第6讲 静态工作点的稳定及晶体管放大电路的三种接法
晶体管的三种连接方式 -回复
晶体管的三种连接方式-回复晶体管是现代电子设备中最基本的组件之一。
它是一种半导体器件,具有放大和开关功能。
在实际应用中,晶体管可以通过多种方式连接,以适应不同的电路和系统需求。
本文将介绍晶体管的三种主要连接方式:集电极连接、基极连接和发射极连接,并详细解释它们的工作原理和应用场景。
一、集电极连接(又称共集连接或电压跟随连接):在集电极连接中,晶体管的集电极被连接到电源电压,而发射极被连接到负载。
这种连接方式下,基极是输入信号的接入点,而集电极是输出信号的接出点。
集电极连接适合需要放大输入信号并将其反相输出的场景。
工作原理:当输入信号施加到基极时,基极电压的变化将引起发射极电流的变化。
晶体管的结构使得发射极电流的变化会导致集电极电压的变化,即使输入信号在基极与发射极之间只有微小的变化。
这种负反馈机制有助于减小放大电路中的非线性失真。
应用场景:集电极连接适用于需要转换信号极性的场景,例如电压反相器。
由于集电极连接的放大倍数较低,常用于功率放大器、电流源以及一些特殊应用,如对输入电流进行调整。
二、基极连接(又称共基连接):在基极连接中,晶体管的基极被连接到输入信号源,发射极被连接到公共地,集电极则是输出信号的接出点。
这种连接方式下,输入信号通过基极-发射极之间的电流变化来控制输出信号的变化。
工作原理:当输入信号施加到基极时,基极电流的变化将引起发射极电流的变化。
晶体管的结构使得发射极电流的变化会导致集电极电压的变化,从而在输出上形成放大后的信号。
基极连接有较高的输入电阻和较低的输出电阻,因此可以保持信号的较好线性度。
应用场景:基极连接适用于需要放大小信号并保持较好线性度的场景,例如射频功率放大器和调制解调器。
它还通常用于产生高频信号的起振电路或频率倍频器。
三、发射极连接(又称共发射极连接或共阴连接):在发射极连接中,晶体管的发射极被连接到电源电压,基极被连接到输入信号源,而集电极则是输出信号的接出点。
《模拟电子技术》晶体管放大电路的三种接法共28页文档
《模拟电子技术》晶体管放大电路的 三种接法
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法, 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现,法律就是这样 一种的 网,触 犯法律 的人, 小的可 以穿网 而过, 大的可 以破网 而出, 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏,庇 护着我 们大家 ;它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
பைடு நூலகம் 谢谢!
36、自己的鞋子,自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢,但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何,且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔,思而不学则殆。——孔子
晶体管单管放大电路的三种基本接法
+ v - s2
c βIb e Re + Rc
R o =R c
vs1
-
Ie
vo
-
vs1=0,从集电极输出
Re + Vs2 Re e + Vs2 I;
Rc c T e Re
e T c Rc b
+ vo -
vs1 -
βIb Ib b
c
+
+ v - s2
Rc
V I R R o b c c A = = = V V [ r + ( 1 + ) R ]r + ( 1 + ) R i I b be e be e r V be i Ro Rc R = = R + i e Ii +1
i be
共基放大电路的交流等效电路
′ R R R L= c// L
共基极放大电路没有电流放大作用,但是具有电压 放大作用。电压放大倍数与共射极放大电路相等,但没 有负号,说明该电路输入、输出信号同相位。
三、输入电阻
r U be i R = = R // i e I 1+ i
共基放大电路的交流等效电路
V i R = = r + ( 1 + ) R i be e I i
rbe R o =R e // +1
【例】电路如图所示,BJT的电流放大系数 为β,输入电阻为rbe,略去了偏置电路。试 求下列三种情况下的电压增益AV、输入电 阻Ri和输出电阻Ro ①vs2=0,从集电极输出; + ②vs1=0,从集电极输出; vs1 ③vs2=0,从发射极输出。 解 ① 共发射极接法
静态工作点稳定的共射放大电路反馈方式
静态工作点稳定的共射放大电路反馈方式静态工作点稳定的共射放大电路反馈方式是一种常见的电路设计方法,它可以有效地提高电路的稳定性和性能。
在这种电路中,反馈电路被用来控制电路的输出,从而使得电路的工作点更加稳定。
共射放大电路是一种常见的放大电路,它可以将输入信号放大到较高的电压水平。
在这种电路中,晶体管的基极被用作输入端,而集电极被用作输出端。
当输入信号被施加到基极时,晶体管会将信号放大并输出到集电极。
然而,由于晶体管的工作点可能会受到环境因素的影响,因此需要采取一些措施来保持其稳定性。
反馈电路是一种常见的控制电路,它可以将电路的输出信号反馈到输入端,从而控制电路的工作点。
在共射放大电路中,反馈电路可以被用来控制晶体管的工作点,从而使得电路的输出更加稳定。
具体来说,反馈电路可以将电路的输出信号反馈到晶体管的基极,从而控制晶体管的偏置电压,使其保持在一个稳定的水平。
静态工作点稳定的共射放大电路反馈方式可以通过多种方式实现。
其中一种常见的方式是使用电阻反馈电路。
在这种电路中,一个电阻器被用来将电路的输出信号反馈到晶体管的基极。
通过调整电阻器的阻值,可以控制晶体管的偏置电压,从而使得电路的工作点更加稳定。
静态工作点稳定的共射放大电路反馈方式是一种常见的电路设计方
法,它可以有效地提高电路的稳定性和性能。
通过采用反馈电路,可以控制晶体管的工作点,从而使得电路的输出更加稳定。
在实际应用中,需要根据具体的需求选择合适的反馈电路设计方案,以达到最佳的性能和稳定性。
静态工作点的设置及稳定
),+
移到负载线上方 /# 处, 接近饱和区, 在交流信号输入时就会形成 输出波形上下不对称, 即出现失真。另外, 晶体管老化也会使其 特性曲线变化, 从而引起失真。
图: 电源电压的波动
图;
图电池的
陈旧、 老化, 电压的降低等造成放大电路直流负载线向左下方移 动, 静点从 / 移到 /# , 从而引起失真 ) 如图 ; + 。 温度变化影响晶体管输出特性曲线 电阻和电容量值虽然 也会随温度变化而略有变化, 但与温度对晶体管输出特性的影响 相比就微乎其微了。随着温度的升高, 晶体管的 -0.= 和 ! 等参数 随之增大,都会导致 -0 增大,晶体管的整个输出特性会向上移 动。 但由于直流负载线位置不变, 因此, 静点就从 / 移到 /# , 接近 饱和区 ) 如图 < + 。 当输入信号略有增大时, 就会出现饱和失真, 严 重时放大电路将无法正常工作。 上述几种因素中, 温度变化是影响静点稳定的最主要因素。 如何获得稳定的静态工作点 从上面的讨论可知: 尽管造成静点的漂移有许多因素, 但引 起的后果是相同的, 就是使集电极电流 -0 和静态电压 102 发生变 化。为了克服这种变化, 一般都采用反馈控制的方法, 即将集电 极电流和电压反过来作用到输入回路, 影响基极电流的大小, 以 平衡集电极电流和电压的变化。只要电路参数安排得当, 就可以
这样在教练上改变中锉削站立姿势那一部分的录像片并口诀去自我训练因为钻孔只要掌握了方过去教师一统练习场的局面实行了以告诉学生一边看片一边想黑板上的口和步骤就可以进行操作训练又因为钻学生为主体达到师生互动练习场上没教学生在想中去理解回味体验录像孔没有前后动作上的协调所以完全可以课题训练时先把錾片和口诀的意义
图 / 所示是几种引入负反馈的稳定静点的电路, 其中 ) . + 为
模电清华-晶体管放大电路的三种接法
目录
• 引言 • 晶体管放大电路的三种接法 • 三种接法的比较与选择 • 实际应用案例 • 结论
01 引言
主题简介
晶体管放大电路
利用晶体管的放大特性,将微弱信号放大成较强的信号。
三种接法
共射、共基和共集。
晶体管放大电路的重要性
信号处理
在通信、音响、测量等领域,需 要将微弱信号进行放大以便于处 理和应用。
对未来研究的展望
深入研究晶体管放大电路的物理 机制和性能优化,以提高放大倍
数、降低噪声、减小失真等。
探索新型晶体管材料和结构,以 实现更高的性能和更低的功耗。
结合现代电子技术和数字信号处 理技术,开发新型的晶体管放大 电路应用,如无线通信、雷达、
医疗电子等。
THANKS FOR WATCHING
电压跟随器
共集接法晶体管可以作为电压跟随器 使用,用于提高电路的输入阻抗和减 小信号的输出阻抗。
05 结论
三种接法的总结
01
02
03
共射接法
适用于电压放大,输入与 输出信号相位相反,电压 增益高,电流增益低。
共基接法
适用于电流放大,输入与 输出信号相位相同,电流 增益高,电压增益低。
共集接法
适用于功率放大,输入与 输出信号相位相同,电压 增益近似为1,电流增益 高。
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总结词
电流跟随型,电压放大倍数低,输入电阻高,输出电阻低
详细描述
共集接法是晶体管放大电路中的另一种常见接法,通过集电极和发射极之间的电压控制晶体管的电流 。与共射接法和共基接法不同,共集接法是电流跟随型,电压放大倍数较低,但输入电阻高,输出电 阻低。这种接法适用于信号放大和传输,特别是在需要提高信号源内阻的情况。
第6讲_静态工作点稳定电路
电源电压波动、元件老化、环境温度变化等,都会引 起晶体管和电路元件参数的变化,造成静态工作点的不稳 定。其中,温度对晶体管参数的影响是最为主要的。
10
(3)温度对静态工作点的影响 (a) 温度变化对ICBO的影响
温度T 10 oCICBO 1倍, 输出特性曲线上移
iC/mA
iC/mA
Q1 Q
I CQ I BQ 80 22.2A 1.77mA
Ri Rb // rbe rbe 1.33 K
Ro Rc 3k
Ri 1.33 90 Aus Au 1.33 2 Ri Rs
U CEQ VCC I CQ Rc
12 1.77 3 6.69V U I U I r 工作在放大区 U CEQ U o b R' L i b BEQ be
bq不变负反馈一般取i510ibqbq3v5v14二q点的估算ccb2b1b1bqbeqbqeqcqcccqccceqcqbq15三动态参数的估算画出如图所示阻容耦合电路的交流通路和微变等效电路若将rb1b2看成一个电阻r则右图与阻容耦合共射放大电路的交流等效电路完全相同b216b2b1b217例
第6讲 静态工作点稳定电路
IB
Q1 Q
IB vCE/V iB =0 vCE/V
iB =0
(b) 温度变化对输入特性曲线的影响
ICBO ICEO (c) 温度变化对 的影响
温度每升高1 oC , 要增加0.5%1.0%
温度T 1 oC UBE ↓2.5mv输入特性曲线左移在同样的UBE下 IB
总之:
15 4.1 151 5K 774 K 比较大
Rb rbe Rb rbe 15 4.1 Ro Re // K 126 很小 151 (1 ) (1 )
第六讲静态工作点稳定和三种接法 模拟电子技术基础
Re 的作用
T(℃)↑→IC↑→UE ↑→UBE↓(UB基本不变)→ IB ↓→ IC↓
关于反馈的一些概念:
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
第二章 基本放大电路
§2.4 静态工作点的稳定
一、温度对静态工作点的影响 二、静态工作点稳定的典型电路 三、稳定静态工作点的方法
一、温度对静态工作点的影响
T( ℃ )→β↑→ICQ↑ →Q’
Q’
ICEO↑
若UBEQ不变IBQ↑
若温度升高时要Q’回到Q, 则只有减小IBQ
所谓Q点稳定,是指ICQ和UCEQ在温度变化时基本不变, 这是靠IBQ的变化得来的。
(4)若发现电路出现饱和失真,则为消除失真,可将 。
A.RW减小
B.Rc减小
C.VCC减小
解:(1)A (2)C (3)B (4)B
2.2画出图P2.2所示各电路的直流通路和交流通路。设所有电容对 交流信号均可视为短路。
2.2画出图P2.2所示各电路的直流通路和交流通路。设所有电容对 交流信号均可视为短路。
Ri与负载有关!
2. 动态分析:输出电阻的分析
令Us为零,保留Rs,在输出端加Uo,得:
U o
Ro
Uo Io
Uo I Re Ie
Uo
Uo (1 ) Uo
Re
Rb rbe
Ro与信号源内阻有关!
3. 特点
Re
∥
Rb rbe
1
晶体管放大器静态工作点
Q
IBQ
IB1=0 B VCE
工作点太高 产生饱和失真
RB CB
RS
+
- vS
VCC RC
CC
IC
A
最佳工作点
0
B VCE
消除截止失真:减 小输入信号幅度;增大 静态工作点电流。
工作点太低 产生截止失真
三、怎样稳定静态工作点
措施1:分压反馈偏置电路稳定静态工作点
CB
RS
+
vS
-
VCC RC RB1
解决办法:在输入、输出端加适当偏置 ------设置静态工作点
二、如何设置静态工作点
iC
B
iC
ICQ
Q
A vBE
t
vBEQ
vbe(t)
t
提供工作点的电路~偏置电路。
固
分
定
压
偏
偏
置
置
T
UBE
ICEO
IC
Q
VCC
IC
RB
RC
A
CB
CC
RS
+
- vS
0
AB:直流负载线
消除饱和失真:减 小输入信号幅度;降低 静态工作点电流。
1、设置静态工作点目的是为确保晶体管工作在放大 状态,放大时不产生饱和、截止失真。 2、常采用固定和分压偏置电路提供静态工作点。 3、可利用负反馈和温度补偿的思想稳定静态工作点。
①基极分压电阻保证 基极电位稳定;
CC
②发射极电阻实现直流
负反馈稳定Q点;
RB2 RE
CE
③旁路电容减少交流信 号的损失。
稳压原理:
CB
RS
三种基本接法(共集电极放大电路)
Ro Rc 5k
•
•
•
Ii
Ib B C Ic
•
r • I1 I2 be
Ib
•
Ui
E
Rb1 Rb2 Re
RC
Ie
RL
Uo
2.5 晶体管单管放大电路的三种基本接法
(一)、放大电路的三种基本接法 (二)、基本共集放大电路 (三)、基本共基放大电路 (四)、三种接法的比较
(一)、放大电路的三种基本接法
+UCC
(3) Au、Ri 和 Ro 。
RB
C1 + RS +
+C2 +
es+–
ui –
RE
RL uo
–
解: (1)由直流通路求静态工作点。
IB
UCC UBE RB (1 β )RE
12 0.6 mA 200 (1 60) 2
0.035mA
IE (1 )IB
(1 60) 0.035mA
RC
C2
BC
E
RL
Re
uo
Ce
2、静态工作点的估算
+VCC
Rb2 C1
I2 RC IC C2 IB B C
I1
E
RL
ui Rb1
Re IE Ce
I1=(5~10)IB
UB
Rb1 Rb1 Rb2
VCC
UBE 0.7V IC IE =UE/Re
uo = (UB- UBE)/ Re
IB=IC/
UCE = VCC - ICRC - IERe
•
•
Au
Uo
•
Ui
•
•
I e Re
晶体管单管放大电路的三种基本接法
晶体管单管放大电路的三种基本接法2.4 晶体管单管放大电路的三种基本接法 通过对单管共射放大电路的分析和计算,使得放大电路的组成原则更明确和具体了.放大的关键是发挥晶体管的控制作用.在共射电路中,晶体管的b-e为输入端,c-e为输出端,利用iB对iC的控制作用,实现了电流放大和电压放大.有没有其他的控制关系呢?比如,能不能用iB去控制iE?用iE去控制iC?用iC去控制iE?在实现这些控制的过程中,电路能不能得到功率的放大?我们先把这几种电流控制关系的示意图表示在下图中,以便分析和比较.图a是iB对iC的控制,是以e极为公共端,这就是前面介绍过的共射接法;图b是iB对iE的控制,以c 极为公共端,称为共集接法;图c和图d是共基接法.下面我们分别分析后两种接法组成的放大电路. 2.4.1 共集放大电路 一.电路的组成 如前所述,电路要能放大,晶体管应工作在放大区,即UBE>0,UBC二. 静态工作点的计算 我们介绍用等效电路的方法来计算电路的静态工作点.我们先画出原电路的直流通路,如图所示,然后再将晶体管用简化直流模型代替,得到如图所示的等效电路.根据图可以列出方程求解.输入回路VBB=IBQ*Rb+Uon+IEQ*Re=IBQ*Rb+Uon+(1+贝塔)*IBQ*ReIBQ=(VBB-Uon) /(Rb+(1+贝塔)*Re)输出回路ICQ=贝塔*IBQUCEQ=VCC-IEQ*Re约=VCC-ICQ*Re这样就很方便地求出静态工作点的数值. 三. 交流性能的计算 如图为原电路的交流通路,图b是将图a的样子变了一下,使之成为共集的形式.图c是将图b中的晶体管用如图所示的简化h参数模型代替后的等效电路.根据如图所示的等效电路可算出Au Au=Uo/Ui=(Ie*Re)/(Ib*(Rb+rbe)+Ie*Re)=(1+贝塔)*Ib*Re/(Ib*(Rb+rbe)+(1+贝塔)*Ib*Re) =(1+贝塔)*Re/(Rb+rbe+(1+贝塔)*Re) 我们发现:(1)Au是正值.这说明Uo和Ui是同相的;(2)Au是小于1的,但在(1+贝塔)*Re比(Rb+rbe)大得多的情况下,Au将接近于1.虽然Au略小于1,但它的输出电流Ie比输入电流Ib要大很多,因此这个电路仍有功率放大作用.由于它的Uo近似等于Ui,二者同相,又因为是从发射极输出,所以也被称为射极输出电路,或称为射极跟随器.它的电压传输特性读者可自行画出.电路的输入电阻Ri是 Ri=Ui/Ii=Ui/Ib=(Ib*(Rb+rbe)+(1+贝塔)*Ib*Re)/Ib Ri=Rb+rbe+(1+贝塔)*Re 可见共集电路的输入电阻与共射基本电路的输入电阻相比要大得多.输出电阻Ro的计算方法同共射放大电路.我们令Ui=0,在输出端加电压Uo,通过Io来求Ro.此时的等效电路如 图所示.从图中可以看到输出电阻Ro可以看成是Re和Ro’的并联.其中Ro’是从Re左边向左看进去的等效电阻. Ro’=Uo/(-Ie)=Uo/(-(1+贝塔)*Ib) 由于Uo是接在e-c之间的,Rb+rbe也是接在e-c之间,且流过的电流是Ib,按所设正方向Uo=-(Rb+rbe)*Ib,故 Ro’=(1/(1+贝塔))*(Uo/-Ib)=(1/(1+贝塔))*(Rb+rbe) 因此 Ro=Re//(Rb+rbe)/(1+贝塔) 从上式可以看出,由于发射极和基极之间有联系,Ro不是等于Re而是Re和(Rb+rbe)/(1+贝塔)的并联.当Rb,rbe都比较小而贝塔比较大时,Ro’将要比Re小得多. 例2-6 如图所示电路中,VBB=7.2v,VCC=12v,Rb=22k,Re=5k,晶体管的rbb’=100,贝塔=50.试计算Q点及Au,Ri和Ro. 解:由前式可得IBQ=(7.2-0.7)/(22+(50+1)*5)约=0.024mA ICQ=1.2mA,UCEQ=VCC-IEQ*Re约=6v rbe=rbb’+(1+贝塔)*UT/IEQ约=1.2k Au=(1+贝塔)*Re/(Rb+rbe+(1+贝塔)*Re)=0.92 Ri=Rb+rbe+(1+贝塔)*Re=278.2k Ro=Re||(Rb+rbe)/(1+贝塔)=410. 由于共集放大电路的输入电阻大,输出电阻小,所以常用来实现阻抗的转换.输入电阻大,可使流过信号的电流减小;输出电阻小,即带负载能力强;故常用于多级放大电路的输入级和输出级. 2.4.2 共基放大电路 以共基接法组成的放大电路称为共基放大电路.电路组成原则如前,分析计算方法也如前,故在这里只做简单的介绍.基本放大电路如图所示.VEE,VCC的极性保证晶体管处于放大状态,Re是信号回路的电阻.静态工作点可利用直流模型及直流等效电路来计算,这里不再说明,主要介绍交流性能的计算.交流通路和h参数等效 电路如图所示.根据图可得 Au=Uo/Ui=-贝塔*Ib*Rc/-(Ib*rbe+Io*Re)=贝塔*Re/(rbe+(1+贝塔)*Re) Ri=Ui/Ii=Ui/-Ie=(-Ie*Re-Ib*rbe)/-Ie=Re+rbe/(1+贝塔) Ro=Rc||Ro’ ,而Ro’=Uo/贝塔*Ib |Ui=0 = 无穷大. 因此 Ro=Rc 例2-7 电路如图所示.设Re=1k,Rc=5k,晶体管的贝塔=50,rbe=1.2k.试计算Au,Ri和Ro的值. 解: 利用前式可求出 Au=贝塔*Rc/(rbe+(1+贝塔)*Re)=4.8 Ri=Re+rbe/(1+贝塔)=1k Ro=Rc=5k 根据上面的计算,共基电路有这几个特点:(1)当Re=0时,电压放大倍数和共射放大电路Rb=0时相同(绝对值均为贝塔*Rc/rbe),而且是正值,表明输出与输入信号同相.(2)输入电阻比共射电路的小.(3)输出电阻与共射电路一样.共基电路还有一个优点,它的频率响应好,在要求频率特性高的场合多采用共基电路.在如图所示的电路中,若与前图相比较,可见发射极和集电极是对调了.除了极个别的晶体管具有发射结和集电结对称的特点,因此可以实现正常的放大作用外,一般的晶体管在这种情况下,它的贝塔值很小,故放大作用很小甚至不能放大.至于另外以基极作为信号输出端的接法,由于得不到电流放大所以不被采用. 2.4.3 三种接法的比较 利用晶体管的三种接法可以组成三种基本的放大电路.它们的主要特点及应用大致归纳如下: 1. 共射电路具有较大的电压放大倍数和电流放大倍数,同时输入电阻和输出电阻适中.所以,在一般对输入电阻,输出电阻和频 率响应没有特殊要求的地方,常被采用.例如低频电压放大电路的输入级,中间级或输出级. 2. 共集电路的特点是:输入电阻在三种基本电路中最大;输出电阻则最小;电压放大倍数是接近于1而小于1的正数,具有电压跟 随的性质.由于具有这些特点,故应用很广泛.常用于放大电路的输入级,也常用于电路的功率输出级. 3. 共基电路的主要特点是输入电阻小,放大倍数和共射电路差不多,频率特性好.常用于宽频放大器。
晶体管放大电路
U CEQ VCC I CQ Rc
列晶体管输入、输出回路方程,将UBEQ作为已知
条件,令ICQ=βIBQ,可估算出静态工作点。
15
阻容耦合共射放大电路的直流通路和交流通路
直流通路
I
=VCC-U
BQ
Rb
BEQ
I CQ I BQ
U CEQ VCC I CQ Rc
当VCC>>UBEQ时,
I BQ
Re起直流负反馈作用,其值越大,反馈越强,Q点越稳定。
32
3. Q 点分析
分压式电流负反馈工作点稳定电路
VBB IBQ Rb U BEQ IEQ Re
VBB
Rb1 Rb1 Rb2
VCC
Rb Rb1 ∥ Rb2
U BQ
Rb1 Rb1 Rb2
VCC
I EQ
U BQ
U BEQ Re
判断方法: Rb1 ∥ Rb2 (1 )Re ?
以N沟道为例
单极型管∶噪声小、抗辐射能力强、低电压工作
场效应管有三个极:源极(s)、栅极(g)、漏极(d),对应于晶体
管的e、b、c;有三个工作区域:截止区、恒流区、可变电阻区,对应于
晶体管的截止区、放大区、饱和区
1. 结型场效应管
结构示意图
3. 通频带
衡量放大电路对不同频率信号的适应能力
由于电容、电感及放大管PN结的电容效应,使放大电路在信号频率较低
和较高时电压放大倍数数值下降,并产生相移。
下限频率
f bw f H f L
上限频率
4. 最大不失真输出电压Uom:交流有效值 5. 最大输出功率Pom和效率η:功率放大电路的参数
6
§2 基本共射放大电路的工作原理
放大电路静态工作点的稳定、放大电路的三种接法
温度升高,最终将导致 IC 增大,Q 上移。波形容易失真。
iC
V CC RC
T = 20 C
T = 50 C
Q
iB
Q
O VCC uCE
温度对 Q 点和输出波形的影响
Q点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截 止区,从而导致失真。为此,需要改进电路,当温度
Ic c
U i
Rb1 Rb2 rbe
Ib
Rc
e
+
RLU o
Au
RL
rbe
R L R c/R /L R Roi
rbe//Rb1//Rb2 Rc
思考:如果电路
RB1
如图所示,如何
分析?
C1
(静态工作点稳定且
具有射极交流负反 馈电阻的放大器)
ui
RB2
+VCC
RC
C2
T
RL
RE1
uo
RE2
CE
继续
升高、 IC增加时,能够自动减少IB,从而抑制Q点
的变化,保持Q点稳定。
常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点
继续
2. 静态工作点稳定的放大器 (p105)
Rb1
C b1
+
+
ui Rb2
-
+ VCC
Rc
I1
IC C b 2
IB
(1) 结构 及工作原理
T
+
I2 R e IE R L
uo -
+
选I2=(5~10)IB ∴I1 I2
晶体管放大电路的三种接法
晶体管放大电路的三种接法晶体管放大电路分析及计算一、共发射极放大电路(一)电路的组成:电源VCC通过RB1、RB2、RC、RE使晶体三极管获得合适的偏置,为三极管的放大作用提供必要的条件,RB1、RB2称为基极偏置电阻,RE称为发射极电阻,RC称为集电极负载电阻,利用RC的降压作用,将三极管集电极电流的变化转换成集电极电压的变化,从而实现信号的电压放大。
与RE并联的电容CE,称为发射极旁路电容,用以短路交流,使RE对放大电路的电压放大倍数不产生影响,故要求它对信号频率的容抗越小越好,因此,在低频放大电路中CE通常也采用电解电容器。
V cc(直流电源): 使发射结正偏,集电结反偏;向负载和各元件提供功率C1、C2(耦合电容): 隔直流、通交流;R B1、R B2(基极偏置电阻):提供合适的基极电流R C(集极负载电阻):将 D IC ® D UC,使电流放大 ® 电压放大R E(发射极电阻):稳定静态工作点“Q ”C E(发射极旁路电容):短路交流,消除R E对电压放大倍数的影响(二)直流分析:开放大电路中的所有电容,即得到直流通路,如下图所示,此电路又称为分压偏置式工作点稳定直电流通路。
电路工作要求:I1 ³(5~10)IBQ,UBQ³ (5 ~ 10)UBEQ求静态工作点Q:方法1.估算工作点Q不稳定的主要原因:Vcc波动,三极管老化,温度变化稳定Q点的原理:方法2.利用戴维宁定理求 IBQ(三)性能指标分析将放大电路中的C1、C2、CE短路,电源Vcc短路,得到交流通路,然后将三极管用H参数小信号电路模型代入,便得到放大电路小信号电路模型如下图所示。
1.电压放大倍数2.输入电阻计算3.输出电阻R o = R C没有旁路电容CE时:1.电压放大倍数源电压放大倍数2.输入电阻3.输出电阻R o = R C二、共集电极放大电路 (射极输出器、射极跟随器)(一)电路组成与静态工作点共集电极放大电路如下图(a)所示,图(b)、(c)分别是它的直流通路和交流通路。
放大电路静态工作点的稳定、放大电路的三种接法33页PPT
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Hale Waihona Puke 61、奢侈是舒适的,否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学,如日出之阳;壮而好学 ,如日 中之光 ;志而 好学, 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也,匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里,与其说好 的教师 是幸福 ,不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战,就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
放大电路静态工作点的稳定、放大电 路的三种接法
16、人民应该为法律而战斗,就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ,并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ,而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令,就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律,其真实含 义是财 富。— —爱献 生
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1. 2. 3. 4.
Q为多少? Re有稳定Q点的作用吗? 电路的交流等效电路? V 变化时,电压放大倍数如何变化?
讨论二
Au
( Rc ∥ RL ) rbe (1 )(Re ∥ rD ∥ R)
当Re ∥ R>>rD时,
( Rc ∥ RL ) Au ,V rD Au rbe (1 )rD
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?
3. Q点分析
什么条件下成立?
U BQ Rb1 VCC Rb1 Rb2 U BQ-U BEQ Re
I BQ I EQ
I EQ
U CEQ VCC I CQ Rc I EQ Re VCC I EQ ( Rc Re )
第六讲 静态工作点的稳定及晶 体管放大电路的三种接法 (2.4、2.5)
本节课将讲述以下内容: 第一部分 静态工作点的稳定 第二部分 晶体管放大电路 的三种接法
第一部分 静态工作点的稳定
一、温度对静态工作点的影响 二、静态工作点稳定的典型电路 三、稳定静态工作点的方法
一、温度对静态工作点的影响
分压式电流负反馈工作点稳定电路
利用戴维宁定理等效变换后求解Q点
VBB Rb1 VCC Rb1 Rb2
Rb Rb1 ∥ Rb2
Rb上静态电压 可忽略不计!
VBB I BQ Rb U BEQ I EQ Re I BQ Rb U BEQ (1 ) I BQ Re U BQ U BEQ (1 ) I BQ Re
Ri Rb1 ∥ Rb2 ∥[rbe (1 ) Re ]
利?弊?
' RL rbe (1 ) R
e
' RL 若(1 ) Re rbe,则Au Re
三、稳定静态工作点的方法
• 引入直流负反馈 • 温度补偿:利用对温度 敏感的元件,在温度变 化时直接影响输入回路。
若 (1 ) Re >> Rb,则 U BQ Rb1 VCC Rb1 Rb2
4. 动态分析
' Uo RL Au Ui rbe
Ri Rb1 ∥ Rb2 ∥ rbe
Ro Rc
无旁路电容Ce时:
Uo Au Ui I b ( Rc ∥ RL ) I b rbe I e R e
Uo< Ui
故称之为射 极跟随器
若( +)Re Rb rbe,则 Au 1 1 ,即 Uo Ui 。
2. 动态分析:输入电阻的分析
RL
Ui Ui Ri Rb rbe (1 ) Re Ii Ib
带负载电阻后
Ri Rb rbe (1 )(Re // RL )
rbe Ro Rc Ri Re (1 )
3. 特点:
输入电阻小,频带宽!只放大电压,不放大电流!
三、三种接法的比较:空载情况下
接法 Au 共射 大 共集 小于1 共基 大
Ai
Ri
β
中
1+β
大
α
小Hale Waihona Puke Ro 频带大 窄小 中
大 宽
四、三种接法的组合形式
• 为使单级放大电路具有多方面的优良性能,有时 采用组合接法。例如:
Ri与负载有关!
2. 动态分析:输出电阻的分析
令Us为零,保留Rs,在输出端加Uo,得:
Uo
Ro
Uo Uo I o I Re I e Uo
Uo Uo (1 ) Re Rb rbe Rb rbe 1
Ro与信号源内阻有关!
Re ∥
3. 特点
输入电阻大,输出电阻小;只放大电流,不放大电压; 在一定条件下有电压跟随作用!
I EQ
U BQ U BEQ Re
Re 的作用
T(℃)↑→IC↑→UE ↑→UBE↓(UB基本不变)→ IB ↓→ IC↓ 关于反馈的一些概念: 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
T( ℃ )↑→β↑→ICQ↑
Q’
→Q’
ICEO↑ 若温度升高时要Q’回到Q, 则只有减小IBQ
所谓Q点稳定,是指ICQ和UCEQ在温度变化时基本不变, 这是靠IBQ的变化得来的。
二、静态工作点稳定的典型电路
1. 电路组成
直流通路?
Ce为旁路电容,在交流 通路中可视为短路
2. 稳定原理
为了稳定Q点,通常I1>> IB,即 I1≈ I2;因此 Rb1 U BQ VCC Rb1 Rb2 基本不随温度变化。
第六讲结束! 下一讲将讲述: 场效应管、复合管及多级放大 电路
作业: 2.11、2.12、2.13
例如,Rb1或Rb2采用热敏 电阻。 Rb1应具有负温度 系数, Rb2应具有正温度 系数。
T (℃) I C U E U BE I B I C Rb1 U B
讨论
图示两个电路中是否采用了措施来稳定静态工作点?
若采用了措施,则是什么措施?
第二部分 晶体管放大电路的三种接法
I EQ (1 ) I BQ U CEQ VCC I EQ Re
2. 动态分析:电压放大倍数
I e Re Uo Au U i I b ( Rb rbe ) I e Re (1 ) Re Rb rbe (1 ) Re
二、基本共基放大电路
1. 静态分析
U BEQ I EQ Re VBB I CQ Re U CEQ U BEQ VCC
I EQ
VBB U BEQ Re
I BQ
I EQ 1
UCEQ VCC I EQ Rc U BEQ
2. 动态分析
I c Rc Rc Uo Au R I r Ui Ie e rbe (1 ) Re b be
– 共集-共基形式:输入电阻高、电压放大倍数较大、 频带宽 – 共集-共射形式:输入电阻高、电压放大倍数较大 具有什么特 点?是为了增 强电压放大能 力吗?(备注)
讨论一
图示电路为哪种基本接法的放大电路?它们的静态工作 点有可能稳定吗?求解静态工作点、电压放大倍数、输入 电阻和输出电阻的表达式。
讨论二
一、基本共集放大电路 二、基本共基放大电路 三、三种接法放大电路的比较 四、三种接法的组合形式
一、基本共集放大电路
1. 静态分析
VBB I BQ Rb U BEQ I EQ Re VCC U CEQ I EQ Re
I BQ VBB U BEQ Rb (1 ) Re