電子技術(shù)第02講單管放大器課件

第15章基本放大電路第2講§15.1概論§15.2放大電路的組成和工作原理§15.3放大電路的分析方法1§15.1概論15.1.1放大的概念電子學(xué)中放大的目的是將微弱的變化信號放大成較大的信號。這里所講的主要是電壓放大電路。電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖。uiuoAu215.1.2放大電路的性能指標(biāo)(1)電壓放大倍數(shù)AuUi和Uo分別是輸入和輸出電壓的有效值。uiuoAu其中A=Uo/Ui，是Uo和Ui的相位差3(3)輸出電阻roAu~uS放大電路對其負(fù)載而言，整個相當(dāng)于信號源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。輸出端~rouso輸出端5一般來說，ro越小越好。ro越小，就相當(dāng)于信號源的內(nèi)阻較?。娏髯兓螅盘栐磧?nèi)耗?。?fù)載變化時輸出電壓的變化就越小，放大電路帶負(fù)載的能力就越強(qiáng)。如果內(nèi)阻小，就可以使電能盡可能多的被送到負(fù)載上而不是消耗在自身，這樣在同樣多的電能輸入時，就可以得到更高的效率。SEE第3講P396?如何確定電路的輸出電阻？在電路的計算中求ro有兩個方法：1、所有的電源（包括信號源）置零，保留受控源。然后采用加壓求流法。ui~rousoro=u/i例：P47例15.3.27(4)通頻帶（略可參P56）fAAm0.7AmfL下限截止頻率fH上限截止頻率通頻帶：fbw=fH–fL放大倍數(shù)隨頻率變化曲線——幅頻特性曲線三分貝帶寬3dBSEE上冊P139915.1.3符號規(guī)定P39表格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（總的瞬時值）。ua小寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量瞬時值。Ua大寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量有效值。10uAua全量交流分量tUA直流分量uA=UA+ua例如UA=5ua=sinω

tuA=5+sinω

t11RB+ECEBRCC1C2T共射放大電路放大元件iC=iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。uiuo輸入輸出參考點RL13共射放大電路集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。RB+ECEBRCC1C2TRL14共射放大電路組成使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點IB和UBE。RB+ECEBRCC1C2TRL基極電源與基極電阻15共射放大電路組成耦合電容：電解電容，有極性，大小為10F~50F作用：隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時能使信號順利輸入輸出。RB+ECEBRCC1C2TRL++uiuo17單電源供電可以省去RB+ECEBRCC1C2TRL18RB單電源供電+ECRCC1C2TRLRB、RC都是必須的！參見P89習(xí)題15.4.319基本放大電路的工作原理RB+ECRCC1C2TICUBEUCE(IC,UCE)(IB,UBE)RLIB靜態(tài)工作點21(IB,UBE)

和(IC,UCE)分別對應(yīng)于輸入輸出特性曲線上的一個點，稱為靜態(tài)工作點。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB22RB+ECRCC1C2開路開路RL放大電路的直流通道23（1）估算IB（UBE

0.7V)RB+ECRCIBUBERB稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。（一）用估算法分析放大器的靜態(tài)工作點（IB、UBE、IC、UCE）25（2）估算UCE、IcRB+ECRCICUCEIc=IB26例：用估算法計算靜態(tài)工作點。P39例15.2.1已知：EC=12V，RC=4K，RB=300K，=37.5。解：請注意電路中IB和IC的數(shù)量級UBE

0.7V27（二）用圖解法分析放大器的靜態(tài)工作點ICUCEUCE=EC–ICRCEC直流負(fù)載線與IB所決定的那一條輸出特性曲線的交點就是Q點。QIB靜態(tài)UCE靜態(tài)IC（IC最大飽和電流）29IBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么變化？交流放大原理假設(shè)uBE靜態(tài)工作點的基礎(chǔ)上有一微小的變化ui（微變）靜態(tài)工作點30ICUCEicuCE的變化沿一條直線——交流負(fù)載線uCE交流負(fù)載線反映動態(tài)時電流iC和電壓uCE的變化關(guān)系。PPT3831RB+ECRCC1C2uiiBiCuCEuo各點波形uo比ui幅度放大且相位相反32實現(xiàn)放大的條件1、晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。2、正確設(shè)置靜態(tài)工作點，使整個波形處于放大區(qū)?！O(shè)置方法？3、輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。4、輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號。33作業(yè)：P88習(xí)題15.2.5練習(xí)：P88習(xí)題15.2.7，提示：注意放大狀態(tài)下的B、C、E極電壓間關(guān)系。34§15.3放大電路的分析方法放大電路分析靜態(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35RB+ECRCC1C2對交流信號(輸入信號ui)短路短路置零15.3.1放大器的交流通道RLuiuo1/C036RBRCRLuiuo交流通道3715.3.2交流負(fù)載線RBRCRLuiuoicuce其中：uce=-ic（RC//RL）=-icRL38交流量ic和uce有如下關(guān)系：這就是說，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(fù)載線。uce=-ic（RC//RL）=-icRL或ic=（-1/RL）uce39交流負(fù)載線的作法ICUCEECQIB過Q點作一條直線,斜率為:交流負(fù)載線直流負(fù)載線注：從圖上可得到的信息！參照：第6版習(xí)題15.3.34015.3.3動態(tài)分析1、晶體管的微變等效電路首先考察輸入回路iBuBE當(dāng)信號很小時，將輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性。uBEiB對輸入的交流小信號而言，晶體管BE間等效于電阻rbe。41對輸入的交流小信號而言，晶體管BE間等效于電阻rbe，在小信號情況下為一常數(shù)，手冊中用hie代表。becrbeibbeubeubeib42對于小功率晶體管：rbe的量級從幾百歐到幾千歐。43考察輸出回路iCuCE所以：輸出端相當(dāng)于一個受ib控制的電流源。近似平行且電流源兩端還要并聯(lián)一個大電阻rce。44iCuCEiCuCErce的含義rce很大，一般忽略。45ubeibuceicuberbeibibrceuceicrce很大，一般忽略。46等效晶體管的微變等效電路ebcbecrbeic=ib472、放大電路的微變等效電路將交流通道中的晶體管用微變等效電路代替rbeibibiiicuiuoRBRCRL48RBRCRLuiuorbeibibiiicuiuoRBRCRL交流通道微變等效電路493、電壓放大倍數(shù)的計算：結(jié)論：負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRBRCRL504、放大電路輸入電阻的計算：對于為它提供信號的信號源來說，放大電路是負(fù)載，這個負(fù)載的大小可以用輸入電阻來表示。輸入電阻就是從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻（參見Slide4）。輸入電阻的定義：輸入電阻是動態(tài)電阻。51電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的輸入電阻。rbeRBRCRL注意區(qū)分ri和rbe：

ri——放大電路輸入電阻， rbe——晶體管輸入電阻。525、放大電路輸出電阻的計算：對于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于信號源，可以將它進(jìn)行戴維南等效，戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。計算輸出電阻的方法：所有獨立電源置零，保留受控源，加壓求流法。53rbeRBRC所以：用加壓求流法求輸出電阻：005415.3.4失真分析：為了得到盡量大的輸出信號，要把Q設(shè)置在交流負(fù)載線的中間部分。如果Q設(shè)置不合適，信號進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)，造成非線性失真。失真——輸出波形較輸入波形發(fā)生畸變，稱為失真55iCuCEuo可輸出的最大不失真信號合