《電子第七章》課件

《電子第七章》課件根據(jù)放大電路的組成原理可以得到如下電路，三極管的外部電路應(yīng)滿足T處于放大狀態(tài)的外部條件的要求。UBB保證發(fā)射結(jié)正向偏置，UCC保證了集電結(jié)的反向偏置。C1和C2是隔直電容。

+C2-+-C1+Rc

T

RL

U0

Rs

Rb

Ui

UCC

+Us

UBB

--由圖可知放大電路需要兩個(gè)電源UBB和UCC，這會(huì)給使用帶來(lái)極大不方便，為了減少電源，可將電路改為下圖。在電子電路中常用的畫(huà)法是下右圖。+UCC

Rb

Rc+C2--

C1++

Rs

RL

Ui

Uo+Us

--

+C2-+-C1+Rc

RL

U0Rs

Rb

Ui

+Us

UCC

--2.直流通道和交流通道由于在直流電路中，電容可以看作為開(kāi)路，所以將電容斷開(kāi)就得到直流通道。直流通道用于靜態(tài)分析交流通道。由于電容C1和C2的值較大，對(duì)于交流信號(hào)而言，容抗較小，可以視為短路。關(guān)鍵是如何理解電源的交流通道，由于理想的直流電源的內(nèi)阻為零，對(duì)于交流變化信號(hào)在直流電源上產(chǎn)生的壓降是為零。交流通道用于動(dòng)態(tài)分析。

+UCC

RbRc

直流通路

+

RcRLUO

Rs

+Rb

Us

--

交流通路+UCC

Rb

Rc+C2--

C1++

Rs

RL

Ui

Uo+Us

--二、放大電路的靜態(tài)分析對(duì)放大電路的靜態(tài)分析，就是對(duì)放大電路的直流通道進(jìn)行分析。這就是求放大電路的直流的直流工作點(diǎn)或稱(chēng)為靜態(tài)工作點(diǎn)，放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大電路的性能有很大影響。放大電路的分析可以用解析法，也可以用圖解法。1.解析法確定靜態(tài)工作點(diǎn)在解析法分析靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，三極管的結(jié)壓降硅管：UBE=0.6~0.8V，通常取0.7V鍺管：UBE=0.1~0.3V，通常取0.3V靜態(tài)工作點(diǎn)通常需要確定IBQ、ICQ、UCEQ。下面以右圖為例計(jì)算。

+12V280Ω

3kΩβ=50

直流通路二、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算法分析ui=0時(shí)IBQICQIEQ=IBQ+ICQVBBRb+VCCRCTuiICQ=βIBQ基本放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)表達(dá)式IBQICQUCEQVBBRb+VCCRCT基本放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)IBQICQUBEQUCEQ(ICQ,UCEQ)(IBQ,UBEQ)VBBRb+VCCRCTui(IBQ,UBEQ)

和(ICQ,UCEQ)分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱(chēng)為靜態(tài)工作點(diǎn)。iBuBEQIBQUBEQiCuCEQUCEQICQIBQuBE=VBB–iBRbVBB直流負(fù)載線與輸入特性的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)QiBuBEIBQUBEQiCuCEuCE=VCC–iCRCVCC直流負(fù)載線與輸出特性的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)QiB=IBQICQUCEQuCE~iC滿足什么關(guān)系？2、uCE=VCC–iCRC。2.輸出分析1、iB=IBQ的輸出特性曲線。③Ucc對(duì)Q點(diǎn)的影響

iC(mA)

4321

0uCE(V)iB4=80μAiB3=60μAiB2=40μAiB2=20μANMQ②Rc對(duì)Q點(diǎn)的影響

iC(mA)

4321

0uCE(V)iB4=80μAiB3=60μAiB2=40μAiB2=20μANMQ3.電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響①Rb對(duì)Q點(diǎn)的影響

iC(mA)

4321

0uCE(V)iB4=80μAiB3=60μAiB2=40μAiB2=20μANMQQ2Q1Q1Q2Q1Q2三、放大電路的動(dòng)態(tài)分析在放大電路的輸入端加入交流信號(hào)后，三極管的基極電流就會(huì)在靜態(tài)電流IBQ附近變化，分析三極管后加入交流信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為動(dòng)態(tài)分析。

+

RcRLUO

Rs

+Rb

Us

--

交流通路②交流波形的畫(huà)法。設(shè)輸入信號(hào)為：ωtui/mV

0ωtuBE/mVUBEQ0iB/μAωt6040200iC/mAωt3210uCE/Vωt7.56.04.502.放大電路的非線性失真作為放大電路，應(yīng)使輸出電壓盡可能大，但受到三極管的非線性特性的限制，當(dāng)信號(hào)過(guò)大或靜態(tài)工作點(diǎn)不合適，輸出波形將會(huì)發(fā)生失真。輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后產(chǎn)生失真是我們不希望的，因此我們討論導(dǎo)致非線性失真產(chǎn)生的原因。圖解法可以形象的說(shuō)明非線性失真的產(chǎn)生。①由三極管特性曲線非線性引起的失真a.輸入特性非線性引起的失真b.輸出特性的間距不均勻引起的失真

iB

ibIBQ

ube

ui

iC

ibic

QIBQ0uCE

ucc②靜態(tài)工作點(diǎn)不合適引起的失真靜態(tài)工作點(diǎn)過(guò)高會(huì)引起飽和失真，靜態(tài)工作點(diǎn)過(guò)低會(huì)導(dǎo)致截止失真。

iC

交流負(fù)載線ic

ib0t0uCE0

uCE

t

iC

交流負(fù)載線ic

ib

0t0uCE0

uCE

t

iC/mA

交流負(fù)載線

Q

直流負(fù)載線Uces

uCE/V

UCEQICQR'L

最大不失真輸出波形失真輸出波形4.三種基本組態(tài)放大電路的分析用微變等效電路對(duì)三種基本放大電路進(jìn)行分析①放大電路的性能指標(biāo)a.電壓放大倍數(shù)b.電流放大倍數(shù)c.功率放大倍數(shù)d.輸入電阻e.輸出電阻ubeibuceicuberbeibibrceuceicrce很大，一般忽略。ubeibuceicuberbeibibuceic等效弄清楚等效的概念：1、對(duì)誰(shuí)等效。2、怎么等效。ebcbecRbRCRLuiuo交流通道2、放大電路的微變等效電路將交流通道中的三極管用微變等效電路代替rbeibibiiicuiuoRbRCRLRbRCRLuiuo3、電壓放大倍數(shù)的計(jì)算：負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRbRCRLAuIi~USUi輸入電阻：4、輸入電阻的計(jì)算：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。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。rbeRbRCRL在電路的計(jì)算中求ro的方法：1、所有的電源置零。2、加壓求流法。UI將獨(dú)立源置零，保留受控源。5、輸出電阻的計(jì)算：對(duì)于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于信號(hào)源，可以將它進(jìn)行戴維南等效，戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。0rbeRBRC0所以：用加壓求流法求輸出電阻：②共發(fā)射極放大電路電路與微變等效電路如圖所示

C2Rs

C1

ui

RLUoUs+UCC

RbRc

Ii

IbIcIo

b

c++Rs

UiRbrbeβIbRcRLUo

+Us

--e-

rir'iro討論：a.負(fù)號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓相位相反。b.電壓放大倍數(shù)與β和靜態(tài)工作點(diǎn)關(guān)系靜態(tài)工作點(diǎn)較低時(shí)，r’bb較小。靜態(tài)工作點(diǎn)較高時(shí)，rbe≈r’bb。

Ii

Io

e

c

Rs

Ie

βIb

+Ui

Re

rbeRcRLUoUs

Ib-b

rir'iro

C1

C2Rs

Rb1

Rc+Ui

Re

RL

UoUs

Rb2

Cb

Ucc-④共基極放大電路發(fā)射極作為輸入端，集電極作為輸出端，基極是輸入、輸出的公共端。+Uoc_Isc四、靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定及偏置電路半導(dǎo)體器件是一種對(duì)溫度十分敏感的器件，溫度上升時(shí)反映在如下幾個(gè)主要方面：①反向飽和電流ICBO增加，穿透電流ICEO=(1+β)ICBO也增加。反映在特性曲線上就是使特性曲線上移。②射—基電壓UBE下降，在外加電壓和電阻不變的情況下，使基極電流Ib上升。③使三極管的電流放大倍數(shù)β增大，使特性曲線間距增大。綜合起來(lái)，溫度上升，將引起集電極電流IC增加，使靜態(tài)工作點(diǎn)隨之變化（提高）。靜態(tài)工作點(diǎn)提高會(huì)導(dǎo)致飽和失真。如何能做到溫度升高IC保持不變呢？采用電流負(fù)反饋穩(wěn)定電流。

iC

I'B2

IB2

Q'I'BQ

QIBQ

I'B1

IB1

0uCE飽和失真

+UCC

Rc

IRb2C2

+

C1

UB+IB

UERLUo

Rs

+Ui

IRRb1

ReUs-IE

Ce--為了保證靜態(tài)點(diǎn)穩(wěn)定，應(yīng)滿足如下兩個(gè)條件：（1）保持UB不變（2）保持UE恒定TIEIEReUBEIE估算公式：精確計(jì)算，用戴維南等效電路計(jì)算輸入回路：

Rc

Rb

UCCUBB

Re++

Rs

Ib

rbe

βIb+Ui

Rb2Rb1

Rc

RL

UoUs---例：UCC=24V,Rb1=20kΩ,Rb1=60kΩ,Re=1.8kΩ，Rc=3.3kΩ,β=50。估算工作點(diǎn)。

+UCC

Rc

IRb2C2

+

C1

UB+IB

UE