物理三极管放大电路分析基础学习教案

1、会计学1物理物理(wl)三极管放大电路分析基础三极管放大电路分析基础第一页，共83页。2.4放大(fngd)电路的分析方法放大(fngd)电路分析静态(jngti)分析动态分析估算法图解法微变等效电路法图解法计算机仿真第1页/共83页第二页，共83页。二、微变等效电路分析方法(一)三极管的微变等效电路1. 输入(shr)回路iBuBE当信号很小时(xiosh)，将输入特性在小范围内近似线性。uBEiBbbeBBEbeiuiur对输入(shr)的小交流信号而言，三极管相当于电阻rbe。)mA()mV(26)1 ()(300EbeIrrbe的量级从几百欧到几千欧。对于小功率三极管：第2页/共83页

2、第三页，共83页。2. 输出(shch)回路iCuCE)(bBcCCiIiIibBiI所以(suy)：bcii(1) 输出端相当于一个(y )受ib 控制的电流源。近似平行(2) 考虑 uCE对 iC的影响，输出端还要并联一个大电阻rce。cceceiurrce的含义iCuCE第3页/共83页第四页，共83页。ubeibuceicubeuceicrce很大，一般(ybn)忽略。3. 三极管的微变等效电路rbeibib rcerbeibibbce等效cbe第4页/共83页第五页，共83页。(二)放大(fngd)电路的微变等效电路将交流(jioli)通道中的三极管用微变等效电路代替:交流通路RBR

3、CRLuiuouirbeibibiiicuoRBRCRL第5页/共83页第六页，共83页。回顾(hug)： 直流通道和交流通道 放大电路(dinl)中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号。但是，电容对交、直流的作用不同(b tn)。如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同(b tn)的。交流通道：只考虑交流信号的分电路。直流通道：只考虑直流信号的分电路。信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。第6页/共83页第七页，共83页。基本(jbn)放大电路：对直流信号(xnho)（只有+EC）开路开路RB+ECRCC1

4、C2T直流通道RB+ECRC第7页/共83页第八页，共83页。对交流信号(xnho)(输入信号(xnho)ui)短路短路置零RB+ECRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路第8页/共83页第九页，共83页。三、电压放大(fngd)倍数的计算bebirIULboRIUbeLurRALCLRRR/特点(tdin)：负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI第9页/共83页第十页，共83页。四、输入电阻的计算(j sun)对于为放大电路提供信号(xnho)的信号(xnho)源来说，放大电路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。输入电阻的定义：iiiIUr是动态电

5、阻。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbIbeBrR /beriiiIUr电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到(d do)较大的的输入电阻。第10页/共83页第十一页，共83页。五、输出电阻的计算(j sun)对于负载而言，放大(fngd)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(j sun)输出电阻的方法：(1) 所有电源置零，然后计算电阻（对有受控源的电路不适用）。(2) 所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。第11页/共83页第十二页，共83页。CoooRIUr所以(suy)：用加压求流法求输出电阻：oUrbeR

6、BRCiIbIcIbI00oI第12页/共83页第十三页，共83页。2.4.4失真(sh zhn)分析在放大电路(dinl)中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路(dinl)产生非线性失真。为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置(shzh)在交流负载线的中间部分。如果Q设置(shzh)不合适，信号进入截止区或饱和区，造成非线性失真。第13页/共83页第十四页，共83页。iCuCEuo可输出(shch)的最大不失真信号选择静态(jngti)工作点ib第14页/共83页第十五页，共83页。iCuCEuo1. Q点过低，信号进入

7、(jnr)截止区放大电路(dinl)产生截止失真输出波形输入波形ib第15页/共83页第十六页，共83页。iCuCE2. Q点过高，信号进入(jnr)饱和区放大(fngd)电路产生饱和失真ib输入波形uo输出波形第16页/共83页第十七页，共83页。2.5 静态工作(gngzu)点的稳定为了保证放大电路的稳定(wndng)工作，必须有合适的、稳定(wndng)的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作(gngzu)点由UBE、 和ICEO 决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作(gngzu)点的影响主要体现在这一方面。TUBEICEOQ

8、第17页/共83页第十八页，共83页。一、温度(wnd)对UBE的影响iBuBE25C50CTUBEIBICBBECBRUEI第18页/共83页第十九页，共83页。二、温度(wnd)对 值及ICEO的影响T、 ICEOICiCuCEQQ总的效果(xiogu)是：温度上升时，输出特性曲线上移，造成Q点上移。 UCE=ECICRC第19页/共83页第二十页，共83页。小结(xioji)：TIC 固定偏置电路的Q点是不稳定的。 Q点不稳定可能会导致静态工作(gngzu)点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、 IC增加时，能够自动减少IB，从而抑制Q点的变化。保持Q点

9、基本稳定。常采用分压式偏置电路(引入负反馈电路)来稳定(wndng)静态工作点。电路见下页。第20页/共83页第二十一页，共83页。分压式偏置(pin zh)电路：RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo一、静态(jngti)分析I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1直流通路第21页/共83页第二十二页，共83页。补充(bchng)说明：第22页/共83页第二十三页，共83页。第23页/共83页第二十四页，共83页。第24页/共83页第二十五页，共83页。第25页/共83页第二十六页，共83页。BII 22121BBCRREII22BBQRIUCBBBERRR212EEQCC

10、QCCEQRIRIEUEBQEBEQBQEQCQRURUUIII1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1直流通路/CQBQII第26页/共83页第二十七页，共83页。二、动态分析+ECuoRB1RCC1C2RB2CERERLuirbeRCRLoUiUiIbIcIbIRB微变等效电路uoRB1RCRLuiRB2交流通路bebeBirr| RrCoRr beLurRA第27页/共83页第二十八页，共83页。CE的作用：交流通路中， CE将RE短路，RE对交流不起作用，放大倍数不受影响。问题1：如果去掉CE，放大(fngd)倍数怎样？I1I2IBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo

11、第28页/共83页第二十九页，共83页。去掉(q dio) CE 后的交流通路和微变等效电路：)1 (/EbeBiRrRrCoRr rbeRCRLoUREiUiIbIcIbIRBEbbebiRIrIU)1 (LboRIUEbeLuRrRA)1 (RB1RCRLuiuoRB2RE第29页/共83页第三十页，共83页。RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2问题(wnt)2：如果电路如下图所示，如何分析？第30页/共83页第三十一页，共83页。I1I2IBRB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2静态(jng

12、ti)分析：直流通(litng)路第31页/共83页第三十二页，共83页。RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2动态分析：交流(jioli)通路RB1RCRLuiuoRB2RE1第32页/共83页第三十三页，共83页。交流(jioli)通路：RB1RCRLuiuoRB2RE1微变等效电路：rbeRCRLoURE1iUiIbIcIbIRB第33页/共83页第三十四页，共83页。问题：Au 和 Aus 的关系(gun x)如何？定义(dngy)：iouUUAsousUUA放大电路RLRSoUiUsUsousUUASiSiiUrRrUuiSiusArRrA第34页/共83页第三

13、十五页，共83页。2.6常见的放大(fngd)电路2.6.1射级输出(shch)器2.6.2共基极放大(fngd)电路第35页/共83页第三十六页，共83页。 2.6.1射极输出器(共集电极放大(fngd)电路)RB+ECC1C2RERLuiuoRB+ECRE直流通道第36页/共83页第三十七页，共83页。第37页/共83页第三十八页，共83页。一、静态(jngti)分析IBIEEBBEQCBQRRUEI)1 (BQEQII)1 (EEQCCEQRIEU折算RB+ECRE直流通道第38页/共83页第三十九页，共83页。二、动态分析RB+ECC1C2RERLuiuorbeiUbIRERLRBoU

14、cIbIiI微变等效电路第39页/共83页第四十页，共83页。LeoRiuLELRRR/LbRi）（1LebebiRiriuLbbebRiri)1 (LbbebLbuRiriRiA)1 ()1 (LbeLRrR)1 (1）（1. 电压(diny)放大倍数rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI第40页/共83页第四十一页，共83页。1.,)1 (LbeRr所以(suy)，1uA但是，输出电流(dinli)Ie增加了。2.输入输出同相，输出电压跟随(n su)输入电压，故称电压跟随(n su)器；无电压放大能力。结论：LbeLuR)(rRA11）（第41页/共83页第四十二页，共83页。2.

15、输入电阻)1 (/LbeBiRrRRrbeiUbIRERLRBoUcIbIiI输入电阻较大(jio d)，作为前一级的负载，对前一级的放大倍数影响较小。第42页/共83页第四十三页，共83页。第43页/共83页第四十四页，共83页。第44页/共83页第四十五页，共83页。第45页/共83页第四十六页，共83页。射极输出(shch)器的使用1. 将射极输出(shch)器放在电路的首级，可以提高输入电阻。2. 将射极输出器放在电路的末级，可以(ky)降 低输出电阻，提高带负载能。3. 将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。第46页/共83页第四十七页，共83页。第47页/共83页

16、第四十八页，共83页。第48页/共83页第四十九页，共83页。第49页/共83页第五十页，共83页。第50页/共83页第五十一页，共83页。第51页/共83页第五十二页，共83页。第52页/共83页第五十三页，共83页。第53页/共83页第五十四页，共83页。第54页/共83页第五十五页，共83页。第55页/共83页第五十六页，共83页。一 静态(jngti)工作点CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVV CBII 第56页/共83页第五十七页，共83页。第57页/共83页第五十八页，共83页。第58页/共83页第五十九页，共83

17、页。第59页/共83页第六十页，共83页。第60页/共83页第六十一页，共83页。第61页/共83页第六十二页，共83页。 2.6.3 三种(sn zhn)组态的比较电压增益：beLc)/(rRR 输入电阻：beb/rR输出电阻：cR)/)(1()/()1(LebeLeRRrRR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/bebserRRRbeLc)/(rRR 1/beerRcR第62页/共83页第六十三页，共83页。 固定偏流电路(dinl)与射极偏置电路(dinl)的比较 共射极放大电路静态：bBECCBRVVI BCII cCCCCERIVV CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )RR(IVVecCCCCE CBII 第63页/共83页第六十四页，共83页。第64页/共83页第六十五页，共83页。第65页/共83页第六十六页，共83页。第66页/共83页第六十七页，共83页。第67页/共83页第六十八页，共83页。第68页/共83页第六十九页，共83页。第6