半導(dǎo)體三極管及基本放大電路

1、半導(dǎo)體三極管及基本放大電路    第 11 章 11.1 基本放大電路的組成及各元件的作用11.2 放大電路的靜態(tài)分析11.3 放大電路的動(dòng)態(tài)分析11.4 射極輸出器11.5 阻容耦合多級(jí)放大電路本章要求:一,理解單管交流放大電路的放大作用;共發(fā)射極放大電路的性能特點(diǎn)和各元件的作用二,掌握靜態(tài)工作點(diǎn)的估算方法和放大電路的微變等效電路分析法.三,了解放大電路輸入和輸出 圖(a)為共射接法的基本放大電路.需要放大的交流信號(hào)從輸入端AB送入,放大以后的信號(hào),從輸出端CD取出. 發(fā)射極是輸入回路和輸出回路的公共端,故該電路稱為共射放大電路. +UCCRCC1C2

2、TRBui輸入uo輸出集電極 耦合 uo = 0uBE = UBEuCE = UCE+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOICUCEOIBUBEO結(jié)論:無輸入信號(hào)電壓時(shí),三極管各電極都是恒定的電壓和電流:IB,UBE和 IC,UCE .(IB,UBE) 和(IC,UCE)分別對(duì)應(yīng)于輸入,輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn),稱為靜態(tài)工作點(diǎn).QIBUBEQUCEIC靜態(tài)分析分析方法:估算法,圖解法.分析對(duì)象:各極電壓電流的直流分量.所用電路:放大電路的直流通路.設(shè)置Q點(diǎn)的目的:(1) 使放大電路的放大信號(hào)不失真;(2) 使放大電路工作在較佳的工作狀

3、態(tài),靜態(tài)是動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ).靜態(tài)工作點(diǎn)Q:IB,IC,UCE .靜態(tài)分析:確定放大電路的靜態(tài)值.用估算法確定靜態(tài)值1. 直流通路估算 IB根據(jù)電流放大作用2. 由直流通路估算UCE,IC當(dāng)UBE(3) 輸入電阻高, 輸出電阻低. 由圖 8 -29 微變等效電路的輸入端還可得出射極輸出器的輸入電阻:ri=Rbrbe+(1+)RLRb(1+)RL (11- 29)式中,(1+)RL是輸出回路的RL折算到基極回路的等效電阻.通常Rb阻值較大,約為幾十千歐姆到幾百千歐姆, 同時(shí)(1+)RL的值也大,所以射極輸出器輸入電阻高, 可達(dá)幾十千歐姆到幾百千歐姆. 射極輸出器的電壓uoui,當(dāng)輸入電壓ui一定時(shí),輸出

4、電壓uo相當(dāng)穩(wěn)定.表明射極輸出器有恒壓輸出特性,故射極輸出器輸出電阻很小.若不計(jì)信號(hào)源內(nèi)阻時(shí),輸出電阻ro的估算公式為rorbe可見射極輸出器有很小的輸出電阻,一般ro為幾歐姆到幾百歐姆.為了降低輸出電阻值可選用值較大的三極管.三,射極輸出器的應(yīng)用射極輸出器的特點(diǎn)是電壓跟隨,即輸入電阻很大,輸出電阻很小,電壓放大倍數(shù)接近于1而小于1. 由于具有這些特點(diǎn),射極輸出器常被用作多級(jí)放大電路的輸入級(jí)和輸出級(jí)或作為隔離用的中間級(jí). 首先,可以利用它作為測量放大器的輸入級(jí).由于它具有輸入電阻高,從信號(hào)源取用的電流小的特點(diǎn),因而它可以提高測量精度并減小對(duì)被測電路的影響. 其次,在利用射極輸出器作為中間級(jí)時(shí),

5、其高輸入阻抗對(duì)前一級(jí)影響很小;對(duì)后一級(jí)來說,因它的輸出電阻低, 又有射極跟隨性,在與輸入電阻不高的共射放大電路配合時(shí),既可保證輸入相位不變,又可起到阻抗變換作用,從而提高多級(jí)放大電路的放大能力. 第三,射極輸出器輸出電阻低,所以它帶載能力強(qiáng). 若放大器的負(fù)載是一個(gè)變化的負(fù)載,在負(fù)載變化時(shí),為了保證放大器的輸出電壓比較穩(wěn)定,就要求放大器具有低輸出電阻才行.這時(shí), 就可以用射極輸出器作為放大器的輸出級(jí). 11.5 阻容耦合多級(jí)放大電路在實(shí)際工作中,為了放大微弱的信號(hào),用一個(gè)三極管組成的放大電路,其電壓放大倍數(shù)往往是不夠的.為了達(dá)到更高的放大倍數(shù),需要將若干個(gè)單管放大電路連接起來, 組成多級(jí)放大電路

6、.為了保證信號(hào)在各級(jí)間不失真地逐級(jí)放大,還有些問題需要討論. 二,級(jí)間耦合方式在多級(jí)放大電路中, 各級(jí)之間的連接方式叫級(jí)間耦合. 常用的級(jí)間耦合有阻容耦合,直接耦合和變壓器耦合.圖 多級(jí)放大電路極間耦合方式(a) 阻容耦合; (b) 直接耦合; (c) 變壓器耦合所謂阻容耦合和變壓器耦合,是指兩級(jí)放大電路之間通過電容或變壓器連接起來的方式.這兩種耦合方式共同的優(yōu)點(diǎn)是:由于電容器和變壓器的隔離直流作用,各級(jí)的直流電路互不相通,因而每一級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)都是相互獨(dú)立的,互不影響. 這兩種耦合方式的缺點(diǎn)是: 不適合傳送緩慢變化的信號(hào); 在線性 直接耦合電路適宜集成化產(chǎn)品, 它的應(yīng)用領(lǐng)域已越來越大. 二,多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)在多級(jí)放大電路中,前一級(jí)的輸出電壓就是后一級(jí)的輸入電壓,如圖 8 -31 所示.所以,對(duì)兩級(jí)放大電路, 電壓放大倍數(shù)是同理,對(duì)n級(jí)放大電路,電壓放大倍數(shù)為Au=Au1·Au2··Aun (11- 31)可見,多級(jí)放大電路總的電壓放大倍數(shù),等于每一級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積. 圖 計(jì)算多級(jí)放大電路放大倍數(shù)的方框圖必須指出的是, 以上所指的每一級(jí)的電壓放大倍數(shù), 是已經(jīng)把后一級(jí)的輸入電阻作為前一級(jí)的負(fù)載時(shí)得出的, 因此它比每一級(jí)不帶負(fù)載時(shí)的放大倍數(shù)要小. 例:電路如圖所示,已知r