模擬電子電路21ppt課件

1、第二章第二章 BJTBJT放大電路基礎(chǔ)放大電路基礎(chǔ)2.1 放大電路的基本組成和工作原理放大電路的基本組成和工作原理2.1 .1 基本放大器及其模型 按照輸出信號與輸入信號不同的組合方式劃分，可有四按照輸出信號與輸入信號不同的組合方式劃分，可有四種基本放大器種基本放大器電壓放大器電壓放大器(電壓輸出電壓輸入電壓輸出電壓輸入)電流放大器電流放大器(電流輸出電流輸入電流輸出電流輸入)跨阻放大器跨阻放大器(電壓輸出電流輸入電壓輸出電流輸入)跨導(dǎo)放大器跨導(dǎo)放大器(電流輸出電壓輸人電流輸出電壓輸人)1 電壓放大器電壓放大器 電壓放大器將輸入電壓信號電壓放大器將輸入電壓信號放大，提供輸出電壓信號，是一放大，

2、提供輸出電壓信號，是一種電壓控制電壓源。種電壓控制電壓源。 輸出電壓只是受控電壓輸出電壓只是受控電壓Auoui的的一部分，其表達式為一部分，其表達式為 LoLiuooRRRuAu RsusR iAuouiRoRL+ui-+uo-電壓增益的表達式為電壓增益的表達式為LoLuoiouRRRAuuA 當(dāng)當(dāng)RL = 時，時，Au=Auo 。Auo稱為開路電壓增益，稱為開路電壓增益， 另一方面，放大器有限的輸人電阻另一方面，放大器有限的輸人電阻R i會使會使Rs在輸入端引起分在輸入端引起分壓作用，即壓作用，即sisiiuRRRu 為了輸入端的電壓信號為了輸入端的電壓信號ui盡可能接近源電壓信號盡可能接近

3、源電壓信號us ，必須，必須使放大器的輸入電阻使放大器的輸入電阻R i遠遠大于信號源電阻遠遠大于信號源電阻Rs。 理想電壓放大器的條件是理想電壓放大器的條件是Ro=0和和Ri = ，在這種條件下，在這種條件下，Au恒等恒等于于Auo ，而其電流增益和功率增益，而其電流增益和功率增益恒等于無窮大。恒等于無窮大。 2 電流放大器電流放大器 電流放大器的輸入信號是電流，輸出信號也是電流，是一電流放大器的輸入信號是電流，輸出信號也是電流，是一種電流控制電流源。種電流控制電流源。 ioiiRsisR iAio iiRoRL+uo-+ui- 輸出電流及電流增益表達式輸出電流及電流增益表達式分別為分別為 L

4、ooiiooRRRiAi LooioioiRRRAiiA 顯然，當(dāng)顯然，當(dāng)RL =0時，時，Ai =Aio 。 其中其中Aio稱作短路電流增益稱作短路電流增益 由于信號源內(nèi)阻由于信號源內(nèi)阻Rs對輸人電阻對輸人電阻Ri具有分流作用，實際輸具有分流作用，實際輸入電流入電流ii與源信號電流與源信號電流is的關(guān)系為的關(guān)系為 sissiRRRii 為了減小由于為了減小由于Ro和和Rs引起的電流增益損失，設(shè)計電流放引起的電流增益損失，設(shè)計電流放大器時應(yīng)滿足大器時應(yīng)滿足RoRL，RiRs。理想電流放大器應(yīng)滿足條件。理想電流放大器應(yīng)滿足條件Ro= ，Ri =0。在理想條件下，。在理想條件下，Ai 恒等于恒等于

5、Aio，電壓增益和功，電壓增益和功率增益恒等于無窮大。率增益恒等于無窮大。 3 跨阻放大器跨阻放大器 +uo-iiRLRsisR iAro iiRo+ui- 跨阻放大器的輸入信號是跨阻放大器的輸入信號是電流，輸出信號是電壓，是一電流，輸出信號是電壓，是一種電流控制電壓源。種電流控制電壓源。 輸出電壓和跨阻增益的表輸出電壓和跨阻增益的表達式分別為達式分別為 LoLirooRRRiAu LoLroiorRRRAiuA 當(dāng)當(dāng)RL = 時，時，Ar = Aro 。Aro稱作開路跨阻增益稱作開路跨阻增益 電流電流ii與源信號電流與源信號電流is的關(guān)系為的關(guān)系為 sissiRRRii 設(shè)計跨阻放大器時，應(yīng)

6、設(shè)法滿足設(shè)計跨阻放大器時，應(yīng)設(shè)法滿足RoRL，RiRL ，Ri Rs 。 io+ui-RsusR iA g o uiRoRL+uo-LooigooRRRuAi LoogoiogRRRAuiA sisiiuRRRu 5 四種基本放大器的區(qū)別與聯(lián)系四種基本放大器的區(qū)別與聯(lián)系 四種基本放大器的區(qū)別是：四種基本放大器的區(qū)別是：增益的量綱不同增益的量綱不同對輸出電阻的要求不同對輸出電阻的要求不同對輸入電阻的要求不同對輸入電阻的要求不同以電壓作為輸出量的放大器要求以電壓作為輸出量的放大器要求Ro RL以電壓作為輸入量的放大器要求以電壓作為輸入量的放大器要求Ri Rs以電流作為輸入量的放大器要求以電流作為輸

7、入量的放大器要求RiIB, I1(510)IB 而而： Si: UBE=0.6-0.7 （V） Ge:UBE=0.2-0.3 （V） 2b2b1bcBRRREU B： cBeBEBEEcIIRUUIII C C： eCCCeECCCCERRIERIRIEU (2) (2) 靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點QQ的估算法的估算法 UBI BI 1I C+UCE-+UBE -I 2I EA A：利利用用戴戴文文寧寧定定律律簡簡化化基基極極偏偏置置電電路路 其其中中：221bbbCBBRRREU Rb=Rb1/Rb2 B B：列列出出輸輸入入回回路路偏偏置置方方程程： UBBIBRb+UBE+(IB+IC)Re

8、ebBEBBBR1RUUI (ICIB) ，UBE : s i :0.6-0.7V Ge:0.2V C: Ic=IB 輸輸出出回回路路偏偏置置方方程程： UCE=Ec-IcRC-IEReEc-Ic(Rc+RE) (Ic=IEIE) (3) (3) 等效電源法：等效電源法：（ 1 1） 交交流流通通道道畫畫法法： 耦耦合合、旁旁路路電電 容容短短路路 直直流流電電源源對對地地短短 路路 扼扼流流電電感感開開路路輸輸入入回回路路利利用用戴戴文文寧寧原原理理可可以以簡簡化化： Rb=RsRb1Rb2 sbbsbbsuR/RRR/Ru2121 3 3： 交流通道交流通道2.1.2 2.1.2 圖解法與

9、動態(tài)工作分析圖解法與動態(tài)工作分析圖圖解解法法：利利用用晶晶體體管管特特性性曲曲線線和和外外電電路路特特性性經(jīng)經(jīng)作作圖圖 , ,分分析析放放大大器器工工作作狀狀態(tài)態(tài)： 靜靜態(tài)態(tài)分分析析：特特性性曲曲線線 直直流流負負載載線線：輸輸入入回回路路直直流流負負載載線線 確確定定靜靜態(tài)態(tài)工工作作點點QQ 輸輸出出回回路路直直流流負負載載線線 動動態(tài)態(tài)分分析析：特特性性曲曲線線 交交流流負負載載線線：輸輸入入回回路路交交流流負負載載線線 輸輸入入信信號號和和輸輸出出信信號號的的關(guān)關(guān)系系 輸輸出出回回路路交交流流負負載載線線 uBEUBB 1 1 作直流負載線作直流負載線圖解圖解QQ點點（1 1） 輸輸入入

10、回回路路直直流流負負載載線線 beBBEBBRR1IuU 可可得得回回路路直直流流負負載載線線： ebBEBBBR1RuUI 直直流流負負載載線線 BEBufi 輸輸入入特特性性曲曲線線 輸輸入入回回路路的的靜靜態(tài)態(tài)工工作作點點 Q（UBE . IB）； 就就是是直直流流負負載載線線與與輸輸入入特特性性曲曲線線的的交交點點。 輸輸入入回回路路直直流流負負載載線線的的畫畫法法： 利利用用截截距距式式確確定定兩兩點點： B 點點坐坐標標：(0, ebBBR1RU ) A 點點坐坐標標： （UBB，0） BIBU BEAi BBEuICIEIBICICIEIEIEQIBIBIBIBuBEUBBi C

11、u CEICU CEGFIBQ (2) ) 輸輸出出回回路路直直流流負負載載線線： 由由 輸輸 出出 回回 路路 偏偏 置置 方方 程程 ： ECuCE+ICRC+IeRe =uCE+IC(RC+Re) 可可得得輸輸出出回回路路直直流流負負載載線線： IC=(EC- -uCE) /(RC+Re ) 直直流流負負載載線線 iC=f(IBQ ,uCE) 輸輸出出特特性性曲曲線線 輸輸出出直直流流負負載載線線的的畫畫法法： 利利用用截截距距式式確確定定兩兩點點： G 點：（0，EC（RCRe） ） F 點：（EC，0） 1 1 作直流負載線作直流負載線圖解圖解QQ點點Q+uCE-IEIC ( (1

12、1) ) 輸輸入入回回路路的的動動態(tài)態(tài)特特性性方方程程與與交交流流負負載載線線 輸輸入入回回路路外外電電路路動動態(tài)態(tài)方方程程： ube=us-ibRb 總總 瞬瞬 態(tài)態(tài) 電電 流流 : : iB=IB+ib=IB+(us-ube)/Rb 而而 總總 瞬瞬 態(tài)態(tài) 電電 壓壓 ： uBE=UBE+ube 得得 ube=uBE - UBE代代 入入 上上 式式 所所 以以 交交 流流 負負 載載 線線 ： BEBEsbBBUuuR1Ii Bi bIBU BEABEuH2 2 作交流負載線作交流負載線交流動態(tài)分析交流動態(tài)分析Q 交交流流負負載載線線的的畫畫法法： a : : 交交流流負負載載線線一一定

13、定過過靜靜態(tài)態(tài)工工作作點點 Q （因因為為當(dāng)當(dāng) us=0 時時，uBE=UBE , iB = IB) ) b : 利利用用截截距距式式：當(dāng)當(dāng)us=0，令令 iB0， 得得 uBE=UBE+IBRb, 可可得得點點HH（0，UBEIBRb） c : : 連連接接QQ、HH兩兩點點即即為為輸輸入入回回路路交交流流負負載載線線+ube -ib+ube -ibic 輸輸 出出 回回 路路 動動 態(tài)態(tài) 方方 程程 ： ic=-uce/RL 總總 瞬瞬 態(tài)態(tài) 電電 流流： iC=IC+ic=IC- uce/RL 總總 瞬瞬 態(tài)態(tài) 電電 壓壓： uCE=UBE+uce得得 uce=uCE -UCE 交交 流

14、流 負負 載載 線線 所所 以以 iC=IC-(uCE-UCE)/RL ICU CEGFIBQD交交流流負負載載線線的的畫畫法法： a a：交流負載線一定過靜態(tài)工作點：交流負載線一定過靜態(tài)工作點： 即當(dāng)即當(dāng)，uCE=UCE iC=IC 得 Q (2) (2) 輸出回路的動態(tài)方程與交流負載線輸出回路的動態(tài)方程與交流負載線+uce- b b：利利用用截截距距式式： 令令 iC=0 得得：uCE=UCE+ICRL 可可得得 D 點點： （0，UCE+ICRL） c c: : 連連接接 Q、D 兩兩點點即即為為輸輸出出回回路路 交交流流負負載載線線i CuCEQ二二 圖解法與動態(tài)工作分析：圖解法與動態(tài)工作分析： 3 3 動動態(tài)態(tài)工工作作狀狀況況分分析析 設(shè)設(shè)加加入入小小信信號號正正弦弦電電壓壓： us=Usmsint 利利用用輸輸入入特特性性曲曲線線加加在在發(fā)發(fā)射射結(jié)結(jié)的的總總瞬瞬時時電電壓壓 ： BEu=UBE+Ubemsint 而而產(chǎn)產(chǎn)生生的的總總瞬瞬時時基基極極電電流流： iB =IB+ Ubmsint / (rbb+r) 經(jīng)經(jīng) B BJ JT T 放放大大后后的的集集極極總總電電流流 ： iC=IC+ic=IC+Ibmsint= IC+Icmsint B BJ JT T C CE E 極極電電壓壓為為: : tsinRIURiIEuLCmCECRCCCE