電子技術(shù)單管放大器例題PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1電子技術(shù)單管放大器例題電子技術(shù)單管放大器例題(2-2) 11.1 概論11.1.1 放大的概念電子學(xué)中放大的目的是將微弱的變化信號(hào)放大成較大的信號(hào)。這里所講的主要是電壓放大電路。電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖。uiuoAu第1頁(yè)/共55頁(yè)(2-3)11.1.2 放大電路的性能指標(biāo)(1)電壓放大倍數(shù)AuUi和Uo分別是輸入和輸出電壓的有效值。Au=Uo/Ui=AuiuoAu其中A= Uo/Ui，是Uo和Ui的相位差第2頁(yè)/共55頁(yè)(2-4)(2)輸入電阻ri輸入電阻是從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻iiui輸入電阻：ri=ui / ii（加壓求流法）riuSRS信

2、號(hào)源一般來(lái)說(shuō)， ri越大越好。 ri越大，ii就越小，ui就越接近uSAu輸入端輸出端第3頁(yè)/共55頁(yè)(2-5)(3)輸出電阻roAuuS放大電路對(duì)其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個(gè)戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。輸出端rouso輸出端第4頁(yè)/共55頁(yè)(2-6)如何確定電路的輸出電阻？在電路的計(jì)算中求ro有兩個(gè)方法：1、所有的電源（包括信號(hào)源）置零，保留受控源。然后采用加壓求流法。uirousoro=u/i第5頁(yè)/共55頁(yè)(2-7)uo測(cè)量開(kāi)路電壓uo = uso2、開(kāi)路電壓除以短路電流法。rousorousoio測(cè)量短路電流io = uso / ro輸出電阻：

3、uo / io = uso / （ uso / ro ） = ro 第6頁(yè)/共55頁(yè)(2-8)(4)通頻帶fAAm0.7AmfL下限截止頻率fH上限截止頻率通頻帶：fbw=fHfL放大倍數(shù)隨頻率變化曲線幅頻特性曲線三分貝帶寬第7頁(yè)/共55頁(yè)(2-9)11.1.3符號(hào)規(guī)定UA大寫字母、大寫下標(biāo)，表示直流量。uA小寫字母、大寫下標(biāo)，表示全量。ua小寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量。第8頁(yè)/共55頁(yè)(2-10)uAua全量交流分量tUA直流分量 第9頁(yè)/共55頁(yè)(2-11) 11.2 基本放大電路的組成和工作原理三極管放大電路有三種形式共射放大器共基放大器共集放大器以共射放大器為例講解工作原理第10頁(yè)

4、/共55頁(yè)(2-12)RB+ECEBRCC1C2T共射放大電路放大元件iC=iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。uiuo輸入輸出參考點(diǎn)RL第11頁(yè)/共55頁(yè)(2-13)共射放大電路組成使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)IB和UBE。RB+ECEBRCC1C2TRL基極電源與基極電阻第12頁(yè)/共55頁(yè)(2-14)共射放大電路集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。RB+ECEBRCC1C2TRL第13頁(yè)/共55頁(yè)(2-15)共射放大電路集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。RB+ECEBRCC1C2TRL第14頁(yè)/共55頁(yè)(2-16)共射放大電路組成耦合電容：電解電容，

5、有極性，大小為10F50F作用：隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時(shí)能使信號(hào)順利輸入輸出。RB+ECEBRCC1C2TRL+uiuo第15頁(yè)/共55頁(yè)(2-17)單電源供電可以省去RB+ECEBRCC1C2TRL第16頁(yè)/共55頁(yè)(2-18)RB單電源供電+ECRCC1C2TRL第17頁(yè)/共55頁(yè)(2-19)基本放大電路的工作原理RB+ECRCC1C2Tui=0時(shí)由于電源的存在IB0IC0ICIE=IB+ICRLIB無(wú)信號(hào)輸入時(shí)靜態(tài)工作點(diǎn)第18頁(yè)/共55頁(yè)(2-20)基本放大電路的工作原理RB+ECRCC1C2TICUBEUCE( IC,UCE )(IB,UBE)RLIB靜態(tài)工作點(diǎn)第19頁(yè)/共5

6、5頁(yè)(2-21)(IB,UBE) 和( IC,UCE )分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB第20頁(yè)/共55頁(yè)(2-22)RB+ECRCC1C2開(kāi)路開(kāi)路RL放大電路的直流通道第21頁(yè)/共55頁(yè)(2-23)RB+ECRC直流通道第22頁(yè)/共55頁(yè)(2-24)（1）估算IB（ UBE 0.7V)RB+ECRCIBUBEBBECBRUEI BCR7 . 0E BCRE RB稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。用估算法分析放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)（ IB、UBE、IC、UCE）第23頁(yè)/共55頁(yè)(2-25)（2）估算UCE、IcRB+ECRCICU

7、CECCCCERIEU Ic= IB第24頁(yè)/共55頁(yè)(2-26)例：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：EC=12V，RC=4K，RB=300K ，=37.5。解：A40mA04. 030012REIBCB mA5 . 104. 05 .37IIBC V645 . 112RIUUCCCCCE 請(qǐng)注意電路中IB和IC的數(shù)量級(jí)UBE 0.7V第25頁(yè)/共55頁(yè)(2-27)用圖解法分析放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)ICUCEUCE=ECICRCECCCRE直流負(fù)載線與IB所決定的那一條輸出特性曲線的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)QIB靜態(tài)UCE靜態(tài)IC第26頁(yè)/共55頁(yè)(2-28)IBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么變化

8、交流放大原理假設(shè)uBE靜態(tài)工作點(diǎn)的基礎(chǔ)上有一微小的變化 ui靜態(tài)工作點(diǎn)第27頁(yè)/共55頁(yè)(2-29)ICUCEicuCE的變化沿一條直線交流負(fù)載線uCE第28頁(yè)/共55頁(yè)(2-30)RB+ECRCC1C2uiiBiCuCEuo各點(diǎn)波形uo比ui幅度放大且相位相反第29頁(yè)/共55頁(yè)(2-31)實(shí)現(xiàn)放大的條件1、晶體管必須偏置在放大區(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)，使整個(gè)波形處于放大區(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)電容濾波只輸出交流信號(hào)。第30頁(yè)/共55頁(yè)(2-32)11.3 放大電路的分析方法放大電路分析

9、靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法計(jì)算機(jī)仿真第31頁(yè)/共55頁(yè)(2-33)RB+ECRCC1C2對(duì)交流信號(hào)(輸入信號(hào)ui)短路短路置零11.3.1放大器的交流通道RLuiuo1/C0第32頁(yè)/共55頁(yè)(2-34)RBRCRLuiuo交流通道第33頁(yè)/共55頁(yè)(2-35)11.3.2交流負(fù)載線RBRCRLuiuoicuce其中：CLLR/RR uce=-ic（RC/RL） = -ic RL第34頁(yè)/共55頁(yè)(2-36)交流量ic和uce有如下關(guān)系：這就是說(shuō)，交流信號(hào)的變化沿著斜率為：LR1 的直線。這條直線通過(guò)Q點(diǎn)，稱為交流負(fù)載線。uce=-ic（RC/RL） = -ic RL或i

10、c=（-1/ RL） uce第35頁(yè)/共55頁(yè)(2-37)交流負(fù)載線的作法ICUCEECCCREQIB過(guò)Q點(diǎn)作一條直線,斜率為:LR1 交流負(fù)載線直流負(fù)載線第36頁(yè)/共55頁(yè)(2-38)11.3.3 動(dòng)態(tài)分析1、三極管的微變等效電路首先考察輸入回路iBuBE當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，將輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性。uBEiBbbeBBEbeiuiur 對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管BE間等效于電阻rbe。第37頁(yè)/共55頁(yè)(2-39)對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管BE間等效于電阻rbe。becrbeibbeubeubeib第38頁(yè)/共55頁(yè)(2-40)對(duì)于小功率三極管：)mA(I)mV(26)1()(300

11、rEbe rbe的量級(jí)從幾百歐到幾千歐。第39頁(yè)/共55頁(yè)(2-41)考察輸出回路iCuCE)iI (iIibBcCC bBiI 所以：bcii 輸出端相當(dāng)于一個(gè)受 ib控制的電流源。近似平行且電流源兩端還要并聯(lián)一個(gè)大電阻rce。第40頁(yè)/共55頁(yè)(2-42)iCuCEiCuCEcceceiur rce的含義第41頁(yè)/共55頁(yè)(2-43)ubeibuceicuberbeibib rceuceicrce很大，一般忽略。第42頁(yè)/共55頁(yè)(2-44)等效三極管的微變等效電路ebcbecrbeic =ib第43頁(yè)/共55頁(yè)(2-45)2、放大電路的微變等效電路將交流通道中的三極管用微變等效電路代替r

12、beibibiiicuiuoRBRCRL第44頁(yè)/共55頁(yè)(2-46)RBRCRLuiuorbeibibiiicuiuoRBRCRL交流通道微變等效電路第45頁(yè)/共55頁(yè)(2-47)3、電壓放大倍數(shù)的計(jì)算：bebirIU LboRIU beLurRA LCLR/RR 負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRBRCRLiU iI bI cI oU BI 第46頁(yè)/共55頁(yè)(2-48)4、輸入電阻的計(jì)算：對(duì)于為它提供信號(hào)的信號(hào)源來(lái)說(shuō)，電路是負(fù)載，這個(gè)負(fù)載的大小可以用輸入電阻來(lái)表示。輸入電阻的定義：iiIUri 輸入電阻是動(dòng)態(tài)電阻。第47頁(yè)/共55頁(yè)(2-49)iiIUri beBr/R ber 電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。rbeRBRCRLiU iI bI cI oU BI 第48頁(yè)/共55頁(yè)(2-50)5、輸出電阻的計(jì)算：對(duì)于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于信號(hào)源，可以將它進(jìn)行戴維南等效，戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。計(jì)算輸出電阻的方法：所有獨(dú)立電源置零，保留受控源，加壓求流法。第49頁(yè)/共55頁(yè)(2-51)oU oI rbeRBRCiI bI cI bI coooRIUr 所以：用加壓求流法求輸出電阻：00第50頁(yè)/共55頁(yè)(2-52)11.3.4 失真分析：為了得到盡量大的輸出信號(hào)，要把