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1、2 放大电路基础,放大的概念 用来对电信号进行放大的电路称为放大器，是使用最广泛的电子电路之一。它实质上是一个受输入信号控制的能量转换器，放大的过程实质上是能量转换的过程。2.1 放大电路基本知识,放大电路的结构示意框图见图02.01。,图02.01 放大概念示意图,2.1.1 放大电路的组成,基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。组态：包括共发射极、共集电极、共基极。1.放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。2.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。,2
2、.1.2 放大电路的主要技术指标（1）放大倍数,电压放大倍数定义为 AV=VOV I (02.01)电流放大倍数定义为 AI=IOII (02.02)功率放大倍数定义为 AP=POP (02.03),(2) 输入电阻 Ri,输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数，Ri则大放大电路从信号源吸取的电流小，反之则大。Ri的定义见图02.03和式(02.04)。,图 02.03 输入电阻的定义,Ri=ViIi (02.04),(3) 输出电阻Ro,输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro大表明放大电路带负载的能力差，反之则强。Ro的定义见图02.04和式(02.05)。 Ro=Vo/Io R
3、L无穷大 VS=0 (02.05),图(a)是从输出端加假想电源Vo求Ro，,图(a)是从输出端加假想电源Vo求Ro，,注意：放大倍数、输入电阻、输出电阻通常都是在正弦信号下的交流参数，只有在放大电路处于放大状态且输出不失真的条件下才有意义。,(4) 通频带,放大电路的增益A(f) 是频率的函数。在低频段和高频段放大倍数都要下降。当A(f)下降到中频电压放大倍数A(fL)时，即,(02.06),图 02.05 通频带的定义,相应的频率fL称为下限频率，fH称为上限频率。,问题,1、三极管要实现电流放大要满足什么条件？2、共射放大电路要实现信号放大要满足什么条件？3、什么叫静态？什么叫静态工作点
4、？4、共射放大电路有哪些部分组成？各部分有什么作用？ 5、什么叫直流通道？什么叫交流通道？6、什么叫静态分析？7、什么动态？,2.2 三种组态的基本放大电路,三极管放大电路有三种形式,共射放大电路,共基放大电路,共集放大电路,2.2.1固定偏置的共射放大电路,放大元件iC=iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。,输入,输出,？,参考点,共射放大电路,集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。,共射放大电路,集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。,共射放大电路组成,使发射结正偏，并提供适当的基极电流。,基极电源与基极电阻,共射放大电路组成,耦合电容,隔离输入输出与电路直流的联
5、系，同时能使信号顺利输入输出。,单电源供电,可以省去,RB,单电源供电,（1）基本组成如下：,三 极 管 T 起放大作用。负载电阻Rc 、RL 将变化的集电极电流转换为电压输出。偏置电路VCC 、Rb提供电源，并使三极管工作在线性区。耦合电容C1 、C2 输入耦合电容C1保证信号加到发射结，不影响发射结偏置。输出耦合电容C2保证信号输送到负载，不影响集电结偏置。,(2) 静态和动态,静态 Vi =0 时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。动态Vi不等于0 时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。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
6、分直流通道和交流通道。,(3) 直流通道和交流通道,放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号。但是,电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同的。,例：,对直流信号（只有+EC）,直流通道,对交流信号(输入信号ui),RL,交流通道,（4）基本放大电路的工作原理,由于电源的存在IB0,IC0,IBQ,ICQ,IEQ=IBQ+ICQ,(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。,基本放大电路的工作原理,IBQ,ICQ,( ICQ
7、,UCEQ ),(IBQ,UBEQ),交流放大原理,假设uBE有一微小的变化,uCE的变化沿一条直线,uCE与uBE反相！,各点波形,uA,ua,全量,交流分量,t,UA直流分量,实现放大的条件,1、三极管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。,2、正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。,3、输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。,4、输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。,uo,可输出的最大不失真信号,合适的静态工作点,uo,Q点过低，信号进入截止区,称为截止失真,信号波形,uo,Q点过高，信号进入饱和区,称为饱和失真,信号波形,分析方法：
8、静态分析和动态分析静态分析有计算法和图解分析法两种（1）静态工作状态的计算分析法（2）静态工作状态的图解分析法,（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,IB、IC和VCE这些量代表的工作状态称为静态工作点，用Q表示。在测试基本放大电路时，往往测量三个电极对地的电位VB、VE和VC即可确定三极管的静态工作状态。,(2)图解法：,先估算IB，然后在输出特性曲线上作出直流负载线，与IB对应的输出特性曲线与直流负载线的交点就是Q点。,例2.1：测量三极管三个电极对地电位如图02.09所示，试判断三极管的工作状态。,放大 截止 饱和,图 02.09 三极管工作状态判断,（
9、3 ）放大电路的动态图解分析,（1）交流负载线交流负载线确定方法：1.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。 3.交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。 4.交流负载线与直流负载线相交Q点。,图 02.11 放大电路的动态工作状态的图解分析,2.2.2 分压偏置共射组态基本放大电路微变等效电路分析法,(1)共射组态基本放大电路(2)直流计算(3)交流计算,可以认为与温度无关。,似乎I2越大越好，但是RB1、RB2太小，将增加损耗，降低输入电阻。因此一般取几十K。,(3) 交流计算微变等效电路，有,根据求输出电阻的方法，应将图02
10、.17(b)微变等效电路的输入端短路，将负载开路。在输出端加一个等效的输出电压Vo：,输出电阻Ro Ro = rceRCRC,本电路稳压的过程实际是由于加了RE形成了负反馈过程,如果去掉CE，放大倍数怎样？,去掉CE后的微变等效电路,将RE折算到基极,去掉CE后的微变等效电路,2.2.3 共集组态基本放大电路,静态分析：,动态分析：,1、电压放大倍数,1、,所以,但是，输出电流Ie增加了。,2、,输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。,讨论,2、输入电阻,输入电阻高，对前级有利。,3、输出电阻,用加压求流法求输出电阻。,置0,一般,所以,射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。,
11、讨论,1、将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。,2、将射极输出器放在电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能。,3、将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。,2.2.4 共基组态基本放大电路,共基组态放大电路如图02.22，其直流通道如图02.23。,图 02.22共基组态放大电路 图 02.23 共基放大电路的直流通道,(1)直流分析和前面所讲的共射组态相同。(2)交流分析共基极组态基本放大电路的微变等效电路如图02.24所示。,图02.24 CB组态微变等效电路,电压放大倍数,输入电阻,输出电阻,Ro RC,本章例题：在下图示放大电路中，已知UCC=12V, R
12、C= 6k, Re1= 300， Re2= 2.7K， Rb1= 60k， Rb2= 20k ，RL= 6k ，晶体管=50， Ube=0.6V, 试求:,（1）静态工作点Ib、Ic及Uce； （2）画出直流通路和交流通路 （3）求输入电阻ri,ro及u,解：直流通路如右下图所示:,微变等效电路如右图,一、复合管的组成及其电流放大系数,复合管的构成：,iB1,由两个或两个以上三极管组成。,1.复合管共射电流放大系数 值,由图可见,2.6晶体管基本放大电路的派生电路,2.6.1复合管放大电路,则,2.复合管输入电阻 rbe,其中,所以,显然，、rbe 均比一个管子 1、rbe1 提高了很多倍。,
13、3.构成复合管时注意事项,（1）. 前后两个三极管连接关系上，应保证前级输出电流与后级输入电流实际方向一致。（2）. 外加电压的极性应保证前后两个管子均为发射结正偏，集电结反偏，使管子工作在放大区。,复合管的接法,(a) NPN 型,(b) PNP 型,图 2.6.1复合管,图 2.6.1复合管,结 论,1. 两个同类型的三极管组成复合管，其类型与原来相同。复合管的 1 2，复合管的rbe = rbe1 +(1+1 )rbe2 。2. 两个不同类型的三极管组成复合管，其类型与前级三极管相同。复合管的 1 2，复合管的 rbe = rbe1 +(1+1 ) rbe2 。3. 在集成运放中，复合管
14、不仅用于中间级，也常用于输入级和输出级。,二、复合管共射放大电路,图2.6.2阻容耦合复合管共射放大电路,电压放大倍数与没用复合管时相当，但输入电阻大大增加,增强了电流放大能力。,三、复合管共集放大电路,图2.6.3阻容耦合复合管共集放大电路,复合管共集放大电路使输入电阻大大增加，输出电阻大大减小。,2.6.2共射共基放大电路,特点：电路的输入电阻较大，具有一定的电压放大能力，有较宽的通频带。,图2.6.4共射共基放大电路的交流通路,2.6.3共集共基放大电路,图2.6.5共集共基放大电路的交流通路,输入电阻较大，具有一定的电压放大能力，有较宽的通频带。,2.7 场效应三极管放大电路的分 析方
15、法,2.7.1 共源组态基本放大电路2.7.2 共漏组态基本放大电路2.7.3 共栅组态基本放大电路2.7.4 三种组态基本放大电路的比较,2.2.5共源组态基本放大电路,对于采用场效应三极管的共源基本放大电路，可以与共射组态接法的基本放大电路相对应，只不过场效应三极管是电压控制电流源，即VCCS。共源组态的基本放大电路如图02.25所示。,(a)采用结型场效应管 (b)采用绝缘栅场效应管,图 02.25 共源组态接法基本放大电路,比较共源和共射放大电路，它们只是在偏置电路和受控源的类型上有所不同。只要将微变等效电路画出，就是一个解电路的问题了。,(1)直流分析将共源基本放大电路的直流通道画出,如图02.26所示。,02.26 共源基本放大电路的直流通道,图中Rg1、Rg2是栅极偏置电阻，Rs是源极电阻，Rd是漏极负载电阻。与共射基本放大电路的Rb1、Rb2，Re和Rc分别一一对应。而且只要结型场效应管栅源间PN结是反偏工作，无栅流，那么JFET和MOSFET的直流通道和交流通道是一样的。,
