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
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
第2章基本放大电路
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韩良
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模拟电子技术基础
3. 输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻
ii
+
RS
+
+
uS -
ui
-
+
信号源 Ri
放大电路 Ro
Ri uo
io
+
+
uo
RL
-
+
Ro 负载
输出电阻的定义:
Ro
=
uo io
RL ,
us 0
输出电阻是表明放大电路带负载能力的,Ro越小,放 大电路带负载的能力越强,反之则差。
静态时,U BEQ U Rb1
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
搭载在静态之上
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两种实用放大电路:(2)阻容耦合放大电路
-+
UBEQ
+-
UCEQ
C1、C2为耦合电容!
耦合电容的容量应足够 大,即对于交流信号近似 为短路。其作用是“隔离 直流、通过交流”。
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2.2.2设置静态工作点的必要性
为什么放大的对象是动态信号,却要晶体管在信号为零 时有合适的直流电流和极间电压?
输出电压必然失真!
设置合适的静态工作点,首先要解决失真问题,但Q点 几乎影响着所有的动态参数!
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韩良
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2.2.3基本共射放大电路的波形分析
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放大电路的概念及性能指标、基本共射放大电路的工作原理、放大电路的分析方法
U O1 RO ( 1) RL UO 2
U S U O1 ;
uS RS
Ro
US
Uo1 Ro
RL UO 2 U O1 RO RL
Au
US
RL
Uo2
U O1 U O1 RO RO ( 1) RL 1 UO2 UO2 RL
4 通频带BW
——描述放大电路对不同频率信号的放大能力。 放大倍数随频率变化的曲 线——幅频特性曲线 3dB 低 频 区 中频区 高 频 区
放大的实质:小能量对大能量的控制。
xi
放 大 器
xo 负
载
由小能量的输入信号去控制放大电路中的直流 电源,使之输出较大的能量,然后推动负载。
放大电路的核心器件:BJT或FET。 例: 扩音系统
放大的基 本特征: 功率放大
信 号 提 取
电 压 放 大
功 率 放 大
放大的前提: 不失真
基本放大电路及其模型
iO
uS RS Au
注意: 计算输出电阻时必须将独立 信号源置零并保留内阻。 输出电阻与负载无关。
uo
u O 输出电阻的定义式:R u 0 S O iO R L
方法2:测量法 (1) 将负载开路,测量开路(空载)输出电压UO1。 (2) 在输出端接入一个已知负载,测输出电压UO2。 (3) 计算。
IBQ VCC U B EQ Rb 12 0.7 ( ) mA 280 40 A
ICQ b IBQ = (50 0.04) mA = 2 mA UCEQ = VCC – ICQ Rc = (12 2 3)V = 6 V
估算静态工作点的步骤:
(1) 画出直流通路。出IB、IC、UBE、UCE。 (2) 列输入(出)回路的压方程。< IC=βIB >
模拟电子技术基础基本放大电路
后动态”的原则;
求解静态工作点(UBEQ、IBQ、ICQ、UCEQ)时
应利用直流通路; 求解动态参数(
A u
、 Ri
、 Ro )时应
利用交流通路,两种通路切不可混淆。
2.3.2、图解法 (已知放大管的实测特性曲线)
1. 静态分析:(△ui=0)图解二元方程
uBE VBB iBRb
uCE VCC iC Rc
1. 直流通路:① 交流信号Us=0;②电容开路;
③电感相当于短路。
2. 交流通路:①大容量电容相当于短路;②直流
电源相当于短路。
基本共射放大电路的直流通路和交流通路
举例1:图2.3.1
电容 电感 电压源 电流源 直流通路 开路 短路 保留 保留 交流通路 短路 保留 短路 开路
直流通路
交流通路
举例2:图2.3.2
• 半利导用体线器性件元的件非建线立性模特型性,使来放描大述电非路线的性分器IBQ析件=复的VB杂特B-R化性Ub 。。BEQ
1. 直流模型:适于Q点的分析
ICQ IBQ
输出回路等效为电流控制的电流源
U CEQ VCC ICQ Rc
理想二极管
利用估算法求解静态工作点,实质上利用了直流模型。 使用条件:发射结正偏,集电结反偏。
将两个电源 合二为一
有交流损失 有直流分量
静态工作点
IBQ=VCC-R bU2 BEQ
UBEQ R b1
ICQ IBQ
UCEQ VCC ICQRc
(2)阻容耦合放大电路
-+
UBEQ
+-
UCEQ
C1、C2为耦合电容!
耦合电容的容量应足够 大,即对于交流信号近似 为短路。其作用是“隔离 直流、通过交流”。
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
2.1 放大的基本概念和放大电路的主要性能指标-jhh
体管工作在放大区 。
号直有流效加的载到联负系载。,同时使信
号顺利输入、输出。
2.1.1 基本放大电路的组成
RB
RC
+ EC +C2
C1 +
RS +
+ ui
es –
–
iB iC + + TuCE + uB–E – RL uo
iE
–
单电源供电时常用的画法
电容C1C2:隔直通交。 C1:把信号源和直流部分隔开。 C2:把放大器和负载直流隔离开。 C1、C2容量很大时,当有交流信号时 ,C1 、C2的交流压降近似是零,可以忽 略。
共发射极基本电路
晶体管T--起放大作用的核心元件,放
大元件, iC= iB。要保证集
电结反偏,发射结正偏,使晶
保提 器输供证和出输集负端出回电载的路结链 耦的反静接 合态偏起 电工。作来 容点Rc。, 。、 E是 两C : 个大耦输。电合入输容电、出选容输耦合C出取电1与路容、:放C量使2大放应-大-电隔非后路的离常信
当CE产生一个变化量的时候,输出或 者说负载电阻Rl两端将完全得到变化 量。
Ec作用:一使发射结处在正向偏置, 使得BE之间的电压〉死区电压。二 使得收集结处在反向偏置。
即使三极管处在三极管放大区的两 个外部条件得到保证。Ec要作为源提 供给负载能量。
当有输入信号时,ui给三极管的基级供电 。没有输入信号,直流电源也会使三极 管的基极有电流。 输入信号是在直流基础上的动态变化信 号,产生动态变化的Ib,Ic,变化的Ic通 过Rc转化成变化的电压,变化的电压在 C2上没有压降,直接送到输出U0。U0 比Ui大得多,放大器才能很好的放大。
若空载时的输出电压有效值为Uo' 带负载后的输出
模电 第2章
第2章 基本放大电路
2.1 放大概念
I&i I&o
( 2) AVO
&' VO & 1 Vi
+
&' & & VO AVOVi Vi
Rs
+
Ro 放大 +
Ri 电路
V&
–
' o
+
V&s
–
V&i
–
V&o
–
RL
& Ri V & Vi s Rs Ri
求解示意图
106 6 1 0.5( V ) 6 10 10
C1
+
+
IB T
ui
RL
uo
共发射极组态基本放大电路
电流控制和放大。 为 IB 提供偏流 Vcc用于提供电 将变化的集电极电流 源,使三极管工作 转换为电压输出. 在线性区。 耦合电容:隔直流、传交流,保证信号传输。
第2章 基本放大电路
2.1 放大概念
模电中,以输入和 输出回路的共同端 作为电位参考点, 叫做“地”,用 “”表示。
(1)如果直接将它与10 的扬声器相接,扬声器上的电压和功率
各为多少?(2)如果在拾音头和扬声器之间接入一个放大电路, 其输入电阻Ri= 1M ,输出电阻Ro= 10 ,开路电压增益为1, 则此时扬声器上的电压和功率各为多少? 解:
Rs +
V&S
I&o
+ Rs RL +
I&i
+ Ro 放大 + Ri 电路
2、若输出为电流形式,则 Ro 越大越好。
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 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
2 - 1 - 26
2.2.2 设置静态工作点的必要性
时 一、静态的概念 : 当ui=0时,电路的工作状态称为 放大电路静态。
ui=0
2 - 1 - 27
二、静态工作点 :
电路处于静态 时,晶体管的 基极电流I 基极电流 B、 集电极电流I 集电极电流 C、 b-e间电压 BE、 间电压U 间电压 管压降U 管压降 CE , 称为放大电路 的 静态工作点 Q。 。
& I
& U
& U Ro = & I
2 - 1 - 20
方法二: 方法二:测量法 步骤: 测量开路电压。 1. 步骤: 测量开路电压。 2. 测量接入负载后的输出 电压。 电压。 3. 计算。 计算。 Us' ~
ro Uo '
ro Us' ~
RL Uo = ⋅U o' Ro + RL
RL
Uo
U o' Ro = ( − 1) R L Uo
2-1-3
§ 1.4 场效应管(FET) 场效应管(FET)
场效应管与三极管的区别与联系 1、区别:场效应管是电压控制元件, 、区别:场效应管是电压控制元件, 即栅源极电压(uGS)控制漏极电流(iD); 而三极管是电流控制元件, 而三极管是电流控制元件, 即基极电流(iB)控制集电极电流(iC)。 2、联系:两种元件在电路中起的作用类似 、联系: 放大作用; 在模拟电路中具有放大作用 在模拟电路中具有放大作用; 在数字电路中起开关作用。 在数字电路中起开关作用。 开关作用
uGS=0时iD = 0。 时 。
2-1-5
场效应管的符号及特性曲线
类型 N沟道 结型 场效 应管 P沟道 结型 场效 应管
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 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
第2章+基本放大电路(含图解法)
第2章 基本放大电路
《模拟电子技术基础》
2.2.2 设置静态工作点的必要性
一、 静态工作点 (Quiescent Point)
放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。
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。
第2章 基本放大电路
五、非线性失真
非线性失真产生的原因
《模拟电子技术基础》
由于晶体管输入特性的非线性, 当b-e间加正弦波信号电压时,基 极电流的变化不是正弦波。
非线性失真系数
D ( A2 )2 ( A3 )2
A1
A1
第2章 基本放大电路
《模拟电子技术基础》
六、最大不失真输出电压
在输出波形没有明显失真情况下放大电路能够提供 给负载的最大输出电压(或最大输出电流)可用峰-峰值 (UOPP、IOPP)表示,或有效值表示(Uom 、Iom)。
VBB越大,
UBEQ取不同的 值所引起的IBQ 的误差越小。
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。
第2章 基本放大电路
《模拟电子技术基础》
二、阻容耦合共射放大电路的直流通路和交流通路
直流通路
bc e
I
=VCC-U
BQ
Rb
BEQ
ICQ IBQ
4.晶体管三种基本放大电路各有什么特点?如何根据它 们的特点组成派生电路?
第2章 基本放大电路
《模拟电子技术基础》
§2.1 放大的概念与放大电路 的性能指标
2.1.1 放大的概念 2.1.2 放大电路的性能指标
第2章 基本放大电路
模拟电路第二章_基本放大电路 (1)
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、熟悉理想情况下放大器的四种模型,并掌握增益、输入电阻、输出电阻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、掌握放大电路三种基本组态(CE、CC、CB 及CS、CD、CG)的性能特点。
5、了解放大电路的级间耦合方式,熟悉多级放大电路的分析方法。
2.2 基本概念和内容要点2.2.1 放大电路的基本概念1、放大电路的组成原理无论何种类型的放大电路,均由三大部分组成,如图2.1所示。
第一部分是具有放大作用的半导体器件,如三极管、场效应管,它是整个电路的核心。
第二部分是直流偏置电路,其作用是保证半导体器件工作在放大状态。
第三部分是耦合电路,其作用是将输入信号源和输出负载分别连接到放大管的输入端和输出端。
下面简述偏置电路和耦合电路的特点。
(1)偏置电路①在分立元件电路中,常用的偏置方式有分压偏置电路、自偏置电路等。
其中,分压偏置电路适用于任何类型的放大器件;而自偏置电路只适合于耗尽型场效应管(如JFET及DMOS管)。
② 在集成电路中,广泛采用电流源偏置方式。
偏置电路除了为放大管提供合适的静态点(Q )之外,还应具有稳定Q 点的作用。
(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 直接耦合这是集成电路中广泛采用的一种耦合方式。
这种耦合方式存在的两个主要问题是电平配置问题和零点漂移问题。
解决电平配置问题的主要方法是加电平位移电路;解决零点漂移问题的主要措施是采用低温漂的差分放大电路。
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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。
= U CEQ − i c R c
uO = −icRc
2 - 1 - 32
即: 当ui为正弦 信号时,则有: 信号时,则有: iB = IBQ+ ib iC = ICQ+ ic uCE= UCEQ+ uce = UCEQ- ic RC uO= - ic RC
ui与uo的相位相反。 的相位相反。
35
**3、输出特性三个区域的特点 、输出特性三个区域的特点:
(2) 饱和区:发射结正偏,集电结正偏。 饱和区:发射结正偏,集电结正偏。 即: βIB>IC,UCE≈0.3V (3) 截止区:发射结反偏,集电结反偏。 截止区:发射结反偏,集电结反偏。
c
c
b
N UBE<UON P N e
P ,IB=0 , IC=ICEO ≈0 b
所以电子电路工作时, 所以电子电路工作时,始终要有直流量 的支持,电路才可以正常工作。 的支持,电路才可以正常工作。
2 - 1 - 26
基本共射放大电路的符号表示: 基本共射放大电路的符号表示: UA —-大写字母、大写下标,表示直流量。 大写字母、 大写字母 大写下标,表示直流量。 uA ua Ua
35 2 - 1 - 18
2.2.1 基本共射放大电路的组成及各元件的作用 1、T:放大 、 : 电路的核心元 具有电流 件,具有电流 放大作用, 放大作用, iC=β iB 。
2 - 1 - 19
2、VBB、RB :保
证发射结正偏。 发射结正偏。 正偏 并提供合适的偏 置电流。 置电流。
2 - 1 - 20
2 - 1 - 33
基本共射电路的电压放大作用是 利用晶体管的电流放大作用, 利用晶体管的电流放大作用,依靠 RC将电流的变化转化成电压的变化 来实现的。 来实现的。
2 - 1 - 34
习题: 习题:P138 2-1(a)(b)
总结
*1、理解电路组成及各元件的作用; 、理解电路组成及各元件的作用; 2、了解基本放大电路波形分析; 、了解基本放大电路波形分析; **3、掌握放大电路静态工作点的计算。 、掌握放大电路静态工作点的计算。
2-1-8
2.1.2 放大电路的性能指标
放大电路测试示意图
2-1-9
衡量放大电路放大能力的指标。 一、放大倍数 ------衡量放大电路放大能力的指标。 衡量放大电路放大能力的指标 定义为输出量(电压或电流)和输入量( 定义为输出量(电压或电流)和输入量(电压或 电流)的比值。 电流)的比值。 *电压放大倍数 A 电压放大倍数 & 电流放大倍数
fL -----下限截止频率 下限截止频率 fbw-----通频带 (fbw=fH - fL ) 通频带
2 - 1 - 17
2.2 基本共射放大电路的工作原理 2.2.1 基本共射放大电路的组成及各元件的作用
输入回路与输出 回路均包含有发射极, 回路均包含有发射极, 故称之为共射放大电 路,并称公共端为 “地”。
ICQ
在近似估算中常认为U 为已知量,对于硅管, 在近似估算中常认为 BEQ为已知量,对于硅管, 取0.7V,对于锗管,取0.2V。 ,对于锗管,
2 - 1 - 24
三、静态工作点的估算: 静态工作点的估算 IBQ *1、放大电路的直流通路: 、放大电路的直流通路: **2、静态工作点的估算: 、静态工作点的估算:
2-1-1
** 1、 晶体管工作在放大状态的外部条件: 外部条件 、 晶体管工作在放大状态的外部
①发射结正向偏置; 发射结正向偏置;
②集电结反向偏置。 集电结反向偏置。
IC IB IE
**2、晶体管三个极电流关系: 、晶体管三个极电流关系:
IC ≈ IE
2-1-2
IE ≈ (1+ β )IB
IB
IE ≈ IC + IB IC = βIB
uu
& = Au
U& o = U& i
& A
ii
I&o & = Ai = I&i
2 - 1 - 10
电压对电流的放大倍数 A & 电流对电压的放大倍数 A &
ui
iu
U& o = I&i I&o = U& i
2 - 1 - 11
Ri
二、输入电阻------体现了放大电路对信号源的影响程 或向信号源索取电流的能力)。 度 (或向信号源索取电流的能力 。 或向信号源索取电流的能力 从放大电路输入端看进去的等 Ui 效内阻,定义为输入电压有效值与 效内阻,定义为输入电压有效值与 Ri = Ii 输入电流有效值之比。 输入电流有效值之比。
Uo Ro = Io
2 - 1 - 13
放大电路对其 负载而言 而言, 负载而言,相当于 信号源, 信号源,我们利用 戴维南定理得到其 等效电路,这个等 等效电路,这个等 效电路的内阻就是 效电路的内阻就是 输出电阻。 输出电阻。
US ~
Au
ro US' ~
2 - 1 - 14
如何确定电路的输出电阻R 如何确定电路的输出电阻 o ? 方法一: 方法一:计算法 1. 所有的电源置零 (电 电 流源断路,电压源短路, 流源断路,电压源短路, 即将独立源置零, 即将独立源置零,而保 留受控源)。 留受控源 。 2. 加压求流法。 加压求流法。
—-小写字母、大写下标,表示瞬时值 小写字母、大写下标, 小写字母 (交、直流合成量或叫全量)。 直流合成量或叫全量) —-小写字母、小写下标,表示交流分量。 小写字母、小写下标,表示交流分量。 小写字母 —-大写字母、小写下标,表示有效值。 大写字母、小写下标,表示有效值。 大写字母
2 - 1 - 27
I BQ V BB − U BEQ = Rb
ICQ UCEQ
I CQ = β I BQ
(根据晶体管电流分配原则) 根据晶体管电流分配原则)
U CEQ = V CC − I CQ R c
35
2 - 1 - 25
四、 设置合适静态工作点的必要性
短路( 如果 A与B短路(ui =0)时, 与 短路 ) 晶体管处于截止状态。 晶体管处于截止状态。 加入信号后, 加入信号后,信号峰值小于 开启电压时, 开启电压时,则在整个信号周期 内晶体管始终工作在截止状态, 内晶体管始终工作在截止状态, 输出电压就严重失真。 输出电压就严重失真。
ICQ IBQ UBEQ UCEQ
常将这四个物理量记作: 常将这四个物理量记作: IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。
2 - 1 - 23
(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入输出特 分别对应于输入输出特 性曲线上的一个点称为静态工作点。 性曲线上的一个点称为静态工作点。 IC IB IBQ Q UBE UBEQ UCEQ Q IBQ UCE
2 - 1 - 36ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、常见的两种共射放大电路
1.直接耦合共射放大电路: 直接耦合共射放大电路: 直接耦合共射放大电路 信号源与电路、 信号源与电路、电路与 直接相连。 负载直接相连 负载直接相连。 基本电路的改进 改进: 基本电路的改进: a)电源合并 a)电源合并; 电源合并; b)电源用电位表示。 电源用电位表示。 电源用电位表示 为了防止干扰电源、输入、 为了防止干扰电源、输入、输出要求接 在一个公共端,称为“共地” 在一个公共端,称为“共地”。 注意:电路元件存在的必要性。 注意:电路元件存在的必要性。
2-1-5
第2章 基本放大电路
2-1-6
第2章 基本放大电路的主要内容 章
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基本工作原理 2.3 放大电路的分析方法 2.4 放大电路静态工作点的稳定 2.5 晶体管单管放大电路的三种基本接法 2.6 场效应管放大电路