《基本放大电路(2课时).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基本放大电路(2课时).ppt（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十章第十章 基本放大电路基本放大电路110-1 10-1 基本放大电路的组成基本放大电路的组成一、电路组成（共射极放大电路）一、电路组成（共射极放大电路）三极管三极管T ：核心核心，电流分配、放大作用电流分配、放大作用VBB Je正偏正偏Rb：基极基极偏置电阻偏置电阻VCCJc反偏反偏Rc：集电极集电极偏置电阻偏置电阻集电极电流的变化集电极电流的变化 ic 集电极电压的变化集电极电压的变化 vcevi 接入问题？接入问题？ 串入串入Je回路回路 直接连接直接连接？ 电容连接电容连接Cb1、Cb2 ：隔离直流，传送交流隔离直流，传送交流 （固定）偏流（固定）偏流直流直流 =0 XC= 交流交流
2、、CXC 0隔直电容隔直电容耦合电容耦合电容接地接地 零电位点零电位点2二、简化电路及习惯画法二、简化电路及习惯画法习惯画法习惯画法 共射极基本放大电路共射极基本放大电路3(a)(b)(c)(d)(f)(e)下列下列 a f 电路哪些具有放大作用？电路哪些具有放大作用？410-2 10-2 放大电路的静态分析、动态分析放大电路的静态分析、动态分析一、静态分析一、静态分析1、直流通路法、直流通路法 求求IB、VBE 、IC 、VCE 、 IE 直流通路直流通路+- 共射极放大电路共射极放大电路vi = 0Cb1、Cb2等电容等电容开路开路5直流通路直流通路+-根据直流通路可知：根据直流通路可知：
3、一般硅管一般硅管VBE=0.7V，锗管锗管VBE=0.2V。6分析步骤：分析步骤：(1) vi =0（短路）短路）Cb1、Cb2开路开路开路开路开路开路(2) 把电路分为线性和非线性把电路分为线性和非线性非非线性线性线性线性线性线性(3) 写出线性部分直线方程写出线性部分直线方程直流通路直流通路 输入回路（输入回路（Je）方程方程： 输出回路（输出回路（Jc）方程：方程：vBE = VCC（BB） iBRbvCE = VCC iCRc直流负载线直流负载线2、图解法、图解法(4) 作图：作图：画直线，与画直线，与BJT特性曲线的交点为特性曲线的交点为Q点（点（静态工作点静态工作点）7 在输入特性
4、曲线上，作出直线：在输入特性曲线上，作出直线： vBE = VCC iBRb 在输出特性曲线上，作出在输出特性曲线上，作出直流负载线直流负载线： vCE = VCC iCRc即：即： 与特性曲线的交点即为与特性曲线的交点即为Q点，点， IBQ 、VBEQ 、ICQ 、VCEQ。(4) 作图：作图：直流负载线与直流负载线与BJT特性曲线的交点为特性曲线的交点为Q点（点（静态工作点静态工作点）8饱和失真饱和失真截止失真截止失真非线性失真非线性失真线性范围线性范围 用用最大不失真输出幅度最大不失真输出幅度Vom来衡量来衡量Q点偏高点偏高 易出现饱和失真，易出现饱和失真， Vom为为Q点到饱和区边沿的
5、距离点到饱和区边沿的距离Q点偏低点偏低 易出现截止失真，易出现截止失真， Vom为为Q点到截止区边沿的距离点到截止区边沿的距离9交流通路交流通路二、动态分析二、动态分析1、BJT的小信号模的小信号模型型vbevceibcebicBJT双口网络双口网络 ibicvceibvbeur vcerberceVCC = 0(短短路路)Cb1、Cb2等电容等电容短路短路12 ibicvceibvbeur vcerberce ur很小，一般为很小，一般为10-3 10-4 ， rce很大，很大，约为约为100k 。 故一般可忽略它们的影响，故一般可忽略它们的影响，得到简化电路。得到简化电路。 ib 是受控源
6、是受控源 ，且为电流，且为电流控制电流源控制电流源(CCCS)。 电流方向与电流方向与ib的方向是关联的方向是关联的。的。 测试仪（给定）测试仪（给定） rbe 与与Q点有关，公式估算。点有关，公式估算。 132 2、画出小信号（微变）等效电路、画出小信号（微变）等效电路共射极放大电路共射极放大电路icvce+-交流通路交流通路RbviRbRbviRc小信号（微变）等效电路小信号（微变）等效电路RbviRcRL143 3、求电压增益、求电压增益RbviRcRL根据根据则电压增益为则电压增益为154 4、求输入电阻、求输入电阻RbRcRLRi令令Ro = Rc 所以所以5 5、求输出电阻、求输出
7、电阻16 1. 电路如图所示。电路如图所示。试画出其小信号等效模型电路。试画出其小信号等效模型电路。例题例题17三三极极管管的的小小信信号号模型？模型？NPN型型和和PNP型型管管子子的的小小信信号号模模型有区别吗？型有区别吗？ 共共射射极极基基本本放放大大电电路路的的输输入入、输输出出电电阻如何求出？阻如何求出？19温度温度T 少子浓度少子浓度 IC ICBO , ICEO IC = IB +(1+ )ICBOIB VBE 载流子运动加剧，载流子运动加剧，发射相同数量载流发射相同数量载流子所需电压子所需电压 输入特性曲线输入特性曲线左移左移 载流子运动加剧，载流子运动加剧，多子穿过基区的速多
8、子穿过基区的速度加快，复合减少度加快，复合减少 IC IB输出特性输出特性曲线曲线上移上移输出特性输出特性曲线族曲线族间隔加宽间隔加宽 三、温度对工作点的影响三、温度对工作点的影响 Q点上移点上移 rbe AV ?201、分压式射极偏置电路、分压式射极偏置电路 如果温度变化时，如果温度变化时，b点电位能基本点电位能基本不变不变，则可实现静态工作点的稳定。，则可实现静态工作点的稳定。T IC IE IC VE VBE 利用利用（1）稳定）稳定Q点点思路思路则可实现如下则可实现如下自动调整自动调整过程过程b点电位基本不变的条件：点电位基本不变的条件：I1 IBVB VBEI1=(510)IB (硅
9、硅)I1=(1020)IB(锗锗)VB =3V5V (硅硅)VB =1V3V (锗锗)22（2）放大电路指标分析）放大电路指标分析确定静态工作点确定静态工作点Je回路回路KVL方程方程画小信号等效电路画小信号等效电路并确定模型参数并确定模型参数23输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：电压增益：电压增益：电压增益电压增益(1+ )Re rbe 1若：若：24输入电阻输入电阻RiRi证明如下证明如下：从从b极看极看e极的电阻，要扩大极的电阻，要扩大(1+ )倍！倍！那从那从e极看极看b极的电阻，要？极的电阻，要？25输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻求输出电阻的等效电路求输出电阻的等效电路网络内
10、独立源置零网络内独立源置零负载开路负载开路输出端口加测试电压输出端口加测试电压求求Ro，可对回路可对回路1和和2列列KVL方程方程r rcece对分析过程影响很大，此处不能忽略对分析过程影响很大，此处不能忽略其中其中则则当当时，时，一般一般（）Ro262、固定偏流电路与射极偏置电路的比较、固定偏流电路与射极偏置电路的比较 共射极放大电路共射极放大电路静态：静态：27 固定偏流共射极放大电路固定偏流共射极放大电路电压增益：电压增益：RbviRcRL固定偏流共射极放大电路固定偏流共射极放大电路输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：Ro = Rc # # 射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度
11、稳定性，射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？282910-3 10-3 射极输出器射极输出器一、电路分析一、电路分析结构特点结构特点共集电极放大电路共集电极放大电路1 1、求静态工作点、求静态工作点2 2、画小信号等效电路、画小信号等效电路313 3、电压增益、电压增益一般有一般有即：即：其中其中略小于略小于
12、132 e VT rbe2 b Ib +c Ib Rb RL Ic s ITIReRbIR4 4、输入电阻、输入电阻Ri大大其中其中, 1一般有一般有即即335 5、输出电阻、输出电阻 电路变换电路变换对对e极列极列KCL方程：方程：将各支路关系代入：将各支路关系代入：Ro小小34 电压增益小于电压增益小于1 1但接近于但接近于1 1， 输入电阻大输入电阻大，对电压信号源衰减小，对电压信号源衰减小 输出电阻小输出电阻小，带负载能力强，带负载能力强射极输出器特点：射极输出器特点：电压跟随器电压跟随器 对电流仍有放大作用对电流仍有放大作用35二、复合管二、复合管作用：提高电流放大系数作用：提高电流
13、放大系数达林顿管达林顿管364、三种组态的比较、三种组态的比较电压增益：电压增益：输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：40多级放大电路组成的方框图多级放大电路组成的方框图信号源信号源中间级中间级输出级输出级 负载负载输入级输入级多级放大电路多级放大电路10-4 10-4 多级放大电路及其级间耦合方式多级放大电路及其级间耦合方式一、多级放大电路的耦合方式一、多级放大电路的耦合方式41级间耦合（级联）：级间耦合（级联）：常用的耦合方式有三种常用的耦合方式有三种, 即即 阻容耦合阻容耦合 直接耦合直接耦合 变压器耦合变压器耦合421、阻容耦合、阻容耦合阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路43直接耦合
14、放大电路直接耦合放大电路2、直接耦合直接耦合443、变压器耦合、变压器耦合变压器耦合放大电路变压器耦合放大电路454 4、级间耦合的优、缺点及应用比较、级间耦合的优、缺点及应用比较 耦合方式耦合方式 优优 点点 缺缺 点点 应应 用用 直流或交流直流或交流放大，分立放大，分立或集成电路。或集成电路。 可放大直流及可放大直流及缓慢变化的信号，缓慢变化的信号，低频响应好低频响应好 便于集成便于集成 有严重的零点有严重的零点漂移问题漂移问题 各级各级Q不独立，不独立，设计计算及调试设计计算及调试不便不便直接耦合直接耦合 阻容耦合阻容耦合 各级各级Q独立独立 体积小成本低体积小成本低 无法集成无法集成
15、传输交流信号传输交流信号损失小，增益高损失小，增益高 不能放大直流不能放大直流及缓慢变化的信及缓慢变化的信号，低频响应差号，低频响应差交流放大交流放大 分立电路分立电路 变压器耦合变压器耦合 无法集成无法集成功率放大功率放大 调谐放大调谐放大 高频和低频响高频和低频响应差应差 体积大，笨重体积大，笨重 各级各级Q独立独立 可以改变交流可以改变交流信号的电压、电信号的电压、电流和阻抗流和阻抗 461、电压放大倍数电压放大倍数加以推广到加以推广到n级放大器级放大器二、多级放大电路的动态性能指标计算二、多级放大电路的动态性能指标计算48 一般说来，多级放大电路的输入电阻就是输入级的一般说来，多级放大
16、电路的输入电阻就是输入级的输入电阻输入电阻 ，即：，即：2、输入电阻和输出电阻、输入电阻和输出电阻 由于多级放大电路的放大倍数为各级放大倍数的乘积，所以由于多级放大电路的放大倍数为各级放大倍数的乘积，所以 在设计多级放大电路的输入级和输出级时，主要考虑输入电阻和在设计多级放大电路的输入级和输出级时，主要考虑输入电阻和输出电阻的要求，而放大倍数的要求由中间级完成。输出电阻的要求，而放大倍数的要求由中间级完成。输出电阻就是输出级的输出电阻，即：输出电阻就是输出级的输出电阻，即：49例例题题1 为提高放大电路为提高放大电路的带负载能力，多级的带负载能力，多级放大器的末级常采用放大器的末级常采用共集电
17、极电路。共射共集电极电路。共射- -共集两级阻容耦合共集两级阻容耦合放大电路如图所示。放大电路如图所示。已知电路中已知电路中 1= 2=50 VBE=0.7V。 (1) 求各级的静态工作点；求各级的静态工作点； (2) 求电路的输入电阻求电路的输入电阻Ri和输出电阻和输出电阻Ro； (3) 试分别计算试分别计算RL接在第一级输出端和第二级输出端时，电路接在第一级输出端和第二级输出端时，电路的电压放大倍数。的电压放大倍数。 50 各级静态工作点彼此独立，各级静态工作点彼此独立，可分级计算。可分级计算。解解： (1) 求各级的静态工作点求各级的静态工作点第二级：射极输出器（共集电极）第二级：射极输
18、出器（共集电极）第一级：第一级： 分压式射极偏置分压式射极偏置电容开路，所以电容开路，所以阻容耦合的特点阻容耦合的特点变压器耦合变压器耦合51RiRoRo1(2) 求求Ri和和Ro =Ri= Ri1= R1/R2/rbe1+ (1+ 1)R42.66k 52(3) 分别计算分别计算RL接在第一级输出端和第二级输出端时接在第一级输出端和第二级输出端时, , 电压增益电压增益 Ri2=Ri2=R6/rbe2+ (1+ )(R7/RL) =150/104=61.11k 53例例题题2 多级放大器如图所示。设电路中多级放大器如图所示。设电路中rbe1、rbe2、 1、 2、 3及各参数均已知。及各参数
19、均已知。 (1) 判断电路中判断电路中T1、T2和和T3各组成各组成什么组态的电路；什么组态的电路； (2) 求各级的静态工作点；求各级的静态工作点； (3) 推导推导AV 、Ri及及Ro的表达式。的表达式。 结构特点结构特点解解： (1) 判断电路的组成形式判断电路的组成形式 由三种不同组态的基本放大电路组合而成的共射由三种不同组态的基本放大电路组合而成的共射- -共基共基- -共集组合放大电路。共集组合放大电路。 级间耦合：级间耦合： 直接耦直接耦合合输入和输出耦合：输入和输出耦合：阻容耦合阻容耦合54(2) 求各级的静态工作点求各级的静态工作点 T1: 分压式射极偏置分压式射极偏置T3:
20、 射极偏置射极偏置T2: 分压式射极偏置分压式射极偏置55(3) 推导推导AV 、Ri及及Ro的表达式的表达式 共射共射- -共基组合又称共基组合又称串接放大器串接放大器56多级放大电路多级放大电路输入级输入级Ri 中间放大级中间放大级AV 输出级输出级Ro 共集、共射共集、共射共射、共基共射、共基共集共集第第4章章 场效应管场效应管第第6.2节节 差分放大电路差分放大电路2个个信号信号相减相减第第5章章 功率放大电路功率放大电路直接耦合直接耦合零漂零漂Ri RL特别小特别小第第6.1节节 电流源电流源第第6章章 集成集成运算放大器运算放大器性能性能改善改善第第7章章 反馈反馈技术、方法技术、方法第第8、9、10章章 运运算放大器算放大器应用应用 各各种功能电路种功能电路57
