基本晶体管放大器

1、会计学1基本晶体管放大器基本晶体管放大器第1页/共40页放大电路的分析方法放大电路的分析方法放大放大电路电路分析分析静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法图解法图解法计算机仿真计算机仿真第2页/共33页第1页/共39页第2页/共40页RB+ECRCC1C2ui=0时时ICIE=IB+ICRLIB无信号输入时无信号输入时UCE-+UBE+-静态工作点（定义）静态工作点（定义）（ UBE 、 IB 、 IC、 IE、 UCE）第3页/共33页第2页/共39页第3页/共40页(IB,UBE) 和和( IC,UCE )分别对应于输入输出分别对应于输入输出特

2、性曲线上的一个点称为静态工作点。特性曲线上的一个点称为静态工作点。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB静态工作点静态工作点(图解）图解）第4页/共33页第3页/共39页第4页/共40页RB+ECRCC1C2开路开路开路开路RL静态分析静态分析RB+ECRC直流通道直流通道（1 1）用估算法求静态工作点）用估算法求静态工作点先画出放大电路的直流通道先画出放大电路的直流通道第5页/共33页第4页/共39页第5页/共40页（a）估算）估算IB（ UBE 0.7V)RB称为称为偏置电阻偏置电阻IB称为称为偏置电流偏置电流然后用基尔霍夫定律列方程，求出静态工作点然后用基尔霍夫定律列方程，求出

3、静态工作点RB+ECRCIBUBE-+BEBBCURIEBCBBECBRERUEI7 . 0第6页/共33页第5页/共39页第6页/共40页（b）估算）估算UCE、IC、IECCCCERIEURB+ECRCICUCE-+BCIIBBCEIIII) 1(第7页/共33页第6页/共39页第7页/共40页（2）用图解法分析静态工作点）用图解法分析静态工作点ICUCEUCE=ECICRCECCCRE直流负载线直流负载线与与IB所决所决定的那一定的那一条输出特条输出特性曲线的性曲线的交点就是交点就是Q点点QIB静态静态UCE静态静态ICRB+ECRCC1C2+-ui+-uoUCE-+第8页/共33页第7

4、页/共39页第8页/共40页IBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么变化怎么变化(1)用图解法分析用图解法分析交流电压放大原理交流电压放大原理假设假设uBE静态工作点的基础静态工作点的基础上有一微小的变化上有一微小的变化 uiQ动态分析动态分析第9页/共33页第8页/共39页第9页/共40页ICUCEicuCE的变化沿一条线的变化沿一条线交流负载线（当无负载电交流负载线（当无负载电阻阻RL时，交流负载线就是时，交流负载线就是直流负载线）直流负载线）RB+ECRCC1C2+-ui+-uouCE-+QuCEtt第10页/共33页第9页/共39页第10页/共40页RB+ECRCC1C2uii

5、BiCuCEuo各点波形各点波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反uBE第11页/共33页第10页/共39页第11页/共40页RB+ECRCC1C2对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)短路短路短路短路置零置零放大器的交流通道及微变等效电路放大器的交流通道及微变等效电路RLuiuo1/ C 0(2)用微变等效电路估算电压放大倍数的计算用微变等效电路估算电压放大倍数的计算 第12页/共33页第11页/共39页第12页/共40页交流通道交流通道RBRCRLuiuoicuceib 第13页/共33页第12页/共39页第13页/共40页三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路首先考

6、察输入回路首先考察输入回路iBuBE当信号很小时，将输当信号很小时，将输入特性在小范围内近入特性在小范围内近似线性似线性。 uBE iBbbeBBEbeiuiur 对输入的小交流信号而对输入的小交流信号而言，三极管言，三极管BE间等效间等效于电阻于电阻rbe。第14页/共33页第13页/共39页第14页/共40页对输入的小交流信号而言，三极管对输入的小交流信号而言，三极管BE间等效于电阻间等效于电阻rbe。becrbeibbeubeubeib)mA(I)mV(26)1()(300rEbe rbe的量级从几百欧到几千欧。的量级从几百欧到几千欧。 第15页/共33页第14页/共39页第15页/共4

7、0页考察输出回路考察输出回路)iI (iIibBcCC bBiI 所以：所以：bcii 输出端相当于一个受输出端相当于一个受 ib控制的电流源。控制的电流源。iCuCE近似平行近似平行第16页/共33页第15页/共39页第16页/共40页三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路ubeibuceic uceuberbe ibibic 第17页/共33页第16页/共39页第17页/共40页放大电路的微变等效电路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将交流通道中的三极管用微变等效电路代替rbe ibibiiicuiuoRBRCRLRBRCRLuiuo交流通道交流通道目的目的将电

8、子问题将电子问题化为受控源化为受控源电路的问题电路的问题来解来解第18页/共33页第17页/共39页第18页/共40页用微变等效电路估算电压放大倍数的计算用微变等效电路估算电压放大倍数的计算bebirIU LboRIU beLiorRUUAvLCLR/RR 负号表示输出与输入反相负号表示输出与输入反相rbeRBRCRLiU iI bI cI oU bI第19页/共33页第18页/共39页第19页/共40页输入电阻输入电阻（交流输入电阻）（交流输入电阻）的计算的计算输入电阻的定义：输入电阻的定义：iiIUri rbeRBRCRLiU iI bI cI oU BI beBr/R ber 第20页/

9、共33页第19页/共39页第20页/共40页输出电阻的计算输出电阻的计算对于负载而言，放大电路相当于信号源，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。的内阻就是输出电阻。计算输出电阻的方法：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。所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。第21页/共33页第20页/共39页第21页/共40页UIrbeRBRCiI bI cI bI coRIUr所以：所以：用加压求用加压求流法求输流法求输出电阻：出电阻：00第22页/共33页第21页/共39页第22页

10、/共40页用图解法进行放大器失真分析用图解法进行放大器失真分析为了得到尽量大的输出信号，要把为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在设置在交流负载线的中间部分。如果交流负载线的中间部分。如果Q设置不合适，设置不合适，信号进入截止区或饱和区，造成信号进入截止区或饱和区，造成非线性失真非线性失真。失真失真输出波形较输入波形发生畸变，输出波形较输入波形发生畸变， 称为失真称为失真第23页/共33页第22页/共39页第23页/共40页可输出可输出的最大的最大不失真不失真信号信号合适的静态工作点能保证输出电压幅度最大合适的静态工作点能保证输出电压幅度最大且不失真且不失真iCuCEiCicICibIBiBu

11、ottt第24页/共33页第23页/共39页第24页/共40页iCuCEuoQ点过低，信号进入截止区点过低，信号进入截止区uo波形波形ibIBiBicICiCtttt称为截止失真称为截止失真第25页/共33页第24页/共39页第25页/共40页iCuCEuoQ点过高，信号进入饱和区点过高，信号进入饱和区称为饱和失真称为饱和失真ibIBiBicICiCttt第26页/共33页第25页/共39页第26页/共40页 从静态工作点的设置和微变等效电路上，判断各电从静态工作点的设置和微变等效电路上，判断各电路对输入的正弦交流信号路对输入的正弦交流信号ui有无放大作用，并说明原因。有无放大作用，并说明原因

12、。假设各电容对交流信号均可视为短路。假设各电容对交流信号均可视为短路。 ui 幅度很小，在幅度很小，在10mV以内。以内。RB+ECREC1C2Tuiuo无放大作用静态IB、IC=0题1 第27页/共33页第26页/共39页第27页/共40页RE+ECRCC1C2TuiuoCE无放大作用。无放大作用。输入信号通过直流电源对地短路输入信号通过直流电源对地短路第28页/共33页第27页/共39页第28页/共40页无放大作用。无放大作用。输入信号通过电容输入信号通过电容C3及直流电源对地短路及直流电源对地短路RE+ECRCC1C2TuiuoCEC3RB第29页/共33页第28页/共39页第29页/共

13、40页无放大作用。无放大作用。无无RC，输出电压，输出电压=0RE+ECC1C2TuiuoRB第30页/共33页第29页/共39页第30页/共40页RB+ECRCC1C2Tuiuo无放大作用。无放大作用。PNP三极管，无静态电流三极管，无静态电流第31页/共33页第30页/共39页第31页/共40页PNP三极管，接负电源三极管，接负电源- ECICIEIB电解电容极性倒过来电解电容极性倒过来RB+ECRCC1C2Tuiuo+电解电容电解电容-EC+第32页/共33页第31页/共39页第32页/共40页R1-ECRCC1C2TuiuoR2RE+RL电解电容电解电容第33页/共33页第32页/共3

14、9页第33页/共40页（a）估算）估算IB（ UBE 0.7V)RB称为称为偏置电阻偏置电阻IB称为称为偏置电流偏置电流然后用基尔霍夫定律列方程，求出静态工作点然后用基尔霍夫定律列方程，求出静态工作点RB+ECRCIBUBE-+BEBBCURIEBCBBECBRERUEI7 . 0第6页/共33页第33页/共39页第34页/共40页IBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么变化怎么变化(1)用图解法分析用图解法分析交流电压放大原理交流电压放大原理假设假设uBE静态工作点的基础静态工作点的基础上有一微小的变化上有一微小的变化 uiQ动态分析动态分析第9页/共33页第34页/共39页第35页/共40页IBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么变化怎么变化(1)用图解法分析用图解法分析交流电压放大原理交流电压放大原理假设假设uBE静态工作点的基础静态工作点的基础上有一微小的变化上有一微小的变化 uiQ动态分析动态分析第9页/共33页第35页/共39页第36页/共40页iCuCEuoQ点过低，信号进入截止区点过低，信号进入截止区uo波形波形ibIBiBicICi