第五章 基本放大電路(5.1-5.2)

第二節(jié)放大電路的基本分析方法第三節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路第五章基本放大電路第六節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管放大電路

第五節(jié)多級(jí)放大電路第四節(jié)射極輸出器第一節(jié)放大電路的基本概念第一節(jié)放大電路的基本概念一、概論（什么是放大電路？）二、放大電路的組成三、放大電路的工作情況四、放大電路的性能指標(biāo)一、放大的概念電子學(xué)中放大的目的是將微弱的變化信號(hào)放大成較大的信號(hào)。這里所講的主要是電壓放大電路。電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖：uiuoAu二、放大電路的組成三極管放大電路有三種形式共射放大器以共射放大器為例講解工作原理共基放大器共集放大器1、電路的組成放大元件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。uiuo輸入輸出？參考點(diǎn)RB+ECEBRCC1C2T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)。RB+ECEBRCC1C2T基極電源與基極電阻集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。RB+ECEBRCC1C2T集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。作用：隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時(shí)能使信號(hào)順利輸入輸出。耦合電容：電解電容，有極性。大小為10F~50F耦合電容：電解電容，有極性。大小為10F~50F可以省去電路改進(jìn)：采用單電源供電RB+ECEBRCC1C2T單電源供電電路+ECRCC1C2TRB2、電路元器件的作用

晶體管T--放大元件,iC=iB。要保證發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏,使晶體管工作在放大區(qū)?；鶚O電源EB與基極電阻RB--使發(fā)射結(jié)處于正偏，并提供大小適當(dāng)?shù)幕鶚O電流。共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE集電極電源EC--保證集電結(jié)反偏，并為電路提供能量。集電極電阻RC--將變化的電流轉(zhuǎn)換為變化的電壓。耦合電容C1、C2--隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯(lián)系，同時(shí)使信號(hào)順利輸入、輸出。信號(hào)源負(fù)載共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE實(shí)現(xiàn)放大的條件(1)晶體管必須工作在放大區(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)，使晶體管工作于放大區(qū)。(3)輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。(4)輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓，經(jīng)電容耦合只輸出交流信號(hào)。放大電路不失真的放大信號(hào)，放大電路必須遵循的原則：1、使晶體管處于放大狀態(tài)2、保證信號(hào)電路的暢通3、合理的設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，保證信號(hào)不失真地被放大。三、放大電路的工作情況+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEuo0uBE=UBE+uiuCE=UCE+uoiB=IB+ibiC=IC+icuitOIBiBtOICiCtOuCEtOUCEuotO結(jié)論：(1)加上輸入信號(hào)電壓后，各電極電流和電壓的大小均發(fā)生了變化，都在直流量的基礎(chǔ)上疊加了一個(gè)交流量，但方向始終不變。交直流共存是放大電路的一個(gè)特點(diǎn)。+集電極電流直流分量交流分量動(dòng)態(tài)分析iCtOiCtICOiCticO靜態(tài)分析(2)若參數(shù)選取得當(dāng)，輸出電壓可比輸入電壓大，即電路具有電壓放大作用。(3)輸出電壓與輸入電壓在相位上相差180°，即共發(fā)射極電路具有反相作用。uitOuotO+ECRCC1C2TRSUSIiUiRiR0U0RL三、放大電路的性能指標(biāo)為了描述放大電路質(zhì)量的高低，我引入放大電路性能指標(biāo)的概念，常借助放大電路的交流等效電路來(lái)看常用放大電路的性能指標(biāo)。1、電壓放大倍數(shù)AuuiuoAuAu反映了輸出和輸入的幅值比與相位差。2、輸入電阻Ri放大電路一定要有信號(hào)源為其提供信號(hào)，那么就要從信號(hào)源索取電流。輸入電阻是衡量放大電路從其前級(jí)索取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，從其前級(jí)取得的電流越小，對(duì)前級(jí)的影響越小，輸入端得到的電壓Ui越接近信號(hào)電壓Us。定義：即：Ri越大，Ii就越小，ui就越接近uS（

ui越大）RSUSRiR0U0RL3、輸出電阻Ro放大電路的輸出信號(hào)是提供給負(fù)載的，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個(gè)戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。RSUSRiR0U0RL如何確定電路的輸出電阻Ro？步驟：1.所有的電源置零(將獨(dú)立源置零，保留受控源)。2.加壓求流法。方法一：計(jì)算。方法二：測(cè)量。Uo1.測(cè)量開(kāi)路電壓。~RoUs'2.測(cè)量接入負(fù)載后的輸出電壓。~RoUs'RLUo'步驟：3.計(jì)算。UoUo'4、通頻帶fAuAum0.707AumfL下限截止頻率fH上限截止頻率通頻帶：fbw=fH–fL放大倍數(shù)隨頻率變化曲線——幅頻特性曲線衡量放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力。放大電路分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法第二節(jié)放大電路的基本分析方法靜態(tài)工作點(diǎn)放大電路的性能指標(biāo)一、直流通路和交流通路二、靜態(tài)分析三、動(dòng)態(tài)分析一、直流通路和交流通路放大電路中各點(diǎn)的電壓或電流都是在靜態(tài)直流上附加了小的交流信號(hào)。但是，電容對(duì)交、直流的作用不同。如果電容容量足夠大，可以認(rèn)為它通交流阻直流，即對(duì)交流短路，而對(duì)直流開(kāi)路。這樣，交直流所走的通道是不同的。交流通路：只考慮交流信號(hào)的分電路。直流通路：只考慮直流信號(hào)的分電路。信號(hào)的不同分量可以分別在不同的通路分析。例：對(duì)直流信號(hào)（只有+UCC）開(kāi)路開(kāi)路RB+UCCRCC1C2T直流通道RB+UCCRC對(duì)交流信號(hào)(輸入信號(hào)ui)短路短路置零RB+UCCRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路二、靜態(tài)分析1、估算法（1）根據(jù)直流通道估算IBIBUBERB稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。+UCC直流通道RBRC（2）根據(jù)直流通道估算UCE、IBICUCE直流通道RBRC+UCCIB2、圖解法(1)、先估算IB，ICUCE2、直流負(fù)載線ICUCEUCE~IC滿足什么關(guān)系？1.三極管的輸出特性。2.UCE=UCC–ICRC。ICUCEUCCQ直流負(fù)載線與輸出特性的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)IB直流通道RB+ECRC直流負(fù)載線與輸出特性的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)ICUCEUCCQIB靜態(tài)工作點(diǎn)例：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5。解：請(qǐng)注意電路中IB和IC的數(shù)量級(jí)。動(dòng)態(tài)：放大電路有信號(hào)輸入（ui

0）時(shí)的工作狀態(tài)。分析方法：

微變等效電路法，圖解法。所用電路：

放大電路的交流通路。動(dòng)態(tài)分析:計(jì)算電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。目的：

找出Au、ri、ro與電路參數(shù)的關(guān)系，為設(shè)計(jì)打基礎(chǔ)。三、動(dòng)態(tài)分析RB+UCCRCC1C2Tuiib考慮交流信號(hào)iBuBEuBEiB1、微變等效電路法

微變等效電路：把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。即把非線性的晶體管線性化，等效為線性元件。線性化的條件：晶體管在小信號(hào)（微變量）情況下工作。因此，在靜態(tài)工作點(diǎn)附近小范圍內(nèi)的特性曲線可用直線近似代替。微變等效電路法：利用放大電路的微變等效電路分析計(jì)算放大電路電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。ibicicBCEibib晶體三極管微變等效電路ube+-uce+-ube+-uce+-（1）晶體管的微變等效電路rbeBEC晶體管的B、E之間可用rbe等效代替。晶體管的C、E之間可用一受控電流源ic=ib等效代替。（2）放大電路的微變等效電路將交流通路中的晶體管用晶體管微變等效電路代替即可得放大電路的微變等效電路。ibiceSrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii交流通路微變等效電路RBRCuiuORL++--RSeS+-ibicBCEii（3）放大電路的動(dòng)態(tài)指標(biāo)RBRCRLuiuo1）電壓放大系數(shù)AUrbeIbIbUiRBRCRLIi~IcU0接入負(fù)載放大電路放大倍數(shù)下降。負(fù)載越小放大倍數(shù)越低。不接負(fù)載RLrbeIbIbUiRBRCRLIi~IcU02）輸入電阻riri=Ui/Ii=RB//rbe~~rbe放大電路對(duì)信號(hào)源(或?qū)η凹?jí)放大電路)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)負(fù)載，可用一個(gè)電阻來(lái)等效代替。這個(gè)電阻是信號(hào)源的負(fù)載電阻,也就是放大電路的輸入電阻。輸入電阻是表明放大電路從信號(hào)源吸取電流大小的參數(shù)。電路的輸入電阻愈大，從信號(hào)源取得的電流愈小，因此一般總是希望得到較大的輸入電阻。放大電路對(duì)負(fù)載(或?qū)蠹?jí)放大電路)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)信號(hào)源，可以將它進(jìn)行戴維寧等效，等效電源的內(nèi)阻即為放大電路的輸出電阻。+_RLro+_定義：輸出電阻是動(dòng)態(tài)電阻，與負(fù)載無(wú)關(guān)。輸出電阻是表明放大電路帶負(fù)載能力的參數(shù)。電路的輸出電阻愈小，負(fù)載變化時(shí)輸出電壓的變化愈小，因此一般總是希望得到較小的輸出電阻。RSRL+_Au放大電路+_3）輸出電阻roRB+UCCRCC1C2TRSRLUS已知：UCC=12V，RB=280k，RC=3k，RL=3k，RS=500，

=70。例題：RB+UCCRCC1C2TRSRLUSrbeIbIbUiRBRCRLIi~IcU0RSUS輸入電阻輸出電阻電壓放大系數(shù)如果Q設(shè)置不合適，晶體管進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)工作，將造成非線性失真。若Q設(shè)置過(guò)高晶體管進(jìn)入飽和區(qū)工作，造成飽和失真。適當(dāng)減小基極電流可消除失真。2、放大電