電子電工徐淑華版課件6

基本放大電路第6章6.1基本放大電路的組成及工作原理

6.2基本放大電路的分析第6章基本放大電路

6.3常用基本放大電路的類型及特點(diǎn)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)理解基本放大電路的組成原則。理解放大電路的工作原理。理解基本放大電路的各項(xiàng)性能指標(biāo)的意義。掌握基本放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的估算方法。掌握利用微變等效電路分析基本放大電路放大倍數(shù)Au，輸入電阻ri和輸出電阻ro

方法。了解常用基本放大電路的類型及特點(diǎn)。放大器將輸入的信號放大揚(yáng)聲器由放大后的信號驅(qū)動6.1

基本放大電路的組成及工作原理放大的概念在生產(chǎn)實(shí)踐中常常需要將微弱的電信號放大，使之變成較大的信號。例如：擴(kuò)音機(jī)電路。擴(kuò)音機(jī)的主要組成部分是放大器。放大器話筒將聲音信號轉(zhuǎn)換成微弱電信號電路工作電源放大的對象：變化量放大的本質(zhì)：能量的控制放大的特征：功率放大放大的基本要求：不失真，放大的前提判斷電路能否放大的基本出發(fā)點(diǎn)放大元件T：工作在放大區(qū)，要保證發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏。6.1.1基本放大電路的組成ui輸入uo輸出RBECEBRCC1C2VT使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)?；鶚O電源與基極電阻RBECEBRCC1C2VT為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。RBECEBRCC1C2VT集電極電源變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。RBECEBRCC1C2VT集電極電阻RBECEBRCC1C2VT耦合電容：隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時(shí)能使信號順利輸入輸出。單電源供電可以省去RB+ECEBRCC1C2VTRB+ECRCC1C2VT單電源供電6.1.2

基本放大電路的工作原理交流電壓放大器:輸入：交流小信號

ui輸出：交流大信號uo正常工作時(shí)，直流電源供電各極的電壓、電流為：iB，uBE，iC，uCE均為直流與交流的疊加！RB+ECRCC1C2uiuoiBiCuBEuCEui=0時(shí)由于電源的存在IB0IC0IBICIE=IB+ICRB+ECRCC1C2VT1.靜態(tài)：當(dāng)

ui=0時(shí)IB、UBE，IC、UCE均為直流信號！RB+ECRCC1C2VTIBICUBEUCE(IC,UCE)(IB,UBE)iBtIBuBEtUBEiCtICuCEtUCE均為直流！(IB,UBE)

和(IC,UCE)分別對應(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)。IBUBEQIBUBEICUCEQUCEICIBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么變化？假設(shè)uBE有一微小的變化2.動態(tài)：當(dāng)輸入ui時(shí)ICUCEicuCE的變化沿一條直線:負(fù)載線ucuCE相位如何？uCE與uBE反相！RB+VCCRCC1C2uiuoiBiCuBEuCE滿足：uCE=UCC-iCRC各點(diǎn)波形表示直流量表示直流量表示直流量表示直流量iBtIBiCtICuCEtUCE均為直流+交流！uBEtUBEiB

=IB+ib

uBE

=UBE+ube

iC

=IC+ic

uCE

=UCE+uce

表示交流量表示交流量表示交流量表示交流量ibubeuceic3.靜態(tài)工作點(diǎn)的作用1.當(dāng)ui=0時(shí)IBQ=0，ICQ=IBQ=0，UCEQ=VCC晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)。RB+VCCRCC1C2uiuO若其峰值小于b-e間的開啟電壓Uon,則在信號的整個(gè)周期內(nèi)晶體管始終工作在截止?fàn)顟B(tài)，輸出電壓毫無變化。uit0Uontuo0VCC2.當(dāng)ui≠0時(shí)RB+VCCRCC1C2若信號幅度足夠大，晶體管只可能在信號正半周大于Uon的時(shí)間間隔內(nèi)導(dǎo)通，導(dǎo)致輸出電壓嚴(yán)重失真。Uontuo0VCCt0uiRB+VCCRCC1C2只有在信號的整個(gè)周期內(nèi)晶體管始終工作在放大狀態(tài)，輸出信號才不會產(chǎn)生失真。這就必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。歸納1、放大器正常工作時(shí)，需設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，目的是避免非線性失真；2、放大器正常工作時(shí)，所有的電壓、電流均為直流+交流；3、基本放大器正常工作時(shí)，輸出電壓與輸入電壓反相位。放大電路的主要性能指標(biāo)：放大倍數(shù)A；輸入電阻Ri；輸出電阻Ro；通頻帶

fbw；非線形失真系數(shù)D；最大不失真輸出電壓；最大輸出功率Pom與效率Rs+-+-RL+-放大電路RiRo+-′信號源信號源內(nèi)阻輸入電壓輸出電壓輸入電流輸出電流6.1.3

基本放大電路的性能指標(biāo)1、電壓放大倍數(shù)AuiouUUA=Ui：輸入電壓。Uo：輸出電壓。電壓放大倍數(shù)反映了放大器的放大能力。電壓放大倍數(shù)與放大器的結(jié)構(gòu)和器件參數(shù)有關(guān)。一級放大器的電壓放大倍數(shù)有限。采用放大器級連的方法，可取得大電壓放大倍數(shù)。uiuoAu1Au2AunAu3uo1ui2uo2ui3Au=

Au1·

Au2·

Au3······

Aun多級放大2、輸入電阻

ri放大電路一定要有前級（信號源）為其提供信號，那么就要從信號源取電流。輸入電阻是衡量放大電路從其前級取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，從其前級取得的電流越小，對前級的影響越小。Au輸入電阻：~USIiUiiiiIUr=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。3、輸出電阻

ro放大電路對其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個(gè)戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。~roAu~US?輸出電阻大一些好還是小一些好？UO~rosU￠RL輸出電阻越小，在負(fù)載變化時(shí)，引起輸出電壓的變化越小，即輸出電壓越穩(wěn)定所以，輸出電壓越小，帶負(fù)載能力越強(qiáng)！4.通頻帶fAuAum0.7AumfL下限截止頻率fH上限截止頻率通頻帶：fbw=fH–fL放大倍數(shù)隨頻率變化曲線6.2基本放大電路的分析6.2.1直流通路與交流通路6.2.2基本放大電路的靜態(tài)分析6.2.3基本放大電路的動態(tài)分析放大電路的分析方法分析原則：先靜后動，動靜分開靜態(tài)分析：估算靜態(tài)工作點(diǎn)動態(tài)分析：放大倍數(shù)；輸入輸出電阻；通頻帶；分析失真使用交流通路使用直流通路356.2.1直流通路與交流通路1、直流通路：信號源視為短路，但應(yīng)保留其內(nèi)阻。在直流電源作用下靜態(tài)（直流）電流流經(jīng)的通路。畫法：電容視為開路；電感線圈視為短路（即忽略線圈電阻）估算靜態(tài)工作點(diǎn)用直流通路注意！開路開路Rb+VCCRC直流通路Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C22、交流通路容量大的電容（如耦合電容）視為短路；輸入信號作用下交流信號流經(jīng)的通路畫法：無內(nèi)阻的直流電源（如+VCC）視為短路。動態(tài)分析用交流通路注意！交流通路Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2Rb+-+-RLTRcic1、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算：UBEQ已知！畫出放大電路的直流通路由直流通路列方程求解6.2.2基本放大電路的靜態(tài)分析Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2直流通路RbRc+VCCTRc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2直流通路RbRc+VCCT(IB,UBE)

和(IC,UCE)分別對應(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)。IBUBEQIBUBEICUCEQUCEIC2、靜態(tài)工作點(diǎn)的影響：iciBuoIBQQuCEiC0ICQUCEQt合適的工作點(diǎn)在負(fù)載線的中間。正常工作時(shí)不會產(chǎn)生失真。靜態(tài)工作點(diǎn)合適：uCEiCQIBQ0uBEiBttibuiUBEQQ0icuotibt基本共射放大電路的截止失真Q點(diǎn)過低，信號進(jìn)入截止區(qū)。產(chǎn)生截止失真的原因：ICQUCEQuCEiCQIBQ0uBEiBttibuiUBEQQ0icuotibt消除截止失真的方法工作點(diǎn)上移：----減小RbICQUCEQQQQuCEiC0UCEQICQibuotQIBQttibuiUBEQ基本共射放大電路的飽和失真0uBEiBQ點(diǎn)過高，信號進(jìn)入飽和區(qū)。產(chǎn)生飽和的原因：消除飽和失真的方法消除方法：增大Rb。歸納：Q點(diǎn)過低（IB小，IC小，UCE大），產(chǎn)生截止失真；輸出波形被削掉正半周；Q點(diǎn)過高（IB大，IC大，UCE?。a(chǎn)生飽和失真；輸出波形被削掉負(fù)半周；調(diào)：Rb

IB

ICQ點(diǎn)調(diào)：Rb

IB

ICQ點(diǎn)Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2調(diào)整工作點(diǎn)通過調(diào)整Rb實(shí)現(xiàn)！注意！畫出放大電路的交流通路估算：電壓放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻在靜態(tài)工作點(diǎn)已知的前提下，疊加一交流小信號6.2.3基本放大電路的動態(tài)分析畫出放大電路的微變等效電路1、三極管的微變等效電路在放大電路中,在低頻小信號作用下,將三極管工作在先行區(qū)。在此條件下，可以用一個(gè)線性模型代替三極管，即三家關(guān)的微變等效電路。該模型只能用于放大電路動態(tài)小信號參數(shù)分析。bece輸入端口輸出端口+-uBEiBiC+-uCE+-+-輸入端近似一電阻。晶體管輸入電阻rbe輸出端近似一受控恒流源。ib+-+-iBuCE=UCEQ0uBEQIBQUBEQ△uBE△iBrbe與

Q點(diǎn)有關(guān);Q點(diǎn)愈高，即IC愈大，rbe愈小!注意！估算公式：IBQQuCEiC0ICQUCEQ△iC△iB+-+-2、利用交流（微變）等效電路進(jìn)行放大電路動態(tài)分析畫出放大電路的交流通路估算：電壓放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻畫出放大電路的微變等效電路Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2交流通路RbT+_Rc+_RL+-+-Rc微變等效電路RbRL畫出直流通路計(jì)算ICQIEQ，計(jì)算rbeRbRc+VCCTIBQICQ+-+-Rc微變等效電路RbRL電壓放大倍數(shù)★放大電路的輸入電阻與信號源內(nèi)阻無關(guān)，輸出電阻與負(fù)載無關(guān)。+-+-Rc微變等效電路RbRL輸入電阻輸出電阻RB+ECRCC1C2RERLuiuo1、電路的組成6.3.1射極輸出器6.3常用放大器的類型及特點(diǎn)2、靜態(tài)分析：Rb+VccRCReIBQIEQ折算3、動態(tài)分析：1、電壓放大倍數(shù)rbeReRL2、輸入電阻輸入電阻高rbeReRL3、輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻。rbeReRsRo置0rbeReRsrbeReRs一般所以射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強(qiáng)歸納：輸入、輸出以集電極為公共點(diǎn)；電壓放大倍數(shù)小于1，近似為1；射極跟隨器；一般作放大器的輸入級（輸入電阻高）；輸出級（輸出電阻低）；中間級（減少電路間直接相連所帶來的影響，起緩沖作用）輸入電阻高，向信號源索取電流??；輸出電阻低，帶負(fù)載能力強(qiáng)；電流放大能力強(qiáng)（輸出電流Ie）；6.3.2差動放大電路電路結(jié)構(gòu)對稱；雙電源；雙端輸入、雙端（單端）輸出1.電路結(jié)構(gòu)RP:調(diào)零電位器。調(diào)整左右平衡ui1+UCCui2-U