电子技术 第2章 基本放大电路
数电——第2章放大电路基础学习要点
二、分压式偏置放大电路
(2) 动态分析 分压式偏置放大电路的微变 等效电路如图所示。 等效电路如图所示。 RS 电压放大倍数: 电压放大倍数: us + • RB1 RC
C1 + + C2
+VCC T RB2
+
+
RL
uo
-
Au =
Uo
•
=−
β ( RL // RC )
rbe
RE
CE
- (a) 放大电路
2.1.3 放大电路的直流通路和交流通路
1.直流通路 直流电源作用下直流电流流经的路径 1.直流通路—直流电源作用下直流电流流经的路径。 直流通路 直流电源作用下直流电流流经的路径。 电容视为开路; 视为开路 ① 电容视为开路; 电感视为短路; ② 电感视为短路; ③ 交流信号源视为短路(保留内阻)。 交流信号源视为短路(保留内阻)。 视为短路 2.交流通路 输入信号作用下交流信号流经的路径 2.交流通路—输入信号作用下交流信号流经的路径。 交流通路 输入信号作用下交流信号流经的路径。 大容量电容视为短路 电容视为短路; ① 大容量电容视为短路; 直流电压源视为短路。 视为短路 ② 直流电压源视为短路。 (P47 图2.4)
二、分压式偏置放大电路
分压式偏置放大电路, 自动调节 不随温度变化, 分压式偏置放大电路,能自动调节IC不随温度变化, 克服了固定偏置放大电路受温度影响的缺点。 克服了固定偏置放大电路受温度影响的缺点。 +V +VCC RB1 RC
C1 + + C2
CC
RB1
+
I1 RC IB I2
IC UCE
ri
注意射极电阻折算到基级: 注意射极电阻折算到基级 ×(1+β)
第2章 基本放大电路(1)2.1放大的概念和放大电路的主要性能指标2.2基本放大电路的工作原理
18 33 25 2 - 1 - 35
2.2.4 放大电路的组成原则(P82~P83) 放大电路的组成原则(
一、放大电路的组成原则
1. 晶体管必须偏置在放大区: 晶体管必须偏置在放大区: ——发射结正偏,集电结反偏。 发射结正偏,集电结反偏。 发射结正偏 2. 正确设置静态工作点,使整个波形处于放大区。 正确设置静态工作点,使整个波形处于放大区。 3. 输入信号能通过输入回路作用于放大管。 输入信号能通过输入回路作用于放大管。 4. 输出回路将变化的电流作用于负载。 输出回路将变化的电流作用于负载。
IC IE
( 略 小 IB) 忽 微 量
**3、输出特性三个区域的特点 、输出特性三个区域的特点:
(1) 放大区:发射结正偏,集电结反偏。 放大区:发射结正偏,集电结反偏。 即: IC=βIB , 且 ∆IC = β ∆ IB
c b N P N e
UC>UB >UE
c b P N P e
UC<UB <UE
V BB − U BEQ + u i iB = Rb
= I BQ
= I BQ
ui + Rb + ib
2 - 1 - 30
iC = β i B
= β ( I BQ + i b ) = I CQ + i c
2 - 1 - 31
u CE = V CC − i C R c
= V CC − ( I CQ + i c ) R c
Ri越大,Ii 就越小,ui就越接近 S 越大, 就越小, 就越接近u
2 - 1 - 12
RO
表征放大电路带负载能力的。 表征放大电路带负载能力的 三、输出电阻 ------表征放大电路带负载能力的。 断开负载后, 断开负载后,向放大电路输出端看进去的等效内 定义为输出电压有效值与输出电流有效值之比 输出电压有效值与输出电流有效值之比。 阻,定义为输出电压有效值与输出电流有效值之比。
模拟电子技术第二章
电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表 示,如图:
ui
Au
uo
放大电路放大的本质是能量的控制和转换。
放大的前提是不失真,即只有在不失真的情况下 放大才有意义。
2021/4/11
3
2.1.2.放大电路的性能指标
放大电路示意图
图2.1.2放大电路示意图
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4
一、放大倍数
表示放大器的放大能力
VCC
U BEQ Rb
(12 0.7 )mA 40 μA 280
做直流负载线,确定 Q 点
根据 UCEQ = VCC – ICQ Rc iC = 0,uCE = 12 V ; uCE = 0,iC = 4 mA .
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T
22
iC /mA
4 3 2 1 0
80 µA
60 µA
静态工作点 40 µA
U i →△uBE →△iB
→△iC(b△iB)
VBB
→△uCE(-△iC×Rc)
UI
→
•
Uo
+VCC ( +12V)
RC
IC +△IC
IB
B Rb 1
+△I B
3C ET2
U CE
U BE +△UBE
+△U CE
+
UO
-
电压放大倍数:
•
•
Au
Uo
•
Ui
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13
+VCC (+12V)
iC / mA
4
交流负载线 80
60
IC
Q
iC 2
电子技术基础第二章 基本放大电路
图2.3.4 基本共 (2)输出电路方程:uCE=VCC-iCRc
图2.3.5 用图解法求解静态工作点和电压放大倍数
二、电压放大倍数的分析 当加入输入信号△uI时,输入回路方程为 uBE=VBB+ △uI-iBRb
Q点高,同样的△uI产生的△iB越大,因而Au大。 Rc变化时,影响负载线的斜率,从而影响Au的大小。
图2.1.1 扩音机示意图
2.1.2
放大电路的性能指标
图2.1.2 放大电路 的示意图
一、放大倍数
二、输入电阻
三、输出电阻
根据图2.1.2有
输入电阻和输出电阻是影响多级放大电路 连接的重要参数。
图2.1.3
两个放大电路的连接
四、 通频带
通频带用于衡量放大电路对不同频率 信号的放大能力。
图2.1.4 fbw=fH-fL
2、输入电阻Ri 3、输出电阻Ro 分析输出电阻,也可令其信号源电压 ,但 保留其内阻Rs。然后在输出端加一正弦波测试信 号Uo,必然产生动态电流Io, 为恒压源,其内 阻为0,且 =0时, =0, =0,所以
2.4
放大电路工作点的稳定
2.4.1 静态工作点稳定的必要性
图2.4.1
2.4.2 典型的静态工作点稳定电路 一、电路组成和Q点稳定原理
图2.4.2 静态工作点稳定电路 (a) 直接耦合 (b) 阻容耦合 (c) 直流通路
B点的电流方程为 I2=I1+IBQ 一般选择 I1» IBQ 所以, I2I1 B点电位为
五、非线性失真系数
六、最大不失真输出电压
当输入电压再增大就会使输出波形 产生非线性失真时的输出电压。此时的 非线性失真系数要被定义,如10%。
七、最大输出功率与效率
电工电子技术_基本放大电路
8.1
7
共发射极放大电路
图8.3
放大电路动态工作电流、电压的变化情况
8.2
8
共发射极放大电路的静态分析
直流通路及静态工作点
8.2.1
放大电路不加输入信号(ui=0)时的 状态称为静态。静态时放大电路中只有 直流电源作用,由此产生的所有电流、 电压都为直流量,所以静态又称为直流 状态。静态时三极管各极电流和极间电 压分别用IB、UBE、IC、UCE表示。这些量 在三极管的输入、输出特性曲线上各确 定了一点,该点称为静态工作点,简称 Q点。 静态时直流电流通过的路径称为直 流通路。由于C1、C2的隔直流作用,放 大电路的直流通路如图8.4所示。
这里直流分量是正常放大的基础,交流分量是放大的对象,交流量搭 载在直流上进行传输和放大。如果三极管工作总是处于放大状态,它们的 变化规律是一样的。放大电路的动态分析关注的就是交流信号的传输和放 大情况,动态分析的电路指标主要包括电压放大倍数、输入电阻、输出电 阻等。
8.3
12
共发射极放大电路的动态分析
图8.1
共发射极放大电路
8.1
5
共发射极放大电路
2.各元器件的作用 (1)晶体管VT (2)集电极电源EC (3)集电极电阻RC (4)基极电源EB和基极偏置电阻RB (5)电容C1和C2 由于该电路使用两组电源,很不经 济。若只使用电源EC,将RB连到EC上, 只要适当调整RB阻值,保证发射结正偏 ,产生合适的基极偏流IB,就可省掉电 源EB。另外,为了使作图简洁,常不画 出电源回路,只标出EC正极对地的电位 值UCC和极性(“+”或“-”),如图8.2 所示。
图8.8
共发射极放大电路的微变等效电路
8.3
第二章 三极管及放大电路基础
第二章三极管及放大电路基础教学重点1.了解三极管的外形特征、伏安特性和主要参数。
2.在实践中能正确使用三极管。
3.理解放大的概念、放大电路主要性能指标、放大电路的基本构成和基本分析方法。
4.掌握共发射极放大电路的组成、工作原理,并能估算电路的静态工作点、放大倍数、输入和输出电阻等性能指标。
5.能搭建分压式放大电路,并调整静态工作点。
教学难点1.三极管的工作原理。
2.放大、动态和静态以及等效电路等概念的建立。
3.电路能否放大的判断。
学时分配2.1三极管2.1.1三极管的结构与符号 通过实物认识常见的三极管三极管有三个电极,分别从三极管内部引出,其结构示意如图所示。
按两个PN 结组合方式的不同,三极管可分为PNP 型、NPN 型两类,其结构示意、电路符号和文字符号如图所示。
PNP 型 NPN 型有箭头的电极是发射极,箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向,由此可以判断管子是PNP 型还是NPN 型。
基区 发射区e基极 ceVTe基极 cecVT《电子技术基础与技能》配套多媒体CAI 课件 电子教案三极管都可以用锗或硅两种材料制作,所以三极管又可分为锗三极管和硅三极管。
2.1.2三极管中的电流分配和放大作用动画:三极管电流放大作用的示意做一做:三极管中电流的分配和放大作用观察分析实验参考数据:1)三极管各极电流分配关系:I E = I B + I C ,I E ≈ I C ≫I B2)基极电流和集电极电流之比基本为常量,该常量称为共发射极直流放大系数β,定义为:BCI I =β 3)基极电流有微小的变化量Δi B ,集电极电流就会产生较大的变化量Δi C ,且电流变化量之比也基本为常量,该常量称为共发射交流放大系数β,定义为:BCΔi i ∆=β1.三极管的电流放大作用,实质上是用较小的基极电流信号控制较大的集电极电流信号,实现“以小控大”的作用。
2.三极管电流放大作用的实现需要外部提供直流偏置,即必须保证三极管发射结加正向电压(正偏),集电结加反向电压(反偏)。
电子技术课件第二章三极管及基本放大电路
2.三极管的主要参数
(1)直流参数 反映三极管在直流状态下的特性。
直流电流放大系数hFE 用于表征管子IC与IB的分配比例。
漏电电流。ICBO大的三极管工作的稳定性较差。
集—基反向饱和电流ICBO 它是指三极管发射极开路时,流过集电结的反向
ICBO测量电路
ICEO测量电路
加上一定电压时的集电极电流。ICEO是ICBO的(1+β)倍,所以它受温度影响不可忽视。
性。 A——PNP锗材料,B——NPN锗材料, C——PNP硅材料,D——NPN硅材料。
三极管型号的读识 3 A G 54 A
规格号
第三部分是用拼音字母表示管子的类型。
X——低频小功率管,G ——高频小功率管, D——低频大功率管,A ——高频大功率管。
三极管 NP锗材料 高频小功率 序号
第四部分用数字表示器件的序号。 第五部分用拼音字母表示规格号。
饱和区 当VCE小于VBE时,三极管的发
四、三极管器件手册的使用
三极管的类型非常多,从晶体管手册可以查找到三极管的型号,主要用途、主 要参数和器件外形等,这些技术资料是正确使用三极管的依据。
1.三极管型号
国产三极管的型号由五部分组成。
第一部分是数字“3”,表示三极管。 第二部分是用拼音字母表示管子的材料和极
一、放大电路静态工作点不稳定的原因
(1)温度影响 (2)电源电压波动 (3)元件参数改变
二、分压式偏置放大电路 1.电路组成
Rb1是上偏置电阻,Rb2是下偏置电阻。电源电压经Rb1、Rb2串联分压后为三极 管提供基极电压VBQ。Re起到稳定静态电流的作用,Ce是Re的交流信号旁路电容。
分压式偏置放大电路
放大电路的电压和电流波形
《电子技术基础》第2章
2.1.2 放大电路的主要性能指标
1.放大倍数 倍数
放大倍数是直接衡量放大电路放大能力的重要指标, 放大倍数是直接衡量放大电路放大能力的重要指标,其值 . . . . Io 为输出量 U o 或 ( )与输入量 U i 或 ( )之比。它实际 I i 之比。 反映了电路在输入信号控制下, 反映了电路在输入信号控制下,将直流电源能量转换为交流输 出信号能量的能力。 出信号能量的能力。 之比, 电压放大倍数是输出电压 U o 与输入电压 U i 之比,即
(3)为什么要设置Q点 )为什么要设置 点
没有设置合适Q点的共发射极基本放大电路 图2-7 没有设置合适 点的共发射极基本放大电路
应当指出, 点合适, 应当指出,当Q点合适,其输入正弦信号 i幅值较小时,则uo 点合适 其输入正弦信号u 幅值较小时, 反相且波形不产生失真; 与ui反相且波形不产生失真; 负半周靠近峰值的某段时间u 当Q点过低时,在ui负半周靠近峰值的某段时间 BE小于开启电 点过低时 晶体管截止 从而使u 波形产生顶部的截止失真 截止, 截止失真; 压Uon,晶体管截止,从而使 o波形产生顶部的截止失真;
(2)确示直流通路图中电流 根据图2–5(b)所示直流通路图中电流,电压关系可得
I BQ
V =
CC
I CQ = βI BQ
U R
b
−
BEQ
U CEQ = VCC − I CQ RC
在近似估算中常常认为U 为已知量,对于硅管, 在近似估算中常常认为 BEQ为已知量,对于硅管,取 UBEQ=0.6 ~ 0.8V,通常取0.7V;对于锗管,取UBEQ=0.1 0.8V,通常取0.7V 对于锗管, 0.7V; ~ 0.3V,通常取0.2V 。 ,通常取0.2V
2章-电子技术基础(第3版)-霍亮生-清华大学出版社
Ii
输入电阻:
US ~
Ui Au
ri
Ui Ii
(2-5)
(3)输出电阻ro
以将放它大等电效路为对戴其维负宁载等而效不言电讲,路相(当“于一信个含号独源立,电我源们、可线
性电阻和受控源的一端口,对外电路而言,可以用一个电压
源和电阻的串联组合等效置换”),这个戴维宁等效电 路的电阻就是输出电阻。
US ~
ro
Au
Us ~
(2-6)
如何确定电路的输出电阻?
在电路的计算中求ro的方不法讲:
1、所有的电源置零。
2、加压求流法。
I
将独立源置零, 保留受控源。
U
U
ro I
(2-7)
输出电阻的测量方法:
ro
Us ~
不讲
Uo 测量开路电压
ro
Us ~
Ro
(Uo Uo
1)R L
RL
Uo
测量接入负载后 的输出电压
②电感视为短路。 ③信号源视为短路,但应保留其内阻。 交流通道是输入信号作用下交流信号流经的通 路,用于研究动态参数。 交流通路:①耦合电容视为短路。 ②无内阻的直流电源视为短路。
(2-19)
例:
Rb
RC
C1
断路
+VCC C2
断路 RL
(2-20)
直流通道
Rb
RC
+VCC
(2-21)
对交流信号(输入信号ui)
+VCC RC
集电极电源, 为电路提供能 量。并保证集 电结反偏。
T ui
Rb VBB
(2-16)
共射放大电路
+VCC RC
集电极电阻,将 变化的电流转变 为变化的电压。
电子技术习题解答.第2章.基本放大电路及其分析习题解答
第 2 章基本放大电路及其分析习题解答2.1 三极管放大电路为什么要设置静态工作点,它的作用是什么?解:防止产生非线性失真。
2.2 在分压式偏置电路中,怎样才能使静态工作点稳定,发射极电阻的旁路电容C E 的作用是什么,为什么?解:使静态工作点稳定条件l2»l B和V B»U B E。
称为发射极电阻的旁路电容C E 对直流而言,它不起作用,电路通过R E 的作用能使静态工作点稳定;对交流而言,它因与R E并联且可看成短路,所以R E不起作用,保持电路的电压放大倍数不会下降。
2.3 多级放大电路的通频带为什么比单级放大电路的通频带要窄?解:因为多级放大电路的电压放大倍数大于单级放大电路的电压放大倍数,而放大电路的电压放大倍数和通频带的乘积基本为常数,所以多级放大电路的通频带比单级放大电路的通频带要窄。
2.4 对于共集电极放大电路,下列说法是否正确?(1) 输出信号方向与输入信号方向相反。
(2) 电压放大倍数小于且约等于1。
(3) 输入电阻大。
(4) 输出电阻小。
解:(1) 不正确。
(2) 、(3) 和(4) 正确。
2.5 放大电路的甲类、乙类和甲乙类三种工作状态各有什么优缺点?解:甲类:静态工作点Q大致落在交流负载线的中点,功率损耗大效率低,不失真。
乙类:静态工作点Q下移到截止区处,功率损耗很小,效率高。
但此时将产生严重的失真。
甲乙类:静态工作点Q下移到接近截止区,功率损耗较小,失真也较小。
2.6 什么是交越失真?如何克服交越失真,试举例说明?解:放大电路工作于乙类状态,因为三极管的输入特性曲线上有一段死区电压,当输入电压尚小,不足以克服死区电压时,三极管就截止,所以在死区电压这段区域内(即输入信号过零时)输出电压为零,将产生失真,这种失真叫交越失真。
为了避免交越失真,可使静态工作点稍高于截止点,即避开死区段,也就是使放大电路工作在甲乙类状态。
2.7为什么增强型绝缘栅场效应管放大电路无法采用自给偏压电路? 解:因为增强型绝缘栅场效应管的U GS 为正,所以,自给偏压电路不适应增强型绝缘栅场效应管,只适应耗尽型绝缘栅场效应管。
电子技术-基本放大电路
60
80
4
Q
2
6
0
uCE/V
iC / mA
0
t
uCE/V
UCEQ
iC
输出回路工作情况分析
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。
失真——输出波形较输入波形发生畸变,称为 失真
RL
ui
uo
简单的共射极放大器
电容开路,画出直流通道
内容回顾
RB
+EC
RC
用估算法求静态工作点
Ic= IB
IE= Ic + IB = (+1)IB IC
内容回顾
电容短路,直流电源短路,画出交流通道
RB
RC
RL
ui
uo
内容回顾
用晶体管的微变等效电路代替晶体管,画出该电路的微变等效电路,并计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻
iC
uCE
uo
可输出的最大不失真信号
合适的静态工作点
ib
静态工作点过低,引起 iB、iC、uCE 的波形失真
ib
ui
结论:iB 波形失真
O
Q
O
t
t
O
uBE/V
iB / µA
uBE/V
iB / µA
IBQ
—— 截止失真
截止失真时的输出 uo 波形。
uo = uce
O
iC
t
O
O
Q
t
uCE/V
uA
小写字母、大写下标,表示全量。
ua
小写字母、小写下标,表示交流分量。
模拟电子技术答案 第2章 基本放大电路
第2章基本放大电路自测题一.在括号内用“√”和“×”表明下列说法是否正确。
1.只有电路既放大电流又放大电压,才称其有放大作用。
(×)2.可以说任何放大电路都有功率放大作用。
(√)3.放大电路中输出的电流和电压都是有源元件提供的。
(×)4.电路中各电量的交流成分是交流信号源提供的。
(×)5.放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作。
(√)6.由于放大的对象是变化量,所以当输入直流信号时,任何放大电路的输出都毫无变化。
(×)7.只要是共射放大电路,输出电压的底部失真都是饱和失真。
(×)二.试分析图T2.2各电路是否能放大正弦交流信号,简述理由。
设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)(g) (h) (i)图T2.2解:图(a)不能。
V BB 将输入信号短路。
图(b)可以。
图(c)不能。
输入信号与基极偏置是并联关系而非串联关系。
图(d)不能。
晶体管基极回路因无限流电阻而烧毁。
图(e)不能。
输入信号被电容C 2短路。
图(f)不能。
输出始终为零。
图(g)可能。
图(h)不合理。
因为G -S 间电压将大于零。
图(i)不能。
因为T 截止。
三.在图T2.3 所示电路中,已知12CC V V =, 晶体管β=100,'100b R k =Ω。
填空:要求先填文字表达式后填得数。
(1)当0i U V =时,测得0.7BEQ U V =,若要基极电流20BQ I A μ=, 则'b R 和W R 之和b R =( ()/CC BEQ BQ V U I - )k Ω≈( 565 )k Ω;而若测得6CEQ U V =,则c R =( ()/CC CEQ BQ V U I β- )≈( 3 )k Ω。
(2)若测得输入电压有效值5i U mV =时, 输出电压有效值'0.6o U V =,则电压放大倍数u A =( /o i U U - )≈( -120 )。
电子技术(第二版)第2章
退出 EXIT
7.最大输出功率和效率 放大器最大输出功率是指它能向负载提供的最大交流 功率,用Pomax表示.放大器的效率规定为放大器输出的最 大功率与所消耗的直流电的总功率PE之比,用表示: = Pomax / PE
退出 EXIT
2.2
放大器的分析方法
主要要求:
掌握放大器的图解分析法。 了解放大器的偏置电路。 掌握微变等效电路分析法。
退出 EXIT
所 以 电 压 放 大 倍 数 为
U om 4.3 A 215 U i U im 0.02
Uo
退出 EXIT
2. 交流负载线和动态分析
① 交流通路
退出 EXIT
② 交流负载线
先画直流负载线MN
u i I u U
CE C CE
iC R L
CQ
[解] ●作直流负载线:
uCE U CC ic Rc
当ic 0时, uCE U CC 12V , 得M点 当uCE 0时, I CQ U CC RC 3m A, 得N点
又
I BQ
U CC U BEQ Rb
IBQ=40uA
(12 0.7)V 40uA 300k
'
ic u ce
'
CEQ
得:
i
C
U
CEQ
I CQ RL
R
' L
1
R
' L
u
CE
这就是交流负载线
由于R’L(=RL∥RC)<<RC, 交流负载线比直流负载线的斜率的绝对值大,所以更陡些.
退出 EXIT
交流负载线具有如下两个特点:
《模拟电子技术基础》教案第二章基本放大电路(高教版)(中职教育).doc
第二章基本放大电路本章内容简介本章首先讨论半导体三极管(BJT )的结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
随后着重讨论BJT放大电路的三种组态,即共发射极、共集电极和共基极三种放大电路。
内容安排上是从共发射极电路入手,再推及其他两种电路,并将图解法和小信号模型法,作为分析放大电路的基本方法。
(一)主要内容:◊半导体三极管的结构及工作原理,放大电路的三种基本组态◊静态工作点Q的不同选择对非线性失真的影响◊用H参数模型计算共射极放大电路的主要性能指标◊共集电极电路和共基极电路的工作原理◊三极管放大电路的频率响应(二)教学要点:从半导体三极管的结构及工作原理入手,重点介绍三种基本组态放大电路的静态工作点、动态参数(电压增益、源电压增益、输入电阻、输出电阻)的计算方法,H参数等效电路及其应用。
(三)基木要求:◊了解半导体三极管的工作原理、特性曲线及主要参数◊了解半导体三极管放大电路的分类◊掌握用图解法和小信号分析法分析放大电路的静态及动态工作情况◊理解放大电路的工作点稳定问题◊掌握放大电路的频率响应及各元件参数对其性能的影响2.1半导体三极管(BJT)2.1.1BJT的结构简介:半导体三极管有两种类型:NPN型和PNP型。
结构特点:发射区的掺杂浓度最高;集电区掺杂浓度低于发射区,且面积大;基区很薄,一般在几个微米至几十个微米,且掺杂浓度最低。
2.1.2BJT的电流分配与放大原理三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下,通过载流子传输体现出来的。
外部条件:发射结正偏,集电结反偏。
i B =(l_Q )x* a1-a 2.三极管的三种组态共发射极接法,发射极作为公共电极,用CE 表示。
共基极接法,基极作为 公共电极,用CB 表示。
共集电极接法,集电极作为公共电极,用CC 表示。
q =必耳=«厶=厶/⑴《)BJT 的三种组态4. 放大作用综上所述,三极管的放大作用,主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传 输,然后到达集电极而实现的。
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输出电阻ro:衡量放大电路带负载的能力。 值越小,负载变化时,输出电压变化越小,带负载能力越强。
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(4)通频带 描述放大电路频率特性的重要指标。 输入信号:非单一频率正弦波,包括不同频率的正弦分量。 输入信号的频带:输入信号所包含的正弦分量的频率范围。 放大电路中有电容,晶体管的PN结存在结电容, 电容容抗随频率变化而变化, 因此放大电路的输出电压随频率变化而变化, 造成同一放大电路对不同频率输入信号的电压放大倍数不同。 幅频特性:电压放大倍数的大小随频率的变化规律。
放大电路输入端从信号
源所获得的信号电压为
U&i
ri
ri RS
U&S
U&S、RS一定时,ri越大,输入电压越大,输出电压也将越大; 同时从信号源获取的电流越小,可减轻信号源的负担。
输入电阻ri:衡量放大电路向信号源索取信号大小的能力。 值越大,放大电路索取信号的能力越强。
一般希望输入电阻远远大于信号源内阻。
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(3)输出电阻ro 放大电路的输出信号给负载,对负载来说,放大电路相当于负 载的信号源,可用一个等效电压源来代替。
输出电阻ro :等效电压源内阻, 等于负载开路时,
从放大电路的输出端
看进去的等效电阻,
用戴维宁定理中求电源
内阻的开路短路法计算。
ro
U&OC I&SC
输出端开路电压 输出端短路电流
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2.1.3 放大电路的动态性能指标
反映:放大电路的放大能力、带负载能力、对信号源的大小和 频率影响等。
(1)电压放大倍数Au 衡量放大电路对输入信号放大能力。越大,放大能力越强。
Au
Uo Ui
当输入信号为正弦交流信号
Au
U&o U&i
Au大小取决于放大电路的结构和组成电路各个元器件的参数。
使集电结反偏。
几伏到几十伏。
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2.1 共射极放大电路
2.1.1 共射极放大电路的组成
发射极:输入回路、输出 回路的公共端。
集电极电阻RC 将电流的变化转变为电 压的变化。
RC
+ C2
C1
+ ++
VT
us–
ui
RB +
RS
– – UBB
+ RL uo
–
几千欧到几十千欧。
耦合电容C1 、C2 + 隔离输入、输出与放大
动态:有输入信号,ui ≠ 0 。 交流信号叠加在直流分量上,电压、电流是叠加量。 由于电容等元件的存在,直流分量所流经的通路和交流分量 所流经的通路不完全相同,把直流电源、输入信号对电路的 作用区分开,用直流通路和交流通路分别进行研究。 直流通路:用于静态分析,计算静态工作点,分析静态工作 点与波形失真的关系 。 交流通路:用于动态分析,计算电压放大倍数、输入电阻、 输出电阻等性能指标。
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2.1 共射极放大电路
2.1.1 共射极放大电路的组成
发射极:输入回路、输出 回路的公共端。
信号源
RC
+ C2
C1
+ ++
VT
us–
ui
RB +
RS
– – UBB
+ RL uo
–
+ UCC
–
负载
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2.1 共射极放大电路
2.1.1 共射极放大电路的组成 晶体管VT
3. 了解放大电路的频率特性、多级放大电路的性能特点。 4. 了解差分放大电路的工作原理和性能特点、互补功率
放大电路的工作原理。 5. 了解场效晶体管的电流放大作用、主要参数的意义。
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放大电路(放大器)是模拟电子电路中最基本、最重要的一种 单元电路。 作用:不失真地放大信号的幅度(电压或电流)或功率。 实质:实现能量的控制与转换。 有源元件(双极型晶体管或场效应晶体管)对直流电源的能量 进行控制和转换,小能量输入信号→大能量输出信号。 放大的对象:信号的变化量。 常用的测试信号:正弦波。 本章涉及由分立元器件组成的几种常用基本放大电路,将讨论 它们的电路结构、工作原理、分析方法以及特点和应用。 重点分析双极型晶体管放大电路。 双极型晶体管放大电路有三种形式(三种组态): 共射极放大电路、共集电极放大电路、共基极放大电路。 组态判断:交流通路中输入回路和输出回路公共端对应的极。
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将电容视为开路
固定偏置式共射极放大电路
直流通路
IB
UCC UBE RB
UCC RB
(固定值)
IC IB
UCE UCC RC IC
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IB
UCC UBE RB
U CC RB
IC IB
UCE UCC RC IC
在VT输入/输出特性曲线上对应一点 ——静态工作点Q
发射极:输入回路、输出
放大元件,集电结反偏,
回路的公共端。
RC
+ C2
C1
+ ++
VT
us–
ui
RB +
RS
– – UBB
+ RL uo
–
发射结正偏, iC = iB。
基极电源UBB与基极电阻 RB 使发射结正偏,
+ 提供合适的基极电流。
UCC 几十千欧到几百千欧。
–
集电极电源UCC
为电路提供能量,
us–
ui
RB +
RS
– – UBB
+ RL uo
–
+
UCC –
单电源供电电路
iB = IB + ib iC = IC + ic iE = IE + ie uBE = UBE + ube uCE = UCE + uce
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2.1.2 静态分析与计算
放大电路分析:静态、动态两种情况。 静态:放大电路没有输入信号,ui = 0; 电路中的电压、电流都是直流分量(静态值)。
在工程上,Au常用以10为底的对数增益表示,
基本单位:B(贝尔,Bel),十分之一单位dB(分贝)。
Au (dB) 20lg Au
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(2)输入电阻ri 放大电路对信号源来说是一个负载,可用一个电阻等效代替。
放大电路的输入电阻ri:从放大电路输入端看进去的等效电阻。
ri
U&i I&i
第2章 基本放大电路
2.1 共射极放大电路 2.2 分压式偏置放大电路 2.3 射极输出器 2.4 多级放大电路 2.5 差分放大电路 2.6 功率放大电路* 2.7 场效应管放大电路*
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本章要求:
1. 理解单管交流放大电路的结构和共发射极、共集电极 放大电路的性能特点。
2. 掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等 效电路分析法。
UCC 电路直流的联系, – 使交流信号顺利输入、
输出。
几微法到几十微法的极 性电容器,注意极性。
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直流量:大写字母,大写下标, 如 IB、UBE ; 交流量:小写字母,小写下标, 如 ib、ube ; 叠加量:小写字母,大写下标, 如 iB、uBE。RC+ C2 NhomakorabeaC1
+ ++
VT