晶體三極管放大電路

晶體三極管放大電路第1頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月10.1交流電壓放大電路的組成和信號放大概述10.1.1共射組態(tài)基本放大電路的組成晶體管的主要用途之一，是利用其電流放大作用組成放大電路。共射組態(tài)基本放大電路如圖10一1所示。利用放大器件工作在放大區(qū)時所具有的電流控制特性，可以實現(xiàn)放大作用。放大電路由放大器件、直流電源、偏置電路、輸人電路和輸出電路幾部分組成第2頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月1．輸入回路(1）耦合電容C1起隔直流通交流的作用。(2）基極偏置電阻RB。它的作用是給發(fā)射結(jié)提供正向偏置電壓，第4頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2．輸出回路(1）集電極電源Ucc和集電極負載電阻RC。電源Ucc除了為輸出信號提供能量外，還通過RC給集電結(jié)提供反向偏置電壓，使晶體管處于放大狀態(tài)(2）耦合電容C2。C2的作用與C1相似，一方面隔斷放大電路與負載之間的直流通路，使晶體三極管的靜態(tài)工作點不受影響；另一方面溝通放大電路與負載之間的交流通路，使放大電路的輸出信號毫無損失地加到負載兩端。第5頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月3．晶體三極管晶體三極管具有電流放大作用，是放大電路中的核心器件。利用其能量放大作用可實現(xiàn)輸入端能量較小的信號去控制電源Ucc供給的能量，以在輸出端獲得一個能量較大的信號。這就是晶體三極管放大作用的實質(zhì)，因此，晶體三極管還可以看成一個控制元件。第6頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月10.1.2信號放大概述第7頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月輸出電壓有以下特點：的幅度增大了的頻率與相同的相位與相反有直流分量、交流分量以及它們的合成量第8頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月10.2交流電壓放大電路的分析

10.2.1放大電路的靜態(tài)分析直流通路靜態(tài)：無信號輸入時，放大電路的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)。放大電路的靜態(tài)分析，確定靜態(tài)工作點Q。第9頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月靜態(tài)分析方法有兩種方法：一種是由直流通路確定靜態(tài)值稱為近似估算法，圖解法。靜態(tài)工作點Q

第11頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月近似估算法第12頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2、用圖解法確定靜態(tài)值利用晶體三極管的輸入、輸出特性曲線，通過作圖的方法，直觀地分析放大電路工作性能的方法，稱為圖解法。應(yīng)用圖解法可直觀地看到交流信號放大傳輸?shù)倪^程，正確地選擇靜態(tài)工作點和確定動態(tài)工作范圍，估算電壓放大倍數(shù)。第13頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月靜態(tài)工作點的選擇設(shè)置在特性曲線放大區(qū)的中部，因為此處線性好，能獲得較大的電壓放大倍數(shù)，而且失真也小。第15頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月10.2.2

放大電路的動態(tài)分析1．放大電路無信號偷入的情況如圖10一1所示的放大電路，當(dāng)無信號輸入時（相當(dāng)于輸入端短路），放大電路是直流通路第16頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2．放大電路有信號輸入后的情況1）輸入回路基極電流iB可根據(jù)輸入信號電壓u；從管子的輸人特性上求得。第18頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2）不接負載電阻RL時的電壓放大倍數(shù)3）接入負載電阻RL時的電壓放大倍數(shù)（減?。┑?0頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月10.2.3

電路參數(shù)對放大器工作的影響1.RB的影響第21頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月RB的影響RB增大時，IB減小，Q點降低，三極管趨向于截止。RB減小時，IB增大，Q點抬高，三極管趨向于飽和。此時三極管均會失去放大作用。第23頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.RC的影響RC增大，負載線斜率減小，工作點左移;

RC減小，負載線斜率增大，工作點右移。當(dāng)增大較多時，Q點將移至飽和區(qū)而失去放大作用。第24頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月3．直流電源Ucc的影響第26頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月直流電源Ucc的影響其他參數(shù)不變，升高電源電壓UCC，直流負載線平行右移，Q點偏向右上方使放大電路動態(tài)范圍擴大，但同時三極管的靜態(tài)功耗也增大。第27頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月10.2.4

放大電路的非線性失真截止失真：三極管進人截止區(qū)而引起的失真?？赏ㄟ^減小基極偏置電阻RB的阻值來消除。飽和失真：三極管進入飽和區(qū)而引起的失真?？赏ㄟ^增大基極偏置電阻RB的阻值來消除。第28頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第29頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月靜態(tài)工作點Q的位置合理地選擇靜態(tài)工作點Q的位置，并適當(dāng)限制輸入信號ui的幅度。一般情況下，Q點應(yīng)大致選在交流負載線的中點，當(dāng)輸入信號ui的幅度較小時，為了減小管子的功耗，Q點可適當(dāng)選低些。若出現(xiàn)了截止失真，通常采用提高靜態(tài)工作點的辦法來消除，即通過減小基極偏置電阻的阻值來實現(xiàn)；若出現(xiàn)了飽和失真，則反向操作，即增大。第30頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月10.2.5

動態(tài)交流指標(biāo)的估算1．三極管的微變等效電路如何把三極管線性化，用一個等效電路來代替，可從共發(fā)射極接法三極管的輸入特性和輸出特性兩方面來分析討論第31頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2．放大電路的微變等效電路畫放大電路微變等效電路的步驟如下。畫出放大電路的交流通路的原則：在放大電路中，耦合電容C1和C2的電容量比較大，用短路線取代；直流電源內(nèi)阻很小，也可以忽略不計，對交流分量，直流電源可視為短路。放大電路的微變等效電路：用三極管的微變等效電路取代交流通路中的三極管。第33頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月3．放大電路的主要性能指標(biāo)Au、Ri、Ro(1）電壓放大倍數(shù)第35頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）輸入電阻Ri第36頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）輸出電阻RO就是從放大器輸出端（不包括外接負載電阻RL）看進去的交流等效電阻。輸出電阻就近似等于集電極電阻。即第37頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月10.3典型交流電壓放大電路第38頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月1．各元件作用（1）基極偏置電阻RB1,RB2:（2）發(fā)射極電阻RE（3）發(fā)射極旁路電容CE：稱為旁路電容。一般選擇電解電容，容量為幾十微法。第39頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2．穩(wěn)定工作點原理第40頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月為使穩(wěn)定，采取兩種方法：固定基極電位。取適當(dāng)?shù)闹担梗?定值（不受溫度影響）。T↑→Ic↑→IE↑→UE↑→UBE↓→IB↓→IC↓

第41頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月3．靜態(tài)分析第42頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月4．動態(tài)分析該電路動態(tài)性能指標(biāo)一般用微變等效電路來確定，具體步驟為：（1）畫出微變等效電路；（2）求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻Ri、輸出電阻Ro。第43頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月10.5放大電路中的負反饋10.5.1負反饋的基本概念所謂反饋，是指將放大電路的輸出信號（電壓或電流的一部分或全部），通過某種形式（反饋網(wǎng)絡(luò)）饋送到電路的輸入回路，并同輸入信號一起參與放大電路的輸人控制。負反饋放大電路由兩部分組成：一部分是無反饋的基本放大器，它可以是單級或多級的；一部分是反饋網(wǎng)絡(luò)，它是聯(lián)系輸出電路和輸入電路的環(huán)節(jié)，一般由電阻、電容等元件組成。第44頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第45頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月10.5.2負反饋的分類1．正反饋和負反饋按照反饋對放大電路性能影響的效果，可將反饋分為正反饋和負反饋兩種極性。正反饋雖能提高放大倍數(shù)，但同時也加劇了放大電路性能的不穩(wěn)定性，主要用于振蕩電路；負反饋雖降低了放大倍數(shù)，但卻換來了放大電路性能的改善。第46頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2。電壓反饋，電流反饋反饋信號的大小與輸出電壓成比例的反饋稱為電壓反饋；反饋信號的大小與輸出電流成比例的反饋稱為電流反饋。第47頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月3。串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判斷：把輸入端短路，如果這時反饋信號同樣被短路，即凈輸入信號為零，則為并聯(lián)反饋；如果此時反饋信號沒有消失，則為串聯(lián)反饋。第48頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第49頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2