計算機(jī)電路基礎(chǔ)第4章基本放大電路課件

1、第4章放大電路的基本原理4.1基本放大電路的組成 4.2放大電路的基本分析方法4.3工作點的穩(wěn)定問題4.4 射極輸出器4.5差分放大電路4.1基本放大電路的組成 圖 4.1.1單管共射放大電路的原理電路VT：NPN 型三極管，為放大元件；VCC：為輸出信號提供能量；RC：當(dāng) iC 通過 Rc，將電流的變化轉(zhuǎn)化為集電極電壓的變化，傳送到電路的輸出端；VBB 、Rb：為發(fā)射結(jié)提供正向偏置電壓，提供靜態(tài)基極電流(靜態(tài)基流)。4.2.1靜態(tài)分析計算bceIBQICQ UCEQ圖 4.2.1硅管 UBEQ = (0.6 0.8) V鍺管 UBEQ = (0.1 0.2) VICQ IBQUCEQ = V

2、CC ICQ RC4.2放大電路的基本分析方法4.2.2動態(tài)分析晶體管在小信號(微變量)情況下工作時，可以在靜態(tài)工作點附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的特性曲線，三極管就可以等效為一個線性元件。這樣就可以將非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個線性電路。微變等效條件研究的對象僅僅是變化量信號的變化范圍很小（1）三極管的簡化參數(shù)等效電路注意：這里忽略了 uCE 對 iC與輸出特性的影響，在大多數(shù)情況下，簡化的微變等效電路對于工程計算來說誤差很小。圖 4.2.2三極管的簡化 等效電路cbe +uBE +uCE iCiBebcrbe iB+uBE +uCE iCiB(二) rbe 的近似估

3、算公式rbb ：基區(qū)體電阻。reb ：基射之間結(jié)電阻。低頻、小功率管 rbb 約為 300 。UT ：溫度電壓當(dāng)量。c beiBiCiE圖 2.4.13電流放大倍數(shù)與電壓放大倍數(shù)之間關(guān)系因：（2）放大電路的微變等效電路畫法對交流分量而言，電容C1和C2可視作短路；同時一般直流電源的電阻很小，可以忽略不計，對交流講直流電源也可以認(rèn)為是短路的。據(jù)此即可畫出交流通路。再把交流通路中的晶體管用微變等效電路代替，即為放大電路的微變等效電路。4.2.3共發(fā)射極交流等效電路（3）電壓放大倍數(shù)的計算 以圖4.2.3的交流放大電路為例計算電壓放大倍數(shù)。設(shè)輸入的是正弦信號，電壓和電流都可用相量表示，根據(jù)電路圖可列

4、出：故放大電路的電壓放大倍數(shù)：等效電路法的步驟(歸納)1. 首先利用近似估算法確定放大電路的靜態(tài)工作點 Q 。2. 求出靜態(tài)工作點處的微變等效電路參數(shù) 和 rbe 。3. 畫出放大電路的微變等效電路?？上犬嫵鋈龢O管的等效電路，然后畫出放大電路其余部分的交流通路。4. 列出電路方程并求解。4.3.1靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路一、電路組成分壓式偏置電路C1RcRb2+VCCC2RL+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB圖 4.3.1分壓式工作點穩(wěn)定電路由于 UBQ 不隨溫度變化，電流負(fù)反饋式工作點穩(wěn)定電路T ICQ IEQ UEQ UBEQ (= UBQ UEQ) IBQ ICQ 4.3工作點的

5、穩(wěn)定問題說明：1. Re 愈大，同樣的 IEQ 產(chǎn)生的 UEQ 愈大，則溫度穩(wěn)定性愈好。但 Re 增大，UEQ 增大，要保持輸出量不變，必須增大 VCC。2. 接入 Re ，電壓放大倍數(shù)將大大降低。在 Re 兩端并聯(lián)大電容 Ce ，交流電壓降可以忽略，則 Au 基本無影響。 Ce 稱旁路電容3. 要保證 UBQ 基本穩(wěn)定，IR IBQ，則需要 Rb1、Rb2 小一些，但這會使電阻消耗功率增大，且電路的輸入電阻降低。實際選用 Rb1、Rb2 值，取 IR = (5 10)IBQ，UBQ = (5 10)UBEQ。二、靜態(tài)與動態(tài)分析靜態(tài)分析C1RcRb2+VCCC2RL+CeuoRb1ReiBiC

6、iEiRuiuEuB由于 IR IBQ， 可得(估算)靜態(tài)基極電流動態(tài)分析C1RcRb2+VCCC2RL+CeuoRb1ReiBiCiEiRuirbe ebcRcRL+Rb2Rb1RcRb2+VCCRL+uiuoRb1Re4.4 射極輸出器C1Rb+VCCC2RL+Re+RS+_+rbebec為射極輸出器圖 4.4.1共集電極放大電路一、靜態(tài)工作點C1Rb+VCCC2RL+Re+RS+由基極回路求得靜態(tài)基極電流則(a)電路圖圖 4.4.2共集電極放大電路二、電流放大倍數(shù)所以三、電壓放大倍數(shù)結(jié)論：電壓放大倍數(shù)恒小于 1，而接近 1，且輸出電壓與輸入電壓同相，又稱射極跟隨器。+_+rbebec(b

7、)等效電路四、輸入電阻+_+rbebec輸入電阻較大。Ri五、輸出電阻+_rbebec 輸出電阻低，故帶載能力比較強。Ro圖 4.4.4求射極輸出器 Ro 的等效電路 4.5.1差分放大電路原理1. 電路組成+VCCRc2+VT1VT2Rb2Rc1Rb1+uId+uoR1R2假設(shè)電路完全對稱當(dāng) uId = 0，時UCQ1 = UCQ2UO = 0圖 4.5.1差分放大電路的基本形式4.5差分放大電路4.5.2典型差分放大電路可減小每個管子輸出端的溫漂。1. 電路組成+VCCRc+VT1VT2Rc+uId+uoRR-VEERe Re 稱為“長尾電阻”。且引入共模負(fù)反饋。 Re 愈大，共模負(fù)反饋愈

8、強。Ac 愈小。每個管子的零漂愈小。 對差模信號無負(fù)反饋。圖 4.2.8長尾式差分放大電路2. 靜態(tài)分析+VCCRc+VT1VT2Rc+uId+uoRR-VEERe當(dāng) uId = 0 時，由于電路結(jié)構(gòu)對稱，故： IBQ1 = IBQ2 = IBQ，ICQ1 = ICQ2 = ICQ ，UBEQ1 = UBEQ2 = UBEQ，UCQ1 =UCQ2 = UCQ， 1= 2= IBQR + UBEQ + 2IEQRe = VEE則ICQ IBQ(對地)圖 4.2.8長尾式差分放大電路3. 動態(tài)分析RcVT1VT2Rc+uoRRuI1uI2則同理圖 4.2.8長尾式差分放大電路的交流通路圖4.2.10接有調(diào)零電位器的長尾差分電路RcVT1VT2Rc+uoRRuI1uI2RWVEE+VCCRe輸出電壓為差模電壓放大倍數(shù)為差模輸入電阻為差模輸出電阻為結(jié)論(1) 雙端輸出時，Ad 與單管 Au 基本相同；單端輸出時，Ad 約為雙端輸出時的一半。雙端輸出時，Ro = 2Rc；單端輸出時， Ro = Rc 。(2) 雙端輸出時，理想情況下，KCMR ；單端輸出時，共模抑制比不如雙端輸出高。(3) 單端輸出時，可以選擇從不同的三極管輸出，而使輸出電壓與輸入電壓反相或