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2023/2/6电路与模拟电子技术基础1第5章基本放大电路2023/2/6电路与模拟电子技术基础25.1放大器的组成及其性能指标
5.1.1放大电路的基本概念放大电路的功能是将微弱的电信号不失真地放大到所需要的数值,从而使电子设备的终端执行器件工作。放大的实质:
用小能量的信号通过晶体管的电流控制作用,将放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。图示电路给出了放大电路的结构示意图。2023/2/6电路与模拟电子技术基础32023/2/6电路与模拟电子技术基础4只有一个放大管的放大器为基本放大器,相应的电路为基本放大电路。放大电路的组成必须符合两个原则:
(1)放大器应工作在放大状态,对于晶体管则要求发射结正偏,集电结反偏;
(2)放大信号通路应畅通,即输入信号能送到放大器的输入端,经放大后,输出信号能够作用于负载电阻上。下面以最常用的共射放大电路为例来说明放大电路的一般组成及工作原理。2023/2/6电路与模拟电子技术基础5基本共射极放大电路给T提供适当的偏置集电极电阻,将集电极电流转换成集电极电压基极电阻,决定基极电流放大电路的核心输入交流电压信号基极电源,提供适当偏置输出电压信号地5.1.2.基本共射极放大电路的组成及工作原理1.放大电路的组成2023/2/6电路与模拟电子技术基础62共射极放大电路的工作原理*电压、电流等符号的规定①直流量:大写字母+大写下标,如IB②交流量:小写字母+小写下标,如ib③交流量有效值:大写字母+小写下标,如Ib④瞬时值(直流分量和交流分量之和):小写字母+大写下标,如iB,iB=IB+ib2023/2/6电路与模拟电子技术基础71)直流(静态)工作分析:
ui=0时
电路中各处的电压、电流都是不变的直流。
若UBB和UCC能使T的发射结正偏,集电结反偏
→三极管工作在放大状态,则:IBIC2023/2/6电路与模拟电子技术基础8ICUCEOIBUBEO结论:(1)无输入信号电压时,三极管各电极都是恒定的电压和电流:IB、UBE和
IC、UCE
。
(IB、UBE)
和(IC、UCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点,称为放大电路的静态工作点。QIBUBEQUCEICIBQ、ICQ、UBEQ和UCEQ2023/2/6电路与模拟电子技术基础9
晶体管放大电路的工作原理2)当ui≠0→iB=IBQ+ib→iC=ICQ+ic=ICQ+βib→uCE=UCEQ+uce=UCC-iCRC→uo=uce=-RCic∵ic↑→uCE↓
ic↓→uCE↑∴方向和ic相反uO与ui相比:①
uO幅度>ui幅度;②波形形状相同,但相位相反,故共射放大电路又称反相放大器。2023/2/6电路与模拟电子技术基础102023/2/6电路与模拟电子技术基础11uBEube叠加量交流分量tUBE直流分量2023/2/6电路与模拟电子技术基础12静态时(ui=0):UBB=0→UBEQ=0→发射结不能导通;UBB=0→IB=0→IC=βIB=0→UC>UB
→集电结反偏;→三极管T工作在截止区为什么要设计静态工作点?2023/2/6电路与模拟电子技术基础13•
动态时(ui≠0):︱ui︱
<UBE(ON)→发射结无法正偏→三极管一直在截止区→uo=UCE=UCC即使
︱ui︱>
UBE(ON),
输出仍然严重失真。
只有在信号的整个周期内晶体管始终工作在放大状态,输出信号才不会产生失真。2023/2/6电路与模拟电子技术基础14静态工作点的作用:
保证放大电路中的三极管正常工作,保证放大电路输出不产生失真。放大电路的基本要求:①输出不失真②输出能够放大
2023/2/6电路与模拟电子技术基础15结论设置合适的静态工作点,让交流信号承载在直流分量之上,保证晶体管在输入信号的整个周期内始终工作在放大状态,输出电压波形才不会产生非线性失真。基本共射放大电路的电压放大作用是利用晶体管的电流放大作用,并依靠RC将电流的变化转化成电压的变化来实现的。2023/2/6电路与模拟电子技术基础16
由于一般情况下,在放大电路中,直流分量与交流分量是共存的。但为了分析方便,对工作在放大模式下的电路进行分析时,常先进行直流分析(静态分析),后进行交流分析(动态分析)。5.1.3放大电路的分析方法直流分析法(静态分析)分析指标(静态工作点):IBQ、
ICQ、UCEQ分析方法:图解法、估算法
交流分析法(动态分析)分析指标:Au
、Ri、Ro分析方法:图解法、微变等效电路法
2023/2/6电路与模拟电子技术基础171直流通路和交流通路直流通路:直流电源作用下直流电流流经的道路(用于计算静态工作点)画直流通路的原则①C开路②L短路③输入信号为0(保留内阻)RCVRBUCCuo+C2RL+-+-ui+C1
阻容耦合共射放大电路
电路中信号源与放大电路,放大电路与负载电阻均通过电容相连。2023/2/6电路与模拟电子技术基础18RCVRBUCCuo+C2RL+-+-ui+C1
阻容耦合共射放大电路
RBUCCRC(a)直流通路直流通路2023/2/6电路与模拟电子技术基础19交流通路:只考虑交流信号的分电路(用来计算电压放大倍数、输入电阻、出电阻等动态参数。)画交流通路的原则①C短路②直流电源对地短路(恒压源处理)RCVRBUCCuo+C2RL+-+-ui+C1
阻容耦合共射放大电路
交流通路2023/2/6电路与模拟电子技术基础20RCVRBUCCuo+C2RL+-+-ui+C1
阻容耦合共射放大电路
RCuous+-RsRBRL+-IiIo(b)交流通路交流通路2023/2/6电路与模拟电子技术基础21练习:请画出下面电路的直流通路的交流通路。(a)(c)2023/2/6电路与模拟电子技术基础22直流通路交流通路2023/2/6电路与模拟电子技术基础23直流通路交流通路2023/2/6电路与模拟电子技术基础242放大电路的图解法1)静态工作点的分析
确定出直流工作点Q,求出IBQ、UBEQ和ICQ、UCEQ。
图解法:图解分析是在晶体管特性曲线上,用作图的方法对放大电路进行分析。优点:直观、形象2023/2/6电路与模拟电子技术基础25步骤:2).利用输入特性曲线确定IBQ、UBEQ
1).画直流通路2023/2/6电路与模拟电子技术基础26当输入信号Δu1=0时,在晶体管的输入回路中,静态工作点既应在晶体管的输入特性曲线上,又应满足外电路的回路方程:uBE=VBB-iBRb
画出直线与横轴的交点为(VBB,0),与纵轴的交点为(0,VBB/Rb),斜率为-l/Rb。直线与曲线的交点就是静态工作点Q,其横坐标值为UBEQ,纵坐标值为IBQ.
2023/2/6电路与模拟电子技术基础273、利用输出特性曲线确定ICQ、UCEQ输出特性曲线与输出回路方程的交点为静态工作点Q。iB=IBQuCE0NQMiCUCEQUCCICQUCCRC(a)直流负载线与Q点直流负载线2023/2/6电路与模拟电子技术基础28
2)共射放大电路的动态分析
iBIBQtiBIBQuBEuBEtiBmaxiBminQUBEQ(a)输入回路的工作波形交流信号叠加在直流上uBE=VBB+Δu1-iBRb
2023/2/6电路与模拟电子技术基础29
放大器的交流图解分析(b)输出回路的工作波形QiCiBmaxiBminiCICQtuCEtuCEUCCUCEQICQUCCRCQ1Q2IBQICQRL′A交流负载线k=-RL′1交流负载线:uCE=UCEQ-(iC-ICQ)RL’2023/2/6电路与模拟电子技术基础30tuBE0QuBEiB0iCuCE0QtiBIBQiCtICQtuCE0-1/RLVCEQib放大倍数Au=
由uo和ui的峰值(或峰峰值)之比可得放大电路的电压放大倍数。2023/2/6电路与模拟电子技术基础31电压放大倍数将减小。QuCE/VttiB/AIBtiC/mAICiB/AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQicibuiuoRL2023/2/6电路与模拟电子技术基础32
共射极放大器的电压、电流波形①叠加交流信号后,晶体管各极电流方向、极间电压极性与静态时相同。②放大器的输出与输入信号是反相(或称倒相)的。结论:③直流量保证了交流量的不失真。2023/2/6电路与模拟电子技术基础33(3)非线性失真
如果Q设置不合适,晶体管进入截止区或饱和区工作,将造成非线性失真。1.Q点过低——截止失真2023/2/6电路与模拟电子技术基础34Q交流负载线iC0t0iCiBuCEuCE0t(a)截止失真Q点过低→动态工作点进入截止区,出现截止失真。对NPN管的共射极放大器,发生截止失真时,其输出电压出现“胖顶”的现象(顶部限幅),ICQRL′UCEQ最大不失真输出电压的幅度为2023/2/6电路与模拟电子技术基础35Q交流负载线iCiCiB0tuCEuCE0t0Q点过高→动态工作点进入饱和区,出现饱和失真。对NPN管的共射极放大器,发生饱和失真时,其输出电压出现“削底”现象(底部限幅)UCEQUCES2Q点过高—饱和失真最大不失真输出电压的幅度为2023/2/6电路与模拟电子技术基础36
Uopp=2Uom放大器输出动态范围:受截止失真限制,其最大不失真输出电压的幅度为因饱和失真的限制,最大不失真输出电压的幅度为其中较小的即为放大器最大不失真输出电压的幅度,而输出动态范围Uopp则为该幅度的两倍,即2023/2/6电路与模拟电子技术基础37Q点位置与波形失真:Q点过低,uO负半周易截止失真。PNP管Q点过高,uO正半周易饱和失真。Q点过低,uO正半周易截止失真。NPN管Q点过高,uO负半周易饱和失真。由于PNP管电压极性与NPN管相反,故横轴uCE可改为-uCE。消除饱和失真降低Q点:增大RB,减小IBQ减小RC:负载线变徒。消除截止失真升高Q点:减小RB,增大IBQ2023/2/6电路与模拟电子技术基础38+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE(4)直流负载线和交流负载线2023/2/6电路与模拟电子技术基础39a、直流负载线ICUCE1.三极管的输出特性。2.UCE=UCC–ICRC。ICUCEECQ直流负载线与输出特性的交点就是Q点IB直流通道RB+UCCRC直流负载线斜率2023/2/6电路与模拟电子技术基础40b、交流负载线ic其中:uceRBRCRLuiuo交流通路2023/2/6电路与模拟电子技术基础41iC
和uCE是全量,与交流量ic和uce有如下关系所以:即:交流信号的变化沿着斜率为:的直线。这条直线通过Q点,称为交流负载线。2023/2/6电路与模拟电子技术基础42交流负载线的作法ICUCEECQIB过Q点作一条直线,斜率为:交流负载线2023/2/6电路与模拟电子技术基础433等效电路法1晶体管的直流模型及静态工作点的估算放大电路直流通路计算静态值的步骤:1)画直流通路①C开路②L短路③输入信号为0(保留内阻)2)将直流通路中晶体管用其放大工作状态的直流模型等效2023/2/6电路与模拟电子技术基础44(a)输入特性近似
晶体管伏安特性曲线的折线近似uBE0iBUBE(on)0uCEiCUCE(sat)IB=0(b)输出特性近似饱和区放大区截止区3.根据直流等效电路估算静态工作点估算时一般UBEQ认为常量,硅管(0.6-0.7),锗管(0.2-0.3)2023/2/6电路与模拟电子技术基础45(a)ebc(b)ebcβIBQIBQUBE(on)(c)ebcUBE(on)UCE(sat)(a)截止状态模型;(b)放大状态模型;(c)饱和状态模型晶体管三种状态的直流模型CQIuBE0iBUBE(on)0uCEiCUCE(sat)IB=02023/2/6电路与模拟电子技术基础46例1:晶体管电路如图(a)所示。若已知晶体管工作在放大状态,试计算晶体管的IBQ,ICQ和UCEQ。(a)电路ICQ+-UCEQRBUBBIBQUCCRCeRBUBE(on)bIBQβIBQcICQUCCRC+-UCEQUBB(b)直流等效电路图:晶体管直流电路分析2023/2/6电路与模拟电子技术基础47
解:因为晶体管工作在放大状态。这时用图(b)的模型代替晶体管,便得到图)所示的直流等效电路。由图可知故有2023/2/6电路与模拟电子技术基础48例2:用估算法计算静态工作点。已知T为硅管已知:UCC=12V,RC=4k,RB=300k,=37.5。解:+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBeRBUBE(on)bIBQβIBQcICQUCCRC+-UCEQUCC2023/2/6电路与模拟电子技术基础49eRBUBE(on)bIBQβIBQcICQUCCRC+-UCEQUCC注意:电路中IBQ
和ICQ
的数量级不同2023/2/6电路与模拟电子技术基础50例3:用估算法计算图示电路的静态工作点。
由例2、例3可知,当电路不同时,计算静态值的公式也不同。由KVL可得:由KVL可得:IE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB2023/2/6电路与模拟电子技术基础51例4在图(a)电路中,若RB=560kΩ,RC=3kΩ,UCC=12V,晶体管的输出特性曲线如图(b)所示,试用图解法确定直流工作点。RBUCCRCIBQICQ+-UCEQ(a)直流通路输出回路满足:UCC=UCEQ+ICQ×RC解:取UBEQ=0.7V,由估算法可得2023/2/6电路与模拟电子技术基础52图b放大器的直流图解分析(b)Q点与RB、RC的关系uCE/V21012012340μA30μA20μA10μAiC/mA4684MNQRBQ2RC
在输出特性上找两个特殊点:当uCE=0时,iC=UCC/RC=12/3=4mA,得M点;当iC=0时,uCE=UCC=12V,得N点。连接以上两点便得到图(b)中的直流负载线MN,它与IB=20μA的一条特性曲线的交点Q,即为直流工作点。由图中Q点的坐标可得,ICQ=2mA,UCEQ=6V。2023/2/6电路与模拟电子技术基础53
3共射放大电路的动态分析
1微变等效电路法所谓放大电路的微变等效电路,就是把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路,就是把晶体管等效为一个线性元件。2023/2/6电路与模拟电子技术基础54(1)晶体管的微变等效电路模型
晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。
当信号很小时,在静态工作点附近的输入特性在小范围内可近似线性化。1.晶体管的微变等效电路UBEIB对于小功率三极管:rbb’基区体电阻,一般取值为200-300Ω(1)输入回路Q输入特性晶体管的输入电阻
晶体管的输入回路(B、E之间)可用rbe等效代替,即由rbe来确定ube和ib之间的关系。IBUBEO2023/2/6电路与模拟电子技术基础55(2)输出回路rce愈大,恒流特性愈好因rce阻值很高,一般忽略不计。晶体管的输出电阻输出特性iCuCEQ
输出特性在线性工作区是一组近似等距的平行直线。晶体管的电流放大系数
晶体管的输出回路(C、E之间)可用一受控电流源ic=ib等效代替,即由来确定ic和ib之间的关系。一般在20~200之间,在手册中常用hfe表示。O2023/2/6电路与模拟电子技术基础56ibicicBCEibib晶体三极管微变等效电路ube+-uce+-ube+-uce+-晶体管的微变等效电路rbeBEC
晶体管的B、E之间可用rbe等效代替。
晶体管的C、E之间可用一受控电流源ic=ib等效代替。2023/2/6电路与模拟电子技术基础57说明①只适用小信号交流分析(不能用来求Q点)②只针对低频2023/2/6电路与模拟电子技术基础58(2)放大电路的微变等效电路法根据直流通路估算静态工作点确定放大器交流通路、交流(微变)等效电路计算放大器的各项交流指标2023/2/6电路与模拟电子技术基础59注意:画交流通路的原则:①C短路直流电压源对地短路(恒压源处理),电流源视为开路②2023/2/6电路与模拟电子技术基础60+--++-uouiusRsRB2+C1RECE+RLUCCRCRB1+C2
共射极放大器及其交流等效电路(a)电路(3)、放大电路交流性能指标的计算2023/2/6电路与模拟电子技术基础61+--++-UoUiUsRsRB2+RLRB1RC交流通路···2023/2/6电路与模拟电子技术基础62(b)交流等效电路
共射极放大器及其交流等效电路UiRi++--RsRB2rbeIiRCRLUo+-eIbβIbrceRoIcIobcRB1Us········2023/2/6电路与模拟电子技术基础631)、电压放大倍数------无量纲参数输出、输入电压反相UiRi++--RsRB2rbeIiRCRLUo+-eIbβIbrceRoIcIobcRB1Us········2023/2/6电路与模拟电子技术基础642)输入电阻RiRi表征放大器从信号源获得信号的能力。放大电路对信号源(或对前级放大电路)来说,是一个负载,可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻,也就是放大电路的输入电阻。定义:
输入电阻是对交流信号而言的,是动态电阻。+-信号源Au放大电路+-放大电路信号源+-+-2023/2/6电路与模拟电子技术基础65UiRi++--RsRB2rbeIiRCRLUo+-eIbβIbrceRoIcIobcRB1Us········2023/2/6电路与模拟电子技术基础663)输出电阻Ro放大电路对负载(或对后级放大电路)来说,是一个信号源,可以将它进行戴维宁等效,等效电源的内阻即为放大电路的输出电阻。+_RLRo+_定义:
输出电阻是动态电阻,与负载无关。RSRL+_Au放大电路+_2023/2/6电路与模拟电子技术基础67Ro是一个表征放大器带负载能力的参数。电路的输出电阻愈小,负载变化时输出电压的变化愈小,因此一般总是希望得到较小的输出电阻。2023/2/6电路与模拟电子技术基础68UiRi++--RsRB2rbeIiRCRLUo+-eIbβIbrceRoIcIobcRB1Us········2023/2/6电路与模拟电子技术基础694、源电压放大倍数Aus若Ri>>Rs,则:UiRi++--RsRB2rbeIiRCRLUo+-eIbβIbrceRoIcIobcRB1Us········2023/2/6电路与模拟电子技术基础70+--++-uouiusRsRB2+C1RERLUCCRCRB1+C2
共射极放大器及其交流等效电路(a)电路
★5、带有射极电阻RE时的交流指标CE+2023/2/6电路与模拟电子技术基础71
发射极接电阻时的交流等效电路Ri=RB1//RB2//Ri′Ri′·····2023/2/6电路与模拟电子技术基础72例:下图电路中,若RB1=75kΩ,RB2=25kΩ,RC=RL=2kΩ,RE=1kΩ,UCC=12V,晶体管的β=80,rbb′=100Ω,信号源内阻Rs=0.6kΩ,试求直流工作点ICQ、UCEQ及Au,Ri,Ro和Aus。+--++-uouiusRsRB2+C1RECE+RLUCCRCRB1+C22023/2/6电路与模拟电子技术基础73
解:按估算法计算Q点:RB2REUCCRCRB1直流通路
2023/2/6电路与模拟电子技术基础74UiRi++--RsRB2rbeIiRCRLUo+-eIbβIbrceRoIcIobcRB1Us········2023/2/6电路与模拟电子技术基础75UiRi++--RsRB2rbeIiRCRLUo+-eIbβIbrceRoIcIobcRB1Us········2023/2/6电路与模拟电子技术基础76+--++-uouiusRsRB2+C1RE1CE+RLUCCRCRB1+C2RE2例:在上例中,将RE变为两个电阻RE1和RE2串联,且RE1=100Ω,RE2=900Ω,而旁通电容CE接在RE2两端,其它条件不变,试求此时的交流指标。2023/2/6电路与模拟电子技术基础77解:由于RE=RE1+RE2=1kΩ,所以Q点不变。对于交流通路,现在射极通过RE1接地。交流等效电路为:1·····2023/2/6电路与模拟电子技术基础781·····2023/2/6电路与模拟电子技术基础79可见,RE1的接入,使得Au减小了约10倍。但是,由于输入电阻增大,因而Aus与Au的差异明显减小了。2023/2/6电路与模拟电子技术基础80晶体管放大电路的三种接法晶体管放大电路有三种接法:共发射极放大电路、共基极放大电路、共集电极放大电路。2023/2/6电路与模拟电子技术基础815.1.4共集电极放大电路(射极输出器)
共集电极放大电路如下图(a)所示。图中采用分压式稳定偏置电路使晶体管工作在放大状态。具有内阻Rs的信号源us从基极输入,信号从发射极输出,而集电极交流接地,作为输入、输出的公共端。由于信号从射极输出,所以该电路又称为射极输出器。2023/2/6电路与模拟电子技术基础82+--+uouiusRsRB2C1RERLUCCRB1+C2(a)电路2023/2/6电路与模拟电子技术基础831.静态分析(电路如图(a)蓝底部分所示)2.动态分析(等效电路如图(b)所示)2023/2/6电路与模拟电子技术基础84
共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路UiRi++--RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′IieRL’········2023/2/6电路与模拟电子技术基础85一、电压放大倍数Au因而式中:
射极跟随器Au≤1,而且Uo与Ui同相。··2023/2/6电路与模拟电子技术基础86
共集电极放大器及交流等效电路二、输入电阻Ri(b)交流等效电路UiRi++--RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′IieRL’········2023/2/6电路与模拟电子技术基础87Ri显著增大,所以共集电极电路的具有高输入电阻的特性Ri与RL’有关UiRi++--RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′Iie········2023/2/6电路与模拟电子技术基础88
共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路三、输出电阻RoUiRi++--RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′Iie········2023/2/6电路与模拟电子技术基础89
求共集放大器Ro的等效电路······UiRi++--RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′Iie········2023/2/6电路与模拟电子技术基础90······式中:Ro与Rs有关2023/2/6电路与模拟电子技术基础91是基极支路的电阻折合到射极的等效电阻输出电阻小。······2023/2/6电路与模拟电子技术基础92共集电路的特点:①电压放大倍数小于1而近于1;②输出电压与输入电压同相;③输入电阻高;④输出电阻低。2023/2/6电路与模拟电子技术基础935.1.5共基放大电路
下图(a)给出了共基极放大电路。图中RB1、RB2、RE和RC构成分压式稳定偏置电路,为晶体管设置合适而稳定的工作点。信号从射极输入,由集电极输出,而基极通过旁路电容CB交流接地,作为输入、输出的公共端。按交流通路画出该放大器的交流等效电路如图(b)所示。2023/2/6电路与模拟电子技术基础94C1-+ui+RE+C2RCRB1RB2+CB-+uoRLUCC(a)共基极放大电路2023/2/6电路与模拟电子技术基础951.静态分析(电路如图)2.动态分析(等效电路如图(b)所示)2023/2/6电路与模拟电子技术基础96
共基极放大器及其交流等效电路(b)交流等效电路Ii-+UiRERiIerbeRi′βIbRCRoRLIo-+UoIbecb.......2023/2/6电路与模拟电子技术基础97一、1.电压放大倍数Au式中:
Au与共射电路大小相等,但同相。Ii-+UiRERiIerbeRi′βIbRCRoRLIo-+UoIbecb.......2023/2/6电路与模拟电子技术基础98二、输入电阻Ri三、输出电阻RoIi-+UiRERiIerbeRi′βIbRCRoRLIo-+UoIbecb.......2023/2/6电路与模拟电子技术基础99
三种基本放大器性能比较2023/2/6电路与模拟电子技术基础1005.1.6静态工作点的稳定1、静态工作点稳定的必要性
静态工作点Q不但决定了电路是否会产生失真,而且还影响电压放大倍数、输入电阻等动态参数,因此静态工作点的不稳定将引起动态参数不稳定,甚至影响电路的正常工作。所谓稳定Q是指在环境温度变化时静态集电极电流ICQ和管压降UCEQ基本不变。a)温度变化对静态工作点的影响
固定偏流电路2023/2/6电路与模拟电子技术基础101
在固定偏置放大电路中1)温度上升,发射结电压UBEQ下降,在外加电压和电阻不变的情况下,使基极电流IBQ上升。2)温度上升,使三极管的电流放大倍数β增大,使特性曲线间距增大,曲线上移。iCuCEQ温度升高时,输出特性曲线上移Q´O结论:固定偏置电路的Q点不稳定,Q点不稳定可能导致静态工作点靠近饱和区造成饱和区或截止区从而导致失真。T↑→ICQ↑→UCEQ↓2023/2/6电路与模拟电子技术基础1022、典型的静态工作点稳定电路(偏置电路)
固定偏置电路的工作点Q点是不稳定的,为此需要改进偏置电路。当温度升高使IC
增加时,能够自动减少IB,从而抑制Q点的变化,保持Q点基本稳定。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点2023/2/6电路与模拟电子技术基础103分压式偏置电路分压式偏置电路1.稳定Q点的原理
基极电位基本恒定,不随温度变化。2023/2/6电路与模拟电子技术基础104分压式偏置电路
集电极电流基本恒定,不随温度变化。2023/2/6电路与模拟电子技术基础105从Q点稳定的角度来看似乎I2、VB越大越好。但I2越大,RB1、RB2必须取得较小,将增加损耗,降低输入电阻。而VB过高必使VE也增高,在UCC一定时,势必使UCE减小,从而减小放大电路输出电压的动态范围。在估算时一般选取:I2=(5~10)IB,VB=(5~10)UBE,RB1、RB2的阻值一般为几十千欧。TUBEIBICVEICVB固定2023/2/6电路与模拟电子技术基础1063)计算静态工作点Q的估算:前提IBQ<<I1、I2
分压式偏置电路2023/2/6电路与模拟电子技术基础107例5电路如图(a)所示。已知β=100,UCC=12V,RB1=39kΩ,RB2=25kΩ,RC=RE=2kΩ,试计算工作点ICQ和UCEQ。(a)电路RB1UCCRCRERB22023/2/6电路与模拟电子技术基础108
解:(a)电路RB1UCCRCRERB2β=100,UCC=12V,RB1=39kΩ,RB2=25kΩ,RC=RE=2kΩ2023/2/6电路与模拟电子技术基础109若β增加,工作点是否发生改变?设β=150。(a)电路RB1UCCRCRERB22023/2/6电路与模拟电子技术基础110结论:β从100变化到150,各个Q点参数值基本没有变化,说明电路的静态工作点Q的稳定性。2023/2/6电路与模拟电子技术基础111例5.1.2:下图电路中,若RB1=75kΩ,RB2=25kΩ,RC=RL=2kΩ,RE=1kΩ,UCC=12V,晶体管的β=80,rbb′=100Ω,信号源内阻Rs=0.6kΩ,试求直流工作点ICQ、UCEQ及Au,Ri,Ro和Aus。+--++-uouiusRsRB2+C1RECE+RLUCCRCRB1+C22023/2/6电路与模拟电子技术基础112(2)按估算法计算Q点:2023/2/6电路与模拟电子技术基础113UiRi++--RsRB2rbeIiRCRLUo+-eIbβIbrceRoIcIobcRB1Us········2023/2/6电路与模拟电子技术基础114UiRi++--RsRB2rbeIiRCRLUo+-eIbβIbrceRoIcIobcRB1Us········2023/2/6电路与模拟电子技术基础115例5.1.3共集电极放大电路如图所示。图中β=50,Rb=100kΩ,Re=2kΩ,RL=2kΩ,Rs=1kΩ,UCC=12V,UBE=0.7V,试求:(1)画出微
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