单管共射放大电路及其分析方法ppt课件

1、第5次课 放大电路及其分析方法,主要内容 放大电路概述 放大电路的基本分析方法 目的与要求 掌握放大电路主要技术指标的含义及其计算方法 了解单管共射放大电路的工作原理 理解放大电路的组成原则 了解放大电路的图解分析法 掌握放大电路的工程近似分析法和微变等效电路法 重点：放大电路的微变等效分析,一、放大电路概述,放大的概念 主要技术指标 单管共发射极放大电路 组成原则,1、放大的概念,放大 输入为小信号，有源元件控制电源使负载获得大信号，并保持线性关系。 放大本质 能量的控制 在放大电路中提供一个能源，由能量较小的输入信号控制这个能源，使之输出较大的能量，然后推动负载。 基本要求不失真 放大对象

2、变化量，即输入信号的小变化输出信号的大变化 核心元件 三极管 场效应管,2、主要技术指标,技术指标测试示意图,放大倍数 含义描述放大电路的放大能力 定义式 电压放大倍数 电流放大倍数,输入电阻Ri 从放大电路输入端看进去的等效电阻。 描述放大电路从信号源索取电流的大小 定义式,输出电阻 从放大电路的输出端看进去的等效电阻。 描述放大电路带负载能力的技术指标。 测量或计算方法,2、主要技术指标,最大输出幅度 非线性失真系数 通频带 最大输出功率与效率,3、单管共发射极放大电路,组成 晶体管VT 基极电源VBB 基极偏流电阻Rb 集电极电源VCC 集电极负载电阻RC,工作原理,输入回路,输出回路,

3、电路结构缺点 双电源供电 ui、uo不共地 阻容耦合单管共射放大电路,4、组成放大电路的原则,合理的偏置 外加直流电源使发射结正偏，集电结反偏，使三极管处于放大状态，则有：,有信号的输入回路 输入回路的接法应使输入电压uI 能够传送到三极管的基极回路，使基极电流产生相应的变化量iB。 有信号的输出回路 输出回路的接法应使变化量iC 能够转化为变化量uCE，并传送到放大电路的输出端。,第1条是涉及放大电路的直流通路，第2、3条是放大电路的交流通路问题。,二、放大电路的分析方法,放大电路是交、直流共存 直流通路 交流通路,放大电路分析 静态分析 分析未加输入信号时的工作状态。 依据电路直流通路 分

4、析目的求静态工作点（IBQ、ICQ、UCEQ） 分析方法工程近似分析法、图解法 动态分析 在静态分析的基础上，分析加上交流输入信号时的工作状态 依据电路交流通路 分析目的估算放大电路的性能指标 分析方法图解法、微变等效电路法,iB=IB+ib ; uBE=UBE+ube ,1、直流通路与交流通路,直流通路 直流电流流过的路径。 画法 输入信号为0，但保留信号源内阻RS 保留直流电源VCC 电容开路,1、直流通路与交流通路,交流通路 交流电流流过的路径。 画法 加信号源us VCC自身短路 大容量电容短路,2、静态分析工程近似分析法,其中，硅管 UBEQ = (0.6 0.8) V 锗管 UBE

5、Q = (0.1 0.2) V,基本思路 先假定三极管工作在放大模式，再由分析结果进行验证、确定和计算 步骤 画直流通路 列输入、输出回路的电压、电流方程 求静态工作点 验证,UBEQ= VCC IBQ Rb,UCEQ= VCC ICQ RC,ICQ = IBQ,求得静态工作点,若UCEQ0.7V，说明三极管处于放大状态，假设正确； 否则，根据实际情况用另外的模型分析。,【例】图示单管共射放大电路中，VCC = 12 V， Rc= 3 k， Rb= 280 k，NPN 硅管的 = 50，试估算静态工作点。,解：设 UBEQ = 0.7 V,ICQ IBQ = (50 0.04) mA = 2

6、mA,UCEQ = VCC ICQ Rc = (12 - 2 3)V = 6 V,2、静态分析工程近似分析法,若 Rb=100k，试估算静态工作点。,UCEQ不可能为负，其最小值也只能为0，三极管工作在饱和区。,2、静态分析图解法,在三极管的输出特性曲线上用作图的方法求放大电路的静态工作点。 步骤 画直流通路,近似估算IBQ、找到相应的输出特性曲线 列输出回路方程，作直流负载线,iB=IBQ,VCC,VCC /RC,负载线,UCEQ,ICQ,Q,与横坐标的交点 与纵坐标的交点 确定静态工作点Q 静态工作点在什么区域合理？,3、动态分析图解法,交流通路 交流通路的输出回路是RC和RL的并联。 作

7、交流负载线 通过静态工作点 斜率,交流通路的输出回路,3、动态分析图解法,输入回路工作情况,Q,0.7,iB,uBE=UBE+ube iB=IB+ib,ube,输出回路工作情况,3、动态分析图解法,单管共射放大电路的电压电流波形,3、动态分析图解法,交、直流并存 电压放大作用 倒相作用,图解法的应用1分析非线性失真,1、静态工作点过低，引起 iB、iC、uCE 的波形失真,ib,ui,结论：iB 波形失真, 截止失真,uo = uce,图解法的应用1分析非线性失真,结论：iC 、uCE (uo )波形失真,NPN 管截止失真输出uo波形,Q 点过高，引起 iC、uCE的波形失真饱和失真,图解法

8、的应用1 分析非线性失真,改变Rb，保持VCC Rc 不变,Rb 增大，,Rb 减小，,Q 点下移；,Q 点上移；,改变VCC，保持Rb，Rc ， 不变,升高VCC，直流负载线平行右移，动态工作范围增大，但管子的动态功耗也增大。,Q2,图解法的应用2分析参数对静态工作点的影响,4、动态分析微变等效电路法,三极管的微变等效电路 微变等效电路法,（1）三极管的微变等效电路,晶体管的输入特性曲线 ,rbe 晶体管的输入电阻,在小信号的条件下，rbe是一常数。晶体管的输入电路可用rbe等效代替。,输入电路,Q 点附近的工作段近似地看成直线 ,可认为 uBE 与 iB 成正比,低频、小功率管rbb约为3

9、00 。,输出电路,假设在Q 点附近特性曲线基本上是水平的(iC与uCE无关)， 数量关系上，iC比iB大 倍；,从三极管输出端看，可以用 iB 恒流源代替三极管；,该恒流源为受控源；为iB 对iC的控制。,（1）三极管的微变等效电路,三极管的简化参数等效电路,在大多数情况下，简化的微变等效电路对于工程计算来说误差很小。,（1）三极管的微变等效电路,c,b,e,ib,ic,+ ube ,+ uce ,e,b,c,rbe, ib,+ ube ,+ uce ,ic,ib,确定静态工作点Q 求静态工作点处三极管的微变参数rbe 画微变等效电路 画三极管的等效电路 其余部分的交流通路从三极管的三个电极出发，按画交流通路的方法把通向地的支路一一画出 列出电路方程并求解。,(2) 微变等效电路法的步骤,(3) 微变等效电路法举例,步骤 求静态工作点Q 求微变参数rbe 画放大电路的微变等效电路 列电路方程并求解,步骤1：求静态工作点Q,步骤2：求微变参数rbe,其中,(3) 微变等效电路法举例,步骤 求静态工作点Q 求微变参数rbe 画放