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1、电子线路基础电子教案主讲：郭建才华南师范大学教育信息技术学院第二章 放大电路分析基础教学目标本章是本课程的重点内容，本章应熟练掌握以 下内容：n放大电路直流工作点（Q点）的估算n放大电路指标计算，含电压放大系数AuUo /Ui、输入电阻ri、输出电阻ro的计算n根据输出电压波形，判断非线性失真的类型， 及怎样调整电路参数消除非线性失真。教学内容2. 1 放大电路工作原理 2. 2 放大电路的直流工作状态 2. 3 放大电路的动态分析 2. 4 静态工作点的稳定及其偏置电路 2. 5 多级放大电路放大电路的分析方法放大 电路 分析静态分析动态分析图解法微变等效电路法图解法计算机仿真解释法（估算法
2、）2. 1 放大电路工作原理l 2. 1. 1 放大电路的组成原理l 2. 1. 2 直流通路和交流通路2. 1. 1 放大电路的组成原理放大电路应具备的条件 放大器件应工作在放大区。对三极管而 言，发射结应正向运用，集电结应反向 运用。 输入信号能输送至放大器件的输入端， 即三极管的发射结。 有信号电压输出。 发射结正 向运用信号能输送 至放大器件 的发射结集电结反 向运用有信号电 压输出2. 1. 2 直流通路和交流通路直流通路，即直流成分的通路。将放大电 路中的耦合电容和旁路电容视为开路。 交流通路，即交流成分的通路。将放大电 路中的直流电源、耦合电容、旁路电容 视为短路。开路开路放大电
3、路的直流通路直流通路放大电路的交流通路短路短路 短路2.2 放大电路的直流工作状态l 2. 2. 1 解析法确定静态工作点l 2. 2. 2 图解法确定静态工作点l 2. 2. 3 电路参数对静态工作点的影响2. 2. 1 解析法确定静态工作点静态：输入信号为零（Ui= 0 或 ii= 0）时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。电路处于静态时，三极管个电极的电压、电流在 特性曲线上确定为一点，称为静态工作点，常 称为Q点。一般用IB、 IC、和UCE 表示。（1）估算IB（ UBE 0.7V)RB+EC RCIBUBE RB称为偏置电阻，IB称为 偏置电流。（2）估算UCE、IcRB+EC
4、 RCICUCEIc= IB采用该方法分析静态工作点，必须已知三极 管的输入输出特性曲线。共射极放大电路直流通路IB VBE+-ICVCE+-2. 2. 2 2. 2. 2 图解法确定静态工作点图解法确定静态工作点ICUCEUCE=ECICRCEC直流负载线与IB所决定 的那一条输 出特性曲线 的交点就是 Q点QIB静态UCE静态ICUCE=ECICRC2. 2. 3 电路参数对工作点的影响2. 3 放大电路的动态分析2.3.1 图解法分析动态特性两种方法：1、当输入交流信号后，其负载是RLRC/RL。按交流负载线必通过Q点，且斜率为RL，作出交流负载线。2、UCC =UCEQ+ICQRLic
5、/mAuCE/VOuCCMQNIuCEQUuCC交流负载线直流负载线图2-7 交流负载线的画法斜率-1/RL-1/RC/RLQic/mAuCE/VOuCCMNuCEQuCC交流负载线直流负载线图2-7 交流负载线的画法UCC =UCEQ+ICQRLICQRB+ECRCC1C2uiiBiCuCE uo各点波形uo比ui幅度放大且相位相E极放大电 路的动态分析2.3.2 放大电路的非线性失真从交流负载线与特性曲线的交点分析波形 关系，可以确定最大不失真输出电压， 判断非线性失真的类型。 Ucem=ICQRLiCuCEuo可输出 的最大 不失真 信号合适的静态工作点ib非线性失真动画iCuCEuoQ
6、点过低，信号进入截止区称为截止失真信号波形iCuCEuoQ点过高，信号进入饱和区称为饱和失真信号波形1、 三极管的微变等效电路输入回路iBuBE当信号很小时，将输 入特性在小范围内近 似线性。uBEiB 对输入的小交流 信号而言，三极 管BE间等效于电 阻rbe。2.3.3 2.3.3 微变等效电路法微变等效电路法对输入的小交流信号而言， 三极管BE间等效于电阻rbe。ebrbeibubeubebecib输出回路iCuCE由于：所以，输出端相当于1 个受 ib控制的电流源 。近似平行且电流源两端还要并 联一个大电阻rce。iCuCEiCuCErce的含义ubeibuceicuberbeibib
7、rceuceicrce很大，一般忽略。等效三极管的微变等效电路ebcbecrbeic =ibibiiicuorbeib uiRBRCRL交流等效电路微变等效电路uiuoRBRCRL2.3.4 三种基本组态放大电路 的分析1. 放大电路的性能指标n电压放大倍数Aun电流放大倍数Ain功率放大倍数Apn输入电阻rin输出电阻ro电压放大倍数AuUi和Uo分别是输入和输出电压的有效值。uiuoAuAu =Uo/Ui从输出端看进 去的等效电阻从输入端看进去 的等效电阻输入电阻和输出电阻输入电阻ri输入电阻是从放大电路输入端看进去 的等效电阻。 IiUi输入电阻：ri=Ui / Iiriri表明放大电路
8、从信号源吸取电流大小的参数。 ri越大，放大电路从信号源吸取的电流就越小。Au输入端输出端信号源uSRS输出电阻ro输出电阻ro是从输出端看进去的放大 电路的等效电阻。输出电阻ro表明放大电路带负载的能力。ro越 小，表明放大电路带负载的能力越强。输出电阻的定义：输出电阻ro的测量测量方法： 1、在输入端输入正弦信号 2、令RL，测出A、B间UO 3、接入RL，测出A、B间UoUo=Uo/（ ro + RL ） RL 则： ro =（ Uo/Uo1）RLAB阻抗匹配阻抗匹配是电子技术中常见的一种工作状态 ，它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输 关系。当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功 率
9、传输。反之，当电路阻抗失配时，不但得不到 最大的功率传输，还可能对电路产生损害。 例如，无线电发信机的输出阻抗与馈线的阻 抗、馈线与天线的阻抗也应达到一致。如果阻抗 值不一致，发信机输出的高频能量将不能全部由 天线发射出去。这部分没有发射出去的能量会反 射回来，产生驻波。功放与音箱的阻抗匹配 功放的额定输出阻抗，应与音箱的额定阻抗相 一致。此时，功放处于最佳设计负载线状态，因此 可以给出最大不失真功率，如果音箱的额定阻抗大 于功放的额定输出阻抗，功放的实际输出功率将会 小于额定输出功率。如果音箱的额定阻抗小于功放 的额定输出阻抗，音响系统能工作，但功放有过载 的危险，要求功放有完善的过流保护措
10、施来解决。300欧/75欧电视天 线阻抗匹配器 创维37L05HR液 晶电视接口 75欧电视 天线接口2. 共发射极放大电路 3. 共集电极放大电路 3. 共集电极放大电路 3. 共集电极放大电路 共集电极放大电路， 也叫射极输出器。特点：同相放大，放 大倍数约为1，输入电 阻大，输出电阻小。RB+ECC1C2RERLuiuo3. 共集电极放大电路 射极输出器的输入电阻很大，从信号源 取得的信号大。射极输出器的输出电阻很小，带负载能 力强。所谓带负载能力强，是指当负载变化 时，放大倍数基本不变。VGA分配器 （ 一进二出）VGA切换器 （二 进一出）电脑屏幕输出到投影机的方法n SONY笔记本
11、电脑按 FnF7n NEC笔记本电脑按 FnF3n Panasonic笔记本电脑按 FnF3n 东芝笔记本电脑按 FnF5n IBM笔记本电脑按 FnF7n 富士通笔记本电脑按 FnF10n 明基的笔记本按 FnF84.共基极放大电路 5.三种基本放大电路性能比较 共发射极： 输出电压与输入电压反相，ri、ro适中，应用广泛。共集电极： 输出电压与输入电压同相， ri高、ro低，起隔离作用。 共基极 ： 输出电压与输入电压同相， ri低、ro高，用于宽频放大。2.4 静态工作点的稳定及其偏 置电路为了保证放大电路的稳定工作，必须有合 适的、稳定的静态工作点。但是，静态工作点由UBE、和ICEO
12、决定， 这三个参数随温度而变化。Q变UBEICEO变T变IC变分压式偏置电阻RE射极直流 负反馈电阻CE 交流旁路 电容IR=（510）IBI= IR + IB IRTUBEICICIEUEIB由输入特性曲线25 多级放大电路多级放大器的耦合方式有n阻容耦合n直接耦合n变压器耦合 2.5.1多级放大器的耦合方式阻容耦合阻容耦合：各级间工作点互相独立，便于调整 ；由于电容器的存在，它不能放大变化缓慢的( 直流)信号，不便于集成。 直接耦合 直流耦合：工作点前后互相影响，调整困难 ，它不仅能放大交流信号，也能放大直流信 号，便于集成存在零漂现象。 变压器耦合 工作点互相独立，便于调整；成本高、体积重； 只能放大交流信号，不能放大变化缓慢的信号， 不便于集成最大特点是能进行阻抗变换。 2.5.2 多级放大电路指标计算电压放大倍数 AuAu1Au2Aun2.5.2 多级放大电路指标计算输入电阻ri：多级放大器的输入电阻等于 输入级的输入电阻 2.5.2 多级放大电路指标计算输出电阻r0：多级放大罪的输出电阻等于 输出级的输出电阻
