電路與電子學(xué)第五章

第5章第5章第一節(jié)放大電路的組成及工作原理一、放大電路的功能和性能指標(biāo)二、共射極放大電路的組成三、放大電路的工作原理第二節(jié)放大電路的基本分析方法一、估算法分析靜態(tài)工作點(diǎn)二、晶體管的h微變等效電路三、用計(jì)算分析法計(jì)算主要性能指標(biāo)基本放大電路變化的正弦量放大電路的功能第一節(jié)放大電路的組成及工作原理●一、放大電路的功能將微弱電信號(hào)放大到期望的值，以便推動(dòng)執(zhí)行元件工作。放大電路放大作用的實(shí)質(zhì)用能量較小的輸入信號(hào)通過晶體管或場效應(yīng)管的控制作用去控制直流電源供給的能量，以在輸出端獲得能量較大的信號(hào)。電壓放大~220V調(diào)壓器+-電爐功放電動(dòng)機(jī)熱電偶減速器處理CPUmv信號(hào)放大電路的基本組成放大電路的基本組成輸入信號(hào)源輸出負(fù)載直流電源偏置電路核心元件RSRL+-+-+-放大器放大電路特點(diǎn)直流和交流共存共射極基本放大電路●二、共發(fā)射極基本放大電路輸入回路輸出回路NPN三極管——電路核心為發(fā)射結(jié)提供正偏將電流變化轉(zhuǎn)換為電壓變化提供合適的基極電流為集電結(jié)提供反偏負(fù)載電阻信號(hào)地uSVBBRbRSRceVccuORLiBbc++---+uiiCiEC1C2隔離直流傳送交流演示動(dòng)畫Ele_A/AVI/_A03201共射極基本放大電路●二、共發(fā)射極基本放大電路信號(hào)源信號(hào)——信息的載體聲音信號(hào)——傳達(dá)語言、音樂或其他信息。圖象信號(hào)——傳達(dá)圖象信息。溫度信號(hào)——傳達(dá)溫度變化信息。RSuSri電子系統(tǒng)uSVBBRbRSRceVccuORLiBbc++---+uiiCiEC1C2放大電路的工作原理●三、放大電路的工作原理*當(dāng)輸入信號(hào)ui=0時(shí)，電路處于靜態(tài)，是直流通路。電壓電流用大寫字母表示。IB、UBE、IC、UCE直流偏置電路uSVBBRbRSRceVccuORLiBbc++---+uiiCiEC1C2ui=0ICIBIEvBEotvi=0vi=0放大電路的工作原理●三、放大電路的工作原理*當(dāng)輸入交流信號(hào)時(shí)，電路處于動(dòng)態(tài)。各處電壓電流是由直流分量和交流分量共同作用。iB、uBE、iC、uCE*總瞬時(shí)值表示為*交流分量瞬時(shí)值表示為ib、ube、ic、uceuSVBBRbRSRceVccuORLiBbc++---+uiiCiEC1C2vBEotvCE

=VCC-iC

RCvBE=vi=VBE+vi

vi=0vBEotvi=V1sint放大電路的工作原理u0tube=Ubemsinωtu0tUEBQuBEu0tUEBQ輸入回路uBE=UBEQ+ube=UBEQ+UbemsinωtiB=IBQ+ib=IBQ+Ibmsinωt輸入回路uSVBBRbRSRceVccuORLiBbc++---+uiiCiEC1C2放大電路的輸入波形輸入特性曲線及uBE、iB放大電路的工作原理輸出回路uCE=VCC-iCRC參見P141圖5-5uCE=VCC–ICQRC-IemRC

sinωt負(fù)載開路uCE=UCEQ-Ucemsinωtuce=-Ucemsinωt=Ucemsin(ωt-180o)輸出回路uSVBBRbRSRceVccuORLiBbc++---+uiiCiEC1C2放大電路的輸出波形輸出特性曲線及uCE、iC放大電路的工作原理輸出回路uCE=VCC-iCRCuCE=VCC–ICRC-IemRC

sinωt負(fù)載開路uCE=UCE-Ucemsinωtuce=-Ucemsinωt=Ucemsin(ωt-180o)uBE=UBE+UbemsinωtiB=IB+Ibmsinωt演示_放大電路放大功能輸入回路uSVBBRbRSRceVccuORLiBbc++---+uiiCiEC1C2復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)(a)(b)下列a~f電路哪些具有放大作用？無無(c)(d)(f)(e)無無有有演示動(dòng)畫Ele_A/AVI/_A03202靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算第二節(jié)放大電路的分析方法放大電路的分析方法靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法以直流通路為依據(jù)以交流通路和微變等效為依據(jù)靜態(tài)工作點(diǎn)性能指標(biāo)uSVBBRbRSRc+VccuORL++---+uiC1C2靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算●一、估算法分析靜態(tài)工作點(diǎn)1、靜態(tài)工作條件輸入信號(hào)ui=0，電路中只有直流電源供電。靜態(tài)工作時(shí)IB、UBE、IC、UCE、在輸入特性、輸出特性上所確定的工作點(diǎn)。2、分析的目標(biāo)iC/mAuCE/v0iB/μAuBE/v0UCEQQUBEQQIBQICQ靜態(tài)時(shí)：當(dāng)電路參數(shù)確定后，晶體管各極的電壓、電流唯一地確定，在輸入、輸出特性曲線上唯一地確定一個(gè)點(diǎn)，靜態(tài)工作點(diǎn)Q。靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算（硅管）（鍺管）靜態(tài)工作點(diǎn)uSVBBRbRSRc+VccuORL+--+IBQIRcICQ3、分析的步驟②通過輸入回路確定IBQ、UBEQ①畫出直流通路③通過輸出回路確定ICQ、UCEQ根據(jù)KVLUBEUCE耳機(jī)放大電路圖耳機(jī)放大電路USB電子管聲卡

電子管靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)例1：計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。(硅管)另：解：7KΩ500Ω3KΩ3KΩβ=501V+12VuSVBBRbRSRc+VccuORL+--+IBQIRcICQQ在特性曲線上的位置iC/mA24131uCE/v2034520μA40μA60μA80μAiB/μA0.5uBE/v1.020040601.5UCEQQUBEQQIBQICQ靜態(tài)工作點(diǎn)在特性曲線上的位置uiRb2ReVcc+-Rb160K30K2Kβ=80Vcc靜態(tài)工作點(diǎn)例題B例2：計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。(硅管)解：利用戴維南等效定理將基極電路等效為：IEQRb2ReVccRb1β=80VccReVBRbIBQIEQRb2ReVccRb160K30K2Kβ=8024V？靜態(tài)工作點(diǎn)例題例2：計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。(硅管)輸出回路：Rb2ReVccRb160K30K2Kβ=8024V演示_三極管放大電路例題輸入回路估算1、忽略IB2、分壓公式計(jì)算VBB3、列輸入回路方程靜態(tài)工作點(diǎn)例題例3：電路如圖，求開關(guān)S分別接在A、B、C上電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。解：S在A點(diǎn)：集電結(jié)正偏S在B點(diǎn)：在飽和區(qū)在放大區(qū)S在C點(diǎn)：在截止區(qū)β=801K40K400K20K12VABCS12V<0例4：電路如圖，計(jì)算Q。Rb1RCRb2120K10K3Kβ=5012VCRL2KI1I2IBQ解：靜態(tài)工作點(diǎn)例題電容C具有隔直作用。相當(dāng)于開路。注意靜態(tài)工作點(diǎn)例題β=504KΩ+6V-6V1KΩ5KΩ例5：電路如圖，判斷Q位于哪個(gè)區(qū)？ICQIEQIBQ在飽和區(qū)解：？PNP管Rb2ReVccRb1uO+-RCRBVccuO+-Rb2ReVccRb1uO-RC+Rb2VccRb1uO-RC+幾種電路總結(jié)常見的幾種放大電路靜態(tài)圖解分析法●二、圖解法分析靜態(tài)工作分析的步驟兩條線的相交點(diǎn)=Q②利用輸入特性曲線確定IBQUBEQ③利用輸出特性曲線確定ICQUCEQ電壓方程VBB=IBRb+UBEVCC=ICRC+UCE兩條線的相交點(diǎn)=Q①畫出直流通路VBBRbRcVccuOIB-+ui=0IC在晶體管的特性曲線上，用作圖的方法定量地分析靜態(tài)工作點(diǎn)的方法。圖解分析法靜態(tài)圖解分析法圖形表示iC/mA48264uCE/v8012162010203040iB/μA0.5uBE/v1.0100UCE>120301.5UCEQQUBEQQVCCVCC/RcVBB/RbVBB直流負(fù)載線直流負(fù)載線斜率IBQICQ☆

交作業(yè)☆

今日作業(yè)

5-3,5-4[不求(3)],5-5[不求(3),(4)]測驗(yàn)：求電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。測驗(yàn)uiRb2ReeVccbc-Rb1+uORLRCC2C1+-CB解：B（只寫出表達(dá)式）uiReeVccbcRb1RLRCC2+-CBRb2-++-uOC1估算：H參數(shù)微變等效電路●二、h參數(shù)微變等效電路將非線性元件三極管用線性電路來等效。對(duì)三極管做局部線性化處理，用數(shù)學(xué)方式描述，建立模型，簡化復(fù)雜計(jì)算?；舅枷刖€性化條件小信號(hào)（微變量）條件下工作bce--++uCEuBEiCiB雙端口網(wǎng)絡(luò)iB/μAuBE/v0iC/mAuCE/v0△ib△ube△ic△uce電壓、電流變化量之間的關(guān)系基本上是線性的共發(fā)射極h參數(shù)微變等效電路代表變化量H參數(shù)微變等效電路iB/μAuBE/v0iC/mAuCE/v0△ib△ube△ic△ucebce--++uCEuBEiCiBbce-+uceic-+ubeib-+h11h12uech21ibH參數(shù)微變等效電路受控電壓源受控電流源非常小，可忽略非常小此電阻視為開路bce-+uceic-+ubeib-+h11h12uech21ibH參數(shù)微變等效電路●二、h參數(shù)微變等效電路將非線性元件三極管用線性電路來等效。對(duì)三極管做局部線性化處理，用數(shù)學(xué)方式描述，建立模型，簡化復(fù)雜計(jì)算?；舅枷虢?jīng)過數(shù)學(xué)推導(dǎo)及簡化uBEeuCEiBbc+-+iC-uBEβiBeuCEiBbc+-+iC-rbe基區(qū)體電阻（300Ω）發(fā)射極的靜態(tài)電流溫度的電壓當(dāng)量線性化條件小信號(hào)（微變量）條件下工作P149圖5-8(b)●三、用微變等效模型計(jì)算主要性能指標(biāo)用微變等效電路計(jì)算●

1、畫出微變等效電路分析步驟*將三極管用h參數(shù)等效模型代替*輸入、輸出回路中的任何直流電源都認(rèn)為是交流短路的*等效電路中采用相量表示電流、電壓關(guān)心變化量正弦波電壓作為輸入信號(hào)Ib.βebcrbeIb.Ic.+-Uo.RLRc原則與P150圖5-9的區(qū)別？uSRbRSRcVccuORL+--+Rb..Us-+UiRsuiRb2ReVcc+-Rb1uO-RC+uiRb2Vcc+-Rb1uO-RC+幾種電路的微變1+-Uo.-+Ui.RcRb2Ib.Ic.Ib.βebcrbeRb1Ib.βebcrbeRe+-Uo.-+Ui.RcRb2Rb1Ib.Ic.uiRb2ReVcc+-Rb1uO-RC+幾種電路的微變1Ib.βebcrbeRe+-Uo.-+Ui.RcRb2Rb1Ib.Ic.幾種電路的微變2+-Uo.-+Ui.RCRb2Ib.Ic.Ib.βebcrbeRb1uiRb2Vcc+-Cb3uO-RC+Cb2Cb1Rb1bce幾種電路的微變3uiRb2-Vcc+-uO-RC+Cb2Cb1Rb1bceRLRLRe+-Uo.-+Ui.RLRb2Ib.Ic.Ib.βebcrbeRCRb1Re幾種電路的微變4uiRb1Vcc+-Rb2uO-Re1+cRe2CeRb3eb+-Uo.-+Ui.Rb3Ib.Ic.Ib.βebcrbeRe1Rb2Rb1幾種電路的微變5uiRb1ReVcc+-Rb2uO-RC+cC2ebC1+-Uo.-+Ui.RCReIb.Ic.ebcrbeIb.β計(jì)算電壓放大倍數(shù)

●

2、計(jì)算電壓放大倍數(shù)輸入回路輸出回路電壓放大倍數(shù)輸入電壓與輸出電壓反相與靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇有關(guān)uSRbRSRcVccuORL+--+Us.βebc+-+-rbeIb.Uo.RbRLUi.Ib.Ic.RcRs計(jì)算電壓放大倍數(shù)

●提高電壓放大倍數(shù)

●

3、計(jì)算輸入電阻和輸出電阻輸入電阻Ri（衡量放大器對(duì)信號(hào)源的影響）通常Rb遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于rbe，則希望輸入電阻盡可能大一些？信號(hào)電壓源衰減越小↑β↑→R’L↑→↑rbe↓→↑注意：參數(shù)變化會(huì)互相影響、互相制約Us.βebc+-+-rbeIb.Uo.RbRLUi.Ib.Ic.RcRs計(jì)算輸出電阻輸出電阻ro（衡量放大器的帶負(fù)載能力）希望輸出電阻盡可能小,來提高帶負(fù)載能力測量條件：*信號(hào)源短接*負(fù)載電阻開路βebc+-+-rbeIb.Uo.RbRLUi.Ib.Ic.RcRsUs.rirOAuuiRSuSRLiOii+-+-放大器信號(hào)源負(fù)載+-ui

解：（1）Q點(diǎn)性能指標(biāo)例題1、、例：放大電路如圖所示。試求：（1）Q點(diǎn)；（2）。已知=50，rbb’=200Ω。

解：（2）性能指標(biāo)例題1例：放大電路如圖所示。試求：（1）Q點(diǎn)；（2）、、。已知=50，rbb’=200Ω。畫出微變等效電路Us.βebc+-+-rbeIb.Uo.RbRLUi.Ib.Ic.RcRs測驗(yàn)：求電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。測驗(yàn)uiRb2ReeVccbc-Rb1+uORLRCC2C1+-CB解：B（只寫出表達(dá)式）uiReeVccbcRb1RLRCC2+-CBRb2-++-uOC1估算：微變等效電路：uiReeVccbcRb1RLRCC2+-CBRb2-++-uOC1βbec+-+-rbeIb.Uo.ReRLUi.Ib.Ic.RCIe.uiRb2ReeVccbc-Rb1+uORLRCC2C1+-CBbec+-+-rbeβIb.Uo.ReRLUi.Ib.Ic.RCIe.微變等效電路：☆交作業(yè)☆今日作業(yè)

5-4(3),5-5(3)、(4),5-7,5-8不求(3),5-9Rb1=8.6K求(2)uiReeVccbcRb1RLRCC2+-CBRb2-++-uOC1βbec+-+-rbeIb.Uo.ReRLUi.Ib.Ic.RCIe.uiRb2ReeVccbc-Rb1+uORLRCC2C1+-CBbec+-+-rbeβIb.Uo.ReRLUi.Ib.Ic.RCIe.微變等效電路：復(fù)習(xí)rirOAuuiRSuSRLiOii+-+-放大器信號(hào)源負(fù)載+-ui共射極放大電路放大倍數(shù):輸入電阻：ri輸出電阻:rO性能指標(biāo)性能指標(biāo)例題2uiRb2Re-12V+-Rb1uO-RC+uS+-RSRL100K20K6.2K3.6K3K2.2K例：試求：已知=60，鍺管。解：畫出直流通路：Rb2Re-12VRb1RC100K20K6.2K3.6K+-Uo.-+Ui.RcRb2Ib.Ic.Ib.βebcrbeRb1RL畫出微變等效電路：IEQPNP第5章續(xù)第5章第三節(jié)放大電路的非線性失真和動(dòng)態(tài)范圍一、靜態(tài)圖解分析二、動(dòng)態(tài)圖解分析三、非線性失真四、最大輸出幅值第四節(jié)穩(wěn)定工作點(diǎn)的放大電路一、溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響二、分壓式電流負(fù)反饋偏置電路二、穩(wěn)定工作點(diǎn)的共射極放大電路二、用補(bǔ)償法穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)

放大電路基礎(chǔ)1、動(dòng)態(tài)工作條件●一、圖解法分析動(dòng)態(tài)工作情況輸入信號(hào)ui=Umsinωt(mV)動(dòng)態(tài)工作時(shí)iB、uBE、iC、uCE、在輸入特性輸出特性上所對(duì)應(yīng)的波形。2、分析的目標(biāo)3、分析的步驟①利用輸入特性曲線確定iB和uBEVBB+ui=iBRb+uBE動(dòng)態(tài)圖解分析法第三節(jié)放大電路的非線性失真和動(dòng)態(tài)范圍uSVBBRbRSRc+VccuORL+--+ui+-動(dòng)態(tài)圖解分析法UBEQIBQiB/μAπ2πuBE/v2ππIbmUbemiB/μA0.5uBE/v1.0100UCE>120301.5QVBB/RbVBB截距隨ui變化但斜率不變動(dòng)態(tài)圖解分析法VBBRbRceVccuOIBbc+-+ui=0ICIEui+-②利用輸出特性曲線確定iC和uCEVCC=iCRC+uCE動(dòng)態(tài)圖解分析法UCEQICQIC/mA48264UCE/v80121620102030iB=40QVCCVCC/RciC/mAπ2πuCE/v2ππiB的變化范圍決定了iC、uCE的變化范圍uCE為什么反相？電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響IB/μA0.5UBE/v1.0200UCE>140601.5●二、電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響QIC/mA48264UCE/v8012162010203040QRb↓→IB↑→負(fù)載線截距↑→

Q↑→輸出特性Q移向飽和區(qū)QQRb

↑

→IB↓→負(fù)載線截距↓

→

Q↓→輸出特性Q移向截止區(qū)QQRC↓→負(fù)載線截距↑→Q右移→

Q遠(yuǎn)離飽和區(qū)RC↑

→負(fù)載線截距↓

→Q左移

→

Q移向飽和區(qū)QQ非線性失真●三、非線性失真截止失真產(chǎn)生的條件*Q設(shè)置偏低*輸入信號(hào)過大消除辦法*提高Q設(shè)置*

適當(dāng)減小輸入信號(hào)UCEQICQ+IcmIC/mA48264UCE/v80121620102030iB=40QVCCVCC/RciC/mAπuCE/v2ππICQ2π非線性失真飽和失真產(chǎn)生的條件*Q設(shè)置偏高*輸入信號(hào)過大消除辦法*降低Q設(shè)置*

適當(dāng)減小輸入信號(hào)UCEQICQ-IcmIC/mA48264UCE/v80121620102030iB=40QiC/mAπ2πuCE/v2ππICQ投影動(dòng)畫_A03302非線性失真靜態(tài)工作點(diǎn)不合適造成的失真最大輸出電壓幅值●四、最大輸出電壓幅值定義放大電路參數(shù)不變，輸出端不發(fā)生非線性失真時(shí)的最大輸出信號(hào)電壓UomaxIC/mAUCE/v010203040ICQ-1/R’LUCESQURUFRFUF受截止失真限制的交流信號(hào)分量的最大幅值UR受飽和失真限制的交流信號(hào)分量的最大幅值UCES晶體管的飽和壓降小功率硅管通常取1V不發(fā)生飽和失真的條件不發(fā)生截止失真的條件根據(jù)三角形QMF的推導(dǎo)Uomax=min{UCEQ-UCES，ICQR’L}當(dāng)UF=UR才有最大的輸出動(dòng)態(tài)范圍MUCEQP155P155例5-2動(dòng)態(tài)范圍UP-P=2UOmax(輸出電壓的峰峰值)例題例：已知=50，UBE=0.65V。（2）RB應(yīng)調(diào)節(jié)到什么數(shù)值，才能使不失真輸出電壓為最大？設(shè)晶體管的飽和壓降uCES=0.3V.uiRBREVCC=24V+-uO-RC+RL510K3K3K1K試求:（1）最大不失真輸出電壓為多少？解:（1）根據(jù)已知條件可求得原電路Q1：iC/mAuCE/V2412186直流負(fù)載線Q1369直流通路決定例題交流負(fù)載線方程：最大不失真輸出電壓受到UF的限制：iC=0：交流負(fù)載線uiRBREVCC=24V+-uO-RC+RL510K3K3K1KiC/mAuCE/V2412186直流負(fù)載線Q1369直流通路決定交流通路決定交、直流負(fù)載線必然在Q點(diǎn)相交(2)防止截止失真可減小RB抬高工作點(diǎn)，使Q2點(diǎn)位于負(fù)載線的中點(diǎn)附近：iC/mAuCE/V2412186直流負(fù)載線Q1369交流負(fù)載線Q2UFURUCES=0.3V第五節(jié)穩(wěn)定工作點(diǎn)的放大電路穩(wěn)定工作點(diǎn)的放大電路●一、溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響影響過程β↑

→

輸出特性曲線間距加寬→Q上移→

易飽和溫度ICBO↑

→ICEO↑輸出特性曲線上移→Q上移→

易飽和UBE↓

→

輸入特性曲線左移→Q上移→

易飽和鍺管ICBO影響較大β↓→

輸出特性曲線間距變窄寬→Q下移→

易截止ICBO↓

→ICEO↓輸出特性曲線下移→Q下移→

易截止UBE↑→

輸入特性曲線右移→Q下移→

易截止溫度P158總之：

ICBO

ICEOT

VBE

IB

IC

分壓式負(fù)反饋偏置電路●二、分壓式電流負(fù)反饋偏置電路射極偏置電路1、分壓電阻的作用*使得IRb>>IBQ*使得UBQ遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于UBEQ*近似不變沒有與溫度有關(guān)的量*使得ICQ的變化反饋到輸入回路，調(diào)節(jié)UBEQ，穩(wěn)定ICQ。3、電流負(fù)反饋工作過程溫度↑

→

ICQ

↑

→IEQ↑→UE↑

→UBEQ↓→IBQ

↓

→

ICQ

↓UBQ不變溫度↓

→

ICQ

↓

→IEQ↓→UE↓

→UBEQ↑→IBQ

↑

→

ICQ

↑*IEQ近似不變2、射極電阻的作用輸入特性Rb2ReVccUCEQIEQ-Rb1+UBQICQIBQIRbRC工作點(diǎn)穩(wěn)定條件4、工作點(diǎn)穩(wěn)定條件5、射極偏置電路的靜態(tài)工作點(diǎn)P159式（5-46）（5-47）Rb2ReVccUCEQIEQ-Rb1+UBQICQIBQIRbRC旁路電容射極偏置電路●三、旁路電容對(duì)射極偏置電路的影響1、靜態(tài)工作點(diǎn)與分壓式電流負(fù)反饋偏置電路一致Ui.Rb2ReVccCe-Rb1+UO.RLRCC2C1+-旁路電容射極偏置電路2、電壓放大倍數(shù)微變等效電路沒有電容Ce時(shí)有旁路電容Ce時(shí)旁路電容Ce既可以穩(wěn)定工作點(diǎn)又可提高放大倍數(shù)參見P160圖5-18-+Rb1Rb2Uiβ+-UoRerbeICIBIBRcRL.....-+Rb1Rb2Uiβ+-UoRerbeICIBIBRcRL.....Ui.Rb2ReVccCe-Rb1+UO.RLRCC2C1+-旁路電容射極偏置電路輸入輸出電阻輸入電阻3、輸入輸出電阻沒有電容Ce時(shí)有旁路電容Ce時(shí)輸出電阻輸入電阻輸出電阻增加旁路電容Ce對(duì)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)都有好處例P160例5-4-+Rb1Rb2Uiβ+-UoRerbeICIBIBRcRLRiRo補(bǔ)償法穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)●四、補(bǔ)償法穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)利用溫度敏感元件的溫度特性來補(bǔ)償晶體管參數(shù)的溫度變化。補(bǔ)償二極管的要求UD=UBEQRb2ReeVccUCEQIEQbc-Rb1+ICQIBQIRbDIRb>>IBOUD=UBEQVCC>>UDIEQ與晶體管參數(shù)無關(guān)取決于電路參數(shù)第5章續(xù)第5章第五節(jié)放大電路的三種接法一、共集電極放大電路二、共基極放大電路三、三種基本放大電路的比較第六節(jié)多級(jí)放大電路一、多級(jí)放大電路的組成二、多級(jí)放大電路的耦合方式三、多級(jí)放大電路的分析方法四、放大器的通頻帶

放大電路基礎(chǔ)放大電路的三種接法第四節(jié)放大電路的三種接法cbeiBiCiEuCBuEB+--+共基極電路bce--++uCEuBEiCiEiB共發(fā)射極電路uBCbce--++uECiCiEiB共集電極電路共集電極放大電路第四節(jié)放大電路的三種接法●一、共集電極放大電路Rb2ReeVccuoRLbc+--Rb1+uiBRb2Ree△UoRLbc+--Rb1+△UiB交流通路特點(diǎn)：集電極是輸入和輸出回路的公共端特點(diǎn)：輸入端接在基極輸出端接在發(fā)射極共集電極放大電路●

1、計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)Rb2ReVccuoRL+--Rb+ui輸入回路電壓方程：性能指標(biāo)分析計(jì)算●

2、性能指標(biāo)分析計(jì)算畫出微變等效電路●⑴電壓放大倍數(shù)Rb2ReeVccuoRLbc+--Rb+uiebc+-+-rbeβIBUORbRLUIIBIOReII......IC.參見P162圖5-19性能指標(biāo)分析計(jì)算*輸出與輸入電壓基本相等射極跟隨器特點(diǎn)*電壓放大倍數(shù)<1*輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同相演示W(wǎng)EB_射隨器實(shí)驗(yàn)輸入電阻特點(diǎn)●⑵輸入電阻*負(fù)載電阻影響輸入電阻Ri輸入電阻特點(diǎn)*輸入電阻Ri遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于rbe(比共射極電路輸入電阻大很多)R’iRiebc+-+-rbeβIBUORbRLUIIBIOReII......IC.輸出電阻特點(diǎn)*具有很小的輸出電阻Ro輸出電阻特點(diǎn)Ro●⑶輸出電阻通常IE’.I’Re.ebc+-rbeβIBU’ORbRLI’BI’OReRS....共集電極放大電路特點(diǎn)●⑷電流放大倍數(shù)*共集電極電路不具有電壓放大能力，但具有電流放大能力（電路參數(shù)調(diào)整合適）ebc+-+-rbeβIBUORbRLUIIBIOReII......IC.共集電極放大電路例題書P164例5-5Rb2ReVccRb18.6K10K5Kβ=5024VRLBO5KBRb2ReVccRb1β=50VccRLuiRb2RLVcc+-Rb18.6K10K5Kβ=50Vcc5KReOB書中圖5-21(c)例題《10057315》P30共集電極放大電路特點(diǎn)共集電極放大電路特點(diǎn)*輸入電阻大，輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)*輸入接基極，輸出接發(fā)射極*輸出與輸入信號(hào)同相*電流放大倍數(shù)可以>1，具有電流放大能力*電壓放大倍<1uSRB2REVCC+-uO-RC+C1ui+-RSRB1RLC2CC共基極放大電路●二、共基極放大電路交流通路特點(diǎn)：基極是輸入和輸出回路的公共端特點(diǎn)：輸入端接在發(fā)射極輸出端接在集電極Ree△UoRLbc+--+△UiRCVEEReVccuoRL+--+uiBRC共基極靜態(tài)工作點(diǎn)VEEReVccuoRL+--+uiBRC●

1、計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)VEEReVccuoRL+--+uiBRC共基極性能指標(biāo)●

2、性能指標(biāo)分析計(jì)算●⑴電壓放大倍數(shù)●⑵輸入電阻●⑶輸出電阻β△IB△IE△IB△IORee△UoRLbc+--+△UIRCrbeRi

’Ri△Ii*具有很小的輸入電阻Ri*電壓放大倍數(shù)較高*輸出與輸入信號(hào)同相*電流放大倍數(shù)<1特點(diǎn)例題《10057315》P32三種放大電路比較●三、三種基本放大電路比較輸入電阻輸出電阻輸入輸出信號(hào)關(guān)系電壓放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)共發(fā)射極適中適中反相較大較大共集電極大小同相<1較大共基極小適中同相較大<1參見P167表5-1類型指標(biāo)uSRB2REVCC+-uO-RC+C1ui+-RSRB1RLC2CCuSRB2REVCC+-uO-RC+RLui+-RSRB1C1C2CBuSRB2REVCC+-uO-RC+RLui+-RSRB1C1C2CE靜態(tài)工作點(diǎn)共射共集電共基放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻☆交作業(yè)☆今日作業(yè)5-11,5-12,5-19,5-20共射共射共射共集電判斷判斷三種電路的方法：B端輸入、C端輸出B端輸入、E端輸出E端輸入、C端輸出共射極共集電極共基極共射共集電共射共集電判斷判斷電路連接形式共射極共基極共射極共集電極判斷電路連接形式共射極共射極共集電極判斷電路連接形式共集電極共基極第六節(jié)多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路●一、多級(jí)放大電路的組成輸入級(jí)中間級(jí)推動(dòng)級(jí)輸出級(jí)接收信號(hào)，具有高輸入電阻進(jìn)行信號(hào)放大，具有高放大倍數(shù)小信號(hào)到大信號(hào)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)緩沖驅(qū)動(dòng)負(fù)載，具有低輸出電阻小信號(hào)放大器功率放大器信號(hào)負(fù)載●1、直接耦合方式多級(jí)放大電路的耦合方式⑴工作點(diǎn)相互影響前一級(jí)工作在臨界飽和狀態(tài)后級(jí)使前一級(jí)集電極電位被箝位在0.7V解決辦法

①后一級(jí)發(fā)射極加電阻UCE1提高缺點(diǎn)后一級(jí)放大倍數(shù)降低●二、多級(jí)放大電路的耦合方式電位移動(dòng)直接耦合P169Rc1Rb1Ui.T1Rc2T2Uo.VCCRe2直接耦合

②后一級(jí)發(fā)射極加穩(wěn)壓管UCE1提高rZ很小后一級(jí)放大倍數(shù)基本不變還可以用二極管代替穩(wěn)壓管在發(fā)射極增加元件帶來一個(gè)共同的問題基極和集電極電位逐級(jí)抬高DZRZRc1Rb1Ui.T1Rc2T2Uo.VCC直接耦合基極和集電極電位逐級(jí)抬高放大器動(dòng)態(tài)范圍逐級(jí)減小電源電壓有限輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出直流電位應(yīng)為零電路要求解決辦法③NPN管與PNP管互補(bǔ)耦合*PNP管UC<UB*調(diào)整元件參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)UC2=0Rc1Rb1Ui.T1Re2T2

Uo.VCC-VCCRc2直接耦合--零點(diǎn)漂移⑵零點(diǎn)漂移產(chǎn)生的原因：溫度變化對(duì)晶體管參數(shù)的影響、元件老化、電源波動(dòng)定義：輸入信號(hào)為零，輸出電壓不為恒定而出現(xiàn)不規(guī)則的變化。*選擇性能高的元件及穩(wěn)壓電源解決方法*采用溫度補(bǔ)償電路*差動(dòng)式放大電路直接耦合放大器各級(jí)之間通過導(dǎo)線直接連接特點(diǎn)*各級(jí)之間靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響*易于集成*能放大直流信號(hào)或緩慢變化的信號(hào)溫漂緩慢變化的漂移信號(hào)通過直接耦合放大電路→→被逐級(jí)放大→形成漂移電壓阻容耦合方式●2、阻容耦合方式阻容耦合特點(diǎn)*各級(jí)之間靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立*不適應(yīng)集成化要求放大器各級(jí)之間通過電容連接*不能放大直流信號(hào)或緩慢變化的信號(hào)變壓器耦合方式放大器各級(jí)之間通過變壓器連接變壓器耦合特點(diǎn)*各級(jí)之間靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立*不能集成*體積笨重●3、變壓器耦合方式多級(jí)放大電路的分析計(jì)算●三、多級(jí)放大電路的分析計(jì)算●1、靜態(tài)工作點(diǎn)直接耦合：列出關(guān)系方程，聯(lián)立求解阻容耦合：每一級(jí)獨(dú)立求解Rc1Rb1Ui.T1Rc2T2Uo.VCCRb2IC2IC1IB1IB2RL多級(jí)放大電路的性能指標(biāo)●2、性能指標(biāo)*放大倍數(shù)*輸入電阻*輸出電阻注意：后一級(jí)的輸入電阻作為前一級(jí)的負(fù)載就是輸入級(jí)的輸入電阻就是輸出級(jí)的輸出電阻多級(jí)放大電路的性能指標(biāo)例題例：一多級(jí)放大電路由幾級(jí)放大電路組成，各級(jí)電壓放大增益、輸入電阻、輸出電阻分別為：Gu1、Gu2、……Gun；Ri1、Ri2、……Rin；Ro1、

Ro2、……Ron,則該多級(jí)放大器的輸入電阻Ri=______；總的電壓增益Gu=__________；輸出電阻Ro=______。RonRi1放大倍數(shù)微變等效電路多級(jí)放大電路的分析計(jì)算β-+rbe1RB1RB2UiIB1IC1RC1β+-UoRLRC2IB1rbe2IC2IB2IB2輸入電阻輸出電阻性能指標(biāo)電壓放大倍數(shù)RC1RB1Ui.T1RC2T2Uo.VCCRB2RLC1C2C3后一級(jí)的輸入電阻作為前一級(jí)的負(fù)載例題放大電路如圖所示。試求。已知=50。

解：多級(jí)放大電路的分析例題畫出微變等效電路β-+rbe1RB1RB2UiIB1IC1RC1β+-UoRe2IB1rbe2IC2IB2IB2RL（1）靜態(tài)工作點(diǎn)（2）多級(jí)放大電路的分析例題如果第一級(jí)放大電路直接帶負(fù)載放大倍數(shù)：兩者比較可看出增益明顯提高多級(jí)放大電路的分析例題rbe1=863Ω求第二級(jí)放大電路的rbe2：β-+rbe1RB1RB2UiIB1IC1RC1β+-UoRe2IB1rbe2IC2IB2IB2RL........多級(jí)放大電路的分析計(jì)算例P171例5-6P172例5-7CC和CECE和CC放大器的通頻帶●三、放大器的頻率特性放大電路的放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系放大電路中存在哪些電容？耦合電容旁路電容結(jié)電容接線間的分布電容容抗均與頻率有關(guān)頻率特性頻率不同容抗和相位移均不同Ui.Rb2ReVccCe-Rb1+UO.RLRCC2C1+-放大器的通頻帶●1、單級(jí)放大器的頻率特性頻率特性表達(dá)式幅頻特性相頻特性*電容作用可以忽略的頻率是中頻范圍，且放大倍數(shù)不隨頻率的變化而變化，即中頻放大倍數(shù)Aum。*輸入輸出反相，電壓放大倍數(shù)的相位角是180o對(duì)不同頻率信號(hào)的增益對(duì)不同頻率信號(hào)的相移物理意義Ui.Rb2ReVccCe-Rb1+UO.RLRCC2C1+-頻率特性曲線Aum0.707AumfLfH通頻帶通頻帶fbw=fH

-fL*特點(diǎn)：放大倍數(shù)幅值不隨頻率變化-1800φ通頻帶所對(duì)應(yīng)的相移特性是–1800，表示輸出輸入電壓反相。單級(jí)放大電路的頻率特性曲線低頻區(qū)產(chǎn)生超前的附加相移高頻區(qū)產(chǎn)生滯后的附加相移上限截止頻率下限截止頻率中頻放大倍數(shù)Auf中頻段低頻段高頻段頻率特性耦合電容和旁路電容影響放大器的低頻特性電容的容抗高頻時(shí)Xc≈0電容短路放大倍數(shù)不變低頻時(shí)Xc≠0產(chǎn)生壓降，降低放大倍變小，并產(chǎn)生相移CRUCiUCO低頻段耦合電容影響等效電路令高通RC網(wǎng)絡(luò)P183Ui.Rb2ReVccCe-Rb1+UO.RLRCC2C1+-☆

交作業(yè)☆

今日作業(yè)

6-3、6-5、6-10、6-12、6-13

頻率特性曲線Aum0.707AumfLfH通頻帶通頻帶fbw=fH

-fL*特點(diǎn)：放大倍數(shù)幅值不隨頻率變化-1800φ通頻帶所對(duì)應(yīng)的相移特性是–1800，表示輸出輸入電壓反相。單級(jí)放大電路的頻率特性曲線低頻區(qū)產(chǎn)生超前的附加相移高頻區(qū)產(chǎn)生滯后的附加相移上限截止頻率下限截止頻率中頻放大倍數(shù)Auf中頻段低頻段高頻段頻率特性耦合電容和旁路電容影響放大器的低頻特性電容的容抗高頻時(shí)Xc≈0電容短路放大倍數(shù)不變低頻時(shí)Xc≠0產(chǎn)生壓降，降低放大倍變小，并產(chǎn)生相移CRUCiUCO低頻段耦合電容影響等效電路令高通RC網(wǎng)絡(luò)P183Ui.Rb2ReVccCe-Rb1+UO.RLRCC2C1+-頻率特性結(jié)電容和線路分布電容影響放大器的高頻頻特性bNNPec基極發(fā)射極集電極b’ecrbb’rb’crb’eCb’cCb’e全頻段小信號(hào)模型P184圖5-41高頻等效模型全頻段小信號(hào)模型頻率特性結(jié)電容和線路分布電容影響放大器的高頻頻特性CRUiUO高頻段極間電容影響等效電路電容的容抗高頻時(shí)Xc變小，放大倍數(shù)變小，且相移。低頻時(shí)Xc≠0產(chǎn)生容抗，但遠(yuǎn)大于結(jié)電阻，并聯(lián)時(shí)可忽略。放大倍數(shù)不變。令b’ecrbb’rb’crb’eCb’cCb’e高頻混合π型等效P185圖5-42低通RC網(wǎng)絡(luò)P183共射低頻等效電路頻率特性中頻段：全部電容均不考慮．耦合電容視為短路；極間電容視為開路。低頻段：耦合電容的容抗不能忽略，而極間電容視為開路。高頻段：耦合電容視為短路，而極間電容的容抗不能忽略。全頻段頻率特性中頻段:fL<<f<<fH低頻段:高頻段:f≤fLfH≥fP187式(5-96)頻率特性曲線幅頻特性分貝表示Au(dB)20lgAumfLfH通頻帶-1800φ分貝表示的頻率特性曲線20dB0.1fL10fH-1350-900-20dB/十倍頻+20dB/十倍頻ff-2250-2700P188圖5-44多級(jí)放大器頻率特性●2、多級(jí)放大器的頻率特性放大倍數(shù)分貝表示幅頻特性相頻特性特點(diǎn)多級(jí)放大倍數(shù)增加，但通頻帶變窄。多級(jí)放大器在低頻區(qū)和高頻區(qū)下降得更快。多級(jí)放大器附加相移增加多級(jí)放大器的截止頻率估算公式P189圖5-45上限截止頻率下限截止頻率P188式（5-98）P188式（5-97）演示通頻帶變化多級(jí)放大器頻率特性例兩個(gè)放大器其上限截止頻率均為10MHz，下限截止頻率均為100Hz，當(dāng)它們組成二級(jí)放大器時(shí)，總的上限頻率fH和下限頻率fL為多少？解：上限截止頻率fH

↓下限截止頻率fL

↑結(jié)論：通頻帶窄第5章掌握內(nèi)容●

1、了解圖解法分析靜態(tài)工作點(diǎn)●

2、了解圖解法分析動(dòng)態(tài)工作信號(hào)●

3、非線性失真產(chǎn)生的原因●

4、計(jì)算法分析靜態(tài)工作點(diǎn)●

5、微變等效電路模型的建立●

6、用微變等效電路計(jì)算放大倍數(shù)、輸入輸出電阻●

7、三種基本放大電路的性能指標(biāo)分析及電路比較●

8、如何穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)●

9、阻容耦合射極偏置電路的特點(diǎn)●

10、多級(jí)放大電路的耦合方式及分析計(jì)算●

11、放大電路的頻率特性輸出級(jí)和功率放大器第七節(jié)輸出級(jí)和功率放大器●一、功率放大電路的基本特點(diǎn)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器、繼電器等●1、電路性能要求能夠提供足夠大信號(hào)功率的電路功率放大器●輸出功率要大●非線性失真要小●效率要高●保護(hù)措施要到位電流和電壓都具有足夠大的輸出幅度有效值的乘積最大輸出功率直流電源提供的功率管耗功率+過流、過壓保護(hù)總之，功率放大電路要研究的主要問題就是在不超過功放管極限參數(shù)的前提下，如何獲得盡可能大的輸出功率，盡可能小的失真及盡可能高的效率。iC/mAuCE/v0功率放大器的三種工作狀態(tài)●2、功率放大電路的三種工作狀態(tài)●根據(jù)靜態(tài)工作點(diǎn)在交流負(fù)載上位置的不同甲類：三極管在整個(gè)信號(hào)周期內(nèi)都有電流流過。甲類工作狀態(tài)甲乙類工作狀態(tài)乙類工作狀態(tài)QA(甲)QB(乙)ICQICQ=0θ=2πiCωtπ2πiCωtπ2πiCωtπ2πθ=πICQ乙類：三極管在信號(hào)周期的正半周有電流流過。導(dǎo)通角θ甲乙類：三極管在信號(hào)周期的正半周有電流流過，負(fù)半周有一部分電流流過。QC(甲乙)三種工作狀態(tài)甲類工作狀態(tài)失真效率甲乙類工作狀態(tài)乙類工作狀態(tài)ICQICQ=0θ=2πiCωtπ2πiCωtπ2πiCωtπ2πθ=πICQ輸出功率不失真，ICQ較大，靜態(tài)管耗大，效率低失真，ICQ=0，靜態(tài)管耗=0，效率高失真，ICQ較小，靜態(tài)管耗較低，效率較高很少采用！要解決的主要問題互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路OCL互補(bǔ)對(duì)稱功放●二、互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路●1、OCL互補(bǔ)對(duì)稱乙類放大電路（OutputCapacitorLess）無輸出電容電路iOiC1iC2++-uiuO-RL+VCC-VCCT2T1T1T2為互補(bǔ)對(duì)稱管工作原理輸入信號(hào)ui=0：T1T2截止，輸出=0。靜態(tài)損耗=0ui≠0：ui

的正半周T1導(dǎo)通，T2截止，負(fù)載流過電流iC1。ui

的負(fù)半周T2導(dǎo)通，T1