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1基本共射放大電路及放大電路的主要性能指標(biāo)2放大電路的圖解分析法3放大電路的微變等效電路分析法4放大電路的工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題5共集電極放大電路與共基集放大電路
6場(chǎng)效應(yīng)管放大電路7組合放大電路8多級(jí)放大電路第2章基本放大電路1.基本共發(fā)射極放大電路的組成2.1基本共射放大電路及放大電路的主要性能指標(biāo)一.基本共射放大電路的組成及工作原理分析(1)為保證三極管V工作在放大區(qū),發(fā)射結(jié)必須正向運(yùn)用;集電結(jié)必須反向運(yùn)用。圖中Rb,UBB即保證e結(jié)正向運(yùn)用;Rc,UCC保證c結(jié)反向運(yùn)用。(2)圖中Rs為信號(hào)源內(nèi)阻;Us為信號(hào)源電壓;Ui為放大器輸入信號(hào)。電容C1為耦合電容,其作用是:使交流信號(hào)順利通過(guò)加至放大器輸入端,同時(shí)隔直流,使信號(hào)源與放大器無(wú)直流聯(lián)系。C1一般選用容量大的電解電容,它是有極性的,使用時(shí),它的正極與電路的直流正極相連,不能接反。C2的作用與C1相似,使交流信號(hào)能順利傳送至負(fù)載,同時(shí),使放大器與負(fù)載之間無(wú)直流聯(lián)系。單電源共發(fā)射極放大電路UA符號(hào)規(guī)定UA大寫字母、大寫下標(biāo),表示直流量。uA小寫字母、大寫下標(biāo),表示全量。ua小寫字母、小寫下標(biāo),表示交流分量。uAua交流分量tUA直流分量
全量0RB+UCCRCC1C2uiiBiCuCEuouo比ui幅度放大且相位相反++2.工作原理及波形分析二.
放大電路的主要性能指標(biāo)放大電路等效為二端口網(wǎng)絡(luò)的框圖1.電壓放大倍數(shù):電壓放大倍數(shù)取分貝(dB)為單位時(shí):2.輸入電阻Ri:3.輸出電阻Ro:Ro是一個(gè)表征放大器帶負(fù)載能力的參數(shù)。Ri
表征該負(fù)載能從信號(hào)源獲取多大信號(hào)。
4.非線性失真系數(shù)D:設(shè)輸出電壓信號(hào)中,基波及二次諧波以上的各次諧波分量表示為:U1m、U2m、U3m···、Unm2.3放大電路的圖解分析法
直流通路直流通路用來(lái)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)Q(IB
、IC
、UCE)對(duì)直流信號(hào)電容C可看作開(kāi)路(即將電容斷開(kāi)),電感短路斷開(kāi)斷開(kāi)+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE一.直流通路RBRCuiuORLRSes++–+––對(duì)交流信號(hào)(有輸入信號(hào)ui時(shí)的交流分量)短路短路對(duì)地短路交流通路
用來(lái)計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)。+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE二.交流通道三.
靜態(tài)分析(靜態(tài)工作點(diǎn)Q:IB、IC、UCE
)(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(dāng)UBE<<UCC時(shí),+UCCRbRCT++–UBEUCE–ICIB由KVL:UCC=IBRB+
UBE由KVL:UCC=ICQRC+
UCEQ所以UCEQ=UCC–
ICQRC1.
用放大電路的直流通路確定靜態(tài)值例1:用估算法計(jì)算圖示電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。
由例1可知,當(dāng)電路不同時(shí),計(jì)算靜態(tài)值的公式也不同。解:由KVL可得:由KVL可得:IEQ+UCCRbRCT++–UBEUCEQ–ICQIBQRe注意:電路中IB
和IC
的數(shù)量級(jí)不同2.用圖解法確定靜態(tài)值步驟:
1.用估算法確定IBQ優(yōu)點(diǎn):
能直觀地分析和了解靜態(tài)值的變化對(duì)放大電路的影響。2.由輸出特性確定ICQ和UCEQUCE
=UCC–ICRC+UCCRbRCT++–UBEUCEQ–ICQIBQ直流負(fù)載線方程
直流負(fù)載線斜率ICQUCEQUCCUCE
=UCC–ICRCuCE/ViC/mA直流負(fù)載線Q由IBQ確定的那條輸出特性與直流負(fù)載線的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)O放大器的直流圖解分析(Q點(diǎn)與RB、RC的關(guān)系)四、電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響
1.Rb對(duì)Q點(diǎn)的影響結(jié)論:(1)Rb變化僅對(duì)IBQ有影響,而對(duì)負(fù)載線無(wú)影響;(2)Rb↑→IBQ↓→Q點(diǎn)沿負(fù)載線下移;(3)Rb↓→IBQ↑→Q點(diǎn)沿負(fù)載線上移;2.Rc對(duì)Q點(diǎn)的影響結(jié)論:
(1)Rc的變化,僅改變負(fù)載線的M點(diǎn),即僅改變負(fù)載線的斜率。(2)Rc↓→M點(diǎn)上升→直流負(fù)載線變陡→Q點(diǎn)沿iB=IBQ線右移。(3)Rc↑→M點(diǎn)下降→負(fù)載線變平坦→Q點(diǎn)沿iB=IBQ線左移。
結(jié)論:(1)UCC的變化,對(duì)IBQ和直流負(fù)載線都有影響;(2)UCC↑→IBQ↑,且M點(diǎn)和N點(diǎn)同時(shí)↑→負(fù)載線平行上移→Q點(diǎn)向右上方移動(dòng)。(3)UCC↓→IBQ↓,且M點(diǎn)和N點(diǎn)同時(shí)↓→負(fù)載線平行下移→Q點(diǎn)向左下方移動(dòng)。3.UCC對(duì)Q點(diǎn)的影響
實(shí)際調(diào)試中,主要通過(guò)改變電阻Rb來(lái)改變靜態(tài)工作點(diǎn),而很少通過(guò)改變UCC來(lái)改變工作點(diǎn)。四.動(dòng)態(tài)分析1.
圖解法分析電壓放大倍數(shù)(1)交流負(fù)載線交流負(fù)載線可以通過(guò)求出在uCE坐標(biāo)的截距,再與Q點(diǎn)相連即可得到連接Q點(diǎn)和U’CC點(diǎn)即為交流負(fù)載線。---交流負(fù)載線方程令iC=0(縱軸)QuCE/VttiB/
AIBtiC/mAICiB/
AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQicQ1Q2ibuiuoRL=
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)。(2)圖解法求電壓放大倍數(shù)2.非線性失真
如果Q設(shè)置不合適,晶體管進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)工作,將造成非線性失真。若Q設(shè)置過(guò)高:
晶體管進(jìn)入飽和區(qū)工作,造成飽和失真。Q2uo
適當(dāng)減小基極電流可消除失真。UCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ1若Q設(shè)置過(guò)低:
晶體管進(jìn)入截止區(qū)工作,造成截止失真。
適當(dāng)增加基極電流可消除失真。uiuotiB/
AiB/
AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC/mAuCE/VOOUCE
如果Q設(shè)置合適,信號(hào)幅值過(guò)大也可產(chǎn)生失真,減小信號(hào)幅值可消除失真。3.最大不失真輸出電壓
由于受晶體管截止和飽和的限制,放大器的不失真輸出電壓有一個(gè)范圍,其最大值稱為放大器輸出動(dòng)態(tài)范圍。由圖可知,因受截止失真限制,其最大不失真輸出電壓的幅度為:而因飽和失真的限制,最大不失真輸出電壓的幅度則為:輸出動(dòng)態(tài)范圍常用峰-峰值UP-P表示:(UCES表示晶體管的臨界飽和壓降,一般取為1V。)所以例題放大器如圖(a)所示,其三極管的輸出特性及直流負(fù)載線和Q點(diǎn)如圖(b)所示,,該放大器的最大不失真輸出電壓的峰值約為_(kāi)_______。(a)3V;(b)6V;(c)9V;(d)12V。一、晶體管的rbe-β等效電路2.4放大電路的等效電路分析法iBiCbceuBE+-uCE+-二、三極管的h參數(shù)微變等效電路iBiCbceuBE+-uCE+-輸入特性:輸出特性:在工作點(diǎn)處,用全微分形式表示uBE和iC,則有1.h參數(shù)微變等效電路的引入:令:晶體管輸出交流短路時(shí)的輸入電阻輸入交流開(kāi)路時(shí)的反向電壓傳輸系數(shù)輸出交流短路時(shí)的電流放大系數(shù)輸入交流開(kāi)路時(shí)的輸出電導(dǎo)則有:由前式,并根據(jù)四個(gè)參數(shù)的意義,得出的低頻h參數(shù)電路模型如下圖所示。共發(fā)射極晶體管h參數(shù)電路模型2.h參數(shù)與晶體管特性曲線的關(guān)系:從特性曲線上求出h參數(shù)hie的物理意義表示在小信號(hào)作用下,晶體管be之間的動(dòng)態(tài)電阻rbe(1)hre的物理意義表示晶體管輸出回路電壓uCE對(duì)輸入回路的影響,這實(shí)質(zhì)上是基區(qū)調(diào)寬效應(yīng)所致,是由晶體管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的。(2)hfe表示了晶體管的電流放大能力。
(3)hoe的物理意義表示在小信號(hào)作用下晶體管ce之間的動(dòng)態(tài)電導(dǎo)。(4)3.h參數(shù)微變等效電路的簡(jiǎn)化:BJT的簡(jiǎn)化H參數(shù)微變等效電路BJT的H參數(shù)微變等效電路三.放大電路主要性能指標(biāo)的分析1.畫放大電路的微變等效電路步驟:(1)畫出放大電路的交流通道:(2)用BJT的H參數(shù)微變等效電路代替BJT。2.計(jì)算放大電路的主要性能指標(biāo)(1)求電壓放大倍數(shù)Au(2)求輸入電阻Ri(3)求輸出電阻Ro例題電路如圖所示,已知:電容C1、C2的容抗可忽略。試分析:對(duì)于輸入信號(hào)而言,(1)IBQ,ICQ,UCEQ;(3)最大不失真輸出電壓Uom。
(2)Au、Aus、Ri、Ro;解:(1)求靜態(tài)工作點(diǎn)Q(2)求Au
,Aus,Ri,Ro;
是電源電壓放大倍數(shù),按定義有:(3)最大不失真輸出電壓Uom
受截止失真的限制,最大不失真輸出電壓Uom為:受飽和失真的限制,最大不失真輸出電壓Uom為:則此電路的最大不失真輸出電壓Uom為3.6V。
一.影響Q點(diǎn)穩(wěn)定的因素(1)電源電壓的變化(2)電路參數(shù)的變化(3)晶體管的老化(4)環(huán)境溫度的變化1.影響Q點(diǎn)穩(wěn)定的內(nèi)在因素2.5放大電路的工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題(1)溫度變化對(duì)反向飽和電流ICBO的影響(2)溫度變化對(duì)發(fā)射結(jié)電壓UBE的影響2.溫度對(duì)Q點(diǎn)的影響(3)溫度變化對(duì)電流放大系數(shù)β的影響T↑ICBO↑(ICEO↑)T↑UBE↓T↑β↑ICQ↑ICQ↑ICQ↑總之:T↑ICBO↑(ICEO↑)UBE↓β↑ICQ↑二.穩(wěn)定Q點(diǎn)的途徑1.從元件著手,解決元件的熱穩(wěn)定性問(wèn)題2.從使用環(huán)境著手,使電路的工作環(huán)境溫度維持在特定范圍內(nèi)3.從電路結(jié)構(gòu)著手,改善電路的結(jié)構(gòu)形式,使電路具備自動(dòng)穩(wěn)定Q點(diǎn)的能力采取的措施:(1)針對(duì)ICBO的影響,可設(shè)法使基極電流IB隨溫度的升高而自動(dòng)減??;(2)針對(duì)UBE的影響,可設(shè)法使發(fā)射結(jié)的外加電壓隨溫度的升高而自動(dòng)減小。三.分壓式偏置放大電路1.電路組成I1>>IBQ(硅管)I1=(5~10)IBQ(鍺管)I1=(10~20)IBQUB>>UBE(硅管)UB=(3~5)V(鍺管)UB=(1~3)V設(shè)計(jì)的兩個(gè)依據(jù):2.工作點(diǎn)穩(wěn)定過(guò)程T↑ICBO↑UBE↓β↑ICQ↑UE↑UBE↓IBQ↓ICQ↓
綜上所述,分壓式偏置工作點(diǎn)穩(wěn)定電路穩(wěn)定Q點(diǎn)的原理是:在固定基極電壓UB
的前提下,利用Re上電壓的變化來(lái)檢測(cè)IEQ(ICQ)的變化,通過(guò)UE與UB的比較,自動(dòng)調(diào)節(jié)ICQ的變化趨勢(shì),使ICQ基本穩(wěn)定。這種自動(dòng)調(diào)節(jié)的過(guò)程稱為負(fù)反饋。此時(shí)引入的是直流電流負(fù)反饋。3.分析計(jì)算(1)靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算方法一:方法二:例題1射極偏置電路如圖所示,已知:晶體管T的試求:(1)放大電路Q點(diǎn)的值;(2)Au、Ri、Ro的值。解:(1)求Q點(diǎn)(2)求Au、Ri、Ro例題2射極偏置放大電路如圖所示,其中已知其余參數(shù)與上例相同,試重復(fù)上例中所要求的計(jì)算,并對(duì)相關(guān)性能進(jìn)行比較。
解:(1)求Q點(diǎn)(2)求Au、Ri、Ro2.6共集電極放大電路與共基極放大電路2.6.1
共集電極放大電路
2.6.2
共基極放大電路
2.6.1
共集電極放大電路
1電路組成共集電極放大電路又稱為射極輸出器RBRERLuiuo交流通道rbeRERLRB微變等效電路1.
電壓放大倍數(shù)
電壓放大倍數(shù)Au
1且輸入輸出同相,輸出電壓跟隨輸入電壓,故稱電壓跟隨器。微變等效電路rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE1.所以但是,輸出電流Ie增加了。2.輸入輸出同相,輸出電壓跟隨輸入電壓,故稱電壓跟隨器。結(jié)論:rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE2.
輸入電阻
射極輸出器的輸入電阻高,對(duì)前級(jí)有利。
ri與負(fù)載有關(guān)
輸入電阻較大,作為前一級(jí)的負(fù)載,對(duì)前一級(jí)的放大倍數(shù)影響較小且取得的信號(hào)大。3.輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻。rorbeRERBRSrbeRERBRS電源置03.
輸出電阻射極輸出器的輸出電阻很小,帶負(fù)載能力強(qiáng)。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE所謂帶負(fù)載能力強(qiáng),是指當(dāng)負(fù)載變化時(shí),放大倍數(shù)基本不變共集電極放大電路(射極輸出器)的特點(diǎn):1.
電壓放大倍數(shù)小于1,約等于1;2.
輸入電阻高;3.
輸出電阻低;4.輸出與輸入同相。射極輸出器的應(yīng)用主要利用它具有輸入電阻高和輸出電阻低的特點(diǎn)。
1.因輸入電阻高,它常被用在多級(jí)放大電路的第一級(jí),可以提高輸入電阻,減輕信號(hào)源負(fù)擔(dān)。
2.因輸出電阻低,它常被用在多級(jí)放大電路的末級(jí),可以降低輸出電阻,提高帶負(fù)載能力。
3.利用
ri大、ro小以及
Au
1
的特點(diǎn),也可將射極輸出器放在放大電路的兩級(jí)之間,起到阻抗匹配作用,這一級(jí)射極輸出器稱為緩沖級(jí)或中間隔離級(jí)。例題:電路如圖所示,已知:晶體管T的試求:(1)放大電路Q點(diǎn)的值;(2)Au、Ri、Ro的值。解:(1)求Q點(diǎn)(2)求Au、Ri、Ro2.6.2
共基極放大電路1電路組成共基極放大電路2靜態(tài)分析3動(dòng)態(tài)分析共基極放大電路共基極放大電路2.6.3三種放大電路性能的比較電路名稱共射極放大電路共集電極放大電路共基極放大電路電路形式例題1放大電路如圖所示,已知β=40,試求:靜態(tài)工作點(diǎn);畫出H參數(shù)微變等效電路;求Au、Ri和Ro。解:(1)求靜態(tài)工作點(diǎn)Q(2)畫出H參數(shù)微變等效電路(3)求Au、Ri、Ro例題2(1)求靜態(tài)工作點(diǎn)Q解:電路如圖所示,已知β=100。試計(jì)算:(1)靜態(tài)工作點(diǎn)Q;(2)Au、Ri、Ro(2)求Au、Ri、Ro例題3在圖示的放大電路中,設(shè)UBE=0.6V,β=40,試求:(1)靜態(tài)工作點(diǎn);(2)Au、Ri、Ro解:(1)求靜態(tài)工作點(diǎn)(2)求Au、Ri、Ro
場(chǎng)效應(yīng)管放大電路晶體管通過(guò)較小的輸入電流iB控制較大的輸出電流iC來(lái)達(dá)到放大的目的,場(chǎng)效應(yīng)管則通過(guò)較小的輸入電壓uGS控制較大的輸出電流iD實(shí)現(xiàn)放大作用。晶體管是電流控制元件,場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件。晶體管的輸入電阻比較小,場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻非常大。在靜態(tài)分析中,晶體管電路從UBE=0.7V(硅管)入手,計(jì)算IB,IC=βIB,IE≈IC;而場(chǎng)效應(yīng)管電路從IG=0著手,利用uGS與ID的關(guān)系,通過(guò)數(shù)學(xué)方法或者圖解法計(jì)算ID
,ID=IS。對(duì)于動(dòng)態(tài)分析,晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管放大電路都是依據(jù)交流通道作出微變等效電路,進(jìn)而按照電路理論知識(shí)分析計(jì)算有關(guān)性能指標(biāo)。2.7場(chǎng)效應(yīng)管其放大電路
偏置電路固定偏置電路由于IG=0,所以RG上無(wú)壓降,因此,UGS=-UGG。當(dāng)直流電源UGG確定之后,柵源偏置電壓即為固定值,故稱此電路為固定偏置電路。在已知IDSS與UP的情況下,把UGS=-UGG代入即可解出IDQ的值。
偏置電路固定偏置電路由KVL有固定偏置電路的靜態(tài)工作點(diǎn)為:
偏置電路固定偏置電路----圖解法固定偏置電路的靜態(tài)工作點(diǎn)為:自給偏壓式偏置電路偏置電路
柵源電壓UGS是由場(chǎng)效應(yīng)管自身的電流提供的,故稱自給偏壓。UGS
=–RSIS
=–RSID+UDD
RSCSC2C1RDRG+T+_+_uiuoIS
+_UGST為N溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管
增強(qiáng)型MOS管因UGS=0時(shí),ID
0,故不能采用自給偏壓式電路。+UDD
RSCSC2C1RDRG+T+_+_uiuoIS
+_UGS1、靜態(tài)分析--估算法:UGS
=–RSID將已知的UP、IDSS代入上兩式,解出UGS、ID;由UDS=
UDD–ID(RD+RS)解出UDS列出靜態(tài)時(shí)的關(guān)系式例:已知UDD=20V、RD=3k
、RS=1k
、RG=500k
、UP=–4V、IDSS=8mA,確定靜態(tài)工作點(diǎn)。解:用估算法UGS
=–1
IDUDS=20
–2(3+1)=12V解出UGS1=
–2V、UGS2=
–8V、ID1=2mA、ID2=8mA因UGS2<UP故舍去,所求靜態(tài)解為UGS=
–2VID=2mA、+UDD
RSCSC2C1RDRG+T+_+_uiuoIS
+_UGS
自給偏壓電路2、靜態(tài)分析--圖解法(P.85)偏置電路的靜態(tài)工作點(diǎn)為:UGS
=–RSID分壓式偏置電路(1)
靜態(tài)分析+–+UDD
RSCSC2C1RG1RDRG2RG++–RLuiuo估算法:將已知的UP、IDSS代入上兩式,解出UGS、ID;由UDS=
UDD–ID(RD+RS)解出UDS列出靜態(tài)時(shí)的關(guān)系式流過(guò)
RG的電流為零
場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)性能分析1、場(chǎng)效應(yīng)管的低頻小信號(hào)等效電路場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)是輸入阻抗非常大,輸出漏極電流由柵源電壓控制。
場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)性能分析
gm:表示場(chǎng)效應(yīng)管的互導(dǎo),它反映了ugs對(duì)id的控制作用
rd:表示場(chǎng)效應(yīng)管的輸出電阻,它反映了uds對(duì)id的影響。
場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)性能分析
共源放大電路的交流通道如圖所示,作出其微變等效電路。1)電壓放大倍數(shù)
場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)性能分析2)輸入電阻3)輸出電阻
例P.89共源放大電路如圖所示,已知:Rg1=210KΩ,Rg2=60KΩ,Rg3=2MΩ,Rd=30KΩ,
Rs1=3KΩ,Rs2=3KΩ,RL=60KΩ,UDD=18V,場(chǎng)效應(yīng)管的ID0=2mA,UT=2V,試求其電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。設(shè)所加輸入信號(hào)為正弦波。(1)確定靜態(tài)工作點(diǎn) 作出其直流通道,如圖所示。
解:(2)動(dòng)態(tài)性能分析
畫出其交流通道,并作出微變等效電路,則有1、電壓放大倍數(shù)
2、輸入電阻3、輸出電阻
例P.91共漏極放大電路(源極輸出器)如圖所示,已知:Rg1=200KΩ,Rg2=520KΩ,Rg3=2MΩ,R=20KΩ,
RL=20KΩ,UDD=18V,場(chǎng)效應(yīng)管的ID0=2mA,UT=2V,試求其電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。設(shè)所加輸入信號(hào)為正弦波。解(1)靜態(tài)工作點(diǎn)分析
畫出其直流通道,則有
解之得
UGSQ=3V
UDSQ=8VIDQ=0.5mA。(2)動(dòng)態(tài)性能分析 作交流通道及微變等效電路,則有輸入電阻:
輸出電阻:(作出等效電路)而所以則場(chǎng)效應(yīng)管放大電路分析小結(jié):從原理上講,場(chǎng)效應(yīng)管可構(gòu)成三種基本放大電路,即共源極放大電路、共漏極放大電路(源極輸出器)、共柵極放大電路,但由于共柵極放大電路沒(méi)有發(fā)揮場(chǎng)效應(yīng)管輸入電阻大的特點(diǎn),故較少采用;共源極放大電路有類同于晶體三極管共射放大電路的特點(diǎn);共漏極放大電路有類同于共集電極放大電路的特點(diǎn)。場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的分析包括靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析,可分別由直流通道和微變等效電路分析求出。常見(jiàn)場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的直流偏置方式有兩種:自給偏壓電路、分壓式偏置電路。自給偏壓電路適用于耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管;分壓式偏置電路既可用于耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管又可用于增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管放大電路。
復(fù)合管及其放大電路
復(fù)合管及其參數(shù)分析
1、要保證各個(gè)管子、的基極電流能夠流通,各個(gè)電極的電流方向不發(fā)生沖突;
2、前一個(gè)管子的集電極和發(fā)射極總是連接在后一個(gè)管子的基極和集電極之間。2.8組合放大電路復(fù)合管及其放大電路復(fù)合管及其參數(shù)分析實(shí)際中復(fù)合管作為一只等效放大元件使用,復(fù)合管的參數(shù)包括等效電流放大倍數(shù)和等效輸入電阻。復(fù)合管及其放大電路復(fù)合管及其參數(shù)分析
復(fù)合管及其放大電路復(fù)合管及其參數(shù)分析不同類型的管子組成的復(fù)合管復(fù)合管及其放大電路復(fù)合管及其參數(shù)分析分析可得復(fù)合管及其放大電路復(fù)合管及其參數(shù)分析復(fù)合管的電流放大倍數(shù)近似等于組成復(fù)合管的兩只管子電流放大倍數(shù)的乘積。例如β1=50,β2=60,則復(fù)合管的電流放大倍數(shù)β=β1β2=3000,可見(jiàn)復(fù)合管具有相當(dāng)強(qiáng)的電流放大能力。但同時(shí)應(yīng)注意到,不同類型的復(fù)合管其ube和rbe是有區(qū)別的。
同類型的管子組成的復(fù)合管,輸入電阻增大;
不同類型的管子組成的復(fù)合管,其ube和rbe與第一只管子的參數(shù)相同。復(fù)合管及其放大電路復(fù)合管及其參數(shù)分析
場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管也可以組成復(fù)合管,
但由于場(chǎng)效應(yīng)管輸入電流為0,因此,在場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管復(fù)合時(shí),場(chǎng)效應(yīng)管只能作為第一只管子放在前面,且復(fù)合管的類型與場(chǎng)效應(yīng)管的類型相同。
復(fù)合管及其放大電路復(fù)合管及其參數(shù)分析場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管組成復(fù)合管復(fù)合管及其放大電路復(fù)合管及其參數(shù)分析場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管組成復(fù)合管既保持了場(chǎng)效應(yīng)管輸入電阻大的特點(diǎn),又體現(xiàn)了晶體管放大能力強(qiáng)的特點(diǎn)。復(fù)合管放大電路分析例2.15由復(fù)合管組成的射極跟隨器電路如圖所示,已知β1=β2=80,其余參數(shù)如圖示。試分析其Q點(diǎn)及Au、Ri
。例2.15解:1)作直流通道,分析Q點(diǎn)。按照求作直流通道的原則,作直流通道如圖(a)所示。分析可見(jiàn):例2.15解:2)作微變等效電路,分析動(dòng)態(tài)性能。T1、T2用復(fù)合管代替,其微變等效電路如圖(b)所示。例2.15解:2)作微變等效電路,分析動(dòng)態(tài)性能。采用復(fù)合管后,電路為基本射極跟隨器。動(dòng)態(tài)參數(shù)可直接按射極跟隨器的計(jì)算公式分析。復(fù)合管放大電路分析例2.16一復(fù)合管共源放大電路如圖所示,試分析其動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。解:作交流通道,并用復(fù)合管代替T1、T2,有電路圖如圖所示。復(fù)合管放大電路分析例2.16解:采用復(fù)合管后,電路的電壓放大能力比單管共源放大電路強(qiáng)得多,輸入電阻比單管共發(fā)射極放大電路大得多。
組合放大電路
1、共發(fā)射極-共基極放大電路
共發(fā)射極、共基極組合是前一個(gè)管子的集電極與后一個(gè)管子的發(fā)射極連接在一起所構(gòu)成的放大電路。采用這種組合形式,使電路既保持了共發(fā)射極放大電路具有較大的輸入電阻的優(yōu)點(diǎn),又獲得了共基極放大電路較好的高頻特性。組合放大電路例2.17一共發(fā)射極-共基極放大電路如圖所示,試分析其輸入電阻、輸出電阻、電壓放大倍數(shù)。設(shè)β1=β2=80,其余參數(shù)如圖示。例2.17解:1)分析Q點(diǎn)。作直流通道如圖所示,用近似估算法分析如下。例2.17解:2)作交流通道如圖所示,分析動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。組合放大電路2、共漏極-共發(fā)射極放大電路
共漏極放大電路輸入電阻大,共發(fā)射極放大電路電壓放大能力強(qiáng)。當(dāng)二者組合后,可同時(shí)獲得這兩種放大電路的優(yōu)點(diǎn)。電路如圖所示。常見(jiàn)的組合放大電路還有共集電極-共基極放大電路、共漏極-共發(fā)射極放大電路等多種形式。一、多級(jí)放大電路的級(jí)間耦合方式常用的耦合方式有三種,即阻容耦合、直接耦合和變壓器耦合。多級(jí)放大電路組成的方框圖信號(hào)源中間級(jí)輸出級(jí)負(fù)載輸入級(jí)多級(jí)放大電路2.9多級(jí)放大電路1、直接耦合放大電路+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2––++RE2
直接耦合或電阻耦合使各放大級(jí)的工作點(diǎn)互相影響,應(yīng)認(rèn)真加以解決;
零點(diǎn)飄移:在直接耦合放大電路中,當(dāng)外界環(huán)境因素變化引起前級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)波動(dòng)時(shí),這種波動(dòng)將被逐級(jí)放大,會(huì)造成輸出端電壓的變化,通常將這種變化稱為零點(diǎn)飄移。其中因溫度引起的零點(diǎn)飄移稱為溫飄。如何減小和抑制溫飄是直接耦合放大電路要解決的主要問(wèn)題之一。2、阻容耦合放大電路
阻容耦合使前后級(jí)相對(duì)獨(dú)立,靜態(tài)工作點(diǎn)Q互不影響,可抑制溫漂;這給阻容耦合放大電路的分析、設(shè)計(jì)與調(diào)試帶來(lái)許多方便。3、變壓器耦合放大電路變壓器耦合可實(shí)現(xiàn)阻抗變換(不常用)。優(yōu)點(diǎn):各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立,互不影響;缺點(diǎn):低頻特性差,不適合放大緩慢變化的信號(hào)。將前一級(jí)放大電路的輸出信號(hào)通過(guò)光電耦合器件傳遞到后一級(jí)放大電路輸入端的連接方式稱作光電耦合。發(fā)光二極管與光敏三極管相互絕緣地封裝在一起所構(gòu)成的四端器件是常見(jiàn)的光電耦合器件之一。發(fā)光二極管作為輸入回路,在輸入電流的驅(qū)動(dòng)下將電能轉(zhuǎn)換為光能;光敏三極管接收光能并將光能轉(zhuǎn)換為電能,形成其集電極電流。當(dāng)光電耦合器件工作在線性區(qū)時(shí),輸出電流隨著輸入電流成比例地變化。
最大優(yōu)點(diǎn):是輸入輸出回路可以實(shí)現(xiàn)電氣隔離,從而有效地抑制電干擾。這在測(cè)控系統(tǒng)及信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸中得到了廣泛的應(yīng)用。4、光電耦合二、多級(jí)放大電路分析
(2)分析計(jì)算放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù):電壓放大倍數(shù)Au,輸入電阻Ri和輸出電阻R
o。多級(jí)放大電路的分析計(jì)算方法與單級(jí)放大電路類同。(1)首先應(yīng)估算其靜態(tài)工作點(diǎn),根據(jù)工作點(diǎn)的數(shù)值判斷電路是否處于放大狀態(tài):如若工作點(diǎn)設(shè)置不合適,應(yīng)調(diào)整電路元件參數(shù),使其處于放大狀態(tài);多級(jí)放大電路的靜態(tài)分析
畫直流通路→標(biāo)明U、I參考方向→列回路方程→求解數(shù)值→得到Q點(diǎn)的全部數(shù)值。(2)輸入電阻(3)輸出電阻
對(duì)電壓放大電路的要求:Ri大,Ro小,Au的數(shù)值大,最大不失真輸出電壓大。2.放大電路的動(dòng)態(tài)分析(1)電壓放大倍數(shù)例1:如圖所示的兩級(jí)電壓放大電路,已知β1=β2=50,T1和T2均為
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