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1、第六章 基本放大电路,第一节 三极管放大电路的组成及工作原理 第二节 放大电路的静态分析 第三节 放大电路的动态分析 第四节 静态工作点的稳定 第五节 射极输出器 第六节 场效应管放大电路 第七节 多级放大电路 第八节 集成运算放大器,第一节 三极管放大电路的组成及工作原理,一、单管放大管的组成 由三极管构成的共发射极放大电路如图6-1所示。 1.三极管T 2.集电极电源Ucc 3.集电极负载电阻Rc 4.电源UBB和偏置电阻RB 5.耦合电容C1和C2,下一页,图6-1 单管共发射极放大电路,返回,第一节 三极管放大电路的组成及工作原理,二、放大电路的工作原理 我们用图6-2所示的电路图来说
2、明放大电路的工作原理。当输入端信号ui=0时，放大电路的工作状态称为静态。在直流电源电压的作用下，形成静态基极电流IB、集电极电流IC、发射极电流IE以及基、射极间电压UBE和集、射极间电压UCE。 当输入端加上输入信号时，放大电路的工作状态称为动态。Ui通过C1加到三极管的基极，使基、射极间电压在静态值UBE的基础上按ui的规律变化。,返回,上一页,图6-2 电压放大原理图,返回,第二节 放大电路的静态分析,静态分析就是确定放大电路的静态工作点。静态分析的主要方法是估算法和图解法。 一、估算法 估算法是利用放大电路的直流通路计算各静态值。在如图6-1（b）中，由于电容C1C2具有隔直流的作用
3、，所以，放大电路的直流通路如图6-3所示。根据直流通路，可求出各静态值。 基极电流,下一页,（6-1）,图6-1 单管共发射极放大电路,返回,图6-3 放大电路的直流通路,返回,第二节 放大电路的静态分析,二、图解法 图解法就是在三极管的输出特性上，通过作图的方法求解静态工作点。在图6-1（b）所示电路中，三极管的输出特性曲线如图6-4所示，其他参数同例6.1，图解步骤如下： 1.用估算法求出基极电流IB，IB=40A； 2.在输出特性曲线上找到IB的对应曲线； 3.作出直流负载线 4.确定静态工作点Q。,返回,上一页,图6-1 单管共发射极放大电路,返回,图6-4 用图解法确定静态工作点,返
4、回,第三节 放大电路的动态分析,一、图解分析法 动态工作的放大电路，有输出端带负载和不带负载两种情况。下面我们以图6-5所示带负载的放大电路为例，说明图解法的分析步骤。 1.根据静态图解分析方法，求出静态工作点Q，见图6-6所示。 2.根据ui的变化，在输入特性曲线上确定ib的变化范围。 3.作交流负载线。 4.根据输出特性和交流负载线，确定iC、uCE的变化范围。 5.计算电路的电压放大倍数。,下一页,图6-5 带负载的放大电路,返回,图6-6 放大电路的动态图解法,返回,第三节 放大电路的动态分析,二、小信号模型分析法 1.三极管的小信号模型电路 三极管作共发射极连接时，基极与发射极为输入
5、端，集电极与发射极为输出端，如图6-8（a）所示。当输入信号很小时，三极管输入特性在静态工作点Q附近的一段可认为是线性的，如图6-8（b）所示。若UCE为常数，则UBE与IB之比为,下一页,上一页,图6-8 三极管小信号模型电路的分析,返回,第三节 放大电路的动态分析,三极管工作在放大区时，其输出特性是一簇近似平行于横轴的直线。 综上所述，工作在交流小信号条件下的三极管，其动态特性可用图6-9所示的小信号模型电路来表示。 2.放大电路动态指标的分析 将图6-5所示放大电路交流通路中的三极管用小信号模型电路代替，便得到放大电路的小信号模型电路，如图6-10所示。然后可用线性电路的分析方法分析其动
6、态指标。 （1）电压放大倍数Au （2）输入电阻ri （3）输出电阻r0,返回,上一页,图6-5 带负载的放大电路,返回,图6-9 三极管的小信号模型电路,返回,图6-10 放大电路的小信号模型电路,返回,第四节 静态工作点的稳定,一、温度对静态工作点的影响 引起静态工作点不稳定的因素很多，其中最主要的因素是三极管的参数随温度变化而使静态工作点产生漂移。 二、工作点稳定的放大电路 为稳定静态工作点，须对偏置电路加以改进。图6-13（a）是常用的能使工作点稳定的放大电路。其工作原理如下： 图6-13（b）是放大电路的直流通路。RB1 RB2构成偏置电路，若RB1 RB2取值适当，使得I2IB，则
7、I1I2,基极单位,下一页,图6-13 工作点稳定的放大电路,返回,第四节 静态工作点的稳定,接入射极电阻RE后，三极管基射极间电压 在上述分析中，为使静态工作点稳定，必须满足I2IB,VBUBE的条件,返回,上一页,第五节 射极输出器,一、静态分析 射极输出器的直流通路如图所示。由图可得静态分析的三个重要指标：。,下一页,图6-17 射极输出器的直流通路,返回,第五节 射极输出器,二、动态分析 电压放大倍数 输入电阻 输出电阻,返回,上一页,第六节 场效应管放大电路,一、静态分析 分压偏置共原极放大电路 分压偏置电路如图所示。 当场效应管导通时，便有漏极电流产生，则 自给偏压共源极放大电路
8、自给偏压式的偏置电路如图所示。静态时栅极电流为零，上的压降。,下一页,图6-20 分压偏置电路,返回,图6-21 自给偏压偏置电路,返回,第六节 场效应管放大电路,二、动态分析 场效应管放大电路的工作原理是用栅源电压实现对漏极电流的控制。 电压放大倍数 输入电阻 输出电阻,返回,上一页,第七节 多级放大电路,一、多级放大电路的藕合方式 阻容耦合 图所示的电路，是典型的两级阻容耦合放大电路。 阻容耦合方式的优点：各级静态工作点互不影响；在传输过程中，交流信号损失小，放大倍数高；体积小、成本低等。 直接耦合 把前一级放大电路的输出端直接接到后一级的输入端，就是直接耦合方式，如图所示。 其优点：既能
9、放大交流信号，又能放大变化缓慢的信号或直流信号；因为没有耦合电容，有利于电路的集成。,下一页,图6-24 阻容耦合放大电路,返回,图6-25 直接耦合放大电路,返回,第七节 多级放大电路,二、阻容耦合放大电路的分析 电压放大倍数 输入电阻 输出电阻,下一页,上一页,第七节 多级放大电路,三、放大电路的频率特性 图为低频电压放大电路的幅频特性。将信号按频率分段，在中间段广阔的频率范围内，电压放大倍数保持最大值，大小几乎与频率无关。随着频率的升高或降低，电压放大倍数下降。 电压放大倍数在高、低频段有所减小，其原因是：在低频段，放大电路的耦合电容、旁路电容的容抗增大，信号传递过程中损失增加，放大倍数
10、减小。,返回,上一页,图6-27 放大电路的频率特性,返回,第八节 集成运算放大器,一、集成运算放大器的组成 通常分为输入级、中间放大级、输出级三个部分。 二、集成运算放大器的主要参数 开环差模电压放大倍数do 最大输出电压omax 最大输出电流 Iomax 输入失调电压Uio 输入失调电流Iio 共模抑制比Kcmr 差模输入电阻rid,下一页,第八节 集成运算放大器,转换速率R 输入偏置电流iB 三、集成运算放大器的电压传输特性 利用上述理想参数，可以得出两条结论： （）由于，可认为两输入端的输入电流为零，即 （）由于，输出电压为有限值，则,下一页,上一页,第八节 集成运算放大器,四、集成运算放大器的分类 通用型 通用型依其性能的高低划分为、型。 专用型 专用型是指某项性能指标较为突出，而其他指标仍为一般的运算放大器，专用型有低能耗型、高精度型、高速型、宽带型、高阻型、高压型多种。,下一页,上一页,第八节 集成运算放大器,五、集成运放的选用 若没有特殊要求，应尽量选用通用型。 不要盲目追求指标先进。 要注意在系统中各单元之间的电压配合问题。 手册中给出的性能指标是在某一特定条件下测出的，若使用条件和所规定的不一致，则将影响指标的正确性。,返回,上一页,
