電工電子技術(shù)課件

基本放大電路第6章基本放大電路第6章16.1基本放大電路的組成及工作原理6.2基本放大電路的分析第6章基本放大電路6.3常用基本放大電路的類型及特點(diǎn)6.1基本放大電路的6.2基本放大電路的第6章2本章學(xué)習(xí)目標(biāo)理解基本放大電路的組成原則。理解放大電路的工作原理。理解基本放大電路的各項(xiàng)性能指標(biāo)的意義。掌握基本放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的估算方法。掌握利用微變等效電路分析基本放大電路放大倍數(shù)Au，輸入電阻ri和輸出電阻ro方法。了解常用基本放大電路的類型及特點(diǎn)。本章學(xué)習(xí)目標(biāo)理解基本放大電路的組成原則。3放大器將輸入的信號(hào)放大揚(yáng)聲器由放大后的信號(hào)驅(qū)動(dòng)6.1基本放大電路的組成及工作原理放大的概念在生產(chǎn)實(shí)踐中常常需要將微弱的電信號(hào)放大，使之變成較大的信號(hào)。例如：擴(kuò)音機(jī)電路。擴(kuò)音機(jī)的主要組成部分是放大器。放大器話筒將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成微弱電信號(hào)電路工作電源放大器將輸入的信號(hào)放大揚(yáng)聲器由放大后的信號(hào)驅(qū)動(dòng)6.1基本4放大的對(duì)象：變化量放大的本質(zhì)：能量的控制放大的特征：功率放大放大的基本要求：不失真，放大的前提判斷電路能否放大的基本出發(fā)點(diǎn)放大的對(duì)象：變化量判斷電路能否放大的基本出發(fā)點(diǎn)5放大元件T：工作在放大區(qū)，要保證發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏。6.1.1基本放大電路的組成ui輸入uo輸出RBECEBRCC1C2VT放大元件T：工作在放大區(qū)，要保證發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏。6.16使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)。基極電源與基極電阻RBECEBRCC1C2VT使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)。基極電源與基極電阻RB7為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。RBECEBRCC1C2VT集電極電源為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。RBECEBRCC1C2V8變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。RBECEBRCC1C2VT集電極電阻變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸BECEBRCC1C2VT集電9RBECEBRCC1C2VT耦合電容：隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時(shí)能使信號(hào)順利輸入輸出。RBECEBRCC1C2VT耦合電容：隔離輸入輸出與電路直流10單電源供電可以省去RB+ECEBRCC1C2VT單電源供電可以省去RB+ECEBRCC1C2VT11RB+ECRCC1C2VT單電源供電RB+ECRCC1C2VT單電源供電126.1.2

基本放大電路的工作原理交流電壓放大器:輸入：交流小信號(hào)

ui輸出：交流大信號(hào)uo正常工作時(shí)，直流電源供電各極的電壓、電流為：iB，uBE，iC，uCE均為直流與交流的疊加！RB+ECRCC1C2uiuoiBiCuBEuCE6.1.2基本放大電路的工作原理交流電壓放大器:輸入：交13ui=0時(shí)由于電源的存在IB0IC0IBICIE=IB+ICRB+ECRCC1C2VT1.靜態(tài)：當(dāng)

ui=0時(shí)ui=0時(shí)由于電源的存在IB0IC0IBICIE=IB+14IB、UBE，IC、UCE均為直流信號(hào)！RB+ECRCC1C2VTIBICUBEUCE(IC,UCE)(IB,UBE)IB、UBE，IC、UCE均為直流信號(hào)！RB+ECRCC15iBtIBuBEtUBEiCtICuCEtUCE均為直流！iBtIBuBEtUBEiCtICuCEtUCE均為直流！16(IB,UBE)

和(IC,UCE)分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEQIBUBEICUCEQUCEIC(IB,UBE)和(IC,UCE)分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特17IBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么變化？假設(shè)uBE有一微小的變化2.動(dòng)態(tài)：當(dāng)輸入ui時(shí)IBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么變化？假設(shè)u18ICUCEicuCE的變化沿一條直線:負(fù)載線ucuCE相位如何？uCE與uBE反相！RB+VCCRCC1C2uiuoiBiCuBEuCE滿足：uCE=UCC-iCRCICUCEicuCE的變化沿一條直線:負(fù)載線ucuCE相位如19各點(diǎn)波形各點(diǎn)波形20表示直流量表示直流量表示直流量表示直流量iBtIBiCtICuCEtUCE均為直流+交流！uBEtUBEiB=IB+ib

uBE=UBE+ube

iC=IC+ic

uCE=UCE+uce

表示交流量表示交流量表示交流量表示交流量ibubeuceic表示直流量表示直流量表示直流量表示直流量iBtIBiCtIC213.靜態(tài)工作點(diǎn)的作用1.當(dāng)ui=0時(shí)IBQ=0，ICQ=IBQ=0，UCEQ=VCC晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)。RB+VCCRCC1C2uiuO3.靜態(tài)工作點(diǎn)的作用1.當(dāng)ui=0時(shí)IBQ=0，晶體管處22若其峰值小于b-e間的開(kāi)啟電壓Uon,則在信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)晶體管始終工作在截止?fàn)顟B(tài)，輸出電壓毫無(wú)變化。uit0Uontuo0VCC2.當(dāng)ui≠0時(shí)RB+VCCRCC1C2若其峰值小于b-e間的開(kāi)啟電壓Uon,則在信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)23若信號(hào)幅度足夠大，晶體管只可能在信號(hào)正半周大于Uon的時(shí)間間隔內(nèi)導(dǎo)通，導(dǎo)致輸出電壓嚴(yán)重失真。Uontuo0VCCt0uiRB+VCCRCC1C2只有在信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)晶體管始終工作在放大狀態(tài)，輸出信號(hào)才不會(huì)產(chǎn)生失真。這就必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。若信號(hào)幅度足夠大，晶體管只可能在信號(hào)正半周大于Uon的時(shí)間24歸納1、放大器正常工作時(shí)，需設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，目的是避免非線性失真；2、放大器正常工作時(shí)，所有的電壓、電流均為直流+交流；3、基本放大器正常工作時(shí)，輸出電壓與輸入電壓反相位。歸納1、放大器正常工作時(shí)，需設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，目的是避免25放大電路的主要性能指標(biāo)：放大倍數(shù)A；輸入電阻Ri；輸出電阻Ro；通頻帶

fbw；非線形失真系數(shù)D；最大不失真輸出電壓；最大輸出功率Pom與效率Rs+-+-RL+-放大電路RiRo+-′信號(hào)源信號(hào)源內(nèi)阻輸入電壓輸出電壓輸入電流輸出電流6.1.3

基本放大電路的性能指標(biāo)放大電路的主要性能指標(biāo)：放大倍數(shù)A；輸入電阻Ri；輸出電阻261、電壓放大倍數(shù)AuiouUUA=Ui：輸入電壓。Uo：輸出電壓。電壓放大倍數(shù)反映了放大器的放大能力。電壓放大倍數(shù)與放大器的結(jié)構(gòu)和器件參數(shù)有關(guān)。一級(jí)放大器的電壓放大倍數(shù)有限。1、電壓放大倍數(shù)AuiouUUA=Ui：輸入電壓。Uo：輸出27采用放大器級(jí)連的方法，可取得大電壓放大倍數(shù)。uiuoAu1Au2AunAu3uo1ui2uo2ui3Au=

Au1·

Au2·

Au3······

Aun多級(jí)放大采用放大器級(jí)連的方法，可取得大電壓放大倍數(shù)。uiuouo1u282、輸入電阻

ri放大電路一定要有前級(jí)（信號(hào)源）為其提供信號(hào)，那么就要從信號(hào)源取電流。輸入電阻是衡量放大電路從其前級(jí)取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，從其前級(jí)取得的電流越小，對(duì)前級(jí)的影響越小。2、輸入電阻ri放大電路一定要有前級(jí)（信號(hào)源）為其提供信號(hào)29Au輸入電阻：~USIiUiiiiIUr=電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。Au輸入電阻：~USIiUiiiiIUr=電路的輸入電阻越大303、輸出電阻

ro放大電路對(duì)其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個(gè)戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。~roAu~US3、輸出電阻ro放大電路對(duì)其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們31?輸出電阻大一些好還是小一些好？UO~rosU￠RL輸出電阻越小，在負(fù)載變化時(shí)，引起輸出電壓的變化越小，即輸出電壓越穩(wěn)定所以，輸出電壓越小，帶負(fù)載能力越強(qiáng)！?輸出電阻大一些好還是小一些好？UO~rosU￠RL輸出電阻324.通頻帶fAuAum0.7Aumf1下限截止頻率f2上限截止頻率通頻帶：Bw=f2–f1放大倍數(shù)隨頻率變化曲線4.通頻帶fAuAum0.7Aumf1下限截止頻率f2上限截336.2基本放大電路的分析6.2.1直流通路與交流通路6.2.2基本放大電路的靜態(tài)分析6.2.3基本放大電路的動(dòng)態(tài)分析6.2基本放大電路的分析6.2.1直流通路與交流通路6.34放大電路的分析方法分析原則：先靜后動(dòng)，動(dòng)靜分開(kāi)靜態(tài)分析：估算靜態(tài)工作點(diǎn)動(dòng)態(tài)分析：放大倍數(shù)；輸入輸出電阻；通頻帶；分析失真使用交流通路使用直流通路35放大電路的分析方法分析原則：先靜后動(dòng)，動(dòng)靜分開(kāi)靜態(tài)分析：估算6.2.1直流通路與交流通路1、直流通路：信號(hào)源視為短路，但應(yīng)保留其內(nèi)阻。在直流電源作用下靜態(tài)（直流）電流流經(jīng)的通路。畫(huà)法：電容視為開(kāi)路；電感線圈視為短路（即忽略線圈電阻）估算靜態(tài)工作點(diǎn)用直流通路注意！6.2.1直流通路與交流通路1、直流通路：信號(hào)源視為短路36開(kāi)路開(kāi)路Rb+VCCRC直流通路Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2開(kāi)路開(kāi)路Rb+VCCRC直流通路Rc+VCCuiT+-+-u372、交流通路容量大的電容（如耦合電容）視為短路；輸入信號(hào)作用下交流信號(hào)流經(jīng)的通路畫(huà)法：無(wú)內(nèi)阻的直流電源（如+VCC）視為短路。動(dòng)態(tài)分析用交流通路注意！2、交流通路容量大的電容（如耦合電容）視為短路；輸入信號(hào)作38交流通路Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2Rb+-+-RLTRcic交流通路Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C391、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算：UBEQ已知！畫(huà)出放大電路的直流通路由直流通路列方程求解6.2.2基本放大電路的靜態(tài)分析Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2直流通路RbRc+VCCT1、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算：UBEQ已知！畫(huà)出放大電路的直流通路40Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2直流通路RbRc+VCCTRc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2直流通41(IB,UBE)

和(IC,UCE)分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEQIBUBEICUCEQUCEIC(IB,UBE)和(IC,UCE)分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特422、靜態(tài)工作點(diǎn)的影響：2、靜態(tài)工作點(diǎn)的影響：43iciBuoIBQQuCEiC0ICQUCEQt合適的工作點(diǎn)在負(fù)載線的中間。正常工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生失真。靜態(tài)工作點(diǎn)合適：iciBuoIBQQuCEiC0ICQUCEQt合適的工作點(diǎn)44uCEiCQIBQ0uBEiBttibuiUBEQQ0icuotibt基本共射放大電路的截止失真Q點(diǎn)過(guò)低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)。產(chǎn)生截止失真的原因：ICQUCEQuCEiCQIBQ0uBEiBttibuiUBEQQ0icu45uCEiCQIBQ0uBEiBttibuiUBEQQ0icuotibt消除截止失真的方法工作點(diǎn)上移：----減小RbICQUCEQQQuCEiCQIBQ0uBEiBttibuiUBEQQ0icu46QuCEiC0UCEQICQibuotQIBQttibuiUBEQ基本共射放大電路的飽和失真0uBEiBQ點(diǎn)過(guò)高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)。產(chǎn)生飽和的原因：QuCEiC0UCEQICQibuotQIBQttibuiU47消除飽和失真的方法消除方法：增大Rb。消除飽和失真的方法消除方法：增大Rb。48歸納：Q點(diǎn)過(guò)低（IB小，IC小，UCE大），產(chǎn)生截止失真；輸出波形被削掉正半周；Q點(diǎn)過(guò)高（IB大，IC大，UCE小），產(chǎn)生飽和失真；輸出波形被削掉負(fù)半周；調(diào)：Rb

IB

ICQ點(diǎn)調(diào)：Rb

IB

ICQ點(diǎn)Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2調(diào)整工作點(diǎn)通過(guò)調(diào)整Rb實(shí)現(xiàn)！注意！歸納：Q點(diǎn)過(guò)低（IB小，IC小，UCE大），產(chǎn)生截止失真；輸49畫(huà)出放大電路的交流通路估算：電壓放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻在靜態(tài)工作點(diǎn)已知的前提下，疊加一交流小信號(hào)6.2.3基本放大電路的動(dòng)態(tài)分析畫(huà)出放大電路的微變等效電路畫(huà)出放大電路的交流通路估算：電壓放大倍數(shù)在靜態(tài)工作點(diǎn)已知的前501、三極管的微變等效電路在放大電路中,在低頻小信號(hào)作用下,將三極管工作在線性區(qū)。在此條件下，可以用一個(gè)線性模型代替三極管，即三極管的微變等效電路。該模型只能用于放大電路動(dòng)態(tài)小信號(hào)參數(shù)分析。1、三極管的微變等效電路在放大電路中,在低頻51bece輸入端口輸出端口+-uBEiBiC+-uCE+-+-輸入端近似一電阻。晶體管輸入電阻rbe輸出端近似一受控恒流源。ibbece輸輸+-uBEiBiC+-uCE+-+-輸入端近似一52+-+-iBuCE=UCEQ0uBEQIBQUBEQ△uBE△iBrbe與Q點(diǎn)有關(guān);Q點(diǎn)愈高，即IC愈大，rbe愈小!注意！估算公式：+-+-iBuCE=UCEQ0uBEQIBQUBEQ△uBE53IBQQuCEiC0ICQUCEQ△iC△iB+-+-IBQQuCEiC0ICQUCEQ△iC△iB+-+-542、利用交流（微變）等效電路進(jìn)行放大電路動(dòng)態(tài)分析畫(huà)出放大電路的交流通路估算：電壓放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻畫(huà)出放大電路的微變等效電路2、利用交流（微變）等效電路進(jìn)行放大電路動(dòng)態(tài)分析畫(huà)出放大電路55Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2交流通路RbT+_Rc+_RL+-+-Rc微變等效電路RbRLRc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2交流通56畫(huà)出直流通路計(jì)算ICQIEQ，計(jì)算rbeRbRc+VCCTIBQICQ畫(huà)出直流通路計(jì)算ICQIEQ，計(jì)算rbeRbRc+VCCT57+-+-Rc微變等效電路RbRL電壓放大倍數(shù)+-+-Rc微變等效電路RbRL電壓放大倍數(shù)58★放大電路的輸入電阻與信號(hào)源內(nèi)阻無(wú)關(guān)，輸出電阻與負(fù)載無(wú)關(guān)。+-+-Rc微變等效電路RbRL輸入電阻輸出電阻★放大電路的輸入電阻與信號(hào)源內(nèi)阻無(wú)關(guān)，輸出電阻與負(fù)載無(wú)關(guān)。+59RB+ECRCC1C2RERLuiuo1、電路的組成6.3.1射極輸出器6.3常用放大器的類型及特點(diǎn)RB+ECRCC1C2RERLuiuo1、電路的組成6.3.602、靜態(tài)分析：Rb+VccRCReIBQIEQ折算2、靜態(tài)分析：Rb+VccRCReIBQIEQ折算613、動(dòng)態(tài)分析：1、電壓放大倍數(shù)rbeReRL3、動(dòng)態(tài)分析：1、電壓放大倍數(shù)rbeReRL622、輸入電阻輸入電阻高rbeReRL2、輸入電阻輸入電阻高rbeReRL633、輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻。rbeReRsRo置03、輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻。rbeReRsRo置064rbeReRsrbeReRs65rbeReRsrbeReRs66一般所以射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強(qiáng)一般所以射極輸出器的輸出電阻很小，67歸納：輸入、輸出以集電極為公共點(diǎn)；電壓放大倍數(shù)小于1，近似為1；射極跟隨器；一般作放大器的輸入級(jí)（輸入電阻高）；輸出級(jí)（輸出電阻低）；中間級(jí)（減少電路間直接相連所帶來(lái)的影響，起緩沖作用）輸入電阻高，向信號(hào)源索取電流小；輸出電阻低，帶負(fù)載能力強(qiáng)；電流放大能力強(qiáng)（輸出電流Ie）；歸納：輸入、輸出以集電極為公共點(diǎn)；電壓放大倍數(shù)小于1，近似為686.3.2差動(dòng)放大電路電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱；雙電源；雙端輸入、雙端（單端）輸出1.電路結(jié)構(gòu)RP:調(diào)零電位器。調(diào)整左右平衡ui1+UCCui2-UEERCVT1RB1RCVT2RB1REuORP6.3.2差動(dòng)放大電路電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱；雙電源；雙端輸入、雙端692.輸入信號(hào)分類1差模輸入:ui1=-ui2=ud共模輸入:2ui1

=ui2=uC(differentialmode)(commonmode)3任意輸入:ui1,

ui2差模分量:共模分量:ud分解2ui1-

ui2=uC2ui1

+

ui2

=2.輸入信號(hào)分類1差模輸入:ui1=-ui2=ud共70差模電壓放大倍數(shù):共模電壓放大倍數(shù):共模抑制比:（Common-ModeRejectionRatio)=KCMRR3.主要性能指標(biāo)大！0??！兩邊完全對(duì)稱差放放大的是兩輸入端的差：uo=Au（ui1-ui2）差模電壓放大倍數(shù):共模電壓放大倍數(shù):共模抑制比:（Comm71兩輸入端中一個(gè)為同相輸入端（輸出與輸入同相位），

一個(gè)為反相輸入端（輸出與輸入反相位）。ui1+UCCui2-UEERCVT1RB1RCVT2RB1REuORP差動(dòng)放大電路放大差模信號(hào)，抑制差模信號(hào)，4.應(yīng)用放大直流信號(hào)兩輸入端中一個(gè)為同相輸入端（輸出與輸入同相位），ui1+72iL-UCCRLuiVT1VT2UL+UCC6.3.3互補(bǔ)對(duì)稱電路輸入大信號(hào)，NPN、PNP輪流工作；功率放大，一般用在輸出級(jí)。輸出功率大，效率高，輸出電阻低；iL-UCCRLuiVT1VT2UL+UCC6.3.3互補(bǔ)對(duì)73ENDEND74基本放大電路第6章基本放大電路第6章756.1基本放大電路的組成及工作原理6.2基本放大電路的分析第6章基本放大電路6.3常用基本放大電路的類型及特點(diǎn)6.1基本放大電路的6.2基本放大電路的第6章76本章學(xué)習(xí)目標(biāo)理解基本放大電路的組成原則。理解放大電路的工作原理。理解基本放大電路的各項(xiàng)性能指標(biāo)的意義。掌握基本放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的估算方法。掌握利用微變等效電路分析基本放大電路放大倍數(shù)Au，輸入電阻ri和輸出電阻ro方法。了解常用基本放大電路的類型及特點(diǎn)。本章學(xué)習(xí)目標(biāo)理解基本放大電路的組成原則。77放大器將輸入的信號(hào)放大揚(yáng)聲器由放大后的信號(hào)驅(qū)動(dòng)6.1基本放大電路的組成及工作原理放大的概念在生產(chǎn)實(shí)踐中常常需要將微弱的電信號(hào)放大，使之變成較大的信號(hào)。例如：擴(kuò)音機(jī)電路。擴(kuò)音機(jī)的主要組成部分是放大器。放大器話筒將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成微弱電信號(hào)電路工作電源放大器將輸入的信號(hào)放大揚(yáng)聲器由放大后的信號(hào)驅(qū)動(dòng)6.1基本78放大的對(duì)象：變化量放大的本質(zhì)：能量的控制放大的特征：功率放大放大的基本要求：不失真，放大的前提判斷電路能否放大的基本出發(fā)點(diǎn)放大的對(duì)象：變化量判斷電路能否放大的基本出發(fā)點(diǎn)79放大元件T：工作在放大區(qū)，要保證發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏。6.1.1基本放大電路的組成ui輸入uo輸出RBECEBRCC1C2VT放大元件T：工作在放大區(qū)，要保證發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏。6.180使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)?；鶚O電源與基極電阻RBECEBRCC1C2VT使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)?；鶚O電源與基極電阻RB81為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。RBECEBRCC1C2VT集電極電源為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。RBECEBRCC1C2V82變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。RBECEBRCC1C2VT集電極電阻變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸BECEBRCC1C2VT集電83RBECEBRCC1C2VT耦合電容：隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時(shí)能使信號(hào)順利輸入輸出。RBECEBRCC1C2VT耦合電容：隔離輸入輸出與電路直流84單電源供電可以省去RB+ECEBRCC1C2VT單電源供電可以省去RB+ECEBRCC1C2VT85RB+ECRCC1C2VT單電源供電RB+ECRCC1C2VT單電源供電866.1.2

基本放大電路的工作原理交流電壓放大器:輸入：交流小信號(hào)

ui輸出：交流大信號(hào)uo正常工作時(shí)，直流電源供電各極的電壓、電流為：iB，uBE，iC，uCE均為直流與交流的疊加！RB+ECRCC1C2uiuoiBiCuBEuCE6.1.2基本放大電路的工作原理交流電壓放大器:輸入：交87ui=0時(shí)由于電源的存在IB0IC0IBICIE=IB+ICRB+ECRCC1C2VT1.靜態(tài)：當(dāng)

ui=0時(shí)ui=0時(shí)由于電源的存在IB0IC0IBICIE=IB+88IB、UBE，IC、UCE均為直流信號(hào)！RB+ECRCC1C2VTIBICUBEUCE(IC,UCE)(IB,UBE)IB、UBE，IC、UCE均為直流信號(hào)！RB+ECRCC89iBtIBuBEtUBEiCtICuCEtUCE均為直流！iBtIBuBEtUBEiCtICuCEtUCE均為直流！90(IB,UBE)

和(IC,UCE)分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEQIBUBEICUCEQUCEIC(IB,UBE)和(IC,UCE)分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特91IBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么變化？假設(shè)uBE有一微小的變化2.動(dòng)態(tài)：當(dāng)輸入ui時(shí)IBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么變化？假設(shè)u92ICUCEicuCE的變化沿一條直線:負(fù)載線ucuCE相位如何？uCE與uBE反相！RB+VCCRCC1C2uiuoiBiCuBEuCE滿足：uCE=UCC-iCRCICUCEicuCE的變化沿一條直線:負(fù)載線ucuCE相位如93各點(diǎn)波形各點(diǎn)波形94表示直流量表示直流量表示直流量表示直流量iBtIBiCtICuCEtUCE均為直流+交流！uBEtUBEiB=IB+ib

uBE=UBE+ube

iC=IC+ic

uCE=UCE+uce

表示交流量表示交流量表示交流量表示交流量ibubeuceic表示直流量表示直流量表示直流量表示直流量iBtIBiCtIC953.靜態(tài)工作點(diǎn)的作用1.當(dāng)ui=0時(shí)IBQ=0，ICQ=IBQ=0，UCEQ=VCC晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)。RB+VCCRCC1C2uiuO3.靜態(tài)工作點(diǎn)的作用1.當(dāng)ui=0時(shí)IBQ=0，晶體管處96若其峰值小于b-e間的開(kāi)啟電壓Uon,則在信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)晶體管始終工作在截止?fàn)顟B(tài)，輸出電壓毫無(wú)變化。uit0Uontuo0VCC2.當(dāng)ui≠0時(shí)RB+VCCRCC1C2若其峰值小于b-e間的開(kāi)啟電壓Uon,則在信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)97若信號(hào)幅度足夠大，晶體管只可能在信號(hào)正半周大于Uon的時(shí)間間隔內(nèi)導(dǎo)通，導(dǎo)致輸出電壓嚴(yán)重失真。Uontuo0VCCt0uiRB+VCCRCC1C2只有在信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)晶體管始終工作在放大狀態(tài)，輸出信號(hào)才不會(huì)產(chǎn)生失真。這就必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。若信號(hào)幅度足夠大，晶體管只可能在信號(hào)正半周大于Uon的時(shí)間98歸納1、放大器正常工作時(shí)，需設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，目的是避免非線性失真；2、放大器正常工作時(shí)，所有的電壓、電流均為直流+交流；3、基本放大器正常工作時(shí)，輸出電壓與輸入電壓反相位。歸納1、放大器正常工作時(shí)，需設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，目的是避免99放大電路的主要性能指標(biāo)：放大倍數(shù)A；輸入電阻Ri；輸出電阻Ro；通頻帶

fbw；非線形失真系數(shù)D；最大不失真輸出電壓；最大輸出功率Pom與效率Rs+-+-RL+-放大電路RiRo+-′信號(hào)源信號(hào)源內(nèi)阻輸入電壓輸出電壓輸入電流輸出電流6.1.3

基本放大電路的性能指標(biāo)放大電路的主要性能指標(biāo)：放大倍數(shù)A；輸入電阻Ri；輸出電阻1001、電壓放大倍數(shù)AuiouUUA=Ui：輸入電壓。Uo：輸出電壓。電壓放大倍數(shù)反映了放大器的放大能力。電壓放大倍數(shù)與放大器的結(jié)構(gòu)和器件參數(shù)有關(guān)。一級(jí)放大器的電壓放大倍數(shù)有限。1、電壓放大倍數(shù)AuiouUUA=Ui：輸入電壓。Uo：輸出101采用放大器級(jí)連的方法，可取得大電壓放大倍數(shù)。uiuoAu1Au2AunAu3uo1ui2uo2ui3Au=

Au1·

Au2·

Au3······

Aun多級(jí)放大采用放大器級(jí)連的方法，可取得大電壓放大倍數(shù)。uiuouo1u1022、輸入電阻

ri放大電路一定要有前級(jí)（信號(hào)源）為其提供信號(hào)，那么就要從信號(hào)源取電流。輸入電阻是衡量放大電路從其前級(jí)取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，從其前級(jí)取得的電流越小，對(duì)前級(jí)的影響越小。2、輸入電阻ri放大電路一定要有前級(jí)（信號(hào)源）為其提供信號(hào)103Au輸入電阻：~USIiUiiiiIUr=電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。Au輸入電阻：~USIiUiiiiIUr=電路的輸入電阻越大1043、輸出電阻

ro放大電路對(duì)其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個(gè)戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。~roAu~US3、輸出電阻ro放大電路對(duì)其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們105?輸出電阻大一些好還是小一些好？UO~rosU￠RL輸出電阻越小，在負(fù)載變化時(shí)，引起輸出電壓的變化越小，即輸出電壓越穩(wěn)定所以，輸出電壓越小，帶負(fù)載能力越強(qiáng)！?輸出電阻大一些好還是小一些好？UO~rosU￠RL輸出電阻1064.通頻帶fAuAum0.7Aumf1下限截止頻率f2上限截止頻率通頻帶：Bw=f2–f1放大倍數(shù)隨頻率變化曲線4.通頻帶fAuAum0.7Aumf1下限截止頻率f2上限截1076.2基本放大電路的分析6.2.1直流通路與交流通路6.2.2基本放大電路的靜態(tài)分析6.2.3基本放大電路的動(dòng)態(tài)分析6.2基本放大電路的分析6.2.1直流通路與交流通路6.108放大電路的分析方法分析原則：先靜后動(dòng)，動(dòng)靜分開(kāi)靜態(tài)分析：估算靜態(tài)工作點(diǎn)動(dòng)態(tài)分析：放大倍數(shù)；輸入輸出電阻；通頻帶；分析失真使用交流通路使用直流通路109放大電路的分析方法分析原則：先靜后動(dòng)，動(dòng)靜分開(kāi)靜態(tài)分析：估算6.2.1直流通路與交流通路1、直流通路：信號(hào)源視為短路，但應(yīng)保留其內(nèi)阻。在直流電源作用下靜態(tài)（直流）電流流經(jīng)的通路。畫(huà)法：電容視為開(kāi)路；電感線圈視為短路（即忽略線圈電阻）估算靜態(tài)工作點(diǎn)用直流通路注意！6.2.1直流通路與交流通路1、直流通路：信號(hào)源視為短路110開(kāi)路開(kāi)路Rb+VCCRC直流通路Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2開(kāi)路開(kāi)路Rb+VCCRC直流通路Rc+VCCuiT+-+-u1112、交流通路容量大的電容（如耦合電容）視為短路；輸入信號(hào)作用下交流信號(hào)流經(jīng)的通路畫(huà)法：無(wú)內(nèi)阻的直流電源（如+VCC）視為短路。動(dòng)態(tài)分析用交流通路注意！2、交流通路容量大的電容（如耦合電容）視為短路；輸入信號(hào)作112交流通路Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2Rb+-+-RLTRcic交流通路Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C1131、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算：UBEQ已知！畫(huà)出放大電路的直流通路由直流通路列方程求解6.2.2基本放大電路的靜態(tài)分析Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2直流通路RbRc+VCCT1、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算：UBEQ已知！畫(huà)出放大電路的直流通路114Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2直流通路RbRc+VCCTRc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2直流通115(IB,UBE)

和(IC,UCE)分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEQIBUBEICUCEQUCEIC(IB,UBE)和(IC,UCE)分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特1162、靜態(tài)工作點(diǎn)的影響：2、靜態(tài)工作點(diǎn)的影響：117iciBuoIBQQuCEiC0ICQUCEQt合適的工作點(diǎn)在負(fù)載線的中間。正常工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生失真。靜態(tài)工作點(diǎn)合適：iciBuoIBQQuCEiC0ICQUCEQt合適的工作點(diǎn)118uCEiCQIBQ0uBEiBttibuiUBEQQ0icuotibt基本共射放大電路的截止失真Q點(diǎn)過(guò)低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)。產(chǎn)生截止失真的原因：ICQUCEQuCEiCQIBQ0uBEiBttibuiUBEQQ0icu119uCEiCQIBQ0uBEiBttibuiUBEQQ0icuotibt消除截止失真的方法工作點(diǎn)上移：----減小RbICQUCEQQQuCEiCQIBQ0uBEiBttibuiUBEQQ0icu120QuCEiC0UCEQICQibuotQIBQttibuiUBEQ基本共射放大電路的飽和失真0uBEiBQ點(diǎn)過(guò)高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)。產(chǎn)生飽和的原因：QuCEiC0UCEQICQibuotQIBQttibuiU121消除飽和失真的方法消除方法：增大Rb。消除飽和失真的方法消除方法：增大Rb。122歸納：Q點(diǎn)過(guò)低（IB小，IC小，UCE大），產(chǎn)生截止失真；輸出波形被削掉正半周；Q點(diǎn)過(guò)高（IB大，IC大，UCE?。?，產(chǎn)生飽和失真；輸出波形被削掉負(fù)半周；調(diào)：Rb

IB

ICQ點(diǎn)調(diào)：Rb

IB

ICQ點(diǎn)Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2調(diào)整工作點(diǎn)通過(guò)調(diào)整Rb實(shí)現(xiàn)！注意！歸納：Q點(diǎn)過(guò)低（IB小，IC小，UCE大），產(chǎn)生截止失真；輸123畫(huà)出放大電路的交流通路估算：電壓放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻在靜態(tài)工作點(diǎn)已知的前提下，疊加一交流小信號(hào)6.2.3基本放大電路的動(dòng)態(tài)分析畫(huà)出放大電路的微變等效電路畫(huà)出放大電路的交流通路估算：電壓放大倍數(shù)在靜態(tài)工作點(diǎn)已知的前1241、三極管的微變等效電路在放大電路中,在低頻小信號(hào)作用下,將三極管工作在線性區(qū)。在此條件下，可以用一個(gè)線性模型代替三極管，即三極管的微變等效電路。該模型只能用于放大電路動(dòng)態(tài)小信號(hào)參數(shù)分析。1、三極管的微變等效電路在放大電路中,在低頻125bece輸入端口輸出端口+-uBEiBiC+-uCE+-+-輸入端近似一電阻。晶體管輸入電阻rbe輸出端近似一受控恒流源。ibbece輸輸+-uBEiBiC+-uCE+-+-輸入端近似一126+-+-iBuCE=UCEQ0uBEQIBQUBEQ△uBE△iBrbe與Q點(diǎn)有關(guān);Q點(diǎn)愈高，即IC愈大，rbe愈小!注意！估算公式：+-+-iBuCE=UCEQ0uBEQIBQUBEQ△uBE127IBQQuCEiC0ICQUCEQ△iC△iB+-+-IBQQuCEiC0ICQUCEQ△iC△iB+-+-1282、利用交流（微變）等效電路進(jìn)行放大電路動(dòng)態(tài)分析畫(huà)出放大電路的交流通路估算：電壓放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻畫(huà)出放大電路的微變等效電路2、利用交流（微變）等效電路進(jìn)行放大電路動(dòng)態(tài)分析畫(huà)出放大電路129Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2交流通路RbT+_Rc+_RL+-+-Rc微變等效電路RbRLRc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2交流通130畫(huà)出直流通路計(jì)算ICQIEQ，計(jì)算rbeRbR