晶體管放大電路基礎(chǔ)課件

晶體管放大電路基礎(chǔ)放大電路概述及性能指標(biāo)單管共射放大電路的組成放大電路的分析方法放大電路是應(yīng)用最廣泛的一類電子線路。它的主要功能是將輸入電信號(hào)進(jìn)行不失真的放大輸出。在廣播、通信、自動(dòng)控制、電子測(cè)量等各種電子設(shè)備中，放大電路是必不可少的組成部分。1、概述1.1基本概念簡(jiǎn)單的例子：揚(yáng)聲器是怎樣工作的？

話筒放大電路微弱的聲波放大的聲波弱電信號(hào)強(qiáng)電信號(hào)放大電路的作用：輸入微弱電信號(hào)（變化的），輸出幅度被放大的電信號(hào)（且波形不失真）。本質(zhì)：輸入信號(hào)的能量得到加強(qiáng)！②輸入電阻１1+us–RS+ui–iiRiRi越大，ui與us越接近例us=20mV，Rs=600，比較不同Ri時(shí)的ii

、ui。Riuiii600018mV3A60010mV16.7A601.82mV30A③輸出電阻放大電路的輸出相當(dāng)于負(fù)載的信號(hào)源，該信號(hào)源的內(nèi)阻稱為電路的輸出電阻RO計(jì)算：i2211usRS+uot–放大電路us=0Ro測(cè)量：uot—開路時(shí)的輸出電壓；uo—負(fù)載上施加的電壓。2211+us–RS+ui–+uo–RLRo+uot–RiRo越小，uot與uo越接近④通頻帶放大電路對(duì)不同頻率輸入信號(hào)的放大能力不同，反映在：通頻帶寬度或帶寬（Bandwidth，BW)fAu(f)OAumfLfH下限頻率

上限頻率

中頻段低頻段高頻段BW0.7BW0.7=fH–

fL⑦最大輸出幅度在輸出波形沒有明顯失真情況下，放大電路能夠提供給負(fù)載的最大輸出電壓(或電流)?？捎梅?峰值表示，或有效值表示(Uom、Iom)。⑥非線性失真系數(shù)D所有諧波總量與基波成分之比效率

=最大輸出功率Pom電源總功率PDC⑧最大輸出功率和效率2.1晶體管工作原理：IBBECNNPVBRBVccIEICIC發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏的晶體管實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電流控制器。2、晶體管放大電路的組成晶體管的輸出特性曲線RBVccVBRCC1C2Tuiuo核心元件iC=iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。典型的單管共發(fā)射極

放大電路：電源的作用：RBVccVBRCC1C2Tuiuo集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)。RBVccVBRCC1C2Tuiuo電流→電壓設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)電阻的作用：電路的簡(jiǎn)化：可以省去RB+VccVBRCC1C2T單電源供電+VccRCC1C2T零電位點(diǎn)RB工作原理簡(jiǎn)述：+VccRCC1C2TRB3、晶體管放大電路分析方法放大電路分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法開路開路RBVccRCC1C2T直流通路RBVccRC直流通路的確定：3.1.1估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)RL直流通路RB+VccRC靜態(tài)點(diǎn)參數(shù)的計(jì)算公式如下：IBQICQUCEQRBVccRCT例：電源Vcc=12V，集電極電阻RC=3k，基極電阻RB=280k，=50。求靜態(tài)工作點(diǎn)。解：請(qǐng)注意電路中IB和IC的數(shù)量級(jí)！RL輸出回路輸出特性直流負(fù)載線Q由靜態(tài)工作點(diǎn)Q確定的ICQ、UCEQ為靜態(tài)值。UCE=VCC–ICRC

例：圖示單管共射放大電路及特性曲線中，已知Rb=280k，Rc=3k，集電極直流電源VCC=12V，試用圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)。解：首先估算IBQ做直流負(fù)載線，確定Q點(diǎn)根據(jù)UCEQ=VCC–ICQ

RcIC=0，UCE=12V；UCE=0，IC=4mA。RBVccRCTRL0iB

=0μA20μA40μA60μA80μA134224681012MQ靜態(tài)工作點(diǎn)IBQ=40μA，ICQ=2mA，UCEQ=6V.uCE

/V由Q點(diǎn)確定靜態(tài)值為：iC

/mA短路短路置零RBVccRCC1C2T3.2.1圖解法分析動(dòng)態(tài)特性直流通路的確定：RLRBRCRLuiuo交流通路icuo=-iC×(RC//RL)交流負(fù)載線交流負(fù)載線斜率為：OIBiC

/mAuCE

/VQ靜態(tài)工作點(diǎn)uo=-ic×(RC//RL)=uce注意：交流負(fù)載線是動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)移動(dòng)的軌跡。UCEQ=VCC–ICQ

Rc即：ic=uce/(-RC//RL)輸入回路工作情況分析0.680.72uBEiBtQ000.7t6040200uBE/ViB/μAuBE/ViBUiEF交流負(fù)載線直流負(fù)載線4.57.5uCE912t0iCQiC

/mA0IB=40μA2060804Q260uCE/ViC

/mA0tuCE/VUCEQiC輸出回路工作情況分析MN電壓放大倍數(shù)

例

用圖解法求圖示電路電壓放大倍數(shù)。輸入、輸出特性曲線如右圖，RL=3k，uI=(0.72–0.68)V=0.04V。uCE=(4.5–7.5)V=-3V解：求確定交流負(fù)載線則輸出特性曲線上有單管共射放大電路當(dāng)輸入正弦波uI時(shí)，放大電路中相應(yīng)的uBE、iB、iC、uCE、uO波形。單管共射放大電路各點(diǎn)的電壓電流波形：?jiǎn)喂芄采浞糯箅娐份敵鲂盘?hào)與輸入信號(hào)反相。3.2.2微變等效電路法晶體管在小信號(hào)(微變量)情況下工作時(shí)，可以在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的特性曲線，三極管就可以等效為一個(gè)線性元件。這樣就可以將非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個(gè)線性電路。微變等效條件研究的對(duì)象僅僅是變化量信號(hào)的變化范圍很小3.2.2.1晶體管微變等效電路iBuBE晶體管的輸入特性曲線rbe：晶體管的輸入電阻。在小信號(hào)的條件下，rbe是一常數(shù)。晶體管的輸入電路可用rbe等效代替。（1）輸入端Q點(diǎn)附近的工作段近似地看成直線可認(rèn)為uBE與iB成正比QOiB

uBE

rbe的近似估算公式：rbb：基區(qū)體電阻。reb：基射之間結(jié)電阻。低頻、小功率管rbb

約為300。c

beiBiCiE（2）輸出端假設(shè)在Q點(diǎn)附近特性曲線基本上是水平的(iC

與uCE無關(guān))，數(shù)量關(guān)系上，iC

是iB的

倍；iBiB從三極管輸出端看，可以用iB恒流源代替三極管；該恒流源為受控源；為iB對(duì)iC的控制。uCE

QiC

O（3）微變等效電路

cbe+uBE+uCEiCiBebcrbe

iB+uBE+uCEiCiBrce3.2.2.2微變等效電路求解Au、Ri、ROC1RcRb+VCCC2RL+++T+Ri=rbe//Rb，Ro=Rcrbe

ebcRcRLRb++ui=ib×rbeuO=-iC(RC//RL)=-βib(RC