模擬電子技術(shù)教學(xué)作者葛中海放大電路基礎(chǔ)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 模擬電子技術(shù)教學(xué)作者葛中海放大電路模擬電子技術(shù)教學(xué)作者葛中海放大電路 基礎(chǔ)基礎(chǔ) 2 放大電路的目的是將微弱的放大電路的目的是將微弱的變化信號(hào)不失真變化信號(hào)不失真 的的放大成較大的信號(hào)。這里所講的主要是電壓放放大成較大的信號(hào)。這里所講的主要是電壓放 大電路。大電路。 電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四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：端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖： u ui i u uo oA Au u 第1頁/共40頁 3 2.1 基本放大電路的組成基本放大電路的組成 三種三極三種三極 管放大電路管放大電路 共射極放大電路共射極放大電路 共基極放大電路共基極放大電路

2、共集電極放大電路共集電極放大電路 以共射以共射 極放大極放大 電路為電路為 例講解例講解 工作原工作原 理理 第2頁/共40頁 4 實(shí)現(xiàn)放大的條件實(shí)現(xiàn)放大的條件 1. 晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)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。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)。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. 輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。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)電容濾波只輸出交流信號(hào)。極電壓，經(jīng)電容濾波只輸

3、出交流信號(hào)。 第3頁/共40頁 5 放大元件放大元件iC= iB，工作，工作 在放大區(qū)，要保證集電在放大區(qū)，要保證集電 結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。 ui uo 輸入輸入 輸出輸出 參考點(diǎn)參考點(diǎn) RB +EC EB RC C1 C2 T 第4頁/共40頁 6 作用：作用：使發(fā)射結(jié)使發(fā)射結(jié) 正偏，并提供適正偏，并提供適 當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn) 。 基極電源基極電源 與基極電阻與基極電阻 RB +EC EB RC C1 C2 T 第5頁/共40頁 7 集電極電源，為電集電極電源，為電 路提供能量。并保路提供能量。并保 證集電結(jié)反偏。證集電結(jié)反偏。 RB +EC EB RC C1

4、C2 T 第6頁/共40頁 8 集電極電阻，將集電極電阻，將 變化的電流轉(zhuǎn)變變化的電流轉(zhuǎn)變 為變化的電壓。為變化的電壓。 RB +EC EB RC C1 C2 T 第7頁/共40頁 9 耦合電容：耦合電容： 電解電容，有極性。電解電容，有極性。 大小為大小為10 F50 F 作用：作用：隔離輸入隔離輸入 輸出與電路直流輸出與電路直流 的聯(lián)系，同時(shí)能的聯(lián)系，同時(shí)能 使信號(hào)順利輸入使信號(hào)順利輸入 輸出。輸出。 RB +EC EB RC C1 C2 T 第8頁/共40頁 10 可以省去可以省去 電路改進(jìn)：采用單電源供電電路改進(jìn)：采用單電源供電 RB +EC EB RC C1 C2 T +EC RC

5、C1 C2 T 第9頁/共40頁 11 符號(hào)規(guī)定符號(hào)規(guī)定 UA大寫字母、大寫下標(biāo)，表示直流量。大寫字母、大寫下標(biāo)，表示直流量。 uA小寫字母、大寫下標(biāo)，表示交直流量。小寫字母、大寫下標(biāo)，表示交直流量。 ua 小寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量。小寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量。 uAua 交直流量交直流量 交流分量交流分量 t UA直流分量直流分量 第10頁/共40頁 12 2.2 放大器的分析方法放大器的分析方法 放大放大 電路電路 分析分析 估算法估算法 圖解法圖解法 等效電路法等效電路法 第11頁/共40頁 13 直流通路和交流通路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

6、流上放大電路中各點(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，電容對交、直流的作用不同附加了小的交流信號(hào)。但是，電容對交、直流的作用不同 。如果電容容量足夠大，可以認(rèn)為它對交流不起作用，即。如果電容容量足夠大，可以認(rèn)為它對交流不起作用，即 對交流短路。而對直流可以看成開路，這樣，交直流所走對交流短路。而對直流可以看成開路，這樣，交直流所走 的通道是不同的。的通道是不同的。 交流通路：交流通路：只考慮交流信號(hào)的分電路。只考慮交流信號(hào)的分電路。 直流通路：直流通路：只考慮直流信號(hào)的分電路。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信號(hào)的不同分量可以分別在不同的通路

7、分析 。 第12頁/共40頁 14 例：例：對直流信號(hào)（只有對直流信號(hào)（只有+EC） 開路開路 開路開路 RB +EC RC C1 C2 T 直流通道直流通道 RB +EC RC 第13頁/共40頁 15 對交流信號(hào)對交流信號(hào)(輸入信號(hào)輸入信號(hào)vi) 短路短路 短路短路 置零置零 RB +EC RC C1 C2 T RB RCRL vi vo 交流通路交流通路 第14頁/共40頁 16 vi=0時(shí)時(shí) 由于電源的存由于電源的存 在在IB 0 IC 0 IBQ ICQ IEQ=IBQ+ICQ 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) RB +EC RC C1 C2 T 第15頁/共40頁 17 IBQ ICQ VBE

8、Q VCEQ ( ICQ,VCEQ ) (IBQ,VBEQ) RB +EC RC C1 C2 T 第16頁/共40頁 18 (IBQ,VBEQ) 和和( ICQ,VCEQ )分別對應(yīng)于輸入輸分別對應(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)。出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。 IB UBE Q IBQ VBEQ IC UCE Q VCEQ ICQ 第17頁/共40頁 19 各點(diǎn)波形各點(diǎn)波形 RB +EC RC C1 C2 ui t iB t iC t uC t uo t ui iC uC uo iB 第18頁/共40頁 20 估算法估算法 （1）根據(jù)直流通道估算）根據(jù)直流通道估算IB IB

9、 VBE B BEC B R VE I B C R E7 . 0 B C R E RB稱為稱為偏置電阻偏置電阻，IB稱為稱為偏偏 置電流置電流。 +EC 直流通道直流通道 RBRC 第19頁/共40頁 21 （2）根據(jù)直流通道估算）根據(jù)直流通道估算VCE、IB IC UCE CEOBC III CCCCE RIEV B I 直流通道直流通道 RBRC 第20頁/共40頁 22 直流負(fù)載線直流負(fù)載線 IC UCE 1. 三極管的三極管的輸出特性輸出特性 。 2. UCE=ECICRC 。 IC UCE EC C C R E Q 直流直流 負(fù)載線負(fù)載線 與輸出特與輸出特 性的交點(diǎn)性的交點(diǎn) 就是就是

10、Q點(diǎn)點(diǎn) IB 直流通道直流通道 RB +EC RC 圖解法圖解法 第21頁/共40頁 23 交流負(fù)載線交流負(fù)載線 IC UCE EC C C R E Q IB 過過Q點(diǎn)作一條直線，斜率為：點(diǎn)作一條直線，斜率為： L R 1 交流負(fù)載線交流負(fù)載線 第22頁/共40頁 24 vbe ib vce ic vbe vce ic rce很大，很大， 一般忽略。一般忽略。 rbe ib ib rce rbe ib ib b c e 等等 效效 c b e 三極管的微變等效電路三極管的微變等效電路 微變等效電路微變等效電路 第23頁/共40頁 25 2.3 靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定 為了保證放大電路

11、的穩(wěn)定工作，必須有合適的、穩(wěn)定為了保證放大電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、穩(wěn)定 的靜態(tài)工作點(diǎn)。但是，溫度的變化嚴(yán)重影響靜態(tài)工作點(diǎn)。的靜態(tài)工作點(diǎn)。但是，溫度的變化嚴(yán)重影響靜態(tài)工作點(diǎn)。 對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點(diǎn)由對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點(diǎn)由 UBE、 和和ICEO 決定，這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化。決定，這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化。 T UBE ICEO Q 第24頁/共40頁 26 iC uCE uo 可輸出的最大可輸出的最大 不失真信號(hào)不失真信號(hào) 選擇靜態(tài)工作點(diǎn)選擇靜態(tài)工作點(diǎn) ib 第25頁/共40頁 27 iC vCE vo 1. Q點(diǎn)過低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)點(diǎn)過

12、低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū) 放大電路產(chǎn)生放大電路產(chǎn)生 截止失真截止失真 輸出波形輸出波形 輸入波形輸入波形 i b ib失真失真 第26頁/共40頁 28 iC vCE 2. Q點(diǎn)過高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)點(diǎn)過高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū) 放大電路產(chǎn)生放大電路產(chǎn)生 飽和失真飽和失真 ib 輸入波輸入波 形形 vo 輸出波形輸出波形 第27頁/共40頁 29 小結(jié)小結(jié) T IC 固定偏置電路的固定偏置電路的Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的。點(diǎn)是不穩(wěn)定的。 Q點(diǎn)不穩(wěn)定可能會(huì)點(diǎn)不穩(wěn)定可能會(huì) 導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而導(dǎo)致失真。為導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而導(dǎo)致失真。為 此，需要改進(jìn)偏置電路，當(dāng)溫度升高、此，需要改進(jìn)偏置

13、電路，當(dāng)溫度升高、 IC增加時(shí)，能夠自增加時(shí)，能夠自 動(dòng)減少動(dòng)減少IB，從而抑制，從而抑制Q點(diǎn)的變化。保持點(diǎn)的變化。保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。點(diǎn)基本穩(wěn)定。 常采用分壓式偏置電路來穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。常采用分壓式偏置電路來穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。 第28頁/共40頁 30 分壓式偏置電路：分壓式偏置電路： RB1 +EC RC C1 C2 RB2 CE RE RL vivo 一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析 I1 I2 IB RB1 +EC RC T RB2RE 直流通路直流通路 RE射極直射極直 流負(fù)反饋電流負(fù)反饋電 阻阻 CE 交流交流旁旁 路電容路電容 第29頁/共40頁 31 T UBE IB ICVE IC 本電

14、路穩(wěn)壓的過程本電路穩(wěn)壓的過程 實(shí)際是由于加了實(shí)際是由于加了RE 形成了形成了負(fù)反饋負(fù)反饋過程過程 I1 I2 IB RB1 +EC RC T RB2RE 1. 靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的原理靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的原理 輸入特性曲線輸入特性曲線 第30頁/共40頁 32 B II 2 21 21 BB C RR E II 22BB RIV C BB B E RR R 21 2 EEBEBBE RIVVVV E B E BEB EC R V R VV II I1 I2 IB RB1 +EC RC T RB2RE 直流通直流通 路路 EECCCCE RIRIEV 2. 求靜態(tài)工作點(diǎn)求靜態(tài)工作點(diǎn) C B I I 第3

15、1頁/共40頁 33 E B C R V I 可以認(rèn)為與溫度無關(guān)可以認(rèn)為與溫度無關(guān) 。 似乎似乎I2越大越好，但是越大越好，但是 RB1、RB2太小，將增加功耗太小，將增加功耗 。因此一般取幾十。因此一般取幾十k 。 I1 I2 IB RB1 +EC RC T RB2RE 直流通路直流通路 第32頁/共40頁 34 例：例：已知已知 =50， EC=12V， RB1=7.5k ， RB2=2.5k ， RC=2k ， RE=1k ， 求該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。求該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。 RB1 +EC RC C1 C2 RB2 CE RE RL uiuo V3 21 2 C BB B B E RR R

16、 V mA32.IE V15.UCE 第33頁/共40頁 35 CE的作用：交流通路中，的作用：交流通路中， CE將將RE短路，短路， RE對交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。對交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。 如果去掉如果去掉CE，放大倍數(shù)怎樣？，放大倍數(shù)怎樣？ I1 I2 IB RB1 +EC RC C1 C2 RB2 CE RE RL u i uo 第34頁/共40頁 36 射極輸出器射極輸出器(共集電極電路共集電極電路 ) RB +EC C1 C2 RE RL u i u o RB +EC RE 直流通道直流通道 第35頁/共40頁 37 一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析 EB BEC B BE

17、CEBBB R)1 (R UE I UER)1 (IRI BE I )1 (I EECCE RIEU IB IE RB +EC RE 直流通道直流通道 第36頁/共40頁 38 二、動(dòng)態(tài)分析二、動(dòng)態(tài)分析 RB +EC C1 C2 RE RL vivo RB RERLvi vo 交流通道交流通道 共集電極共集電極 第37頁/共40頁 39 ，1 u A1. 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) 2. 輸入電阻輸入電阻 3. 輸出電阻輸出電阻 射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載 能力強(qiáng)。能力強(qiáng)。 所謂所謂帶負(fù)載能力強(qiáng)帶負(fù)載能力強(qiáng)，是指當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，放大，是指當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，放大 倍數(shù)基本不變。倍數(shù)基本不變。 輸入電阻較大，作為前一級的負(fù)載輸入電阻較大，作為前一級的負(fù)載 ， 對前一級的放大倍數(shù)影響