模電2基本放大電路ppt課件

1、第二章第二章 基本放大電路基本放大電路 放大器構(gòu)成及主要技術(shù)指標(biāo)、放大器放大器構(gòu)成及主要技術(shù)指標(biāo)、放大器分析方法、三種組態(tài)放大器。分析方法、三種組態(tài)放大器。 本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：前前 進進返返 回回2.1 2.1 放大的概念放大的概念 1 1信號：電流或電壓。信號：電流或電壓。 信號放大時，放大的是信號的幅度，信號的頻率信號放大時，放大的是信號的幅度，信號的頻率不變。信號放大主要是利用三極管基極電流對集電極不變。信號放大主要是利用三極管基極電流對集電極電流的控制作用電流的控制作用IC=IbIC=Ib或場效應(yīng)管柵極電壓對或場效應(yīng)管柵極電壓對漏極電流的控制作用漏極電流的控制作用Id=gmU

2、gsId=gmUgs）。）。 放大器放大器小信號小信號大信號大信號2放大的概念放大的概念2 .2 .1 原理電路原理電路 主要元件主要元件處于放大狀態(tài)的三極管。處于放大狀態(tài)的三極管。2.2 2.2 基本共射放大電路的工作原理基本共射放大電路的工作原理 為保證三極管的偏置，要加上直流電源。為保證三極管的偏置，要加上直流電源。 為限流，應(yīng)加上降壓電阻。為限流，應(yīng)加上降壓電阻。 為放大信號，加上信號源及輸出端。為放大信號，加上信號源及輸出端。2 .2 .1 原理電路原理電路 主要元件主要元件處于放大狀態(tài)的三極管。處于放大狀態(tài)的三極管。2.2 2.2 單管共發(fā)射極放大電路單管共發(fā)射極放大電路 為保證三

3、極管的偏置，要加上直流電源。為保證三極管的偏置，要加上直流電源。 為限流，應(yīng)加上降壓電阻。為限流，應(yīng)加上降壓電阻。 為放大信號，加上信號源及輸出端。為放大信號，加上信號源及輸出端。2 .2 .2 電路放大工作原理電路放大工作原理 2.2 2.2 單管共發(fā)射極放大電路單管共發(fā)射極放大電路考慮到考慮到uCE = VCC - uCE = VCC - iCRC iCRC ，而，而VCCVCC是固定不是固定不便的，則變化量便的，則變化量uCE uCE = -iCRC = -iCRC 。u ui iuBuBE EiBiBu uO OiC iC =iB =iB uCuCE E2 .2 .3 實際放大器實際放

4、大器 2.2 2.2 單管共發(fā)射極放大電路單管共發(fā)射極放大電路首先改成單電源供電，再首先改成單電源供電，再加上隔直電容，加上隔直電容， 共射放大器共射放大器 共射放大器共射放大器 習(xí)慣畫成：習(xí)慣畫成： 2 .2 .4 放大器構(gòu)成原則放大器構(gòu)成原則 2.2 2.2 單管共發(fā)射極放大電路單管共發(fā)射極放大電路1. 1. 保證三極管發(fā)射結(jié)正偏、保證三極管發(fā)射結(jié)正偏、 集電結(jié)反偏如右圖所示）；集電結(jié)反偏如右圖所示）； 2. 2. 欲放大信號能進入三極管中；欲放大信號能進入三極管中； 3. 3. 所放大信號能傳輸?shù)截撦d上。所放大信號能傳輸?shù)截撦d上。 電路舉例電路舉例 2.2 2.2 單管共發(fā)射極放大電路單

5、管共發(fā)射極放大電路 對于放大器，除分析靜態(tài)量直流量），還要分析如下對于放大器，除分析靜態(tài)量直流量），還要分析如下動態(tài)量交流量）：動態(tài)量交流量）：2.2 2.2 放大電路主要技術(shù)指標(biāo)放大電路主要技術(shù)指標(biāo) 1.1.放大倍數(shù)增益放大倍數(shù)增益AuAu、AiAi3.3.非線性失真系數(shù)非線性失真系數(shù)D D 2.2.最大輸出信號幅度最大輸出信號幅度UomUom、IomIom4.4.輸入電阻輸入電阻Ri Ri 5.5.輸出電阻輸出電阻Ro Ro 6.6.通頻帶通頻帶BW BW 7.7.最大輸出功率最大輸出功率PomPom及轉(zhuǎn)換效率及轉(zhuǎn)換效率 對于放大器，除分析靜態(tài)量直流量），還要分析如下對于放大器，除分析靜態(tài)

6、量直流量），還要分析如下動態(tài)量交流量）：動態(tài)量交流量）：2.2 2.2 放大電路主要技術(shù)指標(biāo)放大電路主要技術(shù)指標(biāo)1.1.放大倍數(shù)增益放大倍數(shù)增益AuAu、AiAiAu=Uo / UiAu=Uo / UiAi=Io / IiAi=Io / IiAus=Uo / Aus=Uo / UsUs 對于放大器，除分析靜態(tài)量直流量），還要分析如下對于放大器，除分析靜態(tài)量直流量），還要分析如下動態(tài)量交流量）：動態(tài)量交流量）：2.2 2.2 放大電路主要技術(shù)指標(biāo)放大電路主要技術(shù)指標(biāo)最大不失真輸最大不失真輸出信號幅值。出信號幅值。2.2.最大輸出信號幅度最大輸出信號幅度UomUom、IomIom 對于放大器，除分

7、析靜態(tài)量直流量），還要分析如下對于放大器，除分析靜態(tài)量直流量），還要分析如下動態(tài)量交流量）：動態(tài)量交流量）：2.2 2.2 放大電路主要技術(shù)指標(biāo)放大電路主要技術(shù)指標(biāo)3.3.非線性失真系數(shù)非線性失真系數(shù)D D 輸出信號輸出信號 uo = u1 + u2 + u3 + uo = u1 + u2 + u3 + 其中，其中， u1u1是基波，是基波， u2 u2 、 u3 u3 、是諧波是諧波 對于放大器，除分析靜態(tài)量直流量），還要分析如下對于放大器，除分析靜態(tài)量直流量），還要分析如下動態(tài)量交流量）：動態(tài)量交流量）：2.2 2.2 放大電路主要技術(shù)指標(biāo)放大電路主要技術(shù)指標(biāo)4.4.輸入電阻輸入電阻RiR

8、iRi=Ui / IiRi=Ui / Ii 對于放大器，除分析靜態(tài)量直流量），還要分析如下對于放大器，除分析靜態(tài)量直流量），還要分析如下動態(tài)量交流量）：動態(tài)量交流量）：2.2 2.2 放大電路主要技術(shù)指標(biāo)放大電路主要技術(shù)指標(biāo)5.5.輸入電阻輸入電阻RoRo實際測量時實際測量時Ro =Ro =（Uo/ Uo - 1Uo/ Uo - 1RL RL Ro=Uo / Ro=Uo / IoIoUs=0Us=0RL=RL= 對于放大器，除分析靜態(tài)量直流量），還要分析如下對于放大器，除分析靜態(tài)量直流量），還要分析如下動態(tài)量交流量）：動態(tài)量交流量）：2.2 2.2 放大電路主要技術(shù)指標(biāo)放大電路主要技術(shù)指標(biāo)6.

9、6.通頻帶通頻帶BW BW BW = fH - fL BW = fH - fL 對于放大器，除分析靜態(tài)量直流量），還要分析如下對于放大器，除分析靜態(tài)量直流量），還要分析如下動態(tài)量交流量）：動態(tài)量交流量）：2.2 2.2 放大電路主要技術(shù)指標(biāo)放大電路主要技術(shù)指標(biāo)= = Pom/PV Pom/PV 7.7.最大輸出功率最大輸出功率PomPom及轉(zhuǎn)換效率及轉(zhuǎn)換效率 附：電路中有關(guān)符號規(guī)定附：電路中有關(guān)符號規(guī)定 直直 流流 量：量： 大寫字母、大寫腳碼大寫字母、大寫腳碼 如如 IB、UCE交流瞬時量：交流瞬時量： 小寫字母、小寫腳碼小寫字母、小寫腳碼 如如 ib、uce交流有效量：交流有效量： 大寫字

10、母、小寫腳碼大寫字母、小寫腳碼 如如 Ib、Ucce交直流總量：交直流總量： 小寫字母、大寫腳碼小寫字母、大寫腳碼 如如 iB、uCE 放大器分析有靜態(tài)分析和動態(tài)分析。其中動態(tài)分析最常放大器分析有靜態(tài)分析和動態(tài)分析。其中動態(tài)分析最常用的方法有圖解法大信號和等效電路法小信號）。用的方法有圖解法大信號和等效電路法小信號）。2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法 一一. .直流等效電路直流通路）直流等效電路直流通路） 2.3.1 放大器直流通路與交流通路放大器直流通路與交流通路 直流信號所通過的線路，用于分析直流量。直流信號所通過的線路，用于分析直流量。 直流通路作法：斷開隔直電容

11、。直流通路作法：斷開隔直電容。 一一. .直流等效電路直流通路）直流等效電路直流通路） 2.3.1 放大器直流通路與交流通路放大器直流通路與交流通路 交流信號所通過的線路，用于分析交流量。交流信號所通過的線路，用于分析交流量。 交流通路作法：短路隔直電容和直流電源。交流通路作法：短路隔直電容和直流電源。 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法二二. .交流等效電路交流通路）交流等效電路交流通路） 在放大電路或其直流通路中，計算在放大電路或其直流通路中，計算IBIB，UBEUBE，ICIC，UCE UCE 。其中，其中， UBE = 0.7VUBE = 0.7VSiSi管或管或

12、0.2V0.2VGeGe管）管）當(dāng)作已知量。當(dāng)作已知量。 2.3.2 靜態(tài)工作點的估算靜態(tài)工作點的估算 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法IB =IB =（Vcc - UBE Vcc - UBE ）/ RB Vcc / RB / RB Vcc / RB IC =IB IC =IB UCE = Vcc -ICRC UCE = Vcc -ICRC 2.3.3 圖解法圖解法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法 先利用估算法計算出先利用估算法計算出IBIB，在輸入特性曲線上作靜態(tài)工作，在輸入特性曲線上作靜態(tài)工作點點Q Q，再在輸出特性曲線上作出直流負載線，再

13、在輸出特性曲線上作出直流負載線uCE=VCC-iCRCuCE=VCC-iCRC，其與其與IBIB的交點及靜態(tài)工作點的交點及靜態(tài)工作點Q Q，直流負載線的斜率為，直流負載線的斜率為-1/RC -1/RC 。一靜態(tài)分析一靜態(tài)分析 2.3.3 圖解法圖解法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法 先利用估算法計算出先利用估算法計算出IBIB，在輸入特性曲線上作靜態(tài)工作，在輸入特性曲線上作靜態(tài)工作點點Q Q，再在輸出特性曲線上作出直流負載線，再在輸出特性曲線上作出直流負載線uCE=VCC-iCRCuCE=VCC-iCRC，其與其與IBIB的交點及靜態(tài)工作點的交點及靜態(tài)工作點Q Q，直

14、流負載線的斜率為，直流負載線的斜率為-1/RC -1/RC 。一靜態(tài)分析一靜態(tài)分析 作出交流負載線斜率為交流負載作出交流負載線斜率為交流負載-1/RL-1/RL、過靜態(tài)工作點、過靜態(tài)工作點Q Q），），2.3.3 圖解法圖解法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法二動態(tài)分析二動態(tài)分析 作出交流負載線斜率為交流負載作出交流負載線斜率為交流負載-1/RL-1/RL、過靜態(tài)工作點、過靜態(tài)工作點Q Q），），2.3.3 圖解法圖解法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法二動態(tài)分析二動態(tài)分析 然后根據(jù)已知的輸入信號然后根據(jù)已知的輸入信號 如如ui=0.05sint

15、(V)ui=0.05sint(V)，分別在輸，分別在輸入特性、輸出特性上的靜態(tài)工作點附近得出動態(tài)范圍，入特性、輸出特性上的靜態(tài)工作點附近得出動態(tài)范圍，作出交流負載線斜率為交流負載作出交流負載線斜率為交流負載-1/RL-1/RL、過靜態(tài)工作點、過靜態(tài)工作點Q Q），然后根據(jù)已知的輸入信號），然后根據(jù)已知的輸入信號 如如ui=0.05sint(V)ui=0.05sint(V)，分，分別在輸入特性、輸出特性上的靜態(tài)工作點附近得出動態(tài)范圍，別在輸入特性、輸出特性上的靜態(tài)工作點附近得出動態(tài)范圍，根據(jù)動態(tài)范圍作出輸入輸出波形，求出根據(jù)動態(tài)范圍作出輸入輸出波形，求出AuAu、AiAi。 2.3.3 圖解法圖

16、解法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法二動態(tài)分析二動態(tài)分析 進而進而作出交流負載線斜率為交流負載作出交流負載線斜率為交流負載-1/RL-1/RL、過靜態(tài)工作點、過靜態(tài)工作點Q Q），然后根據(jù)已知的輸入信號），然后根據(jù)已知的輸入信號 如如ui=0.05sint(V)ui=0.05sint(V)，分，分別在輸入特性、輸出特性上的靜態(tài)工作點附近得出動態(tài)范圍，別在輸入特性、輸出特性上的靜態(tài)工作點附近得出動態(tài)范圍，進而根據(jù)動態(tài)范圍作出輸入輸出波形，求出進而根據(jù)動態(tài)范圍作出輸入輸出波形，求出AuAu、AiAi。 2.3.3 圖解法圖解法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路

17、基本分析方法二動態(tài)分析二動態(tài)分析 1.1.估算估算IBIB，并在輸入特性曲線上標(biāo)出，并在輸入特性曲線上標(biāo)出Q Q點；點；2.3.3 圖解法圖解法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法圖解法步驟小結(jié)：圖解法步驟小結(jié)： 2.2.在輸出特性曲線上作直流負載線，并標(biāo)出在輸出特性曲線上作直流負載線，并標(biāo)出Q Q點；點；3.3.在輸出特性曲線上作交流負載線斜率為在輸出特性曲線上作交流負載線斜率為-1/RL,-1/RL,過過Q Q點）；點）；4.4.根據(jù)已知條件在輸入特性曲線上以靜態(tài)工作點為中心確定輸根據(jù)已知條件在輸入特性曲線上以靜態(tài)工作點為中心確定輸入電流動態(tài)范圍輸入信號擺動范圍），作

18、輸入信號波形；根入電流動態(tài)范圍輸入信號擺動范圍），作輸入信號波形；根據(jù)輸入電流擺動范圍，找出交流負載線與輸出特性曲線的兩個據(jù)輸入電流擺動范圍，找出交流負載線與輸出特性曲線的兩個交點，此為輸出動態(tài)范圍輸出信號擺動范圍），作輸出信號交點，此為輸出動態(tài)范圍輸出信號擺動范圍），作輸出信號波形。波形。5.5.計算計算AuAu、AiAi。2.3.3 圖解法圖解法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法三圖解法應(yīng)用三圖解法應(yīng)用 1.1.分析非線性失真分析非線性失真 設(shè)設(shè)ii=20sint(uA) ii=20sint(uA) （1 1靜態(tài)工作點過低，靜態(tài)工作點過低，出現(xiàn)截止失真。出現(xiàn)截止失真

19、。解決辦法：提高解決辦法：提高Q Q點，可減小點，可減小RBRB。2.3.3 圖解法圖解法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法三圖解法應(yīng)用三圖解法應(yīng)用 1.1.分析非線性失真分析非線性失真 設(shè)設(shè)ii=20sint(uA) ii=20sint(uA) （2 2靜態(tài)工作點過高，靜態(tài)工作點過高，出現(xiàn)飽和失真。出現(xiàn)飽和失真。解決辦法：降低解決辦法：降低Q Q點，可增大點，可增大RBRB。2.3.3 圖解法圖解法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法三圖解法應(yīng)用三圖解法應(yīng)用 1.1.分析非線性失真分析非線性失真 設(shè)設(shè)ii=65sint(uA) ii=65sint

20、(uA) （3 3輸入信號過大，輸入信號過大，出現(xiàn)飽和出現(xiàn)飽和截止失真。截止失真。解決辦法：減小輸入信號。解決辦法：減小輸入信號。2.3.3 圖解法圖解法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法三圖解法應(yīng)用三圖解法應(yīng)用 2.2.分析放大分析放大 最大不失真最大不失真 輸出信號輸出信號 （1 1靜態(tài)工靜態(tài)工 作點較高。作點較高。2.3.3 圖解法圖解法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法三圖解法應(yīng)用三圖解法應(yīng)用 2.2.分析放大分析放大 最大不失真最大不失真 輸出信號輸出信號 （2 2靜態(tài)工靜態(tài)工 作點較低。作點較低。2.3.3 圖解法圖解法 2.3 2.

21、3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法三圖解法應(yīng)用三圖解法應(yīng)用 2.2.分析放大器最大不失真輸出信號分析放大器最大不失真輸出信號 靜態(tài)工作點在位于放大區(qū)中央最佳。靜態(tài)工作點在位于放大區(qū)中央最佳。2.3.3 圖解法圖解法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法三圖解法應(yīng)用三圖解法應(yīng)用 3.3.分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響 （1 1RBRB的影響的影響 直流負載線不變。直流負載線不變。RBRB變大時變大時IBIB減小，減小，Q Q點點下移，易出現(xiàn)截止失下移，易出現(xiàn)截止失真；真；RBRB變小時變小時IBIB減小，減小，Q Q點上移，易出現(xiàn)飽和點

22、上移，易出現(xiàn)飽和失真。失真。 2.3.3 圖解法圖解法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法三圖解法應(yīng)用三圖解法應(yīng)用 3.3.分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響 （2 2RCRC的影響的影響 直流負載線與橫直流負載線與橫軸交點不變，但與縱軸交點不變，但與縱軸交點變化。軸交點變化。RCRC變大變大交點下移，易出現(xiàn)飽交點下移，易出現(xiàn)飽和失真；和失真；RCRC變小時交變小時交點上移，易超出安全點上移，易超出安全區(qū)。區(qū)。 2.3.3 圖解法圖解法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法三圖解法應(yīng)用三圖解法應(yīng)用 3.3.分析電路參數(shù)對靜態(tài)工

23、作點的影響分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響 （3 3VCCVCC的影響的影響 直流負載線平行直流負載線平行移動。移動。VCCVCC變大時直流變大時直流負載線右移，容易超負載線右移，容易超出安全區(qū)；出安全區(qū)；VCCVCC變小時變小時直流負載線左移，容直流負載線左移，容易出現(xiàn)飽和失真。易出現(xiàn)飽和失真。 2.3.3 圖解法圖解法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法三圖解法應(yīng)用三圖解法應(yīng)用 3.3.分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響 （4 4的影響的影響 直流負載線不變，直流負載線不變，IBIB不變。但不變。但變大時，變大時，Q Q點上移，易出現(xiàn)飽和點上移

24、，易出現(xiàn)飽和失真；失真；變小時，變小時，Q Q點點下移，易出現(xiàn)截止失真。下移，易出現(xiàn)截止失真。 2.3.4 微變等效電路法微變等效電路法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法一共射三極管的等效電路一共射三極管的等效電路 1.1.三極管的三極管的h h參數(shù)表達式參數(shù)表達式 BE =f (iBBE =f (iB，CECE） iC = g(iBiC = g(iB，CECE） be = hrebe = hreib + hreib + hrece ce ic = hfe ic = hfeib + hoeib + hoece ce 求全微分并變換求全微分并變換: :簡化形式有效值形式）

25、簡化形式有效值形式）: :Ube = hreIb Ic = Ube = hreIb Ic = hfe Ibhfe Ib又表示為又表示為: :Ic = Ib Ube= rbeIbIc = Ib Ube= rbeIb2.3.4 微變等效電路法微變等效電路法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法一共射三極管的等效電路一共射三極管的等效電路 2.2.三極管三極管h h參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 由由Ube=Ib Ube=Ib 、Ic=rbeIb Ic=rbeIb 得簡化得簡化h h參數(shù)等效電路：參數(shù)等效電路：其中，其中，rbe = rbb+rbe = rbb+（1 +1 +26 /

26、IE26 / IEmAmA）而而rbbrbb一般取一般取300300，或由題意給出。，或由題意給出。 2.3.4 微變等效電路法微變等效電路法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法二放大器微變等效電路二放大器微變等效電路在放大器交流通路中，將三極管用簡化在放大器交流通路中，將三極管用簡化h h參數(shù)等效電路替代：參數(shù)等效電路替代：2.3.4 微變等效電路法微變等效電路法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法三利用等效電路法分析放大器三利用等效電路法分析放大器 先得出放大器的微變等效電路先得出放大器的微變等效電路計算電壓放大倍數(shù)計算電壓放大倍數(shù)AuAuUi

27、= Ib rbe Uo = -Ib Ui = Ib rbe Uo = -Ib RL RL Au = Uo / Ui = -RL/ rbeAu = Uo / Ui = -RL/ rbe計算電流放大倍數(shù)計算電流放大倍數(shù)AiAiIi Ib Io =IbIi Ib Io =IbAi = Io / Ii =Ai = Io / Ii =計算輸入電阻計算輸入電阻RiRiRi = rbeRB Ri = rbeRB rberbe計算輸出電阻計算輸出電阻RoRoRo = RCRo = RC1.1.估算靜態(tài)工作點；估算靜態(tài)工作點； 微變等效電路法步驟小結(jié)：微變等效電路法步驟小結(jié)： 2.2.估算估算rberbe； 3

28、.3.作放大器的交流通路；作放大器的交流通路； 4.4.用用h h參數(shù)等效電路替代三極管，得到放大器微變參數(shù)等效電路替代三極管，得到放大器微變 等效電路；等效電路； 5.5.解有關(guān)動態(tài)量。解有關(guān)動態(tài)量。2.3.4 微變等效電路法微變等效電路法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法2.3.4 微變等效電路法微變等效電路法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法四射極偏置放大器計算四射極偏置放大器計算 先得出放大器的微變等效電路先得出放大器的微變等效電路計算電壓放大倍數(shù)計算電壓放大倍數(shù)AuAuUi = Ib rbe +Ui = Ib rbe +（1+1+IbR

29、E Uo = -IbRE Uo = -Ib RL Ib RL Au = Uo / Ui = -RL/ rbe +Au = Uo / Ui = -RL/ rbe +（1+1+RERE計算電流放大倍數(shù)計算電流放大倍數(shù)AiAiIi Ib Io =IbIi Ib Io =IbAi = Io / Ii =Ai = Io / Ii =計算輸入電阻計算輸入電阻RiRiRi = Ui / Ii = rbe +Ri = Ui / Ii = rbe +（1+1+RERBRERB計算輸出電阻計算輸出電阻RoRoRo = RCRo = RC2.3.4 微變等效電路法微變等效電路法 2.3 2.3 放大電路基本分析方法

30、放大電路基本分析方法四射極偏置放大器計算四射極偏置放大器計算 在該電路中，若發(fā)射極在該電路中，若發(fā)射極接有隔直電容接有隔直電容CeCe，則分析結(jié)，則分析結(jié)果與無果與無RERE放大器結(jié)果相同：放大器結(jié)果相同：Au = -RL/ Au = -RL/ rberbeAi =Ai =Ri rbeRi rbeRo = RCRo = RC2.3.4 微變等效電路法微變等效電路法 2 .3 放大電路基本分析方法放大電路基本分析方法 射極偏置放大器有無射極旁路電容性能比較射極偏置放大器有無射極旁路電容性能比較 Au = -RL/ Au = -RL/ rberbeAi =Ai =Ri rbeRi rbeRo =

31、RCRo = RCAu = -RL/ rbe +Au = -RL/ rbe +（1+1+RE RE （變（變?。┬。〢i = Ai = （不變）（不變） R i = r b e +R i = r b e + （ 1 + 1 + R E R B R E R B （變大）（變大）Ro = RC Ro = RC （不變）（不變）2.4.1 溫度對放大器性能的影響溫度對放大器性能的影響 2.4 2.4 工作點穩(wěn)定問題工作點穩(wěn)定問題 溫度變化時，放大器靜態(tài)工作點不穩(wěn)定，影溫度變化時，放大器靜態(tài)工作點不穩(wěn)定，影響放大器的性能，嚴重時出現(xiàn)失真。響放大器的性能，嚴重時出現(xiàn)失真。構(gòu)成電路時必須做到：構(gòu)成電路時必

32、須做到：IRIRIB IB 普通，普通，IR =(5-10)IBIR =(5-10)IB2.4.2 工作點穩(wěn)定電路工作點穩(wěn)定電路 一電路構(gòu)成一電路構(gòu)成 二靜態(tài)工作點的穩(wěn)定二靜態(tài)工作點的穩(wěn)定 TICIEUEUBEIBTICIEUEUBEIBIC IC 2.4 2.4 工作點穩(wěn)定問題工作點穩(wěn)定問題UB = RB1VCC/(RB1+RB2) UB = RB1VCC/(RB1+RB2) U E = U B - U E = U B - UBE UBE 2.4.2 工作點穩(wěn)定電路工作點穩(wěn)定電路 三靜態(tài)分析三靜態(tài)分析 IC IE = UE/RE IC IE = UE/RE IB =IC/ IB =IC/ U

33、CE = VCC - IC(RC + RE) UCE = VCC - IC(RC + RE) 2.4 2.4 工作點穩(wěn)定問題工作點穩(wěn)定問題2.4.2 工作點穩(wěn)定電路工作點穩(wěn)定電路 四動態(tài)分析四動態(tài)分析 Au = -RL/ Au = -RL/ rberbeAi =Ai =Ri = rbeRBrbe Ri = rbeRBrbe （RB = RB = RB1RB2RB1RB2） Ro = RCRo = RC若不帶旁路電容若不帶旁路電容CE CE Au = -RL/ rbe +Au = -RL/ rbe +（1+1+REREAi =Ai =Ri = rbe +Ri = rbe +（1+1+RERBRE

34、RBRo = RCRo = RC2.5 2.5 放大器三種基本組態(tài)放大器三種基本組態(tài) 放大器有共發(fā)射極、共基極、共集電極三種基本放大器有共發(fā)射極、共基極、共集電極三種基本組態(tài)，三種組態(tài)三極管組態(tài)，三種組態(tài)三極管h h參數(shù)等效電路如下：參數(shù)等效電路如下： 2.5 2.5 放大器三種基本組態(tài)放大器三種基本組態(tài)2.5.1 共集電極放大電路共集電極放大電路 一靜態(tài)分析靜態(tài)工作點）一靜態(tài)分析靜態(tài)工作點） 由由 IBRB + VBE +IBRB + VBE +（1 + 1 + ）IB RE = IB RE = VCC VCC 得得IB=IB=（VCC-VBEVCC-VBE）/RB+/RB+（1+1+RE

35、RE IC = IBIC = IBUCE = VCC -UCE = VCC -（1 + 1 + ）IB IB RE RE （射極輸出器）（射極輸出器） 2.5 2.5 放大器三種基本組態(tài)放大器三種基本組態(tài)2.5.1共集電極放大電路共集電極放大電路二動態(tài)分析二動態(tài)分析 2.5 2.5 放大器三種基本組態(tài)放大器三種基本組態(tài)2.5.1共集電極放大電路共集電極放大電路 二動態(tài)分析二動態(tài)分析 RB RB 較大，可忽略。較大，可忽略。1. 1. 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)AiAiIi Ib IO = -Ii Ib IO = -（1 + 1 + IbIbAi = IO/Ii = -Ai = IO/Ii = -

36、（1 + 1 + ） 2. 2. 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)AuAuUi = Ibrbe + Ui = Ibrbe + （1 + 1 + IbRL IbRL UO =UO =（1 + 1 + IbRL IbRL Au=UO/Ui=rbe+(1+)RL /(1+)RL1 Au=UO/Ui=rbe+(1+)RL /(1+)RL1 （ 但但A VA V1 1 ） RsRs =RsR=RsRB B2.5 2.5 放大器三種基本組態(tài)放大器三種基本組態(tài)2.5.1共集電極放大電路共集電極放大電路 二動態(tài)分析二動態(tài)分析 3. 3. 輸入電阻輸入電阻RiRiI i I b U i = I b r b e I i

37、I b U i = I b r b e +(1+)IbRL +(1+)IbRL Ri=Vi/Ii=rbe+(1+)RLRi=Vi/Ii=rbe+(1+)RL較較大大 4. 4. 輸出電阻輸出電阻RoRo去掉去掉RLRL、短路、短路UsUs、暫不考慮、暫不考慮REREU O = ( r b e + R sU O = ( r b e + R s ) I b ) I b IO=(1+)Ib IO=(1+)Ib Ro=VO/Io=(rbe+RsRo=VO/Io=(rbe+Rs )/(1+)/(1+)較較小小 考慮到考慮到RoRo與與RERE要并聯(lián)要并聯(lián), ,輸出電阻更小。輸出電阻更小。2.5 2.5

38、放大器三種基本組態(tài)放大器三種基本組態(tài)2.5.1共集電極放大電路射極輸出器）共集電極放大電路射極輸出器） 三射極輸出器特點三射極輸出器特點 1. 1. 電壓放大倍數(shù)約等于電壓放大倍數(shù)約等于1 1（1 1）2. 2. 輸入電阻較大輸入電阻較大3. 3. 輸出電阻較小輸出電阻較小 射極輸出器多用于放大器前后級之間的阻抗變射極輸出器多用于放大器前后級之間的阻抗變換，在多級放大器中，常將其用于輸入級和輸出級。換，在多級放大器中，常將其用于輸入級和輸出級。 射極輸出器射極輸出器中間級中間級射極輸出器射極輸出器XiXo2.5 2.5 放大器三種基本組態(tài)放大器三種基本組態(tài)2.5.2 共基極放大電路共基極放大電

39、路 一靜態(tài)分析靜態(tài)工作點）一靜態(tài)分析靜態(tài)工作點） UB = RB1VCC/(RB1+RB2) UB = RB1VCC/(RB1+RB2) U E = U B - U E = U B - UBE UBE IC IE = UE/RE IC IE = UE/RE IB =IC/ IB =IC/ UCE = VCC - IC(RC + RE) UCE = VCC - IC(RC + RE) 共基極放大器共基極放大器h參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路2.5 2.5 放大器三種基本組態(tài)放大器三種基本組態(tài)2.5.2 共基極放大電路共基極放大電路二動態(tài)分析二動態(tài)分析 共基極放大器共基極放大器共基極放大器交流通路共基極

40、放大器交流通路1共基極放大器交流通路共基極放大器交流通路22.5 2.5 放大器三種基本組態(tài)放大器三種基本組態(tài)2.5.2 共基極放大電路共基極放大電路二動態(tài)分析二動態(tài)分析 1. 1. 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)AiAiIi-Ie = -(1+)Ib IO= Ii-Ie = -(1+)Ib IO= Ic = Ib Ic = Ib A i = I O / I i = - A i = I O / I i = - /(1+)= - /(1+)= - 2. 2. 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)AuAuUi = - IbrbeUi = - IbrbeUO = - IbRL UO = - IbRL Au = UO

41、/ Ui = RL/ rbeAu = UO / Ui = RL/ rbe2.5 2.5 放大器三種基本組態(tài)放大器三種基本組態(tài)2.5.2 共基極放大電路共基極放大電路二動態(tài)分析二動態(tài)分析 3. 3. 輸入電阻輸入電阻RiRiIi= - (1+)Ib Ii= - (1+)Ib Ui = - IbrbeUi = - IbrbeRi= Ui/Ii = rbe/(1+)Ri= Ui/Ii = rbe/(1+)較較小小 4. 4. 輸出電阻輸出電阻RoRoRo = RcRo = Rc2.5.3 三種組態(tài)放大器性能比較三種組態(tài)放大器性能比較性能性能組態(tài)組態(tài)共射組態(tài)共射組態(tài)共集組態(tài)共集組態(tài)共基組態(tài)共基組態(tài)Ai

42、AuRiRo頻率頻率響應(yīng)響應(yīng) 大-(1+) -(1+) 大大- 小- RL/ rbe 大1 1 小小RL/ rbe 大rbe rbe 中中rbe+(1+)RLrbe+(1+)RL 大大rbe/(1+) rbe/(1+) 小小Rc Rc 中中(rbe+Rs(rbe+Rs )/(1+)/(1+)小小Rc Rc 中中較較 差差較較 好好好好 場效應(yīng)管具有輸入電阻高的特點，是電壓控制器件，即場效應(yīng)管具有輸入電阻高的特點，是電壓控制器件，即用柵源電壓用柵源電壓uGSuGS控制漏極電流控制漏極電流iDiD。2.6 2.6 場效應(yīng)管放大電路場效應(yīng)管放大電路 一一. .靜態(tài)分析靜態(tài)分析Ui=0Ui=0） 2.

43、6.1 共源放大電路共源放大電路G G極絕緣極絕緣 IG=0IG=01.1.估算法估算法UGS = VGGUGS = VGGID = IDOID = IDOUGS / UT 1)2UGS / UT 1)2UDS = VDD - ID RD UDS = VDD - ID RD 一一. .靜態(tài)分析靜態(tài)分析Ui=0Ui=0） 直流負載線：直流負載線：2.2.圖解法圖解法UDS = VDD ID UDS = VDD ID RDRD直流負載線和直流負載線和UGSUGS負載線的交點即為負載線的交點即為Q Q點。點。2.6.1 共源放大電路共源放大電路二二. .動態(tài)分析等效電路法）動態(tài)分析等效電路法）1.1

44、.共源場效應(yīng)管微變等效電路共源場效應(yīng)管微變等效電路利用全微分求得利用全微分求得IgIg、Id Id ：2.6.1 共源放大電路共源放大電路 Ig = 0 Id = gm Ig = 0 Id = gmUgs + Uds/rDS Ugs + Uds/rDS 其中，其中，二二. .動態(tài)分析等效電路法）動態(tài)分析等效電路法）1.1.共源場效應(yīng)管微變等效電路共源場效應(yīng)管微變等效電路2.6.1 共源放大電路共源放大電路 IG = 0 ID = gm IG = 0 ID = gmUgs + Uds/rDS Ugs + Uds/rDS rDS rDS較大幾百較大幾百k k 以上）以上） ，可忽略，可忽略二二.

45、.動態(tài)分析等效電路法）動態(tài)分析等效電路法）2. 2. 微變等效電路分析場效應(yīng)管放大器微變等效電路分析場效應(yīng)管放大器2.6.1 共源放大電路共源放大電路 首先得出交流通路直流電源短路）首先得出交流通路直流電源短路） 二二. .動態(tài)分析等效電路法）動態(tài)分析等效電路法）2. 2. 微變等效電路分析場效應(yīng)管放大器微變等效電路分析場效應(yīng)管放大器2.6.1 共源放大電路共源放大電路 首先得出交流通路直流電源短路）首先得出交流通路直流電源短路） 再得出放大器微變等效電路再得出放大器微變等效電路 二二. .動態(tài)分析等效電路法）動態(tài)分析等效電路法）2. 2. 微變等效電路分析場效應(yīng)管放大器微變等效電路分析場效應(yīng)管放大器2.6.1 共源放大電路共源放大電路 首先得出交流通路直流電源短路）首先得出交流通路直流電源短路） 再得出放大器微變等效電路再得出放大器微變等效電路 求解動態(tài)量求解動態(tài)量 Ui=UgsUi=UgsUO= -