基本放大電路學(xué)習(xí)總結(jié)

1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院課程學(xué)習(xí)報(bào)告（2）課程名稱(chēng)： 模擬電子技術(shù) 班 級(jí)： 電子09-1班 姓 名： 張佳興 成 績(jī)： 指導(dǎo)教師： 房建東 一 題目 基本放大電路學(xué)習(xí)總結(jié)二學(xué)習(xí)用儀器設(shè)備、器材或軟件環(huán)境1計(jì)算機(jī)；2Multisim軟件/MAX PLUS II軟件；3Windows2000/XP環(huán)境、MS Office 2000以上版、Adobe Acrobat 5.0以上版。三主要學(xué)習(xí)內(nèi)容1、放大電路的組成有源器件：VT直流電源及偏置電路信號(hào)源負(fù)載耦合電路地2、放大電路中的電壓和電流的符號(hào)3、靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置與估算靜態(tài)工作點(diǎn)不但決定了電路是不是會(huì)產(chǎn)生失真，而且還影響著電壓放大倍數(shù)、輸入電阻

2、等動(dòng)態(tài)參數(shù)。直流模型適于Q點(diǎn)的分析輸入回路等效為恒壓源輸出回路等效為電流控制的電流源利用估算法求解靜態(tài)工作點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上利用了直流模型。利用戴維寧定理等效變換后求解Q點(diǎn)4、放大電路的穩(wěn)定偏置影響UBE：溫度每升高1，UBE約減少2.2mV影響ICBO：溫度每升高10，ICBO增大1倍影響：溫度每升高1，增大0.51.0%綜合：影響IC=>Q偏移產(chǎn)生：飽和失真；截止失真5、放大電路的基本分析方法圖解法：6、放大電路的三種組態(tài)基本共設(shè)放大電路基本共集放大電路基本共基放大電路不同點(diǎn)既能放大電流又能放大電壓，輸入電阻居三種電路之中，輸出電阻較大，頻帶較窄，常作低頻電壓放大電路的單元電路。只能當(dāng)打電流

3、不能放大電壓，是三種接法中輸入電阻最大，輸出電阻最小的電路，并具有電壓跟隨的特點(diǎn)。常用于電壓放大電路的輸入級(jí)和輸出級(jí)，在功率放大電路中也常采用射極輸出的形式。只能放大電壓不能放大電流，輸入電阻小，電壓放大倍數(shù)、輸出電阻與共射電阻相當(dāng)，是三種接法中高頻特性最好的電路，常作為寬頻帶放大電路。 相同點(diǎn)組成原則和分析方法完全相同，都有放大功能。三種接法的比較：接法 共射 共集 共基 Au 大 (反相) 小于1(同相) 大(同相) Ai 1 Ri 中 大 小 Ro 大 小 大 頻帶 窄 中 寬四*學(xué)習(xí)體會(huì)及遇到的主要問(wèn)題一、 在電子線(xiàn)路的分析計(jì)算中，哪些因素可以忽略，哪些因素不能忽略？答：在電子線(xiàn)路的分

4、析計(jì)算中，經(jīng)常根據(jù)工程觀(guān)點(diǎn)，采用近似的計(jì)算方法。這是為了簡(jiǎn)化復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題，突出主要矛盾，使分析計(jì)算得以比較順利地進(jìn)行。在這里，過(guò)分追求嚴(yán)密，既無(wú)必要，也不可能。但是，近似計(jì)算又必須是合理的，必須滿(mǎn)足工程上對(duì)計(jì)算精度的要求。例如，在固定偏置的放大電路中，偏置電流中如Vcc=12V,VBEQ=0.7V,則相對(duì)于Vcc，在計(jì)算時(shí)完全可以略去VBEQ，而認(rèn)為這樣做，計(jì)算誤差小于10%，滿(mǎn)足工程要求。但是，如果 是兩個(gè)數(shù)值較大而又比較接近的電流之差：此時(shí)第一個(gè)除式中的VBEQ就 不能忽略，而且兩個(gè)除式的計(jì)算都要比較精確，要有較多的有效數(shù)字位數(shù)，否則會(huì)得出不合理的結(jié)果。又如，在求兩個(gè)電阻并聯(lián)后的總電阻時(shí)

5、，如果一個(gè)電阻比另一 個(gè)大10倍以上，則可認(rèn)為總電阻近似等于較小的電阻，這樣的近似計(jì)算誤差也不大于10%。再如，在求放大電路的輸出電阻時(shí)，管子的rec往往是和一個(gè)比它小得多的電阻（例如RC）并聯(lián)。這時(shí)，因?yàn)閞ce>>Rc，在并聯(lián)時(shí)rce就可略去 ，而認(rèn)為輸出電阻RORc。但是，在晶體管恒流源中，如果略去管子的rce，則恒流源的輸出電阻Ro。在這里，rce是和一個(gè)無(wú)限大的電阻并聯(lián)，當(dāng)然就不能略去。一個(gè)電阻是否可忽略，要看他和其他電阻相比所起作用的大小。二、 在放大電路中，交流信號(hào)源為什么要標(biāo)出正、負(fù)（+、-）？答：前面說(shuō)過(guò)，放大電路的特點(diǎn)之一是交、直流共存。直流電壓和電流的方向（極性

6、）是固定的，而交流電壓和電流的方向（極性）是隨時(shí)間變化的。為了分析的方便，對(duì)交流電壓和電流要標(biāo)出假定的正方向，即參考方向。對(duì)交流電壓，參考方向是以放大電路的輸入和輸出回路的共同端（）作為負(fù)（）端，其它各點(diǎn)為正 （+）端。對(duì)交流電流，參考方向則是ic、ib以流入電極為正，ie以流出電極為正。對(duì)于微變等效電路中的受控源，受控量的參考方向取決于控制量的參考方向。例如，對(duì)雙極型三極管，當(dāng)ib的參考方向?yàn)閺腷極到e極時(shí)，ic的參考方向必為從c極到e極。對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管，當(dāng)id的參考方向?yàn)?（）（）時(shí)， 的參考方向?yàn)榱魅霕O。參考方向是電路分析的重要工具，必須正確理解和掌握。三、 Cb1和Cb2的作用是什么？它們

7、兩端電壓的極性和大小如何確定？答：弄清這個(gè)問(wèn)題有助于真正理解放大電路的工作原理和交、直流共存的特點(diǎn)，也是初學(xué)者容易產(chǎn)生疑問(wèn)的地方。放大電路在靜態(tài)(i=0)和動(dòng)態(tài)(i0)時(shí)，各處的電壓如上圖所示。對(duì)Cb1：在靜態(tài)時(shí)，+Vcc通過(guò)Rb對(duì)它充電，穩(wěn)態(tài)時(shí)，它兩端的電壓必然等于VBEQ，而通過(guò)它的直流電流為零。電壓極性是右正左負(fù)。所以，它的作用之一是"隔斷直流"，不使它影響信號(hào)源。在動(dòng)態(tài)時(shí)，如果電容量很大，而vi幅值很小，Cb1兩端的電壓將保持不變。這樣，Cb1兩端的交流電壓將為零，而全部Vi都加在管子的b-e結(jié)上，使VCE=VCBQ+vi所以，Cb1的另一個(gè)作用是"傳送交

8、流"，使交流信號(hào)順利通過(guò)。對(duì)Cb2情況相似。在靜態(tài)時(shí)，Vcc通過(guò)Rc對(duì)它充電。穩(wěn)態(tài)時(shí)，它兩端的電壓必然等VBEQ，極性是左正右負(fù)，而通過(guò)它的直流電流為零，所以RL上的電壓vo=0。這是Cb2的隔直作用。在動(dòng)態(tài)時(shí)，如果電容量很大，Cb2兩端的電壓將保持不變，仍為VBEQ。這樣，Cb2兩端的交流電壓將為零，而VCE=VCBQ+vce中的交流分量全部出現(xiàn)在RL上，即vo=vce。這是Cb2的傳送交流作用。四、 如果用PNP型三極管組成的共射電路，直流電源和耦合電容的極性應(yīng)當(dāng)如何考慮？直流負(fù)載線(xiàn)的方程式有何變化？答：這里也有初學(xué)者容易產(chǎn)生混淆的問(wèn)題。在采用PNP型管時(shí)，首先電源的極性要反接，

9、耦合電容（一般用電解電容器）的極性也要反接。電路中IB、Ic和VCE的方向也要和NPN型管的相反。這樣，直流負(fù)載線(xiàn)的的方程式應(yīng)為 -VCE=VCC-ICRC。它的形式與采用NPN管時(shí)略有不同。所以，建議放大電路中直流電壓和電流的極性和方向以NPN管為準(zhǔn)，對(duì)PNP管則全部反號(hào)。這時(shí)，直流負(fù)載線(xiàn)的方程式仍為 VCE=VCC-ICRC，式中VCE、VCC、IC都為負(fù)值。五、 工作點(diǎn)是一個(gè)什么概念? 除了直流靜態(tài)工作點(diǎn)之外，有沒(méi)有交流動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)？答：工作點(diǎn)是放大電路分析中一個(gè)十分重要的概念，它指的是電路中二極管或晶體管的工作狀態(tài)，經(jīng)常用它們極間的電壓和流入電極的電流的大小來(lái)表示。例如，二極管的VD、I

10、D，三極管的VBE，ib，VCE，ic。 管子的工作狀態(tài)和工作點(diǎn)分兩類(lèi)。一類(lèi)是不加交流輸入信號(hào)，電路中只有直流量的工作狀態(tài)和工作點(diǎn)，叫"靜態(tài)"和"靜態(tài)工作點(diǎn)"。另一類(lèi)是加了交流輸入信號(hào)后，電路中直流和交流量共存的工作狀態(tài)和工作點(diǎn)。此時(shí)，電路和管子中的電壓和電流都隨時(shí)間變動(dòng)，所以叫"動(dòng)態(tài)"和"動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)"。前面說(shuō)過(guò)，在直流電源、 元件參數(shù)和管子特性（有時(shí)還包括負(fù)載電阻）確定之后，直流靜態(tài)工作點(diǎn)只有一個(gè)。而在交流動(dòng)態(tài)時(shí)，工作點(diǎn)隨交流輸入信號(hào)在時(shí)間上不斷變化，它的變化軌跡就是交流負(fù)載線(xiàn)。在某一交流輸入信號(hào)下，管子的交流動(dòng)

11、態(tài)工作點(diǎn)在交流負(fù)載線(xiàn)上的變化范圍就是動(dòng)態(tài)范圍。六、 什么是管子的靜態(tài)功耗？如果交流輸入信號(hào)幅值較大，如何減小這一功耗？答：管子的靜態(tài)功耗PVQ就是在靜態(tài)時(shí)管子集電極上消耗的功率：PVQ=VCEQICQ。為了減少這一功耗，就要盡量降低管子的靜態(tài)工作點(diǎn)Q。但是，在交流輸入信號(hào)幅度較大時(shí)，降低Q點(diǎn)會(huì)使放大電路輸出信號(hào)失真。此時(shí)，可以采用新的電路組成方案來(lái)解決，如乙類(lèi)推挽或互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路（見(jiàn)功率放大器）。七、 放大電路負(fù)載最大的情況究竟是Ro還是RL=0？為什么經(jīng)常說(shuō)RL愈小，電路負(fù)載愈大？答：電路負(fù)載的大小是指負(fù)載上輸出功率的大小。在中頻時(shí)，放大電路可以等效畫(huà)成交流空載輸出電壓與輸出電阻的串聯(lián)，如圖所

12、示，其中V是電路的空載輸出電壓，RO是內(nèi)阻，RL是負(fù)載電阻。不難求出，負(fù)載上的輸出功率為利用上式可求出Po為最大值Pomax時(shí)，負(fù)載電阻RLo=Ro，而這就是說(shuō)，從RL=0到RL=PLO，電路的輸出功率P0隨RL的增大而增大：從RL=PLO到RL，P0則隨RL的增大而減小，如圖（b）所示。放大電路一般工作在RL>RLO=RO的情況，所以說(shuō)負(fù)載電阻RL愈小，Po也就是電路負(fù)載愈大。如果RL（空載）或RL=0（短路），則均有Po=0，是負(fù)載最小的情況。八、 交流電阻和直流電阻區(qū)別何在？線(xiàn)性電阻元件有沒(méi)有這兩種電阻？為什么rbe不能用于靜態(tài)計(jì)算？答：對(duì)線(xiàn)性電阻元件，只要工作頻率不太高，它的電阻

13、是個(gè)常數(shù)。也就是說(shuō)，它在直流工作和交流工作時(shí)電阻相同，沒(méi)有直流（靜態(tài)）電阻與交流（動(dòng)態(tài)）電阻之分。非線(xiàn)性電阻元件則不然。它的伏安特性I=f(V )不是直線(xiàn)，是曲線(xiàn)。即使是在直流工作時(shí)，只要電壓和電流不同，或者說(shuō)靜態(tài)工作點(diǎn)不同，它的直流（靜態(tài)）電阻R=也不同(見(jiàn)圖)。如果直流信號(hào)上還疊加著交流小信號(hào)，則非線(xiàn)性電阻元件對(duì)交流小信號(hào)的交流（動(dòng)態(tài)）電阻就是伏安特性在靜態(tài)工作點(diǎn)處切線(xiàn)斜率的倒數(shù)，即。所以，非線(xiàn)性電阻元件的交流（動(dòng)態(tài)）電阻隨工作點(diǎn)的不同而不同。從幾何上說(shuō)，非線(xiàn)性電阻元件的直流電阻由伏安特性在靜態(tài)工作點(diǎn)處的割線(xiàn)斜率決定，而交流電阻則由伏安特性在靜態(tài)工作點(diǎn)處的切線(xiàn)斜率決定。晶體管的發(fā)射結(jié)是結(jié)，

14、它的伏安特性是非線(xiàn)性的。，其中第二部分就是結(jié)的伏安特性在靜態(tài)工作點(diǎn)處切線(xiàn)斜率的倒數(shù)折合到基極回路后的值，是發(fā)射結(jié)的交流（動(dòng)態(tài)）電阻，當(dāng)然不能用來(lái)求靜態(tài)電流，也不能由靜態(tài)的VBEQ和IBQ來(lái)求。否則，就是混淆了放大電路中直流量和交流量的區(qū)別，混淆了非線(xiàn)性元件直流（靜態(tài)）電阻和交流（動(dòng)態(tài)）電阻的區(qū)別。九、 在的放大電路中，如果RL(空載)，調(diào)節(jié)Rb使電路在一定的vi時(shí)產(chǎn)生最大不失真輸出電壓，問(wèn)Rb應(yīng)為多大？怎樣才能調(diào)到最佳位置？答：在RL時(shí)，放大電路的直流負(fù)載線(xiàn)與交流負(fù)載線(xiàn)重合。為了產(chǎn)生最大不失真輸出電壓，點(diǎn)應(yīng)選在負(fù)載線(xiàn)中央。此時(shí)必有即所以。在實(shí)際工作中，通過(guò)調(diào)節(jié)Rb來(lái)調(diào)整點(diǎn)是比較簡(jiǎn)單可行因而也是

15、經(jīng)常使用的方法。在調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)使輸出電壓既無(wú)飽和失真（對(duì)型管是波形底部削平），又無(wú)載止失真（對(duì)型管是波形頂部削平）。同時(shí)，在充分加大Vi時(shí),輸出波形又同時(shí)在預(yù)部和底部出現(xiàn)失真。十、 在采用NPN型管組成放大電路時(shí)，如何判斷輸出波形的失真是由于飽和還是截止？如果是PNP型管，判斷的結(jié)果又如何？答：這也是初學(xué)時(shí)容易混淆而又不易記住的問(wèn)題。實(shí)際上，由于采用NPN管和PNP管時(shí)，電壓的極性相反，所以判斷的方法也將相反。在左圖，畫(huà)出了兩種管子工作在截止失真的情況。對(duì)于NPN 管，因?yàn)殡妷簶O性為正，截止失真發(fā)生的輸出波形正半周的頂部。對(duì)于PNP管，因?yàn)殡妷簶O性為負(fù)，截止失真發(fā)生在輸出波形負(fù)半周的底部。如果是飽和失真，則 判斷結(jié)果與上述相反。十一、對(duì)于圖 (a)的放大電路如果要用圖解法求最大不失真輸出電壓幅值，應(yīng)該怎樣進(jìn)行？答：這里的主要問(wèn)題在射極上有電阻Re和Re。在動(dòng)態(tài)時(shí)，Re被短路，但Re還在。畫(huà)交流負(fù)載線(xiàn)時(shí)應(yīng)該考慮它，而且用交流負(fù)載線(xiàn)上的動(dòng)態(tài)范圍決定出來(lái)的最大不失真電壓幅值不是(Vcm)M，而是(Vcem