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文檔簡介
0導言1常用半導體器件2基本放大電路3多級放大電路4集成運算放大電路5放大電路的頻率響應6放大電路中的反饋7信號的運算和處理8波形的發(fā)生和信號的變換9功率放大電路10直流電源模擬電子技術基礎2基本放大電路第一頁,編輯于星期六:八點四十分。2.1放大的概念和放大電路的主要性能指標2.2基本共射放大電路的工作原理2.3放大電路的分析方法2.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定2.5晶體管單管放大電路的三種基本接法2.6場效應管放大電路2.7基本放大電路的派生電路2.8Multisim應用舉例2基本放大電路第二頁,編輯于星期六:八點四十分。2.1.1放大的概念2.1.2放大電路的性能指標2.1放大的概念和放大電路的主要性能指標第三頁,編輯于星期六:八點四十分。2.1.1、放大的概念放大的對象:變化量放大的本質(zhì):能量的控制放大的特征:功率放大放大的基本要求:不失真——放大的前提判斷電路能否放大的基本出發(fā)點VCC至少一路直流電源供電第四頁,編輯于星期六:八點四十分。2.1.2放大電路的性能指標
輸入電阻InputResistance
輸出電阻OutputResistance
增益Gain頻率響應及帶寬FrequencyResponse
andWideband
非線性失真NonlinearDistortion第五頁,編輯于星期六:八點四十分。2.1.2放大電路的性能指標1.輸入電阻第六頁,編輯于星期六:八點四十分。2.輸出電阻所以另一方法注意:輸入、輸出電阻為交流電阻2.1.2放大電路的性能指標第七頁,編輯于星期六:八點四十分。3.增益反映放大電路在輸入信號控制下,將供電電源能量轉(zhuǎn)換為輸出信號能量的能力其中“甲放大電路的增益為-20倍”和“乙放大電路的增益為-20dB”,問哪個電路的增益大?四種增益常用分貝(dB)表示2.1.2放大電路的性能指標第八頁,編輯于星期六:八點四十分。4.頻率響應及帶寬(頻域指標)A.頻率響應及帶寬電壓增益可表示為在輸入正弦信號情況下,輸出隨輸入信號頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應,稱為放大電路的頻率響應?;?qū)憺槠渲蠥v為什么是f的函數(shù)?原因:放大電路存在電抗元件,如電容、電感。2.1.2放大電路的性能指標第九頁,編輯于星期六:八點四十分。4.頻率響應及帶寬(頻域指標)A.頻率響應及帶寬普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應該圖稱為波特圖縱軸:dB橫軸:頻率或頻率對數(shù)分度2.1.2放大電路的性能指標第十頁,編輯于星期六:八點四十分。4.頻率響應及帶寬(頻域指標)A.頻率響應及帶寬其中普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應高頻區(qū)中頻區(qū)低頻區(qū)3dB頻率點(半功率點)3dB頻率點(半功率點)直流放大電路的幅頻響應與此有何區(qū)別?高頻截止頻率點,電壓增益比中頻區(qū)增益下降3dB,這時在相同輸入電壓條件下,與中頻區(qū)比較,輸出電壓下降到多少?2.1.2放大電路的性能指標第十一頁,編輯于星期六:八點四十分。5.非線性失真由元器件非線性特性引起的失真。非線性失真系數(shù)2.1.2放大電路的性能指標第十二頁,編輯于星期六:八點四十分。線性傳輸特性與線性放大第十三頁,編輯于星期六:八點四十分。非線性傳輸特性與非線性失真第十四頁,編輯于星期六:八點四十分。2.1放大的概念和放大電路的主要性能指標2.2基本共射放大電路的工作原理2.3放大電路的分析方法2.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定2.5晶體管單管放大電路的三種基本接法2.6場效應管放大電路2.7基本放大電路的派生電路2.8Multisim應用舉例2基本放大電路第十五頁,編輯于星期六:八點四十分。2.2.1基本共射放大電路的組成及各元件的作用2.2.2設置靜態(tài)工作點的必要性2.2.3基本共射放大電路的工作原理及波形分析2.2.4放大電路的組成原則2.2基本共射放大電路的工作原理第十六頁,編輯于星期六:八點四十分。2.2.1基本共射放大電路的組成及各元件的作用第十七頁,編輯于星期六:八點四十分。VBB、Rb:使VBE>Vth,且有合適的IB。VCC:使VCE≥VBE,同時作為負載的能源。Rc:將ΔiC轉(zhuǎn)換成ΔvCE(vo)。動態(tài)信號作用時:
輸入電壓ui為零時,晶體管各極的電流、b-e間的電壓、管壓降稱為靜態(tài)工作點Q,記作IBQ、ICQ(IEQ)、VBEQ、VCEQ。2.2.1基本共射放大電路的組成及各元件的作用CE第十八頁,編輯于星期六:八點四十分。習慣畫法共射極基本放大電路2.2.1基本共射放大電路的組成及各元件的作用第十九頁,編輯于星期六:八點四十分。2.2.1基本共射放大電路的組成及各元件的作用vi=0第二十頁,編輯于星期六:八點四十分。2.2.1基本共射放大電路的組成及各元件的作用2.2.2設置靜態(tài)工作點的必要性2.2.3基本共射放大電路的工作原理及波形分析2.2.4放大電路的組成原則2.2基本共射放大電路的工作原理第二十一頁,編輯于星期六:八點四十分。2.2.2設置靜態(tài)工作點的必要性
為什么放大的對象是動態(tài)信號,卻要晶體管在信號為零時有合適的直流電流和極間電壓?發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反向偏置第二十二頁,編輯于星期六:八點四十分。2.2.1基本共射放大電路的組成及各元件的作用2.2.2設置靜態(tài)工作點的必要性2.2.3基本共射放大電路的工作原理及波形分析2.2.4放大電路的組成原則2.2基本共射放大電路的工作原理第二十三頁,編輯于星期六:八點四十分。2.2.3基本共射放大電路的工作原理及波形分析第二十四頁,編輯于星期六:八點四十分。2.2.3基本共射放大電路的工作原理及波形分析vi=Vmsin
t第二十五頁,編輯于星期六:八點四十分。飽和失真底部失真截止失真頂部失真輸出和輸入反相!動態(tài)信號馱載在靜態(tài)之上與iC變化方向相反
要想不失真,就要在信號的整個周期內(nèi)保證晶體管始終工作在放大區(qū)!2.2.3基本共射放大電路的工作原理及波形分析第二十六頁,編輯于星期六:八點四十分。2.2.1基本共射放大電路的組成及各元件的作用2.2.2設置靜態(tài)工作點的必要性2.2.3基本共射放大電路的工作原理及波形分析2.2.4放大電路的組成原則2.2基本共射放大電路的工作原理第二十七頁,編輯于星期六:八點四十分。2.2.4放大電路的組成原則靜態(tài)工作點合適:合適的直流電源、合適的電路參數(shù)。動態(tài)信號能夠作用于晶體管的輸入回路,在負載上能夠獲得放大了的動態(tài)信號。對實用放大電路的要求:共地、直流電源種類盡可能少、負載上無直流分量。第二十八頁,編輯于星期六:八點四十分。2.2.4放大電路的組成原則兩種實用放大電路:(1)直接耦合放大電路問題:1.兩種電源2.信號源與放大電路不“共地”共地,且要使信號馱載在靜態(tài)之上靜態(tài)時,動態(tài)時,VCC和uI同時作用于晶體管的輸入回路。將兩個電源合二為一有直流分量有交流損失-+UBEQ第二十九頁,編輯于星期六:八點四十分。2.2.4放大電路的組成原則兩種實用放大電路:(2)阻容耦合放大電路耦合電容的容量應足夠大,即對于交流信號近似為短路。其作用是“隔離直流、通過交流”。靜態(tài)時,C1、C2上電壓?動態(tài)時,C1、C2為耦合電容?。璘BEQ-+UCEQvBE=vI+VBEQ,信號馱載在靜態(tài)之上。負載上只有交流信號。第三十頁,編輯于星期六:八點四十分。(a)(b)思考題下列a~f電路哪些具有放大作用?PNP管,發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)不反偏PNP管,輸入交流被短路第三十一頁,編輯于星期六:八點四十分。(c)(d)第三十二頁,編輯于星期六:八點四十分。(f)(e)電源接反基極無偏壓第三十三頁,編輯于星期六:八點四十分。作業(yè):2.1第三十四頁,編輯于星期六:八點四十分。2.1放大的概念和放大電路的主要性能指標2.2基本共射放大電路的工作原理2.3放大電路的分析方法2.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定2.5晶體管單管放大電路的三種基本接法2.6場效應管放大電路2.7基本放大電路的派生電路2.8Multisim應用舉例2基本放大電路第三十五頁,編輯于星期六:八點四十分。2.3.1直流通路與交流通路2.3.2圖解法2.3.3等效電路法2.3放大電路的分析方法第三十六頁,編輯于星期六:八點四十分。2.3.1.直流通路和交流通路
耦合電容:通交流、隔直流
直流電源:內(nèi)阻為零
直流電源和耦合電容對交流相當于短路第三十七頁,編輯于星期六:八點四十分。在放大電路中直流信號和交流信號是同時存在的,為了分析研究方便,將兩種信號對電路的作用分開討論,即分為直流通路和交流通路。直流通路:在直流電源作用下直流電流流過的通路,即靜態(tài)電流通路。
主要用于求解靜態(tài)工作點。2.3.1.直流通路和交流通路第三十八頁,編輯于星期六:八點四十分。直流通路的確定方法:(a)將電容開路;(b)將電感短路,忽略內(nèi)阻;(c)交流信號源短路,保留內(nèi)阻。2.3.1.直流通路和交流通路第三十九頁,編輯于星期六:八點四十分。RC耦合共射放大電路開路開路RB+VCCRCC1C2T直流通道RB+VCCRC第四十頁,編輯于星期六:八點四十分。交流通路:在輸入信號作用下交流電流流過的通路,即動態(tài)電流通路。主要用于確定放大電路的動態(tài)參數(shù)。2.3.1.直流通路和交流通路第四十一頁,編輯于星期六:八點四十分。交流通路的確定方法:(a)將電容視為短路;(b)將電感視為開路;(c)將直流電源視為短路。(小內(nèi)阻)2.3.1.直流通路和交流通路第四十二頁,編輯于星期六:八點四十分。對交流信號(輸入信號ui)短路短路置零接地RB+VCCRCC1C2TRB+ECRCC1C2T第四十三頁,編輯于星期六:八點四十分。RB+VCCRCC1C2T第四十四頁,編輯于星期六:八點四十分。直流通路的確定方法:(a)將電容開路;(b)將電感短路,忽略內(nèi)阻;(c)交流信號源短路,保留內(nèi)阻。交流通路的確定方法:(a)將電容視為短路;(b)將電感視為開路;(c)將直流電源視為短路。(小內(nèi)阻)2.3.1.直流通路和交流通路第四十五頁,編輯于星期六:八點四十分。信號的不同分量可以分別在不同的通路中分析。在分析放大電路時,應遵循“先靜態(tài),后動態(tài)”的原則。求解靜態(tài)工作點Q時應用直流通路,求解動態(tài)參數(shù)時應用交流通路2.3.1.直流通路和交流通路第四十六頁,編輯于星期六:八點四十分。利用上述原則,直接耦合共射放大電路的直、交流通路分別為:短路信號源內(nèi)阻保留第四十七頁,編輯于星期六:八點四十分。置0第四十八頁,編輯于星期六:八點四十分。作業(yè):2.2第四十九頁,編輯于星期六:八點四十分。2.3.1直流通路與交流通路2.3.2圖解法2.3.3等效電路法2.3放大電路的分析方法第五十頁,編輯于星期六:八點四十分。采用該方法分析靜態(tài)工作點,必須已知三極管的輸入輸出特性曲線。共射極放大電路1.靜態(tài)工作點的圖解分析
首先,畫出直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-
2.3.2圖解分析法第五十一頁,編輯于星期六:八點四十分。直流通路IBVBE+-ICVCE+-
列輸入回路方程:
VBE=VCC-IBRb
列輸出回路方程(直流負載線):
VCE=VCC-ICRc
在輸入特性曲線上,作出直線VBE=VCC-IBRb,兩線的交點即是Q點,得到IBQ。
在輸出特性曲線上,作出直流負載線VCE=VCC-ICRc,與IBQ曲線的交點即為Q點,從而得到VCEQ和ICQ。第五十二頁,編輯于星期六:八點四十分。2.動態(tài)工作情況的圖解分析◆由交流通路得純交流負載線:
共射極放大電路交流通路icvce+-vce=-ic
(Rc//RL)
因為交流信號過零時,電路中電壓、電流值就等于靜態(tài)值,交流負載線必過Q點,即vce=
vCE-VCEQ
ic=
iC-ICQ
同時,令R
L=Rc//RL則交流負載線為vCE-VCEQ=-(iC-
ICQ)R
L
即iC
=(-1/R
L)vCE+(1/R
L)VCEQ+
ICQ過輸出特性曲線上的Q點做一條斜率為-1/R
L
直線,該直線即為交流負載線。R'L=RL∥Rc,是交流負載電阻。
交流負載線是有交流輸入信號時Q點的運動軌跡。
第五十三頁,編輯于星期六:八點四十分。2.動態(tài)工作情況的圖解分析共射極放大電路#動態(tài)工作時,iB、iC的實際電流方向是否改變,vCE的實際電壓極性是否改變?第五十四頁,編輯于星期六:八點四十分。2.動態(tài)工作情況的圖解分析---結(jié)論1vBEiBiCvCE|vo|第五十五頁,編輯于星期六:八點四十分。2.動態(tài)工作情況的圖解分析---結(jié)論2vo與vi相位?相反第五十六頁,編輯于星期六:八點四十分。2.動態(tài)工作情況的圖解分析---結(jié)論33.可以測量出放大電路的電壓放大倍數(shù);第五十七頁,編輯于星期六:八點四十分。2.動態(tài)工作情況的圖解分析---結(jié)論44.可以確定最大不失真輸出幅度。第五十八頁,編輯于星期六:八點四十分。iCvCEvo可輸出的最大不失真信號確定最大不失真輸出幅度ib第五十九頁,編輯于星期六:八點四十分。
2.動態(tài)工作情況的圖解分析◆BJT的三個工作區(qū)當工作點進入飽和區(qū)或截止區(qū)時,將產(chǎn)生非線性失真。飽和區(qū)特點:
iC不再隨iB的增加而線性增加,即此時截止區(qū)特點:iB=0,iC=ICEOvCE=VCES,典型值為0.3V第六十頁,編輯于星期六:八點四十分。①波形的失真飽和失真
由于放大電路的工作點達到了三極管的飽和區(qū)而引起的非線性失真。對于NPN管,輸出電壓表現(xiàn)為底部失真。
3.非線性失真的圖解分析0第六十一頁,編輯于星期六:八點四十分。iCvCEQ點過高,信號進入飽和區(qū)放大電路產(chǎn)生飽和失真ib輸入波形vo輸出波形第六十二頁,編輯于星期六:八點四十分。截止失真
由于放大電路的工作點達到了三極管的截止區(qū)而引起的非線性失真。對于NPN管,輸出電壓表現(xiàn)為頂部失真。注意:對于PNP管,由于是負電源供電,失真的表現(xiàn)形式,與NPN管正好相反。#放大區(qū)是否為絕對線性區(qū)?0第六十三頁,編輯于星期六:八點四十分。iCuCEuoQ點過低,信號進入截止區(qū)放大電路產(chǎn)生截止失真輸出波形輸入波形ib第六十四頁,編輯于星期六:八點四十分。截止失真的波形第六十五頁,編輯于星期六:八點四十分。飽和失真的波形第六十六頁,編輯于星期六:八點四十分。000飽和失真截止失真削波失真第六十七頁,編輯于星期六:八點四十分。②放大電路的動態(tài)范圍放大電路要想獲得大的不失真輸出幅度,要求:
工作點Q要設置在輸出特性曲線放大區(qū)的中間部位;
3.非線性失真的圖解分析要有合適的交流負載線。
第六十八頁,編輯于星期六:八點四十分。第六十九頁,編輯于星期六:八點四十分。第七十頁,編輯于星期六:八點四十分。4.圖解分析法的適用范圍幅度較大而工作頻率不太高的情況優(yōu)點:1)直觀、形象。2)有助于建立和理解交、直流共存,靜態(tài)和動態(tài)等重要概念;3)有助于理解正確選擇電路參數(shù)、合理設置靜態(tài)工作點的重要性。4)能全面地分析放大電路的靜態(tài)、動態(tài)工作情況。第七十一頁,編輯于星期六:八點四十分。4.圖解分析法的適用范圍缺點:1)不能分析工作頻率較高時的電路工作狀態(tài)2)也不能用來分析放大電路的輸入電阻、輸出電阻等動態(tài)性能指標。第七十二頁,編輯于星期六:八點四十分。思考題1.試分析下列問題:共射極放大電路(1)增大Rc時,負載線將如何變化?Q點怎樣變化?(2)增大Rb時,負載線將如何變化?Q點怎樣變化?(3)減小VCC時,負載線將如何變化?Q點怎樣變化?(4)減小RL時,負載線將如何變化?Q點怎樣變化?第七十三頁,編輯于星期六:八點四十分。不變不變QIBICVCE共射極放大電路第七十四頁,編輯于星期六:八點四十分。減小減小Q第七十五頁,編輯于星期六:八點四十分。減小減小Q第七十六頁,編輯于星期六:八點四十分。共射極放大電路思考題2.放大電路如圖所示。當測得BJT的VCE接近=VCC的值時,問管子處于什么工作狀態(tài)?可能的故障原因有哪些?截止狀態(tài)答:故障原因可能有:?Rb支路可能開路,IB=0,IC=0,VCE=VCC-IC
Rc=VCC。?C1可能短路,
VBE=0,IB=0,IC=0,VCE=VCC-IC
Rc=VCC。第七十七頁,編輯于星期六:八點四十分。共射極放大電路SaturationregionCutoffregionForwardActiveregionVCE=?VCES=0.3VVCE=?VCCVCE=?(1,Vcc)第七十八頁,編輯于星期六:八點四十分。晶體管電路的基本問題和分析方法三種工作狀態(tài)狀態(tài)電流關系條件放大I
C=
IB發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏飽和
IC
IB兩個結(jié)正偏ICS=
IBS集電結(jié)零偏臨界截止IB=0,IC≈0兩個結(jié)反偏判斷導通還是截止:VBE>V(th)
則導通以NPN為例:VBE<V(th)
則截止第七十九頁,編輯于星期六:八點四十分。判斷飽和還是放大:1.電位判別法NPN管VC>VB>VE放大VE<VC
VB飽和PNP管VC<VB<VE放大VE>VC
V
B飽和第八十頁,編輯于星期六:八點四十分。2.電流判別法IB>IBS
則飽和IB<IBS則放大共射極放大電路直流通路IBVBE+-ICVCE+-如果電路的發(fā)射極上串聯(lián)一個電阻Re,該如何計算?第八十一頁,編輯于星期六:八點四十分。第八十二頁,編輯于星期六:八點四十分。例用估算法判斷三極管的工作區(qū)第八十三頁,編輯于星期六:八點四十分。例用估算法判斷三極管的工作區(qū)第八十四頁,編輯于星期六:八點四十分。例用估算法判斷三極管的工作區(qū)PNP截止第八十五頁,編輯于星期六:八點四十分。共射極放大電路放大電路如圖所示。已知BJT的?=80,Rb=300k,Rc=2k,VCC=+12V,求:(1)放大電路的Q點。此時BJT工作在哪個區(qū)域?(2)當Rb=100k時,放大電路的Q點。此時BJT工作在哪個區(qū)域?(忽略BJT的飽和壓降)解:(1)(2)當Rb=100k時,靜態(tài)工作點為Q(40uA,3.2mA,5.6V),BJT工作在放大區(qū)。其最小值也只能為0,即IC的最大電流為:所以BJT工作在飽和區(qū)。VCE不可能為負值,此時,Q(120uA,6mA,0V),例題第八十六頁,編輯于星期六:八點四十分。作業(yè):2.4第八十七頁,編輯于星期六:八點四十分。2.3.1直流通路與交流通路2.3.2圖解法2.3.3等效電路法2.3放大電路的分析方法第八十八頁,編輯于星期六:八點四十分。建立小信號模型的意義建立小信號模型的思路當放大電路的輸入信號電壓很小時,就可以把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來代替,從而可以把三極管這個非線性器件所組成的電路當作線性電路來處理。由于三極管是非線性器件,這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信號模型,就是將非線性器件做線性化處理,從而簡化放大電路的分析和設計。2.3.3等效電路法第八十九頁,編輯于星期六:八點四十分?!鬑參數(shù)的引出在小信號情況下,對上兩式取全微分得用小信號交流分量表示vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce對于BJT雙口網(wǎng)絡,我們已經(jīng)知道輸入輸出特性曲線如下:iB=f(vBE)
vCE=constiC=f(vCE)
iB=const可以寫成:vBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡第九十頁,編輯于星期六:八點四十分。輸出端交流短路時的輸入電阻;輸出端交流短路時的正向電流傳輸比或電流放大系數(shù);輸入端交流開路時的反向電壓傳輸比;輸入端交流開路時的輸出電導。其中:四個參數(shù)量綱各不相同,故稱為混合參數(shù)(H參數(shù)
Hybridparameter
)?!鬑參數(shù)的引出vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce第九十一頁,編輯于星期六:八點四十分。vBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce電壓電流電壓電流電流電壓第九十二頁,編輯于星期六:八點四十分?!鬑參數(shù)小信號模型根據(jù)可得小信號模型BJT的H參數(shù)模型hfeibicvceibvbehrevcehiehoevbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcevBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡
H參數(shù)都是小信號參數(shù),即微變參數(shù)或交流參數(shù)。
H參數(shù)與工作點有關,在放大區(qū)基本不變。
H參數(shù)都是微變參數(shù),所以只適合對交流信號的分析。第九十三頁,編輯于星期六:八點四十分。◆模型的簡化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即rbe=hie
=hfe
uT=hre
rce=1/hoe一般采用習慣符號則BJT的H參數(shù)模型為
ibicvceibvbeuT
vcerberce
uT很小,一般為10-310-4,
rce很大,約為100k。故一般可忽略它們的影響,得到簡化電路
ib
是受控源
,且為電流控制電流源(CCCS)。
電流方向與ib的方向是關聯(lián)的。
第九十四頁,編輯于星期六:八點四十分。vCEIBQiBvBEiCQQH參數(shù)小信號模型中參數(shù)的物理意義bceμvcerbe
ibibicvce-+-+vbe-+rcerbe=1斜率rce=1斜率第九十五頁,編輯于星期六:八點四十分。iBvBEvCEiCbceμvcerbe
ibibicvce-+-+vbe-+rce
iC
iBVCEQ
vBE
vCEIBQμ=
vBE
vCE
=
iC
iBH參數(shù)小信號模型中參數(shù)的物理意義第九十六頁,編輯于星期六:八點四十分。◆H參數(shù)的確定
一般用測試儀測出;
rbe與Q點有關,可用圖示儀測出。一般也用公式估算rbe
rbe=rb+(1+
)re其中對于低頻小功率管rb≈200
則
而
(T=300K)
Q點變化,rbe的值就發(fā)生變化第九十七頁,編輯于星期六:八點四十分。思考題1.BJT小信號模型是在什么條件下建立的?受控源是何種類型的?2.若用萬用表的“歐姆”檔測量b、e兩極之間的電阻,是否為rbe?第九十八頁,編輯于星期六:八點四十分。3畫出圖所示電路的小信號等效電路,設電路中各電容容抗均可忽略,并注意標出電壓、電流的正方向。第九十九頁,編輯于星期六:八點四十分。第一百頁,編輯于星期六:八點四十分。第一百零一頁,編輯于星期六:八點四十分。第一百零二頁,編輯于星期六:八點四十分。第一百零三頁,編輯于星期六:八點四十分。第一百零四頁,編輯于星期六:八點四十分。第一百零五頁,編輯于星期六:八點四十分。第一百零六頁,編輯于星期六:八點四十分。第一百零七頁,編輯于星期六:八點四十分。2.3.3等效電路法
共射極放大電路(1)利用直流通路求Q點一般硅管VBE=0.7V,鍺管VBE=0.2V,
已知。2.用H參數(shù)小信號模型分析基本共射極放大電路第一百零八頁,編輯于星期六:八點四十分。(2)畫出小信號等效電路RbviRbRbviRc共射極放大電路icvce+-交流通路RbviRcRLH參數(shù)小信號等效電路第一百零九頁,編輯于星期六:八點四十分。(3)求電壓增益根據(jù)RbviRcRL則電壓增益為(可作為公式)第一百一十頁,編輯于星期六:八點四十分。(4)求輸入電阻RbRcRLRi(5)求輸出電阻RbRcRLRo令Ro=Rc所以第一百一十一頁,編輯于星期六:八點四十分。
共射極放大電路第一百一十二頁,編輯于星期六:八點四十分。
共射極放大電路第一百一十三頁,編輯于星期六:八點四十分。3.小信號模型分析法的適用范圍放大電路的輸入信號幅度較小,BJT工作在其V-I特性曲線的線性范圍(即放大區(qū))內(nèi)。H參數(shù)的值是在靜態(tài)工作點上求得的。所以,放大電路的動態(tài)性能與靜態(tài)工作點參數(shù)值的大小及穩(wěn)定性密切相關。優(yōu)點:分析放大電路的動態(tài)性能指標(AV、Ri和Ro等)非常方便,且適用于頻率較高時的分析。缺點:在BJT與放大電路的小信號等效電路中,電壓、電流等電量及BJT的H參數(shù)均是針對變化量(交流量)而言的,不能用來分析計算靜態(tài)工作點。第一百一十四頁,編輯于星期六:八點四十分。4)根據(jù)放大電路的小信號模型等效電路計算放大電路的交流指標Au、Ri、Ro。4放大電路小信號模型分析法的一般步驟1)根據(jù)直流通路估算靜態(tài)工作點,并確定H參數(shù);2)畫出放大電路的交流通路;3)根據(jù)交流通路用BJT的H參數(shù)小信號模型代替電路中的BJT,畫出放大電路的小信號模型等效電路。(注意:由于輸入信號常用正弦電壓,所以,小信號等效電路中的電壓、電流均用相量表示。)第一百一十五頁,編輯于星期六:八點四十分。1.電路如圖所示。試畫出其小信號等效模型電路。解:例題第一百一十六頁,編輯于星期六:八點四十分。例題解:(1)(2)2.放大電路如圖所示。試求:(1)Q點;(2)、、。已知
=50。第一百一十七頁,編輯于星期六:八點四十分。作業(yè):2.7第一百一十八頁,編輯于星期六:八點四十分。2.1放大的概念和放大電路的主要性能指標2.2基本共射放大電路的工作原理2.3放大電路的分析方法2.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定2.5晶體管單管放大電路的三種基本接法2.6場效應管放大電路2.7基本放大電路的派生電路2.8Multisim應用舉例2基本放大電路第一百一十九頁,編輯于星期六:八點四十分。2.4.1靜態(tài)工作點穩(wěn)定的必要性2.4.2典型的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路2.4.3穩(wěn)定靜態(tài)工作點的措施2.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定第一百二十頁,編輯于星期六:八點四十分。共射極放大電路直流通路IBVBE+-ICVCE+-先直流分析------直流通路第一百二十一頁,編輯于星期六:八點四十分。RbviRbRbviRc共射極放大電路icvce+-交流通路RbviRcRLH參數(shù)小信號等效電路后交流分析------交流通路------小信號模型等效電路第一百二十二頁,編輯于星期六:八點四十分。RbviRbRbviRcRbviRcRLH參數(shù)小信號等效電路第一百二十三頁,編輯于星期六:八點四十分。溫度:
ICBO
ICEO
T
VBE
IB
IC
2.4.1靜態(tài)工作點穩(wěn)定的必要性第一百二十四頁,編輯于星期六:八點四十分。2.4.1靜態(tài)工作點穩(wěn)定的必要性2.4.2典型的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路2.4.3穩(wěn)定靜態(tài)工作點的措施2.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定第一百二十五頁,編輯于星期六:八點四十分。2.4.1靜態(tài)工作點穩(wěn)定的必要性2.4.2典型的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路2.4.3穩(wěn)定靜態(tài)工作點的措施2.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定第一百二十六頁,編輯于星期六:八點四十分。1.穩(wěn)定工作點原理目標:溫度變化時,使IC維持恒定。如果溫度變化時,b點電位能基本不變,則可實現(xiàn)靜態(tài)工作點的穩(wěn)定。T
穩(wěn)定原理:
IC
IE
IC
VE、VB不變
VBE
IB
(反饋控制)b點電位基本不變的條件:I1>>IB,此時,不隨溫度變化而變化。VB>>VBE且Re可取大些,反饋控制作用更強。一般取I1=(5~10)IB,VB=3V~5V
2.4.2典型的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路◆基極分壓式射極偏置電路第一百二十七頁,編輯于星期六:八點四十分。如何選擇電阻,保證,I1>>IB?B點電位?第一百二十八頁,編輯于星期六:八點四十分。2.放大電路指標分析①靜態(tài)工作點◆基極分壓式射極偏置電路第一百二十九頁,編輯于星期六:八點四十分。2.放大電路指標分析②電壓增益<B>確定模型參數(shù)已知,求rbe第一百三十頁,編輯于星期六:八點四十分。2.放大電路指標分析②電壓增益輸出回路Vo=?:輸入回路Vi=?:電壓增益:<C>增益第一百三十一頁,編輯于星期六:八點四十分。2.放大電路指標分析③輸入電阻根據(jù)定義由電路列出方程第一百三十二頁,編輯于星期六:八點四十分。2.放大電路指標分析③輸入電阻第一百三十三頁,編輯于星期六:八點四十分。放大電路的輸入電阻不包含信號源的內(nèi)阻第一百三十四頁,編輯于星期六:八點四十分。2.放大電路指標分析④輸出電阻求輸出電阻的等效電路網(wǎng)絡內(nèi)獨立源置零負載開路輸出端口加測試電壓rce對分析過程影響很大,此處不能忽略第一百三十五頁,編輯于星期六:八點四十分。2.放大電路指標分析對回路1和2列KVL方程其中第一百三十六頁,編輯于星期六:八點四十分。2.放大電路指標分析輸出電阻則當時,一般()第一百三十七頁,編輯于星期六:八點四十分。3.固定偏流電路與射極偏置電路的比較
共射極放大電路靜態(tài):第一百三十八頁,編輯于星期六:八點四十分。3.固定偏流電路與射極偏置電路的比較固定偏流共射極放大電路電壓增益:RbviRcRL固定偏流共射極放大電路輸入電阻:輸出電阻:Ro=Rc?射極偏置電路做如何改進,既可以使其具有溫度穩(wěn)定性,又可以使其具有與固定偏流電路相同的動態(tài)指標?第一百三十九頁,編輯于星期六:八點四十分。第一百四十頁,編輯于星期六:八點四十分。例
=100,RS=1k,RB1=62k,RB2=20k,RC=3kRE=1.5k,RL=5.6k,VCC=15V。求:“Q”,Au,Ri,Ro[解]1)求“Q”2)求Au、Ri、Ro、
AusRo=RC=3k
+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+us
+uo
第一百四十一頁,編輯于星期六:八點四十分。去掉旁路電容CE時:+VCCRCC1C2RLRE++RB1RB2RS+us
+uo
1)靜態(tài)工作點“Q”不變2)求Au、Aus、Ri、RoRCRB1RB2+ui
+uo
RLibiciirbe
ibRERo=RC=3k
既穩(wěn)定“Q”,Au又較大的電路第一百四十二頁,編輯于星期六:八點四十分。第一百四十三頁,編輯于星期六:八點四十分。2.含有雙電源的射極偏置電路(1)阻容耦合穩(wěn)定工作點作用?①靜態(tài)工作點第一百四十四頁,編輯于星期六:八點四十分。②電壓增益小信號等效電路第一百四十五頁,編輯于星期六:八點四十分。②電壓增益電壓增益:對信號源電壓增益:③輸入電阻④輸出電阻第一百四十六頁,編輯于星期六:八點四十分。作業(yè):2.11第一百四十七頁,編輯于星期六:八點四十分。2.1放大的概念和放大電路的主要性能指標2.2基本共射放大電路的工作原理2.3放大電路的分析方法2.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定2.5晶體管單管放大電路的三種基本接法2.6場效應管放大電路2.7基本放大電路的派生電路2.8Multisim應用舉例2基本放大電路第一百四十八頁,編輯于星期六:八點四十分。2.5.1共集電極放大電路共集電極電路結(jié)構(gòu)如圖示該電路也稱為射極輸出器第一百四十九頁,編輯于星期六:八點四十分。2.5.1共集電極放大電路1.電路分析---靜態(tài)(直流通路)第一百五十頁,編輯于星期六:八點四十分。1.電路分析①靜態(tài)分析第一百五十一頁,編輯于星期六:八點四十分。②電壓增益<A>畫小信號等效電路<B>確定模型參數(shù)
已知,求rbe1.電路分析第一百五十二頁,編輯于星期六:八點四十分。②電壓增益輸出回路:輸入回路:電壓增益:<C>增益1.電路分析其中一般,則電壓增益接近于1,即電壓跟隨器第一百五十三頁,編輯于星期六:八點四十分。③輸入電阻根據(jù)定義由電路列出方程則輸入電阻當,時,1.電路分析輸入電阻大第一百五十四頁,編輯于星期六:八點四十分。1.電路分析④輸出電阻由電路列出方程其中則輸出電阻當輸出電阻小第一百五十五頁,編輯于星期六:八點四十分。共集電極電路特點:◆電壓增益小于1但接近于1,◆輸入電阻大,對電壓信號源衰減小◆輸出電阻小,帶負載能力強#既然共集電極電路的電壓增益小于1(接近于1),那么它對電壓放大沒有任何作用。這種說法是否正確?第一百五十六頁,編輯于星期六:八點四十分。分析電路的靜態(tài)工作點和動態(tài)指標第一百五十七頁,編輯于星期六:八點四十分。是共集電極放大電路嗎?分析電路的靜態(tài)工作點和動態(tài)指標第一百五十八頁,編輯于星期六:八點四十分。直流通路?第一百五十九頁,編輯于星期六:八點四十分。交流通路?第一百六十頁,編輯于星期六:八點四十分。2.5.2共基極電路1.靜態(tài)工作點直流通路與射極偏置電路相同第一百六十一頁,編輯于星期六:八點四十分。2.動態(tài)指標①電壓增益輸出回路:輸入回路:電壓增益:與共射比較?第一百六十二頁,編輯于星期六:八點四十分。#共基極電路的輸入電阻很小,最適合用來放大何種信號源的信號?2.動態(tài)指標②輸入電阻③輸出電阻第一百六十三頁,編輯于星期六:八點四十分。2.5.3BJT放大電路三種組態(tài)的比較1.三種組態(tài)的判別以輸入、輸出信號的位置為判斷依據(jù):BJT的三種組態(tài)信號由基極輸入,集電極輸出信號由發(fā)射極輸入,集電極輸出信號由基極輸入,發(fā)射極輸出第一百六十四頁,編輯于星期六:八點四十分。電壓增益:輸入電阻:輸出電阻:2.三種組態(tài)的比較第一百六十五頁,編輯于星期六:八點四十分。3.三種組態(tài)的特點及用途共射極放大電路:◆電壓和電流增益都大于1◆輸入電阻在三種組態(tài)中居中◆輸出電阻與集電極電阻有很大關系?!暨m用于低頻情況下,作多級放大電路的中間級共集電極放大電路:◆只有電流放大作用,沒有電壓放大,有電壓跟隨作用?!糨斎腚娮枳罡摺糨敵鲭娮枳钚?,頻率特性好?!艨捎糜谳斎爰墶⑤敵黾壔蚓彌_級。共基極放大電路:◆只有電壓放大作用沒有電流放大有電流跟隨作用,◆輸入電阻小◆輸出電阻與集電極電阻有關?!舫S糜诘洼斎胱杩沟膱龊系谝话倭?,編輯于星期六:八點四十分。例題1.放大電路如圖所示。試求。已知
=50。解:兩者比較可看出增益明顯提高第一百六十七頁,編輯于星期六:八點四十分。1基本放大電路如下:A共射電路B共集電路C共基電路1)輸入電阻最小的是2)輸出電阻最小的是3)有電壓放大作用的是4)有電流放大作用的是5)輸入與輸出同相的是6)輸入與輸出反相的是第一百六十八頁,編輯于星期六:八點四十分。作業(yè):2.12第一百六十九頁,編輯于星期六:八點四十分。2.1放大的概念和放大電路的主要性能指標2.2基本共射放大電路的工作原理2.3放大電路的分析方法2.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定2.5晶體管單管放大電路的三種基本接法2.6場效應管放大電路2.7基本放大電路的派生電路2.8Multisim應用舉例2基本放大電路第一百七十頁,編輯于星期六:八點四十分。2.6.1MOSFET放大電路1.直流偏置及靜態(tài)工作點的計
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