《模拟电子技术基础ppt 第2章 基本放大电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电子技术基础ppt 第2章 基本放大电路（85页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六讲 基本共射放大电路的 工作原理,教学基本要求： 1、如何组成基本放大电路 2、如何分析放大电路,一、放大的概念与放大电路的性能指标,二、基本共射放大电路的组成及各元件的作用,三、设置静态工作点的必要性,四、基本共射放大电路的工作原理,五、放大电路的组成原则,一、放大的概念及放大电路的性能指标,1、放大的概念,放大的对象：变化量 放大的本质：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,判断电路能否放大的基本出发点,2、性能指标,1) 放大倍数：输出量与输入量之比,电压放大倍数是最常研究和测试的参数,信号源,信号源内阻,输入电压,输出电压,输入电流,输出电流,任何放
2、大电路均可看成为两端口网络。,2)输入电阻和输出电阻,将输出等效成有内阻的电压源，内阻就是输出电阻。,空载时输出电压有效值,带RL时的输出电压有效值,输入电压与输入电流有效值之比。,从输入端看进去的 等效电阻,3)通频带,4)最大不失真输出电压Uom：交流有效值。,由于电容、电感及半导体器件PN结的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。,衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。,下限频率,下限频率,二、基本共射放大电路的组成及各元件的作用,VBB、Rb：使UBE Uon，且有合适的IB。,VCC：使UCEUon，同时作为负载的能源。,Rc：将iC转换成uCE
3、(uo) 。,动态信号作用时：,输入电压Ui为零时，晶体管各极的电流、b-e间电压、管压降，称为静态工作点Q。记作IBQ、 ICQ（IEQ）、 UBEQ、 UCEQ。,三、设置静态工作点的必要性,输出电压必然失真！ 设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题；但Q点几乎影响着所有的动态参数！,为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零时有合适的直流电流和极间电压？,四、基本共射放大电路的工作原理,饱和失真,截止失真,底部失真,顶部失真,动态信号驮载在静态之上,输出和输入反相！,要想不失真，就要在信号的整个周期内保证晶体管始终工作在放大区！,波形分析,五、放大电路的组成原则,静态工作点合适：
4、合适的直流电源、合适的电路参数。 动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负载上能够获得放大了的动态信号。 对实用放大电路的要求：共地、直流电源种类尽可能少、负载上无直流分量。,两种实用放大电路 直接耦合放大电路,问题： 1、两种电源 2、信号源与放大电路不“共地”,将两个电源合二而一,共地，且要使信号驮载在静态之上,静态时，,动态时，b-e间电压是uI与Rb1上电压之和。,两种实用放大电路 阻容耦合放大电路,耦合电容的容量应足够大，即对于交流信号近似为短路。其作用是“隔离直流、通过交流”。,静态时，C1、C2上电压？,动态时，,C1、C2为耦合电容！,uBEuIUBEQ，信号驮载在静态之上。
5、负载上只有交流信号。,讨论,1、用NPN型管组成一个在本节课中未见过的共射放大电路。 2、用PNP型管组成一个共射放大电路。,照葫芦画瓢！,第七讲 放大电路的分析方法,一、放大电路的直流通路和交流通路,二、图解法,三、等效电路法,一、直流通路和交流通路,1. 直流通路： Us=0，保留Rs；电容开路； 电感相当于短路（线圈电阻近似为0）。 2. 交流通路：大容量电容相当于短路； 直流电源相当于短路（内阻为0）。,通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，将它们分开作用，引入直流通路和交流通路。,VBB越大，UBEQ取不同的值所引起的IBQ的误差越小
6、。,基本共射放大电路的直流通路和交流通路,列晶体管输入、输出回路方程，将UBEQ作为已知条件，令ICQIBQ，可估算出静态工作点。,当VCCUBEQ时，,已知：VCC12V， Rb600k， Rc3k ， 100。 Q？,直流通路,阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路,讨论一,画图示电路的直流通路和交流通路。,二、图解法 应实测特性曲线 1. 静态分析：图解二元方程,输入回路负载线,Q,IBQ,UBEQ,Q,IBQ,ICQ,UCEQ,负载线,2、电压放大倍数的分析,斜率不变,3、失真分析,截止失真,消除方法：增大VBB，即向上平移输入回路负载线。,截止失真是在输入回路首先产生失真！,减
7、小Rb能消除截止失真吗？,饱和失真,饱和失真产生于晶体管的输出回路！,消除饱和失真的方法,消除方法：增大Rb，减小VBB，减小Rc，减小，增大VCC。,Rb或或 VBB ,Rc或VCC,最大不失真输出电压Uom ：比较UCEQ与（ VCC UCEQ ），取其小者，除以 。,4、图解法的特点,形象直观； 适应于Q点分析、失真分析、最大不失真输出电压的分析； 能够用于大信号分析； 不易准确求解； 不能求解输入电阻、输出电阻、频带等等参数。,直流负载线和交流负载线,Uom=?Q点在什么位置Uom最大？,交流负载线应过Q点，且斜率决定于（RcRL）,讨论二,1、在什么参数、如何变化时Q1 Q2 Q3
8、Q4？ 2、从输出电压上看，哪个Q点下最易产生截止失真？哪个Q点下最易产生饱和失真？哪个Q点下Uom最大？,讨论三,2、空载和带载两种情况下Uom分别为多少？ 3、在图示电路中，有无可能在空载时输出电压失真，而带上负载后这种失真消除？,已知ICQ2mA，UCES0.7V。 1、在空载情况下，当输入信号增大时，电路首先出现饱和失真还是截止失真？若带负载情况呢？,12V,9V,6V,2mA,1、在空载情况下，当输入信号增大时， UCEQ- UCES与 （ VCC UCEQ ）相比，电路首先出现饱和失真. 若带负载情况, UCEQ- UCES与ICQRL电路首先出现截止失真,空载情况下Uom=6-0
9、.7=5.3V 带载情况下Uom=2*（3/3）=3V,不可能,图解分析法,输入特性曲线,输出特性曲线,交流负载线,三、等效电路法,半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。利用线性元件建立模型，来描述非线性器件的特性。,输入回路等效为恒压源,输出回路等效为电流控制的电流源,1、直流模型：适于Q点的分析,利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。,2、晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）,在交流通路中可将晶体管看成为一个两端口网络，输入回路、输出回路各为一个端口。,在低频、小信号作用下的关系式,交流等效模型（按式子画模型）,电阻,无量纲,无量纲,电导,h参数的物理意义,b-e间动态
10、电阻,内反馈系数,电流放大系数,c-e间电导,分清主次，合理近似！什么情况下h12和h22的作用可忽略不计？,简化的h参数等效电路交流等效模型,查阅手册,基区体电阻,发射结电阻,发射区体电阻数值小可忽略,利用PN结的电流方程可求得,在输入特性曲线上，Q点越高，rbe越小！,3、放大电路的动态分析,b,e,c,e,放大电路的 交流等效电路,阻容耦合共射放大电路的动态分析,讨论四：基本共射放大电路的静态分析（1）,讨论四：基本共射放大电路的静态分析（2）,IBQ35A,UBEQ0.65V,为什么用图解法求解IBQ和UBEQ？,讨论四：基本共射放大电路的动态分析,讨论五：阻容耦合共射放大电路的静态分
11、析,为什么可忽略？,例一,在图所示电路中，已知晶体管的80，rbe1k 20mV；静态时UBEQ0.7V，UCEQ4V，IBQ20A。判断下列结论是否正确，凡对的在括号内打“”，否则打“”。,60mV,1.画出直流通路和交流通路,2.分析RL和RL3k时的Q点、 、Ri 和Ro。(作业）,例二,例三故障判断,电路如图P2.6所示，已知晶体管50，在下列情况下，用直流电压表测晶体管的集电极电位，应分别为多少？设VCC12V，晶体管饱和管压降UCES0.5V.,（1）正常情况,解：设UBE0.7V。则基极静态电流,（2）Rb1短路,由于UBE0V，T截止，UC12V。,（3）Rb1开路,临界饱和基
12、极电流,实际基极电流,由于IBIBS，故T饱和，UCUCES0.5V。,（4）T截止，UC12V。,（5）由于集电极直接接直流电源，UCVCC12V,第八讲 静态工作点的稳定,一、温度对静态工作点的影响,二、静态工作点稳定的典型电路,三、稳定静态工作点的方法,一、温度对静态工作点的影响,所谓Q点稳定，是指ICQ和UCEQ在温度变化时基本不变，这是靠IBQ的变化得来的。,T（ ）ICQ,Q,若温度升高时要Q回到Q，则只有减小IBQ,二、静态工作点稳定的典型电路 1. 电路组成,Ce为旁路电容，在交流通路中可视为短路,2. 稳定原理,为了稳定Q点，通常I1 IB，即I1 I2；因此,基本不随温度变
13、化。,设UBEQ UBEUBE，若UBEQ UBE UBE，则UEQ稳定。,Re 的作用,T()ICUE UBE（UB基本不变） IB IC,Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定。,关于反馈的一些概念： 将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措施称为反馈。 直流通路中的反馈称为直流反馈。 反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称为正反馈。,Re有上限值吗？,3. Q点分析,分压式电流负反馈工作点稳定电路,什条件下成立？,利用戴维宁定理等效变换后求解Q点,Rb上静态电压可忽略不计！,4. 动态分析,利?弊?,无旁路电容Ce时：,利:Ri较大，静态工作电点稳定,弊：
14、Au较小,Rf,三、稳定静态工作点的方法,引入直流负反馈 温度补偿：利用对温度敏感的元件，在温度变化时直接影响输入回路。 例如，Rb1或Rb2采用热敏电阻。 Rb1应具有负温度系数， Rb2应具有正温度系数。,讨论,图示两个电路中是否采用了措施来稳定静态工作点？,若采用了措施，则是什么措施？,第九讲 晶体管放大电路的三种接法,一、基本共集放大电路,二、基本共基放大电路,三、三种接法放大电路的比较,四、三种接法的组合形式,一、基本共集放大电路 1. 静态分析,2. 动态分析：电压放大倍数,故称之为射极跟随器,2. 动态分析：输入电阻的分析,Ri与负载有关！,带负载电阻后,2. 动态分析：输出电阻
15、的分析,Ro与信号源内阻有关！,3. 特点,输入电阻大，输出电阻小；只放大电流，不放大电压；在一定条件下有电压跟随作用！,令Us为零，保留Rs，在输出端加Uo，得：,二、基本共基放大电路 1. 静态分析,2. 动态分析,3. 特点：,输入电阻小，频带宽！只放大电压，不放大电流！,三、三种接法的比较：空载情况下,接法 共射 共集 共基 Au 大 小于1 大 Ai 1 Ri 中 大 小 Ro 大 小 大 频带 窄 中 宽,四、三种接法的组合形式,为使单级放大电路具有多方面的优良性能，有时采用组合接法。例如： 共射共基形式：输入电阻高、电压放大倍数较大、频带宽 共集共射形式：输入电阻高、电压放大倍数较大,第十讲 场效应管放大电路,一、场效应管放大电路静态工作点的设置方法,二、场效应管放大电路的动态分析,夹断电压,漏极饱和电流,1. 结型场效应管,符号,温故知新,2.MOS管的特性,1)增强型MOS管,2)耗尽型MOS管,开启电压,夹断电压,3. 工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性,uGS=0可工作在恒流区的场效应管有哪几种？ uGS0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？ uGS0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？,一、场效应
