放大电路详解1PPT课件
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基本放大电路ppt课件
首先，画出直流通路；在输入特性曲线上，作出直线VBE =VCC－IBRb，
两线的交点即是Q点，得到IBQ 。在输出特性曲线上，作出直流负载线
VCE=VCC－ICRC，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ 。
图12-8 静态工作情况图解
②动态工作情况分析 Ⅰ 交流通路及交流负载线 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/(RL∥Rc)直线，该直线即为交流 负载线。交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。R'L= RL∥Rc，是交流负载电阻。 Ⅱ 输入交流信号时的图解分析 通过图解分析，可得如下结论：
（1）vi vBE iB iC vCE | vo | （2）vo与vi相位相反； （3）可以测量出放大电路的电压放大倍数； （4）可以确定最大不失真输出幅度。
图12-9 动态工作情况图解
3．放大电路三种 基本组态的比较
共发射极放大电路
共集电极放大电路
共基极放大电路
电 路 组 态
电
压 增
(RC // RL )
图12-3 放大电路的幅频特性曲线
▪ 2．共射极放大电路
根据放大器输入输出回路公共端的不同，放大器有共发射极、共集电极和共基 极三种基本组态，下面介绍共发射极放大电路。 （1）电路组成 共射极基本放大电路如图12-4所示。
图12-4 共发射极基本放大电路
▪ 具体分析如下： ▪ ①Vcc:集电极回路的直流电源 ▪ ②VBB:基极回路的直流电源 ▪ ③三极管T：放大电路的核心器件，具有电流放大
便于计算和调试。
（2）因为耦合电容的容量较
（2）电路比较简单，体积 大，故不易集成化。
较小。
（1）元件少，体积小，易 集成化。
（2）既可放大交流信号， 也可放大直流和缓变信号。
两线的交点即是Q点，得到IBQ 。在输出特性曲线上，作出直流负载线
VCE=VCC－ICRC，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ 。
图12-8 静态工作情况图解
②动态工作情况分析 Ⅰ 交流通路及交流负载线 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/(RL∥Rc)直线，该直线即为交流 负载线。交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。R'L= RL∥Rc，是交流负载电阻。 Ⅱ 输入交流信号时的图解分析 通过图解分析，可得如下结论：
（1）vi vBE iB iC vCE | vo | （2）vo与vi相位相反； （3）可以测量出放大电路的电压放大倍数； （4）可以确定最大不失真输出幅度。
图12-9 动态工作情况图解
3．放大电路三种 基本组态的比较
共发射极放大电路
共集电极放大电路
共基极放大电路
电 路 组 态
电
压 增
(RC // RL )
图12-3 放大电路的幅频特性曲线
▪ 2．共射极放大电路
根据放大器输入输出回路公共端的不同，放大器有共发射极、共集电极和共基 极三种基本组态，下面介绍共发射极放大电路。 （1）电路组成 共射极基本放大电路如图12-4所示。
图12-4 共发射极基本放大电路
▪ 具体分析如下： ▪ ①Vcc:集电极回路的直流电源 ▪ ②VBB:基极回路的直流电源 ▪ ③三极管T：放大电路的核心器件，具有电流放大
便于计算和调试。
（2）因为耦合电容的容量较
（2）电路比较简单，体积 大，故不易集成化。
较小。
（1）元件少，体积小，易 集成化。
（2）既可放大交流信号， 也可放大直流和缓变信号。
电子技术之基本放大电路介绍课件
放大电路的测试与评估
测试方法：使用示波器、万用表等仪器进行测试
评估指标：放大倍数、输入阻抗、输出阻抗、带 宽等
优化方法：调整电路参数、选择合适的元器件、 改进电路结构等 评估结果：根据测试数据，对放大电路的性能进 行评估，确定是否满足设计要求。
电压放大电路：主要放大电压信号 电流放大电路：主要放大电流信号 功率放大电路：主要放大功率信号 阻抗放大电路：主要放大阻抗信号 频率放大电路：主要放大频率信号 相位放大电路：主要放大相位信号
放大电路的组成
01
输入信号源：提供待放大 的信号
02
放大器：将输入信号进行 放大
03
输出信号源：接收放大后 的信号
电压放大可以通过不同的放大电路拓扑结构实现，如共发射 极放大电路、共基极放大电路和共集电极放大电路等。
电压放大的放大倍数可以通过调整放大电路的参数来控制， 以满足不同应用需求。
放大电路的设计原则
1 输入阻抗匹配：保证输入信号的完整性和稳定性 2 输出阻抗匹配：保证输出信号的完整性和稳定性 3 增益与带宽匹配：保证放大电路的增益和带宽满足设计要求 4 噪声与失真匹配：保证放大电路的噪声和失真满足设计要求 5 电源与功耗匹配：保证放大电路的电源和功耗满足设计要求 6 稳定性与可靠性匹配：保证放大电路的稳定性和可靠性满足设计要求
04
反馈：通过反 馈电路实现对 放大电路的控 制，以稳定输 出信号的幅度 和波形
放大电路的性能指标
1
增益：衡量 放大电路放 大能力的指
标
4
带宽：衡量 放大电路对 信号频率响 应范围的指
标
2
输入阻抗： 衡量放大电 路对信号源 的影响程度
5
失真度：衡 量放大电路 对信号波形 失真的程度
放大电路的基础(共10张PPT)
输 耦 放大电路的输出相当于负载的信号源，该信号源的内阻称为电路的输出电阻。
us — 信号源电压
入 us — 信号源电压
合
信 电 Ro 越小，uot 和 uo 越接近。
4 us = 20 mV，Rs = 600 ，比较不同 Ri 时的 ii 、ui。
号 路 将输入信号源与放大器输入端进行连接。
us — 信号源电压
RS +
+ ui
Ri
us –
–
1
R+o uot
RL
–
+ uo
–
2
计算：
Ro
u i
us RL
0
测量：
1
RS us =0
1
uo
uotRL Ro RL
Ro
(uot uo
1)RL
放大 电路
2i
+ u
–
2 Ro
uot — 负载开路时的输出电压；
uo — 带负载时的输出电压， Ro 越小，uot 和 uo 越接近。
uo — 输出电压
ii — 输入电流
io — 输出电流
1.2 放大电路的主要性能指标
1 ii
io 2
R + 放大 us — 信号源电压
S
+ u Au = uo/ui
i
u 电路 – 4 us = 20 mV，Rs = 600
Au = uo/ui
，比较不同 Rsi 时的 ii 、ui。
– 放大电路的输出相当于负载的信号源，该信号源的内阻称为电路的输出电阻。
1 Au = uo/ui
1、 放大倍数 ( f ) — 相频特性
RL 2
《放大电路》PPT课件
N
T UCEQ
uo
(VCC ,0) RC
Q1
Q2
IB
0
M(VCC,U0C) E/V
(3) 改变RC — 直流负载线斜率发生改变
IBQ
RB C1
ui
VCC
RC
ICQ
C2
ICQ
=
VCC
- UCEQ RC
I BQ = VCC
IC/mA
- UBEQ RB
RC2 > RC1
T UCEQ
(VCC
N
,0)
uo RC
+ UBEQ
当输入信号为0时， IBQ、ICQ、 UBEQ、UCEQ称为放大电路的静态工作点Q —Quiescent P oint
(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )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
IC
IBQ
Q
ICQ
UBE UBEQ
Q
UCEQ
UCE
交流通路是在输入信号作用下，交流信号流 经的通路，也就是动态电流流经的通路，用于 研究动态参数。
二、输入电阻Ri
• 放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号 ，那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放 大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越 大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越
小。
US ~
Ii
Ui
Au
Ri
=
Ui Ii
Ii
+
Au
Rs
Ui +
Ri
Us
--
信号源为电压源
Ii
Rs
Ri
Is
(c)
放大电路基本知识PPT课件
RL uo
继续
（2）Au
ib
rbe
ui Rb
βib
ie R’L uo
u i ib r b e ( 1 ) ib (R e//R L ) u o(1 β)ib(R e/R /L )
Au＝ u uo i rb(e 1 (β 1 )βR ()eR (/e/R /L /R )L) 1
继续
（3）Ri
ib
反馈的一些概念：
将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措
施称为反馈。
直流通路中的反馈称为直流反馈。
反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称
为正反馈。
IC通过Re转换为ΔUE影响UBE
温度升高IC增大，反馈的结果使之减小
Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定 Re有上限值吗？
基本思想：用线性 去代替 非线性
ic ib
uce ube
ib
ic
ube 含源网络 uce
等效：保持外部的i和u关系不变 ☆对交流、小信号而言
继续
ub＝ e rbeibruce ic＝ibuce/rce
h参数等效电路：
ib T
+
+
u be -
+
ic
+
+
u ce
-
+
b ib
+
+ rbe
u be +
-
μr uce -
1. 结构：
Rb C1
RS +
+
u i
uS
-
-
+
V C
C
T C2
+
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电子技术
第 9 章 基本放大电路
9.1 双极型晶体管 9.2 放大电路的工作原理 9.3 放大电路的静态分析 9.4 放大电路的动态分析 9.5 双极型晶体管基本放大电路 9.6 场效应型晶体管 9.7 场效应型晶体管基本放大电路 9.8 多级放大电路 9.9 差分放大电路 9.10 功率放大电路
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=
10
mA
＞
UCC RC
= 3 mA
UCE = UCC－RCIC = (15－5×103×10×10－3) V =－35 V
UCE＜0，这是不可能的，即不可能处于放大状态。 (3) 开关 S 合向 c 时
IB = 0，IC = 0，UCE = UCC = 15 V 晶体管处于截止状态。
.
第 9
章 三、 特性曲线
条件: 发射结正偏, 集电结反偏。
⑴电流的形成
IC C
电
路 发射区发射载流子
RC N
→形成电流IE 少部分在基区被复合
B IB RB
P UCC
N
→形成IB 大部分被集电区收集
UBB
IE E
→形成IC
晶体管中载流子的运动过程
.
第
9 ⑵ 电流的关系
章
IE= IB +IC
基 本
当 IB = 0 时，
放 大
IC =βIB 。
电
0＜UCE＜UCC ， UCE = UCC－RC IC 。
路
晶体管相当于通路。
.
6
第
9 2. 饱和状态
章
IC C
基 条件: 发射结正偏, 集电结正偏。
本
IB↑,IC ↑
放 大
UCE = (UCC－RC IC)↓
B IBN PR来自 UCC电路ICM = UCC / RC
RB
N
特点：
本
放 大
C
B
RC
电
路
RB
E
UBB
UCC
R
RB
CC
B
E
13
UC
C
两个电源的放大电路
一个电源的放大电路
.
14
第 9
章 放大电路的简化画法：
基 本 放 大
RB C1＋
R
C
+ UCC ＋C2
＋
RB C1＋
R
C
- UCC ＋C2
＋
电 路
＋ －ui
uo －
＋ －ui
uo －
NPN 管放大电路
PNP 管放大电路
第
9
章
9.1 双极型晶体管
基 一、基本结构
本
放 大 电
发射区 基区 集电区
NPN型： 发射极 NN PP NN 集电极 B
路
发射结
集电结
基极
PNP型：
发射区 基区 集电区
发射极
集电极
PP NN PP
B
发射结
集电结
基极
结构示意图和图形符号
.
2
C E C E
3
第 9
章 二、工作状态
基 1．放大状态
本 放 大
=
5 500×103
A
= 0.01 mA
IC = IB
C RB2 a S B
bc
UBB1
UBB2 E
RC UCC
= 100×0.01 mA = 1 mA
UCE = UCC－RCIC
= (15－5×103×1×10－3) V = 10 V 晶体管处于放大状态。
(2) 开关 S 合向 b 时
UCC = 15 V UBB1 = 5 V UBB2 = 1.5 V RB1 = 500 k RB2 = 50 k
ICIMC
PCM
4饱
过
电 路
2.穿透电流 ICEO 3.集电极最大允许电流 ICM
3
和 区
安
放
全
工
损 大耗
4.集电极最大耗散功率 PCM 2
作
区区
区
PC = UCE× IC 5.反向击穿电压 U(BR) CEO
1O
3
6截止区9U(BUR)CCEEO
功耗曲线
.
第
9 章
9.2 放大电路的工作原理
基 一、电路组成
UBB
IE E
IB↑,IC 基本不变。 IC≈UCC / RC 。 UCE≈0 。 晶体管相当于短路。
电路图
C
RC
E
UCC
饱和状态时的晶体管
.
7
第
9 章
3. 截止状态
IC C
条件: 发射结反偏, 集电结反偏。
基
本 特点：
放
大
IB= 0
N
B
IB
P
RC UCC
电 路
IC= 0
RB
N
UCE= UCC
UBB
IE E
晶体管相当于开路。
电路图
C
RC
E
UCC
截止状态时的晶体管
.
8
第
9
章
[例9.1.1] 图示电路，晶体管的 = 100，求开关 S
合向 a、b、c 时的 IB、IC 和 UCE，并指出晶体管的工作
基 本
状态（忽略 UBE ）。
放
[解] (1) 开关 S 合向 a 时
RB1
大 电 路
IB =
UBB1 RB1
IC = ICEO
电 路
直流 (静态) 电流放大系数
β=
IC－ICEO IB
≈
IC IB
交流 (动态) 电流放大系数
β=
IC IB
≈
UCE =常数
IC IB
IC C
B IB RB
UBB
N P N IE E
电路图
.
4
RC UCC
5
第 9
章 ⑶ 特点
基 本
IB 微小的变化，会产生 IC 很大的变化。
放 大
基 1. 输入特性
本 放
IB= f (UBE) UCE=常数
大
电 路
UCE≥1V IB/A 75℃
80
UCE≥1V
25℃
60
40
20
O 0.4
0.8 UBE / V
输入特性
10
iC
C＋ iB B
＋
uBE
E
uCE
－
－
工作方式
※ 硅管：UBE 0.7 V 锗管：UBE 0.3 V
.
11
第
9
章 2. 输出特性
信号的放大过程
.
16
第
9
章
9.3 放大电路的静态分析
基 本
一、静态工作点的确定
IB
放 大
1. 图解法
电 2. ⑴ 在输入特性曲线上
IB
路
已知 IB , 可确定 Q 点,
O
可知 UBE 。 ⑵ 在输出特性曲线上
IC UCC
已知 IB , 可确定 Q 点， RC
基
IC= f (UCE)∣IB = 常数
本
放
IC/ mA
大 电
4
路
放
3
大
iC
C＋ iB B
＋
100 A uBE －
80 A
E
uCE
－
60 A
工作方式
饱和区 2
区
40 A
20 A
1 O 截止区
3
6
9
输出特性
IB = 0
UCE/V
.
12
第
9 章
四、主要参数
基 1.电流放大系数
本 静态电流放大系数
放
大 动态电流放大系数
.
15
第
9
章 二、信号的放大过程
ui
O
基
本 放 大
RB C1＋
电 路
ui
O
＋ －ui
t
R
+ UCC
C ＋C2
＋ uOo －uo
t
uBE
UBE
O iB
IB
iOC
IC
1. 静态时
uCOE
ui = 0，直流电源单独作用。 UCE
2. 动态时
uOo
输入信号 ui，
O
t
t t t t t
输出信号 uo= uce =－ RC ic
RC = 5 k
.
9
第
9
章
基 本 放
IB
=
UBB1 RB2
=
5 50×103
A = 0.1 mA
RB1
IC =
UCC RC
15 = 5×103 A = 3 mA
C RB2 a S B
RC
大 电 路
UCE = 0 V 晶体管处于饱和状态。因为若
b UBB1
c UBB2 E
UCC
IC
=
IB
=
100×0.1mA
第 9 章 基本放大电路
9.1 双极型晶体管 9.2 放大电路的工作原理 9.3 放大电路的静态分析 9.4 放大电路的动态分析 9.5 双极型晶体管基本放大电路 9.6 场效应型晶体管 9.7 场效应型晶体管基本放大电路 9.8 多级放大电路 9.9 差分放大电路 9.10 功率放大电路
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=
10
mA
＞
UCC RC
= 3 mA
UCE = UCC－RCIC = (15－5×103×10×10－3) V =－35 V
UCE＜0，这是不可能的，即不可能处于放大状态。 (3) 开关 S 合向 c 时
IB = 0，IC = 0，UCE = UCC = 15 V 晶体管处于截止状态。
.
第 9
章 三、 特性曲线
条件: 发射结正偏, 集电结反偏。
⑴电流的形成
IC C
电
路 发射区发射载流子
RC N
→形成电流IE 少部分在基区被复合
B IB RB
P UCC
N
→形成IB 大部分被集电区收集
UBB
IE E
→形成IC
晶体管中载流子的运动过程
.
第
9 ⑵ 电流的关系
章
IE= IB +IC
基 本
当 IB = 0 时，
放 大
IC =βIB 。
电
0＜UCE＜UCC ， UCE = UCC－RC IC 。
路
晶体管相当于通路。
.
6
第
9 2. 饱和状态
章
IC C
基 条件: 发射结正偏, 集电结正偏。
本
IB↑,IC ↑
放 大
UCE = (UCC－RC IC)↓
B IBN PR来自 UCC电路ICM = UCC / RC
RB
N
特点：
本
放 大
C
B
RC
电
路
RB
E
UBB
UCC
R
RB
CC
B
E
13
UC
C
两个电源的放大电路
一个电源的放大电路
.
14
第 9
章 放大电路的简化画法：
基 本 放 大
RB C1＋
R
C
+ UCC ＋C2
＋
RB C1＋
R
C
- UCC ＋C2
＋
电 路
＋ －ui
uo －
＋ －ui
uo －
NPN 管放大电路
PNP 管放大电路
第
9
章
9.1 双极型晶体管
基 一、基本结构
本
放 大 电
发射区 基区 集电区
NPN型： 发射极 NN PP NN 集电极 B
路
发射结
集电结
基极
PNP型：
发射区 基区 集电区
发射极
集电极
PP NN PP
B
发射结
集电结
基极
结构示意图和图形符号
.
2
C E C E
3
第 9
章 二、工作状态
基 1．放大状态
本 放 大
=
5 500×103
A
= 0.01 mA
IC = IB
C RB2 a S B
bc
UBB1
UBB2 E
RC UCC
= 100×0.01 mA = 1 mA
UCE = UCC－RCIC
= (15－5×103×1×10－3) V = 10 V 晶体管处于放大状态。
(2) 开关 S 合向 b 时
UCC = 15 V UBB1 = 5 V UBB2 = 1.5 V RB1 = 500 k RB2 = 50 k
ICIMC
PCM
4饱
过
电 路
2.穿透电流 ICEO 3.集电极最大允许电流 ICM
3
和 区
安
放
全
工
损 大耗
4.集电极最大耗散功率 PCM 2
作
区区
区
PC = UCE× IC 5.反向击穿电压 U(BR) CEO
1O
3
6截止区9U(BUR)CCEEO
功耗曲线
.
第
9 章
9.2 放大电路的工作原理
基 一、电路组成
UBB
IE E
IB↑,IC 基本不变。 IC≈UCC / RC 。 UCE≈0 。 晶体管相当于短路。
电路图
C
RC
E
UCC
饱和状态时的晶体管
.
7
第
9 章
3. 截止状态
IC C
条件: 发射结反偏, 集电结反偏。
基
本 特点：
放
大
IB= 0
N
B
IB
P
RC UCC
电 路
IC= 0
RB
N
UCE= UCC
UBB
IE E
晶体管相当于开路。
电路图
C
RC
E
UCC
截止状态时的晶体管
.
8
第
9
章
[例9.1.1] 图示电路，晶体管的 = 100，求开关 S
合向 a、b、c 时的 IB、IC 和 UCE，并指出晶体管的工作
基 本
状态（忽略 UBE ）。
放
[解] (1) 开关 S 合向 a 时
RB1
大 电 路
IB =
UBB1 RB1
IC = ICEO
电 路
直流 (静态) 电流放大系数
β=
IC－ICEO IB
≈
IC IB
交流 (动态) 电流放大系数
β=
IC IB
≈
UCE =常数
IC IB
IC C
B IB RB
UBB
N P N IE E
电路图
.
4
RC UCC
5
第 9
章 ⑶ 特点
基 本
IB 微小的变化，会产生 IC 很大的变化。
放 大
基 1. 输入特性
本 放
IB= f (UBE) UCE=常数
大
电 路
UCE≥1V IB/A 75℃
80
UCE≥1V
25℃
60
40
20
O 0.4
0.8 UBE / V
输入特性
10
iC
C＋ iB B
＋
uBE
E
uCE
－
－
工作方式
※ 硅管：UBE 0.7 V 锗管：UBE 0.3 V
.
11
第
9
章 2. 输出特性
信号的放大过程
.
16
第
9
章
9.3 放大电路的静态分析
基 本
一、静态工作点的确定
IB
放 大
1. 图解法
电 2. ⑴ 在输入特性曲线上
IB
路
已知 IB , 可确定 Q 点,
O
可知 UBE 。 ⑵ 在输出特性曲线上
IC UCC
已知 IB , 可确定 Q 点， RC
基
IC= f (UCE)∣IB = 常数
本
放
IC/ mA
大 电
4
路
放
3
大
iC
C＋ iB B
＋
100 A uBE －
80 A
E
uCE
－
60 A
工作方式
饱和区 2
区
40 A
20 A
1 O 截止区
3
6
9
输出特性
IB = 0
UCE/V
.
12
第
9 章
四、主要参数
基 1.电流放大系数
本 静态电流放大系数
放
大 动态电流放大系数
.
15
第
9
章 二、信号的放大过程
ui
O
基
本 放 大
RB C1＋
电 路
ui
O
＋ －ui
t
R
+ UCC
C ＋C2
＋ uOo －uo
t
uBE
UBE
O iB
IB
iOC
IC
1. 静态时
uCOE
ui = 0，直流电源单独作用。 UCE
2. 动态时
uOo
输入信号 ui，
O
t
t t t t t
输出信号 uo= uce =－ RC ic
RC = 5 k
.
9
第
9
章
基 本 放
IB
=
UBB1 RB2
=
5 50×103
A = 0.1 mA
RB1
IC =
UCC RC
15 = 5×103 A = 3 mA
C RB2 a S B
RC
大 电 路
UCE = 0 V 晶体管处于饱和状态。因为若
b UBB1
c UBB2 E
UCC
IC
=
IB
=
100×0.1mA