求放大电路的输入电阻和输出电阻课件
基本放大电路-课件
EXIT
模拟电子技术
一、特点及主要技术指标
特点
功率放大电路是一种能够向负载提供足够大的功
率的放大电路。因此，要求同时输出较大的电压和电
无
流。 管子工作在接近极限状态。一般直接驱动负载，
锡 职
带载能力要强。
业
技
术 学
主要技术指标
院
（1）最大输出功率Pom ：在电路参数确定的情况下负载
可能获得的最大交流功率。
T2 +
uo
–
优点：具有良好的低 频特性，可以放大缓慢 变化的信号；无大电容 和电感，容易集成。
缺点：静态工作点相 互影响，分析、计算、 设计较复杂；存在零 点漂移。
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模拟电子技术
2.阻容耦合
优点：直流通路是相互独
+Vcc 立的，电路的分析、计算
无 锡 职 业 技 术 学 院
Rb11 C1
Rs
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模拟电子技术
由于放大电路的工作点达到了三极管 的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为顶部失真。
截止失真
无 锡 职 业 技 术 学 院
注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的 表现形式，与NPN管正好相反。
EXIT
模拟电子技术
四、放大电路的动态参数
1.交流通路
交流电流流经的通路，用于动态分析。对于交流通路：
（2）转换效率 ：最大输出功率与电源提供的功率之比，
即
= Pom / PV
EXIT
模拟电子技术
思考题1：功率放大电路与前面介绍的电
压放大电路有本质上的区别吗？
无本质的区别，都是能量的控制与转换。不同
之处在于，各自追求的指标不同：电压放大电路
PSpice实例教程--求解放大电路的输入输出电阻
仿真结果如下：
该曲线为输入电阻 R(in)=V(in)/I(C1)随频率变化的曲线。 选择 Tools�Cursor�Display ，用游标测量曲线上的点。测得在中频阶段输入电阻大约为 0.577 千欧。 二、计算输出电阻步骤如下： 测量输出电阻的方法：撤掉输入的信号源和负载电阻 RL，然后在输出端加一信号源，通过 测量该信号源的电压与流过它的电流之比得到放大电路的输出电阻。下面利用此方法 用 Pspice 求解输出电阻。 1、在计算输入电阻的电路图的基础上，做如下修改： （1）双击 v1，设置 ACMAG＝0。相当于短路 （2）将 RL 的大小改为 5000M，相当于断路。 （3）Draw�Get New Part 选择 VAC 放置在电路中，命名为 v2， 双击交流源 v2 设置其属性为：ACMAG=15mv,ACPHASE=0。如下图所示：
4、设置分析类型： 选择 Analysis�set up�AC Sweep，参数设置如下：
5、 Analysis�Simulate，调用 Pspice A/D 对电路进行仿真计算。 6、 仿真后发现在 probe 下没有任何曲线（为什么？）需要根据输入电阻的定义来添加曲线。 步骤： 在 Probe 下， 点击 Trace� Add， 弹出 Add Trace 对话框， 在左边的列表框中选中 v(in) ， 单击右边列表框中的符号“/” ，再选择左边列表框中的 I(C1)，单击 ok 按钮。如下图所示：
选中三极管?单击edit?model?editinstancemodelmodelediror中修改放大倍数bf503由于要计算电路的输入输出电阻需设置交流扫描分析所以电路中需要有交流源
题目：用 Pspice 求解共射极放大电路的输入输出电阻
电路如图所示，BJT 为 NPN 型硅管，型号为 2N3904，放大倍数为 50，电路其他元 件参数如图所示。求解放大电路的输入、输出电阻。
模拟电路课件---放大电路的基本知识
RL RL
路
所以
Ro
Vo Vo
RL
RL
另一方法
Ro
VT IT
Vs 0
Ro +
AVOVi –
+ Vs=0
–
放
Ro
+
大+
Vo
电
AVOVi
–
路–
+ Vo RL –
放大电路
IT
+ VT
–
Ro
注意：输入、输出电阻为交流电阻
1.2.3 放大电路的主要性能指标
2. 输出电阻
❖ 输出电阻R0的大小决定放大电路带负载的能力 ❖ 如输出为电压信号的放大电路（电压放大、互阻放大）
V0k
k=2
V01
100%
其中，V01为输出电压信号基波分量的有效值 V0k为高次谐波分量的有效值
1.2.3 放大电路的主要性能指标
5. 非线性失书真 中有关符号的约I 定
由元器件非线性特性
•引起大的失写真字。 母、大写下标表示直流量。如，VCEt、
非线IC性等失。真系数
O
• 小写字母、大写下标表示总量（含交、直流）。
衰减
–
Rs + Vi –
Ro
+
+
Ri
AVOVi
Vo RL
–
–
有
V&i
Rs
Ri
Ri
V&s
1 Rs
V&s 1
Ri
要想减小衰减，则希望…？
Ri Rs
理想 Ri
1.2.2 放大电路模型
三极管基本放大电路ppt课件
（a）原理电路
（b）实物图
精品课件
发射极单管放大电路各组成元件的作用
精品课件
电路中各电流、电压的符号规定
电路中既包含输入信号所产生的交流量，又包含直流电源所产生 的直流量。为了区分不同分量，通常做了以下规定
精品课件
放大电路原理图的画法
1.直流通路和交流通路 【直流通路】指静态时放大电路直流电流通过的路径。 画直流通路原则 ：将电容视为开路。
确定出静态工作点Q。
以单管共射放大电路为例，其直流通路如右下图所示。设电路参数VCC、 Rb、RC和三极管放大倍数β已知，忽略三极管的UBEQ（硅管UBEQ≈0.7V，锗 管UBEQ≈0.3V）,可以推导得：
IBQVCC UBEQ VCC
Rb
Rb
ICQ＝βIBQ
UCEQ ＝ VCC－ICQ RC
由上述公式求得的IB、 IC和UCE值即是静态工作点Q。
Ro=Ron
精品课件
多级放大电路的耦合方式
多级放大电路中每个单管放大电路称为“级”，级与级之间的连接 方式叫耦合。下表为三种常用耦合方式的比较。
精品课件
本章小结
1.三极管由两个PN结构成，按结构分为NPN和PNP两类。三极管的集电极 电流受基极电流的控制，所以三极管是一种电流控制器件。在满足发 射结正偏、集电结反偏的条件下，具有电流放大的作用。三极管的输 出特性曲线可分成截止区、饱和区、放大区。
所以，分压式偏置放大电路具有自动调整功能，当ICQ要增加时，电路 不让其增加；当ICQ要减小时，电路不让其减小；从而迫使ICQ稳定。所以 该电路具有稳定静态工作点的作用。B>>UBEQ
精品课件
C C V Q Q C E I I T V ec RR QEB Q B U I 2 1 b b R R Q B U 21 II
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
三极管放大电路输入输出电阻计算
三极管放大电路输入输出电阻计算三极管是一种常见的电子元件，广泛应用于各种放大电路中。
在三极管放大电路中，输入输出电阻是一个重要的参数，它决定了电路的输入和输出特性。
本文将从三极管的基本工作原理、输入输出电阻的定义和计算方法等方面进行详细介绍，帮助读者更好地理解和应用三极管放大电路。
一、三极管的基本工作原理三极管是一种半导体器件，由三个掺杂不同的半导体材料层构成。
其中，掺杂浓度最高的被称为发射区（Emitter），掺杂浓度次之的被称为基区（Base），掺杂浓度最低的被称为集电区（Collector）。
三极管的工作原理是利用外加电压控制发射区和集电区之间的电流，从而实现对电流的放大作用。
在正常工作状态下，三极管的基区和集电区之间形成一个正向偏置的二极管结，发射区和基区之间形成一个正向偏置的二极管结。
当外加正向偏置电压时，发射区和基区之间的二极管结导通，同时集电区和基区之间的二极管结截断。
由于发射区和集电区之间的电流放大作用，使得从集电区到发射区的电流得到放大，实现了信号的放大作用。
二、输入输出电阻的定义在三极管放大电路中，输入输出电阻是指在电路的输入端或输出端加上一个测试信号时，测试信号源所感受到的等效电阻。
输入电阻是指当输入端加上一个测试信号时，测试信号源所感受到的等效电阻；输出电阻是指当输出端加上一个测试信号时，测试信号源所感受到的等效电阻。
输入输出电阻是衡量电路输入输出特性的重要参数，它直接影响电路的输入输出特性，是电路设计中需要考虑的关键参数之一。
三、输入输出电阻的计算方法1.输入电阻的计算方法输入电阻是指在输入端加上一个测试信号时，测试信号源所感受到的等效电阻。
在三极管放大电路中，输入电阻可以通过以下方法进行计算。
首先将输入端接地，然后加上一个测试信号源，并测出输入端的电压。
接着去掉测试信号源，用一个理想的电压源代替，在理想电压源的电压不变的情况下，测出输入端的电流。
输入电阻就等于理想电压源的电压除以测出的输入端电流。
放大电路基本知识PPT课件
RL uo
继续
（2）Au
ib
rbe
ui Rb
βib
ie R’L uo
u i ib r b e ( 1 ) ib (R e//R L ) u o(1 β)ib(R e/R /L )
Au＝ u uo i rb(e 1 (β 1 )βR ()eR (/e/R /L /R )L) 1
继续
（3）Ri
ib
反馈的一些概念：
将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措
施称为反馈。
直流通路中的反馈称为直流反馈。
反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称
为正反馈。
IC通过Re转换为ΔUE影响UBE
温度升高IC增大，反馈的结果使之减小
Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定 Re有上限值吗？
基本思想：用线性 去代替 非线性
ic ib
uce ube
ib
ic
ube 含源网络 uce
等效：保持外部的i和u关系不变 ☆对交流、小信号而言
继续
ub＝ e rbeibruce ic＝ibuce/rce
h参数等效电路：
ib T
+
+
u be -
+
ic
+
+
u ce
-
+
b ib
+
+ rbe
u be +
-
μr uce -
1. 结构：
Rb C1
RS +
+
u i
uS
-
-
+
V C
C
T C2
+
电工学课件(哈工大)第十六章 基本放大电路
第16章基本放大电路哈尔滨工业大学电工学教研室目录16.1 基本放大电路的组成16.2 放大电路的静态分析16.3 放大电路的动态分析16.4 静态工作点的稳定16.5 射极输出器16.6 放大电路中的负反馈16.7 放大电路的频率特性16.8 多级放大电路及其级间耦合方式16.9 差动放大电路16.1 基本放大电路的组成放大器的目的是将微弱的变化电信号转换为较强的电信号。
放大器实现放大的条件：1. 晶体管必须偏置在放大区。
发射结正偏，集电结反偏。
2. 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。
3. 输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。
u iu o共射极放大电路1. 晶体管T 的作用R B +U CCR CC 1C2放大元件满足i C = i B ，T 应工作在放大区，即保证集电结反偏，发射结正偏。
i bi c i e2. 集电极电源U CC 作用共射极放大电路R B +U CCR CC 1C 2集电极电源作用，是为电路提供能量。
并保证集电结反偏。
3. 集电极负载电阻R C 作用共射极放大电路R B +U CC R CC 1C 2集电极电阻的作用是将变化的电流转变为变化的电压。
4. 基极电阻R B 的作用+U CCR CC 1C 2TR B共射极放大电路基极电阻能提供适当的静态工作点。
并保证发射结正偏。
5. 耦合电容C 1和C 2作用(1) 隔直作用隔离输入.输出与电路的直流通道。
(2)交流耦合作用能使交流信号顺利通过。
共射极放大电路R B +U CCR CC 1C 216.2 放大电路的静态分析16.2.1 用放大电路的直流通路确定静态值放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号。
电路中电容对交、直流的作用不同。
如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。
而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同的。
交流通道---只考虑交流信号的分电路。
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• 放大的概念: 放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。
放大的实质: 用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放 大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。
对放大电路的基本要求 ： 1. 要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。 2. 尽可能小的波形失真。 另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术 指标。
1）直观地分析管子的工作状态 2）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的 电路 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线
10
测量晶体管特性的实验线路
IC
mA
IB
+
A
RB
+
V UBE + 输– 入回–路
V UCE
+ EC
输出回路 –
–
EB 共发射极电路
发射极是输入回路、输出回路的公共端
11
1. 输入特性 IB f (U ) BE UCE 常数
结论:
1）三电极电流关系 IE = IB + IC
2） IC IB ， IC IE
3） IC IB
β= IC / IB
把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变
化的特性称为晶体管的电流放大作用。
实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的
变化，是CCCS器件。
7
3.三极管内部载流子的运动规律
成发射极电流IE。
8
3. 三极管内部载流子的运动规律
IC = ICE+ICBO ICE
C IC
IB = IBE- ICBO IBE
ICE 与 IBE 之比称为共
发射极直流电流放大倍数
IB ICBO ICE
N
P EC
B
ICE IC ICBO IC
IBE IB ICBO IB
RB IBE N
≈0
≥ IBS ＜ IB ＜ (1+) IB
IBS =EC － UCES / RC 硅管临界饱和UCES
=0.5V
15
工作状态（晶体管工作状态的判定）
3.测量管压 放大
UBE 0.7V
UCE
UCE S＜ UCE ＜ EC
截止
≤0
≈EC
饱和
≥0.7V
≤ UCE S
16
2.1.4 主要参数
表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体
PNP
VB<VE VC<VB
N
B
P
N RB
E EB
RC EC
6
2. 各电极电流关系及电流放大作用
IB(mA) 0 0.02 IC(mA) <0.001 0.70 IE(mA) <0.001 0.72
0.04 0.06 0.08 0.10 1.50 2.30 3.10 3.95 1.54 2.36 3.18 4.05
EB
E IE
IC IB (1 )ICBO IB ICEO
若IB =0, 则 IC ICE0集－射极穿透电流, 温度ICEO
忽 略ICEO ， 有 IC IB (常用公式)
9
2.1.3 特性曲线
即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子 内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能， 是分析放大电路的依据。 为什么要研究特性曲线：
14
工作状态（晶体管工作状态的判定）
放大
截止
饱和
1.根据PN结 UBE ＞0 偏置电压 (正偏)
UBE ≤0 (反偏)
UBE ＞0 (正偏)
UB C ＜0 (反偏)
UB C ＜0 (反偏)
UB C ≥0 (正偏)
2.根据 IB 0＜ IB ＜IBS
≈0
IB IC IE IC ＝ IB
≈0
IE ＝ IB ＋ IC
管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。
1. 电流放大系数
当晶体管接成发射极电路时，
直流电流放大系数
第2章 半导体三极管和交流电压放大电路
1. 掌握半导体三极管的基本结构、特性、电流分 配和放大原理。
2. 理解单管交流放大电路的放大作用和共发射极、 共集电极放大电路的性能特点。
3. 掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变 等效电路分析法。
4. 了解放大电路输入、输出电阻和多级放大的概 念，了解放大电路的频率特性。
集电结反偏，
C
有少子形成的
反向电流ICBO。
ICBO ICE
N
基区空穴
B
向发射区的
P
扩散可忽略。
RB IBE
N
进入P 区的电 子少部分与基区
EB
E IE
的空穴复合，形
成电流IBE ，多
数扩散到集电结。
从基区扩散来的 电子作为集电结 的少子，漂移进 入集电结而被收
集，形成ICE。
EC
发射结正偏， 发射区电子不断 向基区扩散，形
特点:非线性
IB(A) 80 60 40
20 O 0.4
UCE1V
正常工作时发射结电压： NPN型硅管
UBE 0.6~0.7V PNP型锗管
UBE 0.2 ~ 0.3V
0.8 UBE(V)
死区电压： 硅管0.5V， 锗管0.1V。
12
2. 输出特性 IC f (UCE ) IB 常数
输出特性曲线通常分三个工作区：
向偏置，晶体管工作于截止状态。
IC(mA )
饱4 和 区3
2
100A
80A 60A 40A
（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。
1 O3
20A IB=0
6 9 12 UCE(V)
截止区
深度饱和时， 硅管UCES 0.3V， 锗管UCES 0.1V。
IC(mA ) 4 3
2 放大区
1 O3 6 9
(1) 放大区
100A 80A
在放大区有 IC= IB ， 也称为线性区，具有恒
60A 流特性。
40A
在放大区，发射结处
20A 于正向偏置、集电结处 IB=0 于反向偏置，晶体管工 12 UCE(V) 作于放大状态。
13
（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
本章主要讨论电压放大电路。
2
2.1 半导体三极管
2.1.1 基本结构
NPN型
PNP型
集电极
发射极 集电极
发射极
C NP N E
PN P
C
E
基极
基极
B
B
符号：
NPN型三极管
PNP型三极管ຫໍສະໝຸດ C IC BC IC B
IB E
IE
IB E
IE
3
结构特点：
集电区： 面积最大
集电结 基极 B
集电极 C
N P N
基区：最薄， 掺杂浓度最低
发射结
E 发射极
发射区：掺 杂浓度最高
4
E
输
输
入
出
B 共基极
C
B
输
输
入
出
E 共发射极
CB
输 入
E
输 出
C 共集电极
5
2.1. 2 电流分配和放大原理
1. 三极管放大的外部条件 发射结正偏、集电结反偏
从电位的角度看：
C
发射结正偏 集电结反偏
NPN VB>VE VC>VB
发射结正偏 集电结反偏