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文檔簡介

基本放大電路的組成及工作原理第2章基本放大電路

放大器的分析方法常見的放大電路放大器的頻率特性多級放大器本章小結(jié)退出主要要求:

了解基本放大電路的組成2.1

基本放大電路的組成及工作原理掌握其工作原理,及靜態(tài)工作點的求解了解放大器的主要性能指標(biāo)退出放大器的作用就是把微弱的電信號不失真的加以放大。2.1.1放大器的電路組成放大器的框圖退出所謂失真,就是輸入信號經(jīng)放大器輸出后,發(fā)生了波形畸變.退出晶體管V具有放大作用,是 放大器的核心;基極電阻Rb,與基極電流集電極電流和三極管的電壓偏置有密切關(guān)系;集電極電阻Rc,把放大的電流轉(zhuǎn)換成電壓輸出;耦合電容C1和C2,具有隔直通交作用,傳遞交流信號又使放大器不受信號源和輸出負(fù)載的影響.按放大目的的不同,放大器又分交流放大器,直流放大器,脈沖放大器,下面以共射極交流基本放大電路為例分析:退出

2.1.2放大器的工作原理適當(dāng)選取Rb,RC,UCC參數(shù),晶體管就能工作在放大區(qū):若晶體管射基極等效動態(tài)電阻為rbe,加入輸入信號ui前iB=

IB,則分析電路:符號說明:以基極電流為例,iB代表基極電流的瞬時值,IB代表直流分量,ib代表交流分量,有效值用Ib表示,復(fù)數(shù)量量用表示.退出退出放大電路的工作原理:

ui經(jīng)過輸入端電容C1與UBE疊加到晶體管輸入端,使基極電流iB發(fā)生變化,進(jìn)而使集電極電流ic發(fā)生變化,ic在RC上的壓降使晶體管輸出端電壓發(fā)生變化,最后經(jīng)過電容C2輸出交流電壓uo(從圖中可見uo與

ui相位相反,稱為放大器的倒相作用,適當(dāng)選取RC,uo會比ui大的多)微弱的電壓信號uiicuoBJTRC利用晶體管的控制作用,把直流電能轉(zhuǎn)化成交流電能退出2.1.3晶體管的直流通路和靜態(tài)工作點晶體管是放大電路的核心,要使晶體管正常發(fā)揮作用,還需要具備一定的外部條件即合適的靜態(tài)工作點。1.靜態(tài)工作點的意義當(dāng)ui

=0時,放大電路中沒有交流成分,稱為靜態(tài),或稱為直流工作狀態(tài)。靜態(tài)工作點可以用晶體管的電流,電壓一組數(shù)值來表示,分別是基極電流IBQ,集電極電流ICQ及集射極電壓UCEQ。它們在三極管特性曲線上所確定的一個點,稱為靜態(tài)工作點,習(xí)慣上常用Q表示,又稱為Q點.退出IBQ太小,交流信號ui的負(fù)半波的全部或部分會使發(fā)射結(jié)進(jìn)入“死區(qū)”,電路處于截止?fàn)顟B(tài),失去對負(fù)半波的正常放大作用;IBQ過大當(dāng)輸入信號正半周到來時,電路會進(jìn)入飽和區(qū),同樣不能正常放大.可見IBQ的值對放大電路工作好壞起著重要作用,此外還有ICQ和UCEQ,Q點是由三者共同決定.理想的Q點應(yīng)處在放大區(qū),當(dāng)?shù)絹頃r,隨成線性變化,在變化內(nèi),輸出特性曲線間隔均勻,不能脫離安全工作區(qū)退出2.求靜態(tài)工作點

處于靜態(tài)狀況下的電路,只有直流成分而無交流成分,可刪去電容,變?yōu)橹绷魍?退出依據(jù)KVL有:UBEQ近似等于二極管的正向電壓值,一般取:UBEQ0.3V(硅管)0.7V(鍺管)UCC

UBEQIBQ≈UCC/

RCICQ+UCEQ-UCC=0ICQ=

IBQ退出注:所述求靜態(tài)工作點的方法是假設(shè)晶體管工作在放大區(qū)的,如果求出管壓降太小,接近零或負(fù)值時,說明集電結(jié)失去正常的反向電壓偏置,晶體管接近或已進(jìn)入飽和區(qū),這時β將逐漸減小或根本無放大作用,此時管壓降近似為零。【例2.1.1】求如圖所示放大電路的靜態(tài)工作點。已知UCC=12V,Rc=2kΩ,

Rb=30kΩ,β=80。解:退出2.1.4放大器的主要性能指標(biāo)1.放大倍數(shù)或增益電壓放大倍數(shù)Au電流放大倍數(shù)Ai功率放大倍數(shù)Ap工程上經(jīng)常用以10為底的對數(shù)來表示電壓放大倍數(shù)和電流放大倍數(shù)的大小,退出2.最大輸出幅度放大器能供給的最大輸出電壓(最大輸出電流)的大小,用Uomax和Iomax表示.3.非線性失真由于晶體管輸入,輸出特性在動態(tài)范圍內(nèi)不可能保持完全的線性,輸出波形不可避免的發(fā)生線性失真.4.輸入電阻從放大電路的輸入端看進(jìn)去的等效電阻被稱為放大電路的輸入電阻,定義為退出5.輸出電阻輸出電阻是從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻※當(dāng)用恒壓源時,總是希望輸入電阻越大越好,可以減小輸入電流,減小信號源內(nèi)阻上的壓降,增加輸出電壓的幅值;放大器的輸出電阻越小越好,增加輸出電壓的穩(wěn)定性,改善負(fù)荷性能退出設(shè)這時放大倍數(shù)為,當(dāng)放大倍數(shù)下降為時,所對應(yīng)頻率分別為上限頻率fH和下限頻率fL,兩頻率之間的頻率范圍,稱為放大器的通頻帶.6.通頻帶放大器對不同頻率的交流信號有著不同的放大倍數(shù),一般說來,頻率太高或太低放大倍數(shù)都要下降,只有對某一頻率段放大倍數(shù)才較高且基本保持不變退出7.最大輸出功率和效率放大器最大輸出功率是指它能向負(fù)載提供的最大交流功率,用Pomax表示.放大器的效率規(guī)定為放大器輸出的最大功率與所消耗的直流電的總功率PE之比,用表示:=Pomax

/PE退出2.2放大器的分析方法

主要要求:

掌握放大器的圖解分析法。了解放大器的偏置電路。掌握微變等效電路分析法。退出2.2.1圖解法圖解法就是在晶體管特性曲線上,用作圖的方法來分析放大電路的性能的方法。1.直流負(fù)載線和靜態(tài)工作點直流負(fù)載線(2,2,1)靜態(tài)時退出由于式(2,2,1)是線性方程,當(dāng)UCC選定后,這條直線就完全由直流負(fù)載電阻Rc確定,所以把這條直線叫做直流負(fù)載線。

直流負(fù)載線的作法是:找出兩個特殊點M(0,UCC)和N(UCC/Rc,0),將M、N連接,其直流負(fù)載線的斜率為退出靜態(tài)工作點①基極電流由KVL得:退出②作直流負(fù)載線則它和IB=40uA曲線的交點,即是靜態(tài)工作點QQ點即為靜態(tài)工作點,讀出輸出曲線上對應(yīng)的數(shù)值是:

IBQ=40uA

ICQ=1.8mAUCEQ=9.2V退出放大電路的輸入端有輸入信號,輸出端開路,這種電路稱為空載放大電路,雖然電壓和電流增加了交流成分,但輸出回路仍與靜態(tài)的直流通路完全一樣。

所以,可用直流負(fù)載線來分析空載時的電壓放大倍數(shù).設(shè)圖中輸入信號電壓③空載時的電壓放大倍數(shù)因為退出根據(jù)iB

的變化情況,可知工作點是在以Q為中心的Q1、Q2兩點之間變化由圖(a)所示基極電流iB

iB

=IBQ+ii=40+20sinωtμA退出畫出iC和uCE的變化曲線如圖(b)所示,它們的表達(dá)式為退出所以電壓放大倍數(shù)為

退出2.交流負(fù)載線和動態(tài)分析①交流通路退出②交流負(fù)載線先畫直流負(fù)載線MN得:這就是交流負(fù)載線由于R’L(=RL∥RC)<<RC,交流負(fù)載線比直流負(fù)載線的斜率的絕對值大,所以更陡些.退出交流負(fù)載線具有如下兩個特點:(1)交流負(fù)載線必通過靜態(tài)工作點,因為當(dāng)輸入信號ui的瞬時值為零時,如忽略電容C1和C2的影響,則電路狀態(tài)和靜態(tài)時相同。(2)另一特點是交流負(fù)載線的斜率由RL’表示。

uCE

=-

icRL’iC=

ICQ+icuCEQ=UCEQ+uce

退出【例2.2.1】如圖所示放大電路,已知UCC=12V,Rc=4kΩ,Rb=300kΩ,RL=4kΩui=0.02sinwtV,晶體管的輸出特性曲線如圖,試畫出直流負(fù)載線和交流負(fù)載線,并計算電壓放大倍數(shù)?●作直流負(fù)載線:iB=40uA曲線與MN交點即為靜態(tài)工作點Q,靜態(tài)值:IBQ=40uA

ICQ=1.5mAUCEQ=6V又退出[解]●作交流負(fù)載線:在軸上定點L,使得OL=6mA,連接ML過Q點作M’N’∥ML,則M’N’

為所求交流負(fù)載線.●用交流負(fù)載線求電壓放大倍數(shù):依照iB的變化,找到交流負(fù)載線上Q1’和Q2’,以Q點為中心,對應(yīng)橫坐標(biāo)即是輸出交流電壓的變化uo=-1.5sinwtV=1.5sin(wt-π)V可見,接入RL以后交流負(fù)載線變變陡,uCE

的變化范圍變小放大倍數(shù)降低了退出③動態(tài)分析動態(tài)范圍:把輸出電壓uO在交流負(fù)載線上的變化范圍線性動態(tài)范圍:靜態(tài)工作點選在放大區(qū)的中間,這時輸出電壓的波形是和輸入電壓波形相似的正弦波。退出假設(shè)靜態(tài)工作點沒有選擇在放大區(qū)中間,沿負(fù)載線偏上或偏下,這時輸出電壓信號以靜態(tài)工作點Q為中心沿負(fù)載線波動,就可能進(jìn)入飽和區(qū)或截止區(qū),輸出電壓信號就不能保證與輸入電壓信號相似,這種情況的輸出信號叫作失真。進(jìn)入截止區(qū)產(chǎn)生的失真稱為截止失真,進(jìn)入飽和區(qū)的失真稱為飽和失真。退出

從以上分析可以看出,靜態(tài)工作點是否選擇合適對克服失真起主要作用。影響靜態(tài)工作點的主要因素有UCC,RC

,

Rb

。這三個因素中,一般UCC確定后不易改變;RC對靜態(tài)工作點影響相比較?。?/p>

Rb是這三個因素中最主要因素,一般可認(rèn)為IBQ與Rb成反比,飽和失真時,應(yīng)增大Rb使IBQ減小,降低工作點Q(或減?。唤刂故д鏁r,應(yīng)減小Rb

,使IBQ增大,來升高靜態(tài)工作點Q.只要調(diào)節(jié)Rb總可以使靜態(tài)工作點工作在放大區(qū)直流負(fù)載線中間,在調(diào)節(jié)有困難時,再考慮調(diào)節(jié)UCC和RC

。合理選擇以上參數(shù),直至波形不失真時為止。退出2.2.2放大器的偏置電路

合理設(shè)置靜態(tài)工作點是保證放大電路正常工作的先決條件。Q點位置過高、過低都可使信號產(chǎn)生失真,前面分析時只考慮放大電路的內(nèi)部因素,在外界條件變化時,也會使靜態(tài)工作點移動,進(jìn)而產(chǎn)生失真。因此設(shè)法穩(wěn)定靜態(tài)工作點是一個重要問題.退出1.靜態(tài)工作點不穩(wěn)定的原因靜態(tài)工作點不穩(wěn)定的原因很多,如溫度變化,電源波動,元件老化而使參數(shù)發(fā)生變化等,其中最主要的是溫度變化的影響.退出(1)溫度變化時對ICEO的影響

溫度上升,反向飽和電流ICBO增加,穿透電ICEO=(1+β)ICBO也增加。反映在輸出特性曲線上是使其上移。iC增加.

溫度每增加12℃(8℃),鍺管(硅管)ICEO增大到原來的2倍.(2)溫度變化時對uBE影響

溫度上升,發(fā)射結(jié)電壓uBE下降,在外加電壓和電阻不變的情況下,使基極電流iB上升。iC增加.uBE的溫度系數(shù)為-2~2.5mv/℃.(3)溫度變化時對

影響溫度上升,使三極管的電流放大倍數(shù)β增大,使特性曲線間距增大。iC增加溫度每增加1℃,β相應(yīng)增加0.5%~1%.退出

綜上,當(dāng)溫度增加時,晶體管的ICEO,uBE,β參數(shù)都將改變,最終結(jié)果使Q點上移,造成電路的不穩(wěn)定.

設(shè)想:如果改進(jìn)電路使iC增加的同時iB減小,反饋回來控制iC達(dá)到自動穩(wěn)定靜態(tài)工作點的目的.退出2.分壓式偏置電路◆電路特點利用Rb1,Rb2分壓,選擇適當(dāng)參數(shù),固定基極電位:iC溫度iCiEuEuBEiB溫度iCiEuEuBEiBiC退出◆靜態(tài)工作點的估算根據(jù)UB=UCCRb2/(Rb1+Rb2)有,退出【例2.2.2】在圖所示電路中,已知UCC=12V,

Rc=2kΩ,Rb1=20kΩ,Rb2=10kΩ,RL=6kΩ,

Re=2kΩ,晶體管3DG6β=37.5。試求靜態(tài)工作點.靜態(tài)工作點為:退出[解]2.2.3微變等效電路分析法

圖解法分析放大電路比較直觀,但不易進(jìn)行定量分析,在計算交流時比較困難,因此現(xiàn)在討論微變等效電路法.

在小信號條件下,在給定的工作范圍內(nèi),將晶體管看成一個線性元件,把晶體管放大電路等效成一個線性電路來分析計算,這種方法就是微變等效電路分析法.晶體管的微變等效電路(1)晶體管的輸入回路

晶體管的輸入特性曲線是非線性的,但在小信號輸入情況下,靜態(tài)工作點Q附近的工作段可認(rèn)為是一條直線.退出定義式中,

ube,ib是交流量,rbe稱為晶體管的輸入電阻,它是一個動態(tài)電阻,這樣就可以把晶體管的輸入回路等效成如圖所示.退出對于低頻小功率晶體管,rbe常用下面公式來估算:式中,IE是發(fā)射極電流的靜態(tài)值,近似為ICQ(2)晶體管的輸出回路在晶體管的輸出特性曲線中可以看出,在放大區(qū)內(nèi),輸出曲線是一組近似水平平行和等間隔的直線如圖示,忽略uCE對iC的影響,則ΔiC與ΔiB之比為小信號條件下,β是常數(shù),iC受

iB控制,因此考慮用受控源等效退出放大電路的微變等效電路

在晶體管微變等效電路的基礎(chǔ)上,以共發(fā)射極電路為例,分析放大電路的等效電路退出直流電源內(nèi)阻很小,常常忽略不記,交流時可視為短路C1和C2在一定頻率范圍內(nèi),容抗很小,可視為為短路輸入信號為正弦量,故可用相量表示法退出參數(shù)的計算(1)電壓放大倍數(shù)定義為輸出電壓與輸入電壓的比值,用表示由圖負(fù)號表示輸入電壓與輸出電壓反相,RL’<RC,可見接上負(fù)載后放大倍數(shù)降低了退出(2)輸入電阻和輸出電阻輸入電阻從輸入端看進(jìn)去的等效電阻,定義為輸入電壓和輸入電流的比值,用來表示對于共發(fā)射極低頻電壓放大電路,約為1KΩ,輸入電阻不高在圖中,

越大,放大電路從信號源取得的信號也越大退出輸出電阻從輸出端看進(jìn)去的等效電阻,用來表示因為電流源內(nèi)阻無窮大,由圖可知

RC一般為幾千歐,因此共發(fā)射極放大電路輸出電阻是較高的,為使輸出電壓平穩(wěn),有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力,應(yīng)使輸出電阻低一些.

※注意:輸入電阻和輸出電阻都是對交流信號而言,是動態(tài)電阻,它們是衡量放大電路性能的重要指標(biāo).退出微變等效電路法分析舉例先畫微變等效電路圖對輸入回路,輸出回路用線性電路進(jìn)行分析計算▲無負(fù)載和有負(fù)載時的電路計算【例2.2.3】電路如圖所示,已知UCC=20V,

Rc=6kΩ,Rb=470kΩ,β=45。求:⑴輸入電阻和輸出電阻;⑵不接負(fù)載RL時的電壓放大倍數(shù);⑶求當(dāng)接上負(fù)載RL=4kΩ時電壓放大倍數(shù).退出①畫出微變等效電路圖②當(dāng)接入負(fù)載RL時,注:計算輸出電阻時不包括負(fù)載電阻退出[解]▲考慮到信號源內(nèi)阻時,放大器對信號源的放大倍數(shù)【例2.2.4】在圖所示電路中,已知UCC=12V,

Rc=2kΩ,Rb1=20kΩ,Rb2=10kΩ,RL=6kΩ,

Re=2kΩ,β=40,Rs=1kΩ。求:⑴放大電路的輸入電阻和輸出電阻;⑵對輸入電壓的放大倍數(shù);⑶求對信號源的放大倍數(shù).畫微變等效電路圖退出[解](1)輸入電阻,輸出電阻

(2)對輸入電壓的放大倍數(shù)(3)對信號源的放大倍數(shù)可見,電源內(nèi)阻越大,放大倍數(shù)越小;輸入電阻越大,放大倍數(shù)越大退出【例2.2.5】如圖所示放大電路中,

晶體β=40,rbe=1kΩ。求:⑴靜態(tài)工作點;⑵畫微變等效電路圖;⑶求輸入電阻和輸出電阻;

⑷求電壓放大倍數(shù).▲發(fā)射極電阻Re無旁路電容時的計算解:⑴靜態(tài)工作點:⑵微變等效電路圖退出⑶輸入,輸出電阻退出⑷電壓放大倍數(shù)可見,發(fā)射極電阻有一段沒有接電容,輸入電阻增加了,放大倍數(shù)明顯減小了,這是R’’C的負(fù)反饋(下一章內(nèi)容)作用所致.退出2.3常見的放大電路主要要求:共集電極放大電路共基極放大電路

場效應(yīng)管晶體管放大電路退出2.3.1共集電極放大電路

電路組成共集電極電路,是從發(fā)射極輸出的,所以簡稱射極輸出器電路特點是晶體管集電極作為輸入輸出的公共端,輸入電壓從基極對地(集電極)之間輸入,輸出電壓是從發(fā)射極對地(集電極)之間取出,集電極是輸入與輸出的公共端。退出

工作原理①靜態(tài)分析退出②動態(tài)分析電壓放大倍數(shù)小于1但近似等于1,即略小于,電路沒有電壓放大作用。又,故電路有電流放大和功率放大作用。此外,跟隨變化,故這個電路又稱為射極跟隨器。退出輸入電阻可見,射極輸出器的輸入電阻要比共射極放大電路的輸入電阻大得多,可達(dá)到幾十千歐到幾百千歐.退出計算輸出電阻的等效電路如圖,將電壓源信號短路,保留內(nèi)阻,然后在輸出端除去,并外加一個電壓而得到的.輸出電阻可見,輸出電阻很低,一般在幾十歐到幾百歐,為了降低應(yīng)選較大的晶體管。

*綜上所述,射極輸出器具有電壓放大倍數(shù)小于1但近似等于1,輸出電壓與輸入電壓同相位,輸入電阻高,輸出電阻低等特點,因而射極輸出器得到了廣泛的應(yīng)用。退出下圖是擴(kuò)音機(jī)的輸入電路,射極輸出器的輸入電阻高,可以和內(nèi)阻較高的話筒相匹配,使話筒輸入信號能得到有效的放大,電位器的阻值RP為22kΩ,可用來調(diào)節(jié)輸入信號強(qiáng)度,以控制音量大小。在多級電子電路中,射極輸出器也常作中以隔離前后級之間的相互影響,這時稱為緩沖級。射極輸出器的輸出電阻低,帶負(fù)載能力強(qiáng),有一定的功率放大作用,也可作為基本的功率輸出電路。

應(yīng)用舉例退出2.3.2共基電極放大電路

電路組成基電極是輸入回路與輸出回路的公共端輸入信號加到發(fā)射極與基極之間輸出信號加到集電極與基極之間微變等效電路圖退出

共極集電路電路分析①靜態(tài)分析所示電路的直流通路如圖退出②動態(tài)分析電壓放大倍數(shù)所示電路的微變等效電路如圖所示,得可見,共基極電路與共射極電路的電壓放大倍數(shù)在數(shù)值上相同,只差一個負(fù)號退出輸入電阻和輸出電阻可見輸入電阻減小為共射極電路的1/(1+β),一般很低,為幾歐至幾十歐。輸出電阻和共射極放大電路相同。退出2.3.3場效應(yīng)晶體管管放大電路

由于場效應(yīng)管具有高輸入電阻的特點,它適用于作為多級放大器的輸入級,尤其對于高內(nèi)阻信號源,采用場效應(yīng)晶體管才能有效的放大。場效應(yīng)晶體管的源極,漏極,柵極相當(dāng)于雙極型晶體管的發(fā)射極,集電極,基極;兩者的放大電路也相似。場效應(yīng)晶體管有共源極放大電路和源極輸出器等。場效應(yīng)晶體管放大電路也必須設(shè)置合適的工作點。退出源極電流IS(等于ID)流經(jīng)源極電阻RS,在RS上產(chǎn)生電壓降IS

RS

,顯然UGS=-IS

RS=-ID

RS,它就是自給偏置電壓。靜態(tài)工作點是由柵-源極電壓UGS(偏壓)確定的。自給偏壓偏置電路圖為:N溝增強(qiáng)型絕緣柵型場效應(yīng)管的自給偏壓偏置電路.退出RS為源極電阻,靜態(tài)工作點受它控制,阻值約為幾千歐CS為源極電阻上的交流旁路電容,其容值為幾十微法;Rg為柵極電阻,用以構(gòu)成柵,源極間的直流通路,Rg不能太小,否則影響放大電路的輸入電阻,其阻值約200KΩ~10ΜΩ;Rd為漏極電阻,它使放大電路具有電壓放大功能,其阻值約為幾十千歐;C1,C2分別為輸入電路和輸出電路的耦合電容其容量約為0.01~0.047uF※注意:N溝增強(qiáng)型絕緣柵型場效應(yīng)管組成的放大電路,工作時UGS為正,所以無法采用自給偏壓偏置電路.退出分壓式偏置電路

為路使靜態(tài)工作點穩(wěn)定,就要增大RS的阻值。但是RS過大,UGS負(fù)值更大,會產(chǎn)生非線性失真,使放大電路不能正常工作,為了解決這一矛盾,一般采用分壓式偏置電路:Rg1和Rg2是分壓電阻,電阻Rg是為了提高放大電路的輸入電阻而接的,Rg中并無電流流過.退出由圖可見:柵極接一個固定的正電位UG,其值為動態(tài)分析輸入電阻:與輸入電壓反相柵源電壓為:對于N溝道耗盡型管,UGS為負(fù)值,所以IDRS>UG;對于N溝道增強(qiáng)型管,UGS為正值,所以IDRS<

UG

。輸出電阻

輸出特性具有恒流特性,rds很高.電壓放大倍數(shù)通常Rg較高退出【例2.3.1】在圖所示的放大電路中,已知UDD=24V,

Rd=10kΩ,Rs=10kΩ,Rg1=200kΩ,Rg2=64kΩ,

Rg=1MΩ,

負(fù)載RL=10kΩ,gm=1ms,rgs=106kΩ。試求:⑴靜態(tài)值;⑵電壓放大倍數(shù),輸入電阻和輸出電阻.退出由圖柵極電位:電壓放大倍數(shù)為:輸入輸出電阻分別為:退出[解]2.4放大電路的頻率特性主要要求:頻率特性的基本概念放大器的低頻特性放大器的高頻特性退出2.4.1頻率特性的基本概念放大器在不同頻率下的增益可用復(fù)數(shù)來表示式中,表示放大器的增益和頻率的關(guān)系,稱為幅頻特性;表示輸出信號與輸入信號的相位差和頻率的關(guān)系,稱為相頻特性;

兩者統(tǒng)稱為放大器的頻率特性。退出

※可見:中頻段的相位差基本是-180,輸出與輸入反相,電路相當(dāng)于純電阻電路,高頻段比中頻段滯后,低頻段比中頻段超前。相頻特性和幅頻特性示意圖放大倍數(shù)下降到中頻值的0.707時相的上限頻率放大倍數(shù)下降到中頻值的0.707時的下限頻率通頻帶BW=fH-fL波特圖退出2.4.2放大器的低頻特性放大器的低頻特性主要源于放大器中的耦合電容和旁路電容以單管共射放大電路為例:低頻信號下等效電路如圖

電路的輸入端施加了一個具有內(nèi)阻RS的電壓源,ri為放大器的內(nèi)阻,RP為放大器等效負(fù)載.退出中頻段電壓增益計算式退出退出所以,fL為下限頻率,低頻電壓增益是中頻段的0.707,輸出電壓比中頻輸出電壓超前45°,比輸入電壓滯后135°。

可見,電路中的耦合電容使放大器在低頻段產(chǎn)生一個超前的相位位移,其角度在0~90之間。退出2.4.3放大器的高頻特性處于高頻段時,電容的容抗減小,但處在并聯(lián)支路的電容作用突出,等效電路為:

電路的輸入端施加了一個具有內(nèi)阻RS的電壓源,ri為放大器的內(nèi)阻,RP為放大器等效負(fù)載.退出退出高頻特性的波特圖fH稱為上限頻率,由圖中可以看出輸出電壓比中頻段輸出電壓滯后45°,比輸入電壓滯后225°.退出2.5多級放大器主要要求:多級放大器的耦合方式多級放大器的增益退出一般放大器都是由幾級放大電路組成,能對輸入信號進(jìn)行逐級接力式的連續(xù)放大,以便獲得足夠的功率去推動負(fù)載工作。第一級末級第二級退出2.5.1多級放大器的耦合方式多級放大器級間耦合方式一般有阻容耦合,變壓器耦合,直接耦合阻容耦合方式如圖,電路可分為四部分:信號源、第一級放大電路、第二級放大電路和負(fù)載。信號通過電容C1與第一級輸入電阻相連,第二級通過電容C2與負(fù)載相連,這種通過電容與下級輸入電阻相連的耦合方式成為阻容耦合。退出阻容耦合放大器的特點阻容耦合有不少優(yōu)點,如結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低、頻率特性較好,特別是電容有隔直流的作用,可以防止級間直流工作點的相互影響,各級可以獨(dú)自進(jìn)行分析計算,所以阻容耦合得到廣泛應(yīng)用。但它也有局限性,由于有一定交流損耗,影響了傳輸效率,特別對緩慢變化的信號幾乎不能進(jìn)行耦合。另外在集成電路中難于制造大容量的電容,因此阻容耦合方式在集成電路中幾乎無法應(yīng)用。退出

所示電路是變壓器耦合放大器,它的輸入電路是阻容耦合,而第一級的輸出是通過變壓器與第二級的輸入相連的,第二級的輸出也是通過變壓器與負(fù)載相連的,這種級間通過變壓器相連的耦合方式稱為變壓器耦合放大器。變壓器耦合方式阻容耦合退出

變壓器耦合不足的方面是:體積大,成本較高,另外頻率特性也不夠好,在功率輸出電路中已逐步被無變壓器的輸出電路所代替.但在高頻放大,特別在選頻放大電路中,變壓器耦合仍具有特殊的地位,不過耦合的頻率不同,變壓器的結(jié)構(gòu)有所不同,如收音機(jī)利用接收天線和耦合線圈得到接受信號,中頻放大器中用中頻變壓器,耦合中頻信號,達(dá)到選頻放大的目的。變壓器耦合放大器的特點退出前面討論過的阻容耦合和變壓器耦合都有隔直流的重要一面。但對低頻傳輸效率低,特別是對緩慢變化的信號幾乎不能通過。在實際的生產(chǎn)和科研活動中,常常要對緩慢變化的信號(例如反映溫度變化,流量變化的電信號)進(jìn)行放大。因此需要把前一級的輸出端直接接到下一級的輸入端,這種耦合方式被稱為直接耦合。直接耦合方式

如果簡單的把兩個基本放大電路直接連接起來,放大器將是不能的,如圖所示,電路為了滿足晶體管VT1電壓偏置合適的工作點,UBE≈0.7V,UC1>1V,結(jié)果將UB2=UC1>1V,VT2進(jìn)入飽和區(qū);同樣,滿足了VT2偏置和工作點,VT1也不能正常工作,要使得前后兩級都能正常放大,就必須考慮它們工作點的相互影響,要有特殊偏置電路。退出圖(a)所示電路,是在VT2發(fā)射極串上電阻Re2來提高后級射極UE2電位,使VT2有一個合適的工作點.不過Re2的存在將要抑制ic2的變化,使第二級放大倍數(shù)大為下降。退出

圖(b)示電路,用一個穩(wěn)壓管VZ代替了Re2,既能提高Ue2

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