bjt放大电路

《bjt放大电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《bjt放大电路（80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、2.1 放大电路的基本概念 2.2 基本放大电路的工作原理 2.3 图解分析法 2.4 小信号模型分析法 2.5 共集电极电路和共基极电路 2.6 放大电路频率响应,第二章 三极管放大电路基础,2.1 放大电路的基本概念,2.1.1 放大的概念 2.1.2 放大电路的主要技术指标 2.1.3 基本放大电路的工作原理,2.1.1 放大的概念,1、基本放大电路：一个三极管； 三种基本组态,2、放大电路主要用于放大微弱信号；,3、直流电源提供能量，三极管起控制作用。,共发射极、共集电极、共基极,放大概念示意图,2.1.2 放大电路的主要技术指标,(1)放大倍数 (2)输入电阻Ri (3)输出电阻Ro

2、 (4)通频带,(1) 放大倍数,电压放大倍数,电流放大倍数,功率放大倍数,(2) 输入电阻 Ri,衡量放大电路从信号源吸取电流大小,(3) 输出电阻Ro,表明放大电路带负载的能力。,(4) 通频带,fL下限频率 fH上限频率,基本放大电路的工作原理,(1) 共发射极组态交流基本放大电路的组成 (2) 静态和动态 (3) 直流通道和交流通道 (4) 放大原理,(1) 共发射极组态交流基本放大电路的组成,(2) 静态和动态,静态 时，放大电路的工作状态， 也称直流工作状态。,放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道。,动态

3、 时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。,直流电源和耦合电容对交流相当于短路,(3) 直流通道和交流通道,(a)直流通道 (b)交流通道,(4) 放大原理,输入信号通过耦合电容加在三极管的发射结于是有下列过程：,三极管放大作用,变化的 通过 转变为 变化的输出,2.2.1 图解分析法,2.3.1 放大电路的静态分析 2.3.2 放大电路的动态图解分析,1.静态工作状态的计算分析法,根据直流通道可对放大电路的静态进行计算,静态工作点 Q(IB,IC,VCE),1.放大电路的静态分析,2.静态工作状态的图解分析法,放大电路静态工作状态的图解分析,3. 由直流负载列出方程 VCE=VCCICRc

4、 在输出特性曲线上确定两个特殊点,即可 画出直流负载线。,直流负载线的确定方法：,VCC 、 VCC /Rc,4. 交点即为静态点, Q点的参数IBQ、ICQ和VCEQ。,1.估算IBQ,2.取对应的输出特性曲线,例：测量三极管三个电极对地电位如图 所示，试判断三极管的工作状态。,三极管工作状态判断,2 放大电路的动态图解分析,（1）交流负载线 （2）交流工作状态的图解分析 （3）最大不失真输出幅度,（1）交流负载线,交流负载线确定方法： 通过输出特性曲线上的Q点做一条直线，其斜率为-1/RL 。,2.RL= RLRc， 是交流负载电阻。,1.交流负载线是有交流 输入信号 时Q点的运 动轨迹。

5、,3.交流负载线与直流 负载线相交Q点。,输入一微小的正弦信号 ui,（2）交流工作状态的图解分析,放大电路的非线性失真,放大电路有合适的静态工作点（即交流负载线的中间位置），可输出最大不失真信号。,工作点过高引起饱和失真,工作点过低引起截止失真,放大电路的动态图解分析,通过图解分析，可得如下结论： 1. vi vBE iB iC vCE |-vo| 2. vo与vi相位相反； 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数； 4. 可以确定最大不失真输出幅度。,(2)交流工作状态的图解分析,波形的失真,饱和失真,截止失真,工作点达到了饱和区。对于NPN管， 输出电压表现为底部失真。,工作点达到了截止

6、区。对于NPN管， 输出电压表现为顶部失真。,(3) 最大不失真输出幅度,注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与NPN管正好相反。,放大电路的最大不失真输出幅度,1.工作点Q 要设置在输出特性曲线放 大区的中间部位； 2.要有合适的交流负载线。 3.若交流负载线已有,静点应设置在交流负载线的中央。,放大器的最大不失真输出幅度,1 三极管的低频小信号模型 2 共射基本放大电路微变等效电路分析法,2.2.2 小信号模型分析法,(1)模型的建立,1.三极管可以用一个模型来代替。 2.对于低频模型可以不考虑结电容的影响。 3.小信号意味着三极管在线性条件下工作， 微变也具有线性同样的

7、含义。,双极型三极管h参数模型,（2)模型中的主要参数,rbe三极管的交流输入电阻,reVT / iE reQVT /IEQ=26 (mV)/ IEQ ( mA) rbeQ= rbb + rbe 300 +(1+) 26 / IEQ,iB输出电流源,表示三极管的电流放大作用。反映了三极管具有电流控制电流源CCCS的特性。,(3) h参数,，称为输入电阻，即 rbe。,，称为电压反馈系数。,，称为电流放大系数，即。,，称为输出电导，即1/rce。,三极管的模型也可以用网络方程导出。 三极管的输入和输出特性曲线如下：,图03.17 h11和h12的意义,h参数的物理含义见图。,图 03.18 h2

8、1和h22的意义,h参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。 h参数与工作点有关，在放大区基本不变。 h参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。,(4) h参数微变等效电路简化模型,简化的三极管h参数模型,三极管简化h参数模型,2 共射组态基本放大电路变等效电路分析法,(1) 共射组态基本放大电路 (2) 直流计算 (3) 交流计算,共发射极组态基本放大电路,温度对晶体管特性及参数的影响,1、温度对ICBO的影响,稳定工作点的分压式偏置电路,（1）温度对静态工作点的影响,对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由VBE、和ICEO决定，这三个参数随温度而变化。,总之：,T,IC,

9、T,VBE,IB,IC,T,、 ICEO,IC,（2）分压式偏置电路 采用分压式偏置电路稳定工作点,共发射极放大电路,条件 ：I2IB， 则,VB稳定,原理：,静态参数的计算,(1) 共射组态基本放大电路,(a) 共射基本放大电路 (b) h参数微变等效电路 共射组态交流基本放大电路 及其微变等效电路,Rb1、Rb2偏置电阻； C1、 C2 耦合电容； Rc集电极负载电阻； Re发射极电阻； CeRe的旁路电容。,(2) 直流计算,(3) 交流计算,输出电阻Ro,Ro = rceRCRC,共集电极电路和共基极电路,1 共集电极电路 2 共基极电路,1.电路结构,1.电路结构,共集电极放大电路,

10、共集电极放大电路,（1）静态分析,直流通道,3.2 三种基本组态放大电路,（2）动态分析,共集电极放大电路,电压放大倍数,3.2 三种基本组态放大电路,共集电极放大电路,输出电阻,二、共集电极放大电路,（1）电压放大倍数小于1，但约等于1，即电压跟随。 （2）输入电阻较高。 （3）输出电阻较低。,射极输出器的应用,放在多级放大器的输入端，提高整个放大器的输入电阻。,放在多级放大器的输出端，减小整个放大器的输出电阻。,放在两级之间，起缓冲作用。,共集组态基本放大电路,(1)直流分析,(2)交流分析,中频电压放大倍数,输入电阻 Ri=Rb1/ Rb2 /rbe +(1+) RL ) RL= RL

11、/ Re,输出电阻,2.4.2 共基组态基本放大电路,(1)直流分析 与共射组态相同。,(2)交流分析,电压放大倍数 =RL / rbe 输入电阻 输出电阻 Ro RC,共基极电路输入电阻小，一般用于作高频和宽频放大电路,三种基本组态放大电路,三种放大电路组态比较,（1）共射电路,三种基本组态放大电路,（2）共集电路,三种基本组态放大电路,（3）共基电路,三种基本组态放大电路,三种放大器性能比较,共射电路既有电压放大倍数由有电流放大倍数，其输入电阻不大，输出电阻也不大；输出电压与输出电压相位相反；广泛应用于各种放大电路中。,共集电极电路只有电流放大倍数，没有电压放大倍数，输入电阻大，输出电阻小

12、，带负载能力强，可用于作输入极、输出极和缓冲极；它的输入电压和输出电压同相位。,共基极电路只有电压放大倍数，没有电流放大倍数，其输入电阻较小，输入电压与输出电压同相位；广泛应用于高频、宽频放大电路中。,2.7 放大电路的频率特性,幅频特性:电压增益的模与频率的关系，即输出信号的幅度随频率变化而变化的规律。,相频特性：电压增益的相位(输出电压与输入电压间相位差)与频率的关系，即输出信号的相角随频率变化而变化的规律。,2.7.1 RC电路的频率响应 2.7.2 三极管的高频小信号模型 2.7.3 共发射极放大电路 的频率特性,1、RC低通电路(模拟高频响应),电压放大倍数,2.7.1 RC电路的频

13、率响应,RC低通电路的近似频率特性曲线：,幅频特性的X轴和Y轴都是采用对数坐标,上限截止频率,k=-20dB/dec,3dB,45，并具有 -45/dec的斜率,波特图,2、 RC高通电路(模拟低频响应),电压放大倍数,式中 下限截止频率、模和相角分别为,RC高通电路的近似频率特性曲线。,1 混合型高频小信号模型,-发射结电容，也用C这一符号,-集电结电阻,-集电结电容，也用C这一符号,rbb -基区的体电阻，b是假想的基区内的一个点。,物理模型,2.7.2 三极管的高频小信号模型,（2）用 代替,若IE=1mA，gm=1mA/26mV38mS。,gm称为跨导,输入侧,（3）单向化,输出侧,由

14、于C“ C , 所以图05.07可简化为图05.08图中 C =Cbe+ CM 。,2.7.3 共发射极接法放大电路的频率特性,1. 全频段小信号模型 2. 高频段小信号微变等效电路 3. 低频段小信号微变等效电路,1. 全频段小信号模型,CE接法基本放大电路,全频段微变等效电路,时间常数： H=(Rs /Rb)+rbb /rbeC 上限截止频率 fH=1/2H,2. 高频段小信号微变等效电路,3. 低频段小信号微变等效电路,L1=(Rb /rbe)+RSC1 L2=(Rc +RL)C2 L3=Re / (RS+rbe)/1+Ce RS = RS/ Rb,低频时间常数 L1=(C1 /Ce)( RS +rbe) L2=(Rc +RL)C2,低频段的电压放大倍数,总电压放大倍数,设fL1fL2，单级基本放大电路的波特图,