放大電路及負(fù)反饋課件

第

7章模擬電路7.4

多級(jí)放大電路7.5放大電路中的負(fù)反饋7.3

單級(jí)放大電路第7章模擬電路7.4多級(jí)放大電路7.5放大電路中的7.3共發(fā)射極單管放大電路7.3.1電路的結(jié)構(gòu)7.3.2共發(fā)射極放大電路工作原理7.3.3靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定7.3.6射極輸出器7.3.5電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻7.3共發(fā)射極單管放大電路7.3.1電路的結(jié)構(gòu)7.3.27.3.1電路的結(jié)構(gòu)VT電流放大元件UCC直流電源。與RB、RC配合，保證管子的發(fā)射極正偏、集電極反偏；為輸出信號(hào)提供能量。RB基極偏置電阻。與UCC配合，為晶體管提供合適的基極電流。RC集電極負(fù)載電阻。將晶體管的電流放大作用轉(zhuǎn)化為電壓放大。C1、C2耦合電容?！案糁蓖ń弧?。發(fā)射極是輸入、輸出回路的公共端輸入回路輸出回路共射放大電路7.3.1電路的結(jié)構(gòu)VT電流放大元件UCC直流電源7.3.2共發(fā)射極放大電路工作原理1.靜態(tài)工作情況直流通路：直流信號(hào)在電路中流通的路徑。直流通路的畫(huà)法：電容視為開(kāi)路。

靜態(tài)工作點(diǎn)：靜態(tài)時(shí)，晶體管IB、IC、UCE稱該放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)。

靜態(tài)：放大器無(wú)交流信號(hào)輸入時(shí)的直流工作狀態(tài)。靜態(tài)分析時(shí)可畫(huà)出：7.3.2共發(fā)射極放大電路工作原理1.靜態(tài)工作情況直流根據(jù)直流通路的結(jié)構(gòu)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)通常則根據(jù)直流通路的結(jié)構(gòu)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)通常則

[例]

UCC=12V,RB=300k,RC=4k,=50,求放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)IB、IC和UCE。[解][例]UCC=12V,RB=300k,2．動(dòng)態(tài)工作情況動(dòng)態(tài)：有交流信號(hào)輸入時(shí)放大電路的狀態(tài)。動(dòng)態(tài)時(shí)，在輸入交流信號(hào)ui作用下，電路中各極電壓、電流在原靜態(tài)值上疊加一個(gè)交流分量。只要靜態(tài)工作點(diǎn)合適，晶體管工作在放大狀態(tài)，各極電壓、電流交流分量的變化規(guī)律與輸入交流信號(hào)ui同。2．動(dòng)態(tài)工作情況動(dòng)態(tài)：有交流信號(hào)輸入時(shí)放大電路的狀態(tài)。放大電路的工作波形輸入交流信號(hào)ui經(jīng)耦合電容C1加在晶體管的發(fā)射結(jié)。經(jīng)耦合電容C2“隔直通交”后，輸出交流電壓uo。uo與ui反相。uBE=UBE+ui由于晶體管處于放大狀態(tài)，集電極電流iC受基極電流iB控制，iC=iB=IC+ic，uCE=UCC–iCRC隨iC作相反的變化。uBE的變化引起基極電流iB的變化。iB=IB+ib放大電路的工作波形輸入交流信號(hào)ui經(jīng)耦合電容C1為了不失真的放大信號(hào)，必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，同時(shí)工作點(diǎn)要穩(wěn)定。由于晶體管的參數(shù)與溫度有關(guān)，當(dāng)環(huán)境溫度變化或更換管子時(shí)，晶體管的參數(shù)要發(fā)生變化，引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變化。TICEOIC例：即，溫度升高，靜態(tài)工作點(diǎn)上移，可能會(huì)引起飽和失真。穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，采用具有穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)作用的分壓式放大電路。動(dòng)畫(huà)：溫度對(duì)Q點(diǎn)的影響7.3.3

靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定動(dòng)畫(huà)：分壓式偏置電路為了不失真的放大信號(hào)，必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，同時(shí)工作分壓式放大電路：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理：如果I1>>IB，UCC

>>UBE，則：基本不變UE=UB–UBE也基本不變基本不變穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的過(guò)程：TICIEVEUBE

(=UB–UE)ICCE：旁路電容。對(duì)交流信號(hào)CE視為短路。分壓式放大電路：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理：如果I1>>IB交流通路放大電路的交流通路

交流通路：交流信號(hào)在電路中流通的路徑。交流通路的畫(huà)法：對(duì)交流信號(hào)阻抗很小的耦合電容、旁路電容視為短路；直流電源對(duì)交流信號(hào)內(nèi)阻很小，也視為短路。輸入回路輸出回路7.3.4

電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻交流通路放大電路的交流通路交流通路：交流信號(hào)在電路中流1．電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)所以負(fù)號(hào)表示輸出與輸入信號(hào)反相。CL,u=beC

rRARRb-=空載時(shí)，為晶體管基極和發(fā)射極間的動(dòng)態(tài)電阻。ber約為1k左右。1．電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)所以負(fù)號(hào)表示輸出與輸入信號(hào)反相。2．輸入電阻Ri和輸出電阻Ro放大電路的輸入電阻Ri是從放大電路的輸入端看進(jìn)去的交流等效電阻。riRi相當(dāng)于信號(hào)源或前級(jí)放大電路的負(fù)載。一般來(lái)說(shuō)，Ri越大，放大電路向信號(hào)源取用的電流越小，對(duì)信號(hào)源的影響越小。2．輸入電阻Ri和輸出電阻Ro放大電路的輸入電阻放大電路的輸出電阻Ro是從放大電路的輸出端(不包括負(fù)載)看進(jìn)去的交流等效電阻。roRo表示放大電路的帶負(fù)載能力。放大電路對(duì)負(fù)載來(lái)說(shuō)相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)阻為Ro的信號(hào)源。Ro越小，放大電路帶負(fù)載的能力越強(qiáng)。放大電路的輸出電阻Ro是從放大電路的輸出端(不包括負(fù)

[例]

UCC=12V,RB=300k,RC=4k,=50，rbe=1k,RL=4k，求放大電路的Au、ri、ro。[解]若放大電路未帶負(fù)載[例]UCC=12V,RB=300k7.3.5.1

電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻7.3.5射極輸出器7.3.5.2射極輸出器的應(yīng)用7.3.5.1電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻7.3.5射極輸出器電路圖輸出電壓uo為晶體管發(fā)射極輸出。射極輸出器電路圖輸出電壓uo為晶體管發(fā)射極輸出。1．電壓放大倍數(shù)經(jīng)理論分析可得可見(jiàn)輸出電壓uo隨ui

變化而變化，大小近似相等，且相位相同，所以該電路又稱射極跟隨器。7.3.5.1電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻1．電壓放大倍數(shù)經(jīng)理論分析可得可見(jiàn)輸出電壓uo隨u2．輸入電阻Ri射隨器的輸入電阻很高。通常為幾千歐至幾百千歐。ririro3．輸出電阻RO射隨器的輸出電阻很小。通常為幾十歐至幾百歐。原因：因uoui，當(dāng)

ui不變，uo也近似不變，可見(jiàn)，負(fù)載電阻對(duì)輸出電壓影響很小，說(shuō)明輸出電阻很小。2．輸入電阻Ri射隨器的輸入電阻很高。通常為幾千歐至幾射隨器具有輸入電阻高；輸出電阻低；電壓放大倍數(shù)近似等于1；輸出電壓與輸入電壓同相位的特點(diǎn)，因而在電路中得到廣泛的應(yīng)用。1．作輸入級(jí)2．作輸出級(jí)3．作中間隔離級(jí)利用高輸入阻抗可減小對(duì)信號(hào)源的影響。利用低輸出阻抗可提高帶負(fù)載能力，使輸出電壓穩(wěn)定。利用其阻抗變換作用，接在兩級(jí)共發(fā)射極放大電路之間，可減小后級(jí)對(duì)前級(jí)的影響。7.3.5.2射極輸出器的應(yīng)用射隨器具有輸入電阻高；輸出電阻低；電壓放大倍數(shù)近似等于多個(gè)單級(jí)放大電路通過(guò)一定的方式連接在一起，組合成多級(jí)放大電路。級(jí)間耦合：級(jí)與級(jí)間的連接方式。級(jí)間耦合的要求：一、前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)影響應(yīng)最小。二、信號(hào)能順利傳遞，傳遞過(guò)程中信號(hào)損耗和失真要盡可能的小。7.4

多級(jí)放大電路多個(gè)單級(jí)放大電路通過(guò)一定的方式連接在一起，組合成多級(jí)放大1．耦合方式常用的耦合方式有三種：直接耦合、阻容耦合、變壓器耦合。(1)直接耦合缺點(diǎn)：前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響，存在“零點(diǎn)漂移”現(xiàn)象。零點(diǎn)漂移：輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出隨外界條件變化而偏離靜態(tài)值的現(xiàn)象。優(yōu)點(diǎn)：能夠放大直流信

號(hào)和變化緩慢的信號(hào)。零點(diǎn)漂移危害：輕則使電路輸出存在誤差，重則使電路無(wú)法正常工作。1．耦合方式常用的耦合方式有三種：直接耦合、阻容耦合、變(2)阻容耦合由于耦合電容的隔直作用，各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)可獨(dú)立設(shè)置，互不影響。但不能放大直流信號(hào)和變化緩慢的信號(hào)。(3)變壓器耦合優(yōu)點(diǎn)：變壓器一次、二次繞組間不能傳遞直流信號(hào)，因而前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互不影響；由于變壓器的阻抗電壓、電流的變換作用，可使放大電路傳輸效率高。缺點(diǎn)：頻率特性差，體積大，不適于集成化。(2)阻容耦合由于耦合電容的隔直作用，各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)可獨(dú)2．多級(jí)放大電路的組成多級(jí)放大電路的總電壓放大倍數(shù)等于各單級(jí)放大電路放大倍數(shù)的乘積。Au=Au1Au2…Aun注意：在計(jì)算放大倍數(shù)時(shí)，后級(jí)的輸入電阻即為前級(jí)的負(fù)載電阻。2．多級(jí)放大電路的組成多級(jí)放大電路的總電壓放大倍數(shù)等于各7.5.1反饋的概念7.5

放大電路中的負(fù)反饋*7.5.2反饋的極性判斷7.5.4

負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響*7.5.3負(fù)反饋放大電路的類型7.5.1反饋的概念7.5放大電路中的負(fù)反饋*7.5.反饋：將放大電路輸出信號(hào)(電壓或電流)的一部分或全部，通過(guò)一定的方式(反饋電路)引回到放大電路輸入端。正反饋：如果反饋信號(hào)使凈輸入信號(hào)增加。負(fù)反饋：如果反饋信號(hào)使凈輸入信號(hào)減小。輸入量由兩部分組成：｛輸入信號(hào)xi輸出信號(hào)xo(一部分或全部)7.5.1反饋的概念反饋：將放大電路輸出信號(hào)(電壓或電流)的一部分或全部，通負(fù)反饋放大電路的一般方框圖—輸入信號(hào)—凈輸入信號(hào)—反饋信號(hào)—輸出信號(hào)若為正反饋本節(jié)只討論負(fù)反饋若為負(fù)反饋負(fù)反饋放大電路的一般方框圖—輸入信號(hào)—凈輸入信號(hào)—瞬時(shí)極性法：先假定將反饋信號(hào)放大電路輸入端的連線斷開(kāi)，在某一瞬間，假設(shè)輸入端信號(hào)的瞬間極性(表示信號(hào)增加，表示信號(hào)減小)，根據(jù)放大電路的結(jié)構(gòu)，得到輸出信號(hào)的瞬時(shí)極性(為正或?yàn)樨?fù))。若反饋電路引回輸入回路的反饋信號(hào)與原輸入信號(hào)極性相同，使凈輸入增加，為正反饋；若反饋電路引回輸入回路的反饋信號(hào)與原輸入信號(hào)極性相反，使凈輸入減小，為負(fù)反饋。*7.5.2反饋的極性判斷瞬時(shí)極性法：先假定將反饋信號(hào)放大電路輸入端的連線斷開(kāi)，在例：試用瞬時(shí)極性法判斷電路的反饋極性解：(1)1．先斷開(kāi)反饋電路；2．反相輸入端加“”(增大)瞬時(shí)信號(hào)，輸出端信號(hào)為“”。3．經(jīng)RF引回反向輸入端為“”與原輸入端的“”信號(hào)相反負(fù)反饋ui“”同理：uo“”(2)經(jīng)RF反饋“”與ui“”極性相同正反饋例：試用瞬時(shí)極性法判斷電路的反饋極性解：(1)1．先斷開(kāi)(3)若VT1加入端加“”，由VT1“倒相”，VT2的發(fā)射極為“”，經(jīng)RF、CF反饋引回VT1輸入端后為“”，與輸入“”相反，負(fù)反饋動(dòng)畫(huà)：瞬時(shí)極性法(3)若VT1加入端加“”，由VT1“倒相”，VT1．從放大電路輸出端看，區(qū)分電壓反饋、電流反饋從輸出端看，如果反饋信號(hào)取自輸出電壓，則為電壓反饋。如果反饋信號(hào)取自輸出電流，則為電流反饋。*7.5.3負(fù)反饋放大電路的類型1．從放大電路輸出端看，區(qū)分電壓反饋、電流反饋從輸出端看將輸出端短路(輸出電壓等于零)，若反饋信號(hào)消失，說(shuō)明反饋信號(hào)與輸出電壓成比例，則為電壓反饋；判斷方法：反之，則為電流反饋。電壓負(fù)反饋可以穩(wěn)定輸出電壓，電流負(fù)反饋可以穩(wěn)定輸出電流。將輸出端短路(輸出電壓等于零)，若反饋信號(hào)消失，說(shuō)明反饋2．從放大電路輸入端看，區(qū)分串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋從輸入端看，如果反饋信號(hào)以電壓形式出現(xiàn)，與原輸入信號(hào)相比較，則為串聯(lián)反饋；如果反饋信號(hào)以電流形式出現(xiàn)，與原輸入信號(hào)相比較，則為并聯(lián)反饋。串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大，適宜與電壓源相連；并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小，適宜與電流源相連。2．從放大電路輸入端看，區(qū)分串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋從輸入端看將反饋電路去掉，輸入回路斷開(kāi)，則為串聯(lián)反饋；判斷方法：反之，則為并聯(lián)反饋。串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大，并聯(lián)負(fù)反饋使輸出電阻減小。將反饋電路去掉，輸入回路斷開(kāi)，則為串聯(lián)反饋；判斷方法：負(fù)反饋有以下四種類型：電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋結(jié)論：uiRF+–+uo–+uouiRF+–+uiuoRF+–+R2uoR+–+–+RLud+–uf+–ioui+–負(fù)反饋有以下四種類型：電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)[例]判別圖示電路從A2輸出端引入A1輸入端的反饋類型。uoui+–+–+uo1+–+RLRuf+–A1A2[解]

反饋電路從A2的輸出端引出，故為電壓反饋；反饋電壓uf和輸入電壓u