第3章基本放大电路

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放大电路基础知识

放大电路基础知识
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第一节 半导体二极管
2.最大反向工作电压URM 最大反向工作电压URM是指二极管工作时两端所允许加的最
大反向电压。为保证二极管安全工作、不被击穿,通常URM 约为反向击穿电压UR的一半。 3.反向电流 反向电流是指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反 向电流越小,管子的单向导电性能越好。常温下,硅管的反 向电流一般只有几微安;锗管的反向电流较大,一般在几十 至几百微安之间。 4.最高工作频率
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第二节 半导体三极管
由图1-14所示的输出特性曲线可以看出如下三点特性。 曲线的起始部分较陡,且不同的IB曲线的上升部分几乎重合,
表明当UCE较小时,只要UCE略有增大, IC就迅速增加,但 IB几乎不受IC的影响。 当UCE较大(例如大于1 V)后,曲线比较平坦。 曲线是非线性的。由于三极管的输入、输出特性曲线都是非 线性的,所以它是非线性器件。 六、晶体管的主要参数 1.穿透电流 穿透电流ICEO是指基极开路时集一射极之间的电流。
在数字电路中,三极管作为开关元件,主要工作在截止状态 或饱和状态,并在截止状态和饱和状态之间经过短促的放大 状态进行快速转换和过渡。
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第二节 半导体三极管
(1)截止状态 当开关S接位置1时,三极管发射结电压 UBE<UT,相当于开关断开状态,等效电路如图1-11 (b) 所示。
是具有电流放大作用。三极管按其结构不同,分为NPN型和 PNP型两种。相应的结构示意图及电路符号如图1-8所示。 在制作三极管时,其内部的结构特点是: 发射区掺杂浓度高; 基区很薄,且掺杂浓度低; 集电结面积大于发射结面积。 以上特点是三极管实现放大作用的内部条件。 另外,三极管按其所用半导体材料不同,分为硅管和锗管; 按用途不同,分为放大管、开关管和功率管;按工作频率不 同,分为低频管和高频管;按耗散功率大小不同,分为小功

第3章 场效应管及其基本放大电路 参考答案

第3章 场效应管及其基本放大电路 参考答案

第 3章 场效应管及其基本放大电路3.1填空题(1)按照结构,场效应管可分为 。

它属于 型器件,其最大的优点是 。

(2)在使用场效应管时,由于结型场效应管结构是对称的,所以 极和 极可互换。

MOS 管中如果衬底在管内不与 极预先接在一起,则 极和 极也可互换。

(3)当场效应管工作于恒流区时,其漏极电流D i 只受电压 的控制,而与电压 几乎无关。

耗尽型D i 的表达式为 ,增强型D i 的表达式为 。

(4)一个结型场效应管的电流方程为2GS D 161mA 4U I=×− ,则该管的DSS I = ,p U = 。

(5)某耗尽型MOS 管的转移曲线如习题3.1.5图所示,由图可知该管的DSS I = ,p U = 。

(6)N 沟道结型场效应管工作于放大状态时,要求GS 0u ≥≥ ,DS u > ;而N 沟道增强型MOS 管工作于放大状态时,要求GS u > ,DS u > 。

(7)耗尽型场效应管可采用 偏压电路,增强型场效应管只能采用 偏置电路。

(8)在共源放大电路中,若源极电阻s R 增大,则该电路的漏极电流D I ,跨导m g ,电压放大倍数 。

(9)源极跟随器的输出电阻与 和 有关。

答案:(1)结型和绝缘栅型,电压控制,输入电阻高。

(2)漏,源,源,漏,源。

(3)GS u ,DS u ,2GS D DSS P 1u i I U =− ,2GS D DO T 1u i I U=−。

(4)16mA ,4V 。

(5)习题3.1.5图4mA ,−3V 。

(6)p U ,GS p u U −,T U ,GS T u U −。

(7)自给,分压式。

(8)减小,减小,减小。

(9)m g ,s R 。

3.2试分别画出习题3.2图所示各输出特性曲线在恒流区所对应的转移特性曲线。

解:3.3在带有源极旁路电容s C 的场效应管放大电路如图3.5.6(a )所示。

若图中的场效应管为N 沟道结型结构,且p 4V U =−,DSS 1mA I =。

第三章 基本放大电路

第三章 基本放大电路

第三章基本放大电路3.1 放大电路的基本概念三极管具有电流放大作用,如何使用三极管构成一个电路,实现对输入信号的放大?本节就来讨论这一问题。

基本放大电路是放大电路中最基本的结构,是构成复杂放大电路的基本单元。

它利用双极型半导体三极管输入电流控制输出电流的特性,或场效应半导体三极管输入电压控制输出电流的特性,实现信号的放大。

本章基本放大电路的知识是进一步学习电子技术的重要基础。

本书中双极型半导体三极管简称三极管,场效应半导体三极管简称场效应管。

3.1.1 放大的概念基本放大电路一般是指由一个三极管或场效应管组成的放大电路。

从电路的角度来看,可以将基本放大电路看成一个双端口网络。

放大的作用体现在如下方面:1.放大电路主要利用三极管或场效应管的控制作用放大微弱信号,输出信号在电压或电流的幅度上得到了放大,输出信号的能量得到了加强。

2.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的,只是经过三极管的控制,使之转换成信号能量,提供给负载。

放大电路的结构示意图见图3-1-1。

图3-1-1 放大电路结构示意图13.1.2 基本放大电路的组成及工作原理3.1.2.1 共射组态基本放大电路的组成共射组态基本放大电路如图3-1-2所示。

在该电路中,输入信号加在输入端,也就是加在基极和发射极之间,耦合电容器C1和C e视为对交流信号短路。

输出信号从集电极对地取出,经耦合电容器C2隔除直流量,仅将交流信号加到负载电阻R L之上。

放大电路的共射组态实际上是指放大电路中的三极管是共射组态。

图3-1-2 共射组态交流基本放大电路共射组态基本放大电路基本组成如下:图3-1-2 共射组态交流基本放大电路解说:2三极管VT——起放大作用。

在输入信号的控制之下,通过三极管将直流电源的能量,转换为输出信号的能量。

负载电阻R c、R L——将变化的集电极电流转换为电压输出。

偏置电路R b1、R b2、R e——提供合适的偏置,保证三极管工作在线性区,使信号不产生失真。

三极管的三种基本放大电路

三极管的三种基本放大电路

二、性能指标分析
IBQ = (VCC – UBEQ) / [RB + (1 + β ) RE] ICQ = β I BQ UCEQ = VCC – ICQRE



rbe β ib RB + RE RL uo

R'L = RE // RL
第3章 放大电路基础
一、电路组成与静态工作点
IBQ C1 + RB +VCC C2 RL
Ri
R’i
例3.2.1 β =100, RS= 1kΩ, RB1= 62kΩ, RB2= 20kΩ, RC= 3kΩ Ω Ω Ω Ω RE = 1.5kΩ, RL= 5.6kΩ, VCC = 15V。求:“Q ”, Au, Ri, Ro Ω Ω 。 [解] 1)求“Q” 解 ) +VCC 20 × 15 RB1 RC C2 U BQ = ≈ 3.7 ( V ) C1 + 20 + 62 + + RL 3 .7 − 0 .7 uo I RS = 2 (mA ) + CQ = I EQ = + RB2 RE us 1 .5 CE − − I BQ ≈ 2 / 100 = 0.02 (mA) = 20 µA U = 15 − 2( 3 + 1.5) = 6 ( V ) 2)求 Au、Ri、Ro 、 Aus CEQ )

RE = RL = Rs = 1 kΩ, VCC = 12V。求:“Q ”、Au、Ri、 Ω 。 、 Ro [解] 1)求“Q” +VCC 解 ) IBQ RB C1 IBQ = (VCC – UBE) / [RB + (1+ β ) RE]
β =120, RB = 300 kΩ, r’bb= 200 Ω, UBEQ = 0.7V Ω

高二物理竞赛课件基本放大电路

高二物理竞赛课件基本放大电路

IB的相反变化自动抑制IC的变化。
RB
调节原理
ICQ↑
IEQ↑
UEQ(=IEQRE)↑
RC
UCC RE
ICQ↓
IBQ ↓
UBEQ(= UBQ -UEQ)↓
工作点的计算:
I BQ
UCC U BE(on)
RB (1 )RE
ICQ I BQ
RE越大,调节作用越强,Q点 越稳定 。RE过大时, 因UCEQ 过小会使Q点靠近饱和区。
2、输入信号必须加在b-e回路:uBE对iC灵敏控制作用, 只有将信号加在发射结,才能得到有效放大。
3、合理通畅的直流和交流信号通路:一是保证稳定Q点, 二是尽可能减少信号损耗。
二、直流偏置电路 作用:在信号的变化范围内,晶体管处于正常放大状态。 偏置电路提供一个适合的静态工作点Q。 对偏置电路的要求是:
基本放大电路
基本放大电路
主要介绍以下内容:
放大器的组成原理和直流偏置电路 放大器图解分析方法 放大器的交流等效电路分析方法 共集电极放大器和共基极放大器 场效应管放大器 放大器的级联
组成原理和直流偏置电路
晶体管的一个基本应用就是构成放大器。所谓放大, 是在保持信号不失真的前提下,使其由小变大、由弱 变强。其实质是放大器件的控制作用,是一种小变化 控制大变化 。 基本放大器是指由一个晶体管构成的单级放大电路。
根据输入、输出回路公共端所接的电极不同,分为共射 极、共集电极和共基极放大电路。
一、基本放大器的组成原理
电容:隔直流通交流,使放
C1 +
+
C2
+
RC
+
大器的直流偏置与信号源和 负载相互隔离。
Rs

第三章场效应管及其放大电路

第三章场效应管及其放大电路

第三章 场效应管及其放大电路1. JEFT 有两种类型,分别是N 沟道结型场效应管和P 沟道结型场效应管2. 在JFET 中:(1) 沟道夹断:假设0=DS v ,如图所示。

由于 0=DS v ,漏极和源极间短路,使整个沟道内没有压降,即整个沟道内的电位与源极的相同。

令反偏的栅-源电压GS v 由零向负值增大,使PN 结处于反偏状态,此时,耗尽层将变宽;由于在结型场效应管制作中,P 区的浓度远大于N 区的浓度,所以,耗尽层主要在N 沟道内变宽,随着耗尽层宽度加大,沟道变窄,沟道内的电阻增大。

继续反响加大GS v ,耗尽层将在沟道内合拢,此时,沟道电阻將变的无穷大,这种现象成为沟道夹断(2)在DS v 较小时,DS v 的加大虽然会增大沟道内的电阻,但这种影响不是很明显,沟道仍处于比较宽的状态,即沟道的电阻在DS v 比较小的时候基本不变,此时加大DS v ,会使D i 迅速增加,D i 与DS v 近似为线性关系。

加大DS v ,沟道内的耗尽层会逐渐变宽,沟道电阻增加,D i 随DS v 的上升,速度会变缓。

当||P DSV v =时,楔形沟道会在A 点处合拢,这种现象称为预夹断。

3. 解:(1)(a )为N 沟道场效应管 (b )为P 沟道场效应管(2)(a )V V P4-= (b )V V P 4= (3)(a )A I DSS 5= (b )A I DSS 5-=(4)电压DS v 与电流D i 具有相同的极性且与GS v 极性相反,因而,电压DS v 的极性可根据D i 或GS v 的极性判断4.解:当JFET 工作在饱和区时,有关系式:2)1(PGS DSS D V V I i -= 5. 解:在P 沟道JFET 中,要求栅-源电压GS v 极性为正,漏源电压DS v 的极性为负,夹断电源P V 的极性为正6. 解:MOS 型场效应管的详细分类7. 解:耗尽型是指,当0=GS v 时,即形成沟道,加上正确的GS v 时,能使对数载流子流出沟道,因而“耗尽”了载流子,使管子转向截止。

放大电路工作原理

放大电路工作原理

放大电路工作原理
放大电路是一种通过增加输入信号的幅度,使其输出信号具有更大幅度的电路。

它的工作原理主要依靠放大器的放大作用。

放大电路一般包括输入端、输出端和放大器。

输入端接收外部信号,并将其传输给放大器。

放大器通过增加输入信号的幅度,使其输出信号具有更大幅度,并将其传输给输出端。

放大器的工作原理主要是利用放大器内部的电子元件(如晶体管、电子管等)实现信号的放大。

这些电子元件一般会增加输入信号的幅度,并在输出端提供一个更大、更强的输出信号。

具体来说,放大器通过调节电源电压、输入电阻、输出电阻等参数来实现对输入信号的放大。

在放大器中,输入信号会经过内部的放大器二极管等元件,使其幅度增大。

然后,放大器会将放大后的信号传输给输出端,输出端将输出信号传递给后续电路或设备。

需要注意的是,放大电路不仅仅可以实现信号的幅度放大,还可以实现信号的频率放大、相位放大等。

不同类型的放大电路有不同的工作原理和特点,例如,共射放大电路、共集放大电路、共基放大电路等。

总体来说,放大电路的工作原理是通过放大器对输入信号进行幅度放大,从而实现输出信号具有更大幅度的电路。

这种放大功能在电子设备和通信系统中具有广泛的应用,例如在音响设备、无线通信设备等中。

第三章:手机基本电子线路

第三章:手机基本电子线路

手机维修培训第三章:手机基本电子线路本章精要介绍了手机常用的一些基本概念和基本电子线路,掌握这些知识,是分析手机各功能电路和整机电路的基础,因此,本章是一名合格手机维修人员必备的基础知识。

第一节三极管放大和开关电路在手机中,较多地采用了三极管放大和开关电路,下面作一简要分析。

一、三极管放大电路1.放大电路的基本形式放大器是一种三端电路,其中必有一个端是输入和输出的共同“地”端,如果这个共“地”端接于发射极的,称为共射电路,接于集电极的,称为共集电路,接于基极的,称为共基电路。

三种放大电路的基本电路见图3-1、3-2、3-3所示。

这三种放大器主要性能见下表所示。

2.三极管放大电路的偏置电路(1)分压式偏置电路图3-4分压式偏置电路。

电源通过电阻R丑、R2分压,给三极管V1的发射极提供合适的正向偏置,又给基极提供一个合适的基极电流。

基极回路电阻既和电源配合,使电路有合适的基极电流,又保证在输入信号作用下,基极电流能作相应的变化。

若基极分压电阻R1=0,则基极电压恒定等于电源电压,基极电流就不会发生变化,电路就没有放大作用。

R丑与R2构成一个固定的分压电路,达到稳定放大器工作点的作用。

在电路中,Rl被称为上偏置电阻,R2被称为下偏置电阻。

电源通过集电极电阻R3给集电极加上反向偏压,使三极管工作在放大区(只有当三极管的集电极处于反向偏置,发射极处于正向偏置,三极管才能工作在放大区),同时电源也给输出信号提供能量。

集电极电阻R3的作用是把放大了的集电极电流的变化转化为集电极电压的变化,然后输出(实际上就是把三极管的电流放大转化为电压放大,从而使三极管放大电路具有电压放大能力)。

若集电极电阻R3=0,则输出电压恒定等于电源电压,电路失去电压放大作用。

电容C1和C3分别为输入与输出隔直电容,又称耦合电容。

C1、C3使放大器与前后级电路互不影响,同时又起交流耦合作用,让交流信号顺利通过。

为避免交流信号电压在发射极电阻R4上产生压降,造成放大电路电压放大倍数下降,常在R4的两端并联一个电容(C2)。

放大电路的原理

放大电路的原理

放大电路的原理
放大电路的原理是基于利用放大器来增加输入信号的幅度。

放大器是一种能够增加信号电压、电流或功率的电子器件,其作用是将输入信号放大到所需的输出水平。

一种常见的放大电路是电压放大电路。

在这种电路中,输入信号经过放大器,放大器根据其设计原理(如共集电极、共射极或共基极)将输入电压放大,并输出到负载上。

放大器的输出信号的幅度将比输入信号的幅度大,从而实现信号的放大。

放大器一般由晶体管、场效应晶体管或操作放大器等器件构成。

通过调整放大器的电阻、电容或电感等元件的数值,可以实现不同程度的放大。

放大器的增益是一个重要参数,它衡量了输入信号放大后的增加倍数。

放大电路的原理也与反馈有关。

反馈通常用于控制放大器的增益和稳定性。

通过引入反馈回路,放大器的输出信号可以与输入信号进行比较,并调整放大器的增益来达到所需的放大效果。

总的来说,放大电路的原理是通过放大器将输入信号放大到所需的幅度。

放大器的类型和参数、反馈机制等都会影响放大电路的性能。

这些原理在各种电子设备和通信系统中起着重要作用,使得信号能够被有效地放大和传输。

第三章双极结型三极管及放大电路基础资料

第三章双极结型三极管及放大电路基础资料

放大电路应遵循以下原则:
RS
1、有直流通路, 并保证合适的直流偏置。
VS +
RL

2、有交流通路,即待放大的
输入信号能加到晶体管上,
且放大了的信号能从电路中取出。 直流电源及偏置电路
模拟电子线路
共发射极放大器(建立放大器感性认识)
共发射极放大器是应用最为广泛的基本放大器。
NPN晶体管起放大作用;
远大于ΔvI,实现电压信号的放大。 放大作用:输入回路加微小信号,通过基极电流的改变
量去控制集电极电流,从而将VCC的能量转换为与输入 信号变化规律相同、能量更大的输出信号。
模拟电子线路
对放大器的分析可分为直流分析和交流分析
直流分析:确定晶体管的静态工作点(各节点的直流电 压值)
交流分析:确定电路中各交流信号之间的关系。
50
降到额定值2/3时的iC值。 40
iC值超过ICM时管子易损坏。ICM 30
集电极最大允许功耗PCM
20 10
PCM=iCvCE
反向击穿电压
0
1.0 0.8
0.6 过Leabharlann 坏区0.4 安全工作区iB = 0.2mA
PC <PCM
10
20 V(BR)CEO 30
vCE / V
V(BR)CBO - 发射极开路时,集电极-基极间反向击穿电压。
模拟电子线路
2) 饱和区 vCE较小时,集电结吸引电子能力弱,iC不随iB的增加而增 加,晶体管失去放大作用。饱和时集电极电压称为饱和压 降VCE(sat)。
Si管VCE(sat) ≈0.3V,而发射结的饱和压降VBE(sat) ≈0.8V, 故VCB(sat) = VCE(sat) - VBE(sat) ≈- 0.5V

基本放大电路的工作原理

基本放大电路的工作原理

基本放大电路的工作原理
基本放大电路的工作原理是通过放大器将输入信号的幅值增加,从而产生一个更大幅值的输出信号。

放大电路通常由一个输入端、一个输出端和一个能够增加输入信号幅值的放大器组成。

在基本放大电路中,输入信号通过输入端进入放大器。

放大器中的电子器件(如晶体管)会根据输入信号的特性(如幅值、频率等)对电流或电压进行调节。

通过放大器的放大作用,输入信号的幅值会被放大,生成一个更大幅值的输出信号。

输出信号以与输入信号相同的形式通过输出端输出。

放大器的工作原理主要基于电子器件的非线性特性和反馈机制。

非线性特性可以导致输入信号的幅值在放大器中发生非线性变化,使输出信号的幅值增大。

反馈机制可以通过将部分输出信号反馈到输入端,对输入信号进行调节和修正,进一步增强放大效果。

总之,基本放大电路通过放大器使输入信号的幅值增加,并生成一个更大幅值的输出信号。

这个过程基于电子器件的非线性特性和反馈机制。

第三章 基本放大电路

第三章 基本放大电路

第三章基本放大电路一、填空:1、放大电路的功能是将微弱的__电信号__进行有限的____放大__而得到所需的信号。

2、电子信号放大后所具备的两个条件:__输出功率大于输入功率___ __;_输出波形与输入波形相同_。

3、对放大器的基本要求有四个方面,分别是__要有足够的放大倍数______________;______要有一定的通频带宽__ __;____非线性失真要小_____ ______;____工作要稳定______________________4、多级放大器的耦合方式有__阻容耦合___、_变压器耦合_、_直接耦合____三种方式。

5、双调谐放大器一般有_电容耦合__和__电感耦合___两种耦合方式。

6、影响放大器工作稳定的主要因素是三极管的参数随__温度_______的变化而变化。

7、共集电极放大电路的输入电阻、输出电阻特点是___输入电阻大__________;___输出电阻小__。

8、一般情况下,晶体管的电流放大系数随温度升高而__升高_______。

9、放大器的静态指的是___无交流输入时_______的直流工作状态。

10、晶体三极管放大电路中,如静态工作点太高,容易出现__饱和_____失真11、在多级放大电路中,前级是后级的__信号源____,后级是前级的__负载______。

12、多级放大器的输入电阻就是__第一级___的输入电阻,输出电阻就是_末级___的输出电阻,其总的通频带比任何一级都要_窄___。

13、变压器耦合的一个突出优点是可实现电路间的__阻抗变换____,可使负载获得最大的输出功率。

14、晶体管低频小信号电压放大电路通常采用__阻容_______耦合电路。

15、按晶体管在电路中不同的连接方式,可组成__共基极电路__________、___共集电极电路_____、___共发射极电路_______三种基本电路。

16、共发射极电路的输入端由__基极__和____发射极____组成,输出端由_集电极___和___发射极_________组成。

第三章BJT放大电路3.4多级放大电路为什么需要多级放大电路

第三章BJT放大电路3.4多级放大电路为什么需要多级放大电路


0.98
Ri3 rbe3 (1 )(Re3 // RL ) 20kΩ
Av 2

vo 2 vo1
(RC 2 // RL )
rbe 2
130
Av3

vo vo 2

(1 )(Re3 // RL ) rbe3 (1 )(Re3 // RL )
0.95
1[RC1 // Rb3 //(rbe2 (1 2 )RL )]

rbe1


1RL
rbe1

Av1
(3.51)
其中
RL RC1 // Rb3 //[rbe2 (1 2 )RL ]
RL Re2 // RL
例3.6 为提高放大电路信号电压的利用率和带负载的能 力,多级放大电路的第一级和最末级常采用共集电路。 图3.41是CC-CE-CC三级直接耦合放大器。已知BJT的
但在计算Ri1 时要把后一级的输入电阻作为第一级 的负载电阻来考虑。即
Ri
vi ii
Ri1 RL1 Ri 2
(3.39)
(3)输出电阻
多级放大器的输出电阻RO,就是最末级放大器的 输出电阻 Ron。
但在计算Ron时要把前一级的输出电阻作为它的 信号源内阻来考虑。即
vt R R o
图 3.32 变压器耦合放大器
优点: 各级静态工作点Q也相互独立、互不影响; 可通过阻抗变换达到功率匹配。
缺点: 不能放大直流或缓变信号; 只能用于分立元件电路。
(4)光电耦合
光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合 和传递的,因其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应 用。
光电耦合器是将发光元件(发光二极管)与光敏 元件(光电三极管)相互绝缘地组合在一起,如图 3.34(a)所示。

第3章 场效晶体管及场效晶体管放大电路讲解

第3章 场效晶体管及场效晶体管放大电路讲解
3.1 结型场效晶体管 3.2 绝缘栅型场效晶体管 3.3 各种场效晶体管的比较 3.4 场效晶体管放大电路
3. 1 结型场效应管
一、结构
D 漏极
耗尽层 (PN 结)
符 号
P 型区 栅极 G
N
P+
型 沟
P+

N
N型硅棒
S 源极
在漏极和源极之间加 上一个正向电压,N 型半 导体中多数载流子电子可 以导电。
-1
-2
VDD
-3 击穿区
-4
-5 夹--76断区 O UP 8V
uDS /V
漏极特性也有三个区:可变电阻区、恒流区和夹断区。
(1) 输出特性 iD f ( u ) DS uGS const.
(2) 转移特性 iD f ( u ) GS uDS const.
iD

I DSS ( 1
要求:
1、掌握场效应管的分类、特点、特性曲线及参 数,了解其结构、工作原理。
2、掌握场效应管放大电路的分析方法和指标计 算。
场效晶体管分类:
FET 场效晶体管
JFET 结型
MOSFET (IGFET) 绝缘栅型
N沟道 (耗尽型)
P沟道
增强型
N沟道 P沟道
耗尽型
N沟道 P沟道
第3 章 效晶体管及场效晶体管放大电路
根据结构和工作原理不同,场效应管可分为 两大类:结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应 管(IGFET).
场效应管:一种载流子参与导电,利用输入回路的电场 效应来控制输出回路电流的三极管,又称单极型三极管。
单极型器件(一种载流子导电);
特点
输入电阻高;
工艺简单、易集成、功耗小、体积小、 成本低。

第3章场效应管及其放大电路习题解

第3章场效应管及其放大电路习题解

第3章场效应管及其放大电路习题解3.1教学内容与要求本章介绍了场效应管的结构、类型、主要参数、工作原理及其基本放大电路。

教学内容与教学要求如表1.1所示。

表3.1第3章教学内容与要求3.2内容提要3.1.1场效应晶体管1.场效应管的结构及分类场效应管是利用输入电压产生的电场效应来控制输出电流的,是电压控制型器件。

工作过程中起主要导电作用的只有一种载流子(多数载流子),故又称单极型晶体管。

场效应管有两个PN结,向外引出三个电极:漏极D、栅极G和源极S。

(1)栅源控制电压的极性对JFET,为保证栅极电流小,输入电阻大的特点,栅源电压应使PN结反偏。

N沟道JFET:UGS<0;P沟道JFET:UGS>0。

对增强性MOS管,N沟道增强型MOS管,参加导电的是电子,栅源电压应吸引电子形成反型层构成导电沟道,所以UGS>0;同理,P沟道增强型MOS管,UGS<0。

对耗尽型MOS管,因二氧化硅绝缘层里已经掺入大量的正离子(或负离子:N沟道掺入正离子;P沟道掺入负离子),吸引衬底的电子(或空穴)形成反型层,即UGS=0时,已经存在导电沟道,所以,栅源电压UGS 可正可负。

(2)夹断电压UGS(off)和开启电压UGS(th)对JFET和耗尽型MOS管,当|UGS|增大到一定值时,导电沟道就消失(称为夹断),此时的栅源电压称为夹断电压UGS(off)。

N沟道场效应管UGS(off)<0;P沟道场效应管UGS(off)>0。

对增强型MOS管,当UGS增加到一定值时,才会形成导电沟道,把开始形成反型层的栅源电压称为开启电压UGS(th)。

N沟道增强型MOS管UGS(th)>0;P沟道增强型MOS管UGS(th)<0。

(3)栅源电压uGS对漏极电流iD的控制作用场效应管的导电沟道是一个可变电阻,栅源电压uGS可以改变导电沟道的尺寸和电阻的大小。

当uDS=0时,uGS变化,导电沟道也变化但处处等宽,此时漏极电流iD=0;当uDS≠0时,产生漏极电流,iD≠0,沿沟道产生了电位梯度使导电沟道变得不等宽。

第三章BJT放大电路

第三章BJT放大电路

模拟电路基础
模拟电路基础
(IBQ,VBEQ) 和( ICQ,VCEQ )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。 IB IBQ Q VBE VBEQ VCEQ IC Q
ICQ
VCE
模拟电路基础
(2)交流通路:输入信号不为零(动态)时,信号 叠加在静态工作点上,只反映信号间关系的电 路称为交流通路。 交流通路的作用:求交流指标。 交流通路的画法:直流源置零(直流电压源 短路,直流电流源开路), 电容短路 ,电感 (如有)开路



放大电路的分析方法 放大电路的直流通路和交流通路
1、放大器的通 用小信号模型
模拟电路基础
实际的放大电路通常是 由信号源、晶体三极管 构成的放大器及负载组 成。
图3-1 放大电路框图
模拟电路基础
由于晶体三极管构成的 放大器可视为无源双口 网络,放大器相对于信 号源而言是信号源的负 载,因此在放大器的输 入端口可等效为一个电 阻 放大器相对于负载而言 又是负载的信号源,由 戴维南定理可知,放大 器在输出端口可等效为 一个电压源和一个电阻 的串联支路。
电流放大倍数(电流增益)
io Ai ii
io
ii
is
Rs
Ri
Aioii
Ro
RL
模拟电路基础
(3)互阻放大器 输入信号----电流 输出信号----电压 电流控制电压源
互阻增益
ii is Rs Ri
Ro + Aroii _
vo Ar ii
+ vo _
RL
模拟电路基础
(4)跨导放大器 输入信号----电压 输出信号----电流 电压控制电流源
图3-2 放大器通用小信号模型

第三章四互补对称功率放大电路

第三章四互补对称功率放大电路

一个信号 状态 周期内导
通时间
工作特点
整个周 失真小,静态电流
甲类 期内导 大,管耗大,效率

低。
半个周 失真大,静态电流
乙类 期内导 为零 ,管耗小,

效率高。
甲乙 类
半个多 周期内 导通
失真大, 静态电 流小 ,管耗小,
效率较高。
图示
三、乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL) (OCL — Output Capacitorless) (一)电路组成及工作原理
U(BR)CEO>2VCC=2×24V=48 V。 放大电路在最大功率输出状态时,集电极电流幅度达最大值
Icmm,为使放大电路失真不致太大,则要求功率管最大允许集电
极电流ICM满足ICM>Icmm=VCC/RL=3A。
四、甲乙类互补对称功率放大电路 (一)甲乙类双电源互补对称功率放大电路
1、乙类互补对称功放的交越失真
2
4.7 / /5.1 2.2
111
Au2 (dB) 20 lg111 41(dB)
RL1 R3 / / Ri2 5.1/ /1.7 1.3k
总的电压增益: Au=Au1·Au2=(-9.6) ×(-111)=1066 A(dB)=Au1(dB)+Au2(dB)=19.6+41=60.6(dB)
(三)甲乙类单电源互补对称放大电路 OTL电路: 1.电路组成
2.工作原理
当 ui > 0 时:V2 导通,C 放电,V2 的等效电源电压 0.5VCC。 当 ui < 0 时:V1导通,C 充电,V1 的等效电源电压 + 0.5VCC。 注意: 应用 OCL 电路有关公式时,要用 VCC / 2 取代 VCC 。

模拟电路第三章_放大电路基础

模拟电路第三章_放大电路基础

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第三章放大电路基础放大电路基础电路教学要求1、掌握放大电路的组成原理,熟练掌握放大电路直流通路、交流通路及交流等效电路的画法并能熟练判断放大电路的组成是否合理。

2、熟悉理想情况下放大器的四种模型,并掌握增益、输入电阻、输出电阻等各项性能指标的基本概念。

3、掌握放大电路的分析方法,特别是微变等效电路分析法。

4、掌握放大电路三种基本组态(CE、CC、CB 及 CS、CD、CG)的性能特点。

5、了解放大电路的级间耦合方式,熟悉多级放大电路的分析方法。

基本概念和内容要点3.1 放大电路的基本概念1、放大电路的组成原理无论何种类型的放大电路,均由三大部分组成,如图 2.1 所示。

第一部分是具有放大作用的半导体器件,如三极管、场效应管,它是整个电路的核心。

第二部分是直流偏置电路,其作用是保证半导体器件工作在放大状态。

第三部分是耦合电路,其作用是将输入信号源和输出负载分别连接到放大管的输入端和输出端。

输入信号耦合电路T耦合电路输出负载偏置电路外围电路图 2.1下面简述偏置电路和耦合电路的特点。

(1)偏置电路)①在分立元件电路中,常用的偏置方式有分压偏置电路、自偏置电路等。

其中,分压偏置电路适用于任何类型的放大器件;而自偏置电路只适合于耗尽型场效应管(如 JFET 及 DMOS 管)。

42②在集成电路中,广泛采用电流源偏置方式。

偏置电路除了为放大管提供合适的静态点(Q)之外,还应具有稳定 Q 点的作用。

(2)耦合方式)为了保证信号不失真地放大,放大器与信号源、放大器与负载、以及放大器的级与级之间的耦合方式必须保证交流信号正常传输,且尽量减小有用信号在传输过程中的损失。

实际电路有两种耦合方式。

①电容耦合,变压器耦合这种耦合方式具有隔直流的作用,故各级 Q 点相互独立,互不影响,但不易集成,因此常用于分立元件放大器中。

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第二讲 单管共发射放大电路之工作原理
单管共射电路的组成和原理
RC Rb
+
ic
VT
+
VCC
ib
ui
-
uo
VBB
-
总结
VCC-集电极直流电源,提供能量。 RC-集电极负载电阻,将电流的变化转换为电压的变 换并输出。 Rb-基极电阻 VBB-基极直流电源直流电源,和Rb共同决定不加输 入电压时的静态基流。 组成放大电路的基本原则:
2. 加电压U求电流I。
I
U
U Ro I
方法二:测量。 步骤: 1. 测量开路电压UO。 2. 测量接入负载RL后的输出电压UO’。
ro
Us' ~ Uo Us' ~
ro
RL
Uo'
3. 计算。
Uo ro ( 1 )RL Uo
四、最大输出幅度
Um 2Um
峰值
峰峰值
有效值Uom= Um/
第五讲单管共发射放大电路之分析(2)
1直流负载线
iC(mA )
UCE VCC I C RC
IC 0 U CE VCC
U CE 0 VCC IC RC
VCC RC
4 3 2
1 0
Q
IB
3
6
9
12
uCE(V)
直流负载线
VCC
2 交流负载线
+VCC Rb C1 RC C2 + VT RL + Rb + RC VT RL + uo -

Au , Ri , RO
第一讲相关概念
1放大的概念
收音机 电源
接收天线 喇叭
三极管
功放
小信号 小能量
控制 控制
电源 能源
输出 输出
大信号 大能量
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。其实质是实现能量的控制即由能 量较小的输入信号控制能源使之输出较大的能量 从而推动负载。 注意:这里所讲的主要是电压放大电路,即放 大的对象主要是电压。放大的对象是变化量(交 流信号),而不是常量(直流信号)。三极管和 场效应管都可以实现放大作用,他们是组成放大 电路的核心元件。
2
五、通频带
Au Aum 0.7Aum
放大倍数随频率变化 曲线——幅频特性曲 线
fL 下限截 止频率 通频带:
上限截 fH 止频率
f
BW=fH–fL
符号规定(特指电压电流) UA uA ua
全量
大写字母、大写下标,表示直流量。 小写字母、大写下标,表示全量。
小写字母、小写下标,表示交流分量。
ua
+
ui -
+
ui
uo
-
+
VT
RL RC uo
总电阻RL’=RC||RL
VCC RC
iC(mA )
4 3 2 1 0
交流负载线 斜率为-1/RL’
RL’=RC||RL
Q
IB
3
6
9
12
uCE(V)
直流负载线
VCC
3 图解法
用作图的方法求解放大电路的工作情况。 步骤:
先估算 IB ,然后在输出特性曲线上作出直流负载线, 与 IB 对应的输出特性曲线与直流负载线的交点就是 Q点。 过Q点画出斜率为-1/RL’的直线就是交流负载线。 只有交流负载线能描述放大电路动态工作情况。
模拟电路
第三章 放大电路的 基本原理
第一讲相关概念 第二讲单管共发射放大电路之工作原理 第三讲单管共发射放大电路之技术指标 第四讲单管共发射放大电路之分析(1) 第五讲单管共发射放大电路之分析(2) 第六讲单管共发射放大电路之分析(3) 第七讲单管共发射放大电路之分析(4) 第八讲单管共集电极放大电路和共基极放大电 路分析(1) 第九讲单管共集电极放大电路和共基极放大电 路分析(2) 第十讲多级放大电路
本章学习要求
(1)掌握用简化h参数等效电路分析放大电路的 的方法,掌握rbe的近似估算公式。正确理解如何利用 图解法分析放大电路的静态和动态工作情况。 (2)掌握放大电路的三种基本组态(共射共集和共基组 态)的工作原理和特点。 (3)了解直接耦合多级放大电路的工作原理,电压放 大倍数的计算方法。
Rb 2 UB VCC 3V Rb1 Rb 2 I E I C 2.3mA U CE 5.1V I B 77uA
R'L RC // RL 1K
26(m V) rbe r bb (1 ) (m V) 650 IE
+VCC Rb1 RC
b
c
第七讲单管共发射放大电路之分析(4)
1 例题讲解
+VCC Rb1 C1 RC
C2
已知=30, VCC =12V, Rb1=7.5k, Rb2=2.5k, Rc=2k , Re=1k, RL=2k 求该电路的静态工作点、放 大倍数、输入电阻和输出电 阻。
RL
ui Rb2 Re CE uo

U o RC 2 K RO
I
o
思考:
上题中若=60,其他参数不变,则静态工作点有何 变化?
Rb 2 UB VCC 3V Rb1 Rb 2 I E I C 2.3mA
U CE 5.1V I B 38uA
结论:当 值由30变化到60时,静态工作点 Q基本不变,所以该电路也称为分压式工作 点稳定电路。它能在外界温度及值发生变 化时自我调整从而使工作点Q基本保持稳定。
作业
2-7 =30, 求该电路的rbe,放大倍数、输入电阻 和输出电阻。
第八讲 单管共集电极放大电路和共基极放大电路分 析(1)
1 共集电极放大电路
+VCC Rb + VCC Rb
+
C1
+
+
C2
+
u Ui
i

Re
RL

Uo
-
Re
-
直流通道
+ VCC
Rb
VCC U BE IB Rb (1 ) Re
iC
iB
c + uCE -
uCE uCE
e
iC
c
+
iB
+b uBE
iC
c
iB
b
uCE e
iB
+ uCE -Βιβλιοθήκη + uBErbe
e
-


Ib
+b
Ic
Ib

c +
rbe
e
微变等效电路:假设三极管的各电压和电流在一个微 小的范围内变化,则他们之间的关系可看作为是线性 的,可以用一个等效的线性电路来代替这个三极管。 等效可理解为等同,一样。 上述的三极管输入、输出等效电路即为简化的h参数微 变等效电路。
-
Ui Ib rbe
I C I b U o I C R'L

U i R' Uo L rbe

R'L RC // RL
R' L Au rbe Ui
放大倍数
Uo


Ib
b
Ic
c
+

Ib
Rb

+

Ui
-
rbe
e
Rc
RL
Uo
计算
+VCC
+VCC Rb
+
Rb C1
+ ui +
RC
C2 + VT
RC
IB
IC
VT
IE
UCE
RL
uo
-
VCC U BE IB Rb
I c I B UCE VCC I C RC
+VCC
Rb
RC
VT
RC
+ VT VCC -
UCE VCC I C RC
作业
2-2(a)
2 单管共发射极放大电路的等效电路
+VCC Rb C1 RC
c
C2 +
c b
交流通路
+
+
VT
+

+
+
RL

b e
Ui
-
Uo


Ui

Rb
e
RC
RL

Uo
-
Ib
b
Ic
微变等效电路
c +

+
U i Rb
-

Ib

rbe
e
Rc
RL
Uo
-


Ib
b
Ic
c
+

Ib
Rb

+

Ui
-
rbe
e
Rc
RL
Uo
iC(mA )
+VCC Rb C1 RC IB + IC C2 + VT + RL uo -
4 +
ui=0
UBE
UCE
40 20
-
0.4
0.8 uBE(V)
3
6
9 12 uCE(V)
静态工作点:当外加输入信号为零时,在直流 电源VCC的作用下,三极管的基极回路和集电 极回路存在的直流电流和电压在三极管输入输 出特性曲线上各自对应的一个点。
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