電子技術15基本放大器-1-3

第十五章基本放大器15.2放大電路的靜態(tài)分析15.3放大電路的動態(tài)分析15.4靜態(tài)工作點的穩(wěn)定15.5射極輸出器15.6放大電路的頻率特征15.1基本放大電路的組成第十五章基本放大器15.8差動放大電路15.9互補對稱功率放大電路15.10場效應管及其放大電路15.7多級放大電路及其極間耦合方式

本章要點：1.基本概念：放大、靜態(tài)、靜態(tài)工作點、動態(tài)、放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等。

（重點）2.基本放大電路的組成原則。（重點）3.放大電路的圖解法和等效電路法。（重點）4.靜態(tài)工作點對電路性能的影響及其穩(wěn)定方法（重點）5.射極輸出器的特點。（重點）6.多極放大電路的類型和典型電路的分析。（重點）7.差分放大電路和功率放大電路。（了解）8.場效應管及其放大電路。（自學了解）第十五章基本放大器一、放大的概念放大的對象：變化量放大的本質：能量的控制放大的特征：功率放大放大的基本要求：不失真15.1基本放大電路的組成從輸入端看進去的等效電阻將輸出等效成有內阻的電壓源，內阻就是輸出電阻。電壓放大倍數(shù)從輸出端看進去的等效電阻輸入電阻：輸出電阻Ro二、性能指標三、放大電路的組成原則1、輸入回路和輸出回路必須有直流偏置電源，以保證發(fā)射結正偏，集電結反偏；2、電阻取值要適當，使放大電路有合適的靜態(tài)工作點；3、輸入信號必須能夠作用于放大管的輸入回路（即輸入信號能送到放大管的輸入端）；4、輸出信號能輸出到負載。放大元件iC=iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結反偏，發(fā)射結正偏。四.共射極放大電路的結構及各元件的作用各元件作用：使發(fā)射結正偏，并提供適當?shù)撵o態(tài)IB和UBE。基極電源與基極電阻集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結反偏。集電極電阻RC，將變化的電流轉變?yōu)樽兓碾妷骸Ｒ话銕浊W到幾十千歐。耦合電容：電解電容，有極性，大小為10F~50F作用：隔直通交隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時能使信號順利輸入輸出。++各元件作用：基本放大電路的習慣畫法15.2

放大電路的靜態(tài)分析分析方法：估算法、圖解法。分析對象：各極電壓電流的直流分量。所用電路：放大電路的直流通路。設置Q點的目的：

(1)

使放大電路的放大信號不失真；

(2)

使放大電路工作在較佳的工作狀態(tài)，靜態(tài)是動態(tài)的基礎。靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值。

共射放大電路的幾個概念無輸入信號(ui

=0)時電路的狀態(tài)。+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE1、什么是靜態(tài)？

什么是靜態(tài)工作點？靜態(tài)時，IB、IC、UBE、UCE的值。

什么是動態(tài)？有輸入信號ui

時電路的狀態(tài)。

15.2放大電路的靜態(tài)分析2.什么是直流通路和交流通路？

因電容對交、直流的作用不同。在放大電路中如果電容的容量足夠大，可以認為它對交流分量不起作用，即對交流短路。而對直流可以看成開路。直流通路：無交流信號時放大電路的等效電路，用來計算靜態(tài)工作點。（此時電容相當于開路）交流通路：只有交流信號作用時放大電路的等效電路，用來計算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動態(tài)參數(shù)。（此時電容相當于短路）1.靜態(tài)工作點——Ui=0時電路的工作狀態(tài)IB、IC、UCEui=0時由于電源的存在，電路中存在一組直流量。ICIEIB+UBE-+UCE-由于(IB,UBE)和(IC,UCE)分別對應于輸入、輸出特性曲線上的一個點，所以稱為靜態(tài)工作點。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB為什么要設置靜態(tài)工作點？

放大電路建立正確的靜態(tài)工作點，是為了使三極管工作在線性區(qū)，以保證信號不失真。開路畫出放大電路的直流通路

2.靜態(tài)工作點(IB、IC、UCE)的估算將交流電壓源短路，將電容開路。直流通路的畫法：開路15.2.1

用估算法確定靜態(tài)值1.

直流通路估算IB根據(jù)電流放大作用2.由直流通路估算UCE、IC當UBE<<UCC時，由KVL:UCC=IBRB+

UBE由KVL:UCC=ICRC+

UCE所以UCE=UCC–

ICRC+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBRB稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。例：用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：VCC=12V，RC=4K，Rb=300K，=37.5。解：請注意電路中IB和IC的數(shù)量級15.2.2

用圖解法確定靜態(tài)值用作圖的方法確定靜態(tài)值步驟：

1.用估算法確定IB優(yōu)點：

能直觀地分析和了解靜態(tài)值的變化對放大電路的影響。2.由輸出特性確定IC

和UCCUCE

=UCC–ICRC直流負載線方程+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBUCE/VIC/mAO15.2.2

用圖解法確定靜態(tài)值直流負載線斜率ICQUCEQUCCUCE

=UCC–ICRC直流負載線Q由IB確定的那條輸出特性與直流負載線的交點就是Q點RC↑→直流負載線斜率越小→

Q點移向飽和區(qū)。電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響：返回12RB↑→Q點↓UCC↑→IB↑→Q點↑

→直流負載線向右平移→

Q點↑例題15.2.2(15.2.7,P88)

15.3

放大電路的動態(tài)分析動態(tài)：放大電路只有交流信號作用時的工作狀態(tài)。分析方法：

微變等效電路法（重點），圖解法。所用電路：

放大電路的交流通路。動態(tài)分析:

計算電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。分析對象：

各極電壓和電流的交流分量。目的：

找出Au、ri、ro與電路參數(shù)的關系，為設計打基礎。15.3.1微變等效電路法

微變等效電路：把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個線性電路。即把非線性的晶體管線性化，等效為一個線性元件。線性化的條件：晶體管在小信號（微變量）情況下工作。因此，在靜態(tài)工作點附近小范圍內的特性曲線可用直線近似代替。微變等效電路法：利用放大電路的微變等效電路分析計算放大電路電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。

晶體管的微變等效電路可從晶體管特性曲線求出。1.晶體管的微變等效電路15.3.1微變等效電路法共發(fā)射極接法晶體管P39符號定義

有效值初相位角頻率最大值回顧：交流分量瞬時值UBEIB對于小功率三極管：rbe一般為幾百歐到幾千歐。(1)輸入回路Q輸入特性晶體管的輸入電阻

晶體管的輸入回路(B、E之間)可用rbe等效代替，即由rbe來確定ube和ib之間的關系。IBUBEO發(fā)射極電流的靜態(tài)值(2)輸出回路輸出特性

輸出特性在線性工作區(qū)是一組近似等距的平行直線。當UCE為常數(shù)時，晶體管的電流放大系數(shù)

晶體管的輸出回路(C、E之間)可用一受控電流源ic=ib等效代替，即由來確定ic和ib之間的關系。一般在20～200之間，在手冊中常用hfe表示。iCiBiCuCEQrce愈大，恒流特性愈好因rce阻值很高，一般忽略不計。晶體管的輸出電阻iCuCEiCuCE當IB為常數(shù)時，++++icbecrceberce-u+bi+-beu簡化的h參數(shù)等效電路rce＞105，忽略。二.放大器的微變等效電路(1)畫出放大器的交流通路(2)將交流通路轉化成微變等效電路計算放大倍數(shù)計算輸入電阻計算輸出電阻對交流信號(輸入信號ui)1.放大器的交流通路交流通路——分析動態(tài)工作情況交流通路的畫法：

將直流電壓源短路，將電容短路。短路短路置零交流通路2.畫出放大器的微變等效電路3、電壓放大倍數(shù)的計算：負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。4、輸入電阻的計算：根據(jù)輸入電阻的定義：定義：當信號源有內阻時：由圖知：所以：所以：5、輸出電阻的計算：根據(jù)定義：0+-RS例.1共射放大電路如圖所示。設：VCC＝12V，Rb=300kΩ,Rc=3kΩ,RL=3kΩ,BJT的b

=60。1、試求電路的靜態(tài)工作點Q。解：2、估算電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。解：畫微變等效電路Ri=rbe//Rb≈rbe=861ΩRo=Rc=3kΩ1.根據(jù)ui在輸入曲線，求iB和uBE。一.圖解法的方法步驟

(輸出端帶負載)+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE三.放大器動態(tài)工作情況的圖解分析iBuBEQuiiB假設在靜態(tài)工作點的基礎上，輸入一微小的正弦信號uiDC交流負載線直流負載線′iC/mA4321O48121620B80mAA60mA40mA20mAuCE/VQ交流負載線—指動態(tài)時與的關系曲線。2.作交流負載線特點：斜率為，且過靜態(tài)工作點。3.圖解分析QuCE/VttiB/AIBtiC/mAICiB/AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQiCQ1Q2ibuiuo由uO和ui的峰值(或峰峰值)之比可得放大電路的電壓放大倍數(shù)。注意：uo與ui反相！iBuBEQuiiBic1.交流放大原理（設輸出空載）假設在靜態(tài)工作點的基礎上，輸入一微小的正弦信號uiib靜態(tài)工作點iCiCEuce注意：uce與ui反相！結論：（1）放大電路中的信號是交直流共存，可表示成：雖然交流量可正負變化，但瞬時量方向始終不變（2）輸出uo與輸入ui相比，幅度被放大了，頻率不變，但相位相反。uituBEtiBtiCtuCEtuot

四.非線性失真分析

如果Q設置不合適，晶體管進入截止區(qū)或飽和區(qū)工作，將造成非線性失真。若Q設置過高，

晶體管進入飽和區(qū)工作，造成飽和失真。Q2uO

適當減小基極電流可消除失真。UCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ1若Q設置過低，

晶體管進入截止區(qū)工作，造成截止失真。

適當增加基極電流可