電子技術(shù)及其應(yīng)用基礎(chǔ)模擬部分李哲英02anal21課件

第2章基本放大器電路

2-1、放大器電路的基本概念與分析方法

2-2、三極管基本放大電路用三極管或場效應(yīng)管組成的放大器電路放大器是組成各種應(yīng)用電路的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)和掌握基本放大器模塊電路的分析方法2-3、場效應(yīng)管基本放大電路2-4、基本放大電路仿真分析

Basicamplifyingcircuits1電子工程系2-1、放大器電路的基本概念與分析方法2-1-1、放大器分析的基本概念

2-1-2、定性分析

Determinedanalysis2-1-3、微變等效電路分析方法micro-equivalentcircuitsanalysis2-1-4、圖解法GraphicmethodBasicconceptandanalysismethod2電子工程系2-1-1、放大器分析的基本概念A(yù)mplifier一、放大器分析的前提條件二、信號放大三、電路參考點(diǎn)與信號參考點(diǎn)四、直流通路和交流通路五、電路工作點(diǎn)六、偏置電路七、輸入電阻與輸出電阻八、器件的輸入與輸出特性九、信號特性3電子工程系二、信號放大SignalamplifyVoltageamplifyvo=AV

·vi

Currentamplify

io=Ai

·ii

2-1-1、放大器分析的基本概念放大電路+-vsrsRL+-vi+-voiiio電壓放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)tV

5電子工程系三、ReferencepointforCircutsandsignalForsignal

以信號電壓為參照物。Thesignalvoltageistheframeofreference2-1-1、放大器分析的基本概念電路參考點(diǎn)電子電路的地電位點(diǎn)，也就是電源的公共端。示例RbRcVccVoVinC2C1RbReVccVoViC2C16電子工程系電路參考點(diǎn)與信號參考點(diǎn)示例1電路參考點(diǎn)RbRcVccVoC2C1Vin信號參考點(diǎn)RbRcVccVoVinC2C17電子工程系四、直流通路和交流通路直流通路DC直流信號所通過的路徑。2-1-1、放大器分析的基本概念交流通路AC交流信號所通過的路徑。示例RevoviVcc+-+-CCRb1CeRcRb2ReVccRb1RcRb2直流通路vovi+-+-Rb1RcRb2交流通路9電子工程系五、電路工作點(diǎn)workpoint電路中半導(dǎo)體器件各電極上的電壓和電極支路中的電流。2-1-1、放大器分析的基本概念QIbVceIcVbeIbIct10電子工程系六、偏置電路biascircuit2-1-1、放大器分析的基本概念為器件提供必要的偏置電壓和電流，使器件工作在放大區(qū)。偏置電阻偏置電阻偏置電阻偏置電阻RbReVccVoViC2C1RbRcVccVoVinC2C1Biasresistor11電子工程系2-1-2、定性分析Determinedanalysis定性分析——確定電路功能和元器件作用，估計(jì)電路參數(shù)。可分為兩種類型：（1）已知電路功能，分析電路是否處于正常工作狀態(tài)；（2）已知電路結(jié)構(gòu)，分析判斷電路正常工作時(shí)應(yīng)有的狀態(tài)，提出電路正常工作的條件。一、三極管放大電路的定性分析二、場效應(yīng)管放大電路的定性分析13電子工程系一、三極管放大電路的定性分析約束條件（1）電路工作在低頻小信號狀態(tài)。（2）電路中的元器件處于正常狀態(tài)。2-1-2、定性分析基本步驟：（1）考察靜態(tài)工作點(diǎn)（2）考察信號輸入端（3）考察電路信號輸出端Transistoramplifier14電子工程系三極管放大電路的定性分析示例例2-1-1定性地分析圖示放大器電路。已知Vcc=9V，Rb1=68kW，

Rb2=22kW，Rc=1kW，

Re=300W，C=Ce=1mF，三極管的rbe=700W，b=50Revovi+Vcc+-+-CCRb1CeRcRb2步驟1：考察靜態(tài)工作點(diǎn)步驟2：考察信號輸入端步驟3：考察信號輸出端步驟4：分析元器件作用Re+VccRb1RcRb2VbVcVevovi+-+-Rb1RcRb2IbIc15電子工程系場效應(yīng)管放大電路的定性分析示例例2-1-1定性地分析圖示放大器電路。步驟2：考察靜態(tài)工作點(diǎn)步驟3：考察信號輸入端步驟4：考察信號輸出端步驟5：分析元器件作用RgVDDvoviRs步驟1：確定場效應(yīng)管類型N溝道絕緣柵MOS管柵源之間無偏置電壓Rg在柵極擊穿時(shí)起保護(hù)信號源的作用對于耗盡型MOS管，小信號可放大對于增強(qiáng)型MOS管，小信號不能放大17電子工程系2-1-3、微變等效電路分析方法交流分析___對輸入為低頻小信號的等效電路進(jìn)行分析。一、二端口網(wǎng)絡(luò)的混合參數(shù)方程二、微變等效電路三、微變等效電路分析18電子工程系一、二端口網(wǎng)絡(luò)的混合參數(shù)方程2-1-3、微變等效電路分析方法二端口網(wǎng)絡(luò)v1i1i2v2++--h參數(shù)19電子工程系三極管微變等效電路示例例2-1-2繪制交流微變等效電路。Revovi+Vcc+-+-CCRb1CeRcRb2vovi+-+-Rb1RcRb2vovi+-+-Rb1Rb2Rcibibicrbebec21電子工程系二、微變等效電路2-1-3、微變等效電路分析方法2、場效應(yīng)管的微變等效電路

id+_hie+__+gvgshrsvdshfsig1/hosidsigdvds(b)iggsdvdsvgs+_(a)+_+__+gvgsgmvgsidsdvds(c)rds22電子工程系場效應(yīng)管微變等效電路示例繪制交流微變等效電路。RgVDDvoviRsRgvoviRs課堂練習(xí)RgvoviRsgmvgsvgsdsgrds23電子工程系三、微變等效電路分析2-1-3、微變等效電路分析方法在低頻小信號條件下，把三極管、場效應(yīng)管線性化，認(rèn)為其參數(shù)是常數(shù)，即低頻小信號器件模型。（1）靜態(tài)工作點(diǎn)估算（2）繪制微變等效電路（3）分析電路行為特性（4）分析電路參數(shù)特性分析步驟：25電子工程系微變等效電路分析示例1

分析圖示電路功能。假設(shè)b=50，Vcc=+5V，RB1=42k，RB2=8k，RC=750，RE=50。VccREvovi+-+-100100RB1RCRB2

1、靜態(tài)工作點(diǎn)估算解：RE+VccRB1RCRB2VbVcVe26電子工程系微變等效電路分析示例1

2、畫微變等效電路Vcc50vovi+-+-10010042k7508kRSvSRLREib

rbeRB2RB1RC27電子工程系微變等效電路分析示例1

4、分析電路參數(shù)特性（1）輸入電阻RSvSRLREib

rbeRB2RB1RC（2）輸出電阻29電子工程系微變等效電路分析示例2

分析圖示電路功能、對交流信號的輸入輸出關(guān)系和參數(shù)特性。分析中假設(shè)三極管T1和T2具有相同的參數(shù)，b=50。1、靜態(tài)工作點(diǎn)估算解：50+Vcc42k7508kVbVcVeVcc10kvoVcc+-10kVcc50v1vi+-+-10010042k7508kT1T2T1管具有固定偏置電路T2管需要由輸入信號提供偏置30電子工程系微變等效電路分析示例2

2、繪制微變等效電路

42kvi8k50750v150ib

rbeT1管微變等效電路voVcc+-10kVcc50v1vi+-+-101042k7508kT1T2T2管微變等效電路rbe10k50ib

vov1取決于前一級31電子工程系微變等效電路分析示例2

3、分析電路行為特性42kvi8k50750v150ib

rbeT1管微變等效電路T2管微變等效電路rbe10k50ib

vov1T2管（無負(fù)載）如果由截止導(dǎo)通如果由導(dǎo)通截止T1管T2管導(dǎo)通T2管截止反相32電子工程系4、參數(shù)特性分析Ro=10k4.2k

vi0.8k50

750rbev110k50ib

50ib

rbevo微變等效電路分析示例2

33電子工程系2-1-4、圖解法分析法目的：

針對給定的三極管或場效應(yīng)管的輸入輸出特性曲線，對電路進(jìn)行基本估算分析。

一、基本分析步驟

二、靜態(tài)工作點(diǎn)與直流負(fù)載線三、動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)與交流負(fù)載線34電子工程系一、圖解法基本分析步驟

2-1-4、圖解分析法vinRbRcvoVCC（1）獲得分析電路中半導(dǎo)體器件的特性曲線。

（2）確定靜態(tài)工作點(diǎn)，繪制直流負(fù)載線。

（3）確定電路動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)，繪制交流負(fù)載線。（4）根據(jù)負(fù)載線確定電路參數(shù)，得到分析結(jié)果。

35電子工程系二、靜態(tài)工作點(diǎn)與直流負(fù)載線

2-1-4、圖解分析法靜態(tài)工作點(diǎn)——指電路在沒有輸入信號時(shí)，三極管或場效應(yīng)管三個(gè)電極所處的電位。

直流負(fù)載線——指在靜態(tài)工作點(diǎn)條件下，電路輸出端沒有連接直流負(fù)載時(shí)電路的工作范圍。求解方法：1）確定與所選定靜態(tài)基極電流Ib相對應(yīng)的曲線。

2）計(jì)算Vce的最大值和最小值。

3）繪制出兩個(gè)極限點(diǎn)之間的直線（直流負(fù)載線）。

4）直流負(fù)載線與Ib的交點(diǎn)Q就是靜態(tài)工作點(diǎn)。

vinRbRcvoVCC