中文電課件2篇

第二篇模擬電子電路第一章放大電路分析入門典型共射放大電路2.1.1怎樣分析交直流共存的放大電路

一、為什么說一個(gè)放大電路中是交直流共存的？信號源負(fù)載VBB+-vi-+C1RbRccbeVCCC2RL+-vBEvCE+-+-vO當(dāng)輸入信號為零時(shí),即:僅存在供電電源VBB，

VCC，電路為直流通路分析。電路中只有直流量：VBB+-vi-+C1RbRccbeVCCC2RL+-vBEvCE+-Rbcbe+-vBEvCE+-RcVCCVBB電容對直流開路、電感對直流短路。直流通路+-vO加入輸入信號mV后

因耦合電容和旁路電容容量較大，容抗很小，所以這些電容作短路處理，直流電源也短路處理。

由vi單獨(dú)作用下的電路分析，為交流通路分析,求變化量之間的關(guān)系。交流通路VBB+-vi-+C1RbRccbeVCCC2RL+-vBEvCE+-+-vO+-viRbRccbeRL+-vbevce+-vO+-

則各支路電流和電壓為一個(gè)直流量疊加了一個(gè)交流量V欲放大的交流信號電壓的幅值通常很小，三極管除了直流偏置電壓外，又迭加了一個(gè)很小的交流信號電壓。因此特性曲線在工作點(diǎn)附近的一段很小范圍內(nèi)可近似地用直線表示。三極管電路(非線性電路)就有可能采用線性電路的處理方法?？梢詰?yīng)用迭加原理，人為地分解為直流通路和交流通路二部分，再將分別計(jì)算所得的結(jié)果相迭加。二、如何分析計(jì)算交直流共存的放大電路?可以用兩種方法圖解法等效電路估算法—線性化等效處理交直流分別單獨(dú)作用下進(jìn)行計(jì)算，然后將結(jié)果疊加方法：一、共射極放大電路的圖解分析為了用作放大器，三極管必須工作在放大區(qū).

第一步:進(jìn)行靜態(tài)分析，求靜態(tài)工作點(diǎn)；靜態(tài)分析:又稱直流分析，計(jì)算vi=0時(shí)三極管的電流和極間電壓值Rbcbe+-vBEvCE+-RcVCCVBB(1)輸入回路圖解分析（輸入特性）（外電路方程）輸入回路直流工作點(diǎn)圖解分析得:交流通路+-viRbRccbeRL+-vbevce+-vO+-交流工作狀態(tài)圖解分析交流分析:

動態(tài)分析（考慮vi變化時(shí)的狀態(tài)）

第二步:動態(tài)分析，求放大倍數(shù)等動態(tài)指標(biāo)。人為地將輸入特性曲線的靜態(tài)工作點(diǎn)Q作為坐標(biāo)原點(diǎn)。因?yàn)閷?shí)際上，圖所示的交流通路是無法單獨(dú)工作的，人們只是為了分析的方便，才將交流通路從電路中分離出來。交流信號只有“寄生”在直流工作點(diǎn)附近，才可能保證三極管工作在放大狀態(tài)下，這一點(diǎn)必須提醒注意。+-viRbRccbeRL+-vbevce+-vO+-瞬時(shí)總量為直流和交流相迭加:VBB+-vi-+C1RbRccbeVCCC2RL+-vBEvCE+-+-vORbcbe+-vBEvCE+-RcVCCVBB+-viRbRccbeRL+-vbevce+-vO+-（輸出特性）（外電路方程）(2)輸出回路圖解分析得靜態(tài)工作點(diǎn)Q定下來了直流通路Rbcbe+-vBEvCE+-RcVCCVBB畫出直流負(fù)載線+-viRbRccbeRL+-vbevce+-交流負(fù)載線交流通路Rbcbe+-vBEvCE+-RcVCCVBB+-viRbRccbeRL+-vbevce+-vO+-瞬時(shí)總量為直流和交流相迭加:VBB+-vi-+C1RbRccbeVCCC2RL+-vBEvCE+-+-vO

大寫大下標(biāo)：直流量，如IB、IBQ、VCEQ。

符號表示

小寫小下標(biāo)：交流量，如ib、vce、vi、vo。

小寫大下標(biāo)：瞬時(shí)量，如iB、vCE。

大寫小下標(biāo)：交流量的有效值、峰值如Ib、Vo、Vom例：VCEQ＝8V瞬時(shí)量直流量(靜態(tài)分量)交流量(動態(tài)分量)交流分量的有效值峰值2.等效電路-用電路模型計(jì)算法求解和條件:已知管子導(dǎo)電時(shí)VBE、值動態(tài)時(shí)，輸入信號很小，管子僅工作在Q點(diǎn)附近的一小段，故把特性看成線性，用線性電路的方法求解電路中相關(guān)的電流和電壓。(1)靜態(tài),求:此時(shí)用直流通路為了用作放大器，三極管必須工作在放大區(qū).Rbcbe+-vBEvCE+-RcVCCVBB(2)動態(tài),求:采用交流通路：+-viRbRccbeRL+-vbevce+-晶體管用低頻小信號模型代入，求各指標(biāo)。這些指標(biāo)在以后放大電路的動態(tài)分析中解決。2.1.3基本放大電路的組成及其靜態(tài)分析一、放大電路的基本組成典型共射放大電路信號源負(fù)載VBB+-vi-+C1RbRccbeVCCC2RL+-vBEvCE+-+-vO

構(gòu)成放大電路的基本原則放大電路必須有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)：直流電源的極性與三極管的類型相配合，電阻的設(shè)置要與電源相配合，以確保器件工作在放大區(qū)。外加輸入信號能有效地加到放大器件的輸入端，使三極管輸入端的電流或電壓跟隨輸入信號成比例變化。經(jīng)三極管放大后的輸出信號（如ic=βib）應(yīng)能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)載上的輸出電壓信號。二、直流偏置電路的組成和類型

為保證以放大器件為核心的電路能正常放大信號,必須加上合適的供電電源和偏置電阻，以保證放大器件(晶體管或場效應(yīng)管)工作在放大區(qū)，有合適的發(fā)射結(jié)、集電結(jié)偏置，合適的IB和IC電流。1.BJT放大電路的直流偏置電路此時(shí)輸入為零，即靜態(tài)，只考慮直流電源作用下的通路

BJT放大電路常見的幾種偏置方法

(a)基極固定偏置電路(b)具有工作點(diǎn)穩(wěn)定的基極偏置電路(c)射極偏置電路(a)(b)(c)(a)基極固定偏置電路目的：選擇合適的Rb，Rc，使電路工作在放大狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)通常令:VBEQ=0.7V,VCEQ=VCC/2，ICQ=XmA由此求兩個(gè)偏置電阻前提:已知三極管的參數(shù)【例】已知VCC=12V，VBE=0.7V，β=50。(1)若Rb=280kΩ，Rc=3kΩ，求靜態(tài)工作點(diǎn)Q；(2)若Rb改為110kΩ，其余參數(shù)不變，重新計(jì)算Q值。解：(1)假定工作在放大狀態(tài)假設(shè)成立。同樣先假定工作在放大狀態(tài)假設(shè)不成立，電路處于飽和狀態(tài)，需重新計(jì)算(2)若Rb改為110kΩ說明電阻的改變會引起題中的靜態(tài)工作點(diǎn)變化?；鶚O固定偏置電路不具有保持Q點(diǎn)穩(wěn)定的能力。110kΩ在例中，若β值未知，而已知輸出特性曲線，也可用圖解法求Q點(diǎn)。直流負(fù)載線方程：從圖中直接讀出：ICQ＝2mA，VCEQ＝6V。與估算法結(jié)果基本相同。從圖中可看出，當(dāng)溫度變化時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)要產(chǎn)生變化，工作點(diǎn)不穩(wěn)定。(b)工作點(diǎn)穩(wěn)定的偏置電路電路同樣能保證JE正偏，JC反向偏置。其中：戴維南等效

穩(wěn)定工作點(diǎn)的解釋溫度T↑→IC↑→IE↑→VE↑(=IERe)

↓(VB固定)IC↓

IB↓

VBE↓(=VB-VE)在靜態(tài)情況下，溫度上升引起IC增加，由于基極電位VB固定，該電流增量通過Re產(chǎn)生負(fù)反饋，迫使IC自動下降,使Q點(diǎn)保持穩(wěn)定。Re愈大，負(fù)反饋?zhàn)饔糜鷱?qiáng)，穩(wěn)定性也愈好。但Re過大，輸出的動態(tài)范圍(ΔvCE)變小。Rb1、Rb2愈小，VB愈穩(wěn)定。但它們過小將使直流功耗增大，輸入交流信號的分流作用加大，導(dǎo)致放大能力下降。(c)射極偏置電路【例】設(shè)VBE=0.7V，β=75，其余參數(shù)如圖中所示。(1)用估算法求Q點(diǎn)；(2)用圖解法求Q點(diǎn)。解：(1)估算法:(2)圖解法：輸出回路方程

:從圖中直接讀出:ICQ＝5.6mA，VCEQ＝6.4V。稱為直流負(fù)載線方程【例】

若圖（a）電路中的BJT改為PNP三極管，試重畫電路。解：重畫時(shí)，可以先將圖（a）中的BJT改為PNP管，然后+VCC改為-VCC；-VEE改為+VEE，以適應(yīng)PNP管對電源極性的要求，（a）固定偏壓偏置電路自偏壓偏置電路混合偏置電路2.FET偏置電路類型：

FET放大電路的直流偏置電路(a)增強(qiáng)型NMOS管的固定柵極電壓偏置電路(b)混合偏置電路(c)耗盡型NMOS管自偏置電路若VG＞IDRs，則可適用于增強(qiáng)型管（N溝道）；若VG＜IDRs，則可適用于耗盡型MOS管或JFET。混合偏置電路

構(gòu)成放大電路的基本原則放大電路必須有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)：直流電源的極性與三極管的類型相配合，電阻的設(shè)置要與電源相配合，以確保器件工作在放大區(qū)。外加輸入信號能有效地加到放大器件的輸入端，使三極管輸入端的電流或電壓跟隨輸入信號成比例變化。

輸入信號能順暢、無損失地加到放大器的輸入端，并不影響（或少影響）電路的直流偏置。經(jīng)三極管放大后的輸出信號（如ic=βib）應(yīng)能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)載上的輸出電壓信號。三、信號輸入和信號輸出電路三極管是一種電流控制器件IBICIE輸入信號改變vBE的大小，即改變iB的大小，放大器件轉(zhuǎn)換為iC的變化，從而改變輸出電壓。+vBE-+vCE-（1）對于BJT組成的放大電路，輸入信號源應(yīng)該接入到b或e，即b-e之間的電壓中必須包含輸入信號，從而導(dǎo)致的變化，轉(zhuǎn)化為的變化，輸出信號可從c或e取出，因?yàn)樗鼈兌寄芊从匙兓?2)同樣，對于FET組成的放大電路，輸入信號必須加到g或s，即g-s之間的電壓中必須包含輸入信號，從而導(dǎo)致的變化，轉(zhuǎn)化為的變化。輸出信號可從d或s取出，因?yàn)樗鼈兌寄芊从匙兓?。場效?yīng)管是一種電壓控制器件(a)通過耦合電容信號輸出信號源最簡便的一種耦合方式。電容將二者耦合起來時(shí)，既可防止信號源內(nèi)阻RS

對放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的影響，又可利用在工作頻率下其容抗很小的特性，對輸入信號在電容上的損失減至最小。為防止信號在Re上的損失，輸入回路中Re兩端通常也要并聯(lián)一只旁路電容Ce，理想情況下。優(yōu)點(diǎn)是電路簡單，各級靜態(tài)工作點(diǎn)相不影響，在分立元件電路中應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)是不能放大頻率較低的信號和直流信號，低頻響應(yīng)較差，且不便于集成化。直接耦合因FET無柵極電流，并采用自偏壓方式，所以信號源的接入不會影響放大電路的直流工作點(diǎn)。前面（a）電路直接耦合方式，信號源對靜態(tài)工作點(diǎn)就有影響.信號輸出信號源優(yōu)點(diǎn)是低頻特性好，可以放大變化緩慢的信號，易于集成化。缺點(diǎn)是各級靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試較困難；并且還存在零點(diǎn)漂移問題。變壓器耦合信號源信號輸出優(yōu)點(diǎn)是各級靜態(tài)工作點(diǎn)互不影響，能實(shí)現(xiàn)阻抗變換。缺點(diǎn)是頻率特性不好，且非常笨重。四、放大電路的組態(tài)

根據(jù)輸入信號的注入點(diǎn)和輸出信號的取出點(diǎn)，放大電路可以構(gòu)成三種組態(tài)。(a)共射組態(tài)（CE）(b)共基組態(tài)（CB）(c)共集組態(tài)（CC）五、直流通路和交流通路

一個(gè)放大電路通常是交直流共存的。電路中器件是非線性的。如果BJT和FET器件的電流、電壓在放大區(qū)(線性區(qū)