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文檔簡介
1、精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載第三章 基本放大電路第一節(jié)放大器概述基本放大電路也叫放大器, 它為利用三極管的電流放大作用,將柔弱的電信號(電壓信號.電流信號)進(jìn)行有限的放大,得到需要的電信號;一.放大器的基本概念精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載輸 入 端放 大 器輸 出 端精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1.特點1)輸出信號的功率比輸入信號的功率要大此時我們說電子信號得到了放大2)輸出信號的波形與輸入信號的波形要相同即信號不產(chǎn)生失真2.組成有源器件:三極管場效應(yīng)管等無源器件:電阻電容 電感 變壓器等3.基本要求1)足夠的放大倍數(shù)2)肯定寬度的同頻帶信號范疇內(nèi)的頻
2、率應(yīng)得到同樣的放大3)非線性失真小由于非線性元件引起的波形畸變叫非線性失真4)工作要穩(wěn)固各項參數(shù)不隨工作時間.環(huán)境而轉(zhuǎn)變,同時放大器本身不產(chǎn)生自激信號5)輸入信號的電壓.電流及功率不能超過放大器的最大答應(yīng)值否就會損壞放大器6)放大器答應(yīng)輸出的輸出信號的最大功率應(yīng)小于由電源供應(yīng)應(yīng)放大器的功率;二.三極管的連接方式共發(fā)射極放大電路共基極放大電路共集電極放大電路精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載q1r1輸出輸入輸入q2q3q4輸 出輸 出r4輸出r2輸 入r3輸 入精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載特點:各種基本放大電路的輸入端和輸出端共發(fā)射極放大電路:信號從基極輸入,集電極
3、輸出;公共端為發(fā)射極共基極放大電路:信號從發(fā)射極輸入,集電極輸出;公共端為基極 共集電極放大電路:信號從基極輸入,發(fā)射極輸出,公共端為集電極舉例:vccrcrcr6r1c2c2vc0v vc1c1rlrl精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載r2rece信 號 輸 入r7rece精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載0上圖為共發(fā)射極放大電路,右圖為電路圖的另一種畫法,其中的“”為公共接地,為電路中的電流.電壓的零參考點,稱為接地端;各元件的作用:c1.c2:c1 為輸入信號耦合電容,為輸入信號供應(yīng)溝通通路;c2 為輸出信號耦合電容, 為輸出信號供應(yīng)溝通通路;它們同時起隔斷直流作
4、用, 防止影響三精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載極管的靜態(tài)工作點;r1.r2:基極偏置電阻,電源電壓經(jīng)這兩個電阻分壓給基極供應(yīng)偏置電壓, 使發(fā)射結(jié)處于正向?qū)顟B(tài);r1 叫上偏電阻, r2 叫下偏電阻;它們一般為幾千歐姆;rc 叫集電極供電電阻,它起兩個作用,其一為將放大的電流信號轉(zhuǎn)為電壓信號,其二為電源vc 通過它給集電極供電,使集電結(jié)處于反向偏置狀態(tài);其阻值一般為幾歐姆 幾千歐姆;re 為發(fā)射極負(fù)反饋電阻,其作用為穩(wěn)固靜態(tài)工作點;ce 為發(fā)射極溝通旁路電容,其作用為提高溝通信號的放大倍數(shù);v 為放大管,起電流放大作用,為放大器的核心元件;其次節(jié)三極管基本放大電路一.基本放大電
5、路的組成如圖,為另外一種基本放大電路形式;rc精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載c1q1rbvivbbc2vorlrbvccc3vircq2c4vorlvcc精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載在上圖中, v bb 為基極偏置電源,為發(fā)射結(jié)供應(yīng)正向偏壓;v cc 為集電極直流電源, 為集電結(jié)供應(yīng)反向偏壓; 這兩個電壓共同作用, 使三極管工作在放大狀態(tài);在右圖中,省去了基極電源,由集電極電源v cc 通過 rb 分出一部分供應(yīng)基極電壓;二.放大器電流電壓符號使用規(guī)定大大表示直流重量;如: v b 表示三極管的基極的直流電壓;ib 表示基極的直流電流;小小表示溝通重量;如:
6、ib 表示三極管的基極的溝通電流;ub 表示三極管的精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載基極的溝通電壓;大小表示溝通重量的有效值;如:v b 表示加到三極管基極的溝通電壓的有效值;小大 表示直流重量和溝通重量的疊加;如:ib 表示三極管的基極的直流電流疊加有溝通電流重量;即ib=ib+ib ;三.放大器的靜態(tài)工作點1.放大器的靜態(tài):當(dāng)放大器的輸入端沒有信號輸入時所處的狀態(tài)叫放大器的靜態(tài);當(dāng)放大器無溝通信號輸入時, 它的工作狀態(tài)rc精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載可以由三極管的基極與發(fā)射極的直流電壓rbvbe 和基極直流電流ib.集電極與發(fā)射極的c3直流電壓 v ce 和
7、集電極直流電流ic 四個參數(shù)來確定;這四個直流參數(shù)在三極管的輸入特性曲線和輸出特性曲線上確定了一個點, 這個點就叫三極管的靜態(tài)工作點;即:靜態(tài)q2c4vorlvcc精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載工作點由上面的四個參數(shù)來確定;在三極管的放大狀態(tài)中,依據(jù)輸入特性曲線,發(fā)射結(jié)電壓幾乎不變,所以只需要確定其他三個參數(shù);在右圖中,vbe =0.7v(硅管)ib=vcc/rbic= ibvce = vcc- i crc同學(xué)練習(xí): 1.在上圖中, v cc=12v、三極管 =50,rb=220k、rc=2k,求靜態(tài)工作點;2.右圖為另一種具有穩(wěn)固工作點的共射放大電路,求靜態(tài)工作點;精品學(xué)習(xí)資
8、料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載47krb1c13k rcc2vrlv=12v精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載voccvi10krb2500cere2.放大器能否正常工作的重要條件:設(shè)置合適的靜態(tài)工作點放大器在工作時, 其基極和集電極的電流. 電壓值為直流和溝通的瞬時值疊加而成,而放大器的核心元件三極管處于放大狀態(tài)的條件為:發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反向偏置, 所以加在三極管的基極發(fā)射結(jié)的瞬時電壓應(yīng)大于死區(qū)電壓,而且要使集電結(jié)處于反向偏置; 如圖,當(dāng)三極管的基極沒有加靜態(tài)偏置時的信號處理情形;此時,輸入的溝通信號由于負(fù)半周使三極管進(jìn)入
9、截止?fàn)顟B(tài),從而集電極輸出的放大的溝通信號也只有正半周輸出,從而造成嚴(yán)峻的失真;所以要設(shè)置合適的靜態(tài)工作點,使輸入的溝通信號處于負(fù)半周時三極管也能工作在放大狀態(tài)從而精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載防止輸出波形的失真;四.放大原理三極管對信號為怎樣進(jìn)行放大的?這個過程可以用下圖進(jìn)行說明:圖中的c1.c2 為輸入信號耦合電容和輸出信號耦合電容,對溝通信號而言相當(dāng)于短路, 所以溝通信號電壓從基極和發(fā)射極間輸入,而處理后的溝通信號從集電極和發(fā)射極間輸出;變化的溝通信號電流疊加在基極的靜態(tài)直流電流上,形成變化的既有溝通又有直流重量的基極電流i bib=ib +ib 、變化的基極電流又使集電極
10、電流發(fā)生更大的變化(也既有直流又有溝通重量) ,從而在 rc 上的壓降也在發(fā)生相同的變化;而集電極電壓 vce=v cc-icrc、這樣往相反方向發(fā)生更大變化的溝通信號電壓從集電極輸出;由上圖可以看出, 輸出電壓的相位與輸入電壓的相位剛好相反(輸入電壓上升到正的最大時,輸出電壓下降到負(fù)的最大),故這種共發(fā)射極的單管放大電路稱為反相器 ;五.直流通路與溝通通路由于放大器放大信號時, 既有直流成分又有溝通成分, 為了分析的便利, 常將直流靜態(tài)量和溝通動態(tài)量分開來討論, 如:分析靜態(tài)工作點時, 只考慮直流量;而運算放大倍數(shù)時又只考慮溝通量;所以要會畫放大器的直流通路和溝通通路;1.直流通路的畫法精品
11、學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載直流通路: 為放大器輸入回路和輸出回路直流電流的流經(jīng)路徑;因電容的隔直流的特性,將電容視為開路,其它不變;常用于靜態(tài)工作點的分析,如下圖;2.溝通通路溝通通路: 為放大器溝通信號的流經(jīng)途徑,它為放大器的溝通等效電路;畫法:將容量較大的電容視為短路,將直流電源(內(nèi)阻小,可忽視不計)視為短路,其余元件照畫;如下圖;六.基本放大電路的分析方法 一 放大器常用指標(biāo)1 放大倍數(shù)(1) 電壓放大倍數(shù) av 放大器的輸出電壓有效值vo與輸入電壓有效值vi 的比值精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載稱為電壓放大倍數(shù);av= v ovi(2) 電流放大倍數(shù) a
12、i放大器輸出電流有效值i o 與輸入電流有效值 i i 的比值稱為電流放大倍數(shù);ai= i oii(3) 功率放大倍數(shù)ao放大器輸出功率po 與輸入功率 pi 的比值稱為功率放大倍數(shù)ap = popi2.放大器的增益放大倍數(shù)用對數(shù)表示叫做增益g,電子技術(shù)對增益作如下規(guī)定:(1) 功率增益 將輸出功率與輸入功率之比取對數(shù)它的單位為貝爾b,因貝爾單位較大,常用非常之一貝爾分貝db 來度量;即 1 貝爾=10 分貝(2) 電壓增益(3) 電流增益3輸入電阻和輸出電阻放大器的 輸入電阻ri : 放大器輸入端加上溝通信號電壓vi ,將在輸入回路產(chǎn)生輸入電流ii ;這猶如在一個電阻上加上溝通電壓將產(chǎn)生溝通
13、電流一樣;這個電阻 叫做放大器的 輸入電阻 ,用 ri 表示;在數(shù)值上等于輸入電壓與輸入精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載電流之比;ri =vi / ii輸入電阻也可懂得為從輸入端看進(jìn)去的等效電阻, 如圖 312 左邊所示;這個電阻值越大, 就放大器要求信號源供應(yīng)的信號電流越小, 信號源的負(fù)擔(dān)就越??; 在應(yīng)用中總期望放大器輸入電阻大一些;放大器的 輸出電阻 ro :為從放大器的輸出端 不包括外接負(fù)載電阻rl 看進(jìn)去的溝通等效電阻,如圖右邊所示;輸出電阻越小,放大器帶負(fù)載才能越強,并且 負(fù)載變化時,對放大器影響也小;所以輸出電阻越小越好;4通頻帶放大器在放大不同頻率的信號時, 其放大
14、倍數(shù)為不一樣的; 通常放大器的放大才能只適應(yīng)于一個特定頻率范疇的信號; 在肯定頻率范疇內(nèi), 放大器的放大倍數(shù)高且穩(wěn)固, 這個頻率范疇為 中頻區(qū) ;離開中頻區(qū), 隨著頻率的上升或下降都將使放大倍數(shù)急劇下降 ;下限截止頻率f l : 信號頻率下降到中頻時的0.707 倍所對應(yīng)的頻率叫 下限截止頻率 ;上限頻率 fh : 將信號頻率上升使放大倍數(shù)下降到中頻時的0.707 倍所對應(yīng)的頻率叫上限頻率 .通頻帶 bw: fl 與 f h之間的頻率范疇稱為通頻帶;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載 二 放大器的估算法在分析小信號放大器的工作狀況時,常用近似估算法;1靜態(tài)工作點的估算例 1 圖所示
15、的放大電路中, vcc=12 v,三極管 =50,其余元件參數(shù)見圖,試估算靜態(tài)工作點;例 2圖為另一種具有穩(wěn)固工作點的共射放大電路,求靜態(tài)工作點;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載47krb1c13k rcc2vv=12v精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載vi10krb2500revorlccce精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2輸入電阻和輸出電阻的估算精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載(1) 三極管輸人電阻r be 的估算公式精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載r be=300+1+26mv i eq ma精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料
16、- - - 歡迎下載上式中, i eq為靜態(tài)發(fā)射極電流,因i eqi cq,所以可用i cq 代替; 一般, r be 的值在幾百歐至幾千歐之間;三極管的輸出電阻:一般為幾百千歐以上,通常認(rèn)為;(2) 放大器的輸人電阻r i 和輸出電阻 r o 的估算放大器的輸入電阻為r be 和 rb 的并聯(lián)值,即 :r i =r berb一般 rbr be, 上式可近似認(rèn)為r i =r be放大器的輸出電阻: 因三極管輸出端動態(tài)電阻很大, 所以輸出電阻近似等于集電極精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載電阻;r o rc精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載3放大器放大倍數(shù)的估算如圖,由于
17、 rb 與 r be 并聯(lián)就有因 rbr be,所以vi =ib r be在輸出端有:精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載r''由于 ic=ib 所以 vo=icl = ib rl精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載'r'由于 vo 與 vi 相位相反,因此vo =- icl=- ib rl精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載依據(jù)電壓放大倍數(shù)av= vovi,可算出 av:精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載例 3在圖所示的電路中;
18、設(shè)三極管=50,其余參數(shù)見圖;試求: 1 靜態(tài)工作點; 2r be3 a v ;4r i; 5r o ;解:( 1)靜態(tài)工作點精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載vbe=0.7vib=vccrb=12v 270 k=44.4ua精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載ic= ib=50× 44.4ua=2.2mavce=v cc-i crc=12v-2.2 ma× 3k=5.4v2求 r be精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載r be=300+1+26mv i eq ma=300+( 1+50)26mv2 .2 ma=903精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資
19、料 - - - 歡迎下載( 3)求 av(4) 求輸入電阻 r 精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載(5) 求輸出電阻 r ; r o rc=3k第三節(jié)具有穩(wěn)固工作點的放大電路- 分壓式偏置電路一分壓式偏置電路的結(jié)構(gòu)及工作原理 一 電路結(jié)構(gòu)圖為分壓式偏置電路; rb1 為上偏流電阻,rb2 為下偏流電阻 它們的取值均為幾十千歐姆 ,電源電壓 vcc 經(jīng) rb1.rb2 分壓后得到基極電壓vbq,供應(yīng)基極偏流i bq,re為發(fā)射極電阻 , ce 為 re 的旁路電容, ce 的作用為供應(yīng)溝通信號的通道,削減信號的損耗,使放大器的溝通信號放大才能不致 因 re 而降低;ce 的取值一般為
20、 50100uf;由圖可見, i 1=i 2+i bq ,而 i 2i bq、 所以 i 1i 2, 基極靜態(tài)電壓:rb 2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載vbq vccrb1rb 2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載由上式可見,在分壓式偏置電路中vbq 的大與三極管的參數(shù)無關(guān),只由vcc 和rb1.rb2 的分壓打算; 二 工作原理溫度變化時,三極管的i cbo.vbeq等參數(shù)將發(fā)生變化,導(dǎo)致工作點偏移;試驗精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載證明,溫度上升時,三極管穿透電流i ceo=1+icbo將大幅度增加,使i cq增大;分壓式偏置電路能使i cq的
21、增大受到抑制,自動穩(wěn)固工作點;在上圖中,有vbeq=vbq-v eq而且i eq=i cq+i bq i cq當(dāng)溫度上升時, i cq將增大,就 i eq流經(jīng) re 產(chǎn)生的電壓 veq隨之增加,因 vbq為一個穩(wěn)固值 ,因而 vbeq=vbq-v eq 將減??;依據(jù)三極管輸入特性,基極電流i bq 減小, i cq亦必定減小,使工作點復(fù)原到原有狀態(tài);上述穩(wěn)固工作點的過程可表示為:二靜態(tài)工作點的運算例 1 在圖所示的兩個放大電路中,已知三極管 =50, vbeq=07v,電路其它參數(shù)如下列圖;試求: 1 兩個電路的靜態(tài)工作點; 2 如兩個三極管的 =100、 就各自的工作點怎樣變化 .解:( 1
22、)先求兩個電路的靜態(tài)工作點(先畫直流通路, 略)( a)為固定偏置電路精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載i bq=vccvbeq12v=0.7v=0.02ma精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載rb560 k icq= i bq=50× 0.02ma=1ma精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載vceq =v cc-i cqrc =12v-1ma× 5k=7v( b)為分壓式偏置電路精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載rb1120k精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載rvbq vccb1rb 2= 12v× 120
23、k560 k=2.1v精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載v eq= v bqv beq=2.1v-0.7v=1.4v精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載i cq=i eq=veqre1.4v=2.7 k=0.52ma精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載v ceq =v cc-i cqr c+ re =12v-0.52ma×5k+2.7k=8v(2)如兩個三極管 =100 時(a) 中,因i bq仍為o.02ma ,所以i cq=i bq=100×0.02ma=2mvaceq =v cc-i cqrc=12v-2ma×5k=2v可見,
24、 增大,導(dǎo)致 i cq增大,使 v ceq 降低;(b) 中,由于該電路為分壓式偏置電路;工作點穩(wěn)固,增大時, vbq.v eq.i eq.i cq精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載i cq基本不變,就 v ceq 也不變,只為 i bq=半;,因而, 增大一倍,使 i bq減小一精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載總結(jié):運算靜態(tài)工作點時,固定偏置電路為先算i bq再算 i cq,最終算 v ceq ,分壓式偏置電路就為先算i cq,再算 i bq,最終算 v ceq;三電壓放大倍數(shù).輸入電阻和輸出電阻的運算例 2在圖中,已知三極管 =50,vbeq=07v,其余電路參數(shù)
25、如圖示;試計算:(1) 靜態(tài)工作點; 2 電壓放大倍數(shù) av,輸入電阻 r i 和輸出電阻 r o精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載解:(1)運算靜態(tài)工作點(畫直流通路略)精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載rb110k精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載rvbq vccb1rb 2= 12v× 10k20k=4v精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載v eq= v bqv beq=4v-0.7v=3.3v精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載icq=i eq=veqre3.3v=2 k=1.65ma精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - -
26、 歡迎下載vceq =v cc-i cqr c+ re =12v-1.65ma×2k+2k=5.4v(2)運算電壓放大倍數(shù)av,輸入電阻 r i 和輸出電阻 r o先畫出電路的溝通通路,如右圖;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載r be=300+1+26mv i eq ma=300+( 1+50)26mv1.65 ma=1.1k精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載r'l =rcrl=rc rl= 24=1.33k精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載rcrl24精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡
27、迎下載 a v=-r'l=-rbe501.33k1.1k=-60.5精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載r i =rb1rb2 r be=20101.1k=0.94 r o = rc=2k總結(jié):在具有穩(wěn)固工作點的放大電路中,依據(jù)公式av=-r'lrbe,re 的接入,精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載會使 r be 變大,這樣,就降低了放大倍數(shù);但為,由于溝通旁路電容ce 的接入,又使放大倍數(shù)增大;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載第四節(jié)多 級 放 大 器-兩個兩個以上單管放大電路組成的放大器叫多級
28、放大器;一多級放大器的耦合方式放大電路的“級”:在多級放大器中,每個單管放大電路稱為“級”;耦合(級間耦合):各級之間的信號傳遞稱為級間耦合,簡稱耦合 ;多級放大器的耦合方式一般有阻容耦合.變壓器耦合和直接耦合三種; 一 阻容耦合利用電阻和電容把前級和后級連接起來的耦合方式叫做阻容耦合;典型電路如下圖;它為一個兩級阻容耦合放大電路;輸入信號通過第一級電路放大后,在集電極電阻 rc1 兩端的輸出電壓再經(jīng)過耦合電容c2 把信號電壓送出 、加在其次級的輸入電阻兩端;由于 c2 的隔直作用, 前后級的靜態(tài)工作點互不精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載干擾,彼此獨立,因而給分析和調(diào)整電路帶來許
29、多便利; 二 變壓器耦合利用變壓器把前級和后級連接起來的耦合方式叫 變壓器耦合 ;典型電路如下圖;變壓器能利用電磁感應(yīng), 把溝通信號從變壓器的原邊感應(yīng)到副邊, 將信號從前級傳到后級特點: 1.變壓器有隔直作用,使前后級靜態(tài)工作點互不影響;2.可實現(xiàn)電路間的阻抗變換進(jìn)行阻抗匹配,以獲得最大的輸出功率; 三 直接耦合前級的輸出端和后級的輸入端直接相連的方式叫做直接耦合;典型電路如下圖;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載特點:溝通信號暢通無阻, 但靜態(tài)工作點相互影響; 廣泛應(yīng)用于直流放大器和集成電路中;二多級放大器的分析多級放大器的分析包括: 電壓放大倍數(shù). 輸入電阻和輸出電阻. 通頻帶
30、及非線性失真等內(nèi)容; 一 電壓放大倍數(shù)多級放大器對被放大的信號而言,屬直聯(lián)關(guān)系;前一級的輸出信號就為后一級的輸入信號;設(shè)各級放大器的放大倍數(shù)依次為av1.av2. avn 就多級放大器總電壓放大倍數(shù)為各級電壓放大倍數(shù)的乘積;av= av1 a v2avn如用分貝表示法,就總增益為各級增益的代數(shù)和;gvdb=gv1db+ g v2db+gvndb 二 輸入電阻和輸出電阻它的輸入電阻就為第一級的輸入電阻、 它的輸出電阻就為最終一級的輸出電阻; 三 頻率特性與通頻帶多級放大器總的通頻帶比任何一級放大器都窄;多級放大器提高電壓放大倍數(shù)為以犧牲通頻帶為代價的,因此, 為了滿意多級放大器對通頻帶的要求,必
31、需把每個單級放大器的通頻帶選得更寬些; 四 非線性失真 .三極管的輸入輸出特性曲線均不為直線,這就導(dǎo)致了輸入輸出特性的非線性輸入信號經(jīng)放大器放大后,輸出波形將產(chǎn)生非線性失真;在多級放大器中,由于各級均存在著失真, 就輸出端波形失真更大, 要減小輸出波形的失真, 應(yīng)盡力克服各單級放大器的失真;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載第五節(jié)放 大 器 的 三 種 基 本 組 態(tài)前面講的為共發(fā)射極放大電路,由于在三極管電路中輸入和輸出回路公共端的挑選不同,所以放大器仍存在另外兩種電路形式- 共基極放大電路和共集電極放大電路;一.共集電極放大電路:典型電路如下圖,右圖為它的溝通通路;由于被放大的
32、信號從發(fā)射極輸出,所以又叫 射極輸出器 ,簡稱 射隨器 ;電路特點:基極只有一個偏置電阻;集電極沒有接電阻;信號從發(fā)射極輸出;放大器分析 :1.輸入電壓和輸出電壓從圖可以看出,輸出電壓的極性和輸出相位相同,即輸出電壓總為跟隨輸入電壓而變化,所以叫射極跟隨器 ,簡稱 射隨器 ;同時vi=vbe+vo即:vovi所以輸出電壓略小于輸入電壓;電壓放大倍數(shù)略小于1 且近似于 1;對電流而言, ie 仍為基極電流的 1+ 倍,具有較強的電流放大才能;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2.輸入電阻ri= vi/ ii = ii ×rbe+1+ ii ×''r
33、rl /ii =rbe+1+ l精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載由上式可見, 射極跟隨器的輸入電阻比較大;所以放大器要求信號源提精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載供的信號電流較小,信號源的負(fù)擔(dān)較小3.輸出電阻依據(jù)電路運算, 射極輸出器的輸出電阻比較小,一般只有幾歐到幾十歐; 所以放大器帶負(fù)載才能較強,并且負(fù)載變化時,對放大器影響也小;由于射極輸出器的上述三個特點,它廣泛應(yīng)用在電路的輸入級 .多級放大器的輸出級 或用于 兩級共射放大電路之間的隔離級;4.靜態(tài)工作點的運算: vcc=i bqrb+vbeq+ i eqre= ibqrb+vbeq+1+ i bqre整理后得
34、精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載i bq=vccrb1vbeqre精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載發(fā)射極有:i eq=1+ i bqvceq= v cc-i eqre例: 射極跟隨器電路如下圖,已知三極管=50,vbeq=0.7v,估算其靜態(tài)工作點;v cc精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載rb510k 12v精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載c130ufvivc2 30uf精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載re10k vo rl3k 精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載解:
35、畫出直流通路(略)對于輸入回路,有:vcc=i bqrb+vbeq+ i eqre精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載= ibqrb+vbeq+1+ i bqre整理后得精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載ibq=vccrb1vbeq re=12510k10.75010k=11ua精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載發(fā)射極有:i eq=1+ i bq=( 1+50)× 11=561ua精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載6vceq= v cc-i eqre=12-561× 10×10k=6.4v精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 -
36、- - 歡迎下載二.共基極放大電路電路如圖,右邊為其直流通路和溝通通路;電容器 cb 的作用為:對于溝通通路,它為共基極放大電路;它為一個寬帶放大器;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載第六節(jié)調(diào)諧放大器前面分析的阻容耦合放大器能對肯定范疇內(nèi)的頻率信號進(jìn)行逐級放大,技術(shù)上把這種放大器稱為 寬頻帶放大器 ;在無線電廣播的接收裝置如電視機(jī)和收音機(jī)中,需要從含有多種頻率的信號中,選出某一個頻率的信號并加以放大,而將其他頻率的信號衰減, 這就需要放大器具有選頻功能;我們把具有選頻放大性能的放大器稱為選頻放大器 ;本節(jié)介紹的調(diào)諧放大器為利用lc 回路的諧振特性來實現(xiàn)選頻放大的;在電路結(jié)構(gòu)上,它用
37、lc并聯(lián)回路取代了阻容耦合放大器的集電 極電阻 rc.一.預(yù)備學(xué)問1.電容器:其特點為: 1 有充放電的特性; 2 隔直通交,阻低頻,通高頻 3 對電流有阻礙作用,頻率越高,阻礙越?。晃覀儼央娙萜鲗﹄娏鞯淖璧K作用叫做容抗;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載x c=12 cf精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2.電感器:其特點為: 1 能阻礙電流的變化;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載 2 通直流,阻溝通,通低頻,阻高頻; 3 對電流有阻礙作用,頻率越高,阻礙越大;我們把電感器對電流的阻礙作用叫感抗;x l= 2 fl我們把電阻器對電流的阻礙作用叫做電阻,那
38、么元器件對電流的阻礙作用我們就把它叫阻抗;3.lc 振蕩電路振蕩:在沒有溝通成分的參加下,將直流電變?yōu)闇贤姷倪^程;vcl如圖,由于電容器和電感的電能和磁能的不斷轉(zhuǎn)化,便形成了振蕩,得到頻精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載率為 f1的溝通信號;這個頻率為由電路的c 和 l 共同打算的,所以叫2 lc精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載這個 lc 電路的固有頻率;當(dāng)電路同時加有溝通信號而且頻率和這個固有頻率相等時這個lc 電路所處的狀態(tài)叫做諧振;4.串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振電路串聯(lián)諧振電路 :如圖,為串聯(lián)諧振電路精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載電路的固有頻率:f12
39、 lc精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載特點:1 當(dāng)諧振時, 合阻力最小, 答應(yīng)通過的電流最大,此時電路呈阻性; 2 當(dāng)不處于諧振時,合阻力大,答應(yīng)通過的電流精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載??;所以,只有外加信號頻率與固有頻率相等時,電路中的電流最大, 而合阻力最小;并聯(lián)諧振電路 :如圖為并聯(lián)諧振電路特點: 1 當(dāng)諧振時, 合阻力最大 ,答應(yīng)通過的電流最小,此時電路呈阻性; 2 當(dāng)不處于諧振時, 合阻力小 ,答應(yīng)通過的電流大;所以,只有外加信號頻率與固有頻率相等時,電路中的電流最小, 而合阻力最大;二.lc 并聯(lián)回路的選頻特性a.lc 回路的阻抗頻率特性圖為 lc 并
40、聯(lián)回路的阻抗隨頻率變化的曲線, 從圖可以看出: 1 當(dāng)外加信號頻率等于f o 時,回路阻抗最大,此時電路呈純電阻; 2 當(dāng)外加信號頻率大于f o 時,回路阻抗快速減小,此時電路中的電容起主要作用,電路呈容性; 3 當(dāng)外加信號頻率小于f o 時,回路阻抗快速減小,此時電路中的電感起主要作用,電路呈感性;b.lc 回路的相位頻率特性由于電容器的充放電特性及電感器能阻 礙電路中電流變化的特性, 回路的電壓和電流的相位不肯定相同, 即:電壓和電流到達(dá)最大值的時刻不相同;圖為電壓和電流的相位差與頻率的變化關(guān)系曲線;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載特點: 1 當(dāng)外加信號頻率等于f o 時,此時電路呈純電阻,相位差為零; 2 當(dāng)外加信號頻率大于fo 時,此時電路中的電容起主要作用,電路呈容性,相位差為負(fù)值; 3 當(dāng)外加信號頻率小于fo 時,此時電路中的電感起主要作用,電路呈感性,相位差為正值;由以上可以看出:利用lc 回路的阻抗特性或相位頻率特性,可以把溝通信號中的特定頻率的信號選出來,即lc 回路具有選頻作用;c.lc 回路的選頻才能1.以品質(zhì)因數(shù)來衡量回路的選頻才能精品學(xué)習(xí)
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