放大電路性能指標(biāo)及工作原理剖析課件

第二章基本放大電路2.1放大的概念和電路主要指標(biāo)2.2基本共射放大電路的工作原理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單管放大電路的三種基本接法2.6場(chǎng)效應(yīng)管放大電路第二章基本放大電路2.1放大的概念和電路主要指標(biāo)2.2.1放大的概念和電路主要指標(biāo)放大頂部失真底部失真2.1.1放大的概念放大的基本要求：一是能夠放大；二是不失真，只有在不失真的情況下放大才有意義。2.1放大的概念和電路主要指標(biāo)放大頂部失真底部失真2.11、電子學(xué)中放大：電信號(hào)的放大。

∴放大電路基本特征：功率的放大。即負(fù)載上總能獲得比輸入信號(hào)大得多的電壓或電流（可以實(shí)現(xiàn)電壓的放大，也可以是電流的放大），有時(shí)兼而有之。2、放大電路的測(cè)試信號(hào)：正弦信號(hào)將微弱的變化信號(hào)放大成較大的信號(hào)。輸出電壓或電流在幅度上得到了放大，實(shí)現(xiàn)功率的放大。任何穩(wěn)態(tài)信號(hào)都可分解為若干頻率正弦信號(hào)（諧波）的疊加。(電壓或電流)eg：揚(yáng)聲器1、電子學(xué)中放大：電信號(hào)的放大。∴放大電路基本振幅放大，頻率不變.uittuo在輸入信號(hào)的作用下，通過(guò)放大電路將直流電源的能量轉(zhuǎn)換成負(fù)載獲得的能量，所以說(shuō)輸出信號(hào)的能量實(shí)際上是由直流電源提供的。3、放大電路的本質(zhì)：能量的控制和轉(zhuǎn)換。振幅放大，頻率不變.uittuo在輸入信號(hào)的作2.1.1放大電路的性能指標(biāo)信號(hào)源信號(hào)源內(nèi)阻輸入電壓輸出電壓輸入電流輸出電流任何一個(gè)放大電路均可看作一個(gè)兩端口網(wǎng)絡(luò)。對(duì)電路的要求：①要具有放大能力②輸入電阻Ri越大，輸入信號(hào)越接近信號(hào)源②輸入出電阻Ro越小，帶負(fù)載能力越強(qiáng)輸入回路輸出回路2.1.1放大電路的性能指標(biāo)信號(hào)源信號(hào)源內(nèi)阻輸入電壓輸出一、放大倍數(shù)：

表示放大器的放大能力，為輸出量與輸入量之比。1.電壓放大倍數(shù)：2.電流放大倍數(shù)：3.電壓對(duì)電流的放大倍數(shù)：4.電流對(duì)電壓的放大倍數(shù)：量綱:電阻（互阻放大倍數(shù)）（互導(dǎo)放大倍數(shù)）量綱:電導(dǎo)（復(fù)數(shù)，反映了輸出與輸入的幅值比與相位差）（Uo、Ui分別為輸入和輸出電壓的有效值）一、放大倍數(shù)：表示放大器的放大能力，為輸出量與輸入二、輸入電阻Ri從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻：輸入電阻是表明放大電路從信號(hào)源吸取電流能力大小的參數(shù)，Ri越大，放大電路從信號(hào)源吸取的電流越小，信號(hào)源內(nèi)阻上的壓降越小，放大電路所得到的輸入電壓越接近于信號(hào)源電壓，即信號(hào)電壓的損失越小。

一般來(lái)說(shuō)，

Ri越大越好。但為了使輸入電流大一些，則應(yīng)使Ri小一些。二、輸入電阻Ri從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電三、輸出電阻Ro輸出電阻是表明放大電路帶負(fù)載的能力，Ro越小表明放大電路帶負(fù)載的能力越強(qiáng)，反之則弱。RL變化時(shí)，UO也變化，RO越小,UO的變化就越小?？蛰d時(shí)輸出電壓的有效值帶負(fù)載時(shí)輸出電壓的有效值三、輸出電阻Ro輸出電阻是表明放大電路帶負(fù)載的四、通頻帶在輸入信號(hào)頻率較低或較高時(shí)，放大倍數(shù)會(huì)明顯下降，一般情況下，放大電路只適用于放大某一個(gè)特定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)。衡量放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力。放大電路的頻率指標(biāo)通頻帶：fbw=fH

–fL下限截止頻率上限截止頻率注：放大電路的放大倍數(shù)為中頻放大倍數(shù)四、通頻帶在輸入信號(hào)頻率較低或較高時(shí)，放大倍五、非線性失真系數(shù)D

由于晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管等器件具有非線性特性，其線性放大范圍有一定的限度。所以在輸入正弦信號(hào)的幅度超過(guò)一定值時(shí)，輸出的電壓將產(chǎn)生非線性失真。而放大電路的輸出信號(hào)中除基波外，還含有許多諧波分量，即在輸出信號(hào)中產(chǎn)生了輸入信號(hào)中沒(méi)有的新的頻率分量。輸出波形中所有諧波總量與基波成分之比稱為非線性失真系數(shù)D。注：放大電路的輸入信號(hào)不能無(wú)限制增大，太大會(huì)引起失真。五、非線性失真系數(shù)D由于晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管等器六、最大不失真輸出電壓

當(dāng)輸入電壓再增大就會(huì)使輸出波形產(chǎn)生非線性失真時(shí)的輸出電壓稱為最大不失真輸出電壓。

一般，以有效值Uom表示。七、最大輸出功率與效率

在輸出信號(hào)不失真的情況下，負(fù)載上能夠獲得的最大功率稱為最大輸出功率Pom。

輸出信號(hào)的能量實(shí)際上是由直流電源提供的，直流電源能量的利用率稱為效率η。注：放大電路的輸出信號(hào)受限制。PV：電源消耗的功率六、最大不失真輸出電壓當(dāng)輸入電壓再增大就會(huì)使輸2.2基本共射放大電路的工作原理一、基本放大電路的組成及各元件的作用基極電源與基極電阻集電極電阻集電極電源作用：保證發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)作用：為電路提供能量，并保證集電結(jié)反偏作用：將變化的電流轉(zhuǎn)化為變化的電壓（a）輸入信號(hào)Ui為正弦波電壓，當(dāng)ui=0時(shí)，電路處于靜態(tài)。2.2基本共射放大電路的工作原理一、基本放大電路的組成及(b)加交流輸入信號(hào)ui(很?。r(shí)，電路中各處的電壓和電流都隨ui變化。ui變化時(shí)，IB上將疊加一個(gè)動(dòng)態(tài)電流ibIC上也將疊加一個(gè)動(dòng)態(tài)電流iC管壓降UCE也將發(fā)生變化，變化量就是輸出的動(dòng)態(tài)電壓uo，實(shí)現(xiàn)了電壓放大(b)加交流輸入信號(hào)ui(很?。r(shí)，電路中各處的電壓和電二、基本放大電路的工作原理（1）靜態(tài)工作點(diǎn)

未加交流輸入信號(hào)（ui＝0），稱為直流工作狀態(tài)或靜態(tài)。電路中各處的電壓和電流都是不變的直流。用IB、IC、

UBE、UCE，這4個(gè)量來(lái)描述電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，用Q表示。(IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ)靜態(tài)分析:確定放大電路的靜態(tài)值(直流電源單獨(dú)作用)近似估算中：UBEQ=0.7V或0.2V二、基本放大電路的工作原理（1）靜態(tài)工作點(diǎn)未加交流輸

(IB，UBE)和(IC，UCE)分別對(duì)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)Q。(IB，UBE)和(IC，UCE)分別對(duì)（2）放大電路的波形分析加入小的交流信號(hào)ui=0.1sinwt

動(dòng)態(tài)信號(hào)馱載在靜態(tài)之上IB、IC、UBE、UCE-----直流信號(hào)ib、ic、ube、uce------交流信號(hào)iB、iC、uBE、uCE-------交流直流疊加Ib、Ic、Ube、Uce------交流信號(hào)有效值注：放大電路的信號(hào)是動(dòng)態(tài)信號(hào)。與ic相位相反與ui相位相同（2）放大電路的波形分析加入小的交流信號(hào)ui=0.1sinw（3）設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性

為什么放大的對(duì)象是動(dòng)態(tài)信號(hào)，卻要求晶體管在信號(hào)為零時(shí)有合適的直流電流和極間電壓？其峰值小于開(kāi)啟電壓，晶體管工作在截止?fàn)顟B(tài)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)放大。只能在信號(hào)的正半周導(dǎo)通，輸出電壓嚴(yán)重失真。因此，必須讓小的交流信號(hào)疊加在直流之上，才能保證晶體管在整個(gè)信號(hào)周期內(nèi)始終工作在放大狀態(tài)，輸出電壓不產(chǎn)生非線性失真。

設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，首先要解決失真問(wèn)題，但Q點(diǎn)幾乎影響著所有的動(dòng)態(tài)參數(shù)！（3）設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性為什么放大的對(duì)象是三、放大電路的組成原則③晶體管必須工作在放大區(qū)；場(chǎng)效應(yīng)管必須工作在恒流區(qū)。④電阻取值得當(dāng)，與電源配合，使放大管有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。①信號(hào)能夠輸入到放大電路中。②信號(hào)能夠輸出作用于負(fù)載。放大電路必須滿足以下條件：三、放大電路的組成原則③晶體管必須工作在放大區(qū)；場(chǎng)效應(yīng)管必須四、常見(jiàn)的兩種共射放大電路①基極電源與集電極電源合二為一②基極增加了一個(gè)電阻Rb1??

若沒(méi)有基極電阻，靜態(tài)時(shí)輸入端短路，晶體管截止，IBQ=0，電路不能正常工作。特點(diǎn)：輸入信號(hào)與放大電路、放大電路與輸出信號(hào)直接相連（1）直接耦合放大電路∴Rb1必不可少！缺點(diǎn)：輸入信號(hào)在Ｒb上有損失．四、常見(jiàn)的兩種共射放大電路①基極電源與集電極電源合二為一