基本放大器精品課件

1、基本放大器第1頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二1 2.1 基本放大電路的組成和工作原理三極管放大電路有三種形式共射放大器共基放大器共集放大器以共射放大器為例講解工作原理#下一頁上一頁首 頁第2頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二2+UCCRCC1C2TRB基本放大電路的組成ui輸入uo輸出集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷??；鶚O偏置電阻 耦合電容： 有極性。大小為10F50F作用：隔直通交是否滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏？下一頁上一頁首 頁#第3頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，

2、星期二3放大電路的直流通路和交流通路交流通道：只考慮交流信號的分電路。直流通道：只考慮直流信號的分電路。信號的不同分量可分別在不同的通道分析。直流通路RB+UCCRCRBRCRLuiu0交流通路RB+UCCRCC1C2+C1、C2 開路 得到C1 C2 短路，UCC 置零 得到下一頁上一頁首 頁#第4頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二4各點波形RB+ UCCRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB放大電路的基本工作過程輸入微弱正弦信號，經(jīng)三極管放大后，輸出同頻、反相、放大的正弦信號。結(jié)論純交流直流載交流純交流下一頁上一頁首 頁#第5頁，共55頁，2

3、022年，5月20日，12點27分，星期二5IBUBEQIBQUBEUCEICQUCEQICQ 2.2 放大電路的圖解分析法1.從輸入輸出曲線上求三極管的靜態(tài)工作點(IBQ, ICQ,UCEQ ）2.觀察各處波形有無失真3.作圖求出電壓放大倍數(shù)U0/Ui目的依UBE 求出 IBQQ點與縱軸交點為ICQ 依UCE = EC ICRC 畫出 直流負載線IBQ與IBQ交點為Q點Q點與橫軸交點為UCEQ下一頁上一頁首 頁2.2#第6頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二6IBUBEQICUCE？ibtibtictuit下一頁上一頁首 頁2.2圖解分析法-動態(tài)分析QQ點這樣變化QQQ

4、QQQQQucet假設(shè)uBE有一微小的變化uce相位如何？uce與ui反相！uCE怎么變化會引起 ib很大的變化也會引起 ic很大的變化#波形有無失真？放大倍數(shù) ？第7頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二7各點波形RB+UCCRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB純交流直流載交流純交流下一頁上一頁首 頁#2.2電壓放大倍數(shù)？第8頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二8實現(xiàn)放大的條件1. 三極管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。2. 正確設(shè)置靜態(tài)工作點Q，使整個波形處于放大區(qū)。3. 輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流

5、。4. 輸出回路 將變化的 ic 轉(zhuǎn)化成變化的 uce，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號。2.2下一頁上一頁首 頁#第9頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二92.2下一頁上一頁首 頁工作點不合適，會引起波形失真IBUBEQIBQUBEuitICUCEibtibtticucet波形發(fā)生失真#第10頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二10如何判斷一個電路是否能實現(xiàn)放大？3. 晶體管必須滿足發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。4. 正確設(shè)置靜態(tài)工作點，使整個波形處于放大區(qū)。如果已給定電路的參數(shù)，則計算靜態(tài)工作點來判斷；如果未給定電路的參數(shù)，則假定參數(shù)設(shè)置正確。1. 信號能否輸

6、入到放大電路中。2. 信號能否輸出。 與實現(xiàn)放大的條件相對應(yīng)，判斷的過程如下：下一頁上一頁首 頁2.2#第11頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二11放大電路分析靜態(tài)分析動態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法計算機仿真2.3 放大電路的等效電路分析法下一頁上一頁首 頁2.3#第12頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二12一、 靜態(tài)分析（宜采用估算法）根據(jù)直流通道估算IBUBE+UCC直流通道RBRC2.3 放大電路的等效電路分析法2.3靜態(tài)分析目的：求出電路的靜態(tài)工作點值工作點值#下一頁上一頁首 頁第13頁，共55頁，2022年，5月20日，12點

7、27分，星期二13例：用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：UCC =12V，RC =4k， RB =300k， = 37.5。解：請注意電路中IB 和IC 的數(shù)量級。RB+UCCRCC1C2+2.3#下一頁上一頁首 頁一般地，工作點值在各區(qū)時有如下具體標志：IB（2050A）IC（12 mA)UCEUCC /2放大區(qū)飽和區(qū)IB（60A以上）IC（2.5 mA以上)UCE0.3V截止區(qū)IB 10A以下IC 很小UCE UCC第14頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二14二、動態(tài)分析（一）三極管的微變等效電路1. 輸入回路iBuBE當信號很小時，將輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性。uBE

8、iB對輸入的小交流信號而言，三極管相當于電阻rbe。rbe的量級從幾百歐到幾千歐。對于小功率三極管：2.3BEBCEBErbe即：等效為下一頁上一頁首 頁#第15頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二15二、動態(tài)分析（一）三極管的微變等效電路1. 輸入回路2.3BEBCEBErbe等效為下一頁上一頁首 頁#2. 輸出回路由于有(1) 輸出端相當于一個受ib 控制的電流源。(2) 考慮 uCE對 iC的影響，輸出端應(yīng)并聯(lián)一大電阻rce。rce的含義？c ibErcerbeBERce值很大，可略EBC第16頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二16UBE二、

9、動態(tài)分析（一）三極管的微變等效電路1. 輸入回路2.3BEBCE等效為BErbe下一頁上一頁首 頁#2. 輸出回路由于有(1) 輸出端相當于一個受ib 控制的電流源。(2) 考慮 uCE對 iC的影響，輸出端應(yīng)并聯(lián)一大電阻rce。rce的含義？c ibErcerbeBERce值很大，可略EBC第17頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二17(二) 放大電路的微變等效電路uiuoRBRCRL2.3下一頁上一頁首 頁RB+UCCRCC1C2+RL#ibrbeibic第18頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二18(三) 電壓放大倍數(shù)的計算特點：負載電阻越小，

10、放大倍數(shù)越小。rbeRBRCRL2.3下一頁上一頁首 頁#第19頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二19(四) 輸入輸出電阻的計算對于為放大電路提供信號的信號源來說，放大電路是負載，這個負載的大小可以用輸入電阻來表示。rbeRBRCRL電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。2.3輸入與輸出電阻的定義：輸入電阻ri輸出電阻r0下一頁上一頁首 頁#第20頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二202.4 靜態(tài)工作點的穩(wěn)定為了保證放大電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、穩(wěn)定的靜態(tài)工作點。但是，溫度的變化嚴重影響靜態(tài)工作點。

11、對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點由UBE、 和ICEO 決定，這三個參數(shù)隨溫度而變化，溫度對靜態(tài)工作點的影響主要體現(xiàn)在這一方面。TUBEICEOQ下一頁上一頁首 頁#2.4第21頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二21一、溫度對UBE的影響iBuBE25C50CTUBEIBIC2.4下一頁上一頁首 頁#第22頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二22二、溫度對 值及ICEO的影響T、 ICEOICiCuCEQQ總的效果是：溫度上升時，輸出特性曲線上移，造成Q點上移。2.4下一頁上一頁首 頁#第23頁，共55頁，2022年，5月20日，12

12、點27分，星期二23小結(jié)：TIC 固定偏置電路的Q點是不穩(wěn)定的。 Q點不穩(wěn)定可能會導(dǎo)致靜態(tài)工作點靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而導(dǎo)致失真。為此，需要改進偏置電路，當溫度升高、 IC增加時，能夠自動減少IB，從而抑制Q點的變化。保持Q點基本穩(wěn)定。常采用分壓式偏置電路來穩(wěn)定靜態(tài)工作點。電路見下頁。2.4下一頁上一頁首 頁#第24頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二24分壓式偏置電路（穩(wěn)定靜態(tài)工作點的共射放大電路）RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoRE射極直流負反饋電阻CE 交流旁路電容2.4下一頁上一頁首 頁#1. 靜態(tài)工作點穩(wěn)定的原理本電路穩(wěn)壓的過程實際是由于加了

13、RE形成了負反饋過程TUBEIBICUEIC第25頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二25I1I2IBRB1+UCCRCTRB2RE直流通路一、分壓式偏置電路靜態(tài)分析2.4B下一頁上一頁首 頁#第26頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二26例：已知=50， EC=12V， RB1=7.5k， RB2=2.5k， RC=2k， RE=1k， 求該電路的靜態(tài)工作點。RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo下一頁上一頁首 頁#第27頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二27u0+UCCRB1RCC1C2RB2CERERLui

14、RCRL下一頁上一頁首 頁#二、分壓式偏置電路動態(tài)分析2.4畫微變等效電路rbeRB求電壓放大倍數(shù)求 輸 入 電 阻求 輸 出 電 阻第28頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二28問題1：如果去掉CE，電路如何分析？下一頁上一頁首 頁#2.4u0+UCCRB1RCC1C2RB2CERERLui靜態(tài)分析不受影響動態(tài)分析不同微變等效電路變?yōu)椋篟CRLRBrbe第29頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二29下一頁上一頁首 頁#2.4靜態(tài)分析不受影響動態(tài)分析微變等效電路：RCRLRBrbeRB1+UCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2問題2：

15、如果電路如下圖所示，如何分析？僅RE變?yōu)镽E1+ RE2第30頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二302.4題2-151）求靜態(tài)值 2）求電壓放大倍數(shù)Au 3）求ri和r0解：1）接下頁靜態(tài)值下一頁上一頁首 頁#u0+20V12KC1C23KCEus1.5K500第31頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二312.4題2-151）求靜態(tài)值 2）求電壓放大倍數(shù)Au 3）求ri和r0解 2）RCrbe先畫微變等效電路：3）下一頁上一頁首 頁#RBusRsu0+20V12KC1C23KCEus1.5K500Rs第32頁，共55頁，2022年，5月20日，12

16、點27分，星期二322.4題2-16下一頁上一頁首 頁#1）求靜態(tài)值 2）畫微變等效電路 3)求電壓放大倍數(shù)Au 4）求Ausm 5) 求ri和r0u0+10V100KC1C233KCEus3K200Rs1. 8K4K解：1）靜態(tài)值第33頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二33RCRLrbeRBusRs解 2）2）畫微變等效電路：2.4題2-163）5) 求輸入電阻和輸出電阻4）#下一頁上一頁首 頁第34頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二34 2.5 射極輸出器RB+UCCC1C2RERLuiu0下一頁上一頁首 頁#2.5電路構(gòu)成靜態(tài)分析rbeRE

17、RLRB動態(tài)分析第35頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二35輸入電阻rbeRERLRB2.5 2.5 射極輸出器下一頁上一頁首 頁#的求法？輸入電阻較大，作為前一級的負載，對前一級的放大倍數(shù)影響較小且取得的信號大。輸出電阻輸出電阻較小，可以提高帶負載能力詳看輸出電阻的推導(dǎo)第36頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二36射極輸出器小結(jié)2.5RB+UCCC1C2RERLuiu0靜態(tài)分析動態(tài)分析下一頁上一頁首 頁#特點：1.輸入電阻大2.輸出電阻小3.放大倍數(shù)約為 1第37頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二37射極輸出器的使用1.

18、將射極輸出器放在電路的首級，可以提高輸入電阻。2. 將射極輸出器放在電路的末級，可以降 低輸出電阻，提高帶負載能力。3. 將射極輸出器放在電路的兩級之間，可以起到電路的匹配作用。2.5下一頁上一頁首 頁第38頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二38例：已知射極輸出器的參數(shù)如下：RB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，UCC=12V求Au 、 ri和ro 。設(shè)：RS=1 k， 求：Aus 、 ri和ro 。3 . RL=1k時，求Au 。RB+UCCC1C2RERLuiu0解：下一頁上一頁首 頁#2.5第39頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27

19、分，星期二39RB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，UCC=12V1. 求Au 、 ri和ro 。rbeRERLRB微變等效電路rbe=2.9 k，RS=02.5下一頁上一頁首 頁第40頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二40rbeRERLRB微變等效電路2. 設(shè)：RS=1 k， 求：Aus 、 ri和roRB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，EC=12Vrbe=2.9 k，RS=02.5下一頁上一頁首 頁第41頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二41 RL=1k時3. RL=1k和時，求Au 。比較：空載時,

20、 Au=0.995RL=5.6k時, Au=0.990RL=1k時, Au=0.967 RL=時可見：射極輸出器帶負載能力強。2.5下一頁上一頁首 頁第42頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二42耦合方式：直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合；光電耦合。 2-7 多級阻容耦合放大電路耦合：即信號的傳送。多級放大電路對耦合電路要求：1. 靜態(tài)：保證各級Q點設(shè)置2. 動態(tài): 傳送信號。第一級放大電路輸 入 輸 出第二級放大電路第 n 級放大電路 第 n-1 級放大電路功放級要求：波形不失真，減少壓降損失。 2.7下一頁上一頁首 頁#第43頁，共55頁，2022年，5月20日，12點

21、27分，星期二43設(shè): 1=2=50, rbe1 = 2.9k , rbe2 = 1.7 k 2.7.1 典型電路 前級后級+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET22.7求 1)各級靜態(tài)值2)靜態(tài)分析: Q點計算同單級動態(tài)分析: 關(guān)鍵:考慮級間影響方法:ri2 = RL1下一頁上一頁首 頁#ri2？第44頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二44RE1R2R3RC2RLRSR12.7 典型電路動態(tài)分析 微變等效 電 路下一頁上一頁首 頁#第45頁，共55頁，2022年，5月20日，12點2

22、7分，星期二45其中: RL1= RE1/ ri2 = RE1/ R2 / R3 / rbe1=RE1/RL1 = RE1/ri2= 27 / 1.7 1.7k ri =1000/(2.9+511.7) 82k2. ro = RC2= 10k下一頁上一頁首 頁#代入數(shù)值第46頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二463. 中頻電壓放大倍數(shù):其中： RE1R2R3RC2RLRSR1第47頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二47RE1R2R3RC2RLRSR1第48頁，共55頁，2022年，5月20日，12點27分，星期二48例1：放大電路由下面兩個放大電路組成。已知EC=15V ，R1=100k， R2=33k ，RE1=2.5k，RC=5k，1=60，； RB=570k，RE2=5.6k， 2 =100，RS=20k ，RL=5