第八章電工電子技術(shù)基礎(chǔ)——PPT

1、課題l8.1.1 共發(fā)射極單管交流放大器在模擬電路中，將微弱的電信號(hào)放大為較強(qiáng)的電信號(hào)的電路，稱(chēng)為放大器。放大器有著廣泛的應(yīng)用，工程中來(lái)自聲音、溫度、壓力、機(jī)械位移等物理量通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由于這些電信號(hào)比較微弱，需通過(guò)放大器放大后才能驅(qū)動(dòng)繼電器、控制電動(dòng)機(jī)、顯示儀器及其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)。放大器根據(jù)放大信號(hào)的頻率不同分為交流放大器和直流放大器。交流放大器可放大交流電信號(hào)，直流放大器除了可放大變化非常緩慢的電信號(hào)，還可放大交流信號(hào)。本章就來(lái)學(xué)習(xí)由三極管、場(chǎng)效晶體管構(gòu)成的交直流放大器。8.1.1電路及各元件的作用單管放大器：由一只三極管組成的共發(fā)射極交流放大器共發(fā)射極：三極管發(fā)射極為輸入和輸出端共

2、用，故稱(chēng)為共發(fā)射極放大器。電路中的元件1三極管VT2集電極電阻RC3集電極電源VCC4基極偏流電阻RB5耦合電容C1、C28.1.2 靜態(tài)工作點(diǎn)的作用與估算 1 1為什么要設(shè)置靜態(tài)為什么要設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)工作點(diǎn)？由圖中可見(jiàn)，交流信號(hào)是浮在直流靜態(tài)工作點(diǎn)之上，順利通過(guò)了放大器，解決了單向?qū)ㄆ骷糯蠼涣餍盘?hào)的難題。（1）放大器因?yàn)樵O(shè)置了靜態(tài)工作點(diǎn)，解決了三極管只能單向?qū)八绤^(qū)電壓的問(wèn)題，可使交流信號(hào)疊加在直流量之上，進(jìn)行不失真的放大。（2）由于iCiB，選擇合適的RC電阻，有uoui ，因此放大器具有電壓放大作用，即把一個(gè)微弱的ui 信號(hào)放大為一個(gè)較強(qiáng)的uo信號(hào)。（3）放大器輸出的交流信號(hào)uo與

3、輸入信號(hào)ui 反向180o，這是共發(fā)射極放大器的一個(gè)重要特點(diǎn)。放大電路的特點(diǎn)：直流通路：交流放大器放大的是交流混合信號(hào)，分析時(shí)直流電流能通過(guò)的路徑稱(chēng)為直流通路。當(dāng)然交流信號(hào)能通過(guò)的路徑稱(chēng)為交流通路。2直流通路與靜態(tài)工作點(diǎn)的估算8.1.3 靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形的影響（a）截止失真 (b) 飽和失真 (c) 正常放大放大器靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置過(guò)低，產(chǎn)生截止失真；放大器靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置過(guò)高，產(chǎn)生截止失真；放大器靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置合適，沒(méi)有失真。工作點(diǎn)設(shè)置合適，信號(hào)幅度過(guò)強(qiáng)，會(huì)產(chǎn)生上下切頂失真。在共射極電路中，UBEQ一般設(shè)置為 比較合適。CC21V8.2.1 三極管的微變等效電路1由輸入特性求三極管的輸入端等效

4、電路等效思想：因?yàn)楣茏邮切⌒盘?hào)工作（微變）小信號(hào)工作（微變），在靜態(tài)靜態(tài)工作點(diǎn)附近將非線性的曲線用切線取代（線性化），不會(huì)產(chǎn)生大的誤差，這就可以用線性電路的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。r bebbeBBEIUIU2由輸出特性求三極管輸出端等效電路三極管微變等效電路1.交流放大器就是將一個(gè)小幅度的交流信號(hào)放大到一個(gè)大幅度的交流信號(hào)的電子電路。它應(yīng)用了三極管具有電流放大的特性。但三極管單方向?qū)щ?，為了解決這個(gè)難題，采用了設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的方法，使交流信號(hào)得以放大。2. 三極管是非線性器件，難以進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，又采用了微變等效的方法，又解決了這一難題。但一細(xì)想，輸入信號(hào)如果幅度很大，微變等效電路計(jì)算出的結(jié)果誤差必

5、然很大，所以微變等效電路不適合大信號(hào)放大電路。3.在上述分析過(guò)程中，滲透了“提出問(wèn)題、解決問(wèn)題”的思維思維過(guò)程。我們以后從事工程工作，廣義上講，也是這個(gè)過(guò)程。根據(jù)提出的問(wèn)題，應(yīng)用掌握的理論知識(shí)去思考，去分析，最后將提出的問(wèn)題解決。 問(wèn)題解決了，這就是“能力”。課題l8.3.1 射極輸出器l8.3.2 工作點(diǎn)穩(wěn)定電路l8.3.3 NMOS共源放大器8.3.1 射極輸出器 射極輸出器：以發(fā)射極作為輸出端，以集電極為公共端，又稱(chēng)共集電極放大器。1電壓放大倍數(shù)Au 定義式：ioUUAu放大倍數(shù)為1說(shuō)明放大器輸出電壓與輸入電壓近似相等電壓放大倍數(shù)為正值說(shuō)明放大器的輸出電壓與輸入電壓同相位 2輸入電阻Ri

6、Ri = RB rbe+ (1+) RE RLRB(1+) RE 3輸出電阻Ro rbe4射極輸出器的應(yīng)用場(chǎng)合 因射極輸出器輸入電阻高，從信號(hào)源取用的電流小，對(duì)信號(hào)源的影響?。?）應(yīng)用在多級(jí)放大器的前級(jí) 因?yàn)檩斎腚娮韪邔?duì)前級(jí)的影響小，輸出電阻低又可以給后級(jí)提供較大的推動(dòng)電流，相當(dāng)于在放大器的中間起一個(gè)緩沖作用（2）應(yīng)用在多級(jí)放大器的中間級(jí) 因?yàn)檩敵鲭娮栊?，可提高其帶?fù)載能力（3）應(yīng)用在多級(jí)放大器的輸出級(jí)8.3.2 靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路（固定偏置電路） 1.問(wèn)題的提出 2.靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定原理 3.放大倍數(shù)分析8.3.3 NMOS管共源極放大電路 1電路結(jié)構(gòu)及靜態(tài)工作點(diǎn) 2放大器的電壓放大倍數(shù) 3放

7、大器的輸入電阻Ri 和輸出電阻Ro場(chǎng)效晶體管放大器DmmDDDiou/RggIRIUUA1.上述介紹的3中典型電路，都有自己的特點(diǎn)，都是工程上常用的實(shí)際電路。2.我們?cè)诜治鲭娐诽匦允牵偸欠治鏊妮斎?、輸出電阻、放大倍?shù)。因?yàn)榉糯笃魇乔敖有盘?hào)源、后接負(fù)載，總要考慮放大器接入后對(duì)前后級(jí)的影響，以及前后級(jí)對(duì)它的影響。放大倍數(shù)更是放大器需要考慮的一個(gè)指標(biāo)，否則放大器就失去了意義。課題l8.4 多級(jí)放大器l8.5 差分放大器8.4.1 阻容耦合 耦合：級(jí)與級(jí)之間的連接，稱(chēng)為耦合。 阻容耦合是最簡(jiǎn)單也是應(yīng)用最多的一種耦合方式8.4.2 變壓器耦合通過(guò)變壓器一次繞組和二次繞組的磁耦合，將前級(jí)的交流信號(hào)耦合

8、到后級(jí)。隔斷直流，使前后級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)互不影響。變壓器耦合可通過(guò)選擇合適的匝數(shù)比取得最佳耦合效果，變壓器耦合的缺點(diǎn)是線性較差，波形失真大，頻率范圍窄。8.4.3直接耦合 電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，便于集成化優(yōu)點(diǎn) 靜態(tài)工作點(diǎn)互相依存，給電路的調(diào)試帶來(lái)不便 當(dāng)溫度變化時(shí)，會(huì)引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變化缺點(diǎn)8.4.4 多級(jí)放大器的性能參數(shù) 1電壓放大倍數(shù)Au 2輸入電阻Ri 和輸出電阻Ro 輸入電阻：就是第一級(jí)的輸入電阻。 差分放大器是直接耦合放大器，用于交流或直流信號(hào)的放大。需要解決的問(wèn)題： （1）前后級(jí)是直接耦合，工作點(diǎn)問(wèn)題。 （2）“零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移”問(wèn)題。8.5.2基本差分放大器設(shè)計(jì)思想：當(dāng)兩個(gè)電路因受到溫度、電源電壓變化引起輸出電壓漂移，其漂移電壓大小和方向是相同的，輸出電壓取自兩個(gè)輸出電壓之差之差，變化相同的部分不取，就有效的剔除了零漂的干擾。1.無(wú)輸入信號(hào)2.有輸入信號(hào)8.5.3 典型差分放大器 問(wèn)題的提出問(wèn)題的提出：電路越對(duì)稱(chēng)，零漂越小。要將差分放大器兩邊做得很對(duì)稱(chēng)是不容易的，因此為了減小輸出信號(hào)的零點(diǎn)漂移，必須減小每只管子的輸出端對(duì)地的零點(diǎn)漂移。8.5.3 典型差分放大器RE的補(bǔ)償作用：當(dāng)有差模信號(hào)，因IC的變化方向相反，RE沒(méi)有影響。典型差分放大器1. 多級(jí)放大器是解決一級(jí)放大倍數(shù)不夠采取