单管基本放大电路教学讲义
基本放大电路(模电)
基本放大电路1. 实验目的 (1)掌握单管放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻输出电阻的测量方法。
(2)观察静态工作点的变化对电压放大倍数和输出波形的影响。
(3)进一步掌握示波器、低频信号发生器、晶体管毫伏表、万用表的使用。
2. 知识要点(1)实验参考电路见图2-6:图2-6 分压式共射放大电路电路参考参数:V cc=12V R w=680k Ω R B =51k Ω R B2=24k Ω R c=5.1k Ω R E =1k Ω R L =5.1k Ω C 1=C 2=C 3=10µF T 为3DG12β=60~80(2)为获得最大不失真输出电压,静态工作点应选在交流负载线中点。
为使静态工作点稳定必须满足以下条件:(3)静态工作点可由下列关系式计算(4)电压放大倍数计算(5)输入电阻输出电阻测量方法其中:0U 为带负载时的输出电压,'0U 为空载时的输出电压。
3. 预习要求BEQBQBQ UUI I >>>>,1,EBEQBQE C R U UI I -=≈,'0beLiu r R U U A β-==LC L R R R //'=,////21be be R R i r r R R R ≈=)()(26)1('mA I mV r r EQ bb be β++=,s is i i R U U U R -=LR U U R )1('00-=)300('Ω=bb r ,212CC B B B BQ V R R R U +=)(C E CQ CC CEQ R R I V U +-=(1)复习晶体管放大电路中有关静态和动态性能的基本内容并认真阅读实验指导书。
(2)掌握R B1与静态工作点之间的关系,以及电压放大倍数的增大或减小对应于R B1如何变化?(3)对各思考题做初步回答。
(4)对动态和静态有关参数进行理论计算。
mos管的单元放大电路 辅导讲义
2.交流通路和小信号等效电路
图1.13电容负载源极跟随器交流小信号等效电路图
1.3.2单级共漏放大电路的主要关系式和参数
1.输出电压与输入电压之间的关系(说明详细推导过程,画出二者之间的关系曲线并进行分析);
电路的直流传输特性曲线如图1.14所示。当输入电压很低时,M1管关断,偏置电流为0,输出电平也为0.当M1栅极电压上升,M2进入线性区,偏置电流快速增大。当M1和M2都进人饱和区后,随着M1栅极电平的上升,因为漏极电流基本不变,所以M1源极电平跟着上升,这就是电压跟随效应。由于M2管的输出阻抗有限,所以即使在饱和区,漏极电流ID也将随My管栅极电压的上升而有所增加。而M1管的背栅效应将起到和M2管的沟道长度调制效应相反的作用,在M1管栅极电压上升时,使漏极电流下降。总的来说,由于两种效应的存在,使得源极跟随器的直流电压跟随效果受到影响。而且为了使两个MOS管都工作在饱和区,电路输入和输出直流电平的幅度范围都有一定的限制。
1.2.2单级共栅放大电路的主要关系式和参数8
1.3单级共漏放大电路11
1.3.1单级共漏放大电路组成和原理11
1.3.2单级共漏放大电路的主要关系式和参数12
2其它形式的MOS管放大电路14
2.1源极反馈的共源放大电路14
2.1.1电路组成和原理14
2.1.2主要关系式和参数15
2.1.3源极反馈的共源放大电路的特点和应用18
源极跟随器的电路图如图1.12所示,其中NMOS管M1是输入管,信号从栅极输入,从源极输出,漏极是公共交流地,所以也叫做共漏放大器。在使用P衬底的MOS工艺中,所有NMOS管的衬底都接在最低电位。所以源极跟随器的衬底电位低于源极的电位,将会出现背栅效应。M1管源极下的M2管作为电流源,为M1提供一直流电流通路。
模拟电路实验讲义
实验一 单级交流放大电路一、实验目的1. 学会放大器静态工作点的调试方法, 分析静态工作点对放大器性能的影响。
2. 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。
3. 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
二、实验原理图1-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路, 并在发射极中接有电阻RE, 以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号ui 后, 在放大器的输出端便可得到一个与ui 相位相反, 幅值被放大了的输出信号u0, 从而实现了电压放大。
图1-1 共射极单管放大器实验电路在图1-1电路中, 当流过偏置电阻RB1和RB2 的电流远大于晶体管T 的 基极电流IB 时(一般5~10倍), 则它的静态工作点可用下式估算 CC B2B1B1B U R R R U +≈CEBEB E I R U U I ≈-≈UCE =UCC-IC(RC+RE)电压放大倍数be LC V r RRβA //-=输入电阻R i =RB1// RB2//rbe输出电阻RO ≈RC由于电子器件性能的分散性比较大, 因此在设计和制作晶体管放大电路时, 离不开测量和调试技术。
在设计前应测量所用元器件的参数, 为电路设计提供必要的依据, 在完成设计和装配以后, 还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。
一个优质放大器, 必定是理论设计与实验调整相结合的产物。
因此, 除了学习放大器的理论知识和设计方法外, 还必须掌握必要的测量和调试技术。
放大器的测量和调试一般包括:放大器静态工作点的测量与调试, 消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。
1. 放大器静态工作点的测量与调试1) 静态工作点的测量测量放大器的静态工作点, 应在输入信号ui=0的情况下进行, 即将放大器输入端与地端短接, 然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表, 分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位UB.UC和UE。
单管共射放大电路讲课稿
单管共射放大电路讲课稿一、引言:所谓放大,是在保持信号不失真的前提下,使其由小变大、由弱变强。
因此,放大器在电子技术中有着广泛的应用,是现代通信、自动控制、电子测量、生物电子等设备中不可缺少的组成部分。
放大的过程是实现能量转换的过程,即利用有源器件的控制作用将直流电源提供的部分转换为与输入信号成比例的输出信号。
因此放大电路实际上是一个受输入信号控制的能量转换器。
本节主要介绍放大电路的基本概念及结构组成;低频小信号放大电路的工作原理、静态工作点的估算方法。
二、教学内容1、复习导入:同学们一起来回忆一下前面的共发射极基本放大电路由哪些元件组成?答:2、新课讲授:(1).工作原理图2.2 (b)单电源的单管共发射极放大电路以图2.2(b)所示的固定偏置电阻的单管共发射极电压放大器为例来说明放大电路的工作原理。
放大电路内部各电压、电流都是交直流共存的。
其直流分量及其注脚均采用大写英文字母;交流分量及其注脚均采用小写英文字母;叠加后的总量用英文小写字母,但其注脚采用大写英文字母。
例如:基极电流的直流分量用I B表示;交流分量用i b表示;总量用i B表示。
需放大的信号电压u i通过C1转换为放大电路的输入电流,与基极偏流叠加后加到晶体管的基极,基极电流i B的变化通过晶体管的以小控大作用引起集电极电流i C变化;i C通过R C使电流的变化转换为电压的变化,即:u CE=U CC- i C R C 由上式可看出:当i C增大时,u CE就减小,所以u CE的变化正好与i C相反,这就是它们反相的原因。
u CE经过C2滤掉了直流成分,耦合到输出端的交流成分即为输出电压u0。
若电路参数选取适当,u0的幅度将比u i幅度大很多,亦即输入的微弱小信号u i被放大了,这就是放大电路的工作原理。
思考:1.基本放大电路的组成原则是什么?以共射组态基本放大电路为例加以说明2.如果共发射极电压放大器中没有集电极电阻R C,能产生电压放大吗?(2)、基本放大电路的静态分析输入信号u i=0、只在直流电源U CC作用下电路的状态称“静态”。
单管放大电路分析
一、主要性能指标(1)电压增益又称放大倍数,衡量放大电路放大电信号的能力。
最常用的是电压增益io v V V A§1.2 单管放大电路的分析开路电压增益负载开路(R L =∞)时的电压增益。
i oo vo V V A=源电压增益放大器的输出电压对信号源电压v s 的增益o i o i vs v s s i i s V V V R A A V V V R R ===+ o oo o L v vo i i oo o LV V V R A A V V V R R ==⋅=+ 带负载增益常用分贝(dB )为单位,1分贝=1/10贝尔,源于功率增益的对数:()i o p P P dB A lg 10)(=当用于电压增益时:()i o i o v V V V V dB A lg 20)/lg(10)(22==“0dB ”相当于A v =1;“-40dB ”相当于A v =0.01;“-20dB ”相当于A v =0.1;“40dB ”相当于A v =100;“20dB ”相当于A v =10;分贝(2)输入电阻R i输入电阻R i 是从放大电路输入端看进去的等效电阻,定义为输入电压与输入电流相量之比。
i i iV R I i IiR 输入电阻反映了放大电路从信号源所汲取电压的能力。
R i 越大,则信号电压损失越小,输入电压越接近信号源电压。
(3)输出电阻Ro输入信号置零、放大电路负载移去时从输出端口看进去的等效电阻。
RO输出电阻Ro的确定:①分析时采用在输出端施加等效信号源的方法。
''sLo VRVRI==∞=②在实验室采用测量的方法LoooRVVR⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=1LOOOOORVRVV=-1.输入信号置零;2.负载断开加压。
输出电阻Ro 的大小,反映了放大电路带负载的能力。
R o 越小,则放大电路带负载能力越强,电路输出越接近恒压源输出。
V oI o R o 小R o 大V oo R o =0O O OO O R I V V -=(4)通频带—放大电路能放大信号的频率范围当放大电路的信号频率很低或很高时,由于电路中存在的耦合电容以及晶体管的结电容和极间电容的影响,放大电路的电压放大倍数在低频段或高频段都要降低,只有在中频段范围内放大倍数为常数。
放大电路的基本原理和分析方法ppt课件
IBQ
直流负载线
O
UBEQ UCC UBE
O
UCEQ UCC UCE
【例】 图 示 单 管 共 射 放 大 电 路 及 特 性 曲 线 中 , 已 知
Rb=280k,Rc=3k ,集电极直流电源VCC=12V,试用图 解法确定静态工作点。
解:首先估算 IBQ
IBQ
VCCUB Rb
E
Q
IB
(1 20.7)m A 4 0μA
饱和失真 Q 点过高,引起 iC、uCE的波形失真。
iC
iC / mA
Q
ib(不失真)
ICQ
O
tO
UCEQ
O
t
uo = uce
底部失真
IB = 0
uCE/V uCE/V
✓估算最大输出幅度
iC/mA
A
交流负载线
Q
OC
D
B iB=0
E uCE/V
Uom
minCD, DE 2 2
Q尽量设在线段AB的中点
uBE
iB
反相放大
iC
uCE
UBEQ ib
IBQ
ic ICQ
uce UCEQ
放大电路的组成原则
静态工作点合适:合适的直流电源、合适的电路 参数。
动态信号能够作用于晶体管的输入回路,在负载 上能够获得放大了的动态信号。
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。
VCC
4
出
回
路 IC Q
工
iC 2
作
情 况 分
0
t0
Au
ΔuO ΔuI
ΔuCE ΔuBE
0
析 = 4.5-7.5 =-75
§22单管共射放大电路的工作原理
§22单管共射放大电路的工作原理
单管共射放大电路是指使用单个晶体管的放大电路,其中晶体管的基极与输入信号相连,发射极与输出负载相连,而集电极则通过电源与负载相连。
单管共射放大电路的工作原理如下:
1.输入信号:输入信号通过输入电容C1与晶体管的基极相连。
当输入端输入正向信号时,基极电流将增大,导致晶体管的基极电位上升,从而导致发射极电流增大。
反之,当输入端输入负向信号时,发射极电流减小。
这样,在输入信号的作用下,晶体管的发射极电流将随之变化。
2. 输出信号:输出信号通过输出电源Vcc与负载电阻Rl相连。
当发射极电流变化时,导致负载电阻两端产生不同的电压变化,从而形成输出信号。
3. 集电极电位:晶体管的集电极通过电源Vcc与负载电阻Rl相连。
当晶体管的发射极电流增大时,集电极电位上升,导致负载电阻Rl两端的电压增大,进而产生更大的输出信号。
4.反馈:单管共射放大电路还可以通过合适的反馈电路进行反馈,从而使电路的增益更稳定。
常用的反馈方式包括电流反馈和电压反馈。
总结来说,单管共射放大电路的工作原理是基于晶体管的基、发射、集极之间的电流关系。
输入信号通过输入电容与晶体管的基极相连,使得晶体管的发射极电流随之变化,进而形成输出信号。
输出信号则通过负载电阻与输出电源相连,从而产生电压变化。
同时,晶体管的集电极电位也会受到基极电流的影响,进一步放大输出信号。
最后,通过合适的反馈方式实现对电路增益的稳定控制。
单管共射放大电路具有放大倍数大、输出电阻小、频率响应广等优点,在实际应用中被广泛使用。
第一章放大电路的基本原理和解读
2020/12/13 5
第五页,共20页。
二、动态 1.定义:输入端在原有的静态基础上叠加一个动态的微小变化量△UI 2. 工作电路
的电路的状态 。
iC
RC
iB
VCC
+
u- I
3.电路
Rb
C1
+ UI
_
RC C2
T
+VCC
+
U0
_
2020/12/13
8
第八页,共20页。
1.3放大电路的主要技术指标
一、放大倍数
1.定义:输出信号的变化量与输入信号的变化量之比。
2.分类:(1)电压放大倍数Au,(在放大电路的输入端加上一个正弦波电压信号
时)
Au=U0/Ui
在输出端测定的输出电压的有效值 指
三、输出电阻
1.定义:当输入端信号电压Us=0(保留信号源内阻Rs),输出端开路,即负载电阻Rl无穷大时,外加的输出电压Uo与相应的 输出电流I0之比。
2.计算公式:R0=U0/I0 Us=0 Rs=∞
3.试验测试:(1)测试方法:在输入端加上一个正弦信号电压Us,首先测出负载开路时的输出电压U0’,接上阻值 已知的负载电阻,测出此时的输出电压U0则得到 U0=
二.一般掌握 1.用图解法确定单管共射放大电路的静态工作点,定性分析波形失真,观察电路参数对静态工作点的影响,估 算最大不失真输出的动态范围。 2.三种不同组态放大电路的特点。
3.多级放大电路三种耦合方式的特点,放大倍数的计算规律。
2020/12/13
基本放大电路 电路知识讲解
0.7V,对硅管 0.3V,对锗管
Rb IBQ B +UCC RC
对输入回路,由KVL得: UCC I BQ Rb U BEQ
I BQ U CC U BEQ Rb
ICQ C
T E UCEQ
根据三极管的电流放大作用,有: ICQ I BQ
对输出回路,由KVL得: UCC IC RC UCEQ
U CEQ U CC I CQ RC
UBEQ
2. 用图解分析法确定静态工作点 采用该方法分析静态工作点,必须已知三极 管的输入输出特性曲线。
IB + VBE 共射极放大电路
IC + VCE -
直流通路
首先,画出直流通路
对输入回路,由KVL得: 则:
IB U 1 U BE CC Rb Rb
VCE VCC Rc I C 12V - 2k 9.6mA 7.2V
VCE不可能为负值,
I CM VCC VCES 12V 6mA Rc 2k
其最小值也只能为0.3V,即IC的最大电流为:
此时,Q(120uA,6mA,0.3V), 由于 I B I CM
+
+ -+
uo -
UCC
ui -
E
输出回路
基本放大电路的组成(4)
放大电路中电压、电流符号说明 由于放大电路中同时存在直流与交流量,因此在对其 进行分析时,为了表达明确,特对电压、电流符号作如下 规定(以三极管基极电流为例): IB:符号与下标均大写,表示直流分量。 ib:符号与下标均小写,表示交流分量的瞬时值。 Ib:符号大写、下标小写,表示交流分量的有效值。
用近似估算法求静态工作点
第十章放大电路
5.耦合电容 C1C2 起隔直流 通交流的作用。 在信号频率范 围内,认为容 抗近似为零。 所以分析电路 时,在直流通 路中电容视为 开路,在交流 通路中电容视 为短路。
RB C1 ui
RC C2 u0
UCC
RL
8
10.2.3基本放大电路的工作原理
1、当放大 器无输入信 号时,电路 中的直流电 称为静态。
IB
6
10.2.2共发射极放大电路组成
1.晶体管V是放大电 路的核心元件。利用晶体 管在放大区的电流控制作 用,即ic = β ib的电流 放大作用,将微弱的电信 号进行放大。
UCC RC
RB
3.基极电阻R2为 基极提供偏流, 又称偏流电阻。 改变R2使晶体管 有合适的静态工 作点。一般取几 十千欧到几百千 欧。
放 大 器
R
放 大 器
阻容耦合
放 大 器
T
放 大 器
20
变压器耦合
2.9放大电路的性能指标:
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: 一、电压放大倍数Au: Au Au1 Au 2 Aun
二、输入与输出电阻:输入电阻ri越大,从其前级取得的 电流越小,对前级的影响越小;输出电阻ro:是越小越好。 三、非线性失真: 四、通频带:见图
28
10.3.4负反馈电路分析
电压并联反馈 电压串联反馈
RL RL RL
电流串联反馈 电流并联反馈
29
RL
10.4集成运算放大器
10.5.1内部结构及特点
:
集成电路:将整个电路的各个元件做在同一个半导体基 片上,元件参数偏差方向一致,温度均一性好。种类元 件均由硅半导体构成。 集成电路的优点:工作稳定、使用方便、体积小、重量 轻、功耗小。 集成电路的分类:模拟集成电路、数字集成电路;小、 中、大、超大规模集成电路;„„
基本放大电路图教学课件PPT
2.6 基本放大电路的派生电路
• 1 复合管 • 2 阻容耦合复合管共射放大电路 • 3 阻容耦合复合管共集放大电路
4 共射-共基放大电路的交流通路 5 共集-共基放大电路的交流通路
1. 复合管
1.FET的几种应用方式:
• ⑴.FET开关电路 • ⑵.FET放大元件 • ⑶.FET压控电阻: • ⑷.FET恒流源电路:
2.自生柵偏压JFET Amp.
Ci
ui
Rg
Vdd
Rd
CO
+
Rs
-
uo
CS
JFET Amp.静态分析
• DC通路计算Q:
UGS
JFET Amp.动态分析
AC通路计算Q:
Cc
Rs
Cb
us ∽
Re
uo RL
⑴.共集放大电路的直流通路和交流通路
Rb Re
直流通路
Rb
Rs
Re
RL
交流通路
共集放大电路的交流通路
Rs
Rb
Rc
RL
⑵.共集放大电路的RO等效电路
Rs Rb
Us=0 -
Re uo
⑶. 基本共集放大电路的交流等效电路
直接耦合
Rb
⑷.共集放大电路的输出电阻
Rs Rb
Ro
共集Amp.的性能特点:
• ⑴.无电压放大作用; • ⑵.有电流放大能力;
• ⑶.Ri 较大; • ⑷.Ro较小;
• ⑸.输出跟隨输入改变;
p.205
2.共基放大电路
C1
RS Re
Rb1
单管基本放大电路.ppt
1.甲类
甲类功率放大电路的静态工作点在负载线的中点。甲类 功率放大电路的功放管有较大的静态工作电流,无输入信 号也有较大的管耗。有信号输入时,在整个周期内功放管 都工作,若静态工作点取值恰当,则输出信号不失真。甲 类功率放大电路的特点是失真小、管耗大、效率低,只适 用于小信号放大,其波形如图7-17(a)所示。
电感看作短路,其他元件不变。 2.交流通路
交流通路的简化方法是将电抗元件中的电容看作短路, 电感看作开路,其他元件不变。直流电源只能产生直流 激励,在交流电路中不起作用,而其内阻很小忽略不计, 作为短路处理。
图7-2 共射极单管放大电路的直流、交流通路
(a)直流通路
(b)交流通路
7.1.3 静态分析
图7-7 分压式偏置放大电路
图7-8 分压式偏置放大电路的直流通路
7.2.2 稳定静态工作点的原理 分压式偏置放大电路的直流通路如图7-8所示。当温度升
高,IC随着升高,IE也会升高,电流IE流经射极电阻RE产生 的压降UE也升高。又因为UBE=UB-UE,如果基极电位UB是 恒定的,且与温度无关,则UBE会随UE的升高而减小,IB也 随之自动减小,结果使集电极电流IC减小,从而实现IC基本 恒定的目的。如果用符号“ ”表示减小 ,用“ ”表示增 大,则静态工作点稳定过程可表示为:
放大电路的静态是指未加交流信号以前的起始状态。
此时,晶体管各极直流电压和直流电流分别用UBEQ、 UCEQ、IBQ和ICQ表示。由于这些数值代表着输入特性曲
线和输出特性曲线上一个点的坐标,习惯上称该点为静态 工作点或直流工作点,此时晶体管的各极电压和电流均在 静态值的基础上变化。
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
单管交流电压放大电路的组成、 放大电路的分析(静态分析)(教案)
单元七晶体管交流放大电路及其分析(教案)
注:表格内黑体字格式为(黑体,小四号,1.25倍行距,居中)
7.1 单管交流电压放大电路的组成
7.2 放大电路的分析(静态分析)【教学过程】
组织教学:
1.检查出勤情况。
2.检查学生教材,习题册是否符合要求。
3.宣布上课。
复习旧课:
1.三极管的结构、类型和电路符号。
2.三极管三种工作状态的特点。
3.三极管的电流放大作用,电流分配关系。
引入新课:
1.通过演示功放经扬声器放出音乐的过程,向学生讲解放大电路的基本结构和信号流程,使学生对放大电路有初步的认识。
2.放大电路广泛应用于各种电子设备中,如音响设备、视听设备、精密仪器、自动控制系统等。
放大电路的功能是将微弱的电信号进行放大得到所需要的信号。
讲授新课:
7.1 单管交流电压放大电路的组成
一个放大器必须含有一个或多个有源器件,如三极管、场效晶体管等,同时还包含电阻、电容、电感、变压器等无源元件。
放大器框图如图所示。
放大器框图
放大电路通常有两部分,如图7-1-1所示,第一部分为电压放大电路,它的任务是将微弱的电信号加以放大去推动功率放大电路,一般它的输出电流较小,电压放大电路是整个放大电路的前置级。
第二部分为功率放大电路,是放大电路的输出级,它的任务是输出足够大的功率去推动执行元件(如继电器、电动机、喇叭、指示仪表等)工作。
功率放大器的输出电(提问,学生回答)
(结合实物讲解)
)。
单管放大电路原理
单管放大电路原理单管放大电路是一种常见的电子电路,用于放大信号。
其原理是利用晶体管的放大作用,将输入信号放大到较大的幅度。
本文将从晶体管的基本工作原理、单管放大电路的构成和工作过程、以及其应用等方面进行详细介绍。
晶体管是一种半导体器件,由三层材料构成,分别是发射区(Emitter)、基极区(Base)和集电区(Collector)。
在正常工作状态下,发射区的电子通过基极区向集电区流动,形成一个电流通道。
当在基极区加上一个小的输入信号时,就可以控制这个电流通道的导电程度。
这个小的输入信号就是要放大的信号。
单管放大电路由晶体管、输入电容、输出电容和电阻等元器件组成。
其中输入电容用于隔离输入信号和直流偏置,输出电容用于隔离放大后的信号和直流偏置,以保证输出信号的稳定性。
而电阻则用于限制电流和提供偏置电压。
在单管放大电路中,输入信号首先经过输入电容进入晶体管的基极区。
由于输入电容的存在,输入信号只影响晶体管的交流工作点,而不影响直流工作点。
晶体管根据输入信号的大小和正负来调整自身的导电程度,从而改变集电区的电流。
这个变化的电流通过输出电容传递到输出电路,得到放大后的信号。
单管放大电路具有很多应用。
其中一个重要的应用是在音频放大器中。
音频信号是一种交流信号,通过单管放大电路可以将低幅度的音频信号放大到足够的幅度,以驱动扬声器发出声音。
此外,单管放大电路还广泛应用于调制解调器、无线电收发机、电视机等电子设备中。
总结起来,单管放大电路利用晶体管的放大作用,将输入信号放大到更大的幅度。
通过合理选择元器件的参数,可以实现不同的放大倍数和频率响应。
单管放大电路在电子领域有着广泛的应用,是现代电子设备中不可或缺的部分。
通过深入了解其原理和工作过程,可以更好地理解和应用该电路。
单管放大电路的设计
由于结构简单和元件数量少,单管放大电路 的成本较低,适合于一些低成本应用。
简单结构
单管放大电路的结构相对简单,元件数量较 少,易于设好,不易受温度、 电源电压等因素的影响。
缺点
带宽有限
单管放大电路的带宽通常较窄,难以适用于 宽带信号的放大。
失真较大
由于单管放大电路的线性度有限,放大信号 时可能会产生较大的失真。
考虑反馈电阻对电压放大倍数的影响,以实现电路的稳定性和线性度。
考虑稳定性问题
通过引入适当的反馈网络或补偿网络,提高 电路的稳定性。
考虑晶体管的极间电容和分布电容对电路稳 定性的影响,采取相应的措施进行补偿和优
化。
04
单管放大电路的应用
在音频信号处理中的应用
01
02
03
音频信号放大
单管放大电路能够将微弱 的音频信号放大,用于音 频设备如扬声器、耳机等。
音频信号处理
在音频信号处理中,单管 放大电路可以用于信号的 滤波、均衡、混响等效果 处理,提高音质。
音频录制与播放
在音频录制和播放过程中, 单管放大电路用于将声音 信号放大,以便于录音和 扩音。
在传感器信号放大中的应用
传感器信号放大
传感器输出的信号通常比较微弱,单管放大电路能够将这些信号 放大,便于后续处理。
03
单管放大电路的设计步骤
选择合适的晶体管
1
根据电路需求选择合适的晶体管类型,如NPN或 PNP。
2
考虑晶体管的放大倍数、最大集电极电流、最大 集电极-基极电压等参数是否满足设计要求。
3
考虑晶体管的频率特性,以满足不同频段的放大 需求。
确定静态工作点
根据输入信号的幅度和频率范围,确定合适的静态工作点,以保证放大电路的线性放大范围和稳定性 。
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图7-11 共集电极放大电路
(a)原理电路
(b)直流通路
7.3.2 电路分析 1.静态分析
根据KVL定理可列出图7-11(b)的输入回路方程
U C C IB R B U B EIE R E
基极电流IBQ
IBQRBUC(C 1UB)E RE
集电极电流ICQ ICQIBQ
7.2.3 电路定量分析 1.静态分析
IEU R E EU BR E U BE R B 1 R B 2 R B 2U R C EC
I BQ
IE
1
ICQIBQ
根据KVL定理可得输出回路方程
U C CIC R C U C EIE R E
U C E U C Q I C C R C I E R E U C I C C ( R C Q R E )
2.动态分析 由分压式偏置放大电路图7-7可得交流通路如图7-9所示及 微变等效电路如图7-10所示。
图7-9 分压式偏置电路的交流通路
图7-10 分压式偏置电路的交流微变等效电路
(1)电压放大倍数Au
输入电压 输出电压
ui iiri ibrbe
A uu uo i ib.rib bRቤተ መጻሕፍቲ ባይዱeL
7.2 分压式偏置放大电路
7.2.1 分压式偏置放大电路的组成
分压式偏置放大电路如图7-7所示。V是放大管;RB1、 RB2是偏置电阻,RB1、RB2组成分压式偏置电路,将电源 电压UCC分压后加到晶体管的基极;RE是射极电阻,还是 负反馈电阻;CE是旁路电容与晶体管的射极电阻RE并联, CE的容量较大,具有“隔直、导交”的作用,使此电路有 直流负反馈而无交流负反馈,即保证了静态工作点的稳定性, 同时又保证了交流信号的放大能力没有降低。
第七章 基本放大电路
7.1 共射极单管放大电路 共射极放大电路是指组成放大电路的晶体管为共射极组
态,即输入信号和输出信号都经过晶体管的发射极。共射 极放大电路中只有一个晶体管的称为共射极单管放大电路。 7.1.1 共射极单管放大电路的组成和工作原理
7.1.2 直流通路和交流通路 放大电路工作,当无输入信号时,电路中只有直流电
R C/R /L rb e
uo icR L ibR L
(2)输入电阻ri ri RB1//RB2//rbe
(3)输出电阻ro
ro RC
7.3 共集电极放大电路
共集电极放大电路是一种应用非常广泛的单元电路之一。 一般来说,它可用来作为多级放大器的输入级、输出级和中 间级。共集电极放大电路还可用作缓冲级在电路中起阻抗匹 配的作用。 7.3.1 电路组成及各元件的作用
1.微变等效电路法
(1)输入电阻ri
ri
ui ii
RB //rbe
(2)输出电阻ro
ro
uo io
RC //ro
(3)晶体管动态输入电阻rbe rbe300(1)2IE6((m m)V A )
(4)电压增益Au
A uu uo i ib ic rb R L eibirb bR e L rR bL e
流;当有输入信号时,电路中既有直流电流又有交流电 流。直流电流流过的路径称为放大电路的直流通路;交 流电流流过的路径称为放大电路的交流通路。由于电路 中存在着电抗元件,所以直流通路和交流通路不相同。 在计算、分析具体的放大电路时,一定要分清交、直流 通路。 1.直流通路 直流通路的简化方法是将电抗元件中的电容看作开路,
图7-11(a)是共集电极放大电路的典型电路。V是放大 管,RB是基极偏置电阻,RE是发射极电阻,C1、C2是耦合 电容,RL是放大电路的负载,其中RE的存在起到了稳定静 态工作点的作用。
图7-11(b)是其直流通路,图7-12(a)是其交流通路。 从交流通路可看出输入信号ui加在基极与集电极之间,输出 信号uo由发射极和集电极之间取出,集电极是输入回路与输 出回路的公共端,故称为共集电极放大电路。又因为输出信 号是从发射极与“地”之间取出,所以此电路又称为射极输 出器。
T I C I E U E U B U E B U E 且 U B 恒 U B 定 E I B I C
要实现上述稳定过程,首先必须保证基极电位UB恒定。 由图7-7可见,合理选择元件,使流过偏置电阻RB1的电流I1 比晶体管的基极电流IB大很多,则UCC被RB1、RB2分压得
UCC ICRC UCE
IBQ
UCCUBE RB
IBQUCCR BUBEQ U RCBC
ICQIBQ
UCEQ UCC ICR QC
7.1.4 动态分析 放大电路有交流信号输入时的工作状态称为动态。一个 放大电路的性能如何?除了要看其静态工作点的位置以 外,还要看动态性能指标。放大电路的主要性能指标包 括增益、输入/输出电阻、频率特性、非线性失真等。本 节中主要讲解增益、输入电阻、输出电阻的求解方法。
图7-7 分压式偏置放大电路
图7-8 分压式偏置放大电路的直流通路
7.2.2 稳定静态工作点的原理 分压式偏置放大电路的直流通路如图7-8所示。当温度升
高,IC随着升高,IE也会升高,电流IE流经射极电阻RE产生 的压降UE也升高。又因为UBE=UB-UE,如果基极电位UB是 恒定的,且与温度无关,则UBE会随UE的升高而减小,IB也 随之自动减小,结果使集电极电流IC减小,从而实现IC基本 恒定的目的。如果用符号“ ”表示减小 ,用“ ”表示增 大,则静态工作点稳定过程可表示为:
晶体管的基极电位UB:
UB
RB2 RB1 RB2
UCC
分压式偏置放大电路中,采用了电流负反馈,反馈 元件为RE。这种负反馈在直流条件下起稳定静态工作 点的作用,但在交流条件下影响其动态参数,为此在该 处并联一个较大容量的电容CE,使RE在交流通路中被 短路,不起作用,从而免除了RE对动态参数的影响。
电感看作短路,其他元件不变。 2.交流通路
交流通路的简化方法是将电抗元件中的电容看作短路, 电感看作开路,其他元件不变。直流电源只能产生直流 激励,在交流电路中不起作用,而其内阻很小忽略不计, 作为短路处理。
图7-2 共射极单管放大电路的直流、交流通路
(a)直流通路
(b)交流通路
UCC IBRB UBE