文档详情

单管放大电路分析

suns****4568
实名认证
店铺
PDF
9.81MB
约64页
文档ID:88893831
单管放大电路分析_第1页
1/64

一、主要性能指标 (1)电压增益(1)电压增益又称放大倍数,衡量放大电路放大电 信号的能力最常用的是电压增益 i o v V V A     §1.2 单管放大电路的分析§1.2 单管放大电路的分析 开路电压增益负载开路(RL=∞)时的电压增益 i oo vo V V A     源电压增益放大器的输出电压对信号源电压 vs的增益 oioi vsv ssiis VV VR AA VV VRR      ooooL vvo iioooL VVVR AA VVVRR      带负载 增益常用分贝(dB)为单位,1分贝=1/10贝尔, 源于功率增益的对数: iop PPdBAlg10)( 当用于电压增益时 :  ioiov VVVVdBAlg20)/lg(10)( 2 2  “ 0 0dB” 相当于 Av=1 1; “-40-40dB”相当于Av=0.010.01; “-20-20dB”相当于Av=0.10.1; “4040dB”相当于 Av=100100; “2020dB”相当于 Av=1010; 分 贝分 贝 (2)输入电阻(2)输入电阻Ri 输入电阻Ri是从放大电路输入端看进去的等效 电阻,定义为输入电压与输入电流相量之比。

i i i V R I    i I i R 输入电阻反映了放大电路 从信号源所汲取电压的能 力Ri越大,则信号电压 损失越小,输入电压越接 近信号源电压 (3)输出电阻(3)输出电阻Ro 输入信号置零、放 大电路负载移去时 从输出端口看进去 的等效电阻 O R 输出电阻输出电阻Ro的确定:的确定: ①分析时采用在输出端施加等效信号源的方法 ' 0 0 ' 0 s L oV R V R I      ②在实验室采用测量的方法 L oo o R V V R         1 0L O O OOO R V R VV   1.输入信号置零;输入信号置零; 2.负载断开加压负载断开加压 输出电阻Ro的大小,反映了放大电路带负 载的能力Ro越小,则放大电路带负载能力 越强,电路输出越接近恒压源输出 Vo Io Ro小小 Ro大大 Voo Ro=0 OOOOO RIVV (4)通频带(4)通频带—放大电路能放大信号的频率范围放大电路能放大信号的频率范围 当放大电路的信号频率很低或很高时,由于 电路中存在的耦合电容以及晶体管的结电容 和极间电容的影响,放大电路的电压放大倍 数在低频段或高频段都要降低,只有在中频 段范围内放大倍数为常数。

放大倍数在高频段或低频段下降到中频段放大 倍数的(即0.707倍)时的频率分别称为上 限频率和下降频率(也称-3dB频率) 2/1 通频带越宽,表明放大电路对不同频率 信号的适应能力越强 下限频率:fL 通频带(带宽): HLH fffBW 单级共射阻容耦合放 大电路的典型频率特 性(幅频特性) 上限频率:fH dBA A vm vm 3lg20 2 lg20 如对于低频功放电路,其通频带应大于 音频范围(20Hz~20kHz) (5)最大不失真输出幅度(5)最大不失真输出幅度 最大不失真输出幅度是放大电路在输出波 形不产生明显的非线性失真条件下,所能提 供的最大输出电压(或输出电流)峰值,用 Vom(或Iom)表示 工作点在交流负 载线中点时的最 大输出电流幅度 工作点在交流负 载线中点时的最 大输出电流幅度 工作点在交流 负载线中点时 的最大输出电 压幅度 工作点在交流 负载线中点时 的最大输出电 压幅度 VCEQ-VCES VCC-VCEQ 截止失真: 截止失真时 的电压波形 截止失真时 的电压波形 截止失真时的 电流波形 截止失真时的 电流波形 由于进入截止区而产生的失真 最大不失真输出幅度最大不失真输出幅度 原因:① 静态 工作点偏低, ② 小信号放大 时,输入信号 幅度太大。

饱和失真: 饱和失真时的 电流波形 饱和失真时 的电压波形 饱和压降 由于进入饱和区而产生的失真 最大不失真输出幅度最大不失真输出幅度 原因:① 静态 工作点偏高, ② 输入信号幅 度过大 当RL≠∞时,交直流负载线不重合 t CE v0 CEQ V ) // 1 ( LC RR 斜率 交流负载线 (//) oCLcce vRRiv  CCCCCEQ RIVV 当RL=∞时,交直流负载线重合 1 () C R 斜率 直流负载线直流负载线 比较:比较: + - Rb + - vi c i o v ' L R ' // LCL RRR 输出直流负载线方程输出直流负载线方程 )( ecCCCCE RRIVV 直流负载线直流负载线 比较:比较: 1/() ce RR ' ocL viR  + - Rb + - vi c i o v ' L R 交流负载线方程交流负载线方程 直流负载线直流负载线 直流负载线方程直流负载线方程 )( ecCCCCE RRIVV 交流负载线交流负载线   CE v   CE v 截止失真截止失真 ' LCQCE RIv  饱和失真饱和失真 CECEQCES vVV   最大不失真输出幅度最大不失真输出幅度 min(,) omCECE Vvv   1/() ce RR 1/(//) CL RR ' // LCL RRR 【例】【例】放大电路如图所示,已知β=100; (1)求解静态工作点; (2)当输入信号增大,空载和带3kΩ负载两种情 况下,分别首先出现饱和失真还是截止失真? 放大电路如图所示,已知β=100; (1)求解静态工作点; (2)当输入信号增大,空载和带3kΩ负载两种情 况下,分别首先出现饱和失真还是截止失真? 0.0185 (1) CCBE B be VV ImA RR    1.85 CB IImA ()4.6 CECCCcEe CCCce VVI RI R VIRRV   解:解: 【例】【例】放大电路如图所示,已知β=100; (1)求解静态工作点; (2)当输入信号增大,空载和带3kΩ负载两种情 况下,分别首先出现饱和失真还是截止失真? 放大电路如图所示,已知β=100; (1)求解静态工作点; (2)当输入信号增大,空载和带3kΩ负载两种情 况下,分别首先出现饱和失真还是截止失真? () CECCCcEe CECCCce VVI RI R VVIRR   注意:注意:空载时直流负载线与交流负载线空载时直流负载线与交流负载线不重合不重合 直流负载线直流负载线 交流负载线交流负载线 (//) ceCLc vRRi  【例】【例】放大电路如图所示,已知β=100; (1)求解静态工作点; (2)当输入信号增大,空载和带3kΩ负载两种情 况下,分别首先出现饱和失真还是截止失真? 放大电路如图所示,已知β=100; (1)求解静态工作点; (2)当输入信号增大,空载和带3kΩ负载两种情 况下,分别首先出现饱和失真还是截止失真? 空载时:空载时: ( )1.85 35.55 V CECQC VIR  ( )4.60.73.9 CE VV  带负载时:带负载时: ( )//1.85 3//32.78 CECQCL VIRRV  ( )4.60.73.9 CE VV  先饱和失真 先截止失真 先饱和失真 先截止失真 二、 半导体三极管和场效应管 的低频小信号模型 条件:低频、放大区、小信号,半导体三极管 在低频小信号的条件下,在特性曲线Q点附近 的某一小段曲线,可以有条件线性化。

在上述条件下,把晶 体三极管看成一个双口 网络,并把b-e作为输入 口,c-e为输出口,研究 晶体管的输入特性和输 出特性 一)、晶体三极管的低频小信号模型一)、晶体三极管的低频小信号模型 ),( CEBBE vifv ),( CEBC vifi  可以写 成如下 关系式 vBE,iB,vCE,iC是各电量的瞬时 总量(直流+交流) 在低频小信号条件下,研究各变化量之间 的关系,对两关系式求全微分得: CE ICE BE B VB BE BE dv v v di i v dv BCE        CE ICE C B VB C C dv v i di i i di BCE        ),( CEBBE vifv  ),( CEBC vifi  式中 BE dv代表 BE v的变化量部分,则有: ceCEcCbBbeBE vdvidiidivdv,,, ce ICE BE b VB BE be v v v i i v v BCE        ce ICE C b VB C c v v i i i i i BCE        CE ICE BE B VB BE BE dv v v di i v dv BCE        CE ICE C B VB C C dv v i di i i di BCE        1112 2122 1 bebcebe bce cbcebce ce vhihvr ikv ihihviv r    最后得到: 11 | CE BE V B v h i    12 | B BE I CE v h v    21 | CE C V B i h i    22 | B C I CE i h v    令: ce ICE BE b VB BE be v v v i i v v BCE        ce ICE C b VB C c v v i i i i i BCE        h参数意义: 11 CE BE be B V v rh i    是晶体管输出交流短路时的 输入电阻(动态输入电阻) 12 B BE CE I v kh v    是晶体管输入交流开路时的 内电压反馈系数(很小) 1112 2122 1 bebcebe bce cbcebce ce vhihvr ikv ihihviv r    21 CE C B V i h i     22 1 B C ce CE I i h rv    是晶体管输出交流短路 时的电流放大系数 是输入交流开路时的输出电导 (晶体管输出电阻的倒数) 1112 2122 1 bebcebe bce cbcebce ce vhihvr ikv ihihviv r    h参数意义: 由电路理论得出: 1112 2122 1 bebcebe bce cbcebce ce vhihvr ikv ihihviv r    晶体管低频小信 号电路模型 12 B BE CE I v h v    由于内电压反馈系数 很小,常略。

而输出电导也很小,输出电阻很大所以, 晶体三极管的低频小信号模型如下: 简化模型 完整的低频小 信号模型 说明---针对BJT管低频小信号模型: ⑤β和rbe可用H参数测试仪测得,而rbe也可用公 式估算 : EQ T bb be I V rr)1 ( '  ①只适用于低频小信号条件; ②变化量或交流分量,不能出现直流量或瞬 时总量符号; ③模型中的参数,与Q点有关,不是固定常数; ④电流源“βib” 方向和大小由ib决定;无论 对NPN型或PNP型都是如此 rbb′为晶体三极管的基区体电阻,约为 100~300Ω; EQ T bb be I V rr)1 ( '  VT=26mV(室温下,是电压的温度 档量); IEQ为发射极。

下载提示
相似文档
正为您匹配相似的精品文档