单管放大器资料

1、(2-1)第2章 基本放大电路2.1 概论 2.2 单管发射极放大电路 2.3 放大电路的主要技术指标 2.4放大电路的基本分析方法 2.5工作点的稳定问题 2.6放大电路的三种基本组态 2.7场效应管(2-2) 2.1 概论放大的概念电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号,在输出端得到一个与输入信号波形一致（即频率不变）而幅度增大了的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。电压的放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图。uiuoAu(2-3)放大的本质：实现能量控制。由能量较小的输入信号去控制能源，输出较大的能量来推动负载。放大电路的核心元件：双极型三极管 场效应管(2-

2、4) 2.2单管共发射极放大电路三极管放大电路有三种形式共射放大器共基放大器共集放大器以共射放大器为例讲解工作原理(2-5)RB+ECEBRCC1C2T2.2.1共射放大电路的组成放大元件iC=iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。uiuo输入输出参考点RL(2-6)共射放大电路使发射结正偏，并提供适当的静态工作点IB和UBE。RB+ECEBRCC1C2TRL基极电源与基极电阻(2-7)共射放大电路集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。RB+ECEBRCC1C2TRL(2-8)共射放大电路集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。RB+ECEBRCC1C2TRL(2-9)共

3、射放大电路组成耦合电容：电解电容，有极性，大小为10F50F作用：隔离直流，通过交流。隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出。RB+ECEBRCC1C2TRL+uiuo(2-10)单电源供电可以省去RB+ECEBRCC1C2TRL(2-11)RB单电源供电+ECRCC1C2TRL(2-12)2.2.2单管共射放大电路的工作原理RB+ECRCC1C2Tui=0时由于电源的存在IB0IC0ICIE=IB+ICRLIB无信号输入时静态工作点不加交流输入（静态）时三极管各极工作电流和电压(2-13) 2.3 放大电路的性能指标(1)电压放大倍数AuUi和Uo分别是输入和输出电压的有效值

4、。Au=Uo/Ui=AuiuoAu其中A= Uo/Ui，是Uo和Ui的相位差(2-14)(2)输入电阻Ri输入电阻是从放大电路输入端看进去的等效电阻iiui输入电阻：Ri=ui / ii（加压求流法）一般来说， Ri越大越好。 Ri越大，ii就越小，ui就越接近uSRiuSRS信号源Au输入端输出端(2-15)(3)输出电阻RoAuuS放大电路对其负载而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。输出端Rouso输出端(2-16)如何确定电路的输出电阻？在电路的计算中求Ro有两个方法：1、所有的电源（包括信号源）置零，保留受控源。然后采用加压求流法

5、。uiRousoRo=u/i(2-17)uo测量开路电压uo = uso2、开路电压除以短路电流法RousoRousoio测量短路电流io = uso / Ro输出电阻：uo / io = uso / （ uso / Ro ）= Ro (2-18)3、实际工作中采用的方法AuUiUoAuUiRLUoRo=(Uo/Uo-1)RLRo越小越好(2-19)(4)通频带fAAm0.7AmfL下限截止频率fH上限截止频率通频带：BW=fHfL放大倍数随频率变化曲线幅频特性曲线三分贝带宽(2-20)（5）非线性失真系数（6）最大输出幅度 最大输出电压的有效值（7）最大输出功率Pom与效率 1242322U

6、.UUUDVomPP (2-21)2.4 放大电路的分析方法放大电路分析静态分析动态分析估算法图解法微变等效电路法图解法分析对象：直流成分分析对象：交流成分(2-22)2.4.1符号规定UA大写字母、大写下标，表示直流量。uA小写字母、大写下标，表示全量。ua小写字母、小写下标，表示交流分量。uA=UA+ua(2-23)uAua全量交流分量tUA直流分量 (2-24)2.4.2放大电路的静态分析RB+ECRCC1C2TICUBEUCE( IC,UCE )(IB,UBE)RLIB静态工作点(2-25)(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作

7、点。IBUBEQIBQUBEQQUCEQICQICUCEIBQ(2-26)RB+ECRCC1C2开路开路RL放大电路的直流通路(2-27)RB+ECRC直流通路(2-28)（1）估算IBQ（ UBEQ 0.7V)RB+ECRCIBQUBEQBBEQCBQRUEIBCR7 . 0E BCRERB称为偏置电阻，IBQ称为偏置电流。（1）用估算法分析放大器的静态工作点（ IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ）(2-29)（2）估算UCEQ、ICQRB+ECRCICQUCEQCCQCCERIEUICQ= IBQ(2-30)例：用估算法计算静态工作点。已知：EC=12V，RC=4K，RB=300K ，=3

8、7.5。解：A400.04mA30012REIBCBQ6V41.512RIEUCCCCEQ请注意电路中IBQ和ICQ的数量级UBEQ 0.7VICQIBQ=37.5*0.04=1.5mA(2-31)（2）用图解法分析放大器的静态工作点ICUCEUCE=ECICRCECCCRE直流负载线与IBQ所决定的那一条输出特性曲线的交点就是Q点QIBQ静态UCEQ静态ICQ(2-32)IBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么变化交流放大原理假设uBE静态工作点的基础上有一微小的变化 ui静态工作点(2-33)ICUCEicuCE的变化沿一条直线交流负载线uCE(2-34)RB+ECRCC1C2ui

9、iBiCuCEuo各点波形uo比ui幅度放大且相位相反(2-35) （3）图解法的应用为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截止区或饱和区，造成非线性失真。失真输出波形较输入波形发生畸变，称为失真1、失真分析(2-36)iCuCEuo可输出的最大不失真信号合适的静态工作点ib(2-37)iCuCEuoQ点过低，信号进入截止区称为截止失真信号波形(2-38)iCuCEuoQ点过高，信号进入饱和区称为饱和失真信号波形(2-39)2、分析最大输出幅度iB=0uce2DE2CDUom交流负载线直流负载线iB=0(2-40)3、分析参数对静态工作点的影响V

10、cc RRb2Rb1Vcc2Vcc1Rc2Rc112Vcc uCEVcc1Vcc2 uCEVcc uCEVcc uCE(2-41)实现放大的条件1、晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。2、正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。3、输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。4、输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。(2-42)RB+ECRCC1C2短路短路置零1、放大器的交流通路RLuiuo2.4.3放大电路的动态分析(2-43)RBRCRLuiuo交流通路(2-44)交流负载线RBRCRLuiuoicuce其中：CLLR/RR uce=-i

11、c（RC/RL） = -ic RL(2-45)交流量ic和uce有如下关系：这就是说，交流信号的变化沿着斜率为：LR1 的直线。这条直线通过Q点，称为交流负载线。uce=-ic（RC/RL） = -ic RL或ic=（-1/ RL） uce(2-46)交流负载线的作法ICUCEECCCREQIB过Q点作一条直线,斜率为:LR1 交流负载线直流负载线(2-47)2、 三极管的微变等效电路首先考察输入回路iBuBE当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。uBEiBbbeBBEbeiuiur 对输入的小交流信号而言，三极管BE间等效于电阻rbe。(2-48)对输入的小交流信号而言，三极管BE间等

12、效于电阻rbe。becrbeibbeubeubeib(2-49)对于小功率三极管：)mA(I)mV(26)1()(300rEbe rbe的量级从几百欧到几千欧。(2-50)考察输出回路iCuCE)iI (iIibBcCC bBiI 所以：bcii 输出端相当于一个受 ib控制的电流源。近似平行且电流源两端还要并联一个大电阻rce。(2-51)iCuCEiCuCEcceceiur rce的含义(2-52)ubeibuceicuberbeibib rceuceicrce很大，一般忽略。(2-53)等效三极管的微变等效电路ebcbecrbeic =ib思考:PNP型三极管的微变等效电路？(2-54)

13、3、放大电路的微变等效电路将交流通道中的三极管用微变等效电路代替rbeibibiiicuiuoRBRCRL(2-55)RBRCRLuiuorbeibibiiicuiuoRBRCRL交流通道微变等效电路(2-56)电压放大倍数的计算：bebirIU LboRIUbeLurRALCLR/RR 负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRBRCRLiU iI bI cI oU BI (2-57)输入电阻的计算：对于为它提供信号的信号源来说，电路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。输入电阻的定义：iiIURi输入电阻是动态电阻。(2-58)iiIURibeBr/R ber 电路的输入电阻越大，从信号源

14、取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的输入电阻。rbeRBRCRLiU iI bI cI oU BI (2-59)输出电阻的计算：对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。计算输出电阻的方法：所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。(2-60)oU oI rbeRBRCiI bI cI bI coooRIUR所以：用加压求流法求输出电阻：00(2-61) 例题：P142 23； 作业：(2-62)含有发射极电阻的共射放大电路分析+ECRBRCC1C2Re(2-63)静态分析直流通路+ECRBRCReIcIBIEVEUBEQ计算静态工作点

15、EC=IBRRB+UBEQ+IEREEC=IBRRB+UBEQ+IBQREIBQ=(EC- UBEQ)/(RB+ (1ICQ=IBQ IEQICQ=IBQ UCEQ=EC-ICQRC-IEQRE(2-64)动态分析（微变等效法）ui交流通路RBRCRLuoRErbebI cI RERBiU iI RCRLoU BI 微变等效电路(2-65)rbeRBRCRLiU iI bI cI oU BI RE计算EBbebiRIrIU)1 (LboRIU)1 (/()( / )(/EbeLEBbebLbioRrRRIrIRIUUuARORiRiRi=biIU/EbeRr)1 (Ri=RB/RiAu,Ri的

16、变化？Au减小Ri增大(2-66)rbeRBRCRLoU RERORO=Rc计算RO=o 0bI0cI(2-67) 2.1 概论放大的概念电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号,在输出端得到一个与输入信号波形一致（即频率不变）而幅度增大了的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。电压的放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图。uiuoAu(2-68) 2.3 放大电路的性能指标(1)电压放大倍数AuUi和Uo分别是输入和输出电压的有效值。Au=Uo/Ui=AuiuoAu其中A= Uo/Ui，是Uo和Ui的相位差(2-69)iCuCEuo可输出的最大不失真信号合适的静态工作点ib(2-70)2、 三极管的微变等效电路首先考察输入回路iBuBE当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。uBEiBbbeBBEbeiuiur 对输入的小交流信号而言，三极管BE间等效于电阻rbe。(2-71)ubeibuceic