第二章基本放大电路
第二章基本放大电路
Rc Cb1
T
Cb2 VCC
Rc Cb2
Rb VBB
(a)
(b)
(c)
工作原理 放大电路的静态分析
静态 Ui=0时,放大电路的工作状态,也称直流工作状态。
静态分析 确定放大电路的静态值IBQ、ICQ、UCEQ,即静 态工作点Q。静态工作点的位置直接影响放 大电路的质量。
静态分析方法 1. 计算法 计算法 图解分析法
根据所用放大管的类型设置合适的静态工作点Q 。对 于晶体管应使发射结正偏,集电结反偏,以使晶体管工 作于线性放大区; 必须保证从输入到输出信号的正常流通途径。输入信 号能有效地作用于放大电路的输入回路;输出信号能有 效地加到负载上。 对实用放大电路的要求:共地、直流电源种类尽可能 少、负载上无直流分量。
-
动态信号作用时:uI ib ic uRc uCE (uo ) 输入电压ui为零时,晶体管各极的电流、b-e间的电 压、管压降称为静态工作点Q,记作IBQ、 ICQ(IEQ)、 UBEQ、 UCEQ。
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由于(IB,UBE) 和( IC,UCE )分别对应于输入、输出 特性曲线上的一个点,所以称为静态工作点。
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两种实用放大电路:(1)直接耦合放大电路
- + UBEQ
有交流损失 有直流分量 将两个电源 问题: 合二为一 静态时,U BEQ U Rb1 1. 两种电源 2. 信号源与放大电路不“共地” 动态时,VCC和uI同时作用 于晶体管的输入回路。 共地,且要使信号 驮载在静态之上
大倍数为源增益us、Ais、Ars 和Ags。 A
4
(2)输入电阻: 从输入端看进去的等效电阻
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。
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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
模拟电路第二章 放大电路基础
模拟电路第二章放大电路基础模拟电路第二章放大电路基础第2章放大电路基础2.1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、熟识理想情况下放大器的四种模型,并掌控增益、输入电阻、电阻值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、掌控压缩电路三种基本组态(ce、cc、cb及cs、cd、cg)的性能特点。
5、介绍压缩电路的级间耦合方式,熟识多级压缩电路的分析方法。
2.2基本概念和内容要点2.2.1压缩电路的基本概念1、放大电路的组成原理无论何种类型的压缩电路,均由三大部分共同组成,例如图2.1右图。
第一部分就是具备压缩促进作用的半导体器件,例如三极管、场效应管,它就是整个电路的核心。
第二部分就是直流偏置电路,其促进作用就是确保半导体器件工作在压缩状态。
第三部分就是耦合电路,其促进作用就是将输出信号源和输入功率分别相连接至压缩管及的输出端的和输入端的。
(1)偏置电路①在分立元件电路中,常用的偏置方式存有压强偏置电路、自偏置电路等。
其中,分后甩偏置电路适用于于任何类型的放大器件;而自偏置电路只适合于用尽型场效应管(如jfet及dmos管)。
42输出信号耦合电路耦合电路输入功率t偏置电路外围电路图2.1下面详述偏置电路和耦合电路的特点。
②在集成电路中,广泛采用电流源偏置方式。
偏置电路除了为压缩管提供更多最合适的静态点(q)之外,还应当具备平衡q点的促进作用。
(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。
②轻易耦合这是集成电路中广泛采用的一种耦合方式。
2、基本放大电路
15
2.2.1 放大电路的组成
(1) 直流通路 直流通路:是指静态(ui=0)时,电路 中只有直流量流过的通路。 画直流通路有两个要点: ①电容视为开路 ②电感视为短路 估算电路的静态工作点Q时必须依据直 流通路。
16
2.2.1 放大电路的组成
共射电路直流通路
17
2.2.1 放大电路的组成
45
2.2.3 分压式共发射极放大电路
2、分压式共发射极放大电路分析
B点的电流方程为:
I1 = I 2 + I B
46
为了稳定Q点,通常选择合适的电阻Rb1、Rb2,使 I1>>IB,I1≈I2。
2.2.3 分压式共发射极放大电路
B点的电位
UB ≈
Rb2 VCC Rb1 + Rb2
基极电位UB仅由Rb1、Rb2和VCC决定,与环境温度无关,即当温 度升高时,UB基本不变。
41
2.2.2 放大电路的分析方法
②输入电阻Ri ③输出电阻Ro
将信号源短路,负载开路,在输出端加入测试电压u,产生电流 i,由于ib =0, ibβ =0,u=iRc,则输出电阻
ui ii ( Rb // rbe ) Ri = = = Rb // rbe ii ii
u Ro = = Rc i
42
27
2.2.2 放大电路的分析方法
交流负载线如下图所示
28
2.2.2 放大电路的分析方法
总结: 交流负载线与直流负载线相交于Q点 当负载开路时,交流负载线与直流负载线 重合。 带负载后的电压放大倍数会减小
29
2.2.2 放大电路的分析方法
(3) 静态工作点的选择 三极管是一个非线性器件,有截止区、放 大区、饱和区三个工作区,如果信号在放 大的过程中,放大器的工作范围超出了特 性曲线的线性放大区域,进入了截止区或 饱和区,集电极电流ic与基极电流ib 不再成 线性比例的关系,则会导致输出信号出现 非线性失真。 非线性失真有两类:截止失真和饱和失真
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
第二章(简好用新)-基本放大电路..
五、实用共发射极放大电路
1.温度对工作点的影响
温度升高
UBE减小 ICBO增大
β增大
注:旁路电容的作用。接人发射极电阻 RE,一方面发射极电流的直流分量IE 通过它能起到自动稳定静态工作点的作 用;另一方面发射极电流的交流分量ie 也会产生交流压降,使uBE减小,这样 就会降低电压放大倍数,因此增加了旁 路电容,使交流信号从电容上流过。
ic
ii
ib
C
+ BE
+ Rs ui RB RE
RL
+
uo
us
–
E B
V
us+-
Rs
RB C ui+-
RE
RL
+-uo
交流通路
二、共集电极放大电路分析 1.静态工作点的计算
VCC IBQRB U BEQ IEQRE
I BQ
VCC U BE
RB (1 )RE
ICQ I BQ I EQ
动态分析步骤:
1.先画出交流通路, 有时为了便于分析, 还要把电路变形为我 们便于分析的方式。
2.根据交流通路画微 变等效电路
E B
V
RB C ui+-
RE
RL
+-uo
ic
ii
ib
C
+ BE
+ Rs ui RB RE
RL
+
uo
us
–
Ii B
Ib
Ic
画微变等效电路时需注意的 问题:
1.交流通路变化成微变等效
RC
C2
+-
uCE
第二章放大电路基础(差分和功率)
+UCC 差模信号 是有用信号
+ +
RB2 RC RB1 T1
+ uo – T2
RC
RB2
RB1 +– ui2 – +
ui1 ––
(2) 差模信号 ui1 = – ui2 大小相等、极性相反 大小相等、 两管集电极电位一减一增,呈等量异向变化, 两管集电极电位一减一增,呈等量异向变化, uo= (VC1-∆VC1 )-(VC2 +∆ VC1 ) =-2 ∆VC1 (V =- 即对差模信号有放大能力。 对差模信号有放大能力。
任意信号可分解为一对共模信号和一对差模信号的组合。 任意信号可分解为一对共模信号和一对差模信号的组合。 可分解为一对共模信号和一对差模信号的组合
ui1 + ui 2 ui1 − ui 2 ui1 = + = uic + uid 2 差模信号: 差模信号: uid = ui1 − ui2 2 2 ui1 + ui 2 ui1 − ui 2 ui1 = − = uic − uid 2 1 共模信号: 2 2 共模信号: uic = ( ui1 + ui2 )
uo= uC1 - uC2
ui2
ui1
大小相等,极性相同), ),共模输入信号 当ui1 = ui2(大小相等,极性相同),共模输入信号 设ui1 ↑, ui2 ↑,使uC1 ↓, uC2 ↓。因ui1 = ui2,→ uC1 = uC2 ,
→ u o=
0 (理想化 。但因两侧不完全对称, uo≠ 0 理想化)。但因两侧不完全对称, 理想化 uo 很小, 共模电压放大倍数 AC = u (很小,<1) i1
2. 信号输入 共模信号 需要抑制
模电第二章 基本放大电路
T ( C U B ) 不 E I B I C 变
温度T (C) IC ,
若此时I B
,则I
、
CQ
U CEQ在输出特性坐标
系中的位置就可能
基本不变。
2.4 放大电路静态工作点的稳定
一、典型电路
消除方法:增大Rb,减小Rc,减小β。
例2-1:由于电路参数的改变使静态工作点产生如图所示变化。 试问(1)当Q从Q1移到Q2、 从Q2移到Q3、 从Q3移到Q4时, 分别是电路的哪个参数变化造成的?这些参数是如何变化的?
4mA 3mA 2mA 1mA
40µA
Q3
Q4
30µA 20µA
IB=10µA
2 6 m V
2 6 m V
r b e 2 0 0 ( 1 ) I E Q 2 0 0 ( 1 3 0 ) 1 . 2 m A 8 7 1 . 6 7
R i R b ∥ r b e r b e 8 7 1 . 6 7 R o R c 6 k
2.4 放大电路静态工作点的稳定
温度对Q点的影响
2、放大电路的动态分析(性能指标分析)
(1)放大电路的动态图解分析法
结论: 1. ui uBE iB iC uCE uo
阻容耦合共射放大电路
2、放大电路的动态分析(性能指标分析)
(1)放大电路的动态图解分析法 二、图解分析
结论: 2. uo与ui相位相反;3. 测量电压放大倍数;4. 最大不失 真输出电压Uom (UCEQ -UCES与 VCC- UCEQ ,取其小者,除以 2 )。
Q
UBE/V
UBEQ VCC
1、放大电路的静态工作点 (2)图解法确定静态工作点
第二章 基本放大电路 2.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标2.2 基本共射放大电路的工作原理2.3 放大电
RC +C2
RS +
es –
C1 +
+
ui + ––
iB iC + + TuCE
RBuB–E – RL
VBB iE
+ uo –
共发射极基本电路
晶体管T--放大元
件, iC= iB。要保
+ 证集电结反偏,发 VCC射结正偏,使晶体 – 管工作在放大区 。
基极电源VBB与基极 电阻RB--使发射结 处于正偏,并提供 大小适当的基极电 流。
直接耦合共射放大电路 直 流 通 路
视为短路
直接耦合共射放大电路
直 流 通 路
直接耦合共射放大电路
视为 接地
交 流 通 路
直接耦合共射放大电路 交 流 通 路
阻容耦合共射放大电路
1、直流通路 对直流信号电容 C 可看作开路(即将电容断开)
断开 RB
C1 +
RS +
+ ui
es –
–
+UCC
RC +C2 断开
iB iC + + TuCE + uB–E – RL uo
iE
–
+UCC
RB
RC IB IC
+
U+B–ETU–CE
直流通路
IE
直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE )
2、对交流信号(有输入信号ui时的交流分量)
+UCC
RB
RC
+C2
XC 0,C 可看作 对地短路 短路。忽略电源的
ib:IBQIBQ IB
第2章放大电路完整版
放大元件iC=iB, 工作在放大区, 要保证集电结反 偏,发射结正偏。
输入 ui ui
Rb
uo 输出 VBB
参考点
(2-9)
共射放大电路组成 +VCC RC T
基极电阻 Rb ,调整 限制IB
ui Rb VBB
使发射结正偏, 并提供适当的静 态工作点。
(2-10)
共射放大电路 +VCC RC T
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(交流+直流)。 小写字母、小写下标,表 示交流量。
iB
ib
uA
ua
(2-52)
基本放大电路的静态工作点表达式 +VCC RC
ICQ
T
I BQ
VBB U BEQ Rb
I CQ I BQ
IBQ
Rb
UCEQ VBB
U CEQ VCC I CQ RC
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。电子电路放大的基本特征是 功率放大。这样,在放大电路中必须有能够控 制能量的元件,即有源元件,如晶体管等。放 大的前提是不失真,此时放大才有意义。 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
(2-3)
放大电路的性能指标 (1) 放大倍数 电压放大倍数
列输入回路方程:
iC C VCC Rc 1 斜率 I B + Rc
VBE =VCC-IBIRb Q 列输出回路方程(直流负载线) : V
CQ
IBQ
VBE -
I+ C VCE -
C EQ
VCC
vC E 直流通路
第02章基本放大电路
iB
Ec/Rb
B
- 1/Rb
Q
放大电路的输入和输出直流负载线
确定静态工作点 I
UBE Ec uBE
(1)由输入特性曲线和输入直流负载线求IBQ、UBEQ
EC
UBE=EC- IBRb → 直流负载线
IB IC UCE
作出直流负载线,直流负载线和输入 特性曲线的交点即是静态工作点Q,由 Q可确定IB、UBE
1.估算法 (1) 首先画出直流通路
EC
(2)求静态值 求解顺序是先求IB→IC→UCE
Si管:UBE=0.6V~0.7V
IB UBE IC UCE
Ge管:UBE=0.2V~0.3V
IB
E C U BE Rb
E C 0 .7 Rb
IC β IB
UCE=EC-ICRC
2. 图解法
三极管的输入和输出特性曲线
EC Ii Uo Ui Ib
Ic Uo
Ui
2. 放大电路的工作过程
当有交流信号ui加到放大器的输入端时,晶体管各点
的电压和电流将在静态值基础上叠加一交流分量,
此时电路中的信号即有直流,又有交流。
各点波形
iC
+EC
RC RB C1 iB
ui
t iB ui t
iC C2
t
uC u C uo
t
uo t
US ~
Ui
Au
ri
Ui Ii
(2-3)
三、输出电阻ro
放大电路对其负载而言,相当于信号源,我们 可以将它等效为戴维南等效电路,这个戴维南 等效电路的内阻就是输出电阻。
US ~
Au
ro
US' ~
第2章 基本放大电路
VBB = 0 → 仅可放大ui 的 正半周→ 严重失真
ui=0时,放大电路的状态。
静态工作点Q:
ui=0 时,晶体管的 IB 、 IC 、 UBE 、 UCE ,记为: IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。在近似分析中,认为UBEQ 为常量。Si:0.7V;Ge:0.2V。
I BQ
26
VBB U BEQ Rb
对信号源来说,放大电路是负载,这个负载的 大小可以用输入电阻来表示。 Ii
US ~ Ui
放大 电路
Io
Uo
Ui Ri Ii
输入电阻是动态电阻,它是衡量放大电路从信 号源索取电流大小的参数。一般希望得到较大的输 入电阻。因 Ri 越大,Ii 就越小,Ui 就越接近US 。
9
3. 输出电阻:反映电路相互连接时的影响
I CQ β I BQ
U CEQ VCC -I CQ RC
为什么要设置一个静态工作点? +UCC RC
C1
+
C2 T
RL
ui
-
只有在输 入电压的整 个周期内, 晶体管都工 + 作在放大状 uo 态,输出电 压才不会产 生失真
(15-27)
+UCC RB C1
+ Ui
RC
C2
T
RL
+ Uo -
47
1. 利用图解法求解静态工作点 ΔuI = 0
IB=IBQ
uBE=VBB - iBRb
48
uCE=VCC - iCRc
2. 利用图解法分析电压放大倍数
uBE=VBB + △uI –iBRb
uCE=VCC-iCRc ΔuO ΔuI Δi B ΔiC ΔuCE ( ΔuO ) Au ΔuI
第二章 放大电路
u BE rbe i B
基极与发射极之间用一 个交流电阻rbe等效。
图2.20 三极管的交流输入电阻rbe 常州轻工职业技术学院
输出端: 曲线平坦,间隔较均匀。 uCE几乎对iC无影响。
iC i B
集电极与发射极之间用 一个受控电流源等效。
图2.21 三极管的电流放大系数β
图2.16 交流负载线 常州轻工职业技术学院
(3)放大电路的动态工作范围
图2.17 动态工作情况 常州轻工职业技术学院
(4)非线性失真
所谓失真,是指输出信号的波形与输入信号 的波形不一致。三极管是一个非线性器件,有截 止区、放大区、饱和区三个工作区,如果信号在 放大的过程中,放大器的工作范围超出了特性曲 线的线性放大区域,进入了截止区或饱和区,集 电极电流ic与基极电流ib不再成线性比例的关系, 则会导致输出信号出现非线性失真。 非线性失真分为截止失真和饱和失真两种。
扩音机的原理图
常州轻工职业技术学院
话筒(麦克风)将较小的声音信号转换成微弱的电信 号,经放大电路放大后,变成大功率的电信号,推动扬声 器(喇叭),还原为强大的声音信号。扬声器所获得的能 量远大于话筒送出的能量。 可见,放大电路的本质是 能量的控制和转换;是在输入信号作用下,通过放大电路 将直流电源的能量转换成负载所获得的能量,使负载从电 源获得的能量大于信号源提供的能量。
(2)用微变等效电路分析法分析共射放大电路 求解步骤 找Q点 ① 画直流(通路),求Q点。 定参量 公式法估算Q点值。 画模型 ② 由Q点,定参量。 求指标 计算Q点处的参数rbe值。 ③ 由交流,画微变。 由交流通路,画出放大电路的微变等效电路。 ④ 由微变,求指标。 根据等效电路直接列方程求解Au、Ri、Ro。 注意:NPN和PNP型三极管的微变等效电路一样。
第二章 基本放大电路(2008级)
UB ≈ 0.7 +Uz
VCC UB UB IBQ = Rb2 Rb1
UB
ICQ = βIBQ
UCEQ = VCC ICQRCUZ
交流内阻忽略
+
& Ui
I&b
Rb1// Rb2 rbe
I& c
β I&b
Rc RL
+
& UO
_
_
习题: 习题: 求
交流参数
① Q点;② Au、Ri、Ro 点 、 、
VBB △ ui
IBQ + △IB + UBEQ +△UBE
-
ICQ+△IC + UCEQ+△UCE
-
VCC
2.动态: 2.动态:放大信号 动态 △ui→△UBE →△IB →△IC(=β△IB) →△UCE(=-△IC×Rc) - 电压放大倍数
& Au = UCE / uI
静态设置工作点Q估算: 静态设置工作点Q估算:
26 ( mV ) rbe = 300 ( ) + (1 + β ) I E Q ( mA )
电流放大系数 β ——电流放大系数 控制的恒流源 恒流源i 输出端等效受 ib控制的恒流源 c
基本共射电路动态参数分析
& & Ui = Ib ( Rb + rbe) & U O = I&C R C = β I&bR C
i
I BQ
=
I CQ = β I BQ
UCEQ = VCC ( ICQ + ILQ) RC
ILQ = UCEQ / RL
V CC R L ' →U CEQ = ICQ R L ' RC RL'= RC // RL
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9、两个同类晶体管(例如都是 NPN 管)复合,由于两管的 UBE 叠加,受温度 的影响增大,所以它产生的漂移电压比单管大。 ( )
10、 由于场效应管的栅极几乎不取电流, 所以两个场效应管不能组成复合管。 ( )
11、 由于场效应管的栅极几乎不取电流,所以场效应管与双极型晶体管也不 能级成复合管。 2.23 用两个晶体管分别组成下面的两种复合管: 1、输入电阻与单管相同的 NPN 型复合管; ( )
2、输入电阻明显增大的 PNP 型复合管。 3、用一个 NPN 和一 PNP 型晶体管,分别组成一个 NPN 和一个 PNP 型的复合 管; 4、用两个 NPN 型晶体管组成一个 NPN 型的复合管。
2.24
通常功率管的电流放大系数β较小,而小功率管的β较大,现需要一个β
较大而基-射极电压 UBE 温漂较小的 NPN 型大功率管,拟采用复合管的结构来实 现。试画出该复合管的接线图。
性放大条件下对同一个电路测了四级数据。试找出其中错误的一组。 a.Ic=0.5mA,Ui=10mV,Uo=0.37V b.Ic=1.0mA,Ui=10mV,Uo=0.62V c.Ic=1.5mA,Ui=10mV,Uo=0.96V d.Ic=2mA,Ui=10mV,Uo=0.45V 2.22 判断下列说法是否正确,对的画√,错的画×。 1、晶体管的输入电阻 rbe 是一个动态电阻,故它与静态工作点无关。 ( )
图 2.29
2.30 指出并改正图 2.30 电路中的错误使电路能够正常放大信号。
图 2.30
对于基本共射放大电路, 试判断某一参数变化时放大电路动态性能的变化
情况(a.增大,b.减小,c.不变),选择正确的答案填入空格。 1、Rb 减小时,输入电阻 Ri 2、Rb 增大时,输出电阻 Ro 。 。 。 Uo | Us 。 。
3、信号源内阻 Rs 增大时,输入电阻 Ri
4、信号源内阻 Rs 减小时,电压放大倍数 | Aus |=| 5、负载电阻 RL 增大时,电压放大倍数 | Aus |=| 6、负载电阻 RL 减小时,输出电阻 Ro 2.18 选择正确的答案填空。 1、复合管的额定功耗是 。
2.3 在三种基本放大电路中,输入电阻最小的放大电路是 A.共射放大电路 C.共集放大电路 2.4 在电路中我们可以利用 [ 配合。 A 共射电路 B 共基电路
[
]
] 实现高内阻信号源与低阻负载之间较好的 C 共集电路 D 共射-共基电路 [ ]
2.5 在基本放大电路的三种组态中,输出电阻最小的是 A.共射放大电路 C.共集放大电路 B.共基放大电路 D.不能确定
[
]
2.13 在三种基本放大电路中,电压增益最小的放大电路是 A.共射放大电路 C.共集放大电路 B.共基放大电路 D.不能确定
[
]
2.14 在三种基本放大电路中,电流增益最小的放大电路是 A.共射放大电路 C.共集放大电路 B.共基放大电路 D.不能确定
[
]
2.15 某放大电路的负载开路时的输出电压为 4V,接入 3KΩ 的负载电阻后输出电 压降为 3V,这说明放大电路的输出电阻为 2.16 双极型晶体管工作在放大区的偏置条件是发射结 2.17 。 、 集电结 。
图 2.26
2.27 判断如图 2.27a、 b 所示电路是否可能对正弦信号实现放大,不能放大的说 明原因。
图 2.27a
图 2.27b
2.28 设图 2.28 所示电路中各电容对交流信号可视为短路,晶体管的β =50,rbb’=200Ω,UBEQ=0.6,求: ①.求静态工作点 ICQ=? ②.该电路的输入电阻 Ri 输出电阻 Ro 各为多少? ③.该电路的电压放大倍数 Au 为多少?
对于图 2.9 所示的复合管,穿透电流为 (设 ICEO1、ICEO2 分别表示 T1、T2 管 的穿透电流)
A. B. C. D.
ICEO= ICEO2 ICEO=ICEO1+ICEO2 ICEO=(1+β2)ICEO1+ICEO2 ICEO=ICEO1 图 2.9
↓ICEO
[
]
2.10 在由 PNP 晶体管组成的基本共射放大电路中,当输入信号为 1kHz,5mV
流之和; b.前面管子的集电极最大允许电流; c.后面管子的集电极最大允许电流; d.各晶体管集电极最大允许电流值中的较小者) 4、有两个放大倍数相同、输入和输出电阻不同的放大电路 A 和 B,对同一 个具有内阻的信号源电压进行放大。在负载开路的条件下测得 A 的输出电压小。 这说明 A 的 。 b.输入电阻小 d.输出电阻小
2.6 在由 NPN 晶体管组成的基本共射放大电路中,当输入信号为 1kHz,5mV 的正 弦电压时,输出电压波形出现了底部削平的失真,这种失真是 A. 饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 [ ]
D.频率失真 [ ]
2.7 以下电路中,可用作电压跟随器的是 A.差分放大电路 B.共基电路 C.共射电路 D.共集电路 2.8 晶体三极管的关系式 iE=f(uEB)|uCB 代表三极管的 A.共射极输入特性 C.共基极输入特性 2.9 B.共射极输出特性 D.共基极输出特性
a.输入电阻大 c.输出电阻大 2.19
在实验桌上放有下列仪器: A、WQ-2-A 型直流稳压电源:输出电压在 0~30V 范围内可调; B、FG-163 型函数发生器:可产生正弦波、三角波、方波等信号,频率范围
为 0.0001Hz~20MHz,输出电阻约为 50Ω; C、 DA-16 型晶体管毫伏表: 频率范围为 20Hz~1MHz, 输入电阻在频率为 1kHz 时大于 1MQ,输入电容为 50~70pF; D、DT-830 型数字万用表:交、直流挡的输入电阻均为 10MΩ ,交流电压挡的频率范围 45~500Hz,输入电容为 100pF; E、CS-1830 型示波器:频率范围为 0~30MHz,输入电阻为 1MΩ ,输入电容为 23pF。 问测量放大电路的下列性能指标需用哪些仪器设备? (只需写出上述仪器设 备的标号,如 A、B 等) 1、静态工作点: 2、电压放大倍数: 3、输入电阻: 4、输出电阻: 5、上限截止频率(预计约 1MHz) : 2.20 为了测量交流放大电路的电压放大倍数,需要在放大电路的输入端加进
10mV 的正弦信号。问下列几种获取信号的方法是否正确?为什么? 1、调整信号发生器的电压幅度,利用信号发生器上的表头指示和衰减倍数 产生 10mV 的正弦电压,然后将它加到放大电路的输入端。
2、调整信号发生器的电压幅度,利用晶体管毫伏表测量其输出端电压,从 而得到 10mV 信号。然后将它接到放大电路的输入端。 3、先将尚无输出电压的信号发生器连接到放大电路的输入端,然后由小到 大地调节信号源的电压幅度,用晶体管毫伏表测量其大小,使之达到 10mV。 2.21 某同学为验证基本共射放大电路电压放大倍数与静态工作点的关系, 在线
2.25 设图 2.25 所示电路中各电容对交流信号可视为短路,晶体管的β=50, rbb’=200Ω,UBEQ=0.6V,求: 1) 静态工作点 ICQ、UCEQ 各为多少? 2) 输入电阻 Ri ,输出电阻 Ro 各为多少? 3) 电压放大倍数 Au 为多少?
图 2.25
2.26 在图 2.26 的电路中,T1、T2 特性相同,且β很大,求 IC2 和 UCE2 的值。设 UBE=0.6V。
2、在基本共射放大电路中,若晶体管的β增大一倍,则电压放大倍数也相 应地增大一倍。 ( )
3、共集放大电路的电压放大倍数总是小于 1,故不能用来实现功率放大。 ( )
4、只有当两个晶体管的类型相同(都为 NPN 管或都为 PNP 管)时才能组成 复合管。 ( ) ) ) ) )
5、复合管的类型(NPN 或 PNP)与组成它的最前面的管子类型相同。 ( 6、只要把两个晶体管的复合管,一定可以提高管子的输入电阻。 ( 7、复合管的β值近似等于组成它的各晶体管β值的乘积。 8、复合管的空透电流等于组成它的各晶体管的空透电流之和。 ( (
图 2.28
2.29 在右图 2.29 所示电路中,设 Vcc=12V,Rc=5.1KΩ,R1=R2=150KΩ,Rs=300 Ω,RL=∞,晶体管的β=49,rbb’=300Ω,UBE=0.7v,设各电容对交流信号均可 视为短路。 1.估算静态工作点 ICQ 和 UCEQ; 2.画出该电路的简化 h 参数微变等效电路; 3.计算出 AU=UO/Ui、AUS=UO/US、Ri 和 RO 的值; 4.若将 C3 开路,试问对该电路的 Q 点、AUS 、Ri 和 Ro 有何影响?
第二章
A.共射放大电路 C.共集放大电路
基本放大电路
[ ] B.共基放大电路 D.不能确定 [ ]
2.1 在基本放大电路的三种组态中,输入电阻最大的放大电路是
2.2 在基本共射放大电路中,负载电阻 RL 减小时,输出电阻 RO 将 A.增大 B.减少 C.不变 B.共基放大电路 D.不能确定 D.不能确定
的正弦电压时, 输出电压波形出现了顶部削平的失真, 这种失真是 B. 饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 D.频率失真
[
]
2.11 对于基本共射放大电路, Rb 减小时,输入电阻 Ri 将 A.增大 B.减少 C.不变 D.不能确定
[
]
2.12 在基本共射放大电路中, 信号源内阻 RS 减小时, 输入电阻 Ri 将 A.增大 B.减少 C.不变 D.不能确定
Uo | Us
。(a.各晶体管额定功耗之和;b.前面管子的额
定功耗;c.后面管子的额定功耗;d.各晶体管额定功耗的平均值) 2、复合管的反向击穿电压等于 。(a.各晶体管反向击穿电压之和;b.
前面管子的反向击穿电压; c.后面管子的反向击穿电压;d.各晶体管反向击穿电
压值中的较小者) 3、 复合管的集电极最大