第2章-基本放大電路復(fù)習(xí)課件

1、第二章 基本放大電路2.1放大的概念和電路主要指標(biāo) 2.7場效應(yīng)管放大電路2.6晶體管基本放大電路的派生電路2.5單管放大電路的三種基本接法2.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定2.3放大電路的分析方法2.2基本共射放大電路的工作原理本章重點(diǎn)和考點(diǎn):1.共射放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)分析和動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算。2.放大電路失真分析。3.BJT三種組態(tài)的特點(diǎn)。放大電路沒有輸入信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)。2.2.2 設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性一、靜態(tài)工作點(diǎn) (Quiescent Point)靜 態(tài)工作點(diǎn)Q（直流值）：UBEQ、IBQ、 ICQ 和UCEQ圖 2.2.1基本共射放大電路TICQ= IBQ對于NPN硅管UBEQ0

2、.7V，PNP鍺管UBEQ-0.2VIBQuiOt iB OtuCEOtuoOt iC OtICQUCEQ-+VT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUVCE符號(hào)說明基本共射放大電路的電壓放大作用是利用晶體管的電流放大作用，并依靠RC將電流的變化轉(zhuǎn)化成電壓的變化來實(shí)現(xiàn)的。各電壓、電流的波形 共射極放大電路放大電路如圖所示。已知BJT的 =80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，求：（1）放大電路的Q點(diǎn)。此時(shí)BJT工作在哪個(gè)區(qū)域？（2）當(dāng)Rb=100k時(shí)，放大電路的Q點(diǎn)。此時(shí)BJT工作在哪個(gè)區(qū)域？（忽略BJT的飽和壓降）解：（1）（2）當(dāng)Rb=100k時(shí)，靜態(tài)工作

3、點(diǎn)為Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大區(qū)。其最小值也只能為0，即IC的最大電流為：所以BJT工作在飽和區(qū)。UCEQ不可能為負(fù)值，此時(shí)，Q（120uA，6mA，0V），例題2.3.1 直流通路和交流通路2.3放大電路的分析方法直流通路：電路中只有直流電源作用下時(shí)，直流量所流經(jīng)的通路，用于研究電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。交流通路：在輸入信號(hào)作用下，交流量所流經(jīng)的通路，用于研究電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)。電容視為開路電感線圈視為短路信號(hào)源視為短路，但應(yīng)保留其內(nèi)阻。大電容視為短路無內(nèi)阻的直流電源（如+VCC）視為短路。圖2.3.1 圖2.2.1 所示基本共射放大電路的直流通路和交流通路返回例：基本共射放

4、大電路如右圖所示，試畫出其直流通路和交流通路。輸入交流信號(hào)時(shí)的圖解分析 共射極放大電路通過圖解分析，可得如下結(jié)論： 1. vi vBE iB iC vCE |-vo| 2. vo與vi相位相反； 3. 可以測量出放大電路的電壓放大倍數(shù)； 4. 可以確定最大不失真輸出幅度。# 動(dòng)態(tài)工作時(shí)， iB、 iC的實(shí)際電流方向是否改變，vCE的實(shí)際電壓極性是否改變？BJT的三個(gè)工作區(qū)當(dāng)工作點(diǎn)進(jìn)入飽和區(qū)或截止區(qū)時(shí)，將產(chǎn)生非線性失真。飽和區(qū)特點(diǎn)： iC不再隨iB的增加而線性增加，即此時(shí)截止區(qū)特點(diǎn)：iB=0， iC= ICEOvCE= VCES ，典型值為0.3V三、波形非線性失真的分析1. 靜態(tài)工作點(diǎn)過低，引

5、起 iB、iC、uCE 的波形失真ibui結(jié)論：iB 波形失真OQOttOuBE/ViB / AuBE/ViB / AIBQ 截止失真（動(dòng)畫3-2）iC 、 uCE (uo )波形失真NPN 管截止失真時(shí)的輸出 uo 波形。uo 波形頂部失真uo = uceOiCtOOQ tuCE/VuCE/ViC / mAICQUCEQOIB = 0QtOO NPN 管 uo波形tiCuCE/VuCE/ViC / mAuo = uceib(不失真)ICQUCEQ2. Q 點(diǎn)過高，引起 iC、uCE的波形失真飽和失真uo 波形底部失真3.用圖解法估算最大輸出幅度OiB = 0QuCE/ViC / mAACBD

6、E交流負(fù)載線 輸出波形沒有明顯失真時(shí)能夠輸出最大電壓。即輸出特性的 A、B 所限定的范圍。 Q 盡量設(shè)在線段 AB 的中點(diǎn)。則 AQ = QB，CD = DE問題：如何求最大不失真輸出電壓？Uomax=min(UCEQ-UCES),(UCC/-UCEQ)4.用圖解法分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響（1） 改變 Rb，保持VCC ，Rc ， 不變；OIBiCuCE Q1Rb 增大，Rb 減小，Q 點(diǎn)下移；Q 點(diǎn)上移；Q2OIBiCuCE Q1Q3（2）改變 VCC，保持 Rb，Rc ， 不變； 升高 VCC，直流負(fù)載線平行右移，動(dòng)態(tài)工作范圍增大，但管子的動(dòng)態(tài)功耗也增大。Q23. 改變 Rc，保持

7、Rb，VCC ， 不變；4. 改變 ，保持 Rb，Rc ，VCC 不變；增大 Rc ，直流負(fù)載線斜率改變，則 Q 點(diǎn)向飽和區(qū)移近。OIBiCuCE Q1Q2OIBiCuCE Q1Q2增大 ，ICQ 增大，UCEQ 減小，則 Q 點(diǎn)移近飽和區(qū)。圖 2.4.9 (c)圖 2.4.9 (d)例：在圖示基本共射放大電路中，由于電路參數(shù)的改變使靜態(tài)工作點(diǎn)產(chǎn)生如下圖的變化。試問：（1）靜態(tài)工作點(diǎn)從Q1移到Q2，從Q2移到Q3，從Q3移到Q4分別由于哪些參數(shù)如何變化引起的？（2）四個(gè)靜態(tài)工作點(diǎn)，從輸出電壓的角度看，哪種最易產(chǎn)生截止失真？哪種最易產(chǎn)生飽和失真？哪種情況下最大不失真輸出電壓最大？其值為多少？（3

8、）電路的靜態(tài)工作點(diǎn)為Q4時(shí)，集電極電源VCC為多少伏？集電極電阻R4為多少千歐？2.3.3等效電路法 晶體管在小信號(hào)(微變量)情況下工作時(shí)，可以在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的特性曲線，三極管就可以等效為一個(gè)線性元件。這樣就可以將非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個(gè)線性電路。一、微變等效條件研究的對象僅僅是變化量信號(hào)的變化范圍很小5. H參數(shù)的確定 一般用測試儀測出； rbe 與Q點(diǎn)有關(guān)，可用圖示儀測出。一般也用公式估算 rbe 則 而 (T=300K) 對于低頻小功率管 (100300） IcIbUbeUce三、共射放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析電路動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析就是求解電

9、路電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。解題的方法是：作出h參數(shù)的交流等效電路 圖2.2.5共射極放大電路RbviRcRL（動(dòng)畫3-7）根據(jù)RbviRcRL則電壓增益為（可作為公式）1. 求電壓放大倍數(shù)（電壓增益）2. 求輸入電阻RbRcRLRi3. 求輸出電阻RbRcRLRo令Ro = Rc 所以4.當(dāng)信號(hào)源有內(nèi)阻時(shí)：Ri為放大電路的輸入電阻求Ui.UO.Ui.Us.2.4.2典型的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路穩(wěn)定Q點(diǎn)常引入直流負(fù)反饋或溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ笽BQ在溫度變化時(shí)與ICQ產(chǎn)生相反的變化。一、電路組成和Q點(diǎn)穩(wěn)定原理穩(wěn)定工作點(diǎn)原理目標(biāo)：溫度變化時(shí)，使IC維持恒定。所以 UBQ 不隨溫度變化，電流負(fù)反饋式

10、工作點(diǎn)穩(wěn)定電路T ICQ IEQ UEQ UBEQ (= UBQ UEQ) IBQ ICQ C1RcRb2+VCCC2RL+CeuoRb1ReIBICIEIRuiUEUB圖 2.4.2阻容耦合的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路由于 IR IBQ， 可得(估算)二、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算由于 IR IBQ， 可得(估算)靜態(tài)基極電流Rb2Rb1IBQIRIEQICQC1RcRb2+VCCC2RL+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiRcRb2+VCCRL+uiuoRb1Re三、動(dòng)態(tài)參數(shù)的估算erbe bcRcRL+Rb2Rb1Ui如無旁路電容，動(dòng)態(tài)參數(shù)如何計(jì)算？圖2.4.4(a)無旁路電容時(shí)的交流電路1 3.5.

11、2 射極偏置電路2.5晶體管單管放大電路的三種基本接法三種基本接法共射組態(tài) CE共集組態(tài) CC共基組態(tài) CB2.5.1基本共集放大電路C1Rb+VCCC2RL+Re+RS+圖 2.5.1基本共集放大電路(a)電路一、電路的組成信號(hào)從基極輸入，從發(fā)射極輸出（動(dòng)畫3-6）電壓跟隨器（射極輸出器）1. 電路分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也稱為射極輸出器求靜態(tài)工作點(diǎn)畫小信號(hào)等效電路電壓增益1. 電路分析一般有即其中輸入電阻Ri大？輸出電阻Ro小輸出電阻證明如下： 電路變換對e極列KCL方程：將各支路關(guān)系代入：證畢！ 電壓增益小于1但接近于1， 輸入電阻大，對電壓信號(hào)源衰減小 輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)共集電極電路特點(diǎn)：三

12、、電流放大倍數(shù)所以結(jié)論：電壓放大倍數(shù)恒小于 1，而接近 1，且輸出電壓與輸入電壓同相，又稱射極跟隨器。+_+rbebec圖2.5.2交流等效電路2.5.2共基極放大電路圖 2.5.4共基極放大電路(a)原理電路VEE 保證發(fā)射結(jié)正偏；VCC 保證集電結(jié)反偏；三極管工作在放大區(qū)。(b)實(shí)際電路實(shí)際電路采用一個(gè)電源 VCC ，用 Rb1、Rb2 分壓提供基極正偏電壓。C1C2+_+_ReVEEVCCRcRLTC1C2VCCRb2Rb1+_ReCbRLRc一、靜態(tài)工作點(diǎn)(IBQ , ICQ , UCEQ)圖 2.5.4(c)實(shí)際電路C1C2VCCRb2Rb1+_ReCbRLRcRb2Rb1二、電流放

13、大倍數(shù)微變等效電路由圖可得：所以由于 小于 1 而近似等于 1 ，所以共基極放大電路 沒有電流放大作用。圖 2.5.4(C)共基極放大電路的等效電路+_+_Rerbebec三、電壓放大倍數(shù)由微變等效電路可得共基極放大電路沒有電流放大作用，但是具有電壓放大作用。電壓放大倍數(shù)與共射電路相等，但沒有負(fù)號(hào)，說明該電路輸入、輸出信號(hào)同相位。+_+_Rerbebec四、輸入電阻暫不考慮電阻 Re 的作用五、輸出電阻暫不考慮電阻 RC 的作用 Ro = rcb . 已知共射輸出電阻 rce ，而 rcb 比 rce大 得多，可認(rèn)為rcb (1 + )rce如果考慮集電極負(fù)載電阻，則共基極放大電路的輸出電阻為

14、Ro = Rc / rcb Rc如考慮電阻 Re 的作用2.5.3三種基本組態(tài)的比較大(數(shù)值同共射電路，但同相)小(小于、近于 1 )大(十幾 一幾百) 小 大(幾十 一百以上) 大(幾十 一百以上)電路組態(tài)性能共 射 組 態(tài)共 集 組 態(tài)共 基 組 態(tài)C1C2VCCRb2Rb1+_ReCbRLC1Rb+VCCC2RL+Re+C1Rb+VCCC2RL+Rc2.5.3三種基本組態(tài)的比較 頻率響應(yīng)大(幾百千歐 幾兆歐)小(幾歐 幾十歐)中(幾十千歐幾百千歐)rce小(幾歐 幾十歐)大(幾十千歐以上)中(幾百歐幾千歐) rbe組態(tài)性能共 射 組 態(tài)共 集 組 態(tài)共 基 組 態(tài)差較好好一、復(fù)合管的組成及其電流放大系數(shù)復(fù)合管的構(gòu)成：+uBEiBiB1iC2iCiEiE1 = iB2T1bT2eciC1由兩個(gè)或兩個(gè)以上三極管組成。1.復(fù)合管共射電流放大系數(shù) 值由圖可見2.6晶體管基本放大電路的派生電路2.6.1復(fù)合管放大電路+uBEiBiB1iC2iCiEiE1 = iB2T1bT2eciC1則2.復(fù)合管