放大电路复习

1、放大电路复习思考1：放大电路什么是放大电路？我们已经学过的有哪几类放大电路？对放大电路有何基本要求？放大电路的哪个是放大元件？满足放大的基本条件是什么？三极管特性曲线反映什么问题？什么是放大电路？将输入信号进行不失真地放大的电路为将输入信号进行不失真地放大的电路为放大放大电路。电路。放大放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。uiuoAu电源电源放大器方框图放大器方框图放大电路分类电压放大电路功率放大电路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiC

2、iBiE放大电路分类电压放大电路功率放大电路放大电路参数提供大输出功率输入大信号，信号动态范围大，静态电流接近于0 1）任务 2）工作特点 3）参数Po、PT、等 提高信号幅度 输入小信号，信号动态范围小，有一定静态电流 Av、ri、ro等 电压放大电路功率放大电路 三极管是组成各种电子电路的核心器件。通过一定的制造工艺，将两个PN结结合在一起，是三极管具有放大作用。三极管的产生使PN结的应用发生了质的飞跃。放大元件三极管的基本结构类型和符号 三极管管分有NPN型和PNP型，虽然它们外形各异，品种繁多，但它们的共同特征相同：都有三个分区、两个PN结和三个向外引出的电极。发射极发射极e发射结发射

3、结集电结集电结基区基区发射区发射区集电区集电区集电极集电极c基极基极b图中箭头方向为发射极电流的方向。三极管的电流分配关系及放大作用晶体管实现电流放大作用的(1)发射区掺杂浓度很高，以便有足够的载流子供“发射”。(2)为减少载流子在基区的复合机会，基区做得很薄，一般为几个微米，且掺杂浓度极低。(3)集电区体积较大，且为了顺利收集边缘载流子，掺杂浓度界于发射极和基极之间。 可见，三极管并非是两个PN 结的简单组合，而是利用一定的掺杂工艺制作而成。因此，绝不能用两个二极管来代替，使用时也决不允许把发射极和集电极接反。晶体管实现电流放大作用的UBBRB(1)发射结必须“正向偏置”，以利于发射区电子的

4、扩散，扩散电流即发射极电流ie，扩散电子的少数与基区空穴复合，形成基极电流ib，多数继续向集电结边缘扩散。UCCRC(2)集电结必须“反向偏置”，以利于收集扩散到集电结边缘的多数扩散电子，收集到集电区的电子形成集电极电流ic。IEICIB 整个过程中，发射区向基区发射的电子数等于基区复合掉的电子与集电区收集的电子数之和，即： 三极管的特性曲线 所谓伏安特性曲线是指各极电压与电流之间的关系曲线，是三极管内部载流子运动的外部表现。从工程应用角度来看，外部特性更为重要。(1) 输入特性曲线以常用的共射极放大电路为例说明（ UCE为常数时，IB和UBE之间的关系）UCE=0VUBE /VIB / A0

5、UCE =0VUBBUCCRC+RB令UBB从0开始增加IBIE=IBUBE令UCC为0UCE=0时的输入特性曲线UCE为0时UCE =0.5VUCE=0VUBE /VIB / A0UBBUCCRC+RB令UBB重新从0开始增加IBICUBE增大UCC让UCE=0.5VUCE =1VUCE=0.5VUCE=0.5V的特性曲线继续增大UCC让UCE=1V令UBB重新从0开始增加UCE=1VUCE=1V的特性曲线 继续增大UCC使UCE=1V以上的多个值，结果发现：之后的所有输入特性几乎都与UCE=1V的特性相同，曲线基本不再变化。 实用中三极管的UCE值一般都超过1V，所以其输入特性通常采用UC

6、E=1V时的曲线。从特性曲线可看出，双极型三极管的输入特性与二极管的正向特性非常相似。UCE1V的特性曲线(2) 输出特性曲线先把IB调到某一固定值保持不变。 当IB不变时，输出回路中的电流IC与管子输出端电压UCE之间的关系曲线称为输出特性。然后调节UCC使UCE从0增大，观察毫安表中IC的变化并记录下来。UCEUBBUCCRCRBICIBUBEmA AIE 根据记录可给出IC随UCE变化的伏安特性曲线，此曲线就是晶体管的输出特性曲线。IBUCE / VIC /mA0UBBUCCRCRBICIBUBEmA AIE再调节IB1至另一稍小的固定值上保持不变。仍然调节UCC使UCE从0增大，继续观

7、察毫安表中IC的变化并记录下来。UCE 根据电压、电流的记录值可绘出另一条IC随UCE变化的伏安特性曲线，此曲线较前面的稍低些。UCE / VIC /mA0IBIB1IB2IB3IB=0 如此不断重复上述过程，我们即可得到不同基极电流IB对应相应IC、UCE数值的一组输出特性曲线。输出曲线开始部分很陡，说明IC随UCE的增加而急剧增大。当UCE增至一定数值时(一般小于1V)，输出特性曲线变得平坦，表明IC基本上不再随UCE而变化。UCE / VIC /mA020 AIB=040 A60 AIB=100 A80 A43211.52.3 当IB增大时，相应IC也增大，输出特性曲线上移， 且IC增大

8、的幅度比对应IB大得多。这一点正是晶体管的电流放大作用。IB=40 AICUCE / VIC /mA020 AIB=040 A60 AIB=100 A80 A43211.52.3输出特性曲线上一般可分为三个区：饱和区。当发射结和集电结均为正向偏置时，三极管处于饱和状态。此时集电极电流IC与基极电流IB之间不再成比例关系，IB的变化对IC的影响很小。截止区。当基极电流IB等于0时，晶体管处于截止状态。实际上当发射结电压处在正向死区范围时，晶体管就已经截止，为让其可靠截止，常使UBE小于和等于零。 晶体管工作在放大状态时，发射结正偏，集电结反偏。在放大区，集电极电流与基极电流之间成倍的数量关系，即

9、晶体管在放大区时具有电流放大作用。 管子深度饱和时，硅管的VCE约为0.3V，锗管约为0.1V,由于深度饱和时VCE约等于0，晶体管在电路中犹如一个闭合的开关。思考2-共射电压放大电路1.三极管可以连接成几种连接方式？2.基本共射电压放大电路中各个元件的作用是什么？3.在信号放大过程中基本共射电压放大电路中只存在交流信号吗？4.静态工作点对放大电路有何影响？5.直流通路与交流通路的区别？6.如何解决静态工作点的不稳定？-放大电路的三种基本组态图2-21 放大电路的三种组态（a）共发射极 （b）共基极 （c）共集电极三极管有三个电极，两个可以作为输入, 两个可以作为输出，这样必然有一个电极是公共

10、电极，因此，构成放大器时可以有三种连接方式，也称三种组态 。以基极作为公共电极，称共基极放大电路。 以发射极作为公共电极，称共发射极放大电路 以集电极作为公共电极，称共集电极放大电路 三极管连接方式基本共射电压放大电路三极管VT：起电流放大作用，通过iB控制iC，是放大电路的核心元件电源VCC：使三极管发射结正偏，集电结反偏，同时也是放大电路能量来源，提供电流iB和iC。 共射极基本放大器由三极管、电容、电阻和供电电源组成基极偏置电阻Rb：电源UCC通过Rb提供发射结正偏压，用来调节基极偏置电流IB 集电极负载电阻Rc：通过它提供集电结反向偏压，并将集电极电流iC的变化转换为电压的变化，以获得

11、电压放大 耦合电容Cl、C2：起“隔直通交”作用。传递交流信号的同时，又使放大电路和信号源及负载间直流相互隔离。 VUBEIB无输入信号无输入信号(ui = 0)时时: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE？ uCE = UCC iC RC uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoIC+VCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO直流分量直流分量交流分量交流分量 在直流量的基础上叠加了一个交流量放大电路无信号输入（ui = 0）时的工作状态。IB、IC、UCE 静态分析：确定放大电路的静

12、态值。静态工作点Q：IBQ、ICQ、UCEQ 静态工作点对放大电路的影响 放大电路的工作点达到了三极管的截止区。 ic表现为底部失真。对于NPN管，vo表现为顶部失真。基本共射放大电路的饱和失真放大电路的工作点达到了三极管的饱和区ic表现为顶部失真,对于NPN管，vo表现为底部失真。对直流信号（只有对直流信号（只有+UCC）开路开路开路开路RB+UCCRCC1C2T直流通道直流通道RB+VCCRCCCBEBBUUIR所以+VCCRBRCT+UBEUCEICIBRBRCuiuORL+ + +- - -RSuS+ +- -ibicBCEiiVCC = 0(短路短路)C1、C2电容电容短路短路+UC

13、CRSusRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEB反映放大电路的放大能力的指标beLrRiouUUACLCLLRRRRRKrbe1输入电阻是衡量放大电路从前级取电流大小及对输入电压衰减程度的指标。krbe1irAuir从放大电路输入端看进去的等效电阻为riSRir希望ri越大越好iIiUSU 放大电路对负载而言，相当于信号源，将它用电压源等效代替，等效电源的内阻为输出电阻。irSRiri0UALR0r0rCR0r希望越小越好r0是衡量放大电路带负载能力的指标从放大电路输出端看进去的等效电阻为iIiUOUSU通频带：fBW=fHfL反映放大电路对不同频率的信号适应能力uAm

14、AmA0.707LfHffOB2II 若满足：若满足： 基极电位基本恒定，不随温基极电位基本恒定，不随温度变化度变化。B22BRIV 2B1BCC21RRUII CCB2B1B2BURRRVVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSuS+a. RB2的作用的作用解决静态工作点的不稳定思考3：功率放大电路功率放大电路主要关注哪些问题？功率放大电路是如何分类的？依据是什么？乙类功率放大电路是理想功率放大电路吗？甲乙类功率放大电路如何工作？功率放大器主要关注的问题输出功率尽可能大放大管极限运用。必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值: ICM 、UCEM 、 PC

15、M 。电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。注意提高电路的效率（ ）。Po: 负载上得到的交流信号功率。负载上得到的交流信号功率。PE ： 电源提供的直流功率。电源提供的直流功率。%100EOPP乙类：乙类：甲类：甲类： 介 于介 于 两 者两 者之间，导通角之间，导通角大于大于180。功率放大器的分类Q点适中，在正弦点适中，在正弦信号的整个周期内信号的整个周期内均有电流均有电流流过三极流过三极管。管。静态电流为静态电流为0，三，三极管只极管只在正弦信号在正弦信号的半个周期的半个周期内导内导通。通。甲乙类：甲乙类：iCuCEQ1UCEQICQVCCiCuCEQ3ICQVCCiCuCEQ2

16、ICQVCC乙类互补对称功率放大电路1. 结构互补对称： 电路中采用两个晶体管：NPN、PNP各一支； 两管特性一致。组成互补对称式射极输出器。uuVCCVCCoiLR乙类互补对称功率放大电路工作原理uuVCCVCCoiLRic1ic2uuVCCVCCoiLR注意：T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作。组合特性分析图解法uuVCCVCCoiLRiC1uCEiC2QVCCUCESUCESUom输入输出波形图输入输出波形图uiuououo 交越失真交越失真死区电压死区电压uuVCCVCCoiLR乙类互补对称功放的缺点实际测试波形实际测试波形乙类互补对称功率放大电路甲乙类互补对称功放电路uuVCCoiLRVCCR1D1D2R2+VCC-VCCULuiiLRLT