2章-基本放大電路課件1

1、PowerPoint電子技術(shù)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)PowerPoint電子模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) * 1、 晶體管工作在放大狀態(tài)的外部條件： 發(fā)射結(jié)正向偏置； 集電結(jié)反向偏置。*2、晶體管三個(gè)極電流關(guān)系：IBICIEIBICIE【】內(nèi)容回顧 * 1、 晶體管工作在放大狀態(tài)的外部條件：*2、晶體管輸入特性IB(A)UBE(V)204060800.40.8【】內(nèi)容回顧輸入特性IB(A)UBE(V)204060800.40.8輸出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A【】內(nèi)容回顧放大區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)輸出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=輸出特性

2、三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn):放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。 即： IC=IB , 且 IC = IBbPNPcebNPNceUCUB UEUCUB IC，UCE0.3V (3) 截止區(qū)： UBEIC，UCE0.3V (3) 截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。 UBE0時(shí)，飽和1）*三極管工作狀態(tài)判斷方法（以NPN硅管為例）當(dāng)vBE0 2）利用晶體管三個(gè)極電位判斷兩個(gè)PN結(jié)的工作情況，確定晶體管的工作狀態(tài)：兩個(gè)PN結(jié)均正向偏置，晶體管處于飽和狀態(tài)；兩個(gè)PN結(jié)均反向偏置，晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)；發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，晶體管處于放大狀態(tài)。 2）利用晶體管三個(gè)極電位判斷兩個(gè)PN結(jié)的工作 3）晶體管工作在放大

3、狀態(tài)時(shí)，三個(gè)極電位的關(guān)系基本滿足： NPN型晶體管Vc、VB、VE電位由高到低, PNP型晶體管Vc、VB、VE電位由低到高; 且硅管UBE= 0.7V,鍺管 UBE= 0.3V 。 3）晶體管工作在放大狀態(tài)時(shí)，三個(gè)極電位的關(guān)系基【例1】現(xiàn)已測得某電路中幾只晶體管三個(gè)極的直流電位如下，各晶體管開啟電壓均為0.5V。試判斷各管的工作狀態(tài)。放大放大飽和截止【例1】現(xiàn)已測得某電路中幾只晶體管三個(gè)極的直流電位如下，各晶【例2】判斷各電路中晶體管是否有可能工作在放大狀態(tài)?！纠?】判斷各電路中晶體管是否有可能工作在放大狀態(tài)。 四、晶體管的主要參數(shù)正確使用、選擇晶體管的主要依據(jù)。 （P34)1、電流放大倍數(shù)

4、 體現(xiàn)晶體管的放大能力。 = IC/ IB 或 =IC/ IB2、極限參數(shù)體現(xiàn)晶體管的使用范圍。 1）最大集電極耗散功率PCM 當(dāng)晶體管正常工作時(shí)，允許的最大功耗是一個(gè)確定值。 PCM = ICM UCEM 在晶體管輸出特性曲線上畫出過耗曲線確定晶體管的工作范圍。 四、晶體管的主要參數(shù)正確使用、選擇晶體管的主要依據(jù)。 iC(mA )1234uCE(V)36912IB=020A40A60A80A100APCM = ICM UCEM晶體管過耗曲線晶體管正常工作區(qū)晶體管過耗區(qū)，為晶體管非工作區(qū)。iC(mA )1234uCE(V)36912IB=0202）最大集電極電流 ICM 在一定條件下，晶體管允

5、許通過的最大電流。3）極間反向擊穿電壓UCBO 、UCEO 晶體管的某一電極開路時(shí)，另外兩個(gè)電極間允許加的最高反向電壓。2）最大集電極電流 ICM五、溫度對晶體管參數(shù)的影響（P36)：溫度升高： ICBO （集電極-基極反向飽和電流） 增大，導(dǎo)致ICEO （穿透電流）增大； IB增大，導(dǎo)致IC增大 UBE減?。ㄘ?fù)溫度系數(shù)）。五、溫度對晶體管參數(shù)的影響（P36)：溫度升高：【例3】測得放大電路中六只晶體管的直流電位如圖所示。在圓圈中畫出管子，并分別說明它們是硅管還是鍺管。解題思路(1)三極管處于放大狀態(tài)(2)確定三個(gè)電極(3)確定三極管為硅管還是鍺管(4)確定為何種類型【例3】測得放大電路中六只

6、晶體管的直流電位如圖所示。在圓圈中【例3】測得放大電路中晶體管的直流電位如圖所示。在圓圈中畫出管子，并分別說明它們是硅管還是鍺管。cccccc硅PNP鍺PNP鍺PNP硅NPN鍺NPN硅NPNbbbbbbeeeeee【例3】測得放大電路中晶體管的直流電位如圖所示。在圓圈中畫出 1.4 場效應(yīng)管（FET）場效應(yīng)管與三極管的區(qū)別與聯(lián)系1、區(qū)別：場效應(yīng)管是電壓控制元件， 即柵源極電壓（uGS）控制漏極電流（iD）； 而三極管是電流控制元件， 即基極電流（iB）控制集電極電流（iC）。2、聯(lián)系：兩種元件在電路中起的作用類似 在模擬電路中具有放大作用； 在數(shù)字電路中起開關(guān)作用。 1.4 場效應(yīng)管（FET）

7、場效應(yīng)管與三極管的區(qū)別與聯(lián)結(jié)型場效應(yīng)管（ JEFT）絕緣柵場效應(yīng)管 （MOS）P溝道N溝道正常工作時(shí)PN結(jié)加反向電壓，P溝道N溝道耗盡型增強(qiáng)型耗盡型均有夾斷電壓uGS（off )且uGS=0時(shí)iD 0。有開啟電壓uon,且uGS=0時(shí)iD = 0。結(jié)型場效應(yīng)管（ JEFT）絕緣柵P溝道N溝道正常工作時(shí)PN第1章 常用電子元器件總結(jié)基本要求：掌握半導(dǎo)體的基本知識；半導(dǎo)體的獨(dú)有特性、半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性，P、N型半導(dǎo)體的載流子數(shù)量特點(diǎn)、 PN的單向?qū)щ娦缘?。掌握二極管、三極管的結(jié)構(gòu)、特性，會進(jìn)行狀態(tài)判斷；3. 了解二極管、三極管的主要參數(shù)。第1章 常用電子元器件總結(jié)基本要求：第2章 基本放大電路 第2

8、章 基本放大電路 第2章 基本放大電路的主要內(nèi)容 2.1 放大的概念和放大電路的主要性能指標(biāo)2.2 基本共射放大電路的基本工作原理2.3 放大電路的分析方法2.4 放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定2.5 晶體管單管放大電路的三種基本接法2.6 晶體管基本放大電路的派生電路第2章 基本放大電路的主要內(nèi)容 2.1 放大的概念和放大2.1.1 放大的概念簡單說就是將小的變成大的2、放大的本質(zhì)是能量的控制和轉(zhuǎn)換；2.1 放大的概念和放大電路的主要性能指標(biāo)對于電子技術(shù)而言： 1、放大是對變化量而言的， 即放大的對象是變化量；3、放大的前提是信號不失真。2.1.1 放大的概念簡單說就是將小的變成大的2、放大2.1

9、.2 放大電路的性能指標(biāo)放大電路常以正弦波作為測試信號。有代表性：任何穩(wěn)態(tài)信號都可分解為若干頻率正弦信號（諧波）的疊加；實(shí)驗(yàn)室容易獲得；容易測量；4. 幅度、頻率容易調(diào)節(jié)。放大電路測試示意圖2.1.2 放大電路的性能指標(biāo)放大電路常以正弦波作為測試信號一、放大倍數(shù)*電壓放大倍數(shù)-衡量放大電路放大能力的指標(biāo)。 定義為輸出量（電壓或電流）和輸入量（電壓或電流）的比值。電流放大倍數(shù)一、放大倍數(shù)*電壓放大倍數(shù)-衡量放大電路放大能力的電壓對電流的放大倍數(shù)電流對電壓的放大倍數(shù)電壓對電流的放大倍數(shù)電流對電壓的放大倍數(shù)二、輸入電阻-體現(xiàn)了放大電路對信號源的影響程度 (或向信號源索取電流的能力)。 從放大電路輸入

10、端看進(jìn)去的等效內(nèi)阻，定義為輸入電壓有效值與輸入電流有效值之比。 Ri越大，Ii 就越小，ui就越接近uS二、輸入電阻-體現(xiàn)了放大電路對信號源的影響程度 (三、輸出電阻 斷開負(fù)載后，向放大電路輸出端看進(jìn)去的等效內(nèi)阻，定義為輸出電壓有效值與輸出電流有效值之比。-表征放大電路帶負(fù)載能力的。三、輸出電阻 斷開負(fù)載后，向放大電路輸出端看進(jìn)AuUS 放大電路對其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號源，我們利用戴維南定理得到其等效電路，這個(gè)等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。roUSAuUS 放大電路對其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號如何確定電路的輸出電阻Ro ？步驟：1. 所有的電源置零 (電流源斷路，電壓源短路，即將獨(dú)立源置零，而保留受

11、控源)。2. 加壓求流法。方法一：計(jì)算。如何確定電路的輸出電阻Ro ？步驟：1. 所有的電源置零 (方法二：測量。Uo 1. 測量開路電壓。roUs2. 測量接入負(fù)載后的輸出電壓。roUsRLUo步驟：3. 計(jì)算。方法二：測量。Uo 1. 測量開路電壓。roUs2. 四、通頻帶-通頻帶用于衡量放大電路對不同頻率信號的放大能力?；蛑阜糯箅娐氛７糯笮盘枙r(shí)對應(yīng)電路的頻帶寬度。fL -下限截止頻率fH -上限截止頻率fbw-通頻帶 （fbw=fH - fL ）-中頻放大倍數(shù)四、通頻帶-通頻帶用于衡量放大電路對不同頻率信號的放2.2.1 基本共射放大電路的組成及各元件的作用 輸入回路與輸出回路均包含有

12、發(fā)射極，故稱之為共射放大電路，并稱公共端為“地”。2.2 基本共射放大電路的工作原理2.2.1 基本共射放大電路的組成及各元件的作用 2.2.1 基本共射放大電路的組成及各元件的作用1、T：放大電路的核心元件，具有電流放大作用， iC= iB 。2.2.1 基本共射放大電路的組成及各元件的作用1、T：放大2、VBB、RB ：保證發(fā)射結(jié)正偏。并提供合適的偏置電流。2、VBB、RB ：保證發(fā)射結(jié)正偏。并提供合適的偏置電流。 即當(dāng)電路中RC不存在時(shí)，電路不具有電壓發(fā)作用。3、VCC、RC：保證集電 結(jié)反偏；VCC ：為輸出提供能量（為小信號轉(zhuǎn)換成大信號提供能量）；RC ：將電流的放大作用轉(zhuǎn) 換為電壓

13、的放大作用。 即當(dāng)電路中RC不存在時(shí)，電路不具有電壓發(fā)作用。3ui=02.2.2 設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性一、靜態(tài)的概念 : 當(dāng)ui=0時(shí)，稱放大電路處于靜態(tài)。ui=02.2.2 設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性一、靜態(tài)的概念 ICQUBEQUCEQIBQ二、靜態(tài)工作點(diǎn) ： 電路處于靜態(tài)時(shí)，晶體管的基極電流IB、集電極電流IC、b-e間電壓UBE、管壓降UCE ， 稱為放大電路的 靜態(tài)工作點(diǎn)Q。常將這四個(gè)物理量記作：IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。ICQUBEQUCEQIBQ二、靜態(tài)工作點(diǎn) ： 常將(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分別對應(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)。IB

14、UBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ在近似估算中常認(rèn)為UBEQ為已知量，對于硅管，取0.7V，對于鍺管，取0.2V。IBQ(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分別對應(yīng)于輸靜態(tài)工作點(diǎn) ： 電路處于靜態(tài)時(shí)，晶體管的基極電流IB、集電極電流IC、b-e間電壓UBE、管壓降UCE稱為放大電路的 靜態(tài)工作點(diǎn)Q。Q記作IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。在近似估算中常認(rèn)為UBEQ為已知量,對于硅管,取0.7V,對于鍺管,取0.2V。靜態(tài)工作點(diǎn) ： Q記作IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。三、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算: *1、放大電路的直流通路：*2、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算：（根據(jù)晶體管電流分配

15、原則）非常 重要！三、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算: *1、放大電路的直流通路：四、 設(shè)置合適靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性 加入信號后，信號峰值小于開啟電壓時(shí)，則在整個(gè)信號周期內(nèi)晶體管始終工作在截止?fàn)顟B(tài)，輸出電壓就嚴(yán)重失真。 如果 A與B短路（ui =0）時(shí)，晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)。 所以電子電路工作時(shí)，始終要有直流量的支持，電路才可以正常工作。四、 設(shè)置合適靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性 加入信號后2.2.3 基本共射放大電路的波形分析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)，表示瞬時(shí)值（交、直流合成量或叫全量）。ua-小寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量。Ua-大寫字母、小寫下標(biāo)，表示有效值。基本共射放大電路

16、的符號表示：2.2.3 基本共射放大電路的波形分析UA-大寫字母、大uAua全量交流分量tUA直流分量 基本共射放大電路的符號表示：uAua全量交流分量tUA直流分量 基本共射放大電路的符號表2.2.3 基本共射放大電路的波形分析uiiBtiCtuCEtiCuCEiB當(dāng)ui 輸入正弦信號時(shí)，則有:ui與uo的相位相反。2.2.3 基本共射放大電路的波形分析uiiBtiCtuC第2章-基本放大電路課件1第2章-基本放大電路課件1第2章-基本放大電路課件1 即: 當(dāng)ui為正弦信號時(shí)，則有： iB = IBQ+ ib iC = ICQ+ ic uCE= UCEQ+ uce = UCEQ- ic RC

17、 即: 當(dāng)ui為正弦信號時(shí)，則有： 基本共射電路的電壓放大作用是利用晶體管的電流放大作用，依靠RC將電流的變化轉(zhuǎn)化成電壓的變化來實(shí)現(xiàn)的。 基本共射電路的電壓放大作用是利用晶體管的電流2.2.4 放大電路的組成原則（P82P83)一、放大電路的組成原則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. 輸入信號能通過輸入回路作用于放大管。4. 輸出回路將變化的電流作用于負(fù)載。2.2.4 放大電路的組成原則（P82P83)一、放大電二、常見的兩種共射放大電路1.直接耦合共射放大電路： 信號源與電路、電路與負(fù)載直接相連。 基本電路的改進(jìn)： a)電源

18、合并； b)電源用電位表示。 為了防止干擾電源、輸入、輸出要求接在一個(gè)公共端，稱為“共地”。 注意：電路元件存在的必要性。二、常見的兩種共射放大電路1.直接耦合共射放大電路： 第2章-基本放大電路課件1*靜態(tài)工作點(diǎn)的Q計(jì)算: （無RL時(shí)）IBQI1I2*靜態(tài)工作點(diǎn)的Q計(jì)算: （無RL時(shí)）IBQI1I2*靜態(tài)工作點(diǎn)的Q計(jì)算: ( RL存在時(shí)）利用戴維南定理：*靜態(tài)工作點(diǎn)的Q計(jì)算: ( RL存在時(shí)）利用戴維南定理：2.阻容耦合共射放大電路 1）電路： C1、C2為耦合電容。在電路中起連接作用，通交流、阻直流，提高電路的放大能力。波形分析與前面一樣，只是更明顯輸入、輸出均為交流信號。2.阻容耦合共射放大電路 1）電路： C1、T: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。T:放大元件iC= iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，Vcc、Rb作用：使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)。Vc