共4份電子技術(shù)課件

第15章 基本放大電路共發(fā)射極放大電路的組成放大電路的靜態(tài)分析放大電路的動(dòng)態(tài)分析靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定放大電路中的頻率特性射極輸出器多級(jí)放大電路及其級(jí)間耦合方式差分放大電路互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路場(chǎng)效晶體管及其放大電路本章要求：理解單管交流放大電路的放大作用和共發(fā)射極、共集電極放大電路的性能特點(diǎn)；掌握靜態(tài)工作點(diǎn)的估算方法和放大電路的微變等效電路分析法；了解放大電路輸入、輸出電阻和多級(jí)放大的概念，了解放大電路的頻率特性、互補(bǔ)功率放大電路的

工作原理；了解差分放大電路的工作原理和性能特點(diǎn)；了解場(chǎng)效晶體管的電流放大作用、主要參數(shù)的意義。第15章 基本放大電路放大的概念:放大的目的是將微弱的變化信號(hào)放大成較大的信號(hào)。放大的實(shí)質(zhì):用小能量的信號(hào)通過(guò)晶體管的電流控制作用，將放大電路中直流電源的能量轉(zhuǎn)化成交流能量輸出。(舉例）對(duì)放大電路的基本要求：要有足夠的放大倍數(shù)(電壓、電流、功率)。盡可能小的波形失真。另外還有輸入電阻、輸出電阻、通頻帶等其它技術(shù)指標(biāo)。本章主要討論電壓放大電路，同時(shí)介紹功率放大電路。15.1

基本放大電路的組成15.1.1

共發(fā)射極基本放大電路組成共發(fā)射極基本電路ECRSesEBRCC1C2+++–RL++––ui+–uo+–++RBuB––ETuCE–iCiBiE15.1

基本放大電路的組成15.1.2

基本放大電路各元件作用晶體管T–放大元件,

iC=b

iB。要保證集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏,使晶體管工作在放大區(qū)。基極電源EB與基極電阻R

–使發(fā)射結(jié)B處于正偏，并提供大小適當(dāng)?shù)幕鶚O電流。共發(fā)射極基本電路ECRSesEBRCC1C2+++–RL++––ui+–uo+–++RBuB–ETuCE–iCiBiEECRSesEBRCC1C2+++–RL++––ui+–uo+–++RBuB–ETuCE–iCiBiE15.1

基本放大電路的組成15.1.2

基本放大電路各元件作用集電極電源EC–為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。C集電極電阻R

–

將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸ｑ詈想娙軨

、C1

2–隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯(lián)系，同時(shí)使信號(hào)順利輸入、輸出。共發(fā)射極基本電路負(fù)載信號(hào)源15.1

基本放大電路的組成單電源供電時(shí)常用的畫(huà)法共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2+++–RL++––ui+–uo+–++–uBETuCE–iCiBiE+UCCRSesRBRCC1C2+++–RLui+–+uo–++uB–ETuCE–iCiBiE15.1.3

共發(fā)射極放大電路的電壓放大作用U無(wú)輸入信號(hào)(ui

=0)時(shí)ou

=

0uBE

=UBEu

=

UCE

CEuBEOiBBEt

OiCIBt

OuCEUCEtICt

O+UCCRBRCC2C1++i+u–uo+–+u+B––ET

uCE–iCiBiEUCEIBUBEO

O結(jié)論：(1)無(wú)輸入信號(hào)電壓時(shí)，晶體管各電極都是恒定的電壓和電流:IB、UBE和IC、UCE

。ICQIBQUBE

UCE(IB、UBE)和(IC、UCE)分別對(duì)應(yīng)于輸入、輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)，稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。ICIB無(wú)輸入信號(hào)(ui

=0)時(shí):uo

=

0uBE

=

UBEuCE

=

UCE有輸uC入E

信=U號(hào)C(Cu－i

≠iC0)R時(shí)Cuo

?

0uBE

=

UBE+

uiuCE

=

UCE+

uo15.1.3

共發(fā)射極放大電路的電壓放大作用i+u–uBEOiBUBEt

OiCt

OuCEtCt

OuitOI

？UCEuotO+UCCRBRCC2C1++uo+–++uB––ET

uCE–iCiBiE結(jié)論：(2)加上輸入信號(hào)電壓后，各電極電流和電壓的大小均發(fā)生了變化，都在直流量的基礎(chǔ)上疊加了一個(gè)交流量，但方向始終不變。+集電極電流直流分量交流分量動(dòng)態(tài)分析iCtOiCtICOiCticO靜態(tài)分析結(jié)論：(3)

若參數(shù)選取得當(dāng),

輸出電壓可比輸入電壓大

,(4)

輸出電壓與輸入電壓在相位上相差180°,

即共發(fā)射極電路具有反相作用。tO即電路具有電壓放大作用。ui

uotO1.

實(shí)現(xiàn)放大的條件晶體管必須工作在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使晶體管工作于放大區(qū)。輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。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)電容耦合只輸出交流信號(hào)。2.

直流通路和交流通路因電容對(duì)交、直流的作用不同。在放大電路中如果電容的容量足夠大，可以認(rèn)為它對(duì)交流分量不起作用，即對(duì)交流短路。而對(duì)直流可以看成開(kāi)路。這樣，交、直流所走的通路是不同的。直流通路：無(wú)信號(hào)時(shí)電流（直流電流）的通路，用來(lái)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。交流通路：有信號(hào)時(shí)交流分量（變化量）的通路，用來(lái)計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)。例：畫(huà)出下圖放大電路的直流通路直流通路直流通路用來(lái)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)Q

(IB、IC、UCE

)對(duì)直流信號(hào)電容C

可看作開(kāi)路（即將電容斷開(kāi)）斷開(kāi)+UCC斷開(kāi)RSesRBRCC1C2+++–RLui+–+uo–++uB––ETuCE–iCiBiE+UCCRBRCT+UB–E+UCE–ICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2+++–RLui+–uo+–++uB––ETuCE–iCiBiE對(duì)交流信號(hào)(有輸入信號(hào)ui

時(shí)的交流分量)XC

?0,

C

可看作短路。忽略電源的內(nèi)阻,電源的端電壓恒定，直流電源對(duì)交流可看作短路。交流通路用來(lái)計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)。短路短路對(duì)地短路RBuiRSs+e

+–+RC

RL

uO––15.2

放大電路的靜態(tài)分析靜態(tài)：放大電路無(wú)信號(hào)輸入（ui=0）時(shí)的工作狀態(tài)。靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值?！?/p>

靜態(tài)工作點(diǎn)Q：IB、IC、UCE分析方法：估算法、圖解法。分析對(duì)象：各極電壓電流的直流分量。所用電路：放大電路的直流通路。設(shè)置Q

點(diǎn)的目的：使放大電路的放大信號(hào)不失真；使放大電路工作在較佳的工作狀態(tài),靜態(tài)是動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)。15.2.1

用估算法確定靜態(tài)值1.

直流通路估算IBBBRI=

UCC

-UBEBR

BI?

UCC根據(jù)電流放大作用IC

=

b

IB

+

ICEO

?

βIB

?βIB2.

由直流通路估算UCE、IC當(dāng)UBE<<UCC時(shí)，UCC

=

IB

RB+

UBE由KVL:

UCC

=

IC

RC+

UCE所以UCE

=UCC

–IC

RC+UCCRBRCT+UB–E+UCE–ICIBBBR

300?

UCC

=

12

mA

=

0.04

mA解：IC

BI

?

bI

=

37.5·0.04mA

=

1.5

mAUCE

=

UCC

-

IC

RC=

12

-

1.5

·

4V

=

6V注意：電路中

IB和

IC

的數(shù)量級(jí)不同例1：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：UCC=12V，RC=4kW

，RB

=300kW

，b

=37.5

。+UCCRBRC++UB–ETUCE–ICIBIE

+UCCRBRC++UBE–TUCE–ICIB例2：用估算法計(jì)算圖示電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。B

EBR

+

(1

+β

)RUCC

-UBEI

=IC

?

b

IBUCE

=

UCC

-

IC

RC

-

IE

RE=

UCC

-

IC

(RC

+

RE

)由例1、例2可知，當(dāng)電路不同時(shí)，計(jì)算靜態(tài)值的公式也不同。由KVL可得出UCC

=

IB

RB

+

UBE

+

IE

RE=

IB

RB

+UBE

+

(1

+β

)IB

RE由KVL可得：15.2.2

用圖解法確定靜態(tài)值用作圖的方法確定靜態(tài)值優(yōu)點(diǎn)：能直觀地分析和了解靜態(tài)值的變化對(duì)放大電路的影響。步驟：用估算法確定IB由輸出特性確定IC

和UCCUCE

=

UCC–

ICRCIC

=f

(UCE

)IB

=常數(shù)直流負(fù)載線方程+UCCRBRC++UB–ETU