电工_模拟电子电路知识.ppt

1、21:10:01，1，攀钢长钢公司技师和高级技师培训班，电工课学习指导，21336010:01，2，3单元模拟电子线路，1。基本放大器电路，2。集成运算放大器，3。DC稳定电源，21336010:01，3，第5章5.1基本放大器电路的组成，5.2放大器电路的静态分析，5.4静态工作点的稳定性，5.8互补对称功率放大器电路，5.6发射极输出器件，5.9场效应晶体管及其放大器电路，5.3放大器电路的动态分析，5.5放大器电路中的频率特性，5.7差分放大器电路，4。本章的要求：掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变量等效电路分析方法。3.了解输入输出电阻和多级放大的概念，了解放大电路的频率特性和互

2、补功率放大电路的工作原理。4.理解反馈的概念以及负反馈对放大电路性能的影响。5.了解差分放大器电路的工作原理和性能特点。6.了解场效应晶体管的电流放大和主要参数的重要性。第5章，基本放大电路，21:10:01，5，放大概念：放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。放大：的实质是通过三极管的电流控制功能，将放大电路中DC电源的能量转换成交流能量输出，并带有小能量信号。放大电路的基本要求如下：1 .足够的放大系数(电压、电流和功率)。2.波形失真尽可能小。此外，还有其他技术指标，如输入电阻、输出电阻和通带。本章主要讨论电压放大电路，并介绍功率放大电路。21:10:01，6，5.1基本放大器电

3、路组成，5.1.1共发射极基本放大器电路组成，21336010336001，7，5.1基本放大器电路组成，5.1.2基本放大器电路组件，晶体管T型放大器，集成电路必须确保集电极结反向偏置，发射极结正向偏置，使晶体管工作在放大区。基极功率EB和基极电阻RB使发射极结正向偏置，并提供适当大小的基极电流。共发射极基本电路，21:10:01，8，5.1基本放大电路的组成，5.1.2基本放大电路各元件的功能，集电极电源EC -为电路提供能量。并确保集电极结反向偏置。集电极电阻RC -将把电流变成变化的电压。耦合电容器C1和C2 -隔离放大电路的输入和输出与直流之间的连接，并使信号输入和输出平滑。信号源，

4、负载，共发射极基本电路，21:10336001，9，5.1基本放大电路的组成，使用单电源时的常用绘图方法，共发射极基本电路，电压放大21336010336001，10，5.1.3共发射极放大电路，无输入信号(ui=0 Uo=0UBE=ube UCE=uce，21336010:01，11，结论：(1)当、(IB，UBE)和(IC，UCE)分别对应于输入和输出特性曲线上的一个点，称为静态工作点。21:10:01，12，UBE，当没有输入信号时(ui=0)，uo=0ube=ube=uce？当有输入信号(ui 0)时，uce=UCC RC，uo0ube=ube uiuce=uceuo，5.1.3。共发

5、射极放大电路的电压放大，21336010:01，13，结论：(2)将输入信号电压相加后，每个电极的电流为总和，集电极电流，DC分量，交流分量，动态分析，静态分析，21:10336001，14，结论：(3)如果参数选择得当，输出电压可以大于输入电压，即电路具有电压放大效果。(4)输出电压和输入电压之间的相位差为180，也就是说，共发射极电路具有相反的效果。21:10:01，15，1。实现放大的条件：(1)晶体管必须在放大区工作。发射极结正向偏置，集电极结反向偏置。(2)设置静态操作参数(3)输入回路将变化的电压转换成变化的基极电流。(4)输出回路将变化的集电极电流转换成变化的集电极电压，仅通过电

6、容耦合输出交流信号。21:10:01，16，2。直流通道和交流通道，因为电容器对交流和DC的影响不同。如果放大电路的电容足够大，可以认为它对交流分量没有影响，即它对交流短路。DC可以被视为一个开路。因此，空调和DC采取的路径是不同的。DC路径：无信号时的电流路径(DC电流),用于计算静态工作点。交流路径：有信号时交流分量(变化)的路径，用于计算电压放大系数、输入电阻和输出电阻等动态参数。21:10:01，17，例如：绘制下图中放大电路的DC路径，用于计算静态工作点Q (IB，ic，UCE)。对于DC信号电容C，可视为开路(即电容断开)，断开，断开，21:10336001，18，右忽略电源内阻，

7、电源端电压恒定，DC电源可视为交流短路。短路、短路、对地短路、交流路径，用于计算动态参数，如电压放大系数、输入电阻和输出电阻。21:10:01，19，5.2放大器电路的静态分析，静态：没有信号输入的放大器电路的工作状态(ui=0)。分析方法：估算法和图解法。分析对象：各极电压和电流的DC分量。使用电路：放大电路的DC路径。设置q点的目的是：(1)使放大电路的放大信号不失真；(2)使放大电路处于更好的工作状态，静态是动态的基础。静态工作点q: IB，ic，UCE。静态分析：确定放大器电路的静态值。21:10:01，20，5.2.1使用估计方法确定静态值，1。DC通道估计IB，根据电流放大，2。当

8、UBE UCC，KVL 3360 UCC=IB RBUBE，KVL 3360 UCC=IC RCUCE，已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5时，UCE和IC由DC频道估算。注：IB和IC在数量级上是不同的，21:10336001，22，例2:用估算法计算图示电路的静态工作点。从实施例1和2可以看出，当电路不同时，计算静态值的公式也不同。可从KVL获得：可从KVL获得：21:10:01，23，5.2.2。使用图解法确定静态值，并将其用作图解法确定静态值。步骤：1 .使用估算方法确定IB。优点是可以直观地分析和了解静态值的变化对放大电路的影响。2。集成电路和UCC由输出特性

9、确定，DC负载线方程，21:10:01，24，5.2.2，静态值由图解法确定，DC负载线斜率，DC负载线和输出特性由IB和DC负载线确定的交点为Q点，o，21:30003分析方法：微变量等效电路法和图解法。使用电路：放大电路的交流路径。动态分析：计算电压放大Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。分析对象：各极电压和电流的交流分量。目的：找出金、里、罗与电路参数的关系，为设计打下基础。21:10:01，26，5.3.1微变量等效电路法，微变量等效电路：由非线性元件晶体管组成的放大电路等效为线性电路。也就是说，非线性晶体管被线性化为等效于线性元件。线性化条件：晶体管在小信号(微变量)条件下工作。因此

10、，静态工作点附近小范围内的特性曲线可以用直线近似代替。微变量等效电路法：分析计算电压放大系数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。21:10:01，27，可以从晶体管特性曲线中获得晶体管的等效电路。当信号较小时，静态工作点附近的输入特性可以在小范围内近似线性化。，1。晶体管的微变量等效电路，UBE，对于低功率三极管，rbe一般是几百欧姆到几千欧姆。5.3.1微变量等效电路法，(1)输入回路、Q、输入特性、晶体管的输入电阻和晶体管的输入回路(在B和E之间)可用rbe等效电路代替，即rbe决定ube和ib之间的关系。21:10:01，28，(2)对于输出环路，rce越大，恒流特性越好，因为rce电阻

11、非常高，这通常被忽略。晶体管的输出电阻、输出特性和输出特性是一组在线性工作区域内近似等距的平行线。晶体管的电流放大系数和晶体管的输出环路(在C和E之间)可以由受控电流源ic=ib代替，即ic和ib之间的关系被确定。一般在20200之间，这通常由手册中的hfe表示。O、O、21:10:01、29、ib、IB、晶体管、微变等效电路、1。晶体管的微变等效电路，可以用晶体管的B和E之间的rbe等效电路代替。晶体管的c和e可以等效地由受控电流源ic=ib代替。21:10:01，30，2。放大电路的微变量等效电路，用晶体管微变量等效电路代替交流路径中的晶体管，可以得到放大电路的微变量等效电路。交流路径，微

12、变量等效电路，21:10:01，31。假设输入是正弦交流，因此等效电路中的电压和电流可以用相量表示。微变量等效电路。放大电路的微变等效电路，可以用晶体管微变等效电路代替交流路径中的晶体管。21:10:01，32，3。电压放大系数的计算。当放大电路的输出端开路(RL未连接)时，由于rbe与IE相关，放大系数与静态IE相关。负载电阻越小，放大倍数越小。公式中的负号表示输出电压的相位与输入电压的相位相反。示例1:21:10:01，33，3。电压放大系数的计算，实施例2:从实施例1和实施例2可以知道，当电路不同时，计算电压放大系数Au的公式也不同。ui与ib的关系以及uo与ic的关系应根据微观变化的等

13、效电路来确定。21:10:01，34，4。放大电路输入电阻的计算。放大器电路是信号源(或前一个放大器电路)的负载，可以用电阻代替。该电阻是信号源的负载电阻，即放大电路的输入电阻。定义：输入电阻是交流信号的动态电阻。输入电阻是一个参数，表示放大电路从信号源汲取的电流大小。电路的输入电阻越大，从信号源获得的电流越小，因此总是希望获得更大的输入电阻。21:10:01，35，示例1:21:10:01，36，5。计算放大器电路的输出电阻，放大器电路是负载(或后续放大器电路)的信号源，它可以是戴维宁等效电路，而等效电源的内阻是放大器电路的输出电阻，定义：输出电阻是动态电阻，与负载无关。输出电阻是指示放大器

14、电路负载能力的参数。电路的输出电阻越小，负载变化时输出电压的变化就越小，因此总是希望获得较小的输出电阻。21:10:01，37，共发射极放大器电路特性：1。高倍放大；2.低输入电阻；3.输出电阻很高。示例3:查找ro的步骤：1)断开负载RL，3)施加电压，4)查找，添加，2)命令或，213:10:01，38，和添加，示例4:21:10:01，40，5.3.2非线性失真，如果q设置不合适，晶体管将工作在截止区或饱和区，这将导致非线性失真。如果Q设置得太高，动画，晶体管将工作在饱和区，造成饱和失真。可以通过适当降低基极电流来消除失真。21:10:01，41，5.3.2非线性失真，如果q是s、21:

15、10:01、42、5.4静态工作点的稳定性，以及静态工作点的合理设置是保证放大电路正常工作的前提。然而，放大器电路的静态工作点经常由于外部条件的变化而变化。上述固定偏置放大器电路简单，易于调整，但受温度变化、晶体管老化、电源电压波动等外部因素的影响。静态工作点会发生变化，在严重的情况下，放大器电路将无法正常工作，其中最大的影响是温度变化。21:10:01，43，5.4.1固定偏置放大器电路中温度升高时，温度变化对静态工作点的影响，UBE，ICBO。上述公式表明，当UCC和RB不变时，IC与UBE和ICEO有关，这三个参数随温度变化。当温度上升时，集成电路将增加，使Q点沿负载线移动。21:10:

16、01，44，IC，UCE，Q，当温度升高时，输出特性曲线上移，固定偏置电路的工作点Q不稳定，因此有必要对偏置电路进行改进。当集成电路随温度升高而增大时，IB会自动减小，从而抑制Q点的变化，保持Q点基本稳定。结论：当温度升高时，集成电路将增大，使Q点沿负载线移动，这将很容易使晶体管T进入饱和区，引起饱和失真，甚至引起过热烧坏三极管。o，21:10336001，45，5.4.2，分压偏置电路，1。稳定Q点的原理是，基电位基本恒定，不随温度变化。VB，21:10336001，46，5.4.2，分压偏置电路，1。稳定Q点的原理，VB，集电极电流基本恒定，不随温度变化。21:10:01，47。从Q点的稳定性来看，I2和VB似乎越大越好。然而，I2越大，RB1和RB2必须越小，这将增加损耗并降低输入电阻。然而，如果VB太高，VE也会增加，并且当UCC不变时，UCE会减小，从而减小放大器电路的输出电压的动态范围。在估计中，通常选择I2=(5 10) IB和VB=(5 10) UBE，并且RB1和RB2的电阻值通常为几十千欧姆。参数选择、VE、VB、2