电子技术基础第二章 基本放大电路
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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
2.2
2.2.1
基本共射放大电路的工作原理
基本共射放大电路的组成和各元件的作用
各元件的作用: T:有源元件,放大 VBB:提供静态工作点 VCC:为输出提供能量 Rb:决定静态电流IB Rc:将集电极电流变 化转换成电压变 化
图2.2.1
输入回路和输出回路以发射极为公共点, 所以称之为共射放大电路,并称公共端为“地”。
2.2.2 设置静态工作点的必要性 一、静态工作点
二、为什么要设置静态工作点 图2.2.2是没有设置静态工作点的放大电路。
图2.2.2
2.2.3
基本共射放大电路的工作原理 及波形分析
图2.2.1
图2.2.3
图2.3.12
可以写成关系式:
式中uBE、iC等均为各电量的瞬时总量。为研究 低频小信号作用下各变化量之间的关系,对上边两 式求全微分,得出:
duBE代表uBE的变化部分,可以用
取代。所以:
2、h参数的物理意义
(a)h11e
图2.3.13 (b)h12e (c)h21e (d)h22e
3、简化的h参数等效模型
一、晶体管的直流模型及静态工作点的估算
图2.3.11
在上图中,VCC=12V,Rb=510KΩ.Rc=3kΩ, 晶体管的β=100,UBEQ0.7V. 则可得IBQ22μA, ICQ 2.2mA, UCEQ5.35V
二、晶体管共射h参 数等效模型
1、h参数等效模型 的由来 在低频小信号作 用下,将共射放大 电路中的晶体管看 成一个双口网络 b-e作为输入端口, c-e作为输出端口。 如图2.3.12所示。
图2.3.1 基本共射 放大电路
图2.3.2 直接耦合共 射放大电路
图2.3.3 阻容耦合共 射放大电路
2.3.2
图解法 利用放大管的输入、输出特性曲线和外电路 特性用作图的方法对放大电路进行分析。 一、静态工作点的分析
1、输入回路 (1)输入特性曲线 (2)输入电路方程
uBE=VBB-iBRb
三、波形非线性失真的分析
图2.3.6
基本共射放大电路的波形分析
图2.3.7
基本共射放大电路的截止失真
图2.3.8
基本共射放大电路的饱和失真
四、直流负载线和交流负载线
过Q点作一条斜 率为-1/(Rc∥RL) 的直线即为交流 负载线。 放大电路带负 载后,电压放大 倍数减小,最大 不失真输出电压 也将减小。 图2.3.9
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
2.1.1 放大的概念 放大镜、杠杆、变压器、扩音机。 放大的对象均为变化量; 放大电路是能量的控制和转换; 电子电路放大的基本特征是功率放大; 电子放大电路中要有能控制能量的元件, 即有源元件; 放大的前提是不失真,只有在不失真的 情况下才有意义。
2.2.4 放大电路的组成原则 一、 组成原则 1、直流工作电源的选择要根据晶体管的类型、 需要的输出电压大小。原则是要保证放大管 的发射结正向偏置,集电结反向偏置。 2、电阻取值适当,使放大管有合适的静态工作 点。 3、输入信号必须能作用于放大电路的输入回路。 4、当负载接入时,必须保证动态电流能作用于 负载,即负载能得到比输入信号大得多的信 号输出。
rbe—h11e β —h21e
图2.3.14
4、rbe的近似表达式
图2.3.15
因为
所以
由于u大于开启电压(0.5V),而常温下UT26mV。
所以 ,代入上式可得
当用以点为切点的切线代替点附近的曲线时 即
根据rbe的定义
所以
或
三、共射放大电路动态参数的分析 图2.3.16 基本共射 放大电路 (a)交流等 效电路 (b)输出电 阻分析 1、电压放大倍数
二、常见的两种共射放大电路
1、直接耦合共射放大电路
图2.2.4
2、阻容耦合共射放大电路
图2.2.5
2.3
放大电路的分析方法
解决问题:求解静态工作点和各项动态参数。 2.3.1 直流通路和交流通路
直流通路: 直流电源作用下直流电流流经的通路。 电容开路,电感短路,信号源短路但 保留其内阻。 交流通路:输入信号作用下交流信号流经的通路。 容量大的电容视为短路,无内阻的直流 电源视为短路。
五、图解法的适用范围
多适用于分析输出幅值比较大而工作频率 不太高时的情况。常用来分析Q点的位置、最 大不失真输出电压和失真情况。
2.3.3
等效电路法 在一定的条件下将晶体管的非线性特性 线性化,就可应用线性电路的分析方法来分析晶 体管电路。晶体管有不同的等效模型,用直流 模型来分析静态工作点,用低频小信号h参数等 效模型来分析放大电路的动态参数。