半導體三極管及基本放大電路

1、半導體三極管及基本放大電路    第 11 章 11.1 基本放大電路的組成及各元件的作用11.2 放大電路的靜態(tài)分析11.3 放大電路的動態(tài)分析11.4 射極輸出器11.5 阻容耦合多級放大電路本章要求:一,理解單管交流放大電路的放大作用;共發(fā)射極放大電路的性能特點和各元件的作用二,掌握靜態(tài)工作點的估算方法和放大電路的微變等效電路分析法.三,了解放大電路輸入和輸出 圖(a)為共射接法的基本放大電路.需要放大的交流信號從輸入端AB送入,放大以后的信號,從輸出端CD取出. 發(fā)射極是輸入回路和輸出回路的公共端,故該電路稱為共射放大電路. +UCCRCC1C2

2、TRBui輸入uo輸出集電極 耦合 uo = 0uBE = UBEuCE = UCE+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOICUCEOIBUBEO結(jié)論:無輸入信號電壓時,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)分別對應于輸入,輸出特性曲線上的一個點,稱為靜態(tài)工作點.QIBUBEQUCEIC靜態(tài)分析分析方法:估算法,圖解法.分析對象:各極電壓電流的直流分量.所用電路:放大電路的直流通路.設置Q點的目的:(1) 使放大電路的放大信號不失真;(2) 使放大電路工作在較佳的工作狀

3、態(tài),靜態(tài)是動態(tài)的基礎.靜態(tài)工作點Q:IB,IC,UCE .靜態(tài)分析:確定放大電路的靜態(tài)值.用估算法確定靜態(tài)值1. 直流通路估算 IB根據(jù)電流放大作用2. 由直流通路估算UCE,IC當UBE(3) 輸入電阻高, 輸出電阻低. 由圖 8 -29 微變等效電路的輸入端還可得出射極輸出器的輸入電阻:ri=Rbrbe+(1+)RLRb(1+)RL (11- 29)式中,(1+)RL是輸出回路的RL折算到基極回路的等效電阻.通常Rb阻值較大,約為幾十千歐姆到幾百千歐姆, 同時(1+)RL的值也大,所以射極輸出器輸入電阻高, 可達幾十千歐姆到幾百千歐姆. 射極輸出器的電壓uoui,當輸入電壓ui一定時,輸出

4、電壓uo相當穩(wěn)定.表明射極輸出器有恒壓輸出特性,故射極輸出器輸出電阻很小.若不計信號源內(nèi)阻時,輸出電阻ro的估算公式為rorbe可見射極輸出器有很小的輸出電阻,一般ro為幾歐姆到幾百歐姆.為了降低輸出電阻值可選用值較大的三極管.三,射極輸出器的應用射極輸出器的特點是電壓跟隨,即輸入電阻很大,輸出電阻很小,電壓放大倍數(shù)接近于1而小于1. 由于具有這些特點,射極輸出器常被用作多級放大電路的輸入級和輸出級或作為隔離用的中間級. 首先,可以利用它作為測量放大器的輸入級.由于它具有輸入電阻高,從信號源取用的電流小的特點,因而它可以提高測量精度并減小對被測電路的影響. 其次,在利用射極輸出器作為中間級時,

5、其高輸入阻抗對前一級影響很小;對后一級來說,因它的輸出電阻低, 又有射極跟隨性,在與輸入電阻不高的共射放大電路配合時,既可保證輸入相位不變,又可起到阻抗變換作用,從而提高多級放大電路的放大能力. 第三,射極輸出器輸出電阻低,所以它帶載能力強. 若放大器的負載是一個變化的負載,在負載變化時,為了保證放大器的輸出電壓比較穩(wěn)定,就要求放大器具有低輸出電阻才行.這時, 就可以用射極輸出器作為放大器的輸出級. 11.5 阻容耦合多級放大電路在實際工作中,為了放大微弱的信號,用一個三極管組成的放大電路,其電壓放大倍數(shù)往往是不夠的.為了達到更高的放大倍數(shù),需要將若干個單管放大電路連接起來, 組成多級放大電路

6、.為了保證信號在各級間不失真地逐級放大,還有些問題需要討論. 二,級間耦合方式在多級放大電路中, 各級之間的連接方式叫級間耦合. 常用的級間耦合有阻容耦合,直接耦合和變壓器耦合.圖 多級放大電路極間耦合方式(a) 阻容耦合; (b) 直接耦合; (c) 變壓器耦合所謂阻容耦合和變壓器耦合,是指兩級放大電路之間通過電容或變壓器連接起來的方式.這兩種耦合方式共同的優(yōu)點是:由于電容器和變壓器的隔離直流作用,各級的直流電路互不相通,因而每一級的靜態(tài)工作點都是相互獨立的,互不影響. 這兩種耦合方式的缺點是: 不適合傳送緩慢變化的信號; 在線性 直接耦合電路適宜集成化產(chǎn)品, 它的應用領域已越來越大. 二,多級放大電路的電壓放大倍數(shù)在多級放大電路中,前一級的輸出電壓就是后一級的輸入電壓,如圖 8 -31 所示.所以,對兩級放大電路, 電壓放大倍數(shù)是同理,對n級放大電路,電壓放大倍數(shù)為Au=Au1·Au2··Aun (11- 31)可見,多級放大電路總的電壓放大倍數(shù),等于每一級電壓放大倍數(shù)的乘積. 圖 計算多級放大電路放大倍數(shù)的方框圖必須指出的是, 以上所指的每一級的電壓放大倍數(shù), 是已經(jīng)把后一級的輸入電阻作為前一級的負載時得出的, 因此它比每一級不帶負載時的放大倍數(shù)要小. 例:電路如圖所示,已知r