28知识资料第二章第三节基本放大电路(一)
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2.3 基本放大电路
放大的概念: 放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。
放大的实质: 用小能量的信号通过三极管的电流控制作用,将放大电路中直流
电源的能量转化成交流能量输出。
对放大电路的基本要求 :
1. 要有充足的放大倍数(电压、电流、功率)。
2. 尽可能小的波形失真。
另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。
2.3.1共射级基本放大电路的组成
图6 分压式偏置放大电路
晶体管 —— 放大元件, 要保证集电结反偏,发射结正偏,使晶体管工作在放大区。
集电极电源电压 U CC —— 除为输出信号提供能量外,还保证集电结处于反向偏置,以使晶体管具有放大作用。
基极电阻R B ——提供大小适当的基极电流,使电路获得合适的工作点,发射结处于正偏。
集电极电阻R C ——将电流变化改变为电压变化。
耦合电容C 1 、C 2 ——隔离输入、输出与放大电路直流的联系,同时使交流信号顺利输入、输出。
1.放大电路组成原则:
① 提供直流电源,为电路提供能源。
②电源的极性和大小应保证BJT 基极与发射极之间处于正向偏置;而集电极与基极之间
千里之行,始于足下
处于反向偏置,从而使BJT工作在放大区。
③电阻取值与电源配合,使放大管有合适的静态点。
④输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。
⑤当负载接入时,必须保证放大管输出回路的动态电流能够作用于负载,从而使负载获得比输入信号大得多的信号电流或信号电压。
2.放大电路的两种工作状态
静态:输入信号为零时电路的工作状态,也称直流工作状态。
动态:输入信号不为零时电路的工作状态,也称交流工作状态。
电路处于静态时,三极管个电极的电压、电流在特性曲线上决定为一点,称为静态工作点,常称为Q点。
普通用I B、I C、和U CE(或I BQ、I CQ、和U CEQ)表示。
2.3.2 放大电路的静态分析
静态分析:决定放大电路的静态值(直流值) I B,I C,U BE和U CE。
一.共射极基本放大电路的静态分析
1.用放大电路的直流通路决定静态值
+
u
图8 共射极放大基本电路
直流通路:直流通路是直流电源作用,用于分析放大电路的静态工作点所形成的电流通路,电容相当于开路,电感相当于短路,信号源电压为零,保留内阻。
朽木易折,金石可镂 B R B I C
R CC
U +VT
C I
图9 放大电路的直流通路
C B I I β≈
CE CC C C U U R I =-
【例2】 在共发射极基本交流放大电路中,已知 U CC = 12V ,R C = 4 k
,R B = 300 k ,
37.5β-=,试求放大电路的静态值。
解:
2.用图解法决定静态值工作点(Q 点):
采用该主意分析静态工作点,必须已知三极管的输出特性曲线。
CC BE B B U U I R -=
CC
B U
R ≈CC B B
U I R ≈312
A 40A
30010==⨯μC B I I β≈37.50.04m A 1.5m A
=⨯=CE CC C C U U R I =-3312410 1.510V -=-⨯⨯⨯()6V
=
千里之行,始于足下 按照
CE CC C C U U R I =-
可得出: C 0I =,CE CC U U = ,()CC M U ,0
CE 0
U =,CC C C U I R =,CC C U N R 0,⎛⎫ ⎪⎝⎭
在晶体管的输出特性曲线族上作出向来线,它称为直流负载线,与晶体管的某条(由 I B 决定)输出特性曲线的交点 Q 称为放大电路的静态工作点,由它决定放大电路的电压和电流的静态值。
基极电流 I B 的大小不同,静态工作点在负载线上的位置也就不同,改变 I B 的大小,可以得到合适的静态工作点, I B 称为偏置电流,简称偏流。
通常是改变 R B 的阻值来调节 I B 的大小。
B I 0=C
I CE U 0
A
20μA 40μA 60μA 80μQ 0
Q 1
Q 2(),CC M U 0,CC C U N R 0⎛⎫ ⎪⎝
⎭
图10 静态工作点的决定 【例3】 在共发射极基本交流放大电路中,已知 U CC = 12V ,R C = 4 k
, R B = 300 k ,
晶体管的输出特性曲线如上图。
(1)作出直流负载线,(2)求静态值。
解: (1) 由 I C = 0 时, ()CE CC ,12,0U U M =
U CE = 0时,
朽木易折,金石可镂
()CC C 3C 123;0,3410
U I A mA N R ===⨯
可作出直流负载线
0(,N 03
图11决定静态工作点并求静态值
(2) 由
CC B 3B 12A 40A 30010
U I R ≈==⨯μ 得出静态工作点 Q ,静态值为
C 1.5mA I =; B 40A I =μ; CE 6V U =
3.用近似估算法求静态工作点:采用该主意,必须已知三极管的β值。