基本放大電路知識講座

第2章基本放大電路1

放大的概念在電子技術(shù)中，利用晶體三極管組成放大電路，其目的是將微弱的電信號進(jìn)行放大，推動負(fù)載正常工作。例如，擴(kuò)音機(jī)電路的示意圖如下：微弱放大器話筒聲音信號電信號主要討論常用的基本放大電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、分析方法及其應(yīng)用。2.1共射極放大電路22.1.1共射極放大電路的組成與工作原理組成放大電路的基本條件是能放大2不失真iDBECPNN二極管的正向特性死區(qū)如果輸入信號小于死區(qū)電壓時，二極管不通，這樣，被放大的信號就失真了。3基本放大條件：能放大、不失真iDBEC死區(qū)輸入信號小于死區(qū)電壓時，發(fā)射結(jié)（二極管）不通，放大信號失真了。如何解決這個問題？4iDBEC死區(qū)輸入信號小于死區(qū)電壓時，發(fā)射結(jié)（二極管）不通，放大信號失真了。1將信號減小？不行！2讓三極管先導(dǎo)通，將小信號再疊加上?行！三極管工作在線性區(qū)5iD死區(qū)基本放大條件：能放大、不失真兩個電源能否串連？如何將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號？6基本放大條件：能放大、不失真如何將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號？串電阻？7基本放大條件：能放大、不失真輸出電壓波形失真了解決？解決？8基本放大條件：能放大、不失真解決？解決？加隔直電容？29基本交流電壓放大電路22C210各元件的作用1.晶體管T是放大元件，iC=iB；也是控制元件，控制EC所提供的能量。RBECEBRCC1C2Tuiuo11RBECEBRCC1C2Tuiuo2.直流電源EC集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。（幾伏～十幾伏）12RBECEBRCC1C2Tuiuo3集電極電阻RC將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸?幾千歐～十幾千歐。134.基極電源EB和基極電阻RBRBECEBRCC1C2Tuiuo使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點。EB一般為幾伏,RB一般為幾十千歐以上。145耦合電容RBECEBRCC1C2Tuiuo隔直流，通交流。一般為幾微法到幾十微法。15改進(jìn)電路RBECEBRCC1C2Tuiuo可以省去RB16電源的簡化法RBECEBRCC1C2TuiuoRB忽略電源內(nèi)阻，172.1.3放大電路的靜態(tài)分析放大電路分析靜態(tài)分析動態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法計算機(jī)仿真18靜態(tài):不加輸入信號(放大信號)分析的問題:合理確定靜態(tài)值(靜態(tài)工作點)分析的方法:估算法和圖解法靜態(tài)值:。一、估算法RB+UCCRCC1C2開路開路RB+UCCRC直流通道19（1）根據(jù)直流通道估算IBRB+UCCRCIBUBERB稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。靜態(tài)分析1、估算法：20（2）根據(jù)直流繪通道估算UCE、ICRB+UCCRCICUCE212、圖襪解法：先估算IB，然后刃在輸出泳特性曲稀線上作超出直流罰負(fù)載線部，與IB對應(yīng)的輸妨出特性曲風(fēng)線與直流鋸負(fù)載線的記交點就是幼Q點。ICUCEQUCC22例：用宰估算法奇計算靜嚷態(tài)工作省點。解：請注意竄電路中IB和IC的數(shù)量笛級已知：UCC=12排V，RC=4K，RB=300遠(yuǎn)K，=37.臨5。23例：用圖私解法求靜績態(tài)工作點擦。作直流除負(fù)載線它，得靜品態(tài)工作加點Q。242.1僚.4淺放大電棋路的動應(yīng)態(tài)分析一、微變等效幻玉電路法1.期三極管襯的微變等效菊電路首先考察脾輸入回路iBuBE當(dāng)信號很穿小時，將蒜輸入特性怠在小范圍洗內(nèi)近似線貝性。uBEiB對輸入仿的小交箏流信號辱而言，院三極管袖相當(dāng)于蝴電阻rbe。25對于小功直率三極管展：rbe的數(shù)量哨級從幾奔百歐到純幾千歐壞。26考察輸妄出回路iCuCE所以：輸出端演相當(dāng)于估一個受ib控制的固電流源澡。近似平行輸出端坊還要并估聯(lián)一個睜大電阻rce。27iCuCEiCuCErce的含義rce的阻值很淚大28ubeibuceicuberbeibib

rceuceicrce很大，鄙一般忽稈略。三極管的微變等跟效電路29等效弄清楚等打效的概念缸：1、對誰旦等效。2化、怎么等者效。ebcbec302、放臥大電路極的微變債等效電姑路(1)冊放大電鞭路的交流通路交流通青路:只考慮交愚流信號的廈分電路畫交流稅通路的押原則:電容短路縣,直流電詠源短路。短路短路置零31短路短路RBRCRLuiuo交流通悉路32將交流糞通路中粱的三極叮管用微校變等效勒電路代內(nèi)替ibiiRBRCRLuiuouoicRCuiRBRLibrbe放大電路的微變等效電路333、電壓韻放大倍數(shù)被的計算：負(fù)載電消阻越小榜，放大肌倍數(shù)越榮小。rbeRCRB+-SRRL344、輸入電阻洽的計算：輸入電阻釀是動態(tài)電扯阻。（1）輸入電吹阻的概匹念等效對于信號源來說，放大電路是電源的負(fù)載，這個負(fù)載的大小就可以用一個等效電阻來表示,這個等效電阻就叫放大電路的輸入電阻。35（2）輸入電雖阻的計井算rbeRCRB+-SRRL//大好，還是小好？思考：365、輸出電聾阻的計陣算：輸出電扇阻是動佩態(tài)電阻理。（1）輸出電努阻的概妖念等效放大電路對于負(fù)載來說，是負(fù)載的電壓源，電壓源的內(nèi)阻,就叫放大電路的輸出電阻。+-Ser037rbeRCRB+-SRRL（2）輸出電帶阻的計箱算12實驗（或計算）法382實驗（或計算）法+-r0+-r0負(fù)載開它路接負(fù)載兩式聯(lián)梳立，得思考：大好，還育是小好？391交流負(fù)載報線RBRCRLuiuoicuce其中：二、圖解法40iC和uCE是全量雜，與交狡流量ic和uce有如下關(guān)或系所以：這就是說備，交流信劃號的變化飽沿著斜率嶼為：的直線。這條直種線通過Q點，稱為交流負(fù)載羞線。41交流負(fù)載會線的作法ICUCEECQIB過Q點作一條直線,斜率為:交流負(fù)載培線422圖比解分析（1）交流信號焦得傳輸情餅況：IBUBEQICUCEuiibibicu0怎么變膏化？43ICUCEicu0沿交流負(fù)程載線變化？u0與ui反相！u0相位如何u044(2)各點波品形RB+ECRCC1C2uiiBiCuCuo453失閃真分析：為了得到奧盡量大的患輸出信號鉤，要把Q設(shè)置在交府流負(fù)載線摟的中間部戀分。如果Q設(shè)置不是合適，礦信號進(jìn)訴入截止陽區(qū)或飽眾和區(qū)，茶造成非線性換失真。46iCuCEuo可輸出的線最大不失眾真信號合適的靜籍態(tài)工作點ib47iCuCEuoQ點過低，霉信號進(jìn)入尖截止區(qū)稱為截枕止失真信號波溜形48iCuCEuoQ點過高馬，信號境進(jìn)入飽皇和區(qū)稱為飽和潮失真信號波哀形492.1押.5土靜態(tài)貝工作點熔的穩(wěn)定為了保證垃放大電路久的穩(wěn)定工送作，必須越有合適的計、穩(wěn)定的價靜態(tài)工作扒點。但是科，溫度的蔥變化嚴(yán)重谷影響靜態(tài)和工作點。對于前面許的電路（四固定偏置幸電路）而川言，靜態(tài)墊工作點由UBE、和ICEO決定，閱這三個禁參數(shù)隨數(shù)溫度而浩變化，演溫度對斥靜態(tài)工儲作點的囑影響主剝要體現(xiàn)性在這一且方面。TUBEICEOQ50溫度對UBE的影響iBuBE25oC50oCTUBEIBIC51溫度對值及ICEO的影響T、ICEOICiCuCEQQ′總的效請果是：溫度上升時，輸出特性曲線上移，造成Q點上移。52總之：TIC固定偏置價電路的Q點是不穩(wěn)拼定的。為恐此，需要圖改進(jìn)偏置賀電路，當(dāng)眼溫度升高盈、IC增加時，例能夠自動稠減少IB，從而抑健制Q點的變覆化。保冷持Q點基本珍穩(wěn)定。常采用分衛(wèi)壓式偏置常電路來穩(wěn)蝕定靜態(tài)工煌作點。電腿路見下頁懼。53RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo偏置電路I1I2IB54RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IB可以認(rèn)為跑與溫度無沃關(guān)。似乎I2越大越好恭，但是RB1、RB2太小，將襖增加損耗拜，降低輸講入電阻。吳因此一般矮取幾十K左。55RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBTUBEIBICUEIC本電路穩(wěn)鴨壓的過程蝦實際是由濃于加了RE形成了負(fù)反饋過程56RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBCE將RE短路，RE對交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。如果去掉CE，放大倍數(shù)怎樣？57rbeRCRLRE去掉CE后的微變?nèi)缘刃щ娐穼E折算到基轉(zhuǎn)極58去掉CE后的微沖變等效君電路rbeRCRLRE592.2鞏共集電融極（射裹極輸出禾器）放栗大電路RB+UCCRCC1C2RERLuiuo60靜態(tài)分交析：RB+UCCREIBIE折算61動態(tài)分析舟：1、電壓斜放大倍數(shù)rbeRERL621、所以但是，猶輸出電嶄流Ie增加了全。2、輸入輸賴出同相級，輸出館電壓跟第隨輸入麗電壓，謊故稱電壓跟隨策器。討論632、輸入攏電阻輸入電阻宜高，對前縫級有利。rbeRERL643、輸鋸出電阻用加壓求腥流法求輸最出電阻。rbeRERsro置065rbeRERs66rbeRERs67一般所以射極輸出戚器的輸出罷電阻很小啊，帶負(fù)載六能力強(qiáng)。68討論1、將射穿極輸出器偏放在電路蠻的首級，怖可以提高雹輸入電阻怪。2、將射炮極輸出器搭放在電路洋的末級，謙可以降低拌輸出電阻進(jìn)，提高帶黃負(fù)載能。3、將棉射極輸快出器放悠在電路勻的兩級啦之間，含可以起脅到電路污的匹配作嬸用。692.4姐多級阻丹容耦合僅放大電祖路70第一級第二級第n-1級第n級輸入輸出功放級耦合耦合方描式：直接耦合啟；阻容耦澤合；變壓器性耦合。71設(shè):1=2=50蓄,rbe1=2.營9K,rbe2=1閘.7K典型電路+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US前級后級72對耦合燒電路要研求：要求動態(tài):傳送信善號減少壓降況損失耦合電懷路：靜態(tài)：保證各級Q隸點設(shè)置波形不失不真73阻容耦合刃電路的頻皇率特性fA耦合電容宇造成三極管結(jié)臣電容造成74關(guān)鍵需:考慮級間影響1.靜態(tài):Q點同名單級2.動態(tài)性能:方法:ri2=RL1ri2Uo1Ui2性能分析+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US75考慮級間影插響2ri,

ro:概念同單級1rirori2Uo1Ui2+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US76解:1.微變等撲效電路針:RE1R2R3RC2RLRSR1ri2Uo1Ui2+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US772.動巷態(tài)參數(shù)柿：1ri=R1//[rbe1+（+1)RL1]其中RL1=RE1//奴ri2=RE1//R2//R3//棗rbe2=RE1//RL1=RE1//ri2=2幻玉7/添/1濃.71.7庸Kri=10恩00K欣//(狠2.9俊+51俗×1.屆7)K82K2ro=RC2=10返KRE1R2R3RC2RLRSR1783中頻電走壓放大孕倍數(shù):其中：RE1R2R3RC2RLRSR179RE1R2R3RC2RLRSR1802.6差動放溫大電路81直接耦合陳電路的特仇殊問題特殊問題孟:R2、RE2:為設(shè)捉置合適的答Q點而增吉加。1.前后級Q點相互影響栗:+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2RE2822.零點芬漂移:uot0當(dāng)ui=0時：特殊問蒜題:uiRC1R1T1R2+UCCuoRC2T2RE2有時會值將信號源淹沒831.結(jié)貫構(gòu):對稱基本型牧差動放題