《电子技术基础》课件-3放大电路

电子技术基础1.单管共射放大电路任务目标:1.熟悉放大的概念；2.掌握放大电路的主要技术指标；3.掌握单管共发射极放大电路的组成；4.掌握单管共发射极放大电路的工作原理。一、放大的基本概念放大电路的核心元件:是双极型三极管和场效应管。放大的对象:是变化量。放大作用:是小能量对大能量的控制作用。放大的本质:是实现能量的控制。1.电压放大倍数2.电流放大倍数IoIiUoUiIoIiAuAi==1.放大倍数放大电路Ri+-+-RsRoRL正弦测试电压

放大电路技术指标测试示意图Us+-Ui+-Uo负载电阻二、放大电路的主要技术指标2.输入电阻中频段通常希望Ri愈大愈好IoIi放大电路Ri+-+-RsRoRL正弦测试电压

放大电路技术指标测试示意图Us+-Ui+-Uo负载电阻3.输出电阻中频段通常希望Ro愈小愈好。IoIi放大电路Ri+-RsRo

放大电路技术指标测试示意图+-Ui+-Uo4.通频带

5.非线性失真VBBuiRbRCVT+-uoVCC~原理电路三、单管共射放大电路组成IBiCVT是放大电路的核心，VCC提供输出信号能量，Rb和VBB提供发射结偏置电压UBE和静态基极电流IB。uCEUBERC将iC的变化量转化为uCE的变化量，四、单管共射放大电路的工作原理定性分析:在输入端加一Δui将依次产生ΔuBE、ΔiB、ΔiC、ΔuCE

和Δuo

UCEUBEibic适当选择参数，Δuo可比Δui大得多，从而实现放大作用。VBBuiRbRCVT+-uoVCC~原理电路ui=0静态工作情况(b)ui=sint

动态工作情况iB=IBQ+ibiC=ICQ+icuCE=UCEQ+uceuo=uce1.三极管必须工作在放大区，原理电路缺点:★放大电路组成原则：3.ΔiC能够转化为ΔuCE,并传送到放大电路的输出端。2.

Δui

能够传送到三极管的基极回路,产生相应的ΔiB

，1.需要两路直流电源,既不方便也不经济，2.输入、输出电压不共地。C1、C2

是隔直或耦合电容，RL是放大电路的负载电阻，省去了基极直流电源VBB。★单管共射放大电路的改进电路RbRcVT+-uo单管共射放大电路+-uiRLC1C2+VCC++2.放大电路的基本分析方法任务目标：1.熟悉直流通路与交流通路；2.掌握静态工作点的近似估算；3.掌握图解法。电容相当于开路、电感相当于短路信号源视为短路，但应保留其内阻一、直流通路与交流通路RbRcVT+VCC直流通路1.直流通路用于放大电路的静态分析。在直流通路中:RbRcVT+-uiRLC1C2+VCC+-uo电容和理想电压源相当于短路电感和理想电流源相当于开路2.交流通路用于放大电路的动态分析。在交流通路中:RbRcVT+-uiRLC1C2+VCC+-uoRbRcVT+-uiRL+-uo交流通路动画二、静态工作点的近似估算静态工作点:外加输入信号为零时,三极管的IBQ,ICQ,UBEQ,UCEQ，在输入输出特性曲线上对应一个点：Q点。

UBEQ可近似认为：硅管

UBEQ=(0.6~0.8)V锗管

UBEQ=(0.1~0.3)V静态分析(估算静态工作点)讨论对象是直流成分。+-UBE+-UCEIBIC由图中的直流通路,估算方法:IB

Rb

+

UBEQ

=

VCCICQ

Rc

+UCEQ

=

VCC可求得单管放大电路的静态工作点的值为:直流通路VT+VCCRbRc三、图解法（一）图解法的过程图解法即可分析静态，也可分析动态。1.图解分析静态用作图法确定静态工作点，求出IBQ，ICQ和UCEQ。一般用近似估算法求IBQ和UBEQ。+-uCE+-uCEVTRcVCCMNiCiCRbRcVT+-uiRLC1C2+VCC+-uo输出回路的图解法。输出回路的等效电路iB=IBQVCCICQRcVCCUCEQiC/mAuCE/VO根据输出回路方程uCE=VCC–iCRc

作直流负载线，与横坐标交点为VCC,与纵坐标交点为VCC/Rc，直流负载线与特性曲线Ib=IBQ的交点即Q点。Q直流负载线和静态工作点的求法斜率为-1/RC。+-uCE+-uCEVTRcVCCMNiCiC2.图解分析动态动态分析讨论对象是交流成分。RbRcVT+-uiRLC1C2+VCC+-uoVT+-ΔuCE+-ΔuCEMNΔiCΔ

iC

交流通路的输出回路RCRL交流负载线iB=80μА60402001226QiC/mAOuCE/V4直流负载线画法：过静态工作点Q

，

作一条斜率为-1/（RC//RL）的直线。ΔuCE=-ΔiC(RC//RL)交流负载线：uCE-UCEQ=-(iC-

ICQ)R

L

VT+-ΔuCE+-ΔuCEMNΔiCΔ

iC

交流通路的输出回路RCRLQIBQ402060iB/μАuBE/VOiCOtiBOt0.7ΔuBEUBEQOtuBEOtuCEUCEQΔuCE0.720.68ΔiB放大电路动态工作情况交流负载线iB=80μА60402001226QiC/mAOuCE/V4直流负载线用图解法求放大电路的放大倍数电压放大倍数：Δ

uBEAu

=ΔuCE电流放大倍数：ΔiBΔ

iCAi

=Q点过低iC/mAOuCEiC/mAtO（二）、图解法的应用1.分析非线性失真QuCEtOUCEQICQ截止失真uCE波形出现顶部失真。交流负载线iB饱和失真交流负载线iC/mAOuCEQICQtOiC/mAuCEtOUCEQuCE波形出现底部失真。iBQ点过高OuCEiC/mA2.用图解法估算最大输出幅度QiB=0μАCDEABQ点应尽量设在交流负载线上线段AB的中点。若CD=DE，则否则交流负载线直流负载线通过图解分析，可得如下结论：

1.vi

vBE

iB

iC

vCE

|-vo|

2.vo与vi相位相反；

3.可以测量出放大电路的电压放大倍数；

4.可以确定最大不失真输出幅度。3.放大电路的基本分析方法任务目标：1.熟悉微变等效电路法；2.掌握温度对静态工作点的影响；

3.掌握分压式静态工作点稳定电路；一、微变等效电路法适用条件：微小交流工作信号，三极管工作在线性区。解决问题：当放大电路的输入信号电压足够小时，晶体管工作于线性区，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。下页上页首页三极管的简化h参数等效电路+-+-rbeΔuBEΔiCβΔiBΔuCEΔiBecb+-bce+-ΔuBEΔuCEΔ

iBΔiC（一）简化的h参数微变等效电路1.三极管的等效电路用简化的微变等效电路计算单管共射放大电路的电压放大倍数和输入、输出电阻。+-+-rbe

uiiC

βib

uoibecbRcRLRb单管共射放大电路的等效电路RbRcVT+-uiRLC1C2+VCC+-uo电压放大倍数：Au=uo

ui=-β

ibRc//

RLibrbe=rbe-

β

Rc//

RL输入电阻：=

Rb//

rbe输出电阻：Roui

=

0RL=

∞Ri=uiii

uoio=Ro

=

Rc+-

uoio+-+-rbe

uiiC

βib

uoibecbRcRLRb

ui+-rbeiC

βibibecbRcRb2.

rbe的近似估算公式rbe

≈

rbb΄+(1+β)26IEQ其中:

rbb΄是三极管的基区体电阻,若无特别说明，可认为rbb΄约为300Ω。（二）微变等效电路法的应用++--rbe

uiiCβib

uoibecbRcRLRbRe接有发射极电阻的单管共射放大电路RbRcVT+-uiRLC1C2+VCC+-uoReui

=

ib

rbe

+(1+

β)ib

Re

uiβ

RL′

uoAu==

-

rbe

+(1+

β)Reuo=-β

ib

RL′其中RL′=Rc//RL++--rbe

uiiCβib

uoibecbRcRLRbRe++--rbe

uiiCβib

uoibecbRcRLRbRe

Ri=[rbe

+(1+

β)Re]//RbRo

≈

Rcui′+-ui′

=

ib

rbe

+(1+

β)ib

Reii′

=

ib

Ri′

=rbe

+(1+

β)ReRi′RiRi

=Ri′//Rb[例]图示放大电路中，

β

=501.试估算放大电路的静态工作点,2.求电压放大倍数,3.求输入电阻和输出电阻。接有发射极电阻的单管共射放大电路RbRcVT+-uiRLC1C2+VCC+-uoRe240Ω3kΩ3kΩ解:直流通路如图所示IBQRb+

UBEQ

+

IEQRe=

VCCIBQ=VCC-UBEQRb+(1+

β)Re=

0.04mAICQ=β

IBQ=50×

0.04

=2mA

≈IEQUCEQ

=VCC

-

ICQ

Rc

-

IEQRe

=

12-2×(3+0.82)=4.36VIBQICQIEQ+-UBEQ+VCCRbRcVTRe直流通路rbe

≈

rbb΄+(1+

β)26IEQ=300+(1+50)262=963

ΩβRL′Au=-

rbe

+(1+

β)Re=-

1.75

Ri=[rbe

+(1+

β)Re]//

Rb=36.3KΩRo

≈

Rc=3KΩ射极电阻Re使电压放大倍数降低++--rbe

uiiCβib

uoibecbRcRLRbReOuCEiC

温度对Q点的影响Q2Q1VCCRCVCCTUBEQICBOβICQ温度升高,静态工作点移近饱和区，使输出波形产生饱和失真。饱和失真一、温度对静态工作点的影响外因:

环境温度的变化。内因:

三极管本身所具有的温度特性。解决措施:保持放大电路的工作温度恒定。2.

从放大电路自身解决。引起静态工作点波动的原因:二、分压式静态工作点稳定电路图示给出了最常用的静态工作点稳定电路，通常称为分压式工作点稳定电路。TUBEQIBQICQuBQ基本不变ICQ

UEQuB=Rb1+Rb2Rb1VCC目标：温度变化时，使IC维持恒定。如果温度变化时，b点电位能基本不变，则可实现静态工作点的稳定。b点电位基本不变的条件：IB1>>IB，VB>>VBE，则（一般取IB1=(5~10)IB，VB=3V~5V

）Q点稳定原理:1.静态分析RLC2Rb1Rb2RcVT+-uiC1+VCC+-uoReCeRLRb1Rb2RcVT+-ui+-uo2.动态分析e+-rbeicβibibcbRcRLRb2+-

ui

uoio

iiRb1[例]：已知晶体管的

β

=

60

，

rbe=1.8

kΩ

，信号源电压us

=15mV，内阻Rs

=

0.6

kΩ

，其它参数已标在电路图中。⑴求该放大电路的静态工作点；⑵求该放大电路的输入电阻和输出电阻；⑶试求输出电压

uo4.共集电极放大电路及多级放大电路任务目标：1.熟悉共集电极放大电路；2.熟悉共基极放大电路；3.熟悉多级放大电路。一、共集电极放大电路共集电极放大电路Rs+-usRbVT+-uoRLC1C2+VCC+-uiRe输入信号ui和输出信号uo的公共端是集电极。又称为射极输出器或电压跟随器。（一）静态分析IBQ=VCC

-

UBEQRb+（1+β）ReICQ≈βIBQUCEQ=

VCC

-

IEQReVCC

=

IBQRb+UBEQ+（1+β）IBQReIBIERb+VCCVTRe直流通路≈VCC-ICQRe

Rb+-

uoRe（二）动态分析-uoRs+-usRbVT+RLC1C2+VCC+-uiRe1.微变等效电路RL+-

ui+-

usRsicibrbeβibecbRb+-

uoRe电压放大倍数：RL+-

ui+-

usRsicibrbeβibecbuo

=

ieRe´ui

=

ibrbe

+（1+

β）

ibRe´=（1+

β）

ibRe´Au

=uoui=（1+β）

Re´

rbe+（1+β）Re´Rb+-

uoReRL+-

ui+-

usRsicibrbeβibecb输入电阻、输出电阻Ri=

Rb

//[

rbe

+

（1+

β）

Re´]Ro

=rbe

+

Rs´1+β//

Re单击此处编辑母版标题样式C2RcVT+-uiC1VCC+-uoReVEERb1Rb2CbC2RcVT+-uiC1VCC+-uoRe共射电路

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