第-10-章-晶体三极管放大电路.ppt

1、10 . 1 交流电压放大电路的组成和信号放大概述,10 . 1 . 1 共射组态基本放大电路的组成 晶体管的主要用途之一，是利用其电流放大作用组成放大电路。共射组态基本放大电路如图 10 一 1 所示。利用放大器件工作在放大区时所具有的电流控制特性，可以实现放大作用。放大电路由放大器件、直流电源、偏置电路、输人电路和输出电路几部分组成,1 输入回路,( 1 ）耦合电容 C1 起隔直流通交流的作用。 ( 2 ）基极偏置电阻 RB 。它的作用是给发射结提供正向偏置电压，,2 输出回路,( 1 ）集电极电源 Ucc 和集电极负载电阻 RC 。电源 Ucc 除了为输出信号提供能量外，还通过 RC 给

2、集电结提供反向偏置电压，使晶体管处于放大状态 ( 2 ）耦合电容 C2 。 C2 的作用与 C1 相似，一方面隔断放大电路与负载之间的直流通路，使晶体三极管的静态工作点不受影响；另一方面沟通放大电路与负载之间的交流通路，使放大电路的输出信号毫无损失地加到负载两端。,3 晶体三极管,晶体三极管具有电流放大作用，是放大电路中的核心器件。利用其能量放大作用可实现输入端能量较小的信号去控制电源 Ucc 供给的能量，以在输出端获得一个能量较大的信号。这就是晶体三极管放大作用的实质，因此，晶体三极管还可以看成一个控制元件。,10 . 1 . 2 信号放大概述,输出电压有以下特点：,的幅度增大了 的频率与

3、相同 的相位与 相反 有直流分量、交流分量以及它们的合成量,10.2交流电压放大电路的分析,10 . 2 . 1 放大电路的静态分析 直流通路 静态：无信号输入时，放大电路的工作状态称为静态。 放大电路的静态分析，确定静态工作点 Q 。,静态分析方法,有两种方法： 一种是由直流通路确定静态值称为近似估算法， 图解法。,静态工作点Q,近似估算法,2、 用图解法确定静态值,利用晶体三极管的输入、输出特性曲线，通过作图的方法，直观地分析放大电路工作性能的方法，称为图解法。应用图解法可直观地看到交流信号放大传输的过程，正确地选择静态工作点和确定动态工作范围，估算电压放大倍数。,静态工作点的选择,设置在

4、特性曲线放大区的中部，因为此处线性好，能获得较大的电压放大倍数，而且失真也小。,10 . 2 . 2 放大电路的动态分析,1 放大电路无信号偷入的情况 如图 10 一 1 所示的放大电路，当无信号输入时（相当于输入端短路），放大电路是直流通路,2 放大电路有信号输入后的情况 1 ）输入回路 基极电流i B 可根据输入信号电压 u ；从管子的输人特性上求得。,2 ）不接负载电阻 RL 时的电压放大倍数 3 ）接入负载电阻 RL 时的电压放大倍数（减小）,10 . 2 . 3 电路参数对放大器工作的影响,1 . RB 的影响,RB 的影响,RB 增大时，IB减小，Q点降低，三极管趋向于截止。 RB

5、 减小时，IB 增大，Q点抬高，三极管趋向于饱和。 此时三极管均会失去放大作用。,2 . RC 的影响,RC增大，负载线斜率减小，工作点左移; RC减小，负载线斜率增大，工作点右移。 当增大较多时，Q点将移至饱和区而失去放大作用。,3 直流电源Ucc 的影响,直流电源Ucc 的影响,其他参数不变，升高电源电压UCC，直流负载线平行右移，Q点偏向右上方 使放大电路动态范围扩大，但同时三极管的静态功耗也增大。,10 . 2 . 4 放大电路的非线性失真,截止失真：三极管进人截止区而引起的失真。可通过减小基极偏置电阻 RB 的阻值来消除。 饱和失真：三极管进入饱和区而引起的失真。可通过增大基极偏置电

6、阻 RB 的阻值来消除。,静态工作点Q的位置,合理地选择静态工作点Q的位置，并适当限制输入信号ui 的幅度。 一般情况下，Q点应大致选在交流负载线的中点，当输入信号ui 的幅度较小时，为了减小管子的功耗，Q点可适当选低些。 若出现了截止失真，通常采用提高静态工作点的办法来消除，即通过减小基极偏置电阻的阻值来实现； 若出现了饱和失真，则反向操作，即增大。,10 . 2 . 5 动态交流指标的估算,1 三极管的微变等效电路 如何把三极管线性化，用一个等效电路来代替，可从共发射极接法三极管的输入特性和输出特性两方面来分析讨论,2 放大电路的微变等效电路,画放大电路微变等效电路的步骤如下。 画出放大电

7、路的交流通路的原则：在放大电路中，耦合电容 C1 和 C2 的电容量比较大，用短路线取代； 直流电源内阻很小，也可以忽略不计，对交流分量，直流电源可视为短路。 放大电路的微变等效电路：用三极管的微变等效电路取代交流通路中的三极管。,3 放大电路的主要性能指标 Au 、 Ri 、 Ro,( 1 ）电压放大倍数,（2 ）输入电阻 Ri,（3 ）输出电阻 RO,就是从放大器输出端（不包括外接负载电阻 RL ）看进去的交流等效电阻。 输出电阻就近似等于集电极电阻。即,10 . 3 典型交流电压放大电路,1 各元件作用,（ 1 ）基极偏置电阻 RB1 , RB2 : （ 2 ）发射极电阻 RE （3 ）

8、发射极旁路电容CE：称为旁路电容。一般选择电解电容，容量为几十微法。,2 稳定工作点原理,为使稳定，采取两种方法：,固定基极电位 。 取适当的 值，使 ， =定值（不受温度影响）。,T Ic IE UE UBE IBIC,3 静态分析,4 动态分析,该电路动态性能指标一般用微变等效电路来确定，具体步骤为： （1）画出微变等效电路； （2）求电压放大倍数、输入电阻 Ri 、输出电阻 R o。,10 . 5 放大电路中的负反馈,10 . 5 . 1 负反馈的基本概念 所谓反馈，是指将放大电路的输出信号（电压或电流的一部分或全部），通过某种形式（反馈网络）馈送到电路的输入回路，并同输入信号一起参与放大电路的输人控制。 负反馈放大电路由两部分组成：一部分是无反馈的基本放大器，它可以是单级或多级的；一部分是反馈网络，它是联系输出电路和输入电路的环节，一般由电阻、电容等元件组成。,10 . 5 . 2 负反馈的分类,1 正反馈和负反馈 按照反馈对放大电路性能影响的效果，可将反馈分为正反馈和负反馈两种极性。正反馈虽能提高放大倍数，但同时也加剧了放大电路性能的不稳定性，主要用于振荡电路；负反馈虽降低了放大倍数，但却换来了放大电路性能的改善。,2。电压反馈，电流反馈,反馈信号的大小与输出电压成比例的反馈称为电压反馈；反馈信号的大小与输出电流