整个放大电路的电压增益
电压放大倍数或电压增益
高 频 电 子 线 路
按带宽分:
1、窄频带放大器:
窄带放大器用LC谐振回路或集中选频滤波器做负 载,具有放大、选频的功能。其中心频率在(几百-
几百M)Hz范围内,频带宽度约(几~几十M)Hz。
2、宽带放大器: 用纯阻或变压器做负载,带宽较宽,越(几M~几 百M)Hz。
主讲 元辉
高 频 电 子 线 路
主讲 元辉
3.1.1
高 频 电 子 线 路
5.噪声系数
表征信号经放大后,信噪比变坏的程度。 噪声系数的定义是放大器的输入信噪比(输入端的信 号功率与噪声功率之比)与输出信噪比之比,即
psi pni NF pso pno
N F 通常是大于1的, N F 越接近于1,放大器的输出
噪声越小。 放大器中产生噪声的原因有放大器本身产生的噪声。 在多级级联的放大器中,前一、二级放大器的噪声对整 个放大器的噪声起决定作用。为了减少放大器的内部噪 声,在设计与制作时应当采用低噪声管,正确的选择工 作点电流,选用合适的电路等。
非谐振放大器:以传输线变压器作负载。
主讲 元辉
3.1
高 频 电 子 线 路
二、高频小信号放大器
按元器件分: 1、以分离元件为主的高频小信号调谐放大器(用 LC谐振回路作负载) 又可分为: 谐振放大器(频率可调,主要做高频放大级,接 收天线后第一级放大器)
中频(频带)放大器(频率固定的中放电路);
2、以集成电路为主的集中选频放大器(用集中选 择性滤波器做负载)。
高 频 电 子 线 路
第三章 高频小信号放大器
本章重点:高频小信号谐振放大器的 工作原理及性能指标计算。
难
点:谐振放大器的性能分析。
主讲 元辉
电压放大倍数或电压增益课件
Part
04
电压放大倍数或电压增益的实 现
晶体管放大器实现电压放大倍数或电压增益的原理
晶体管放大器通过控制输入信号的电流变化,改变输出信号的电流大小,从而实现电压放大 倍数或电压增益。
晶体管放大器的基本原理是利用晶体管的电流控制作用,将输入信号的微弱电流变化放大成 较大的输出电流,再通过电阻转换成电压变化,从而实现电压放大倍数或电压增益。
表示输出电压与输入电压的比值,用 于衡量电压放大器的放大能力。
电压增益
表示输出信号电压与输入信号电压的 比值,用于衡量电压放大器的增益效 果。
不同类型电压放大倍数或电压增益的特点与比较
• 晶体管放大器:具有较高的放大倍数和较低的失真度,适用于小信号放 大和音频信号处理。
• 集成运算放大器:具有高放大倍数、低失真度和低噪声等特点,适用于各种信号处理和控制电路。 • 电子管放大器:具有较高的输出功率和动态范围,适用于音频功率放大和广播系统。 • 电压放大倍数与电压增益的比较:两者均用于衡量电压放大器的性能,但电压放大倍数更注重于描述放大能力,而电压
动态性能调整
根据应用需求,调整电路
2
参数,优化放大器的动态
性能,如带宽、增益、相
位等。
噪声抑制与优化
3 采取措施降低电路中的噪
声,如加入滤波器、优化 布线等,以提高信号质量 。
THANKS
感谢您的观看
增益更注重于描述信号的增强效果。在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的电压放大器和电压增益类型。
Part
03
电压放大倍数或电压增益的应 用
在模拟电路中的应用
STEP 01
信号放大
STEP 02
跨电阻器传输
电压放大倍数可以将微弱 的输入信号放大到足够的 幅度,以满足后续电路或 设备的需要。
交流放大器设计
集成运算放大器(简称集成运放或运放)在电子电路中应用非常广泛。
运放的多数典型应用电路在各类电子技术教科书中都有详细和深入的分析,而用集成运放构成交流信号放大电路很多教科书却没有介绍,有些教科书虽有介绍,但是介绍简单,分析不全面。
用集成运放构成的交流放大电路具有线路简单、免调试、故障率低等优点,如今许多电子产品中的交流放大电路普遍采用运放构成,全面分析集成运放构成的各种交流放大电路的组成和参数计算,有助于对该类电路的检修,以及合理设计和使用集成运放构成的交流放大电路。
1 运放交流放大电路的分析1.1 使用双电源的运放交流放大电路为了使运放在零输入时零输出,运放的内部电路是按使用双电源的要求来设计的。
运放交流放大电路采用双电源供电,可以增大动态范围。
1.1.1 双电源同相输入式交流放大电路图1是使用双电源的同相输入式交流放大电路。
两组电源电压VCC和VEE相等。
C1和C2为输入和输出耦合电容;R1使运放同相输入端形成直流通路,内部的差分管得到必要的输入偏置电流;RF引入直流和交流负反馈,并使集成运放反相输入端形成直流通路,内部的差分管得到必要的输入偏置电流;由于C隔直流,使直流形成全反馈,交流通过R和C 分流,形成交流部分反馈,为电压串联负反馈。
引入直流全反馈和交流部分反馈后,可在交流电压增益较大时,仍能够使直流电压增益很小(为1倍),从而避免输入失调电流造成运放的饱和。
无信号输入时,运放输出端的电压V0≈0V,交流放大电路的输出电压U0=0V;交流信号输入时,运放输出端的电压V0在-VEE~+VCC之间变化,通过C2输出放大的交流信号,输出电压uo的幅值近似为VCC(VCC=VEE)。
引入深度电压串联负反馈后,放大电路的电压增益为放大电路输入电阻Ri=R1//γif。
γif是运放引入串联负反馈后的闭环输入电阻。
γif很大,所以Ri=R1/γif≈R1;放大电路的输出电阻R0=γof≈0,γof是运放引入电压负反馈后的闭环输出电阻,rof很小。
增益
有时也会看到dBc,它也是一个表示功率相对值的单位,与dB的计算方法完全一样。
一般来说,dBc 是相对于载波(Carrier)功率而言,在许多情况下,用来度量与
载波功率的相对值,如用来度量干扰(同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等)
以及耦合、杂散等的相对量值。
在采用dBc的地方,原则上也可以使用dB替代。
1、dBm
dBm是一个考征功率绝对值的值,计算公式为:10lgP(功率值/1mw)。
[例1] 如果发射功率P为1mw,折算为dBm后为0dBm。
[例2] 对于40W的功率,按dBm单位进行折算后的值应为:
10lg(40W/1mw)=10lg(40000)=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。
所以-50dBm=0dBm-10-10-10-10-10=1mW/10/10/10/10/10=0.00001mW
在dB,dBm计算中,要注意基本概念。比如前面说的 0dBw = 10lg1W = 10lg1000mw = 30dBm;又比如,用一个dBm 减另外一个dBm时,得到的结果是dB。如:30dBm - 0dBm = 30dB。
一般来讲,在工程中,dB和dB之间只有加减,没有乘除。而用得最多的是减法:dBm 减 dBm 实际上是两个功率相除,信号功率和噪声功率相除就是信噪比(SNR)。dBm 加 dBm 实际上是两个功率相乘,这个已经不多见(我只知道在功率谱卷积计算中有这样的应用)。
电压增益表示的是放大电路对输入信号的放大能力,使用的表示方法是分贝表示法,其定义为: Gu=20lg(Uo/Ui)=20lgAu
增益的单位是分贝,用符号dB表示。使用分贝来表示放大器的放大能力有以下好处: 1.采用分贝表示法,使大数字计算变为小数字计算,如某放大器的放大倍数Au=10000倍,分贝表示为Gu=80dB。 2.采用分贝表示法,可以利用对数特性将乘法变为加法,将除法变为减法,大大简化了多级放大器的计算。 3.采用分贝表示法,可以直观地表示增益的变化情况。比如,放大器的电压放大倍数=1时,其增益用分贝表示为0;当放大器的电压放大倍数>1时,其增益用分贝表示为一个正数;当放大器的电压放大倍数<1时,其增益用分贝表示为一个负数。 分贝表示法还广泛应用于电子电器的各种性能指标,如收音机、电视机、手机、无线数传系统等的灵敏度和选择性等。各种测量仪器的信噪比、环境噪声等也都用分贝表示,是一个在实际工程中被广泛应用的单位。
电压反馈型运算放大器的增益和带宽
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-
-
-
R1
+
+
IN
B
R1
C
R2
MT-033
环路增益 开环增益与闭环增益之差称为环路增益,如图3所示。环路增益给出了可以在给定频率下 施加于放大器的负反馈量。
GAIN dB
OPEN LOOP GAIN
LOOP GAIN
CLOSED LOOP GAIN
NOISE GAIN
fCL
LOG f
LOG f
图5:增益带宽积
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MT-033
例如,如果有这样一个应用,要求闭环增益为10,带宽为100 kHz,则需要一个最低增益带宽 积为1 MHz的运算放大器。但这有点把问题过度简单化了,因为增益带宽积变化极大,而且在 闭环增益与开环增益相交的位置,响应实际上要低3 dB。另外,还应该允许一定的额外余量。 在上述应用中,增益带宽积为1 MHz的运算放大器是最低要求。保险起见,为了实现要求的 性能,因数至少应该是5。因此选择了增益带宽积为5 MHz的运算放大器。 稳定性标准 反馈稳定性理论认为,闭环增益必须在不大于6 dB/8倍频程(单极点响应)的斜率下与开环增 益相交,才能使系统实现无条件稳定。如果响应为12 dB/8倍频程(双极点响应),则运算放 大器会发生振荡。简单起见,不妨这样设想,每个极点增加90°相移。两个极点则会产生 180°的相移,而180°的相移会使负反馈变成正反馈,即振荡。 那么问题是:为什么要用单位增益下不稳定的放大器呢?答案是,对于给定的放大器,如 果该放大器设计时未考虑单位增益稳定性,则可在较高增益下提高带宽。这类运算放大器 有时被称为非完全补偿运算放大器。然而,仍需满足稳定性标准,即闭环增益必须在6 dB/8倍频程(单极点响应)的斜率下与开环增益相交。否则,放大器将会振荡。因此,非完 全补偿运算放大器仅在数据手册中规定的较高增益下保持稳定。 举例来说,不妨比较图6中的开环增益图。图中的三种器件,AD847、AD848 和 AD849基 本上采用相同的设计,只是内部补偿机制不同。AD847为单位增益稳定型,规定增益带宽 为50 MHz。AD848在增益为5或以上时保持稳定,其增益带宽为175 MHz。AD849在增益为 25或以上时保持稳定,其增益带宽为725 MHz。由此可见,在基本设计相同的情况下,可 以通过修改运算放大器的内部补偿机制来产生不同的增益带宽积,其为最低稳定增益的函 数。
放大电路中频增益典型公式
放大电路中频增益典型公式放大电路中频增益是描述放大器在中等频率范围内对信号进行放大的能力的一个关键参数。
在设计和分析放大电路时,了解中频增益的计算方法和相关因素至关重要。
本文将对放大电路中频增益的典型公式进行详细探讨,涉及基础原理、计算方法以及实际应用场景,并给出相关的结论和建议。
一、放大电路中频增益的定义与重要性中频增益是指在一定频率范围内(通常是音频范围),放大器对输入信号的电压或电流进行放大的倍数。
这个参数对于评估放大器的性能至关重要,因为它直接影响到放大器的输出信号质量和功率。
中频增益的稳定性对于保证放大器在不同工作条件下的性能一致性也具有重要意义。
二、中频增益的典型计算公式中频增益的计算公式通常表示为:A_v = V_out / V_in其中,A_v 为电压放大倍数,V_out 为输出电压,V_in 为输入电压。
这个公式用于计算放大器对输入信号的电压放大倍数。
在实际应用中,还需要考虑放大器的输入阻抗、输出阻抗以及频率响应等因素。
对于电流放大倍数,可以使用类似的公式进行计算:A_i = I_out / I_in其中,A_i 为电流放大倍数,I_out 为输出电流,I_in 为输入电流。
三、影响中频增益的因素1.放大器类型:不同类型的放大器(如共射放大器、共基放大器等)具有不同的中频增益特性。
选择合适的放大器类型对于实现所需的中频增益至关重要。
2.元件参数:放大器的元件参数(如电阻、电容、电感等)对中频增益产生重要影响。
这些参数的选择需要根据具体的电路设计要求进行优化。
3.电源电压:电源电压的稳定性对中频增益也有一定影响。
电源电压的波动可能导致放大器性能的不稳定,从而影响中频增益。
4.温度:放大器在工作过程中产生的热量可能导致元件参数的变化,进而影响中频增益。
因此,在设计和应用放大器时,需要充分考虑散热问题。
四、中频增益的优化方法为了获得理想的中频增益,可以采取以下优化方法:1.合理选择放大器类型:根据具体的应用需求,选择具有合适中频增益特性的放大器类型。
程控增益放大器AD603资料
AD603资料:选用方案三,采用集成可变增益放大器AD603作增益控制。
AD603是一款低噪声、精密控制的可变增益放大器,温度稳定性高,最大增益误差为0.5dB ,满足题目要求的精度,其增益(dB )与控制电压(V )成线性关系,因此可以很方便地使用D/A 输出电压控制放大器的增益。
1.3后级放大电路 由于AD603的最大输出电压较小,不能满足题目要求,所以前级放大信号需经过后级功率放大达到更高的输出有效值。
方案一: 使用集成电路芯片。
使用集成电路芯片电路简单、使用方便、性能稳定、有详细的文档说明。
可是题目要求输出10V 以上有效值,而在电子市场很难买到这样的芯片,而且很容易发生工作不稳定的情况。
方案二: 使用分立元件设计后级放大器。
使用分立元件设计困难,调试繁琐,可是却可以经过计算得到最合适的输入输出阻抗、放大倍数等参数,电阻电容可根据需要更换,在此时看来较集成电路灵活。
因此,我们决定自行设计后级放大器。
2.1电压控制增益的原理 AD603的基本增益可以用下式算出: Gain (dB) = 40 VG + 10 其中,VG 是差分输入电压,单位是V ,Gain 是AD603的基本增益,单位是dB 。
从此式可以看出,以dB 作单位的对数增益和电压之间是线性的关系。
由此可以得出,只要单片机进行简单的线性计算就可以控制对数增益,增益步进可以很准确的实现。
但若要用放大倍数来表示增益的话,则需将放大倍数经过复杂的对数运算转化为以dB 为单位后再去控制AD603的增益,这样在计算过程中就引入了较大的运算误差。
3.1.1输入缓冲和增益控制部分 如附图1所示,输入部分先用电阻分压衰减,再由低失真度电流反馈放大器AD8009放大,整体上还是一个跟随器,二极管可以保护输入到AD8009的电压峰峰值的不超过其极限。
增益控制部分采用AD603典型接法中通频带最宽的一种,如图3-1所示,通频带为90MHz ,增益为-10~+30dB,输入控制电压U 的范围为-0.5~+0.5V 。
电压增益和跨导数的关系
电压增益和跨导数的关系电压增益和跨导数是电子电路中两个重要概念,它们的关系在电路设计中具有很重要的意义。
电压增益是指电路中输入信号的电压与输出信号的电压之比,而跨导数则是输入电压变化时输出电流变化的比例。
本文将分析电压增益和跨导数的关系,并探讨在电路设计中的应用。
在电子电路中,电压增益是指一个电路中输出电压与输入电压之比。
电压增益通常用以下公式表示:Av = Vo/Vi其中,Av代表电压增益,Vo代表输出电压,Vi代表输入电压。
电压增益是描述电路性能的基本参数之一,通常以分贝(dB)作为单位进行表示。
跨导数是指输入电压变化时,输出电流变化的比例。
跨导数通常用以下公式表示:gm = ΔIout/ΔVin其中,gm代表跨导数,ΔIout代表输出电流的变化量,ΔVin代表输入电压的变化量。
跨导数是描述管子或晶体管等放大器性能的参数,也是电路中的重要参考值之一。
电压增益和跨导数之间的关系可以通过简单的数学计算进行推导。
假设电路中有一个电压放大器,输出电压为Vo,输入电压为Vi,放大器的输入阻抗为Rin,输出阻抗为Rout。
当输入电压变化ΔVi时,输出电压将发生ΔVo的变化,同时输出电流也会发生ΔIout的变化。
此时,可以通过欧姆定律得到:gm = ΔIout/ΔVin = 1/(Rin + Rout) × Av由此可见,电压增益和跨导数之间是存在直接的线性关系的。
3. 应用示例在电路设计中,电压增益和跨导数是非常重要的参考值。
在大多数放大器设计中,希望获得高电压增益和高的跨导数,这可以通过选择合适的元器件和调整电路参数来实现。
例如,在晶体管放大器设计中,可以选择具有高跨导数的晶体管,同时调整电路参数来获得更高的电压增益。
此外,电压增益和跨导数的计算还可以用于设计反馈放大器和滤波器等复杂电路。
总之,电压增益和跨导数是电子电路中两个重要的性能参数,它们之间具有直接的线性关系。
在电路设计中,考虑到这两个参数的影响对于获得所需的电路性能至关重要。
多级放大电路电压增益的计算
多级放大电路电压增益的计算在求分立元件多级放大电路的电压放大倍数时有两种处理方法:一是将后一级的输入电阻作为前一级的负载考虑,即将第二级的输入电阻与第一级集电极负载电阻并联,简称输入电阻法。
二是将后一级与前一级开路,计算前一级的开路电压放大倍数和输出电阻,并将其作为信号源内阻加以考虑,共同作用到后一级的输入端,简称开路电压法。
现以图示两级放大电路为例加以说明。
例1:三极管的β1=β2=β=100,V BE1=V BE2=0.7V 。
计算总电压放大倍数。
分别用输入电阻法和开路电压法计算。
解:一、求静态工作点:A9.3=mA 0.0093=mA 7.2101)20//51(7.038.3)+(1+)//('=e1b2b1BE1CC BQ1μβ⨯+-=-R R R V V ImA93.0BQ1CQ1==I I βV26.7V )1.593.012(c1CQ1cc B2C1=⨯-=-==R I V V V C E Q 1cc C Q 1c1C Q 1B Q 1e1cc C Q 1c1e1=1209378 V 47 V()()(..).V V I R I I R V I R R --+≈-+=-⨯=V96.7V )7.026.7(BE2B2E2=+=+=V V V V 47.4V )3.404.1(mA 04.1mA 9.3/04.4mA ]9.3/)96.712[(/)(c2CQ2C2e2E2CC CQ2EQ2=⨯====-=-=≈R I V R V V I IV 45.3V )96.747.4(E2C2CEQ2-=-=-=V V V二、求电压增益:(1)用输入电阻法求电压增益 先计算三极管的输入电阻Ω=Ω⨯+Ω=++Ω=Ω⨯+Ω=++k 8.2 04.126101 300mA)(mV)(26)1(=k 1.3 93.026101 300mA)(mV)(26)1(=E2bb be2E1bb be1I r r I r r ββ电压增益be2i2be1i2c113.581.3)8.2//1.5(100)//(=r R r R R A v =-=⨯-=-式中β6.1538.23.4100)//(=be2L c22-=⨯-=-r R R A v β8955)6.153(3.5821=-⨯-==v v v A A A 如果求从V S 算起的电压增益,需计算输入电阻 Ω===k 55.220//51//1.3////b2b1be1i1R R r R9.41)3.58(55.2155.21i1S i1s1-=-⨯+=+=v v A R R R A6436)6.153(9.412s1s =-⨯-==v v v A A A(2)用开路电压法求电压增益第一级的开路电压增益8932)3.54()5.164(==3.548.23.41008.21.58.2=5.1641.31.5100=2O1be2c2i2o1i22c1o1be1c1O1=-⨯--=⨯⨯+-=⨯+-≈-=⨯-=-v v v v v A A A r R R R R A R R r R A ββ例2:如图所示为两级阻容耦合放大电路,已知12CC=UV ,20B1B1='=R R k Ω,10B2B2='=R R k Ω,2C2C1==R R k Ω,2E2E1==R R k Ω,2L =R k Ω,5021==ββ,6.0BE2BE1==UUV 。
放大电路电压增益计算公式
放大电路电压增益计算公式
放大电路的电压增益是指输出信号电压与输入信号电压之比。
在设计和分析放大电路时,计算电压增益是非常重要的。
以下是计算放大电路电压增益的公式:
电压增益 = 输出电压 / 输入电压
在放大电路中,电压增益通常被表示为倍数,例如 10 倍、100 倍等。
因此,上述公式也可以表示为以下形式:
电压增益 = 输出电压(单位:伏特) / 输入电压(单位:伏特)x 倍数
在放大电路中,电压增益可以通过许多方式来实现,例如共源极放大电路、共漏极放大电路、共基极放大电路等。
对于不同类型的放大电路,其电压增益的计算公式也会有所不同。
在实际应用中,放大电路的电压增益往往是通过实验测量得到的。
然而,在设计和分析放大电路时,使用计算公式来估算电压增益是非常有用的。
- 1 -。
运算放大器开环电压增益
运算放大器开环电压增益开环电压增益AVOL的定义与量测方法1. AVOL的定义:在不具负反馈情况下(开环路状况下),运算放大器的放大倍数称为开环增益,简称AVOL 。
AVOL的理想值为无限大,一般约为数千倍至数万倍的间,其表示法有使用dB 及V/mV等,例如μA741C及LM318的AVOL典型值均为200V/mV或106dB。
在运算放大器中为使计算简便而有虚接地(Virtual Ground) 的假设,在此假设AVOL必须越大越容易满足此需接地的条件。
2. AVOL的量测方法:AVOL 的量测方法有很多种,介绍较易量测的方法如下:如图1所示为一种AVOL的测试方式,此图的动作原理很类似图2的电路,除了R4对地的间加入一电压源VA外,并无差别。
图中AUT(Amplifier Under Test)为待测放大器;BUF(Buffer)为缓冲放大器。
如运算放大器输入偏置电流所述,当VA为0V时,由于电路具有负反馈作用,此时的VO1自动趋近于0V,而VO2就等于待测运算放大器输入抵补电压的一千倍;同理,当VA为10V时,由于负反馈的作用,VO1亦自动的平衡于-10V(实际上由于运算放大器皆不可能达到理想状态,故VO1只能趋近于-0V)。
VA等于0V时VO1趋近于 0V,VA等于10V时VO1则趋近于-0V,因此VO1的输出约有10V的变化量,所以我们将此变化量以△VO代替的。
VO1的输出有变化,在该放大器的输入端必也引起相对应的变化,我们将此变化量以△V1代替的。
在图1中待测放大器本身不具有负反馈,因此求出△VO 与△V1的比值即为待测放大器的开环路电压增益(AVOL)。
在量测的技术上,因∆Vi很小,不容易准确测得,故利用缓冲放大器与R1、R2分压的关系,VO2的相对应变化量∆VO2为∆Vi的一千倍(实际上是1001倍)。
因此,我们仅需将∆VO2测出就可以利用1式导出待测放大器AVOL的值。
(1)在上述实验中,VA不一定要用10V代入,用VA为-10V代入亦可,只不过此时V O1会趋近于正10V。
求该放大电路的电压放大倍数和电压增益
三极管有三种工作状态,不同的电子电路三极管的工作工作状态 不同。在模拟电路中,三极管大多工作在放大状态,作为放大管 使用;在数字电路中,三极管大多工作在饱和和截止状态,作为 开关管使用。
四、三极管的主要参数
1、电流放大倍数hFE和
(1)共射极直流电流放大系数hFE
(2)共射极交流电流放大系数
符号
意义
符号
意义
P
普通管
A 高频大功率
W
稳压管
D 低频大功率
Z
整流管
G 高频小功率
U 光电器件 X 低频小功率
K
开关管 CS 场效应器件
V L
微波管 整流堆
T
半导体闸流 管
S FH
隧道管 复合管
BT
半导体特殊 器件
第四部 分
用数字 表 示 器 件 序 号
第五部 分
用字母 表 示 器 件 规 格 号
金封大功率管:3DD15D
2)有信号输入时放大器的工作情况 当输入Ui不等于0,放大电路处于动态。输入输出波形如下图
2、放大器的输入、输出波形图
二、放大电路的基本参数
1、放大倍数 放大倍数是衡量放大电路放大能力的指标,用字母A表示。 1)电压放大倍数:输出电压有效值Uo(或变化量uo)与输入电 压有效值Ui (或变化量ui)的比。
注意:A是一个比值,没有单位 2)电压增益GU:放大倍数的对数值,常用分贝(dB)来度量。
(2)截止区
IB < 0 以下区域为截止区,有 IC 0 。在截止区发射结处于反向 偏置,集电结处于反向偏置,晶体管工作于截止状态。C极与E极 之间等效电阻很大,相当于开路。
(3)饱和区
当UCE UBE时,晶体管工作于饱和状态。在饱和区,IB IC, 发射结处于正向偏置,集电结也处于正偏。 深度饱和时,硅管 UCES 0.3V,锗管UCES 0.1V。C极与E极之间等效电阻很小, 相当于短路。
整个放大电路的电压增益
模 拟电子技术
IC
VCC
交流负载线
RC
i=u/R’L
直流负载线 Q IB
u
①斜 率为-1/R'L 。 ( R'L= RL∥Rc )
UCE VCC
②经过Q点。
模 拟电子技术
直流负载线是用来确定工作点的; 交流负载线是用来画出波形,分析波形失真。
注意: (1)交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运
VCC/RB IBQ
Q 静态工作点
O UBEQ VCC
uBE/V
输入回路图解
模 拟电子技术
2.在输出回路中确定 (IC,UCE)
根据输出特性曲线及直流负载线方程:uCE = VCC iC RC
iC/mA
VCC/RC
ICQ
Q
直流负载线 iB
O
UCEQ
VCCuCE/V
输出回路图解
(IB,UBE) 和( IC,UCE )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。
1)RL
Ro
uot — 负载开路时的输出电压;
uo — 带负载时的输出电压,Ro 越小,uot 和 uo 越接近。
模 拟电子技术
四、 通频带
1. 幅电频抗特元性件和(相主频要特是性电容)使放大电路对不同频率
输入信号的放大能力不同,反映在:
Au(jf ) Au ( f ) ( f )
Au( f ) — 幅频特性
Rb=300K ,=37.5。
解: UBE 0.7V
IB VCC 12 0.04mA 40μ A Rb 300
IC IB 37.5 0.04 1.5mA
+VCC
UCE VCC ICRC 12 1.5 4 6V
电子技术课后习题详解
习题解答【1-1】填空:1.本征半导体是,其载流子是和。
两种载流子的浓度。
2.在杂质半导体中,多数载流子的浓度主要取决于,而少数载流子的浓度则与有很大关系。
3.漂移电流是在作用下形成的。
4.二极管的最主要特征是,与此有关的两个主要参数是和。
5.稳压管是利用了二极管的特征,而制造的特殊二极管。
它工作在。
描述稳压管的主要参数有四种,它们分别是、、、和。
6.某稳压管具有正的电压温度系数,那么当温度升高时,稳压管的稳压值将。
7.双极型晶体管可以分成和两种类型,它们工作时有和两种载流子参与导电。
8.场效应管从结构上分成和两种类型,它的导电过程仅仅取决于载流子的流动;因而它又称做器件。
9.场效应管属于控制型器件,而双极型晶体管是控制型器件。
10.当温度升高时,双极性晶体管的β将,反向饱和电流I CEO将,正向结压降U BE将。
11.用万用表判断电路中处于放大状态的某个晶体管的类型与三个电极时,测出最为方便。
12.晶体管工作有三个区域,在放大区时,应保证和;在饱和区,应保证和;在截止区,,应保证和。
13.当温度升高时,晶体管的共射输入特性曲线将,输出特性曲线将,而且输出特性曲线之间的间隔将。
解:1.完全纯净的半导体,自由电子,空穴,相等。
2.杂质浓度,温度。
3.少数载流子,(内)电场力。
4.单向导电性,正向导通压降U F和反向饱和电流I S。
5.反向击穿特性曲线陡直,反向击穿区,稳定电压(U Z),工作电流(I Emin),最大管耗(P Zmax)和动态电阻(r Z)6.增大;7.NPN,PNP,自由电子,空穴(多子,少子)。
8.结型,绝缘栅型,多数,单极型。
9.电压,电流。
10.变大,变大,变小。
11.各管脚对地电压;12.发射结正偏,集电结反偏;发射结正偏,集电结正偏;发射结反偏,集电结反偏。
13.左移,上移,增大.。
【1-2】在图1-2的各电路图中,E =5V ,u i =10t ωsin V ,二极管D 视为理想二极管,试分别画出输出电压u o 的波形。
放大电路电流增益计算公式
放大电路电流增益计算公式放大电路是电子电路中常见的一种电路,它可以将输入信号放大到更高的电平,从而使得输出信号具有更大的幅度。
在放大电路中,电流增益是一个非常重要的参数,它决定了输出电流与输入电流之间的比例关系。
在本文中,我们将介绍放大电路电流增益的计算公式,并通过实例进行说明。
一、电流增益的定义电流增益是指放大电路输出电流与输入电流之间的比例关系。
通常用符号Ai表示,其计算公式如下:Ai = ΔIout / ΔIin其中,ΔIout表示输出电流的变化量,ΔIin表示输入电流的变化量。
二、放大电路的分类放大电路根据其工作方式可以分为两种类型:电压放大电路和电流放大电路。
电压放大电路是指输出电压是输入电压的放大倍数,而电流放大电路是指输出电流是输入电流的放大倍数。
电流放大电路又可以分为两种:共射放大电路和共基放大电路。
共射放大电路的输入信号接在基极上,输出信号从集电极上取出。
共基放大电路的输入信号接在发射极上,输出信号从集电极上取出。
三、共射放大电路的电流增益计算共射放大电路是一种常见的电流放大电路,它的电流增益计算公式如下:Ai = - β × Rc / (Rb + re)其中,β是晶体管的放大系数,Rc是集电极负载电阻,Rb是基极电阻,re是发射极电阻。
下面我们通过一个实例来说明共射放大电路的电流增益计算方法。
假设我们有一个共射放大电路,晶体管的放大系数β为100,集电极负载电阻Rc为1kΩ,基极电阻Rb为10kΩ,发射极电阻re为10Ω。
输入信号为100μA,求输出信号的电流增益。
根据公式,我们可以得到:Ai = - β × Rc / (Rb + re) = - 100 × 1kΩ / (10kΩ + 10Ω) = - 9.09因此,输出信号的电流增益为-9.09。
四、共基放大电路的电流增益计算共基放大电路也是一种常见的电流放大电路,它的电流增益计算公式如下:Ai = - β × Rc / (Rb + re)其中,β是晶体管的放大系数,Rc是负载电阻,Rb是基极电阻,re是发射极电阻。
电子技术基础重要知识点总结
第一章绪论1.在时间上和数值上均是连续的信号称为模拟信号;(只有高低电平的矩形脉冲信号为数字信号)在时间上和数值上均是离散的信号称为数字信号;处理模拟信号的电路称为模拟电路,处理数字信号的电路称为数字电路。
2.信号通过放大电路放大后,输出信号中增加的能量来自工作电源。
3.电子电路中正、负电压的参考电位点称为电路中的“地”,用符号“⊥”表示,它也是电路输入与输出信号的共同端点。
4.根据输入信号的不同形式和对输出信号形式的不同要求,通常将放大电路分为电压放大电路、电流放大电路、互阻放大电路和互导放大电路四种类型。
5.放大的特征是功率的放大,表现为输出电压大于输入电压,或者输出电流大于输入电流,或者二者兼而有之。
6.输入电阻、输出电阻、增益、频率响应和非线性失真等几项主要的性能指标是衡量放大电路品质优劣的标准,也是设计放大电路的依据。
7.放大倍数A:输出变化量幅值与输入变化量幅值之比,用以衡量电路的放大能力。
8.输入电阻R i:从输入端看进去的等效电阻,反映放大电路从信号源索取电流的大小。
9.输出电阻R o:从输出端看进去的等效输出信号源的内阻,说明放大电路的带负载能力。
第二章运算放大器1.运算放大器有两个输入端,即同相输入端和反相输入端,一个输出端。
2.运算放大器有线性和非线性两个工作区域。
要使运放稳定地工作在线性区,必须引入深度负反馈。
3.理想运放两输入端间电压V P-V N≈0,如同两输入端近似短路,这种现象称为“虚短”。
4.理想运放流入同相端和流出反相端的电流基本为零,即“虚断”。
5.理想运放的输入电阻趋近于无穷,输出电阻趋近于零。
6.同相放大电路的闭环电压增益为正,且大于等于1。
7.若反相放大电路的反相输入端输入信号,同相输入端接地,则反相输入端呈现虚地。
第三章二极管及其基本电路1.本征半导体:纯净的不带任何杂质的半导体,它的自由电子和空穴的数目相等,对外不显电性。
2.P型半导体:是指在本征半导体中掺入三价元素如硼,形成的主要靠空穴导电的半导体。
差分放大电路电压增益
差分放大电路电压增益
差分放大电路是一种常见的电路,它可以将两个输入信号的差值放大,同时抑制共模信号。
差分放大电路的电压增益是指输出电压与输入电
压之比,是衡量差分放大电路性能的重要指标之一。
差分放大电路的电压增益可以通过以下公式计算:
Av = (Rf / R1) * (1 + R2 / R3)
其中,Rf为反馈电阻,R1为输入电阻,R2和R3为差分放大电路的
两个输入电阻。
从公式可以看出,差分放大电路的电压增益与反馈电阻和输入电阻有关。
一般来说,反馈电阻越大,电压增益越大;输入电阻越小,电压
增益越大。
但是,反馈电阻过大会导致电路失去稳定性,输入电阻过
小会影响信号的输入。
差分放大电路的电压增益还受到器件参数的影响。
例如,放大器的增
益带宽积越大,电压增益越大;放大器的失调电流越小,电压增益越大。
因此,在设计差分放大电路时,需要根据具体的应用场景选择合
适的器件和电路参数,以达到最佳的电压增益。
除了电压增益,差分放大电路还有其他性能指标,如共模抑制比、输入偏置电流、失调电流等。
这些指标也需要在设计中考虑到,以保证电路的稳定性和可靠性。
总之,差分放大电路的电压增益是衡量其性能的重要指标之一。
在设计中需要考虑到反馈电阻、输入电阻、器件参数等因素,以达到最佳的电压增益和性能表现。
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uo
-
模 拟电子技术
• 思考题
1.什么是静态?什么是动态?两者的关系是什么?
2.如何测量输入电阻和输出电阻?
习题
•
2-1.2-3
模 拟电子技术
下面研究的问题
1.静态:ui=0. 2.动态:若输入为正弦信号
uBE U BE ube iB I B ib iC IC ic uCE U CE uce
隔离输入输出与
+VCC 电路直流的联系,
同时能使信号顺
大小为10F~50F
C1
RC
利输入输出。
C2
+
+
T
Rs
+
ui
us
-
RB VBB
RL
uo
模 拟电子技术
单电源供电
+VCC
可以省去
C1
RC
C2
T
Rs
RB
RL
+
us
VBB
-
模 拟电子技术
单电源供电
+VCC
RB C1
+
Rs
+
us
-
RC
C2
+
+
T
RL
1.静态:
ui
O
t
ui=0.
IBQ
IB
+
Ic
+
C1
UCE
+ C2
+
+
O
UBEQ
t
Rs
UBE
RL
O
t
--
-
ICQ
t
O
UCEQ
2.动态:
uo O
ui=0,若输入为正弦信号
O
t
模 拟电子技术
ui
O
Rs
C1 +
+
ui
IB+ib
U+ BE
Ic+ic
U+ CE uce
+ C2
+
RL uo
iB IBQ O uBE
O
f
模 拟电子技术
放大电路主要用于放大微弱的电信号,输出电压或电 流在幅度上得到了放大,这里主要讲电压放大电路。
模 拟电子技术
2. 3 晶体管放大电路的 组成及其工作原理
2.3.1 共射基本放大电路的组成
模 拟电子技术
发射结加正向电压
C1
+
T
Rs
+
us
ui
-
RB RC
VBB
集电结加反向电压
+ C2
us –
Ri
–
1
Ri
ui ii
ui
us
Ri RS Ri
Ri 越大, ui 与 us 越接近
例 us = 20 mV,Rs = 600 ,比较不同 Ri 时的
ui。
Ri
ii
ui
6 000
3 A
18 mV
600
16.7 A
10 mV
60
30 A
1.82 mV
ii 、
模 拟电子技术
+ u
–
2
uo
uot RL Ro RL
Ro
( uot uo
1)RL
Ro
uot — 负载开路时的输出电压;
uo — 带负载时的输出电压,Ro 越小,uot 和 uo 越接近。
模 拟电子技术
四、 通频带
1. 幅电频抗特元性件和(相主频要特是性电容)使放大电路对不同频率
输入信号的放大能力不同,反映在:
模 拟电子技术
基本放大电路 共集电极放大电路 共基极放大电路 组合单元放大电路
小结
模 拟电子技术
2.2
2.2.1.放大的概念
一.扩音机示意图
概述
1) 输入量控制输出量 2)把直流能量转换成按输入量变化的交流能量
模 拟电子技术
二.方框图
+ RS us
–
信 号 源
放大 电路
负 载 RL
is
RS
直流电源
-
RB VBB
T RL
模 拟电子技术
+VCC
RC C1
集电极电源, 为电路提供能 量。并保证集 电结反偏。
C2
T
Rs
Rb
RL
+
us
VBB
-
模 拟电子技术
集电极电阻,
+VCC
将变化的电流 转变为变化的
RC
电压。
C2
C1
T
Rs
Rb
RL
+
us
VBB
-
模 拟电子技术
作用:隔直通交
耦合电容: 电解电容,有极性,
方框图的示意图
模 拟电子技术
三、放大电路的四端网络表示
1ii
RS +
+ ui
us –
– 1
放大 电路
io 2Βιβλιοθήκη +RLuo
–
2
us — 信号源电压 Rs — 信号源内阻 RL — 负载电阻
ui — 输入电压 uo — 输出电压 ii — 输入电流 io — 输出电流
模 拟电子技术
2.2.2 放大电路的主要性能指标
当信号源有内阻时:
.
.
= U.O U.i
Ui Us
模 拟电子技术
三、输出电阻
1
2
放大电路的输出相当于 负载的信号源,该信号源的
RS +
+ ui
Ri
内阻称为电路的输出电阻。
us
–
–
1
Ru+oot RL
–
+ uo
–
2
计算:
1
2i
Ro
u i
us RL
0
测量:
RS us =0
1
放大 电路
1 ii
io 2
RS +
+ ui
us –
–
1
一、 放大倍数
放大 电路
+
RL
uo
–
2
电压放大倍数 Au = uo/ui
电压增益 Au (dB) = 20lg |Au|
电流放大倍数 Ai = io/ ii
电流增益 Ai (dB) = 20lg |Ai|
模 拟电子技术
二、输入电阻
1ii
RS +
+ ui
静态分析的任务是根据电路参数和三极管的
特性确定静 态值(直流值)UBE、IB、 IC 和UCE。
Au(jf ) Au ( f ) ( f )
Au( f ) — 幅频特性
Au(f) Aum
上限
( f ) — 相频特性 Aum/ 2
BW0.7 频率
2. 频带宽度(带宽)BW BW0.7 = fH – fL
下 限
频
O fL
低频段 中频段
f fH
高频段
(Band Width)
率 ( f )
t t
us+
-
-
uce
UBEQ
-
符号说明
uBE U BE ube
iB I B ib
O
ICiQC uCEO UCEQ
t t
iC IC ic
uOo
t
uCE U CE uce
O
t
模 拟电子技术
放大电路中各元件的作用
做一变换
Rs us+
-
C1 +
+ ui
-
+ C2
+
RL uo
RL uo
VCC
信号源加到b-e间
输出不失真
模 拟电子技术
• 1.发射结加正向电压 • 2.集电结加反向电压 • 3.把信号源加到b-e之间 • 4.在输入信号作用下得到不失真的输出信号 • 以上四条是判断三极管放大电路能否放大
的依据,四条必须同时满足。
模 拟电子技术
2.3.2、 共射基本放大电路的工作原理
-
模 拟电子技术
+VCC RC
输入 C1
Rs
+
ui
us
-
RB VBB
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。
T C2 RL
uo 输出
参考点
模 拟电子技 基极电源与基极电阻
术
+VCC RC C2
使发射结正偏, 并提供适当的 静态工作点IB 和UBE。
Rs C1
+
us
模 拟电子技术
2. 4 图解分析法
引言 2.4.1 静态工作情况分析 2.4.2 动态工作情况分析
模 拟电子技术
引言
分析三极管电路的基本思想和方法
基本思想
非线性电路经适当近似后可按线性电路对待, 利用叠加定理,分别分析电路中的交、直流成分。
模 拟电子技术
2.4.1 静态工作情况分析
放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。