课题3——几种常见放大电路

1、电子技术应用基础课题三课题三 放大电路及其应用放大电路及其应用任课教师：任课教师：课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o放大器的偏置电路o偏置电路是各种放大器的必不可少的组成部分。我们在进行电路设计时，设置的偏置电路必须满足两个要求：o一是给放大管提供所需的静态工作点电压和电流；o二是在环境温度、电源电压等因素变化时，静态工作点应当保持稳定。课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o放大器的偏置电路o在诸多因素中尤其以环境温度的变化对静态工作点的影响最大。 o一些放大器在常温下，其静态工作点若确定合适，则能正常工作，但是在高温或低温条件下则不能，这是因为静态工作点随温度变化引起的。o下面我

2、们结合环境温度问题介绍几种常用的偏置电路。 课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o放大器的偏置电路固定偏置电路o电路如图所示。现通过分析温度变化对静态工作点的影响, 来说明偏置电路热稳定性的重要性。 o用近似估算法可求得该电路提供的IBQ、ICQ和UCEQ：bBECCBQRUUICBOBQCQIII)1 ( UCEQ=UCC-ICQRC课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o放大器的偏置电路固定偏置电路o由上述各式可知，当UCC和Rb一定时，ICQ与晶体管参数以及UBE、ICBQ有关。bBECCBQRUUICBOBQCQIII)1 ( UCEQ=UCC-ICQRC课题三 放大电路及其应用

3、几种常见放大电路o放大器的偏置电路固定偏置电路o我们知道这三个参数均与温度有关。o温度每升高10, ICBQ约增加一倍，温度每升高10, UBE约降低2.5mV，随温度每升高1，相对值增加（0.5-1.0）%。o所以讨论偏置电路热稳定性实际上就是讨论这三个参数随温度变化而引起ICQ变化的特性。 课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o放大器的偏置电路固定偏置电路o例 在上述固定偏置电路中，假设晶体管为锗NPN管，室温时=50，UBE=0.25V，ICBQ=1A, 偏置电路的UCC=6V，Rb=180k，Rc=2k。试计算温度由室温升高30时ICQ和UCEQ的变化情况。 o根据公式 IBQ=3

4、2A，ICQ=1.65mA, UCEQ=2.7Vo当温度升高30后，=65, UBE=0.175V, ICBQ=8A, 那么 IBQ=32.4A, ICQ=2.6mA, UCEQ=0.73V课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o放大器的偏置电路固定偏置电路o根据公式 IBQ=32A，ICQ=1.65mA, UCEQ=2.7Vo当温度升高30后，=65, UBE=0.175V, ICBQ=8A, 那么 IBQ=32.4A, ICQ=2.6mA, UCEQ=0.73Vo集电极静态电流变化的相对值为：%6 .5765. 165. 16 . 2CQCQCQCQCQIIIII课题三 放大电路及其应用

5、几种常见放大电路o放大器的偏置电路固定偏置电路o上例可知，温度升高30后，ICQ将明显增大，而UCEQ则明显减小。o原本处于放大区中心的静态工作点如图a所示，将沿直流负载线上升到靠近饱和区，如图b所示。课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o放大器的偏置电路固定偏置电路课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o放大器的偏置电路固定偏置电路o这时，加上基极输入正弦信号电流，当它变化到正半周期间，晶体三极管就会进入饱和区，使得集电极电流iC和电压uCE的波形产生严重的失真。 o因此，为了保证放大器在很宽的温度范围内正常工作，就必须采用热稳定性高的偏置电路。 o提高偏置电路热稳定性有许多措施，常采

6、用分压式偏置电路和恒流源偏置电路。下面介绍这两种电路。 课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o固定偏置电路分压式偏置电路o分压式偏置电路如图所示。o此电路既能提供静态电流，又能稳定静态工作点。 课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o固定偏置电路分压式偏置电路o如果Rb1和Rb2的电阻值较小，通过它们的电流远比IBQ大，则可认为UBQ恒定而与IBQ无关。o根据UBEQ=UBQ-UEQ，则UBEQ必然减小，从而使IEQ、ICQ趋于减小。o使IEQ、 ICQ基本稳定。课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o固定偏置电路分压式偏置电路o根据UBEQ=UBQ-UEQ，则UBEQ必然减小，从而使

7、IEQ、ICQ趋于减小，使IEQ、 ICQ基本稳定。o这个自动调整过程可表示如下： oT（温度）ICQ(IEQ)UEQUBEQ ICQ(IEQ) 课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o固定偏置电路分压式偏置电路o这个自动调整过程可表示如下： oT（温度）ICQ(IEQ)UEQUBEQ ICQ(IEQ) o反之亦然。由上分析可知分压式偏置电路稳定工作点的实质是：先恒定UBQ，然后通过Re把输出量（ICQ）的变化引回到输入回路，使输出量变化减小。 课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o固定偏置电路分压式偏置电路o由上面的分析知道，要想使稳定过程能够实现，必须满足以下两个条件： o（1）基极

8、电位恒定。这样才能使UBEQ真实地反映ICQ(IEQ)的变化。那么，只要满足I2IBQ，就可以认为 o UBQ o也就是说UBQ基本恒定，不受温度影响。 CCbbbURRR212课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o固定偏置电路分压式偏置电路o由上面的分析知道，要想使稳定过程能够实现，必须满足以下两个条件： o（1）基极电位恒定。o当然，为了实现I2IBQ，Rb1、Rb2的值应取得小些。但太小功耗大，且也增大对输入信号源的旁路作用。o工程上，一般取I2(5-10)IBQ。 课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o固定偏置电路分压式偏置电路o由上面的分析知道，要想使稳定过程能够实现，必须满

9、足以下两个条件： o（2） Re足够大。这样才能使ICQ(IEQ)的变化引起UEQ更大的变化，更能有效地控制UBEQ。但从电源电压利用率来看，Re不宜过大，否则，UCC实际加到管子两端的有效压降UCEQ就会过小。课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o固定偏置电路分压式偏置电路o由上面的分析知道，要想使稳定过程能够实现，必须满足以下两个条件： o（2） Re足够大。o工程上，一般取UEQ=0.2UCC或UEQ=1-3V。 课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o固定偏置电路分压式偏置电路o分压式偏置电路不仅提高了静态工作点的热稳定性，而且对于换用不同晶体管时，因参数不一致而引起的静态工作点

10、的变化，同样也具有自动调节作用。o分压式偏置电路主要用在交流耦合的分立元件放大电路中。在交流耦合放大电路中，不论采用哪种组态电路，分压式偏置电路都具有相同的形式。课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o负反馈放大电路概念o凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端、与输入信号叠加，就称为反馈。o若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。o若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。o这里所说的信号一般指交流信号，因此判断正负反馈，就要判断反馈信号与输入信号的相位关系。o即相同是正反馈，相反是负反馈。课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o负反馈放大电路概念o反馈框图放

11、大器放大器输出输出输入输入取取+ 加强输入信号加强输入信号 正反馈正反馈 用于振荡器用于振荡器取取 - 削弱输入信号削弱输入信号 负反馈负反馈 用于放大器用于放大器开环开环闭环闭环反馈网络反馈网络叠加叠加反馈反馈信号信号实际被放大信号实际被放大信号课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o负反馈放大电路概念o负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。放大器放大器输出输出输入输入开环开环闭环闭环反馈网络反馈网络叠加叠加反馈反馈信号信号实际被放大信号实际被放大信号课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o负反馈放大电路概念o负反馈框图基本放大基本放大电路电

12、路AodXoX反馈回路反馈回路FfXiX+输出信号输出信号输入信号输入信号反馈信号反馈信号差值信号差值信号课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o负反馈放大电路概念o负反馈框图反馈电路的三个环节：反馈电路的三个环节：放大：放大：dooXXA反馈：反馈：ofXXF叠加：叠加：fidXXX课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o负反馈放大电路概念基本放大基本放大电路电路AodXoX反馈回路反馈回路FfXiX+dooXXA开环放大倍数开环放大倍数课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o负反馈放大电路概念基本放大基本放大电路电路AodXoX反馈回路反馈回路FfXiX+ioFXXA闭环放大倍数闭环

13、放大倍数课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o负反馈放大电路概念基本放大基本放大电路电路AodXoX反馈回路反馈回路FfXiX+反馈系数反馈系数ofXXF课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o负反馈放大电路概念基本放大基本放大电路电路AodXoX反馈回路反馈回路FfXiX+oodofdfoioFAFXXXXXXXXXA111FAAoo1课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o负反馈放大电路概念oodofdfoioFAFXXXXXXXXXA111FAAoo1FAo1反馈深度反馈深度定义：定义：课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o负反馈放大电路类型o（1）电压反馈和电流反馈o根据反

14、馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。电压反馈：电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。反馈信号取自输出电压信号。电流反馈：电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。反馈信号取自输出电流信号。电压负反馈：电压负反馈：可以稳定输出电压、减小输出电阻。可以稳定输出电压、减小输出电阻。电流负反馈：电流负反馈：可以稳定输出电流、增大输出电阻。可以稳定输出电流、增大输出电阻。课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o负反馈放大电路类型o（2）串联反馈和并联反馈o根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。串联反馈：串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信反馈信号与输入

15、信号串联，即反馈电压信号与输入信号电压比较。号与输入信号电压比较。并联反馈：并联反馈：反馈信号与输入信号并联，即反馈信号反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电流与输入信号电流比较。电流与输入信号电流比较。串联反馈使电路的输入电阻增大；串联反馈使电路的输入电阻增大；并联反馈使电路的输入电阻减小。并联反馈使电路的输入电阻减小。课题三 放大电路及其应用几种常见放大电路o负反馈放大电路类型o（3）直流反馈和交流反馈交流反馈：交流反馈：反馈只对交流信号起作用。反馈只对交流信号起作用。直流反馈：直流反馈：反馈只对直流起作用。反馈只对直流起作用。有的反馈只对交流信号起作用；有的反有的反馈只对交流信号起作用；有的反馈只对直流信号起作用；有的反馈对交、馈只对直流信号起作用；有的反馈对交、直流信号均起作用。直流信号均