「求放大電路的輸入電阻和輸出電阻[中學(xué)小學(xué)]」.ppt

第2章半導(dǎo)體三極管和交流電壓放大電路1 掌握半導(dǎo)體三極管的基本結(jié)構(gòu) 特性 電流分配和放大原理 2 理解單管交流放大電路的放大作用和共發(fā)射極 共集電極放大電路的性能特點(diǎn) 3 掌握靜態(tài)工作點(diǎn)的估算方法和放大電路的微變等效電路分析法 4 了解放大電路輸入 輸出電阻和多級(jí)放大的概念 了解放大電路的頻率特性 1 上課可用 放大的概念 放大的目的是將微弱的變化信號(hào)放大成較大的信號(hào) 放大的實(shí)質(zhì) 用小能量的信號(hào)通過(guò)三極管的電流控制作用 將放大電路中直流電源的能量轉(zhuǎn)化成交流能量輸出 對(duì)放大電路的基本要求 1 要有足夠的放大倍數(shù) 電壓 電流 功率 2 盡可能小的波形失真 另外還有輸入電阻 輸出電阻 通頻帶等其它技術(shù)指標(biāo) 本章主要討論電壓放大電路 2 上課可用 2 1半導(dǎo)體三極管 2 1 1基本結(jié)構(gòu) 基極 發(fā)射極 集電極 NPN型 符號(hào) NPN型三極管 PNP型三極管 3 上課可用 基區(qū) 最薄 摻雜濃度最低 發(fā)射區(qū) 摻雜濃度最高 發(fā)射結(jié) 集電結(jié) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 集電區(qū) 面積最大 4 上課可用 B E 輸入 輸出 C B 輸入 輸入 輸出 輸出 B E E C C 共基極 共發(fā)射極 共集電極 5 上課可用 2 1 2電流分配和放大原理 1 三極管放大的外部條件 發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏 PNP發(fā)射結(jié)正偏VB VE集電結(jié)反偏VC VB 從電位的角度看 NPN發(fā)射結(jié)正偏VB VE集電結(jié)反偏VC VB 6 上課可用 2 各電極電流關(guān)系及電流放大作用 結(jié)論 1 三電極電流關(guān)系IE IB IC2 IC IB IC IE3 IC IB IC IB 把基極電流的微小變化能夠引起集電極電流較大變化的特性稱(chēng)為晶體管的電流放大作用 實(shí)質(zhì) 用一個(gè)微小電流的變化去控制一個(gè)較大電流的變化 是CCCS器件 7 上課可用 3 三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可忽略 發(fā)射結(jié)正偏 發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴(kuò)散 形成發(fā)射極電流IE 進(jìn)入P區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合 形成電流IBE 多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié) 從基區(qū)擴(kuò)散來(lái)的電子作為集電結(jié)的少子 漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集 形成ICE 集電結(jié)反偏 有少子形成的反向電流ICBO 8 上課可用 3 三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 IC ICE ICBO ICE IB IBE ICBO IBE ICE與IBE之比稱(chēng)為共發(fā)射極直流電流放大倍數(shù) 集 射極穿透電流 溫度 ICEO 常用公式 若IB 0 則IC ICE0 9 上課可用 2 1 3特性曲線(xiàn) 即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線(xiàn) 是管子內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn) 反映了晶體管的性能 是分析放大電路的依據(jù) 為什么要研究特性曲線(xiàn) 1 直觀地分析管子的工作狀態(tài)2 合理地選擇偏置電路的參數(shù) 設(shè)計(jì)性能良好的電路 重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線(xiàn) 10 上課可用 發(fā)射極是輸入回路 輸出回路的公共端 共發(fā)射極電路 輸入回路 輸出回路 測(cè)量晶體管特性的實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路 11 上課可用 1 輸入特性 特點(diǎn) 非線(xiàn)性 死區(qū)電壓 硅管0 5V 鍺管0 1V 正常工作時(shí)發(fā)射結(jié)電壓 NPN型硅管UBE 0 6 0 7VPNP型鍺管UBE 0 2 0 3V 12 上課可用 2 輸出特性 IB 0 20 A 放大區(qū) 輸出特性曲線(xiàn)通常分三個(gè)工作區(qū) 1 放大區(qū) 在放大區(qū)有IC IB 也稱(chēng)為線(xiàn)性區(qū) 具有恒流特性 在放大區(qū) 發(fā)射結(jié)處于正向偏置 集電結(jié)處于反向偏置 晶體管工作于放大狀態(tài) 13 上課可用 2 截止區(qū) IB 0以下區(qū)域?yàn)榻刂箙^(qū) 有IC 0 在截止區(qū)發(fā)射結(jié)處于反向偏置 集電結(jié)處于反向偏置 晶體管工作于截止?fàn)顟B(tài) 飽和區(qū) 截止區(qū) 3 飽和區(qū) 當(dāng)UCE UBE時(shí) 晶體管工作于飽和狀態(tài) 在飽和區(qū) IB IC 發(fā)射結(jié)處于正向偏置 集電結(jié)也處于正偏 深度飽和時(shí) 硅管UCES 0 3V 鍺管UCES 0 1V 14 上課可用 工作狀態(tài) 晶體管工作狀態(tài)的判定 放大截止飽和1 根據(jù)PN結(jié)UBE 0UBE 0UBE 0偏置電壓 正偏 反偏 正偏 UBC 0UBC 0UBC 0 反偏 反偏 正偏 2 根據(jù)IB0 IB IBS 0 IBSIBICIEIC IB 0 IBIE IB IC 0 1 IBIBS EC UCES RC硅管臨界飽和UCES 0 5V深飽和UCES 0 1 0 3V 15 上課可用 工作狀態(tài) 晶體管工作狀態(tài)的判定 3 測(cè)量管壓UBEUCE放大0 7VUCES UCE EC截止 0 EC飽和 0 7V UCES 16 上課可用 2 1 4主要參數(shù) 1 電流放大系數(shù) 直流電流放大系數(shù) 交流電流放大系數(shù) 當(dāng)晶體管接成發(fā)射極電路時(shí) 表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱(chēng)為晶體管的參數(shù) 晶體管的參數(shù)也是設(shè)計(jì)電路 選用晶體管的依據(jù) 注意 和 的含義不同 但在特性曲線(xiàn)近于平行等距并且ICE0較小的情況下 兩者數(shù)值接近 常用晶體管的 值在20 200之間 100左右為宜 17 上課可用 例 在UCE 6V時(shí) 在Q1點(diǎn)IB 40 A IC 1 5mA 在Q2點(diǎn)IB 60 A IC 2 3mA 求 在以后的計(jì)算中 一般作近似處理 Q1 Q2 在Q1點(diǎn) 有 由Q1和Q2點(diǎn) 得 18 上課可用 2 集 基極反向截止電流ICBO ICBO是由少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)所形成的電流 受溫度的影響大 溫度 ICBO ICBO越小越好 硅管的較小1微安以下 19 上課可用 ICEO ICBO ICBO 1 ICBO IC ICE ICBO IB ICEO ICEO受溫度的影響大 溫度 ICEO 所以IC也相應(yīng)增加 三極管的溫度特性較差 3 集 射極反向截止電流 穿透電流 ICEO 20 上課可用 4 集電極最大允許電流ICM 5 集 射極反向擊穿電壓U BR CEO 集電極電流IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的 值的下降 當(dāng) 值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為ICM 當(dāng)集 射極之間的電壓UCE超過(guò)一定的數(shù)值時(shí) 三極管就會(huì)被擊穿 手冊(cè)上給出的數(shù)值是25 C 基極開(kāi)路時(shí)的擊穿電壓U BR CEO 6 集電極最大允許耗散功耗PCM PCM取決于三極管允許的溫升 消耗功率過(guò)大 溫升過(guò)高會(huì)燒壞三極管 PC PCM ICUCE 硅管允許結(jié)溫約為150 C 鍺管約為70 90 C 21 上課可用 ICUCE PCM 安全工作區(qū) 由三個(gè)極限參數(shù)可畫(huà)出三極管的安全工作區(qū) 22 上課可用 晶體管參數(shù)與溫度的關(guān)系 1 溫度每增加10 C ICBO增大一倍 硅管優(yōu)于鍺管 2 溫度每升高1 C UBE將減小 2 2 5 mV 即晶體管具有負(fù)溫度系數(shù) 3 溫度每升高1 C 增加0 5 1 0 23 上課可用 2 2基本放大電路的組成 2 2 1共發(fā)射極基本放大電路組成 共發(fā)射極基本電路 24 上課可用 2 2 2基本放大電路各元件作用 晶體管T 放大元件 iC iB 要保證集電結(jié)反偏 發(fā)射結(jié)正偏 使晶體管工作在放大區(qū) 基極電源EB與基極電阻RB 使發(fā)射結(jié)處于正偏 并提供大小適當(dāng)?shù)幕鶚O電流 共發(fā)射極基本電路 25 上課可用 集電極電源EC 為電路提供能量 并保證集電結(jié)反偏 集電極電阻RC 將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?耦合電容C1 C2 隔離輸入 輸出與放大電路直流的聯(lián)系 同時(shí)使信號(hào)順利輸入 輸出 信號(hào)源 負(fù)載 共發(fā)射極基本電路 26 上課可用 2 2基本放大電路的組成 單電源供電時(shí)常用的畫(huà)法 共發(fā)射極基本電路 27 上課可用 2 2 3共射放大電路的電壓放大作用 無(wú)輸入信號(hào) ui 0 時(shí) uo 0uBE UBEuCE UCE 28 上課可用 結(jié)論 1 無(wú)輸入信號(hào)電壓時(shí) 三極管各電極都是恒定的電壓和電流 IB UBE和IC UCE IB UBE 和 IC UCE 分別對(duì)應(yīng)于輸入 輸出特性曲線(xiàn)上的一個(gè)點(diǎn) 稱(chēng)為靜態(tài)工作點(diǎn) 29 上課可用 UBE 無(wú)輸入信號(hào) ui 0 時(shí) uo 0uBE UBEuCE UCE 有輸入信號(hào) ui 0 時(shí) uCE UCC iCRC uo 0uBE UBE uiuCE UCE uo 2 2 3共射放大電路的電壓放大作用 30 上課可用 結(jié)論 2 加上輸入信號(hào)電壓后 各電極電流和電壓的大小均發(fā)生了變化 都在直流量的基礎(chǔ)上疊加了一個(gè)交流量 但方向始終不變 集電極電流 直流分量 交流分量 動(dòng)態(tài)分析 靜態(tài)分析 31 上課可用 結(jié)論 3 若參數(shù)選取得當(dāng) 輸出電壓可比輸入電壓大 即電路具有電壓放大作用 4 輸出電壓與輸入電壓在相位上相差180 即共發(fā)射極電路具有反相作用 32 上課可用 1 實(shí)現(xiàn)放大的條件 1 晶體管必須工作在放大區(qū) 發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏 2 正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn) 使晶體管工作于放大區(qū) 3 輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流 4 輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓 經(jīng)電容耦合只輸出交流信號(hào) 33 上課可用 2 直 流通路和交流通路 因電容對(duì)交 直流的作用不同 在放大電路中如果電容的容量足夠大 可以認(rèn)為它對(duì)交流分量不起作用 即對(duì)交流短路 而對(duì)直流可以看成開(kāi)路 這樣 交直流所走的通路是不同的 直流通路 無(wú)信號(hào)時(shí)電流 直流電流 的通路 用來(lái)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn) 交流通路 有信號(hào)時(shí)交流分量 變化量 的通路 用來(lái)計(jì)算電壓放大倍數(shù) 輸入電阻 輸出電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù) 34 上課可用 例 畫(huà)出下圖放大電路的直流通路 直流通路 直流通路用來(lái)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)Q IB IC UCE 對(duì)直流信號(hào)電容C可看作開(kāi)路 即將電容斷開(kāi) 斷開(kāi) 斷開(kāi) 35 上課可用 對(duì)交流信號(hào) 有輸入信號(hào)ui時(shí)的交流分量 XC 0 C可看作短路 忽略電源的內(nèi)阻 電源的端電壓恒定 直流電源對(duì)交流可看作短路 短路 短路 對(duì)地短路 交流通路 用來(lái)計(jì)算電壓放大倍數(shù) 輸入電阻 輸出電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù) 36 上課可用 2 放大電路的靜態(tài)分析 靜態(tài) 放大電路無(wú)信號(hào)輸入 ui 0 時(shí)的工作狀態(tài) 分析方法 估算法 圖解法 分析對(duì)象 各極電壓電流的直流分量 所用電路 放大電路的直流通路 設(shè)置Q點(diǎn)的目的 1 使放大電路的放大信號(hào)不失真 2 使放大電路工作在較佳的工作狀態(tài) 靜態(tài)是動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ) 靜態(tài)工作點(diǎn)Q IB IC UCE 靜態(tài)分析 確定放大電路的靜態(tài)值 37 上課可用 2 2 3共射放大電路的電壓放大作用 無(wú)輸入信號(hào) ui 0 時(shí) uo 0uBE UBEuCE UCE 38 上課可用 IB IC UBE UCE直流分量 ib iC ube uce交流分量 iB iC uBE uCE總量 Ib IC Ube Uce交流分量有效值 各種符號(hào)關(guān)系 39 上課可用 結(jié)論 1 無(wú)輸入信號(hào)電壓時(shí) 三極管各電極都是恒定的電壓和電流 IB UBE和IC UCE IB UBE 和 IC UCE 分別對(duì)應(yīng)于輸入 輸出特性曲線(xiàn)上的一個(gè)點(diǎn) 稱(chēng)為靜態(tài)工作點(diǎn) 40 上課可用 UBE 無(wú)輸入信號(hào) ui 0 時(shí) uo 0uBE UBEuCE UCE 有輸入信號(hào) ui 0 時(shí) uCE UCC iCRC uo 0uBE UBE uiuCE UCE uo 2 2 3共射放大電路的電壓放大作用 41 上課可用 結(jié)論 2 加上輸入信號(hào)電壓后 各電極電流和電壓的大小均發(fā)生了變化 都在直流量的基礎(chǔ)上疊加了一個(gè)交流量 但方向始終不變 集電極電流 直流分量 交流分量 動(dòng)態(tài)分析 靜態(tài)分析 42 上課可用 結(jié)論 3 若參數(shù)選取得當(dāng) 輸出電壓可比輸入電壓大 即電路具有電壓放大作用 4 輸出電壓與輸入電壓在相位上相差180 即共發(fā)射極電路具有反相作用 43 上課可用 1 實(shí)現(xiàn)放大的條件 1 晶體管必須工作在放大區(qū) 發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏 2 正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn) 使晶體管工作于放大區(qū) 3 輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流 4 輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓 經(jīng)電容耦合只輸出交流信號(hào) 44 上課可用 2 直 流通路和交流通路 因電容對(duì)交 直流的作用不同 在放大電路中如果電容的容量足夠大 可以認(rèn)為它對(duì)交流分量不起作用 即對(duì)交流短路 而對(duì)直流可以看成開(kāi)路 這樣 交直流所走的通路是不同的 直流通路 無(wú)信號(hào)時(shí)電流 直流電流 的通路 用來(lái)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn) 交流通路 有信號(hào)時(shí)交流分量 變化量 的通路 用來(lái)計(jì)算電壓放大倍數(shù) 輸入電阻 輸出電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù) 45 上課可用 2 3放大電路的靜態(tài)分析 靜態(tài) 放大電路無(wú)信號(hào)輸入 ui 0 時(shí)的工作狀態(tài) 分析方法 估算法 圖解法 分析對(duì)象 各極電壓電流的直流分量 所用電路 放大電路的直流通路 設(shè)置Q點(diǎn)的目的 1 使放大電路的放大信號(hào)不失真 2 使放大電路工作在較佳的工作狀態(tài) 靜態(tài)是動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ) 靜態(tài)工作點(diǎn)Q IB IC UCE 靜態(tài)分析 確定放大電路的靜態(tài)值 46 上課可用 直流通路 直流通路用來(lái)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)Q IB IC UCE 對(duì)直流信號(hào)電容C可看作開(kāi)路 即將電容斷開(kāi) 斷開(kāi) 斷開(kāi) 2 3 1用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn) 47 上課可用 2 3 1用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn) UCC UBE IBRBIB UCC UBE RB UCC RB若UCC UBEIC IB ICEO IBUCE UCC ICRC 48 上課可用 例1 用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn) 已知 UCC 12V RC 4k RB 300k 37 5 解 注意 電路中IB和IC的數(shù)量級(jí)不同 49 上課可用 例2 用估算法計(jì)算圖示電路的靜態(tài)工作點(diǎn) 由例1 例2可知 當(dāng)電路不同時(shí) 計(jì)算靜態(tài)值的公式也不同 由KVL可得 由KVL可得 50 上課可用 2 3 2靜態(tài)圖解法 UBE UCC RBIB IB IBQ 下頁(yè) 翻頁(yè) iB uBE UBE UBEQ 線(xiàn)性部分 非線(xiàn)性部分 線(xiàn)性部分 返回 0 51 上課可用 UCE UCC RCIC IB IBQ Q 翻頁(yè) 直流負(fù)載線(xiàn) 返回 UCC UCC UCE IC IB UBE RB RC 52 上課可用 iC 翻頁(yè) 返回 53 上課可用 圖 a 中 沒(méi)有設(shè)置靜態(tài)偏置 不能放大 圖 b 中 有靜態(tài)偏置 但ui被EB短路 不能引起iB的變化 所以不能放大 翻頁(yè) UCC RC C1 C2 T RL uo ui a 如圖所示電路 能否放大交流信號(hào) 請(qǐng)說(shuō)明理由 思考與練習(xí) 返回 54 上課可用 圖 c 中 有靜態(tài)偏置 有變化的iB和ic 但因沒(méi)有RC 不能把集電極電流的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化送到輸出端 所以不能放大交流電壓信號(hào) 翻頁(yè) 返回 55 上課可用 2 3 4放大電路的動(dòng)態(tài)分析 動(dòng)態(tài) 放大電路有信號(hào)輸入 ui 0 時(shí)的工作狀態(tài) 分析方法 微變等效電路法 圖解法 所用電路 放大電路的交流通路 動(dòng)態(tài)分析 計(jì)算電壓放大倍數(shù)Au 輸入電阻ri 輸出電阻ro等 分析對(duì)象 各極電壓和電流的交流分量 目的 找出Au ri ro與電路參數(shù)的關(guān)系 為設(shè)計(jì)打基礎(chǔ) 56 上課可用 1 微變等效電路法 微變等效電路 把非線(xiàn)性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個(gè)線(xiàn)性電路 即把非線(xiàn)性的晶體管線(xiàn)性化 等效為一個(gè)線(xiàn)性元件 線(xiàn)性化的條件 晶體管在小信號(hào) 微變量 情況下工作 因此 在靜態(tài)工作點(diǎn)附近小范圍內(nèi)的特性曲線(xiàn)可用直線(xiàn)近似代替 微變等效電路法 利用放大電路的微變等效電路分析計(jì)算放大電路電壓放大倍數(shù)Au 輸入電阻ri 輸出電阻ro等 57 上課可用 晶體管的微變等效電路可從晶體管特性曲線(xiàn)求出 當(dāng)信號(hào)很小時(shí) 在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的輸入特性在小范圍內(nèi)可近似線(xiàn)性化 1 晶體管的微變等效電路 UBE 對(duì)于小功率三極管 rbe一般為幾百歐到幾千歐 1 輸入回路 Q 輸入特性 晶體管的輸入電阻 晶體管的輸入回路 B E之間 可用rbe等效代替 即由rbe來(lái)確定ube和ib之間的關(guān)系 58 上課可用 若是小信號(hào)微變量 可用電壓和電流的交流量來(lái)代替 即 UBE ube IB ib UCE uce IC ic 59 上課可用 2 輸出回路 rce愈大 恒流特性愈好因rce阻值很高 一般忽略不計(jì) 晶體管的輸出電阻 輸出特性 輸出特性在線(xiàn)性工作區(qū)是一組近似等距的平行直線(xiàn) 晶體管的電流放大系數(shù) 晶體管的輸出回路 C E之間 可用一受控電流源ic ib等效代替 即由 來(lái)確定ic和ib之間的關(guān)系 一般在20 200之間 在手冊(cè)中常用hfe表示 O 60 上課可用 ib 晶體三極管 微變等效電路 3 晶體管的微變等效電路 晶體管的B E之間可用rbe等效代替 晶體管的C E之間可用一受控電流源ic ib等效代替 61 上課可用 對(duì)交流信號(hào) 有輸入信號(hào)ui時(shí)的交流分量 XC 0 C可看作短路 忽略電源的內(nèi)阻 電源的端電壓恒定 直流電源對(duì)交流可看作短路 短路 短路 對(duì)地短路 交流通路 用來(lái)計(jì)算電壓放大倍數(shù) 輸入電阻 輸出電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù) 62 上課可用 2 放大電路的微變等效電路 將交流通路中的晶體管用晶體管微變等效電路代替即可得放大電路的微變等效電路 交流通路 微變等效電路 63 上課可用 分析時(shí)假設(shè)輸入為正弦交流 所以等效電路中的電壓與電流可用相量表示 微變等效電路 2 放大電路的微變等效電路 將交流通路中的晶體管用晶體管微變等效電路代替即可得放大電路的微變等效電路 64 上課可用 1 電壓放大倍數(shù) 1 帶負(fù)載時(shí)的電壓放大倍數(shù) 2 不帶負(fù)載時(shí)的電壓放大倍數(shù) 翻頁(yè) 返回 65 上課可用 2 放大電路的輸入電阻 對(duì)基本放大電放大電路 翻頁(yè) 返回 Ui rbe Ib Ib Ic RC RB Ii 66 上課可用 3 放大電路的輸出電阻 對(duì)負(fù)載而言 放大電路相當(dāng)于一個(gè)具有內(nèi)阻的信號(hào)源 信號(hào)源的內(nèi)阻就是放大電路的輸出電阻 RS 放大電路 可用外加電壓法求ro 翻頁(yè) U 返回 rbe Ib Ib Ic RC RB Uo RL US Ii RS 67 上課可用 例1 68 上課可用 5 放大電路輸出電阻的計(jì)算 放大電路對(duì)負(fù)載 或?qū)蠹?jí)放大電路 來(lái)說(shuō) 是一個(gè)信號(hào)源 可以將它進(jìn)行戴維寧等效 等效電源的內(nèi)阻即為放大電路的輸出電阻 定義 輸出電阻是動(dòng)態(tài)電阻 與負(fù)載無(wú)關(guān) 輸出電阻是表明放大電路帶負(fù)載能力的參數(shù) 電路的輸出電阻愈小 負(fù)載變化時(shí)輸出電壓的變化愈小 因此一般總是希望得到較小的輸出電阻 69 上課可用 共射極放大電路特點(diǎn) 1 放大倍數(shù)高 2 輸入電阻低 3 輸出電阻高 例3 求ro的步驟 1 斷開(kāi)負(fù)載RL 3 外加電壓 4 求 外加 2 令或 70 上課可用 外加 例4 71 上課可用 動(dòng)態(tài)分析圖解法 RL 由uo和ui的峰值 或峰峰值 之比可得放大電路的電壓放大倍數(shù) 72 上課可用 ib 晶體三極管 微變等效電路 1 晶體管的微變等效電路 晶體管的B E之間可用rbe等效代替 晶體管的C E之間可用一受控電流源ic ib等效代替 73 上課可用 2 放大電路的微變等效電路 將交流通路中的晶體管用晶體管微變等效電路代替即可得放大電路的微變等效電路 交流通路 74 上課可用 3 電壓放大倍數(shù)的計(jì)算 當(dāng)放大電路輸出端開(kāi)路 未接RL 時(shí) 因rbe與IE有關(guān) 故放大倍數(shù)與靜態(tài)IE有關(guān) 負(fù)載電阻愈小 放大倍數(shù)愈小 式中的負(fù)號(hào)表示輸出電壓的相位與輸入相反 例1 75 上課可用 3 電壓放大倍數(shù)的計(jì)算 例2 由例1 例2可知 當(dāng)電路不同時(shí) 計(jì)算電壓放大倍數(shù)Au的公式也不同 要根據(jù)微變等效電路找出ui與ib的關(guān)系 uo與ic的關(guān)系 76 上課可用 4 放大電路輸入電阻的計(jì)算 輸入電阻是對(duì)交流信號(hào)而言的 是動(dòng)態(tài)電阻 ri較小1 Ii大 信號(hào)源的功率大 增加其負(fù)擔(dān) 的后果2 Ui減小 ri上分壓小 Uo減小 3 ri為前級(jí)的負(fù)載ri較小 Au 77 上課可用 78 上課可用 5 放大電路輸出電阻的計(jì)算 定義 輸出電阻是動(dòng)態(tài)電阻 與負(fù)載無(wú)關(guān) 輸出電阻是表明放大電路帶負(fù)載能力的參數(shù) 電路的輸出電阻愈小 負(fù)載變化時(shí)輸出電壓的變化愈小 因此一般總是希望得到較小的輸出電阻 79 上課可用 共射極放大電路特點(diǎn) 1 放大倍數(shù)高 2 輸入電阻低 3 輸出電阻高 例3 求ro的步驟 1 斷開(kāi)負(fù)載RL 3 外加電壓 4 求 外加 2 令或 80 上課可用 外加 例4 81 上課可用 小結(jié) 1 關(guān)于Au 1 RC或RL增大 Au也增大 2 rbe 1 IE一定時(shí) 大 rbe大 但不是成線(xiàn)性比例增加 2 一定時(shí) IE稍增加 rbrbe Au 比 效果好 IE 受限制 82 上課可用 3 uo與ui反相4 考慮電源內(nèi)阻 RS Au U ES UO Ui U ES 2 關(guān)于rirO ri較大好 rO較小好 ri較小1 Ii大 信號(hào)源的功率大 增加其負(fù)擔(dān) 的后果2 Ui減小 ri上分壓小 Uo減小 3 ri為前級(jí)的負(fù)載ri較小 Au rO作為后級(jí)的輸入 相當(dāng)于電源內(nèi)阻 分壓大 帶載能力差 83 上課可用 2 3 5動(dòng)態(tài)分析圖解法 RL 由uo和ui的峰值 或峰峰值 之比可得放大電路的電壓放大倍數(shù) 84 上課可用 2 3 6非線(xiàn)性失真 如果Q設(shè)置不合適 晶體管進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)工作 將造成非線(xiàn)性失真 若Q設(shè)置過(guò)高 動(dòng)畫(huà) 晶體管進(jìn)入飽和區(qū)工作 造成飽和失真 適當(dāng)減小基極電流可消除失真 85 上課可用 若Q設(shè)置過(guò)低 動(dòng)畫(huà) 晶體管進(jìn)入截止區(qū)工作 造成截止失真 適當(dāng)增加基極電流可消除失真 如果Q設(shè)置合適 信號(hào)幅值過(guò)大也可產(chǎn)生失真 減小信號(hào)幅值可消除失真 86 上課可用 2 4靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定 合理設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)是保證放大電路正常工作的先決條件 但是放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)常因外界條件的變化而發(fā)生變動(dòng) 前述的固定偏置放大電路 簡(jiǎn)單 容易調(diào)整 但在溫度變化 三極管老化 電源電壓波動(dòng)等外部因素的影響下 將引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變動(dòng) 嚴(yán)重時(shí)將使放大電路不能正常工作 其中影響最大的是溫度的變化 87 上課可用 2 4 1溫度變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 在固定偏置放大電路中 當(dāng)溫度升高時(shí) UBE ICBO 上式表明 當(dāng)UCC和RB一定時(shí) IC與UBE 以及ICEO有關(guān) 而這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化 溫度升高時(shí) IC將增加 使Q點(diǎn)沿負(fù)載線(xiàn)上移 88 上課可用 iC uCE Q 溫度升高時(shí) 輸出特性曲線(xiàn)上移 固定偏置電路的工作點(diǎn)Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的 為此需要改進(jìn)偏置電路 當(dāng)溫度升高使IC增加時(shí) 能夠自動(dòng)減少I(mǎi)B 從而抑制Q點(diǎn)的變化 保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定 結(jié)論 當(dāng)溫度升高時(shí) IC將增加 使Q點(diǎn)沿負(fù)載線(xiàn)上移 容易使晶體管T進(jìn)入飽和區(qū)造成飽和失真 甚至引起過(guò)熱燒壞三極管 O 89 上課可用 2 4 2分壓式偏置電路 1 穩(wěn)定Q點(diǎn)的原理 基極電位基本恒定 不隨溫度變化 VB 90 上課可用 直流通路 91 上課可用 VB 集電極電流基本恒定 不隨溫度變化 92 上課可用 從Q點(diǎn)穩(wěn)定的角度來(lái)看似乎I2 VB越大越好 但I(xiàn)2越大 RB1 RB2必須取得較小 將增加損耗 降低輸入電阻 而VB過(guò)高必使VE也增高 在UCC一定時(shí) 勢(shì)必使UCE減小 從而減小放大電路輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍 在估算時(shí)一般選取 I2 5 10 IB VB 5 10 UBE RB1 RB2的阻值一般為幾十千歐 2 參數(shù)的選擇 VE VB 93 上課可用 Q點(diǎn)穩(wěn)定的過(guò)程 VE VB VB固定 RE 溫度補(bǔ)償電阻對(duì)直流 RE越大 穩(wěn)定Q點(diǎn)效果越好 對(duì)交流 RE越大 交流損失越大 為避免交流損失加旁路電容CE 94 上課可用 估算法 VB 95 上課可用 動(dòng)態(tài)分析 對(duì)交流 旁路電容CE將RE短路 RE不起作用 Au ri ro與固定偏置電路相同 如果去掉CE Au ri ro 旁路電容 96 上課可用 去掉CE后的微變等效電路 如果去掉CE Au ri ro 97 上課可用 開(kāi)路短路法求 98 上課可用 99 上課可用 無(wú)旁路電容CE 有旁路電容CE Au減小 分壓式偏置電路 ri提高 ro不變 100 上課可用 對(duì)信號(hào)源電壓的放大倍數(shù) 信號(hào)源 考慮信號(hào)源內(nèi)阻RS時(shí) 101 上課可用 例1 在圖示放大電路中 已知UCC 12V RC 6k RE1 300 RE2 2 7k RB1 60k RB2 20k RL 6k 晶體管 50 UBE 0 6V 試求 1 靜態(tài)工作點(diǎn)IB IC及UCE 2 畫(huà)出微變等效電路 3 輸入電阻ri ro及Au 102 上課可用 解 1 由直流通路求靜態(tài)工作點(diǎn) 直流通路 103 上課可用 2 由微變等效電路求Au ri ro 微變等效電路 104 上課可用 開(kāi)路短路法求 105 上課可用 106 上課可用 2 5射極輸出器 因?qū)涣餍盘?hào)而言 集電極是輸入與輸出回路的公共端 所以是共集電極放大電路 因從發(fā)射極輸出 所以稱(chēng)射極輸出器 107 上課可用 求Q點(diǎn) 2 5 1靜態(tài)分析 直流通路 108 上課可用 2 5 2動(dòng)態(tài)分析 1 電壓放大倍數(shù) 電壓放大倍數(shù)Au 1且輸入輸出同相 輸出電壓跟隨輸入電壓 故稱(chēng)電壓跟隨器 微變等效電路 109 上課可用 2 輸入電阻 射極輸出器的輸入電阻高 對(duì)前級(jí)有利 ri與負(fù)載有關(guān) 110 上課可用 3 輸出電阻 射極輸出器的輸出電阻很小 帶負(fù)載能力強(qiáng) 111 上課可用 共集電極放大電路 射極輸出器 的特點(diǎn) 1 電壓放大倍數(shù)小于1 約等于1 2 輸入電阻高 3 輸出電阻低 4 輸出與輸入同相 112 上課可用 射極輸出器的應(yīng)用 主要利用它具有輸入電阻高和輸出電阻低的特點(diǎn) 1 因輸入電阻高 它常被用在多級(jí)放大電路的第一級(jí) 可以提高輸入電阻 減輕信號(hào)源負(fù)擔(dān) 2 因輸出電阻低 它常被用在多級(jí)放大電路的末級(jí) 可以降低輸出電阻 提高帶負(fù)載能力 3 利用ri大 ro小以及Au 1的特點(diǎn) 也可將射極輸出器放在放大電路的兩級(jí)之間 起到阻抗匹配作用 這一級(jí)射極輸出器稱(chēng)為緩沖級(jí)或中間隔離級(jí) 113 上課可用 例1 在圖示放大電路中 已知UCC 12V RE 2k RB 200k RL 2k 晶體管 60 UBE 0 6V 信號(hào)源內(nèi)阻RS 100 試求 1 靜態(tài)工作點(diǎn)IB IE及UCE 2 畫(huà)出微變等效電路 3 Au ri和ro 114 上課可用 解 1 由直流通路求靜態(tài)工作點(diǎn) 直流通路 115 上課可用 2 由微變等效電路求Au ri ro 微變等效電路 116 上課可用 開(kāi)路短路法求 117 上課可用 118 上課可用 2 5射極輸出器 因?qū)涣餍盘?hào)而言 集電極是輸入與輸出回路的公共端 所以是共集電極放大電路 因從發(fā)射極輸出 所以稱(chēng)射極輸出器 119 上課可用 求Q點(diǎn) 2 5 1靜態(tài)分析 直流通路 120 上課可用 2 5 2動(dòng)態(tài)分析 1 電壓放大倍數(shù) 電壓放大倍數(shù)Au 1且輸入輸出同相 輸出電壓跟隨輸入電壓 故稱(chēng)電壓跟隨器 微變等效電路 121 上課可用 2 輸入電阻 射極輸出器的輸入電阻高 對(duì)前級(jí)有利 ri與負(fù)載有關(guān) 122 上課可用 3 輸出電阻 射極輸出器的輸出電阻很小 帶負(fù)載能力強(qiáng) 123 上課可用 共集電極放大電路 射極輸出器 的特點(diǎn) 1 電壓放大倍數(shù)小于1 約等于1 2 輸入電阻高 3 輸出電阻低 4 輸出與輸入同相 124 上課可用 射極輸出器的應(yīng)用 主要利用它具有輸入電阻高和輸出電阻低的特點(diǎn) 1 因輸入電阻高 它常被用在多級(jí)放大電路的第一級(jí) 可以提高輸入電阻 減輕信號(hào)源負(fù)擔(dān) 2 因輸出電阻低 它常被用在多級(jí)放大電路的末級(jí) 可以降低輸出電阻 提高帶負(fù)載能力 3 利用ri大 ro小以及Au 1的特點(diǎn) 也可將射極輸出器放在放大電路的兩級(jí)之間 起到阻抗匹配作用 這一級(jí)射極輸出器稱(chēng)為緩沖級(jí)或中間隔離級(jí) 125 上課可用 例1 在圖示放大電路中 已知UCC 12V RE 2k RB 200k RL 2k 晶體管 60 UBE 0 6V 信號(hào)源內(nèi)阻RS 100 試求 1 靜態(tài)工作點(diǎn)IB IE及UCE 2 畫(huà)出微變等效電路 3 Au ri和ro 126 上課可用 解 1 由直流通路求靜態(tài)工作點(diǎn) 直流通路 127 上課可用 2 由微變等效電路求Au ri ro 微變等效電路 128 上課可用 2 6阻容耦合放大電路2 6 1耦合方式 耦合 在多級(jí)放大電路中 每?jī)蓚€(gè)單級(jí)放大電路之間的連接方式 耦合