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文檔簡介
應用電路
基本要求:(1)掌握BJT輸入及輸出特性,了解其工作原理。(2)掌握BJT放大、飽和、截止三種工作狀態(tài)條件及
特點。(3)了解BJT主要參數(shù)。(4)掌握放大電路組成原則、工作原理及基本分析方法。(5)熟悉放大電路三種基本組態(tài)及特點。(6)了解頻響的概念。第四章雙極結型三極管及放大電路基礎§4.1雙極結型三極管(BJT)§4.2基本共射極放大電路§4.3放大電路的分析方法§4.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定問題§4.5共集電極放大電路與共基極放大
電路§4.6組合放大電路及多級放大電路§4.7放大電路的頻率響應主要內容:(The
BipolarJunction
Transistor)(BJT、晶體管、雙極型晶體管半導體三極管)4.1.1BJT的結構簡介一、分類:§4.1雙極結型三極管(BJT)按頻率:高頻管、低頻管按功率:小功率管
中功率管
大功率管按材料:硅管、鍺管按類型:NPN型、PNP型發(fā)射極
Emitter集電極
Collector基極
Base發(fā)射結Je集電結Jc發(fā)射區(qū)基區(qū)集電區(qū)
外型及管腳二、結構及符號:ECBNPNT
CBETPNP
各區(qū)作用及結構特點:集電區(qū):作用:收集載流子。
特點:摻雜小、面積大?;鶇^(qū):作用:傳送、控制載流子。
特點:摻雜小、厚度薄。發(fā)射區(qū):作用:發(fā)射載流子。
特點:摻雜重、面積小。管芯結構剖面圖ECBNPNT4.1.2放大狀態(tài)下BJT工作原理一、保證BJT處于放大狀態(tài)時外加電壓:Je加正偏壓、Jc加反偏壓二、內部載流子傳輸過程:(以NPN型BJT為例)ReVEERcVCC1.發(fā)射區(qū)發(fā)射載流子:
IE
IEP(b區(qū)空穴
e區(qū))IEN
(e區(qū)電子
b區(qū))動畫ReVEERcVCCJe正偏
多子擴散
IEIEPIEN2.載流子在基區(qū)擴散與復合:少量電子被復合
IB’=(1-
)IE基區(qū)載流子存在濃度梯度大量電子向Jc擴散(
)動畫ReVEERcVCCIB,IEIEN3.集電區(qū)收集載流子:IC=
IE
+ICBOJc反偏少子漂移ICBO(b區(qū)電子
c區(qū))(c區(qū)空穴
b區(qū))動畫ReVEERcVCCICICINC=
IE
(b區(qū)電子
c區(qū))強吸引力IB=(1-
)IE-ICBOIB’INCICBOIEN
IE=IC+IB
IBIE1以
IE為已知量:
IC
=
IE
+ICBO
IB=(1-
)
IE
-ICBO
IE=IC+IB
其中:
共基極電流放大系數(shù)三、
BJT的電流分配關系集電極-基極間反向飽和電流說明:只與管子的結構有關,與外加電壓無關。
=0.9---0.992以
IB為已知量:由IE=IC+IB
IC=
IE+ICBO
=
(IB
+IC
)+ICBO其中:
共射極電流放大系數(shù)ICEO=ICBO
/(1-
)=(1+
)ICBO(穿透電流)說明:
只與管子結構有關,與外加電壓無關。
>>1仿真電路電流放大作用四、
BJT三種連接方式(P105)3共集電極:C為公共端
CC1共發(fā)射極:E為公共端
CE
2共基極:B為公共端
CB加入輸入信號:
VI=20mV已知
=0.98
iE=-1mA
iC
=
iE
=-0.98mA
vO
=-
iC
RL
=0.98V電壓放大倍數(shù)五、BJT在電壓放大電路中應用舉例(P106自學)BJT能實現(xiàn)電流控制及放大作用。Je加正偏壓、Jc加反偏壓雙極型性器件:
兩種載流子(自由電子、空穴)參與導電。
結論:表征BJT各極電流、電壓間關系的曲線,是內部載流子運動的外部表征。一、共射極連接時特性曲線
(以NPN為例)1.輸入特性曲線
iB=f(vBE)
4.1.3
BJT的V-I特性曲線:共射極電路特性曲線共基極電路特性曲線V-I特性曲線+
bce共射極連接VBBVCCvBEiCiB+
vCERBRC00.20.40.60.8iB/μA80604020VBE/VvCE=lV25℃死區(qū):Vth=0.5V
Si0.1V
Ge+
bce共射極連接VBBVCCvBEiCiB+
vCERBRCVBE=0.7VSi0.2VGe導通:iB=f(vBE)
2.輸出特性曲線
iC=f(vCE)
以iB為參變量的
一族特性曲線
iC/mA024684321VCE/V25℃2.31.5iBiB=20μA406080100+
bce共射極連接VBBVCCvBEiCiB+
vCERBRC■條件:
Je正偏,Jc正偏(或零偏)3.BJT三個工作區(qū)域:iC受vCE顯著控制的區(qū)域
■特點:vCE數(shù)值較小
飽和壓降VCES=0.3VSi0.1VGeICS(<
iB)外電路決定
開關閉合+-bceVBBVCCvBEICSiB+
VCESRBRC
飽和區(qū):iC接近零的區(qū)域
■特點:
iB=0,
iC=ICEO
0
VCE
VCC
開關斷開
bceVBBVCCiCiB+-vCERBRC
截止區(qū):■條件:
Je反偏(或正偏壓小于
Vth)、Jc反偏
■條件:
Je正偏,Jc反偏bceVBBVCCiCiB+-vCERBRC
放大區(qū):曲線基本平行部分。
■特點:
iC
=
iB1.
NPN、PNP型BJT分別處于放大區(qū)時,其三個極電位有何關系?PNP:Vc<Vb<VeNPN:Vc>Vb>Ve課堂討論題IBICIEIBICIE2.測量BJT三個電極對地電位如圖所示,
試判斷BJT的工作區(qū)域
?課堂討論題放大區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)3測得放大電路中BJT的直流電位如圖。在圓圈中畫出管子,并分別說明它們是硅管還是鍺管?
課堂討論題硅NPNceb直流參數(shù)、交流參數(shù)、極限參數(shù)
表征管性能、適用范圍,是合理選管的依據(jù)。一、
電流放大系數(shù)求法
4.1.4BJT主要參數(shù)
(P111)1-=
=
IC/
IE
=
IC
/
IE
共基極電流放大系數(shù)=
IC/
IB
=IC/IB
共射極電流放大系數(shù)二、極間反向電流
1.
ICBOe開路,Jc的反向飽和電流。2.
ICEO(穿透電流)
ICEO=(1+
)ICBO相當b開路時,C-E間的反向飽和電流
TICEO(
ICBO)ICEO三、極限參數(shù):
1.集電極最大允許電流ICM過流區(qū)IC
>ICM時,管子性能將顯著下降,甚至會損壞三極管。2.集電極最大允許損耗PCM集電結上允許損耗功率最大值。
PCM≈ICVCE
3.反向擊穿電壓:(2)
V(BR)CBO——e開路時Jc的擊穿電壓(1)
V(BR)EBO——c開路時Je的擊穿電壓(3)
V(BR)CEO——b開路時c、e間的擊穿電壓安全
工作區(qū)+-bceVBBVCCvBEiCiB+-vCE4.1.5溫度對BJT參數(shù)及特性的影響(P114)
一、溫度對BJT參數(shù)的影響:
1對ICBO的影響:若T
ICBOICEO2對
的影響:若T
(1oC)
(0.5%~1%
)3對V(BR)CEO、
V(BR)CBO的影響:若T
反向擊穿電壓
(10oC)(一倍)4對VBE的影響:若T
VBE復習思考題P1154.1.24.1.34.1.74.1.84.1.9P1864.1.24.1.3作業(yè):P1864.1.14.2.24.2.3(a、e、d)P186
4.1.2復習思考題解:CBENPN已知:ICM=100mAPCM=150mWV(BR)CEO=30V復習思考題P186
4.1.3解:
(1)若工作電壓VCE=10V(2)若工作電流IC=1mA工作電流IC<min(PCM/VCE,ICM)=15mA工作電壓VCE<min(PCM/IC,V(BR)CEO)=30V(theCommon-EmitterAmplifierCircuit)(CE)4.2.1放大電路基本知識
(P7)一、放大電路的符號及模似信號放大:(放大仿真電路共e2)§4.2基本共射極放大電路包括:電壓放大電路、功率放大電路等1.放大的概念
將微弱信號增強至所要求數(shù)值,且保持不失真或
失真盡量小。
直流電源2.放大電路的一般符號RL+-+-vsviRSiiAvo+-ioV+V-V1V2輸入端口輸出端口+-+-Avsvivo+-RLRSiiio輸入端等效為輸入電阻輸出端等效為
電壓源或電流源二、放大電路模型:(P10)VsRsIoRLRiRo+Vi-Ii+Vo-AVoViRiRoAisiiioii電壓放大:電流放大:三、放大電路主要技術指標:(P12)衡量放大電路的品質,決定其適用范圍。1.輸入電阻Ri
決定放大電路從信號源吸取電流大小。VsRsIoRLRiRo+Vi-Ii+Vo-AVoViRi+-
2.輸出電阻Ro
RS表明放大電路帶負載的能力。
電壓放大電路Ro小,帶負載的能力強。
3.增益(放大倍數(shù)):電壓增益(電壓放大倍數(shù)):
反映放大電路在輸入信號控制下,將電源能量轉換
為輸出信號能量的能力。電壓增益Av
、電流增益Ai
、互阻增益Ar
、互導增益Ag
復習思考題P201.4.11.5.11.5.31.5.44.2.2基本共射極放大電路組成:(P116)一、電路組成:ceRbRCVCCb++_VBB+Tvs__vCEvBEiBiEiC公共端(地點)----e(發(fā)射極)輸入端(b)輸出端(c)注意:電壓方向、電流方向二、各器件作用:1BJT——核心部件,起放大作用。3VCC+RC——為輸出提供能量,保證Jc反偏,
將集電極電流變化轉換為電壓變化?;鶚O偏置電阻
幾十
幾百K
幾V
幾十V集電極電阻
幾
幾十K
一般VCC=VBB
幾V
幾十V2VBB+Rb——基極偏置電路。保證Je正偏
提供基極偏置電流三、阻容耦合共射極放大電路及其簡化電路形式:簡化電路(P124)動畫耦合電容Cb1,Cb2——隔直通交
幾--幾十uF
電解電容
電容極性:
Cb1
+---b
Cb2
+---c
高電位點4.2.3共射極放大電路的工作原理:(P116)交、直共存一、符號表示規(guī)則:總瞬時值:小大如iBiB直流分量:大大如
IBIB交流分量:瞬時值:小小如ibib峰值:大小m如IbmIbm有效值:大小如Ib相量:大小如Ib=IB+ibA
XA—
主要符號
X—
下標符號二、放大電路的靜態(tài)(Quiescent)
:1.靜態(tài):vs=0V
,電路工作狀態(tài)
直流工作狀態(tài)2.靜態(tài)分析:
求電路靜態(tài)工作點
Q(IBQ、ICQ、VCEQ
)3.直流通路:能通過直流量的通路確定方法:
電容開路
交流輸入為0例:畫出下面電路的直流通路(P189題4.3.8b)ceRbRCVCCb++_VBBT+vs__VCEQVBEQIBQIEQICQ4.靜態(tài)分析:求Q(IBQ、ICQ、VCEQ)P117(1)畫直流通路vs=0(2)用線性電路分析法:P118例4.2.1自學iBtIBQiCtICQvCEtVCEQB-E回路:C-E回路:vovsVcc例:(P124)圖畫出直流通路,并求Q。iBtIBQiCtICQvCEtVCEQVc1
=VBEQVc2
=VCEQIBQICQVCEQ三、放大電路的動態(tài):P118(參考P122圖)1.動態(tài)
放大電路工作狀態(tài)
交流工作狀態(tài)2.動態(tài)分析:求電路的動態(tài)性能指標ceRbRCVCCb+VBBT+vs_vCEiBiCiBtIBQvstiCtICQvCEtvBE=vbe+VBEQiB=ib+IBQiC=ic+ICQvCE=VCC-iCRC
=vce+VCEQ放大作用動畫3.交流通路:
能通過交流量的通路確定方法:
大電容短路
直流電壓源交流短接
直流電流源交流開路ceRbRCVCCb+VBBT+vs_vCEiBiC例1:畫下面電路的交流通路。vovs+VccceRbRCb+T+vs_voibicRs-RL+-例2:畫出下面電路的交流通路。(P189題4.3.8b)結論:(1)直流為基礎,交流為對象
交直共存(5)共射極放大電路為反相放大電路,
vo與vi相位相反(2)本質:能量轉換器(3)特征:功率放大(4)基本要求:不失真或失真盡量小1直流電源:保證Je正偏、Jc反偏;
并提供輸出能量。2元器件安排:保證信號順利傳輸。3參數(shù)選擇:提供合適Q,保證信號不失真。四、放大電路組成原則:
說明:建立正確的靜態(tài),是保證動態(tài)工作的前提。分析放大電路必須要正確地區(qū)分靜態(tài)和動態(tài)。正確地畫出直流通路和交流通路。分別進行直流分析和交流分析。下列電路哪些具有放大作用?(a)復習思考題RbRb(b)下列電路哪些具有放大作用?(c)復習思考題+(d)4.3.1圖解分析法(P119)
§4.3放大電路的分析方法?方法:BJT的V-I特性曲線+外電路特性
作圖
(靜態(tài)分析和動態(tài)分析)
?特點:全面反映交直工作情況
真實反映非線性?適用場合:信號幅度較大、頻率不太高的情況一、靜態(tài)工作點Q的圖解分析法(P119)
輸入
回路BJT輸出
回路條件:vs=02輸入回路方程:
vBE=VBB-iBRb
3輸出回路方程:
vCE=VCC-iCRC
1BJT特性曲線iB=f(vBE)
iC=f(vCE)
5在輸出特性曲線上畫直線:
vCE=VCC-iCRCVCC/RCVCC斜率IBQQICQVCEQ交點為Q(ICQ、
VCEQ)4在輸入特性曲線上畫直線:
vBE=VBB-iBRb
交點為Q(IBQ
)
直流
負載線二、動態(tài)工作情況的圖解分析(P121)
目的:確定電壓放大倍數(shù)、放大電路動態(tài)工作范
圍、分析電路失真情況。Q'Q"
Q'
Q"1動態(tài)圖解分析:
結論:
共射極放大電路為反相放大電路動畫2靜態(tài)工作點對波形非線性失真的影響:(P123)
非線性失真:由于BJT存在非線性,使輸
出信號產生的失真。
截止失真------放大電路工作點達到了BJT的
截止區(qū),而引起的非線性失真。飽和失真------放大電路的工作點達到了BJT的
飽和區(qū),而引起的非線性失真。
“Q”過低引起截止失真NPN管:
頂部失真為截止失真vCEiCictOiCtvCEQvce“Q”過高引起飽和失真vCEiCtOiCtvCEQNPN管:
底部失真為飽和失真注意:
PNP管失真表現(xiàn)形式,與NPN管正好相反。
動畫
問題:如何消除截止失真或飽和失真?
例題(P124例4.3.1)vovsVcc解:(1)畫出直流及交流通路:ceRbRCb+T+vs_voibicRs-RL+-vceIBQICQVCEQ直流通路交流通路(2)放大電路Q點:(自學)輸出回路:vCE=VCC-iCRC
Q(IBQ、
ICQ
、VCEQ)
(40uA、1.5mA、6V)
直流負載線IBQICQVCEQ電路在有交流輸入時
工作點的移動軌跡過Q點斜率特點交流負載線ceRbRCb+T+vs_voibicRs-RL+-vce交流負載:RL'=RC//RL(3)交流負載線:
由交流通路:
vce=-iC(RC//RL)放大電路的最大不失真輸出電壓幅度Vom
放大電路工作點線性變化的最大范圍(動態(tài)范圍)不產生截止失真:
Vom2=ICQRL’
=1.5
4//4=3VVom=min(Vom1
、Vom2
)
=3V不產生飽和失真:
Vom1=VCEQ-VCES
=VCEQ-1(V)
=6-1=5V不截止
Vom2不飽和
Vom1VCESVCEQ
動畫復習思考題P1334.3.14.3.3P1864.2.1作業(yè):P1894.3.8
畫出(a)(c)(d)的直流
通路及交流通路。4.3.2小信號模型分析法:
思路:
BJT(非線性器件)小信號線性模型線性電路分析與設計電子技術電路分析
當輸入電壓較小時,放大電路工作點在Q附近作微小變化,此時BJT特性曲線在小范圍內近似為直線,作線性化處理。應用條件:交流、小信號、中(低)頻利用工程分析觀點,簡化放大電路的分析與設計由BJT輸入、輸出特性曲線在小信號工作條件,求全微分:vbeicibvcehiehrehfehoeiB=f(vBE)
vCE=constiC=f(vCE)
iB=const一、BJTH參數(shù)及小信號模型:vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce=rbeib+
rvce=
ib+(1/rce
)vce
1.BJT的參數(shù)及
小信號模型:ic=
ib+(1/rce)
vcevbe=rbe
ib+
rvce小信號模型一般形式:rbe輸入電阻
rbe=rbb'
+(1+)VT/IEQ
≈200
+(1+)26mV/IEQ
r反向電壓傳輸比
電流放大系數(shù)rce
輸出電阻rce(105
)很大,可忽略。一般:
r(10-3----
10-4)
很小,可忽略。2.BJT的簡化小信號模型:brbece
ibibvbevce+
+
簡化小信號模型(1)受控電流源
ib:
電流控電流源
反映BJT電流控制作用
大小和方向都受ib控制(2)模型中的各量都是交流量,與Q有關。rbe=200
+(1+)26(mV)/IEQ(mA)
()3.說明:brbece
ibibvbevce+
+
4、放大電路小信號等效電路的畫法:步驟:(1)畫放大電路交流通路。
(2)用BJT的小信號模型
BJT。(3)標出有關電量的參考方向及符號。(瞬時值、相量)例1:畫放大電路的小信號等效電路
P189題4.3.8(b)例2:畫放大電路的小信號等效電路
P189題4.3.8(a)例3:畫放大電路的小信號等效電路P189題4.3.8(d)分析放大電路的一般步驟:
(1)靜態(tài)分析:
直流通路
求Q(IBQ、ICQ(IEQ
)
、VCEQ
)小信號等效電路
求解:電壓放大倍數(shù)(電壓增益)輸入電阻
Ri輸出電阻
Ro二、用小信號模型法分析共射極放大電路:
(2)確定rbe(3)動態(tài)分析:1.靜態(tài)分析:
Q(IBQ、ICQ、VCEQ)
ICQ=
IBQ
VCEQ=VCC-ICQRC
直流通路:基本共射極放大電路(P131例4.3.2)
IEQ
ICQ2.
rbe=200+(1+)26/IEQIBQICQVCEQRCTRbCb1+VCCRLCb2++
vivo++3.動態(tài)分析:RCTRbCb1+VCCRLCb2++
vivo++bec+
+
Rbbrbece
ìbìb˙Vi˙VoRCRL(1)小信號等效電路:(2)求解動態(tài)性能指標:
電壓放大倍數(shù)結論1:反相放大電路,放大能力強。brbece
ìbìb+
+
Rb˙Vi˙VoRCRL
輸入電阻結論2:
輸入電阻較小。ìRb+
+
Rbbrbece
ìbìb˙Vi˙VoRCRLìi輸入信號為vs+Rs時,求電壓增益思考題vovsVcc+-vi小信號等效電路:.....RiiV+RS+RbrbeRcR+IbIc
Ib.LVo.Vs.
輸出電阻問題:
CE的帶負載能力如何?brbece
ìbìbRbRCRs+
˙Vs+RL˙Vo
結論3:
輸出電阻
較大。共射極放大電路特點及用途:
反相放大電路,放大能力強
中間級;
輸入電阻較小;
輸出電阻較大,帶負載能力弱。RCTRbCb1+VCCRLCb2++
vivo++bec
第4章bjt及放大電路基礎.pptP283圖討論題
P188
4.3.10
4.3.12復習思考題P133
4.3.5
4.3.7
作業(yè)
P189圖題4.3.81畫(a)、(c)、(d)各電路的直流及交流通路2畫出(a)、(c)、(d)各電路小信號等效電路。
3求(b)圖電路的Q及AvRiRO。
4P1884.3.11一、放大電路性能與Q密切相關
電路是否失真
電路動態(tài)指標
例:基本CE:與Q有關二、影響Q因素電源電壓波動BJT管子老化人工干預可克服環(huán)境溫度§4.4
放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定問題rbe=200+(1+)26/IEQ必須在電路上克服
ICEO
T
VBE
IC
(復習P114)4.4.1溫度對Q的影響
Q發(fā)生變化1采取恒溫措施;2采用補償措施;(參考清華童詩白教材)3利用直流負反饋;4.4.2射極偏置電路(P134):
三、穩(wěn)定Q方法:維持VBQ不變
ICQ不隨溫度變
Q穩(wěn)定
若I1>>IBQI2>>IBQ則
I1
I2VBQ基本不受溫度影響I1(2)利用Re制約ICQ(
IEQ)變化一、基極分壓式射極偏置電路:1.穩(wěn)定Q的原理(1)
Rb1、
Rb2分壓,固定VBQICQ基本不受溫度影響RCTRb1+VCCCb1+
vi+Rb2ReRLCb2+
vo+I2IBQVBQ2.穩(wěn)定條件:
VBQ>>VBEQSiVBQ=3~5V
GeVBQ=1~3V
I1>>IBQSiI1=(5~10)IBQ
GeI1=(10~20)IBQ
I2>>IBQ工程上一般取值:3.穩(wěn)定Q過程:(了解)若T
ICBOVBE
IEQVE=ReIEQVBE=VBQ-
VEIBQICQICQQ基本
不變VBQ固定RCTRb1+VCCRb2ReIBQVBQICQIEQ4.電路分析:(1)靜態(tài)分析:
Q(IBQ、ICQ、VCEQ)
IBQ
=
ICQ/
VCEQ=VCC-ICQ
(RC
+Re
)直流通路:rbe=200
+(1+)26/IEQRCTRb1+VCCCb1+
vi+Rb2ReRLCb2+
vo+IBQVBQICQIEQVCEQ(2)動態(tài)分析:
小信號等效電路:bceRCTRb1Cb1+VCCRLCb2++
vivo++Rb2Re+
+
ReRb2Rb1RCRL˙Vi˙Vobrbece
IbIb˙˙
電壓增益:結論1:反相放大電路,放大能力減弱。思考題:若既要穩(wěn)定Q,又要保證一定的放大能力,在電
路上要采取何種措施?+
+
brbece
IbIbReRb2Rb1RCRL˙Vi˙VoIe˙˙˙RCTRb1Cb1+VCCRLCb2++
vivo++Rb2ReRCTRb1Cb1+VCCRLCb2++
vivo++Rb2Re+
+
brbece
IbIbReRb2Rb1RCRL˙Vi˙Vo˙˙+
+
brbece
IbIbRb2Rb1RCRL˙Vi˙Vo˙˙Ce
輸入電阻:結論2:
輸入電阻大+
+
brbece
IbIbReRb2Rb1RCRL˙Vi˙VoIeIRb1IRb2Ii˙˙˙˙˙˙RCRb1Cb1+VCCRLCb2++
vivoRb2Re+
+
brbece
IbIbReRb2Rb1RCRL˙Vi˙Vo˙˙RCRb1Cb1+VCCRLCb2++
vivoRb2ReCe+
+
brbece
IbIbRb2Rb1RCRL˙Vi˙Vo˙˙RCRb1Cb1+VCCRLCb2++
vivoRb2Re2Re1Ce+
+
brbece
IbIbRe1Rb2Rb1RCRL˙Vi˙Vo˙˙不考慮rce影響:
輸出電阻
Ro:(考慮rce時,P137自學)Rs+
˙Vs+
+
ReRb2Rb1RC˙Vi+
RL˙Vobrbece
IbIb˙˙結論3:
輸出電阻大求:電路的Q(IBQ、ICQ、VCEQ),及AV、Ri、Ro。
已知:BJT=80、VBEQ=0.7V例題P137例4.4.156K
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16V56K
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16V解:(1)求解QICQVCEQVBQVBEQ解:(2)求動態(tài)性能指標:56K
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16V畫出小信號等效電路:解:(3)若Re兩端并聯(lián)旁路電容Ce:畫出小信號等效電路:二、含雙電源的射極偏置電路:(P139)
(自學)CeRCT+vs_Rs-VEERbCb1+VCCRLCb2Re1Re2三、含有恒流源的射極偏置電路:(P139)
注意:恒流源IO
靜態(tài)時提供直流電流
動態(tài)交流開路CeRCT+vs_Rs-VEERbCb+VCCRLIO(自學)討論與思考1解:
靜態(tài)工作點
Q(IBQ、ICQ、VCEQ)
不變化。
動態(tài)指標:
AV減小,
Ri
增大,Ro
不變。
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16V電路參數(shù)不變,
若斷開Ce:
Q及動態(tài)指標如何變化?動態(tài)指標:β
rbe
AV
、Ro
基本不變,
Ri增大。
靜態(tài)工作點Q
ICQ、VCEQ不變,
IBQ減小。電路參數(shù)不變,
若β增加一倍,
Q及動態(tài)指標如何變化?解:討論與思考2作業(yè):P190
4.4.3、4.4.4、4.4.54.5.1共集電極放大電路:(CC)
P141Common-Collector(Emitter-Follower)Amplifier§4.5共集電極放大電路和
共基極放大電路一、電路分析(射極輸出器、電壓跟隨器)1.靜態(tài)分析,求Q:直流通路:交流通路IBQICQVCEQIEQ2.動態(tài)分析:
電壓增益:結論1:電壓跟隨器
輸入電阻結論2:輸入電阻大
輸出電阻+_,結論3:輸出電阻小問題:
帶負載能力如何?共集電極放大電路(CC)
特點及用途:◆
電壓跟隨器◆
輸入電阻大◆
輸出電阻小,帶負載能力強
輸入級
輸出級P143例4.5.1(PNP管,自學)或用作緩沖級應用舉例P2834.5.2共基極放大電路:
(CB)
Common-BaseAmplifier一、靜態(tài)分析直流通路與射極偏置電路相同(電流跟隨器)(P144自學)二、動態(tài)分析1電壓增益電壓增益:結論:同相放大電路,放大能力強。2輸入電阻結論:輸入電阻很小3輸出電阻VT+-IT
結論:輸出電阻大P143例4.5.2(自學)共基極放大電路(CB)特點及用途:◆同相放大電路,放大能力強
◆電流跟隨器
◆輸入電阻很小
◆輸出電阻較大,帶負載能力弱
◆
高頻性能好
高頻或寬帶放大器4.5.3BJT放大電路三種組態(tài)的比較(P147自學)一、三種組態(tài)的判別:二、三種組態(tài)的特點及用途:(掌握)
(P148表4.5.1)放大電路三種組態(tài):CE、CC、CB討論與思考P1914.5.1tVitVo
電路屬何種組態(tài)?其輸出電壓波形是否正確?若有錯,請改正。tVo解:共集電極放大電路(CC)tVi輸出端有耦合電容:tVoVE輸出端無耦合電容:tVo
復習思考題P1474.5.14.5.2作業(yè):P1914.5.3選做:
4.5.6§4.6組合放大電路
多只BJT構成復合管
復合管放大電路
兩個不同組態(tài)電路配合使用
(如:CE-CB,CC-CC等)改善放大電路性能4.6.1共射-共基組合放大電路:(CE-CB)
P149CECB特點:1.高頻信能好,
有較寬的帶寬。2.增益較大,放大能力強。(分析自學)CC-CE組合放大電路
特點:輸入電阻大
且增益較大例1:說明以下組合放大電路的類型及特點:CE-CC組合放大電路
特點:輸出電阻小
且增益較大CCCECECC例2:按下列要求構成組合放大電路:現(xiàn)有電路:CC、CE、CB①
Ri=1KΩ~2kΩ,RO
100Ω,AV≥100②Ri=100kΩ~200kΩ,AV≥150CE-CCCC-CE4.6.2共集-共集放大電路:(CC-CC)
P150CCCC一、復合管(DarlingtonConnection達林頓管):2.作用:提高電流放大倍數(shù)。1.概念:把二只或三只BJT按一定原則連接起來
所構成的三端器件。同類型復合管互補型復合管3.特點:
復合管類型同T1
,
1
24.連接原則:
T1、T2中實際電流不沖突,都工作在放大區(qū)。同類型復合管互補型復合管例:說明復合管CC放大電路
特點:(P153)P153例4.6.1(自學)電壓跟隨性更好
輸入電阻更大
輸出電阻更小。解:動態(tài)性能更好:應用舉例:P403
集成功放LM380內部電路。復合管
實際應用中,常對放大電路的性能提出多方面要求:
如增益大、輸入電阻大、輸出電阻小等,僅靠單個放大電路不能同時滿足要求,可選取多個基本放大電路,并將它們合理連接,即構成多級放大電路。4.7.1概述:
級級間耦合第一級第二級第n-1級第n級輸入輸出耦合級(MultistageAmplifierCircuit)§4.7多級放大電路(補充)阻容耦合、直接耦合、變壓器耦合
一、直接耦合:(P283)放大電路的前級輸出端直接接至后級輸入端。缺點:各級Q互相影響,設計調試不便,
有嚴重零點漂移(溫度漂移)問題。優(yōu)點:可放大交直流信號,
利于集成。應用:交、直流集成放大器。4.7.2常見多級放大電路的耦合方式:vI=0,vO≠0的現(xiàn)象漂移
10
mV+100uV漂移
100uV10mV漂移
1V+10mV漂移
1V+10mV
將放大電路的前級輸出端
通過電容接至后級輸入端。耦合電容缺點:只能傳輸交流信號,
漂移信號和低頻信
號不能通過,不利
于集成。
優(yōu)點:各級Q獨立,設計、
調試方便,體積
小、成本低。應用:交流放大器。二、阻容耦合:三、變壓器耦合:(P409)放大電路的前級
輸出端通過變壓器接至后級輸入端或負載上。優(yōu)點:各級Q獨立,設計、調試
方便,能實現(xiàn)阻抗變換。缺點:低頻特性差,不能放大緩變信號,笨重,
不利于集成。
應用:分立器件功率放大電路。變壓器變壓器4.7.3電路分析:(參考P149--154電路分析)一、靜態(tài)分析:(以阻容耦合為例)各級Q單獨求解(方法同前)二、動態(tài)分析:一個n級放大電路的小信號等效電路:注意Ri=Ri1Ro=Ron
前級電路的輸出是下級電路的信號源
后級電路的輸入電阻是前級電路的負載例1:分析如下多級放大電路。一、靜態(tài)分析:畫直流通路:求Q1、Q2T1:T2:vovi二、動態(tài)分析:小信號等效電路:vivo10uF16k16kRw1150k3DG63.3k1.8k50uF10uFVivo15.1k|5.1k4701k2.4kRw247k3DG66800pF50uF10uFVo+12vVCCRc1Rc2Rb11作業(yè)P194(4.6.2)Rb11
=16+Rw1
=48KRb12
=5.1+Rw2
=24K思考題:分析實驗中多級放大電路16k16kRw13DG63.3k1.8k10uFVi50uF5.1k5.1k1kRw23DG610uFvo1+12vVCCRc1Re2(1)靜態(tài)分析:二級電路靜態(tài)工作點互相獨立2.4k10uFVo47050uFRe1Rw1=31KRw2=13.5Krbe1=2.2Krbe2=0.86K10uF16k16kRw13DG63.3k1.8k50uF10uFVivo15.1k5.1k4701k2.4kRw23DG66800pF50uF10uFVo+12vVCCRc1Rc2Rb11rbe2Rb12rbe1Rc1Rb21Rb22Rc2Ri2(2)動態(tài)分析:Rb11rbe2Rb12rbe1Rc1Rb21Rb22Rc2Ri2Ri§4.8放大電路的頻率響應
(P154)一、研究放大電路頻率響應的必要性:放大倍數(shù)(增益)是信號頻率的函數(shù)
放大電路頻率響應或頻率特性(簡稱為頻響)
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