放大电路基础教学课件PPT

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1、 第二部分 放大电路基础一、基本放大电路的工作原理二、放大电路的静态工作点三、放大电路的分析方法四、多级放大电路第一讲 基本放大电路的工作原理一、电路结构 1、电路组成2、元件功能基本放大电路是指由一个放大元件（T、FET）构 成的简单放大电路。3、组成原则、保证T工作于放大区。、保证信号能进能出。、保证输出信号不失真放大。二、工作原理工作原理就是电路中各个电量的变化规律。即输 入回路、输出回路及输出与输入电量间的关系。工作 原理可定性描述也可定量表示。1、静态信号为零时电路所处的状态。VC1=VBEVC2=VCE2、动态输出电压VO为信号不为零时电路的状态。（设为正弦信号）用波形图表示整个过

2、程 tvitiBtiCtvCEtvoa、静态时，电路中的电压和电流均 为直流成份，它们决定放大器的直流 状态。b、动态时，电路中交、直流并存，交流 迭加于直流之上，而且总电压、总电流 始终不等于零。c、 iB、 iC与Vi同相变化，而Vo与Vi反相 ，这是单级共射电路的特点之一。用文字描述3、直流通路和交流通路直流通路的画法及功能交流通路的画法及功能从直流电源开始，遇到电容就开路，遇到电感就短 路。分析电路静态时要用直流通路。从信号源开始，遇到电容就短路，遇到电感就开 路，直流电源的内阻很小，可视为短路。分析电路动 态时要用交流通路。直流通路交流通路Vi+ -RbRcRL+-Vo三、放大电路的

3、性能指标性能指标是反映放大电路特性及性能好坏的重要 参数。主要指标有：1、放大倍数A（增益）2、输入电阻Ri3、输出电阻Ro4、通频带fbw5、非线性失真系数6、最大输出幅度Vomax怎样确定一个 电路具有放大作用？第二讲 放大电路的静态工作点任何一个放大电路，要使它能够正常工作就必须有 一个合适稳定的工作点。一、设置工作点的必要性a、将基本放大电路中的Rb断开，确定工作点。b、在输入端加入正弦信号，作图可得ib失真，ic失真Vo失真。二、设置工作点的原则1、保证输入电压的变化范围不超出输入曲线的线性段，当T作充 分应用时，Q点应选在线性段的中点。2、小信号应用时，在保证ib不失真的前提下，Q

4、点应选低一点 ，以减少静态损耗。三、工作点稳定电路 、温度变化对 工作点的影响ICBO ICEO T VBE IB IC 1、工作点不稳定的原因 、电路参数改 变对工作点影响基本放大电路中Rb 、Rc和Vcc改变时Q 点如何变2、工作点稳定电路a、射极偏置电路VB VBEI1 IB 稳定条件在满足以上两个条件下，IC是稳定的。Vi+ -Rb2RcRL+-VoRb1+VCCReC1C2CeI1IB实际电路中要保持Q点稳定 一般取：I1 =(510)IBVB = (510) VBESi：3V5VGe：1V3V稳定原理T IC IEIC VE、VB不变 VBE IBVi+ -Rb2RcRL+-VoR

5、b1+VCCReC1C2CeI1IBb、温度补偿式偏置电路VD T IC IEIC VEVBE IB VB 使用温度补偿方法稳定 工作点时，必须在电路中采 用对温度敏感的器件，如二 极管、热敏电阻等。 稳定原理Vi+ -Rb2RcRL+-VoRb1+VCCReC1C2CeD四、工作点和偏置电路的计算1、工作点计算射极偏置电路Vi+ -Rb2RcRL+-VoRb1+VCCReC1C2CeRb2RcRb1+VCCRe固定偏流电路2、偏置电路的计算（设计）已知工作点和晶体管的参 数，求偏置电路的元件值。直流通路例：已知 VCC = 12V、=38、IC = 1.5mA、VCE = 6V估算 Rb1、

6、Rb2、Re和Rc值。Rb2 = VB / I1Rb1 = （VCCVB）/ I1Re = （VB VBE）/ ICVCE = VCC IC（RC+Re）求出RC的值。本题若选用Si管，并取VB = 4V，I1 = 10IB 则计算出Rb2 = 10KRb1 = 20KRe = 2.2KRC = 1.8K 解决这类题目的关键是： 根据稳定条件给出VB和I1的值， 然后按下列公式求出各值。Vi+ -Rb2RcRL+-VoRb1+VCCReC1C2CeI1IB第三讲 放大电路的分析方法分析放大电路的任务，就是根据电路参数求工作点、计算 各项性能指标。常用的分析方法有图解法和微变等效电路法。图解法图

7、解法就是在晶体管的特性曲线上通过作图分析放大电路 的一种方法。图解法的先决条件除元件参数已知外，还应该知道 管子的输入和输出曲线。一、静态图解求Q点共射极放大电路首先，画出直流通路直流通路IB VBE+-ICVCE+-对于基本的共射电路求Q点就是求VBEQ、IBQ、ICQ和VCEQ。1、输入回路图解列输入回路方程： VBE =VCCIBRb在输入特性曲线上，作出直线 VBE =VCCIBRb，两线的交点即是Q点，得到IBQ和VBEQ。IB VBE+-ICVCE+-2、输出回路图解列输出回路方程（直流负载线）：VCE=VCCICRc 在输出曲线上，作直流负载线 VCE=VCCICRc，与IBQ曲

8、线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ。IB VBE+-ICVCE+-二、动态图解 求AV 、Vomax、观察失真1、输入回路图解，确定 iB 和 vBE 的变化范围2、输出回路图解，确定 iC 和 vCE 的变化范围共射极放大电路交流通路icvce+-交流通路及交流负载线过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/RL 直线，该直线即为交流负载线。 过Q点和横轴上的J 点 做一条直线，该直线即交流 负载线。VJ = VCEQ+ ICQ RL 3、求 AvAv = vCE vBE 动态工作时，动态工作时， i iB B、 i iC C的实际电流方向是否改的实际电流方向是否改 变，变，v vC

9、ECE的实际电压极性是否改变？的实际电压极性是否改变？三、非线性失真与动态范围的分析1、产生非线性失真的原因、Q点设置不合理引起的失真Q12vCE/ViC/mA0iB=40uA80uA120uA160uA200uA饱和点截止点饱和失真Q12vCE/VC0iB=40uA80uA120uA160uA200uA饱和点截止点截止失真、输入信号过大引起的失真vCE/VQ12C0iB=40uA80uA120uA160uA200uA饱和点截止点对于PNP管，由于是负电源供电，失真 的表现形式，与NPN管正好相反。Q12vCE/ViC/mA放大区0iB=40 uA80uA120uA160uA200uA饱和点截

10、止点2、放大电路的动态范围、确定Q点、求出Q点与饱和点，Q点 与截止点间的压差。、 以上述值较小的为 准计算Vomax将Q点设置在交流负载线的中点，要有 合适的交流负载线。 Q点已定时Vomax求法Q点未定时Vomax求法1、H参数的引出对两式取全微分得用交流分量表示vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce一、晶体管的低频H参数输入输出特性为微变等效电路法输出端交流短路时的输入电阻；1K左右。输出端交流短路时的正向电流传输比或 电流放大系数；20200之间。输入端交流开路时的反向电压传输比； 10-210-4之间。输入端交流开路时的输出电导，10102us折 合为

11、1/hoe=10100K。2、H参数的意义vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce二、晶体管的H参数等效电路1、等效电路的引出vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevcehfeibicvceibvbehrevcehiehoe忽略hre和hoe的影响， 得到简化的等效电路。2、等效电路的讨论hfeibicvceibvbehrevcehiehoea、等效电路中的电源均为受控源，受控源的极性 和方向不能任意规定。b、等效电路只对交流等效，不能用它求静态工作点。c、H参数的大小与Q点有关，因而它们不是常数。d、晶体管是双向器件，因为有反馈电压的

12、存在。3、H参数的确定、 一般用测试仪测出、 rbe 与Q点有关，可用公式估算 rbe= rb + (1+ ) re公式的适用范围 0.1mAIE5mA，三、利用等效电路法分析放大器步骤与方法a、画放大电路交流通路b、画放大电路H参数等效电路c、计算性能指标按交流通路的规则画出正确的交流通路。把交流通路中的晶体管用H参数等效电路代换就得 到放大器的等效电路根据题目要求进行计算,一般必须计算Av、Ri、Ro。例1：射极偏置电路的分析Vi+ -Rb2RcRL+-VoRb1+VCCReC1C2Ce1、画交流通路2、画等效电路Vi+-Rb2RcRL+Vo Rb1-IiIbIcIbrbe -Vi+-Rb

13、2RcRL+-Rb1-VoVi+-Rb2RcRL+Vo Rb1-IiIbIcIbrbe -3、计算性能指标、求电压增益根据则电压增益为iO VVAV=&根据定义则输入电阻、求输入电阻Vi+-Rb2RcRL+Vo Rb1-IiIbIcIbrbe - RiIRbRo =VT ITRL= VS=0根据可得到求输出 电阻的电路Ro =VT IT= Rc、求输出电阻Vi+-Rb2RcRL+Vo Rb1-IiIbIcIbrbe -Rb2RcRS+VTRb1-IiIbIcrbe-ITRo例2：共集电极电路分析1、静态分析Vs+-+-+VCCReC1 C2RbRLVoRs+-RsRL+ VoRb-IiIbIc

14、Ibrbe-ViVs+-Re2、动态 分析其中根据iO VVAV=&、求电压增益+-RsRL+ VoRb-IiIbIcIbrbe-ViVs+-Re根据输入电阻+-RsRL+ VoRb-IiIbIcIbrbe-ViVs+-Re、求输入电阻输出电阻Ro =VTITRL= VS=0根据3、电路特点及应用：输入电阻大，对电压信号源衰减小，常用于输入级。输出电阻小，带负载能力强，常用于输出级。电压增益小于1但接近于1，输出与输入同相， 常用于中间隔离级或进行阻抗变换。、求输出电阻Rs + VTRb-Ib Ibrbe-ReIT例3：共基极电路分析电路特点及应用：输入电阻小，输出电阻大，电压增益大且输 出与

15、输入电压同相，频率特性较好。常用于宽带 放大电路和振荡电路。电压增益：输入电阻：输出电阻：四、三种组态的比较输入输出： Vb、Ib、Vc、IcVb、Ib、Ve、IeVe、Ie、Vc、Ic比较的目的：1、输入量、输出量的比较，用于判断放大器的 输入和输出端口。2、相位关系的比较，用于判断正、负反馈。3、放大能力的比较，用于针对性地选择放大器。4、输入电阻、输出电阻的比较，用于放大器间的连接。相位关系：反 相同 相同 相第四讲 多级放大电路两个或两个以上的单级放大电路首尾相接所组成 的放大电路，称为多级放大电路。一、多级放大电路的级间耦合形式1、阻容耦合级与级之间是通过电阻和电容进行连接的。所以各

16、级工作点 相互独立，但阻抗匹配困难，频率特性欠佳。一般用于分立元件 交流放大。2、直接耦合级与级之间是通过导线直接连接的。所以频率特性很好。但 工作点相互影响，一般用于放大频率等于零和接近于零的信号。3、变压器耦合级与级之间的信号是通过变压器进行传递的。工作点相互 独立，容易实现阻抗匹配，频率特性差。用于低频功率放大电路 和选频放大电路。二、多级放大电路的分析方法分析的方法： 化多级为单级。多化单的原则：划分前后电路持性不变或变化很小。多化单的方法：把后级的Ri作为前级的RL或把前级的Ro作为后级的Rs。1、Av = Av1Av2Avn2、Ri = Ri13、Ro = Ron三、放大电路的频率特性1、频率特性的一般概念由