電工電子學(xué)C：分立元件放大電路2

分立元件放大電路南京工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院電子系第四章復(fù)習(xí)：晶體管放大的外部條件－發(fā)射結(jié)必須正向偏置，集電結(jié)必須反向偏置晶體管是電流控制電流的放大器件BECIBIEICBECIBIEICPNP型NPN型放大電路的功能：放大電路的性能指標(biāo)：電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、通頻帶、非線性失真等。Auuotuituo+–ui+–第二節(jié)基本放大電路現(xiàn)代使用最廣的是以晶體管(雙極型晶體管或場效應(yīng)晶體管)放大電路為基礎(chǔ)的集成放大器。大功率放大以及高頻、微波的低噪聲放大，常用分立晶體管放大器。高頻和微波的大功率放大主要靠特殊類型的真空管，如功率三極管或四極管、磁控管、速調(diào)管、行波管以及正交場放大管等。RBEBRCC1C2T++ECuo+–ui+–RSus+–RL++––1.電路組成參考點ui+–uo+–一、放大電路的組成及工作原理

RBEBRCC1C2T++ECuo+–ui+–RSus+–RL++––2.元件作用放大元件,iC=iB。要保證集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏,使T工作在放大區(qū)。使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)幕鶚O電流。

基極電源與基極電阻后一頁前一頁返回參考點RBEBRCC1C2T++ECuo+–ui+–RSus+–RL++––集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。耦合電容隔直傳交信號源負載RBEBRCC1C2T++ECuo+–ui+–RSus+–RL++––可以省去RB參考點+UCC輸入輸出二、放大電路的分析靜態(tài)分析(ui

=0)（確定靜態(tài)工作點）：

估算法動態(tài)分析(ui

≠0)（計算放大電路的性能指標(biāo)）：

微變等效電路法1、靜態(tài)分析（1）估算法求IB、IC、UCE

步驟：

1）畫出直流通路

2）根據(jù)直流通路估算IB3）估算IC4）根據(jù)直流通路估算UCEC看作開路開路直流通路開路VT+RB+UCCRC后一頁前一頁+UCCRCC1C2+RBuoRLesRS+-+-1）畫出直流通路直流通路：無信號時直流電流的通路2）根據(jù)直流通路估算IBRBRCIBRB稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。+UCCUBE+–RBRC+UCC4）根據(jù)直流通道估算UCEIC根據(jù)電流放大作用后一頁前一頁UCE+–返回3）估算ICRBRCIB+UCCIC例1：用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：UCC=12V，RC=4K，RB=300K，=37.5。解：請注意電路中IB和IC的數(shù)量級UCE+–UBE+–ICRB+UCCREIB例2：用估算法計算圖示電路的靜態(tài)工作點。后一頁前一頁UCE+–UBE+–（2）圖解法：直流偏置線與輸入特性曲線交點Q的坐標(biāo)(IB、UBE)

即為所求靜態(tài)工作點。IBUBEQIBUBEUBE=UCC–IBRB直流偏置線由電路特性和晶體管的輸入特性確定IB和UBE后一頁前一頁RBRCIBICUCE+–UBE+–+UCC返回UCCUCC/RB2、動態(tài)分析動態(tài)：

放大電路有交流信號輸入（ui

0）時的工作狀態(tài)。動態(tài)分析:(性能指標(biāo))

計算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等。

對輸入的小交流信號而言，三極管相當(dāng)于電阻。rbe稱為晶體管輸入電阻。對于小功率三極管：（1）微變等效電路法1）輸入回路iBuBE

當(dāng)信號很小時，將輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性。三極管的微變等效電路UBEIBrbe的量級從幾百歐到幾千歐。2）輸出回路iCuCE所以：輸出端相當(dāng)于一個受ib控制的電流源。后一頁前一頁ICUCE特性曲線近似平行輸出端還要并聯(lián)一個大電阻rce。rce愈大，恒流特性愈好rce稱為晶體管輸出電阻返回ibicicBCEibib

rceCrbeBE晶體三極管微變等效電路后一頁前一頁ube+-uce+-ube+-uce+-rce很大，一般忽略。返回用微變等效電路法分析電路：畫出交流通路畫出微變等效電路求電壓放大倍數(shù)求輸入電阻求輸出電阻電工電子學(xué)B1)畫交流通路:交流信號傳輸?shù)穆窂?信號源單獨作用的電路.C短路,直流電源可看作對地短路。后一頁前一頁短路短路對地短路+UCCRBRCC1C2RLuo+-esRS+-返回交流通路后一頁前一頁RBRCuiuoRLRSes++-+--返回2)畫出微變等效電路將交流通路中的三極管用微變等效電路代替后一頁前一頁

分析時假設(shè)輸入為正弦交流，所以等效電路中的電壓與電流可用相量表示。RBRCuiuoRL++-rbeibibicRBRCRLEBCui+-uo+-rbeRBRCRL+--+返回3)求電壓放大倍數(shù)：負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRBRCRL+--+4)求輸入電阻：放大電路對信號源來說，是一個負載，其大小可以用一個輸入電阻(等效電阻)來表示。定義：后一頁前一頁放大電路+-信號源+-返回輸入電阻是表明放大電路從信號源吸取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，放大電路得到的信號電壓Ui也越大，因此一般希望輸入電阻大些。rbeRBRCRL+--+后一頁前一頁返回5)求輸出電阻：對于負載而言，放大電路相當(dāng)于一個信號源，而信號源的內(nèi)阻就是放大電路的輸出電阻。+_RLr0+_后一頁前一頁返回RL000rbeRBRC外加1）斷開負載RL2）ES=0,內(nèi)阻保留3）外加電壓4）求共發(fā)射極放大電路輸出電阻共射極放大電路特點：

1.放大倍數(shù)高;2.輸入電阻低;3.輸出電阻高.++--后一頁前一頁返回加壓求流法步驟:RS(2)圖解法步驟:1）根據(jù)ui在輸入特性曲線上求iB

2）畫出交流負載線

3）由輸出特性曲線和交流負載線求iC和uCE

iBibtuiuBEQ60201）根據(jù)ui在輸入特性曲線上求iBRBRCRLuiuo交流通路交流信號的變化沿著斜率為：的直線。這條直線通過Q點，稱為交流負載線。2）畫出交流負載線

交流負載線的作法iCuCEECQIB過Q點作一條直線，斜率為：交流負載線CCREuce與ui反相！iCuCEictucet3）由輸出特性曲線和交流負載線求iC和uCEiCuCE可輸出的最大不失真信號討論:靜態(tài)工作點的選擇與非線性失真iCuCEQ點過低，信號進入截止區(qū)放大電路產(chǎn)生截止失真Q點過高，信號進入飽和區(qū)放大電路產(chǎn)生飽和失真ib輸入波形uo輸出波形iCuCE第三節(jié)放大電路中靜態(tài)工作點的穩(wěn)定

合理設(shè)置靜態(tài)工作點是保證放大電路正常工作的先決條件。但是放大電路的靜態(tài)工作點常因外界條件的變化而發(fā)生變動。

前述的固定偏置放大電路，簡單、容易調(diào)整，但在溫度變化、三極管老化、電源電壓波動等外部因素的影響下，將引起靜態(tài)工作點的變動，嚴重時將使放大電路不能正常工作，其中影響最大的是溫度的變化。1.溫度變化對靜態(tài)工作點的影響在固定偏置放大電路中(不掌握)

當(dāng)UCC和

RB一定時，IC與UBE、以及ICEO

有關(guān)，這三個參數(shù)隨溫度而變化。

當(dāng)溫度升高時，

UBE、、ICBO

。要掌握以下結(jié)論:溫度升高時，

IC將增加，使Q點沿負載線上移。后一頁前一頁返回iCuCEQ溫度升高時，輸出特性曲線上移結(jié)論：當(dāng)溫度升高時，

IC將增加，使Q點沿負載線上移，容易使T進入飽和區(qū)造成飽和失真，甚至引起過熱燒壞三極管。Q′

固定偏置電路的Q點是不穩(wěn)定的，為此需要改進偏置電路。當(dāng)溫度升高使IC增加時，能夠自動減少IB，從而抑制Q點的變化，保持Q點基本穩(wěn)定。后一頁前一頁返回2.分壓式偏置電路穩(wěn)定Q點的原理

基極電位基本恒定，不隨溫度變化。后一頁前一頁跳轉(zhuǎn)RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB++++UCCuiuo++––返回

集電極電流基本恒定，不隨溫度變化。后一頁前一頁RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB++++UCCuiuo++––返回Q點穩(wěn)定的過程TUBEIBICUEICVB固定RE:溫度補償電阻對直流：RE越大穩(wěn)Q效果越好；對交流：RE越大交流損失越大,為避免交流損失加旁路電容CE。后一頁前一頁I1I2IBVB+++RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuo+–ui+–返回3.分壓式偏置電路的分析靜態(tài)分析RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB++++UCCuiuo++––動態(tài)分析對交流:CE將RE短路，Au，ri，ro與固定偏置電路相同。I1I2IBVB+++RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuo+–ui+–旁路電容返回

去掉CE后的微變等效電路+UCC短路對地短路C1RB1RCC2RB2RERLuo+–ui+–rbeRCRLRE++--返回Au減小(1)電壓放大倍數(shù)后一頁前一頁返回rbeRCRLRE++--(2)輸入電阻ri

和輸出電阻r0rbeRCRLRE+_+_無旁路電容CE有旁路電容CEAu減小ri

提高ro不變分壓式偏置電路返回例1:.

在圖示放大電路中，已知UCC=12V,RC=6kΩ,RE1=300Ω，RE2=2.7KΩ，RB1=60kΩ，RB2=20kΩ

RL=6kΩ，晶體管β=50，UBE=0.6V,試求:(1)靜態(tài)工作點IB、IC及UCE；(2)畫出微變等效電路；(3)輸入電阻ri、r0及Ａu。RB1+UCCRCC1C2RB2CERE2RLuiuoRE1++返回后一頁前一頁【解】RB1+UCCRCRB2RE2RE1直流通路如圖所示。返回后一頁前一頁微變等效電路如圖rbeRCRLRE1++第四節(jié)共集電極放大電路后一頁前一頁RB+UCCRCC1C2RERLuiuo++––++返回又稱為射極輸出器RB+UCCRCRE直流通路一、靜態(tài)分析后一頁前一頁RB+UCCRCC1C2RERLuiuo++––++二、動態(tài)分析1.電壓放大倍數(shù)

電壓放大倍數(shù)

且輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓跟隨器。rbeRERL++––后一頁前一頁返回2.輸入電阻后一頁前一頁rbeRERL++––返回3.輸出電阻

斷開負載電阻，用加壓求流法求輸出電阻。置0后一頁前一頁+RsrbeRERL+ro返回一般所以后一頁前一頁RsrbeRE+_射極輸出器的輸出電阻很小，帶負載能力強。返回共集電極放大電路的特點：1.電壓放大倍數(shù)小于1，約等于12.輸入電阻高3.輸出電阻低4..輸出與輸入同相后一頁前一頁返回討論1.將射極輸出器放在放大電路的第一級，可以提高輸入電阻，減輕信號源負擔(dān)。2.將射極輸出器放在放大電路的末級，可以降低輸出電阻，提高帶負載能力。3.將射極輸出器放在放大電路的兩級之間，可以起到阻抗匹配作用。后一頁前一頁返回

第五節(jié)多級放大電路

電壓放大級

耦合方式：信號源與放大電路之間、兩級放大電路之間、放大器與負載之間的連接方式。

常用的耦合方式：直接耦合；阻容耦合。功放級后一頁前一頁

第二級

推動級

輸入級

輸出級輸入輸出2022/12/10一、阻容耦合放大電路第一級第二級負載兩級之間通過耦合電容C2與下級輸入電阻連接+UCCRSRB1C2C3RLRE2C1RC2VT1RE1CE2VT2RB2RC1CE1++++++++––––+后一頁前一頁返回1.靜態(tài)分析：

由于電容有隔直作用，所以每級放大電路的直流通路互不相通，每級的靜態(tài)工作點互相獨立，互不影響，可以各級單獨計算。兩級放大電路均為共發(fā)射極分壓式偏置電路。后一頁前一頁返回+UCC