電子線路第二章優(yōu)秀課件

電子線路第二章§2.1放大電路的組成及工作原理2.1.1放大電路的功能及組成1.電路組成A.核心器件BJTB.偏置電路—提供放大外部條件C.輸入、輸出電路—vi的引入，vo引出end2.1.2共發(fā)射極放大電路2.1.2共射極放大電路-++VT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUVCE1.電路組成2.1.2共射極放大電路2.1.2共發(fā)射極放大電路2.簡單工作原理vi=0vi=Vsint2.1.2共射極放大電路vCE

=VCC-iCRCend3.簡化電路及習慣畫法習慣畫法

共射極基本放大電路2.1.2共射極放大電路

靜態(tài)：輸入信號為零（vi=0或ii=0）時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱直流工作狀態(tài)。

電路處于靜態(tài)時，三極管各電極的電壓、電流在特性曲線上確定為一點，稱為靜態(tài)工作點，常稱為Q點。一般用IB、IC、和VCE

（或IBQ、ICQ、和VCEQ

）表示。

直流通路

共射極放大電路輸入信號為零（vi接地）；電容開路靜態(tài)等效電路2.1.2共射極放大電路

動態(tài)：輸入信號不為零時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱交流工作狀態(tài)。交流通路

共射極放大電路電容短路，直流量為零，VCC成為交流地動態(tài)等效電路endicvce+-2.1.2共射極放大電路2.1.2共射極放大電路符號說明2.1.2共射極放大電路2.1.3放大器的性能指標

1.放大倍數2.1.3放大器的性能指標

2.輸入電阻和輸出電阻2.1.3放大器的性能指標

3.通頻帶衡量放大電路對不同頻率信號的適應能力4.非線性失真系數2.2圖解分析法

交流通路及交流負載線輸入交流信號時的圖解分析

2.2.1

確定靜態(tài)工作點

2.2.2

動態(tài)工作情況分析

采用該方法分析靜態(tài)工作點，必須已知三極管的輸入輸出特性曲線。

共射極放大電路首先，畫出直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-

2.2.1

靜態(tài)工作情況分析2.2圖解分析法直流通路IBVBE+-ICVCE+-列輸入回路方程：

VBE=VCC－IBRb列輸出回路方程（直流負載線）：

VCE=VCC－ICRc在輸入特性曲線上，作出直線VBE=VCC－IBRb，兩線的交點即是Q點，得到IBQ。在輸出特性曲線上，作出直流負載線VCE=VCC－ICRc，與IBQ曲線的交點即為Q點，從而得到VCEQ

和ICQ。end圖2.1.2靜態(tài)分析2.2圖解分析法圖2.1.2動態(tài)分析2.2圖解分析法

2.2.2

動態(tài)工作情況分析

2.2.2

動態(tài)工作情況分析由交流通路得純交流負載線：

共射極放大電路交流通路icvce+-vce=-ic(Rc//RL)1.交流通路及交流負載線2.2圖解分析法由于交流負載線必過Q點，因此，過輸出特性曲線上的Q點,做一條斜率為-1/RL直線，該直線即為交流負載線。R'L=RL∥Rc，是交流負載電阻。

2.2圖解分析法2.輸入交流信號時的圖解分析

3.3.2

動態(tài)工作情況分析

共射極放大電路2.2圖解分析法2.輸入交流信號時的圖解分析

3.3.2

動態(tài)工作情況分析

共射極放大電路通過圖解分析，可得如下結論：

1.vivBEiBiCvCE|-vo|

2.vo與vi相位相反；

3.可以測量出放大電路的電壓放大倍數；

4.可以確定最大不失真輸出幅度。

2.2.3

非線性失真分析1.BJT的三個工作區(qū)2.2圖解分析法當工作點進入飽和區(qū)或截止區(qū)時，將產生非線性失真。飽和區(qū)特點：

iC不再隨iB的增加而線性增加，即此時截止區(qū)特點：iB=0，iC=ICEOvCE=VCES，典型值為0.3V直流通路IBVBE+-ICVCE+-iCuCEuo可輸出的最大不失真信號（1）合適的靜態(tài)工作點ib2．非線性失真與Q的關系截止失真消除方法：增大VBB（2）Q點過低→信號進入截止區(qū)最大不失真輸出電壓Uom

：比較UCEQ與（VCC－UCEQ

），取其小者（3）Q點過高→信號進入飽和區(qū)2.3放大電路的工作點穩(wěn)定問題溫度變化對ICBO的影響溫度變化對輸入特性曲線的影響溫度變化對的影響穩(wěn)定工作點原理2.3.1溫度對工作點的影響2.3.2分壓式偏置穩(wěn)定電路2.3.1溫度對工作點的影響1.溫度變化對ICBO的影響2.溫度變化對輸入特性曲線的影響溫度T

輸出特性曲線上移溫度T

輸入特性曲線左移3.溫度變化對的影響溫度每升高1°C，要增加0.5%1.0%溫度T

輸出特性曲線族間距增大2.3.2分壓式偏置穩(wěn)定電路1.穩(wěn)定工作點原理目標：溫度變化時，使IC維持恒定。

如果溫度變化時，b點電位能基本不變，則可實現靜態(tài)工作點的穩(wěn)定。T穩(wěn)定原理：

ICIEIC

VE、VB不變

VBE

IB（反饋控制）b點電位基本不變的條件：I1>>IB，此時，不隨溫度變化而變化。

且Re可取大些，反饋控制作用更強。一般取I1=(5~10)IB，VB=3V~5V

end2.3.2分壓式偏置穩(wěn)定電路1.穩(wěn)定工作點原理目標：溫度變化時，使IC維持恒定。

如果溫度變化時，b點電位能基本不變，則可實現靜態(tài)工作點的穩(wěn)定。T穩(wěn)定原理：

ICIEIC

VE、VB不變

VBE

IB（反饋控制）b點電位基本不變的條件：I1>>IB，此時，不隨溫度變化而變化。

且Re可取大些，反饋控制作用更強。一般取I1=(5~10)IB，VB=3V~5V

end2.3.2射極偏置電路2.固定偏流電路與射極偏置電路的比較

固定偏流共射極放大電路電壓增益：輸入電阻：輸出電阻：Ro=Rc#

射極偏置電路做如何改進，既可以使其具有溫度穩(wěn)定性，又可以使其具有與固定偏流電路相同的動態(tài)指標？2.3.2射極偏置電路end建立小信號模型的意義

由于三極管是非線性器件，這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信號模型，就是在一定的條件下（工作點附近）將非線性器件做線性化處理，從而簡化放大電路的分析和設計。2.4放大電路的微變等效電路分析法

當放大電路的輸入信號電壓很小時，就可以把三極管小范圍內的特性曲線近似地用直線來代替，從而可以把三極管這個非線性器件所組成的電路當作線性電路來處理。建立小信號模型的思路1.H參數的引出在小信號情況下，對上兩式取全微分得用小信號交流分量表示vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce

對于BJT雙口網絡，我們已經知道輸入輸出特性曲線如下：vBE=f(iB)

vCE=constiC=f(vCE)

iB=const可以寫成：vBEvCEiBcebiCBJT雙口網絡2.4.1BJT的小信號建模2.4.1BJT的小信號建模輸出端交流短路時的輸入電阻；輸出端交流短路時的正向電流傳輸比或電流放大系數；輸入端交流開路時的反向電壓傳輸比；輸入端交流開路時的輸出電導。其中：四個參數量綱各不相同，故稱為混合參數（H參數）。1.H參數的引出vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevceh參數的物理意義分清主次，合理近似！b-e間動態(tài)電阻內反饋系數電流放大系數c-e間電導3.4.1BJT的小信號建模2.H參數小信號模型根據可得小信號模型BJT的H參數模型hfeibicvceibvbehrevcehiehoevbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcevBEvCEiBcebiCBJT雙口網絡2.4.1BJT的小信號建模3.模型的簡化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即rbe=hie

=hfe

uT=hre

rce=1/hoe一般采用習慣符號則BJT的H參數模型為ibicvceibvbeuT

vcerberce

uT很小，一般為10-310-4，

rce很大，約為100k。故一般可忽略它們的影響，得到簡化電路

ib

是受控源

，且為電流控制電流源(CCCS)。電流方向與ib的方向是關聯的。

2.3.3BJT的小信號建模4.h參數的確定

晶體管參數；

rbe

與Q點有關一般可用公式估算rbe

2.3.3BJT的小信號建模4.h參數的確定其中對于低頻小功率管rbb’≈200

則

而

(T=300K)

end2.4.1BJT的小信號建模小信號模型vBEvCEiBcebiCBJT雙口網絡基區(qū)體電阻－查閱手冊發(fā)射結電阻－由發(fā)射極靜態(tài)電流來計算小信號模型的應用注意事項：H參數都是小信號參數，即微變參數或交流參數。H參數都是微變參數，所以只適合對交流信號的分析。H參數與工作點有關。2.4.2用H參數小信號模型分析共射極基本放大電路2.4.2用H參數小信號模型分析共射極基本放大電路

共射極放大電路1.利用直流通路求Q點一般硅管VBE=0.7V，鍺管VBE=0.2V，已知。2.畫出小信號等效電路RbviRbRbviRc2.4.2小信號模型分析共射極放大電路icvce+-交流通路RbviRcRLH參數小信號等效電路3.求電壓放大倍數根據RbviRcRL則電壓放大倍數2.4.2小信號模型分析（可作為公式）4.求輸入電阻2.4.2小信號模型分析RbRcRLRi5.求輸出電阻RbRcRLRo令Ro=Rc所以當信號源有內阻時：源電壓放大倍數＝Ui.UO.Ui.Us.2.4.2小信號模型分析I1I2IBI2=（5~10）IB∴I1I2Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuoBEC分壓式偏置電路Re射極直流負反饋電阻Ce

交流旁路電容ICIE2.4.3帶Re的共發(fā)射極放大電路的分析直流通道及靜態(tài)工作點估算IB=IC/UCE=VCC-ICRC-IEReICIE=UE/Re

=（UB-UBE）/Re

UBE0.7V

+VCCRb1RCRb2ReICIEIBUCE電容開路,畫出直流通道電容短路,直流電源短路，畫出交流通道交流通道及微變等效電路Rb1+ECRCC1C2Rb2CERERLuiuoBEC交流通道Rb1RCRb2RLuiuoBECibiciii2i1微變等效電路rbeRCRLRb1Rb2BECI1I2微變等效電路及電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻的計算Ri=

Rb1//Rb2//rbeRo=

RCrbeRCRLRb1Rb2B