简单固定偏放大电路的工作原理 PPT

5).电压放大倍数计算
设输入信号为正弦, 可用向量表示
ii B ib
u RB rb
i
e
ic C
hfei
b
RL
RC
•
•
Ui Ib rbe
•
•
U o hfe I b RL
uo RL R C // R L
Au
h fe
RL rbe
E
当RL=
时,
Au
h fe
RC rbe
6).输入电阻计算
ii B ib u R rb iBe
iB iB
uBE uBE
1）低频小功率管rbe ：
rbe
300
()
(1
h
fe
)
26(mV ) IE (mA)
rbe的量级从几百欧到几千欧。
iC
在线性工作区内：
h fe
IC I B
ic ib
所以：ic hfeib 为一受控源
IC
IB 输出端相当于一个受
ib控制的电流源。
输出端还要并联一个 uCE 大电阻rce。
ri
ic C hfei b RL
RC
E
•
ri
U i •
RB
// rbe
rbe
uo
Ii
(1)ri小,则ii值愈大,增 加信号源负担。
(2)经RS和ri分压, ri小, ui值
亦减小,从而使uo减小。 (3)后级的ri即为前级的RL,
ri小会降低前级的Au
7).输出电阻的计算(ro)
通常希望ro愈小愈好:
6 固定偏置放大电路
——直流是工作的关键
静态分析
直流通路
IB、IC、 UCE
动态分析
交流通路
Au、ri、ro、 BW
放大电路的工作是由负载线与特性曲线共同决定的吗？
一、放大电路的静态分析
静态
放大电路在没有输入信号时的直流工作状态
1、静态工作点
iB iB IB
静态工
iB I B ib
作点 Q
T iC IC ic uCE UCE uce
C2
C1
uC
iB
uo
ui
4).结论
(1)交流信号的传输情况:
ui(ube) ib ic uo(即uce)
(2)电压和电流都含有直流分量和交流分量,即
uBE=UBE+ube iB=IB+ib
iC=IC+ic
uCE=UCE+uce
(3)输入信号电压ui和 ui
输出电压uo相位相反. uo
(4)从图上可以计算电压放大倍数,它等于输出 正弦电压的幅值与输出电压的幅值之比.
UCE UCC ICRC 12 1.5 4 6V
请注意电路中IB和IC的数量级
2、直流负载线的画法 UCE UCC IC RL
iC
a U CC
RL
iC I
C
Q
当uCE
0时，iC
UCC RL
,当iC
0时，uCE
UCC
iB 直流负载线ab,静态工作点Q
IB 40A, IC 2.5mA,UCE 3.7V ,
1
20uA
3 6 9 12V0CUCCE
做出直流负载线
(2)由 IB VCC 1C 2 0.04mA 40A
RB 300
得出 交点Q
其静态值为IB=40uA, IC=1.5mA, UCE=6V
图解法求Q点的步骤 已知输出特性曲线 作直流负载线 求偏流IB
得出Q点 找出静态值
静态工作点的调整
5)失真分析：
为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在
交流负载线的中间部分。
如果Q设置不合适，信号进入截止区或饱和 区，造成非线性失真。
a.合适的静态工作点 iC
可输出 的最大 不失真 信号
i b
uCE uo
b、Q点过低，信号进入截止区 iC 信号波形
uCE
uo
称为截止失真
c.Q点过高，信号进入饱和区 iC
因为对负载来说, 放大电路 即为信号源, ro即为内阻。若 ro较大,带负载能力就较差。
•
ro
Uo
•
Rc
Io
0 •
•
Ii
Ib
RS RB rb e
0 •
•
Ic
Io
•
h fe I b
•
R Uo
C
2、图解法
1）. 交流负载线
ic
uce
ui
RB
RC RL uo
ic 1
uce
RL
其中：RL RL // RC
I B
UB E
UCE
二、放大电路的动态分析
动态：ui 0时，放大器的工作状态 。
考虑:交流信号,确定参数Au、ri、ro等。
方法:微变等效电路法和图解法。
1.微变等效电路法
当信号很小时，将输
入特性在小范围内近
似线性。
rbe
uBE iB
对输入的小交流信号而
言，晶体管的输入电路 可用rbe等效代替。
2)晶体管的微变等效
ic
C
ib
B
uc
e
E
ib
B
rb e
ic hfei C b
E
ib B
ube
E
ic C
uce c
ib
B
uberb e
E
ic hfei C b uc
rce e
rce很大， 一般忽略。
3).放大电路的微变等效电路
交流通路的原则:(1)电容可忽略,以短路代替。 (2)直流ห้องสมุดไป่ตู้源可认为是短路。
FE C
U CE VCC IC RC
静态工作点：即 IB、U BE、IC、UCE , 直接影响放大器的质量 。
例：用估算法确定静态工作点。 已知：VCC=12V，RC=4K ，RB=300K ，
hFE=37.5。
解： IB VCC 12 0.04mA 40A
RB 300 IC hFE IB 37.5 0.04 1.5mA
如何作交流负载线？
iC
EC
RC
交流负载线
Q IB
uCE EC
过Q点作一条直线,斜率为:
1 RL
比直流负载线更陡
2)交流放大原理
iB iB
iC
iC
iB
Q
uiuBE
uCE
uc
假设uBE有一微小的变
u化CE怎么变化
uCE的变化沿 uCE相位如何
一条直线 uCE与uBE反相
3)各点波形
iC
+VCC
RB RC
ui
VBB
RC
VCC
uui BE
VBE
假设uBE有一微小的 变化
直流通路：
RB RC C1
+VCC C2
+VCC RB RC IC
开路
开路 原则:对直流信号
电容可是作开路 IB UB
E
UCE
IB VCC UBE VCC 0.7 VCC
RB
RB
RB
h I IC hFE I B ICEO
uCE的值，可以通过图解法 求出。
UC E
bUCC uCE
uCE怎么变化
即：uCE 2.8 ~ 4.6V ,Uce 0.9V
(1)作直流负载线
UCE=VCC-ICRC
IC
VCC RC
3
2 1.5
100
80 60 Q IB 40
所以 IC=0时,UCE=VCC=12
V
UCE=0时,I C
= VRCC=3mA
信号波形
uCE
uo
称为饱和失真
RB RC C1
短 路
+VC置C C2 零
短 路
ic
ib C
B
uce
u uRbe E RCRL uo
i
B
交流通路
4)放大电路的微变等效电路
u i
ic
B
ib
C uce
ubRe E RCRL
u uoi
B
ii B ib
R rb Be
ic C hfei R b L uo
RC
交流通路
E 放大电路的微变等效电路
若改变RB,则IB (IB VCC )
随之改变,Q点一在直流负载曲线上
RB
动,如图所示 IB成为偏置电流，简称偏流。产生偏流的电路，成
为偏置电路， 其路径为EC RB成为偏置电阻。
RB 发射结
“地”
IC
EC
100
RC
3
80
2
Q'' 60 Q 40
1
Q' 20uA
0 UCE
3 6 9 12EC
+EC RB RC IC