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文档简介
0导言1常用半导体器件2基本放大电路3多级放大电路4集成运算放大电路5放大电路的频率响应6放大电路中的反馈7信号的运算和处理8波形的发生和信号的变换9功率放大电路10直流电源模拟电子技术基础2基本放大电路第一页,编辑于星期六:八点四十分。2.1放大的概念和放大电路的主要性能指标2.2基本共射放大电路的工作原理2.3放大电路的分析方法2.4放大电路静态工作点的稳定2.5晶体管单管放大电路的三种基本接法2.6场效应管放大电路2.7基本放大电路的派生电路2.8Multisim应用举例2基本放大电路第二页,编辑于星期六:八点四十分。2.1.1放大的概念2.1.2放大电路的性能指标2.1放大的概念和放大电路的主要性能指标第三页,编辑于星期六:八点四十分。2.1.1、放大的概念放大的对象:变化量放大的本质:能量的控制放大的特征:功率放大放大的基本要求:不失真——放大的前提判断电路能否放大的基本出发点VCC至少一路直流电源供电第四页,编辑于星期六:八点四十分。2.1.2放大电路的性能指标
输入电阻InputResistance
输出电阻OutputResistance
增益Gain频率响应及带宽FrequencyResponse
andWideband
非线性失真NonlinearDistortion第五页,编辑于星期六:八点四十分。2.1.2放大电路的性能指标1.输入电阻第六页,编辑于星期六:八点四十分。2.输出电阻所以另一方法注意:输入、输出电阻为交流电阻2.1.2放大电路的性能指标第七页,编辑于星期六:八点四十分。3.增益反映放大电路在输入信号控制下,将供电电源能量转换为输出信号能量的能力其中“甲放大电路的增益为-20倍”和“乙放大电路的增益为-20dB”,问哪个电路的增益大?四种增益常用分贝(dB)表示2.1.2放大电路的性能指标第八页,编辑于星期六:八点四十分。4.频率响应及带宽(频域指标)A.频率响应及带宽电压增益可表示为在输入正弦信号情况下,输出随输入信号频率连续变化的稳态响应,称为放大电路的频率响应。或写为其中Av为什么是f的函数?原因:放大电路存在电抗元件,如电容、电感。2.1.2放大电路的性能指标第九页,编辑于星期六:八点四十分。4.频率响应及带宽(频域指标)A.频率响应及带宽普通音响系统放大电路的幅频响应该图称为波特图纵轴:dB横轴:频率或频率对数分度2.1.2放大电路的性能指标第十页,编辑于星期六:八点四十分。4.频率响应及带宽(频域指标)A.频率响应及带宽其中普通音响系统放大电路的幅频响应高频区中频区低频区3dB频率点(半功率点)3dB频率点(半功率点)直流放大电路的幅频响应与此有何区别?高频截止频率点,电压增益比中频区增益下降3dB,这时在相同输入电压条件下,与中频区比较,输出电压下降到多少?2.1.2放大电路的性能指标第十一页,编辑于星期六:八点四十分。5.非线性失真由元器件非线性特性引起的失真。非线性失真系数2.1.2放大电路的性能指标第十二页,编辑于星期六:八点四十分。线性传输特性与线性放大第十三页,编辑于星期六:八点四十分。非线性传输特性与非线性失真第十四页,编辑于星期六:八点四十分。2.1放大的概念和放大电路的主要性能指标2.2基本共射放大电路的工作原理2.3放大电路的分析方法2.4放大电路静态工作点的稳定2.5晶体管单管放大电路的三种基本接法2.6场效应管放大电路2.7基本放大电路的派生电路2.8Multisim应用举例2基本放大电路第十五页,编辑于星期六:八点四十分。2.2.1基本共射放大电路的组成及各元件的作用2.2.2设置静态工作点的必要性2.2.3基本共射放大电路的工作原理及波形分析2.2.4放大电路的组成原则2.2基本共射放大电路的工作原理第十六页,编辑于星期六:八点四十分。2.2.1基本共射放大电路的组成及各元件的作用第十七页,编辑于星期六:八点四十分。VBB、Rb:使VBE>Vth,且有合适的IB。VCC:使VCE≥VBE,同时作为负载的能源。Rc:将ΔiC转换成ΔvCE(vo)。动态信号作用时:
输入电压ui为零时,晶体管各极的电流、b-e间的电压、管压降称为静态工作点Q,记作IBQ、ICQ(IEQ)、VBEQ、VCEQ。2.2.1基本共射放大电路的组成及各元件的作用CE第十八页,编辑于星期六:八点四十分。习惯画法共射极基本放大电路2.2.1基本共射放大电路的组成及各元件的作用第十九页,编辑于星期六:八点四十分。2.2.1基本共射放大电路的组成及各元件的作用vi=0第二十页,编辑于星期六:八点四十分。2.2.1基本共射放大电路的组成及各元件的作用2.2.2设置静态工作点的必要性2.2.3基本共射放大电路的工作原理及波形分析2.2.4放大电路的组成原则2.2基本共射放大电路的工作原理第二十一页,编辑于星期六:八点四十分。2.2.2设置静态工作点的必要性
为什么放大的对象是动态信号,却要晶体管在信号为零时有合适的直流电流和极间电压?发射结正向偏置,集电结反向偏置第二十二页,编辑于星期六:八点四十分。2.2.1基本共射放大电路的组成及各元件的作用2.2.2设置静态工作点的必要性2.2.3基本共射放大电路的工作原理及波形分析2.2.4放大电路的组成原则2.2基本共射放大电路的工作原理第二十三页,编辑于星期六:八点四十分。2.2.3基本共射放大电路的工作原理及波形分析第二十四页,编辑于星期六:八点四十分。2.2.3基本共射放大电路的工作原理及波形分析vi=Vmsin
t第二十五页,编辑于星期六:八点四十分。饱和失真底部失真截止失真顶部失真输出和输入反相!动态信号驮载在静态之上与iC变化方向相反
要想不失真,就要在信号的整个周期内保证晶体管始终工作在放大区!2.2.3基本共射放大电路的工作原理及波形分析第二十六页,编辑于星期六:八点四十分。2.2.1基本共射放大电路的组成及各元件的作用2.2.2设置静态工作点的必要性2.2.3基本共射放大电路的工作原理及波形分析2.2.4放大电路的组成原则2.2基本共射放大电路的工作原理第二十七页,编辑于星期六:八点四十分。2.2.4放大电路的组成原则静态工作点合适:合适的直流电源、合适的电路参数。动态信号能够作用于晶体管的输入回路,在负载上能够获得放大了的动态信号。对实用放大电路的要求:共地、直流电源种类尽可能少、负载上无直流分量。第二十八页,编辑于星期六:八点四十分。2.2.4放大电路的组成原则两种实用放大电路:(1)直接耦合放大电路问题:1.两种电源2.信号源与放大电路不“共地”共地,且要使信号驮载在静态之上静态时,动态时,VCC和uI同时作用于晶体管的输入回路。将两个电源合二为一有直流分量有交流损失-+UBEQ第二十九页,编辑于星期六:八点四十分。2.2.4放大电路的组成原则两种实用放大电路:(2)阻容耦合放大电路耦合电容的容量应足够大,即对于交流信号近似为短路。其作用是“隔离直流、通过交流”。静态时,C1、C2上电压?动态时,C1、C2为耦合电容!+-UBEQ-+UCEQvBE=vI+VBEQ,信号驮载在静态之上。负载上只有交流信号。第三十页,编辑于星期六:八点四十分。(a)(b)思考题下列a~f电路哪些具有放大作用?PNP管,发射结正偏,集电结不反偏PNP管,输入交流被短路第三十一页,编辑于星期六:八点四十分。(c)(d)第三十二页,编辑于星期六:八点四十分。(f)(e)电源接反基极无偏压第三十三页,编辑于星期六:八点四十分。作业:2.1第三十四页,编辑于星期六:八点四十分。2.1放大的概念和放大电路的主要性能指标2.2基本共射放大电路的工作原理2.3放大电路的分析方法2.4放大电路静态工作点的稳定2.5晶体管单管放大电路的三种基本接法2.6场效应管放大电路2.7基本放大电路的派生电路2.8Multisim应用举例2基本放大电路第三十五页,编辑于星期六:八点四十分。2.3.1直流通路与交流通路2.3.2图解法2.3.3等效电路法2.3放大电路的分析方法第三十六页,编辑于星期六:八点四十分。2.3.1.直流通路和交流通路
耦合电容:通交流、隔直流
直流电源:内阻为零
直流电源和耦合电容对交流相当于短路第三十七页,编辑于星期六:八点四十分。在放大电路中直流信号和交流信号是同时存在的,为了分析研究方便,将两种信号对电路的作用分开讨论,即分为直流通路和交流通路。直流通路:在直流电源作用下直流电流流过的通路,即静态电流通路。
主要用于求解静态工作点。2.3.1.直流通路和交流通路第三十八页,编辑于星期六:八点四十分。直流通路的确定方法:(a)将电容开路;(b)将电感短路,忽略内阻;(c)交流信号源短路,保留内阻。2.3.1.直流通路和交流通路第三十九页,编辑于星期六:八点四十分。RC耦合共射放大电路开路开路RB+VCCRCC1C2T直流通道RB+VCCRC第四十页,编辑于星期六:八点四十分。交流通路:在输入信号作用下交流电流流过的通路,即动态电流通路。主要用于确定放大电路的动态参数。2.3.1.直流通路和交流通路第四十一页,编辑于星期六:八点四十分。交流通路的确定方法:(a)将电容视为短路;(b)将电感视为开路;(c)将直流电源视为短路。(小内阻)2.3.1.直流通路和交流通路第四十二页,编辑于星期六:八点四十分。对交流信号(输入信号ui)短路短路置零接地RB+VCCRCC1C2TRB+ECRCC1C2T第四十三页,编辑于星期六:八点四十分。RB+VCCRCC1C2T第四十四页,编辑于星期六:八点四十分。直流通路的确定方法:(a)将电容开路;(b)将电感短路,忽略内阻;(c)交流信号源短路,保留内阻。交流通路的确定方法:(a)将电容视为短路;(b)将电感视为开路;(c)将直流电源视为短路。(小内阻)2.3.1.直流通路和交流通路第四十五页,编辑于星期六:八点四十分。信号的不同分量可以分别在不同的通路中分析。在分析放大电路时,应遵循“先静态,后动态”的原则。求解静态工作点Q时应用直流通路,求解动态参数时应用交流通路2.3.1.直流通路和交流通路第四十六页,编辑于星期六:八点四十分。利用上述原则,直接耦合共射放大电路的直、交流通路分别为:短路信号源内阻保留第四十七页,编辑于星期六:八点四十分。置0第四十八页,编辑于星期六:八点四十分。作业:2.2第四十九页,编辑于星期六:八点四十分。2.3.1直流通路与交流通路2.3.2图解法2.3.3等效电路法2.3放大电路的分析方法第五十页,编辑于星期六:八点四十分。采用该方法分析静态工作点,必须已知三极管的输入输出特性曲线。共射极放大电路1.静态工作点的图解分析
首先,画出直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-
2.3.2图解分析法第五十一页,编辑于星期六:八点四十分。直流通路IBVBE+-ICVCE+-
列输入回路方程:
VBE=VCC-IBRb
列输出回路方程(直流负载线):
VCE=VCC-ICRc
在输入特性曲线上,作出直线VBE=VCC-IBRb,两线的交点即是Q点,得到IBQ。
在输出特性曲线上,作出直流负载线VCE=VCC-ICRc,与IBQ曲线的交点即为Q点,从而得到VCEQ和ICQ。第五十二页,编辑于星期六:八点四十分。2.动态工作情况的图解分析◆由交流通路得纯交流负载线:
共射极放大电路交流通路icvce+-vce=-ic
(Rc//RL)
因为交流信号过零时,电路中电压、电流值就等于静态值,交流负载线必过Q点,即vce=
vCE-VCEQ
ic=
iC-ICQ
同时,令R
L=Rc//RL则交流负载线为vCE-VCEQ=-(iC-
ICQ)R
L
即iC
=(-1/R
L)vCE+(1/R
L)VCEQ+
ICQ过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/R
L
直线,该直线即为交流负载线。R'L=RL∥Rc,是交流负载电阻。
交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。
第五十三页,编辑于星期六:八点四十分。2.动态工作情况的图解分析共射极放大电路#动态工作时,iB、iC的实际电流方向是否改变,vCE的实际电压极性是否改变?第五十四页,编辑于星期六:八点四十分。2.动态工作情况的图解分析---结论1vBEiBiCvCE|vo|第五十五页,编辑于星期六:八点四十分。2.动态工作情况的图解分析---结论2vo与vi相位?相反第五十六页,编辑于星期六:八点四十分。2.动态工作情况的图解分析---结论33.可以测量出放大电路的电压放大倍数;第五十七页,编辑于星期六:八点四十分。2.动态工作情况的图解分析---结论44.可以确定最大不失真输出幅度。第五十八页,编辑于星期六:八点四十分。iCvCEvo可输出的最大不失真信号确定最大不失真输出幅度ib第五十九页,编辑于星期六:八点四十分。
2.动态工作情况的图解分析◆BJT的三个工作区当工作点进入饱和区或截止区时,将产生非线性失真。饱和区特点:
iC不再随iB的增加而线性增加,即此时截止区特点:iB=0,iC=ICEOvCE=VCES,典型值为0.3V第六十页,编辑于星期六:八点四十分。①波形的失真饱和失真
由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管,输出电压表现为底部失真。
3.非线性失真的图解分析0第六十一页,编辑于星期六:八点四十分。iCvCEQ点过高,信号进入饱和区放大电路产生饱和失真ib输入波形vo输出波形第六十二页,编辑于星期六:八点四十分。截止失真
由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管,输出电压表现为顶部失真。注意:对于PNP管,由于是负电源供电,失真的表现形式,与NPN管正好相反。#放大区是否为绝对线性区?0第六十三页,编辑于星期六:八点四十分。iCuCEuoQ点过低,信号进入截止区放大电路产生截止失真输出波形输入波形ib第六十四页,编辑于星期六:八点四十分。截止失真的波形第六十五页,编辑于星期六:八点四十分。饱和失真的波形第六十六页,编辑于星期六:八点四十分。000饱和失真截止失真削波失真第六十七页,编辑于星期六:八点四十分。②放大电路的动态范围放大电路要想获得大的不失真输出幅度,要求:
工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位;
3.非线性失真的图解分析要有合适的交流负载线。
第六十八页,编辑于星期六:八点四十分。第六十九页,编辑于星期六:八点四十分。第七十页,编辑于星期六:八点四十分。4.图解分析法的适用范围幅度较大而工作频率不太高的情况优点:1)直观、形象。2)有助于建立和理解交、直流共存,静态和动态等重要概念;3)有助于理解正确选择电路参数、合理设置静态工作点的重要性。4)能全面地分析放大电路的静态、动态工作情况。第七十一页,编辑于星期六:八点四十分。4.图解分析法的适用范围缺点:1)不能分析工作频率较高时的电路工作状态2)也不能用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能指标。第七十二页,编辑于星期六:八点四十分。思考题1.试分析下列问题:共射极放大电路(1)增大Rc时,负载线将如何变化?Q点怎样变化?(2)增大Rb时,负载线将如何变化?Q点怎样变化?(3)减小VCC时,负载线将如何变化?Q点怎样变化?(4)减小RL时,负载线将如何变化?Q点怎样变化?第七十三页,编辑于星期六:八点四十分。不变不变QIBICVCE共射极放大电路第七十四页,编辑于星期六:八点四十分。减小减小Q第七十五页,编辑于星期六:八点四十分。减小减小Q第七十六页,编辑于星期六:八点四十分。共射极放大电路思考题2.放大电路如图所示。当测得BJT的VCE接近=VCC的值时,问管子处于什么工作状态?可能的故障原因有哪些?截止状态答:故障原因可能有:•Rb支路可能开路,IB=0,IC=0,VCE=VCC-IC
Rc=VCC。•C1可能短路,
VBE=0,IB=0,IC=0,VCE=VCC-IC
Rc=VCC。第七十七页,编辑于星期六:八点四十分。共射极放大电路SaturationregionCutoffregionForwardActiveregionVCE=?VCES=0.3VVCE=?VCCVCE=?(1,Vcc)第七十八页,编辑于星期六:八点四十分。晶体管电路的基本问题和分析方法三种工作状态状态电流关系条件放大I
C=
IB发射结正偏集电结反偏饱和
IC
IB两个结正偏ICS=
IBS集电结零偏临界截止IB=0,IC≈0两个结反偏判断导通还是截止:VBE>V(th)
则导通以NPN为例:VBE<V(th)
则截止第七十九页,编辑于星期六:八点四十分。判断饱和还是放大:1.电位判别法NPN管VC>VB>VE放大VE<VC
VB饱和PNP管VC<VB<VE放大VE>VC
V
B饱和第八十页,编辑于星期六:八点四十分。2.电流判别法IB>IBS
则饱和IB<IBS则放大共射极放大电路直流通路IBVBE+-ICVCE+-如果电路的发射极上串联一个电阻Re,该如何计算?第八十一页,编辑于星期六:八点四十分。第八十二页,编辑于星期六:八点四十分。例用估算法判断三极管的工作区第八十三页,编辑于星期六:八点四十分。例用估算法判断三极管的工作区第八十四页,编辑于星期六:八点四十分。例用估算法判断三极管的工作区PNP截止第八十五页,编辑于星期六:八点四十分。共射极放大电路放大电路如图所示。已知BJT的ß=80,Rb=300k,Rc=2k,VCC=+12V,求:(1)放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域?(2)当Rb=100k时,放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域?(忽略BJT的饱和压降)解:(1)(2)当Rb=100k时,静态工作点为Q(40uA,3.2mA,5.6V),BJT工作在放大区。其最小值也只能为0,即IC的最大电流为:所以BJT工作在饱和区。VCE不可能为负值,此时,Q(120uA,6mA,0V),例题第八十六页,编辑于星期六:八点四十分。作业:2.4第八十七页,编辑于星期六:八点四十分。2.3.1直流通路与交流通路2.3.2图解法2.3.3等效电路法2.3放大电路的分析方法第八十八页,编辑于星期六:八点四十分。建立小信号模型的意义建立小信号模型的思路当放大电路的输入信号电压很小时,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。由于三极管是非线性器件,这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型,就是将非线性器件做线性化处理,从而简化放大电路的分析和设计。2.3.3等效电路法第八十九页,编辑于星期六:八点四十分。◆H参数的引出在小信号情况下,对上两式取全微分得用小信号交流分量表示vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce对于BJT双口网络,我们已经知道输入输出特性曲线如下:iB=f(vBE)
vCE=constiC=f(vCE)
iB=const可以写成:vBEvCEiBcebiCBJT双口网络第九十页,编辑于星期六:八点四十分。输出端交流短路时的输入电阻;输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数;输入端交流开路时的反向电压传输比;输入端交流开路时的输出电导。其中:四个参数量纲各不相同,故称为混合参数(H参数
Hybridparameter
)。◆H参数的引出vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce第九十一页,编辑于星期六:八点四十分。vBEvCEiBcebiCBJT双口网络vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce电压电流电压电流电流电压第九十二页,编辑于星期六:八点四十分。◆H参数小信号模型根据可得小信号模型BJT的H参数模型hfeibicvceibvbehrevcehiehoevbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcevBEvCEiBcebiCBJT双口网络
H参数都是小信号参数,即微变参数或交流参数。
H参数与工作点有关,在放大区基本不变。
H参数都是微变参数,所以只适合对交流信号的分析。第九十三页,编辑于星期六:八点四十分。◆模型的简化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即rbe=hie
=hfe
uT=hre
rce=1/hoe一般采用习惯符号则BJT的H参数模型为
ibicvceibvbeuT
vcerberce
uT很小,一般为10-310-4,
rce很大,约为100k。故一般可忽略它们的影响,得到简化电路
ib
是受控源
,且为电流控制电流源(CCCS)。
电流方向与ib的方向是关联的。
第九十四页,编辑于星期六:八点四十分。vCEIBQiBvBEiCQQH参数小信号模型中参数的物理意义bceµvcerbe
ibibicvce-+-+vbe-+rcerbe=1斜率rce=1斜率第九十五页,编辑于星期六:八点四十分。iBvBEvCEiCbceµvcerbe
ibibicvce-+-+vbe-+rce
iC
iBVCEQ
vBE
vCEIBQµ=
vBE
vCE
=
iC
iBH参数小信号模型中参数的物理意义第九十六页,编辑于星期六:八点四十分。◆H参数的确定
一般用测试仪测出;
rbe与Q点有关,可用图示仪测出。一般也用公式估算rbe
rbe=rb+(1+
)re其中对于低频小功率管rb≈200
则
而
(T=300K)
Q点变化,rbe的值就发生变化第九十七页,编辑于星期六:八点四十分。思考题1.BJT小信号模型是在什么条件下建立的?受控源是何种类型的?2.若用万用表的“欧姆”档测量b、e两极之间的电阻,是否为rbe?第九十八页,编辑于星期六:八点四十分。3画出图所示电路的小信号等效电路,设电路中各电容容抗均可忽略,并注意标出电压、电流的正方向。第九十九页,编辑于星期六:八点四十分。第一百页,编辑于星期六:八点四十分。第一百零一页,编辑于星期六:八点四十分。第一百零二页,编辑于星期六:八点四十分。第一百零三页,编辑于星期六:八点四十分。第一百零四页,编辑于星期六:八点四十分。第一百零五页,编辑于星期六:八点四十分。第一百零六页,编辑于星期六:八点四十分。第一百零七页,编辑于星期六:八点四十分。2.3.3等效电路法
共射极放大电路(1)利用直流通路求Q点一般硅管VBE=0.7V,锗管VBE=0.2V,
已知。2.用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路第一百零八页,编辑于星期六:八点四十分。(2)画出小信号等效电路RbviRbRbviRc共射极放大电路icvce+-交流通路RbviRcRLH参数小信号等效电路第一百零九页,编辑于星期六:八点四十分。(3)求电压增益根据RbviRcRL则电压增益为(可作为公式)第一百一十页,编辑于星期六:八点四十分。(4)求输入电阻RbRcRLRi(5)求输出电阻RbRcRLRo令Ro=Rc所以第一百一十一页,编辑于星期六:八点四十分。
共射极放大电路第一百一十二页,编辑于星期六:八点四十分。
共射极放大电路第一百一十三页,编辑于星期六:八点四十分。3.小信号模型分析法的适用范围放大电路的输入信号幅度较小,BJT工作在其V-I特性曲线的线性范围(即放大区)内。H参数的值是在静态工作点上求得的。所以,放大电路的动态性能与静态工作点参数值的大小及稳定性密切相关。优点:分析放大电路的动态性能指标(AV、Ri和Ro等)非常方便,且适用于频率较高时的分析。缺点:在BJT与放大电路的小信号等效电路中,电压、电流等电量及BJT的H参数均是针对变化量(交流量)而言的,不能用来分析计算静态工作点。第一百一十四页,编辑于星期六:八点四十分。4)根据放大电路的小信号模型等效电路计算放大电路的交流指标Au、Ri、Ro。4放大电路小信号模型分析法的一般步骤1)根据直流通路估算静态工作点,并确定H参数;2)画出放大电路的交流通路;3)根据交流通路用BJT的H参数小信号模型代替电路中的BJT,画出放大电路的小信号模型等效电路。(注意:由于输入信号常用正弦电压,所以,小信号等效电路中的电压、电流均用相量表示。)第一百一十五页,编辑于星期六:八点四十分。1.电路如图所示。试画出其小信号等效模型电路。解:例题第一百一十六页,编辑于星期六:八点四十分。例题解:(1)(2)2.放大电路如图所示。试求:(1)Q点;(2)、、。已知
=50。第一百一十七页,编辑于星期六:八点四十分。作业:2.7第一百一十八页,编辑于星期六:八点四十分。2.1放大的概念和放大电路的主要性能指标2.2基本共射放大电路的工作原理2.3放大电路的分析方法2.4放大电路静态工作点的稳定2.5晶体管单管放大电路的三种基本接法2.6场效应管放大电路2.7基本放大电路的派生电路2.8Multisim应用举例2基本放大电路第一百一十九页,编辑于星期六:八点四十分。2.4.1静态工作点稳定的必要性2.4.2典型的静态工作点稳定电路2.4.3稳定静态工作点的措施2.4放大电路静态工作点的稳定第一百二十页,编辑于星期六:八点四十分。共射极放大电路直流通路IBVBE+-ICVCE+-先直流分析------直流通路第一百二十一页,编辑于星期六:八点四十分。RbviRbRbviRc共射极放大电路icvce+-交流通路RbviRcRLH参数小信号等效电路后交流分析------交流通路------小信号模型等效电路第一百二十二页,编辑于星期六:八点四十分。RbviRbRbviRcRbviRcRLH参数小信号等效电路第一百二十三页,编辑于星期六:八点四十分。温度:
ICBO
ICEO
T
VBE
IB
IC
2.4.1静态工作点稳定的必要性第一百二十四页,编辑于星期六:八点四十分。2.4.1静态工作点稳定的必要性2.4.2典型的静态工作点稳定电路2.4.3稳定静态工作点的措施2.4放大电路静态工作点的稳定第一百二十五页,编辑于星期六:八点四十分。2.4.1静态工作点稳定的必要性2.4.2典型的静态工作点稳定电路2.4.3稳定静态工作点的措施2.4放大电路静态工作点的稳定第一百二十六页,编辑于星期六:八点四十分。1.稳定工作点原理目标: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。T
稳定原理:
IC
IE
IC
VE、VB不变
VBE
IB
(反馈控制)b点电位基本不变的条件:I1>>IB,此时,不随温度变化而变化。VB>>VBE且Re可取大些,反馈控制作用更强。一般取I1=(5~10)IB,VB=3V~5V
2.4.2典型的静态工作点稳定电路◆基极分压式射极偏置电路第一百二十七页,编辑于星期六:八点四十分。如何选择电阻,保证,I1>>IB?B点电位?第一百二十八页,编辑于星期六:八点四十分。2.放大电路指标分析①静态工作点◆基极分压式射极偏置电路第一百二十九页,编辑于星期六:八点四十分。2.放大电路指标分析②电压增益<B>确定模型参数已知,求rbe第一百三十页,编辑于星期六:八点四十分。2.放大电路指标分析②电压增益输出回路Vo=?:输入回路Vi=?:电压增益:<C>增益第一百三十一页,编辑于星期六:八点四十分。2.放大电路指标分析③输入电阻根据定义由电路列出方程第一百三十二页,编辑于星期六:八点四十分。2.放大电路指标分析③输入电阻第一百三十三页,编辑于星期六:八点四十分。放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻第一百三十四页,编辑于星期六:八点四十分。2.放大电路指标分析④输出电阻求输出电阻的等效电路网络内独立源置零负载开路输出端口加测试电压rce对分析过程影响很大,此处不能忽略第一百三十五页,编辑于星期六:八点四十分。2.放大电路指标分析对回路1和2列KVL方程其中第一百三十六页,编辑于星期六:八点四十分。2.放大电路指标分析输出电阻则当时,一般()第一百三十七页,编辑于星期六:八点四十分。3.固定偏流电路与射极偏置电路的比较
共射极放大电路静态:第一百三十八页,编辑于星期六:八点四十分。3.固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流共射极放大电路电压增益:RbviRcRL固定偏流共射极放大电路输入电阻:输出电阻:Ro=Rc?射极偏置电路做如何改进,既可以使其具有温度稳定性,又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标?第一百三十九页,编辑于星期六:八点四十分。第一百四十页,编辑于星期六:八点四十分。例
=100,RS=1k,RB1=62k,RB2=20k,RC=3kRE=1.5k,RL=5.6k,VCC=15V。求:“Q”,Au,Ri,Ro[解]1)求“Q”2)求Au、Ri、Ro、
AusRo=RC=3k
+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+us
+uo
第一百四十一页,编辑于星期六:八点四十分。去掉旁路电容CE时:+VCCRCC1C2RLRE++RB1RB2RS+us
+uo
1)静态工作点“Q”不变2)求Au、Aus、Ri、RoRCRB1RB2+ui
+uo
RLibiciirbe
ibRERo=RC=3k
既稳定“Q”,Au又较大的电路第一百四十二页,编辑于星期六:八点四十分。第一百四十三页,编辑于星期六:八点四十分。2.含有双电源的射极偏置电路(1)阻容耦合稳定工作点作用?①静态工作点第一百四十四页,编辑于星期六:八点四十分。②电压增益小信号等效电路第一百四十五页,编辑于星期六:八点四十分。②电压增益电压增益:对信号源电压增益:③输入电阻④输出电阻第一百四十六页,编辑于星期六:八点四十分。作业:2.11第一百四十七页,编辑于星期六:八点四十分。2.1放大的概念和放大电路的主要性能指标2.2基本共射放大电路的工作原理2.3放大电路的分析方法2.4放大电路静态工作点的稳定2.5晶体管单管放大电路的三种基本接法2.6场效应管放大电路2.7基本放大电路的派生电路2.8Multisim应用举例2基本放大电路第一百四十八页,编辑于星期六:八点四十分。2.5.1共集电极放大电路共集电极电路结构如图示该电路也称为射极输出器第一百四十九页,编辑于星期六:八点四十分。2.5.1共集电极放大电路1.电路分析---静态(直流通路)第一百五十页,编辑于星期六:八点四十分。1.电路分析①静态分析第一百五十一页,编辑于星期六:八点四十分。②电压增益<A>画小信号等效电路<B>确定模型参数
已知,求rbe1.电路分析第一百五十二页,编辑于星期六:八点四十分。②电压增益输出回路:输入回路:电压增益:<C>增益1.电路分析其中一般,则电压增益接近于1,即电压跟随器第一百五十三页,编辑于星期六:八点四十分。③输入电阻根据定义由电路列出方程则输入电阻当,时,1.电路分析输入电阻大第一百五十四页,编辑于星期六:八点四十分。1.电路分析④输出电阻由电路列出方程其中则输出电阻当输出电阻小第一百五十五页,编辑于星期六:八点四十分。共集电极电路特点:◆电压增益小于1但接近于1,◆输入电阻大,对电压信号源衰减小◆输出电阻小,带负载能力强#既然共集电极电路的电压增益小于1(接近于1),那么它对电压放大没有任何作用。这种说法是否正确?第一百五十六页,编辑于星期六:八点四十分。分析电路的静态工作点和动态指标第一百五十七页,编辑于星期六:八点四十分。是共集电极放大电路吗?分析电路的静态工作点和动态指标第一百五十八页,编辑于星期六:八点四十分。直流通路?第一百五十九页,编辑于星期六:八点四十分。交流通路?第一百六十页,编辑于星期六:八点四十分。2.5.2共基极电路1.静态工作点直流通路与射极偏置电路相同第一百六十一页,编辑于星期六:八点四十分。2.动态指标①电压增益输出回路:输入回路:电压增益:与共射比较?第一百六十二页,编辑于星期六:八点四十分。#共基极电路的输入电阻很小,最适合用来放大何种信号源的信号?2.动态指标②输入电阻③输出电阻第一百六十三页,编辑于星期六:八点四十分。2.5.3BJT放大电路三种组态的比较1.三种组态的判别以输入、输出信号的位置为判断依据:BJT的三种组态信号由基极输入,集电极输出信号由发射极输入,集电极输出信号由基极输入,发射极输出第一百六十四页,编辑于星期六:八点四十分。电压增益:输入电阻:输出电阻:2.三种组态的比较第一百六十五页,编辑于星期六:八点四十分。3.三种组态的特点及用途共射极放大电路:◆电压和电流增益都大于1◆输入电阻在三种组态中居中◆输出电阻与集电极电阻有很大关系。◆适用于低频情况下,作多级放大电路的中间级共集电极放大电路:◆只有电流放大作用,没有电压放大,有电压跟随作用。◆输入电阻最高◆输出电阻最小,频率特性好。◆可用于输入级、输出级或缓冲级。共基极放大电路:◆只有电压放大作用没有电流放大有电流跟随作用,◆输入电阻小◆输出电阻与集电极电阻有关。◆常用于低输入阻抗的场合第一百六十六页,编辑于星期六:八点四十分。例题1.放大电路如图所示。试求。已知
=50。解:两者比较可看出增益明显提高第一百六十七页,编辑于星期六:八点四十分。1基本放大电路如下:A共射电路B共集电路C共基电路1)输入电阻最小的是2)输出电阻最小的是3)有电压放大作用的是4)有电流放大作用的是5)输入与输出同相的是6)输入与输出反相的是第一百六十八页,编辑于星期六:八点四十分。作业:2.12第一百六十九页,编辑于星期六:八点四十分。2.1放大的概念和放大电路的主要性能指标2.2基本共射放大电路的工作原理2.3放大电路的分析方法2.4放大电路静态工作点的稳定2.5晶体管单管放大电路的三种基本接法2.6场效应管放大电路2.7基本放大电路的派生电路2.8Multisim应用举例2基本放大电路第一百七十页,编辑于星期六:八点四十分。2.6.1MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计
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