现电信号的耦合和传递的, 光电耦合是以光信号为媒介实现电信号的耦合和传递的, 具有电气隔离作用,使电路具有很强的抗干扰能力, 具有电气隔离作用,使电路具有很强的抗干扰能力,适用于 信号的隔离和远距离传送. 信号的隔离和远距离传送.
3.1 多级放大电路的耦合方式
3.1.1 直接耦合 将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端. 将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端.
一,直接耦合放大电路静态工作点的设置
UBEQ2
T1管的静态工作点靠近饱和区
一,直接耦合放大电路静态工作点的设置
第二级的电压放大倍数大大下降
一,直接耦合放大电路静态工作点的设置
o1 i o2 i2
o in
R i = R i1
注意: 注意:
1.
Ro = Ron
计算放大倍数,是把后一级输入电阻作为前一级负载的; 计算放大倍数,是把后一级输入电阻作为前一级负载的;
当共集放大电路作为输入级(即第一级) 2. 当共集放大电路作为输入级(即第一级)时,它的输入电阻 与其负载(即第二级的输入电阻)有关; 与其负载(即第二级的输入电阻)有关;而当共集放大电路 作为输出级(即最后一级) 作为输出级(即最后一级)时,它的输出电阻与其信号源内 即倒数第二级的输出电阻)有关. 阻(即倒数第二级的输出电阻)有关.
第三章 多级放大电路
3.1 多级放大电路的耦合方式 3.2 多级放大电路的动态分析 3.3 直接耦合放大电路
3.1 多级放大电路的耦合方式
3.1 多级放大电路的耦合方式
多级放大电路 信号源 输入级 中间级 输出级 负载
组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级, 组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级 级与级之间的连接称为级间耦合. 常用的耦合方式有四种, 即直接耦合,阻容耦合,变 常用的耦合方式有四种 即直接耦合,阻容耦合, 压器耦合和光电耦合. 压器耦合和光电耦合.
U BQ1
R1 ≈ VCC R1 + R 2
UBQ1 UBEQ1 I EQ1 = R4
IEQ1 I BQ1 = 1+ β 1
UCEQ1 ≈ VCC IEQ1(R3 + R4)
第二级为共集放大电路
I BQ 2
V CC U BEQ 2 = R 5 + (1 + β 2 ) R 6
I EQ 2 = (1 + β 2 ) I BQ 2
3.2 多级放大电路的动态分析
3.2 多级放大电路的动态分析
U Uo U U = ..... Au = U Ui U U = Au1 Au 2 ...... Aun
o1 i o2 i2
o in
R i = R i1
Ro = Ron
U Uo U U = ..... Au = U Ui U U = Au1 Au 2 ...... Aun
c
ube
e
e
1. 微变等效电路模型仅对变化量而言的; 微变等效电路模型仅对变化量而言的; 2. h参数与 有关. 参数与Q有关. 参数与 有关
【 】
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1. 首先利用估算法(或图解法)确定静态工作点 ; 首先利用估算法(或图解法)确定静态工作点Q; 2. 求静态工作点处的 be的值; 求静态工作点处的r 的值; 3. 画出微变等效电路.可先画出三极管的等效模型, 画出微变等效电路.可先画出三极管的等效模型, 然后画出放大电路其他部分的交流通路; 然后画出放大电路其他部分的交流通路; 4. 列出电路方程求解. 列出电路方程求解.
试估算电路的Q点 例3 试估算电路的 点,Au ,Ri和Ro.
求解Q点 由于电路采用阻容耦合方式 所以每一级的Q 由于电路采用阻容耦合方式,所以每一级的 解: (1)求解 点:由于电路采用阻容耦合方式 所以每一级的 求解 点都可以按照单管放大电路求解. 点都可以按照单管放大电路求解. 第一级为典型的Q点稳定电路, 点如下 点如下: 第一级为典型的 点稳定电路,Q点如下: 点稳定电路
(2)求解 A u ,Ri和Ro.
Au1 =
β (R // R )
1 3 i2
rbe1
Au 2 =
(1+ β 2)(R6 // RL) rbe2 + (1+ β 2)(R6 // RL)
u = Au1 Au 2 A
(2)求解 A u ,Ri和Ro.
R i = R 1 // R 2 // r be 1
分别对应于 输入输出特 性曲线上的 一个点称为 静态工作点. 静态工作点.
ICQ IBQ
UBEQ
UCEQ
不为零时, 当ui不为零时,称放大电路处于动态.
【 】
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iC t
iC iB
ui t
uCE
iB t
uCE t
三极管的微变等效电路 c
【 】
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ib
ห้องสมุดไป่ตู้
ic b uce
ib
b
β ib
rbe
存在电平移动问题
一,直接耦合放大电路静态工作点的设置
直接耦合最常用的电路形式: 直接耦合最常用的电路形式:NPN型 型 与PNP型管混合使用 型管混合使用
二,直接耦合方式的优缺点
具有良好的低频特性,可以放大变化缓慢的信号; 具有良好的低频特性,可以放大变化缓慢的信号; 易构成集成放大电路; 易构成集成放大电路; 应用非常广泛. 应用非常广泛.
2.5 晶体管单管放大电路的三种基本接法 2.5.1 基本共射放大电路
1. 直接耦合共射放大电路 2. 阻容耦合共射放大电路 3. 带射极电阻的阻容耦合电路 4. 静态工作点稳定电路
【 】
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2.5.2 基本共集放大电路 2.5.3 基本共基放大电路
u = βRc A Rb + rbe R i = R b + r be
静态工作点相互影响,给电路的分析,设计和调 静态工作点相互影响,给电路的分析, 试带来一定的困难; 试带来一定的困难; 存在零点漂移现象. 存在零点漂移现象.
3.1.2 阻容耦合
将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端, 将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端,称为阻容 耦合方式. 耦合方式.
I B 2Q = VCC U CE1Q
(U CE1Q ; I B 2 Q )
注意:PNP型三极管求解 注意:PNP型三极管求解 直流时的电流流向 时的电流流向. 直流时的电流流向
(1 + β 2 )Re 2
I C 2Q = β 2 I B 2Q
U CE 2 Q ≈ VCC I C 2 Q ( Re 2 + RC 2 )
阻容耦合方式的优缺点
各级的静态工作点相互独立,电路的分析, 各级的静态工作点相互独立,电路的分析, 设计和调试简单易行. 设计和调试简单易行. 在分立元件电路中得到非常广泛的应用. 在分立元件电路中得到非常广泛的应用.
低频特性差,不能放大变化缓慢的信号; 低频特性差,不能放大变化缓慢的信号; 不便于集成. 不便于集成.
提示: 提示:直接耦合多级放大电路静态 工作点各级之间是互相影响的, 工作点各级之间是互相影响的,求 解过程中要注意其连接点处的关系
电路的静态工作点合适, 例1: 电路如图所示 电路的静态工作点合适,画出交流等效 : 电路如图所示,电路的静态工作点合适 电路, 的表达式. 电路,并写出 Au,Ri和Ro的表达式. 动态分析: 解: 2.动态分析: 动态分析 第一级为共射电路,第二级 第一级为共射电路 第二级 为共集电路,交流等效电路 为共集电路 交流等效电路 如下: 如下
3.1.3 变压器耦合
将放大电路的前级输出端通过变压器接到后级输入端或负 载电阻上,称为变压器耦合方式. 载电阻上,称为变压器耦合方式.
变压器耦合方式的优缺点
各级的静态工作点相互独立,电路的分析,设计 各级的静态工作点相互独立,电路的分析, 和调试简单易行. 和调试简单易行. 可以实现阻抗变换; 可以实现阻抗变换; 在分立元件特大功率电路或高频电路中得到非常 广泛的应用. 广泛的应用. 低频特性差,不能放大变化缓慢的信号; 低频特性差,不能放大变化缓慢的信号; 体积大,不便于集成. 体积大,不便于集成.
= β1{R2 ‖[rbe2 + (1+ β2 )R3 ]} Au1 R1 + rbe1
Ri2
Au 2 =
(1 + β 2 ) R3 rbe2 + (1 + β 2 ) R3
= A A = β1{R2 ‖[rbe2 + (1+ β2 )R3 ]} (1+ β2 )R3 Au u1 u 2 R1 + rbe1 rbe2 + (1+ β2 )R3
电路的静态工作点合适, 例1: 电路如图所示 电路的静态工作点合适,画出交流等效 : 电路如图所示,电路的静态工作点合适 A 电路, 的表达式. 电路,并写出 u ,Ri和Ro的表达式. IR2 1.求解静态工作点 解:1.求解静态工作点 IB2 IC1 V BB U BE 1Q
I B 1Q =