第三講 基本放大電路.

1、第三章第三章 基本放大電路基本放大電路3.1 3.1 放大的概念與放大電路的性能指標(biāo)放大的概念與放大電路的性能指標(biāo)3.2 3.2 基本共射放大電路的工作原理基本共射放大電路的工作原理3.3 3.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法3.4 3.4 靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定3.5 3.5 晶體管放大電路的三種接法晶體管放大電路的三種接法3.1 放大的概念與放大電路的性能指標(biāo)一、放大的概念一、放大的概念二、放大電路的性能指標(biāo)二、放大電路的性能指標(biāo)一、放大的概念u放大的對(duì)象：變化量放大的對(duì)象：變化量u放大的本質(zhì)：能量的控制放大的本質(zhì)：能量的控制u放大的特征：功率放大放大的特征：功率放大u放

2、大的基本要求：不失真放大的基本要求：不失真放大的前提放大的前提判斷電路能否放判斷電路能否放大的基本出發(fā)點(diǎn)大的基本出發(fā)點(diǎn)VCC至少一路直流至少一路直流電源供電電源供電二、性能指標(biāo)ioUUAAuuuioIIAAiiiioIUAuiioUIAiu1. 放大倍數(shù)：輸出量與輸入量之比：輸出量與輸入量之比電壓放大倍數(shù)是最常被研究和測(cè)試的參數(shù)電壓放大倍數(shù)是最常被研究和測(cè)試的參數(shù)信號(hào)源信號(hào)源信號(hào)源信號(hào)源內(nèi)阻內(nèi)阻輸入電壓輸入電壓輸入電流輸入電流輸出電壓輸出電壓輸出電流輸出電流對(duì)信號(hào)而言，任何放大電路均可看成二端口網(wǎng)絡(luò)。對(duì)信號(hào)而言，任何放大電路均可看成二端口網(wǎng)絡(luò)。2. 輸入電阻和輸出電阻 將輸出等效將輸出等效成有

3、內(nèi)阻的電成有內(nèi)阻的電壓源，內(nèi)阻就壓源，內(nèi)阻就是輸出電阻。是輸出電阻。LooLoooo) 1(RUURUUUR空載時(shí)輸出空載時(shí)輸出電壓有效值電壓有效值帶帶RL時(shí)的輸出電時(shí)的輸出電壓有效值壓有效值iiiIUR 輸入電壓與輸入電壓與輸入電流有輸入電流有效值之比。效值之比。從輸入端看進(jìn)去的從輸入端看進(jìn)去的等效電阻等效電阻3.2 基本共射放大電路的工作原理一、電路的組成及各元件的作用一、電路的組成及各元件的作用二、設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性二、設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性三、波形分析三、波形分析四、放大電路的組成原則四、放大電路的組成原則一、電路的組成及各元件的作用VBB、Rb：使：使UBE Uon，且有，且有合

4、適的合適的IB。VCC：使：使UCEUBE，同時(shí)作為負(fù)，同時(shí)作為負(fù)載的能源。載的能源。Rc：將：將iC轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成uCE(uo) 。)( oCEcbIcuuuiiuR動(dòng)態(tài)信號(hào)作用時(shí)：動(dòng)態(tài)信號(hào)作用時(shí)： 輸入電壓輸入電壓ui為零時(shí)，晶體管各極的電流、為零時(shí)，晶體管各極的電流、b-e間的電間的電壓、管壓降稱(chēng)為靜態(tài)工作點(diǎn)壓、管壓降稱(chēng)為靜態(tài)工作點(diǎn)Q，記作，記作IBQ、 ICQ（IEQ）、）、 UBEQ、 UCEQ。共射共射二、設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性 輸出電壓必然失真！輸出電壓必然失真！ 設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，首先要解決失真問(wèn)題，但設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，首先要解決失真問(wèn)題，但Q點(diǎn)點(diǎn)幾乎影響著所有的動(dòng)態(tài)參數(shù)

5、！幾乎影響著所有的動(dòng)態(tài)參數(shù)！ 為什么放大的對(duì)象是動(dòng)態(tài)信號(hào)，卻要晶體管在信號(hào)為零為什么放大的對(duì)象是動(dòng)態(tài)信號(hào)，卻要晶體管在信號(hào)為零時(shí)有合適的直流電流和極間電壓？時(shí)有合適的直流電流和極間電壓？三、基本共射放大電路的波形分析t tuCEUCEQVCCOt tuCEUCEQVCCO飽和失真飽和失真底部失真底部失真截止失真截止失真頂部失真頂部失真輸出和輸入反相！輸出和輸入反相！動(dòng)態(tài)信號(hào)動(dòng)態(tài)信號(hào)馱載在靜馱載在靜態(tài)之上態(tài)之上與與iC變化變化方向相反方向相反 要想不失真，就要要想不失真，就要在信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)在信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)保證晶體管始終工作保證晶體管始終工作在放大區(qū)！在放大區(qū)！3.3 3.3 放大電路的分析

6、方法一、放大電路的直流通路和交流通路一、放大電路的直流通路和交流通路二、等效電路法二、等效電路法一、放大電路的直流通路和交流通路1. 直流通路： Us=0，保留，保留Rs；電容開(kāi)路；電容開(kāi)路； 電感相當(dāng)于短路（線圈電阻近似為電感相當(dāng)于短路（線圈電阻近似為0）。）。2. 交流通路：大容量電容相當(dāng)于短路；：大容量電容相當(dāng)于短路；直流直流電源相當(dāng)于短路（內(nèi)阻為電源相當(dāng)于短路（內(nèi)阻為0）。）。 通常，放大電路中直流電源的作用和交流信號(hào)通常，放大電路中直流電源的作用和交流信號(hào)的作用共存，這使得電路的分析復(fù)雜化。為簡(jiǎn)化的作用共存，這使得電路的分析復(fù)雜化。為簡(jiǎn)化分析，將它們分開(kāi)作用，引入直流通路和交流通分析

7、，將它們分開(kāi)作用，引入直流通路和交流通路的概念。路的概念。cCQCCCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUVI基本共射放大電路的直流通路和交流通路 列晶體管輸入、輸出回路方程，將列晶體管輸入、輸出回路方程，將UBEQ作為已知條件，作為已知條件，令令I(lǐng)CQIBQ，可估算出靜態(tài)工作點(diǎn)。，可估算出靜態(tài)工作點(diǎn)。 VBB越大，越大，UBEQ取不同的取不同的值所引起的值所引起的IBQ的誤差越小。的誤差越小。cCQCCCEQBQCQbBEQCCBQ RIVUIIRUVI當(dāng)當(dāng)VCCUBEQ時(shí)，時(shí)，bCCBQRVI已知：已知：VCC12V， Rb600k， Rc3k ， 100。 Q？直流通路直流通路

8、阻容耦合單管共射放大電路的直流通路和交流通路三、等效電路法 半導(dǎo)體器件的非線性特性使放大電路的分析復(fù)雜化。半導(dǎo)體器件的非線性特性使放大電路的分析復(fù)雜化。利用線性元件建立模型，來(lái)描述非線性器件的特性。利用線性元件建立模型，來(lái)描述非線性器件的特性。1. 直流模型：適于：適于Q點(diǎn)的分析點(diǎn)的分析理想二極管理想二極管利用估算法求解靜態(tài)工作點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上利用了直流模型。利用估算法求解靜態(tài)工作點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上利用了直流模型。cCQCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUVICC輸入回路等效為輸入回路等效為恒壓源恒壓源輸出回路等效為電流控制的電流源輸出回路等效為電流控制的電流源2 2、簡(jiǎn)化的簡(jiǎn)化的h h參數(shù)等效

9、電路交流等效模型參數(shù)等效電路交流等效模型EQTbbebbbbbebe)1 ( IUrrrIUr查閱手冊(cè)查閱手冊(cè)基區(qū)體電阻基區(qū)體電阻發(fā)射結(jié)電阻發(fā)射結(jié)電阻發(fā)射區(qū)體電阻發(fā)射區(qū)體電阻數(shù)值小可忽略數(shù)值小可忽略利用利用PN結(jié)的電流方程可求得結(jié)的電流方程可求得由由IEQ算出算出在輸入特性曲線上，在輸入特性曲線上，Q點(diǎn)越高，點(diǎn)越高，rbe越?。≡叫。?. 放大電路的動(dòng)態(tài)分析)()(bebbbebiirRIrRIUccoRIUbebcio rRRUUAubebiiirRIURcoRR 放大電路的放大電路的交流等效電路交流等效電路阻容耦合共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析阻容耦合共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析beLbebLcio )

10、(rRrIRRIUUAcubebebirrRRcoRR 輸入電輸入電阻中不阻中不應(yīng)含有應(yīng)含有Rs!輸出電輸出電阻中不阻中不應(yīng)含有應(yīng)含有RL!習(xí)題1：試求下圖中的靜態(tài)工作點(diǎn)，并求解電壓放大倍：試求下圖中的靜態(tài)工作點(diǎn)，并求解電壓放大倍數(shù)和輸入輸出電阻數(shù)和輸入輸出電阻kRkRrVUVVVVcbBEQCCBB1 . 5,24,100807 . 0,12,1bb返回返回60)( 120)(beLcisiiosisosbeLcrRRRRRUUUUUUArRRAuu習(xí)題2：阻容耦合共射放大電路的靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析：阻容耦合共射放大電路的靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析k180ber，V2 . 7mA6 . 1A20cCQ

11、CCCEQBQCQbCCbBEQCCBQRIVUIIRVRUVI3k 1kcobebebiRRrrRR2.4 靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定一、溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響一、溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響二、靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的典型電路二、靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的典型電路三、穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的方法三、穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的方法一、溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 所謂所謂Q點(diǎn)穩(wěn)定，是指點(diǎn)穩(wěn)定，是指ICQ和和UCEQ在溫度變化時(shí)基本不變，在溫度變化時(shí)基本不變，這是靠這是靠IBQ的變化得來(lái)的。的變化得來(lái)的。 若溫度升高時(shí)要若溫度升高時(shí)要Q回到回到Q，則只有減小則只有減小IBQT（ ）ICQQICEO若若UBEQ不變不變IBQQ二、靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的典型電

12、路 直流通路？直流通路？Ce為旁路電容，在交流為旁路電容，在交流通路中可視為短路通路中可視為短路1. 電路組成CCb21b1bBQVRRRUeBEQBQEQ RUUI2. 穩(wěn)定原理 為了穩(wěn)定為了穩(wěn)定Q點(diǎn)，通常點(diǎn)，通常I1 IBQ，即，即I1 I2；因此；因此基本不隨溫度變化?；静浑S溫度變化。T()ICUE UBE（UB基本不變）基本不變） IB IC Re 的的作用作用（反饋）（反饋）Re起直流負(fù)反饋?zhàn)饔茫渲翟酱?，反饋越?qiáng)，起直流負(fù)反饋?zhàn)饔?，其值越大，反饋越?qiáng)，Q點(diǎn)越穩(wěn)定。點(diǎn)越穩(wěn)定。關(guān)于反饋的一些概念：關(guān)于反饋的一些概念： 將輸出量通過(guò)一定的方式引回輸入回路影響輸入量的措將輸出量通過(guò)一定的

13、方式引回輸入回路影響輸入量的措施稱(chēng)為反饋。施稱(chēng)為反饋。 直流通路中的反饋稱(chēng)為直流反饋。直流通路中的反饋稱(chēng)為直流反饋。 反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小的稱(chēng)為負(fù)反饋，反之稱(chēng)反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小的稱(chēng)為負(fù)反饋，反之稱(chēng)為正反饋。為正反饋。IC通過(guò)通過(guò)Re轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為UE影響影響UBE溫度升高溫度升高IC增大，反饋的結(jié)果使之減小增大，反饋的結(jié)果使之減小3. Q 點(diǎn)分析eBEQBQEQCCb21b1bBQRUUIVRRRU)( ecEQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVU1EQBQII分壓式電流負(fù)反饋工作點(diǎn)穩(wěn)定電路分壓式電流負(fù)反饋工作點(diǎn)穩(wěn)定電路4. 動(dòng)態(tài)分析LCuRRRrRUUA/ LbeL

14、io，beb2b1irRRRcoRR ee)1 ( )( beLebebLcbioRrRRIrIRRIUUAu)1 (ebeb2b1iRrRRR利利?弊弊?eLbee)1 (RRArRu，則若無(wú)旁路電容無(wú)旁路電容Ce時(shí)：時(shí)：有旁路電容時(shí)：有旁路電容時(shí)：3.5 3.5 晶體管放大電路的三種接法一、基本共集放大電路一、基本共集放大電路二、基本共基放大電路二、基本共基放大電路三、三種接法放大電路的比較三、三種接法放大電路的比較一、基本共集放大電路eEQCEQCCeEQBEQbBQBBRIUVRIURIVeEQCCCEQBQEQebBEQBBBQ)1 ()1 (RIVUIIRRUVI1. 靜態(tài)分析2.

15、 動(dòng)態(tài)分析：電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)ebebeeebebbeeio)1 ()1 ( )(RrRRRIrRIRIUUAu。，即，則）若（ 1 1iobebeUUArRRu故稱(chēng)之為射故稱(chēng)之為射極跟隨器極跟隨器Uo Ui2. 動(dòng)態(tài)分析：輸入電阻的分析：輸入電阻的分析ebebbiiii)1 (RrRIUIURRi與負(fù)載有關(guān)！與負(fù)載有關(guān)！RL)/)(1 (LebebiRRrRR帶負(fù)載電阻后帶負(fù)載電阻后從基極看從基極看Re，被增，被增大到（大到（1+）倍）倍2. 動(dòng)態(tài)分析：輸出電阻的分析：輸出電阻的分析1 )1 (bebebeboeooeooooerRRrRURUUIIUIURRRo與信號(hào)源內(nèi)阻有關(guān)！與信號(hào)源內(nèi)阻有關(guān)！3. 特點(diǎn)：特點(diǎn)：輸入電阻大，輸出電阻?。恢环糯箅娏?，不放大電輸入電阻大，輸出電阻?。恢环糯箅娏?，不放大電壓；在一定條件下有電壓跟隨作用！壓；在一定條件下有電壓跟隨作用！ oU令令Us為零，保留為零，保留Rs，在輸出端加，在輸出端加Uo，產(chǎn)生，產(chǎn)生Io, 。oooIUR 從射極看基極回路電阻，被減從射極看基極回路電阻，被減小到（小到（1+）倍）倍二、基本共基放大電路eBEQBBEQRUVI1EQBQIIBE