放大電路復(fù)習(xí)

1、放大電路復(fù)習(xí)思考1：放大電路什么是放大電路？我們已經(jīng)學(xué)過的有哪幾類放大電路？對放大電路有何基本要求？放大電路的哪個是放大元件？滿足放大的基本條件是什么？三極管特性曲線反映什么問題？什么是放大電路？將輸入信號進行不失真地放大的電路為將輸入信號進行不失真地放大的電路為放大放大電路。電路。放大放大的目的是將微弱的變化信號放大成較大的信號。的目的是將微弱的變化信號放大成較大的信號。uiuoAu電源電源放大器方框圖放大器方框圖放大電路分類電壓放大電路功率放大電路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiC

2、iBiE放大電路分類電壓放大電路功率放大電路放大電路參數(shù)提供大輸出功率輸入大信號，信號動態(tài)范圍大，靜態(tài)電流接近于0 1）任務(wù) 2）工作特點 3）參數(shù)Po、PT、等 提高信號幅度 輸入小信號，信號動態(tài)范圍小，有一定靜態(tài)電流 Av、ri、ro等 電壓放大電路功率放大電路 三極管是組成各種電子電路的核心器件。通過一定的制造工藝，將兩個PN結(jié)結(jié)合在一起，是三極管具有放大作用。三極管的產(chǎn)生使PN結(jié)的應(yīng)用發(fā)生了質(zhì)的飛躍。放大元件三極管的基本結(jié)構(gòu)類型和符號 三極管管分有NPN型和PNP型，雖然它們外形各異，品種繁多，但它們的共同特征相同：都有三個分區(qū)、兩個PN結(jié)和三個向外引出的電極。發(fā)射極發(fā)射極e發(fā)射結(jié)發(fā)射

3、結(jié)集電結(jié)集電結(jié)基區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)集電區(qū)集電極集電極c基極基極b圖中箭頭方向為發(fā)射極電流的方向。三極管的電流分配關(guān)系及放大作用晶體管實現(xiàn)電流放大作用的(1)發(fā)射區(qū)摻雜濃度很高，以便有足夠的載流子供“發(fā)射”。(2)為減少載流子在基區(qū)的復(fù)合機會，基區(qū)做得很薄，一般為幾個微米，且摻雜濃度極低。(3)集電區(qū)體積較大，且為了順利收集邊緣載流子，摻雜濃度界于發(fā)射極和基極之間。 可見，三極管并非是兩個PN 結(jié)的簡單組合，而是利用一定的摻雜工藝制作而成。因此，絕不能用兩個二極管來代替，使用時也決不允許把發(fā)射極和集電極接反。晶體管實現(xiàn)電流放大作用的UBBRB(1)發(fā)射結(jié)必須“正向偏置”，以利于發(fā)射區(qū)電子的

4、擴散，擴散電流即發(fā)射極電流ie，擴散電子的少數(shù)與基區(qū)空穴復(fù)合，形成基極電流ib，多數(shù)繼續(xù)向集電結(jié)邊緣擴散。UCCRC(2)集電結(jié)必須“反向偏置”，以利于收集擴散到集電結(jié)邊緣的多數(shù)擴散電子，收集到集電區(qū)的電子形成集電極電流ic。IEICIB 整個過程中，發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射的電子數(shù)等于基區(qū)復(fù)合掉的電子與集電區(qū)收集的電子數(shù)之和，即： 三極管的特性曲線 所謂伏安特性曲線是指各極電壓與電流之間的關(guān)系曲線，是三極管內(nèi)部載流子運動的外部表現(xiàn)。從工程應(yīng)用角度來看，外部特性更為重要。(1) 輸入特性曲線以常用的共射極放大電路為例說明（ UCE為常數(shù)時，IB和UBE之間的關(guān)系）UCE=0VUBE /VIB / A0

5、UCE =0VUBBUCCRC+RB令UBB從0開始增加IBIE=IBUBE令UCC為0UCE=0時的輸入特性曲線UCE為0時UCE =0.5VUCE=0VUBE /VIB / A0UBBUCCRC+RB令UBB重新從0開始增加IBICUBE增大UCC讓UCE=0.5VUCE =1VUCE=0.5VUCE=0.5V的特性曲線繼續(xù)增大UCC讓UCE=1V令UBB重新從0開始增加UCE=1VUCE=1V的特性曲線 繼續(xù)增大UCC使UCE=1V以上的多個值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：之后的所有輸入特性幾乎都與UCE=1V的特性相同，曲線基本不再變化。 實用中三極管的UCE值一般都超過1V，所以其輸入特性通常采用UC

6、E=1V時的曲線。從特性曲線可看出，雙極型三極管的輸入特性與二極管的正向特性非常相似。UCE1V的特性曲線(2) 輸出特性曲線先把IB調(diào)到某一固定值保持不變。 當IB不變時，輸出回路中的電流IC與管子輸出端電壓UCE之間的關(guān)系曲線稱為輸出特性。然后調(diào)節(jié)UCC使UCE從0增大，觀察毫安表中IC的變化并記錄下來。UCEUBBUCCRCRBICIBUBEmA AIE 根據(jù)記錄可給出IC隨UCE變化的伏安特性曲線，此曲線就是晶體管的輸出特性曲線。IBUCE / VIC /mA0UBBUCCRCRBICIBUBEmA AIE再調(diào)節(jié)IB1至另一稍小的固定值上保持不變。仍然調(diào)節(jié)UCC使UCE從0增大，繼續(xù)觀

7、察毫安表中IC的變化并記錄下來。UCE 根據(jù)電壓、電流的記錄值可繪出另一條IC隨UCE變化的伏安特性曲線，此曲線較前面的稍低些。UCE / VIC /mA0IBIB1IB2IB3IB=0 如此不斷重復(fù)上述過程，我們即可得到不同基極電流IB對應(yīng)相應(yīng)IC、UCE數(shù)值的一組輸出特性曲線。輸出曲線開始部分很陡，說明IC隨UCE的增加而急劇增大。當UCE增至一定數(shù)值時(一般小于1V)，輸出特性曲線變得平坦，表明IC基本上不再隨UCE而變化。UCE / VIC /mA020 AIB=040 A60 AIB=100 A80 A43211.52.3 當IB增大時，相應(yīng)IC也增大，輸出特性曲線上移， 且IC增大

8、的幅度比對應(yīng)IB大得多。這一點正是晶體管的電流放大作用。IB=40 AICUCE / VIC /mA020 AIB=040 A60 AIB=100 A80 A43211.52.3輸出特性曲線上一般可分為三個區(qū)：飽和區(qū)。當發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正向偏置時，三極管處于飽和狀態(tài)。此時集電極電流IC與基極電流IB之間不再成比例關(guān)系，IB的變化對IC的影響很小。截止區(qū)。當基極電流IB等于0時，晶體管處于截止狀態(tài)。實際上當發(fā)射結(jié)電壓處在正向死區(qū)范圍時，晶體管就已經(jīng)截止，為讓其可靠截止，常使UBE小于和等于零。 晶體管工作在放大狀態(tài)時，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。在放大區(qū)，集電極電流與基極電流之間成倍的數(shù)量關(guān)系，即

9、晶體管在放大區(qū)時具有電流放大作用。 管子深度飽和時，硅管的VCE約為0.3V，鍺管約為0.1V,由于深度飽和時VCE約等于0，晶體管在電路中猶如一個閉合的開關(guān)。思考2-共射電壓放大電路1.三極管可以連接成幾種連接方式？2.基本共射電壓放大電路中各個元件的作用是什么？3.在信號放大過程中基本共射電壓放大電路中只存在交流信號嗎？4.靜態(tài)工作點對放大電路有何影響？5.直流通路與交流通路的區(qū)別？6.如何解決靜態(tài)工作點的不穩(wěn)定？-放大電路的三種基本組態(tài)圖2-21 放大電路的三種組態(tài)（a）共發(fā)射極 （b）共基極 （c）共集電極三極管有三個電極，兩個可以作為輸入, 兩個可以作為輸出，這樣必然有一個電極是公共

10、電極，因此，構(gòu)成放大器時可以有三種連接方式，也稱三種組態(tài) 。以基極作為公共電極，稱共基極放大電路。 以發(fā)射極作為公共電極，稱共發(fā)射極放大電路 以集電極作為公共電極，稱共集電極放大電路 三極管連接方式基本共射電壓放大電路三極管VT：起電流放大作用，通過iB控制iC，是放大電路的核心元件電源VCC：使三極管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，同時也是放大電路能量來源，提供電流iB和iC。 共射極基本放大器由三極管、電容、電阻和供電電源組成基極偏置電阻Rb：電源UCC通過Rb提供發(fā)射結(jié)正偏壓，用來調(diào)節(jié)基極偏置電流IB 集電極負載電阻Rc：通過它提供集電結(jié)反向偏壓，并將集電極電流iC的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，以獲得

11、電壓放大 耦合電容Cl、C2：起“隔直通交”作用。傳遞交流信號的同時，又使放大電路和信號源及負載間直流相互隔離。 VUBEIB無輸入信號無輸入信號(ui = 0)時時: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE？ uCE = UCC iC RC uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoIC+VCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO直流分量直流分量交流分量交流分量 在直流量的基礎(chǔ)上疊加了一個交流量放大電路無信號輸入（ui = 0）時的工作狀態(tài)。IB、IC、UCE 靜態(tài)分析：確定放大電路的靜

12、態(tài)值。靜態(tài)工作點Q：IBQ、ICQ、UCEQ 靜態(tài)工作點對放大電路的影響 放大電路的工作點達到了三極管的截止區(qū)。 ic表現(xiàn)為底部失真。對于NPN管，vo表現(xiàn)為頂部失真?；竟采浞糯箅娐返娘柡褪д娣糯箅娐返墓ぷ鼽c達到了三極管的飽和區(qū)ic表現(xiàn)為頂部失真,對于NPN管，vo表現(xiàn)為底部失真。對直流信號（只有對直流信號（只有+UCC）開路開路開路開路RB+UCCRCC1C2T直流通道直流通道RB+VCCRCCCBEBBUUIR所以+VCCRBRCT+UBEUCEICIBRBRCuiuORL+ + +- - -RSuS+ +- -ibicBCEiiVCC = 0(短路短路)C1、C2電容電容短路短路+UC

13、CRSusRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEB反映放大電路的放大能力的指標beLrRiouUUACLCLLRRRRRKrbe1輸入電阻是衡量放大電路從前級取電流大小及對輸入電壓衰減程度的指標。krbe1irAuir從放大電路輸入端看進去的等效電阻為riSRir希望ri越大越好iIiUSU 放大電路對負載而言，相當于信號源，將它用電壓源等效代替，等效電源的內(nèi)阻為輸出電阻。irSRiri0UALR0r0rCR0r希望越小越好r0是衡量放大電路帶負載能力的指標從放大電路輸出端看進去的等效電阻為iIiUOUSU通頻帶：fBW=fHfL反映放大電路對不同頻率的信號適應(yīng)能力uAm

14、AmA0.707LfHffOB2II 若滿足：若滿足： 基極電位基本恒定，不隨溫基極電位基本恒定，不隨溫度變化度變化。B22BRIV 2B1BCC21RRUII CCB2B1B2BURRRVVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSuS+a. RB2的作用的作用解決靜態(tài)工作點的不穩(wěn)定思考3：功率放大電路功率放大電路主要關(guān)注哪些問題？功率放大電路是如何分類的？依據(jù)是什么？乙類功率放大電路是理想功率放大電路嗎？甲乙類功率放大電路如何工作？功率放大器主要關(guān)注的問題輸出功率盡可能大放大管極限運用。必須注意電路參數(shù)不能超過晶體管的極限值: ICM 、UCEM 、 PC

15、M 。電流、電壓信號比較大，必須注意防止波形失真。注意提高電路的效率（ ）。Po: 負載上得到的交流信號功率。負載上得到的交流信號功率。PE ： 電源提供的直流功率。電源提供的直流功率。%100EOPP乙類：乙類：甲類：甲類： 介 于介 于 兩 者兩 者之間，導(dǎo)通角之間，導(dǎo)通角大于大于180。功率放大器的分類Q點適中，在正弦點適中，在正弦信號的整個周期內(nèi)信號的整個周期內(nèi)均有電流均有電流流過三極流過三極管。管。靜態(tài)電流為靜態(tài)電流為0，三，三極管只極管只在正弦信號在正弦信號的半個周期的半個周期內(nèi)導(dǎo)內(nèi)導(dǎo)通。通。甲乙類：甲乙類：iCuCEQ1UCEQICQVCCiCuCEQ3ICQVCCiCuCEQ2

16、ICQVCC乙類互補對稱功率放大電路1. 結(jié)構(gòu)互補對稱： 電路中采用兩個晶體管：NPN、PNP各一支； 兩管特性一致。組成互補對稱式射極輸出器。uuVCCVCCoiLR乙類互補對稱功率放大電路工作原理uuVCCVCCoiLRic1ic2uuVCCVCCoiLR注意：T1、T2兩個晶體管都只在半個周期內(nèi)工作。組合特性分析圖解法uuVCCVCCoiLRiC1uCEiC2QVCCUCESUCESUom輸入輸出波形圖輸入輸出波形圖uiuououo 交越失真交越失真死區(qū)電壓死區(qū)電壓uuVCCVCCoiLR乙類互補對稱功放的缺點實際測試波形實際測試波形乙類互補對稱功率放大電路甲乙類互補對稱功放電路uuVCCoiLRVCCR1D1D2R2+VCC-VCCULuiiLRLT