放大電路的基本原理和分析方法

第一章放大電路的基本原理和分析方法要點(diǎn)：一.重點(diǎn)1.放大，靜態(tài)與動態(tài)，直流通路交流通路，靜態(tài)工作點(diǎn)，負(fù)載線，放大倍數(shù)，輸入輸出電阻等的概念。2.用近似計(jì)算法估算單管共射放大電路，分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。3.用微變等效電路法分析計(jì)算單管共射放大電路，分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的電壓放大倍數(shù)Au（Aus），輸入電阻和輸出電阻。二.一般掌握1.用圖解法確定單管共射放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，定性分析波形失真，觀察電路參數(shù)對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響，估算最大不失真輸出的動態(tài)范圍。2.三種不同組態(tài)放大電路的特點(diǎn)。3.多級放大電路三種耦合方式的特點(diǎn)，放大倍數(shù)的計(jì)算規(guī)律。第1頁，共21頁。三.一般掌握的內(nèi)容

1.單管共射放大電路的fl和fH與電路參數(shù)的關(guān)系，波特圖的一般知識。

2.用估算法估算場效應(yīng)管的靜態(tài)工作點(diǎn)。第2頁，共21頁。1.1概述一.放大的定義1.指能量的控制作用，即用一個能量較小的信號控制另一個能源，使負(fù)載上得到較大的能量信號。2.針對變化量而言，即輸入信號有一個微小的變化量，則輸出端得到一個較大的變化量1.2單管共射放大電路1.21單管共射放大電路的組成一、電路的組成VCCRCRbiBiCuI+-VBB第3頁，共21頁。1.VCC:：直流電源輸出端較大能量的提供者

2.VBB：基極直流電源，使三極管的發(fā)射極正向偏執(zhí)的電源，同時為三極管基極回路提供回路電流。

3.RC：他將集電極電流的變化轉(zhuǎn)換成集電極電壓的變化，再傳送到放大電路的輸出端。

4.Rb：他和VBB共同決定當(dāng)輸入信號等于零時放大電路的基極電流。

5.uI:：外加電源代表變化量。

6.T：NPN型三極管，放大元件。二、各部分的作用工作原理一、靜態(tài)1.定義：輸入交流信號uI＝0時電路的狀態(tài)（此時外接電源uI相當(dāng)于短接）2.電路第4頁，共21頁。

3.靜態(tài)工作原理

電路中的電源VBB和VCC主要是使三極管工作在放大區(qū)

此時輸入端在VBB的作用下基極有個電流，稱為靜態(tài)基流用IBQ表示,此時基極與發(fā)射極之間相應(yīng)的電壓為UBEQ，根據(jù)放大系數(shù)的定義得到集電極電流ICQ，此電流流過集電極負(fù)載RC產(chǎn)生一個壓降，則靜態(tài)時的集電極電壓VCEQ=VCC-ICQ*RC輸入回路輸出回路VCCVBBRbRc第5頁，共21頁。

二、動態(tài)

1.定義：輸入端在原有的靜態(tài)基礎(chǔ)上疊加一個動態(tài)的微小變化量△UI的電路的狀態(tài)。

2.工作電路

3.工作原理在VBB的基礎(chǔ)上在輸入端加一個微小的變化量△UI，則三極管的基極電流將在原來的靜態(tài)基流IBQ的基礎(chǔ)上產(chǎn)生一個變量△Ib(三極管工作在放大區(qū)）基極電流的變化將使集電極電流同樣在靜態(tài)基流ICQ的基礎(chǔ)上產(chǎn)生一個變化量△ic即：△ic＝β△ib，同時這個變化量流過負(fù)載電阻，使集電極電壓有一個變化量△Uce，VCCRCRbiBiCuI+-VBBuo第6頁，共21頁。

△Uce＝△u0＝－△ic×RC則上述放大過程可以用表示如下△UI

△Ib△Uce△u0四、總結(jié)放大電路能夠放大的基本要求：1.單管共射放大電路若完成放大功能必須使三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。

2.為了將加在電路輸入端的信號放大，必須使輸入信號的變化能夠傳送到三極管的輸入回路中，并引起基極電流的變化，即在輸入回路中有輸入電阻Rb。3.為了最終在電路的輸出端能夠得到放大了的信號在輸出回路中，應(yīng)使集電極電流的變化能夠引起集電極電壓的變化，即在輸出回路中要有電阻Rc。五、電路的改進(jìn)1.改進(jìn)的原因：（1)原來的電路不經(jīng)濟(jì)不實(shí)用（2)交流，直流電路混雜不便分析。2.改進(jìn)措施：（1)將輸入電壓UI通過一個電容C1接到三極管的基極，的另一端接放大電路的公共端。第7頁，共21頁。（2)三極管的集電極通過一個電容C2接到放大電路的輸出端，此電容的作用是將信號電壓中的直流成分隔離開，但在適當(dāng)?shù)念l率下，信號電壓的交流成分可以順利的通過。此中的電容C2稱為隔直電容

或耦合電容。

（3)去掉基極電源VBB，將基極電阻Rb接到VCC上，從而整個電路靜態(tài)公用一個直流電源VCC。3.電路+VCC+U0_TC2C1RCRb＋UI_第8頁，共21頁。1.3放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)一、放大倍數(shù)1.定義：輸出信號的變化量與輸入信號的變化量之比。2.分類：（1）電壓放大倍數(shù)Au，（在放大電路的輸入端加上一個正弦波電壓信號時）

Au＝U0/Ui

在輸出端測定的輸出電壓的有效值指

輸入電壓的有效值（2)電流放大倍數(shù)Ai（在放大電路的輸入端加上一個正弦波電壓信號時）

Ai＝I0/Ii輸入電流的有效值輸出電流的有效值二、輸入電阻第9頁，共21頁。1.定義：（前提條件是在輸入端接一個正弦波電壓）輸入電壓與輸入電

流的有效值之比。

2.計(jì)算公式：Ri＝Ui/Ii

三、輸出電阻1.定義：當(dāng)輸入端信號電壓Us＝0（保留信號源內(nèi)阻Rs），輸出端開路，即負(fù)載電阻Rl無窮大時，外加的輸出電壓Uo與相應(yīng)的輸出電流I0之比。2.計(jì)算公式：R0＝U0/I0Us＝0Rs＝∞3.試驗(yàn)測試：（1)測試方法：在輸入端加上一個正弦信號電壓Us，首先測出負(fù)載開路時的輸出電壓U0’,接上阻值已知的負(fù)載電阻，測出此時的輸出電壓U0則得到U0=第10頁，共21頁。四、最大輸出幅度

1.定義：放大電路輸出的電壓（或電流）的幅值能夠達(dá)到的最大限度一般用電壓的有效值表示。

五、最大輸出功率與效率1.最大輸出功率：表示在輸出波形基本不失真的情況下，能夠向負(fù)載提供的最大輸出功率，用Pom表示。2.指放大電流的最大輸出功率Pom與直流電源消耗的功率Pv之比，即

η＝Pom/Pv六、失真系數(shù)定義：各次諧波總量與基波分量之比，即D=√B22+B32+····/B1

(B1,B2,B3····分別為輸出信號的基波、二次諧波、三次諧波····的幅值）七、通頻帶定義：放大倍數(shù)下降到中頻放大倍數(shù)的0.707倍的兩點(diǎn)所限定的頻率范圍。第11頁，共21頁。1.4放大電路的基本分析方法定性分析放大電路的工作分為兩方面的內(nèi)容：1.靜態(tài)分析，即計(jì)算不加輸入信號時放大電路的工作狀態(tài)，估算靜態(tài)工作點(diǎn)。2.動態(tài)分析，即計(jì)算出加上輸入信號后放大電路的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，電壓放大倍數(shù)Au，輸入電阻Ri，輸出電阻R01.41直流通路與交流通路一、靜態(tài)電路的分析(一)、直流電路的畫法1.交直流共存的電路第12頁，共21頁。+U0_TC2C1RCRb＋UI_+VCC2.靜態(tài)電路的畫法（1)電容在直流通路中相當(dāng)于開路（電感在直流通路中相當(dāng)于短路）

第13頁，共21頁。TRCRb+VCC在畫直流通路時，電容c1左邊的部分相當(dāng)于斷開、c2右邊的部分也相當(dāng)于斷開，去掉斷開的部分則直流通路就畫出來了如圖ICQIBQ+VCEQ-第14頁，共21頁。3.靜態(tài)分析

定義：即分析只有直流電壓VCC作用時電路中的電流和電壓。亦即求IBQ、ICQ、VCEQ一般來說三極管的基極和發(fā)射極的電壓為VBEQ=0.7V則：IBQ=(VCC-VBEQ)/Rb

ICQ=βIBQ

VCEQ=VCC-ICQ*RC例題1電路如圖請你畫出其直流通路圖，并進(jìn)行靜態(tài)分析,已知β＝50。＋155k?280k?5k?＋U0_+U1－C1C2第15頁，共21頁。注意：c1、c2在直流通路中相當(dāng)于開路所有去掉C1左邊的部分，同時去掉C2右邊的部分則電路變成了如下的電路：＋155k?280k?5k?+U1－C1c1被切斷的部分被切斷的部分電路整理得：第16頁，共21頁。＋15280k?5K根據(jù)我們分析的可以知道:VCC=IBQ×280+VBEQ

15=IBQ×280+0.7IBQ=(15-0.7)/280IBQ=5mAICQ=βIBQ＝50×0.005＝0.25AVCEQ=VCC-ICQ×RCVCEQ=15-0.IBQICQ第17頁，共21頁。+U0_TC2C1RCRb＋UI_+VCC二、.動態(tài)電路的畫法1.交直流并存的電路說明：（1)電容在交流電路中相當(dāng)于短路（2）理想電源在交流通路中視為短路第18頁，共21頁。+U0_TC2C1RCRb＋UI_（2)整理，因?yàn)槿龢O管的發(fā)射極接地是地，同時理想電壓接地，他們可以共地。如下圖2.交流通路的畫法（1）在畫交流通路時，c1、c2用導(dǎo)線代替，理想的直流電壓源VCC接地。如圖第19頁，共21頁。+U0_TRCRb＋UI_第20頁，共21頁。內(nèi)容梗概第一章放大電路的基本原理和分析方法。2.用近似計(jì)算法估算單管共射放大電路，分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。3.用微變等效電路法分析計(jì)算單管共射放大電路，分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的電壓放大倍數(shù)Au（Aus），輸入電阻和輸出電阻。3.多級放大電路三種耦合方式的特點(diǎn)，放大倍數(shù)的計(jì)算規(guī)律。2.用估算法估算場效應(yīng)管的靜態(tài)工作點(diǎn)。3.RC：他將集電極電流的變化轉(zhuǎn)換成集電極電壓的變化，再傳送到放大電路的輸出端。1.定義：輸入交流信號uI＝0時電路的狀態(tài)（此時外接電源uI相當(dāng)于短接）?！鱑ce＝△u0＝－△