放大電路的基本原理和分析

1、放大電路的基本原理和分析第1頁，共20頁，2022年，5月20日，15點34分，星期三三.一般掌握的內容1.單管共射放大電路的f l 和fH與電路參數的關系，波特圖的一般知識。2.用估算法估算場效應管的靜態(tài)工作點。第2頁，共20頁，2022年，5月20日，15點34分，星期三1.1概述一.放大的定義1.指能量的控制作用，即用一個能量較小的信號控制另一個能源，使負載上得到較大的能量信號。2.針對變化量而言，即輸入信號有一個微小的變化量，則輸出端得到一個較大的變化量1.2單管共射放大電路1.21單管共射放大電路的組成一、電路的組成VCCRCRbiBiCuI+-VBB第3頁，共20頁，2022年，5

2、月20日，15點34分，星期三1.VCC:：直流電源輸出端較大能量的提供者2.VBB：基極直流電源，使三極管的發(fā)射極正向偏執(zhí)的電源，同時為三極管基極回路提供回路電流。3.RC：他將集電極電流的變化轉換成集電極電壓的變化，再傳送到放大電路的輸出端。4.Rb：他和VBB共同決定當輸入信號等于零時放大電路的基極電流。5.uI:：外加電源代表變化量。6.T：NPN型三極管，放大元件。二、各部分的作用工作原理一、靜態(tài)1.定義：輸入交流信號uI0時電路的狀態(tài)（此時外接電源uI相當于短接）2.電路第4頁，共20頁，2022年，5月20日，15點34分，星期三3.靜態(tài)工作原理電路中的電源VBB和VCC主要是使

3、三極管工作在放大區(qū)此時輸入端在VBB的作用下基極有個電流，稱為靜態(tài)基流用IBQ表示 ,此時基極與發(fā)射極之間相應的電壓為UBEQ，根據放大系數的定義得到集電極電流ICQ，此電流流過集電極負載RC產生一個壓降，則靜態(tài)時的集電極電壓VCEQ =VCC-ICQ*RC輸入回路輸出回路VCCVBBRbRc第5頁，共20頁，2022年，5月20日，15點34分，星期三二、動態(tài) 1.定義：輸入端在原有的靜態(tài)基礎上疊加一個動態(tài)的微小變化量UI 的電路的狀態(tài) 。 2. 工作電路 3.工作原理 在VBB的基礎上在輸入端加一個微小的變化量UI，則三極管的基極電流將在原來的靜態(tài)基流IBQ的基礎上產生一個變量Ib(三極管

4、工作在放大區(qū)）基極電流的變化將使集電極電流同樣在靜態(tài)基流ICQ的基礎上產生一個變化量ic即： icib，同時這個變化量流過負載電阻，使集電極電壓有一個變化量Uce，VCCRCRbiBiCuI+-VBBuo第6頁，共20頁，2022年，5月20日，15點34分，星期三Uceu0icRC則上述放大過程可以用表示如下UI Ib Uce u0四、總結 放大電路能夠放大的基本要求： 1.單管共射放大電路若完成放大功能必須使三極管的發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置。 2.為了將加在電路輸入端的信號放大，必須使輸入信號的變化能夠傳送到三極管的輸入回路中，并引起基極電流的變化，即在輸入回路中有輸入電阻Rb。 3

5、.為了最終在電路的輸出端能夠得到放大了的信號在輸出回路中，應使集電極電流的變化能夠引起集電極電壓的變化，即在輸出回路中要有電阻Rc。五、電路的改進 1.改進的原因：（1)原來的電路不經濟不實用 （2)交流，直流電路混雜不便分析。 2.改進措施：（1)將輸入電壓UI通過一個電容C1接到三極管的基極，的 另一端接放大電路的公共端。第7頁，共20頁，2022年，5月20日，15點34分，星期三（2)三極管的集電極通過一個電容C2接到放大電路的輸出端，此電容的作用是將信號電壓中的直流成分隔離開，但在適當的頻率下，信號電壓的交流成分可以順利的通過。此中的電容C2稱為隔直電容或耦合電容。（3)去掉基極電源

6、VBB，將基極電阻Rb接到VCC上，從而整個電路靜態(tài)公用一個直流電源VCC。3.電路+VCC+U0_TC2C1RCRbUI_第8頁，共20頁，2022年，5月20日，15點34分，星期三1.3放大電路的主要技術指標一、放大倍數1.定義：輸出信號的變化量與輸入信號的變化量之比。2.分類：（1）電壓放大倍數Au，（在放大電路的輸入端加上一個正弦波電壓信號 時） AuU0/Ui 在輸出端測定的輸出電壓的有效值 指 輸入電壓的有效值 （2)電流放大倍數Ai （在放大電路的輸入端加上一個正弦波電壓信號 時） AiI0/Ii 輸入電流的有效值 輸出電流的有效值二、輸入電阻第9頁，共20頁，2022年，5月

7、20日，15點34分，星期三1.定義：（前提條件是在輸入端接一個正弦波電壓）輸入電壓與輸入電 流的有效值之比。2.計算公式：RiUi/Ii三、輸出電阻 1.定義：當輸入端信號電壓Us0（保留信號源內阻Rs），輸出端開路，即負載電阻Rl無窮大時，外加的輸出電壓Uo與相應的輸出電流I0之比。 2.計算公式：R0U0/I0 Us0 Rs 3.試驗測試：（1)測試方法：在輸入端加上一個正弦信號電壓Us，首先測出負載開路時的輸出電壓U0,接上阻值已知的負載電阻，測出此時的輸出電壓U0則得到 U0=第10頁，共20頁，2022年，5月20日，15點34分，星期三四、最大輸出幅度 1.定義：放大電路輸出的電

8、壓（或電流）的幅值能夠達到的最大限度一般用電壓的有效值表示。五、最大輸出功率與效率 1.最大輸出功率：表示在輸出波形基本不失真的情況下，能夠向負載提供的最大輸出功率，用Pom表示。 2.指放大電流的最大輸出功率Pom與直流電源消耗的功率Pv之比，即 Pom/ Pv六、失真系數 定義：各次諧波總量與基波分量之比，即 D=B22+B32+/B1 (B1,B2,B3分別為輸出信號的基波、 二次諧波、三次諧波的幅值）七、通頻帶 定義：放大倍數下降到中頻放大倍數的0.707倍的兩點所限定的頻率范圍。第11頁，共20頁，2022年，5月20日，15點34分，星期三1.4放大電路的基本分析方法定性分析放大電

9、路的工作分為兩方面的內容： 1.靜態(tài)分析，即計算不加輸入信號時放大電路的工作狀態(tài)，估算靜態(tài)工作點。 2.動態(tài)分析，即計算出加上輸入信號后放大電路的各項技術指標，電壓放大倍數Au，輸入電阻Ri，輸出電阻R01.41直流通路與交流通路一、靜態(tài)電路的分析 (一)、直流電路的畫法 1.交直流共存的電路第12頁，共20頁，2022年，5月20日，15點34分，星期三+U0_TC2C1RCRbUI_+VCC2.靜態(tài)電路的畫法 （1)電容在直流通路中相當于開路 （電感在直流通路中相當于短路） 第13頁，共20頁，2022年，5月20日，15點34分，星期三TRCRb+VCC在畫直流通路時，電容c1左邊的部分

10、相當于斷開、c2右邊的部分也相當于斷開，去掉斷開的部分則直流通路就畫出來了如圖ICQIBQ+VCEQ-第14頁，共20頁，2022年，5月20日，15點34分，星期三3.靜態(tài)分析 定義：即分析只有直流電壓VCC作用時電路中的電流和電壓。亦即求IBQ、ICQ、VCEQ一般來說三極管的基極和發(fā)射極的電壓為VBEQ=0.7V則：IBQ=(VCC -VBEQ)/Rb ICQ=IBQ VCEQ=VCC-ICQ*RC例題1電路如圖請你畫出其直流通路圖，并進行靜態(tài)分析,已知50。155k280k5kU0_+U1C1C2第15頁，共20頁，2022年，5月20日，15點34分，星期三注意：c1、c2在直流通路

11、中相當于開路所有去掉C1左邊的部分，同時去掉C2右邊的部分則電路變成了如下的電路：155k280k5k+U1C1c1被切斷的部分被切斷的部分電路整理得：第16頁，共20頁，2022年，5月20日，15點34分，星期三15280k5K根據我們分析的可以知道:VCC=IBQ280+VBEQ 15=IBQ280+0.7 IBQ=(15-0.7)/280 IBQ=5mA ICQ=IBQ500.0050.25A VCEQ=VCC-ICQRC VCEQ=15-0.IBQICQ第17頁，共20頁，2022年，5月20日，15點34分，星期三+U0_TC2C1RCRbUI_+VCC二、.動態(tài)電路的畫法 1.交直流并存的電路 說明：（1)電容在交流電路中相當于短路 （2）理想電源在交流通路中視為短路第18頁，共20頁，2022年，5月20日，15點34分，星期三+U0_T