基本放大電路

第二章

基本放大電路龔淑秋制作1第2章放大電路基礎(chǔ)

2.1

基本共射放大電路

2.2工作點(diǎn)穩(wěn)定的共射放大電路

2.3共集放大電路

2.4多級(jí)放大電路

2.5

絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其放大電路2[教學(xué)要求]建立放大器各種基本概念掌握放大器基本單元電路的電特性掌握分析放大器基本方法本章很重要，它是學(xué)習(xí)本課開門斧

3三極管放大電路有三種形式共射放大電路共基放大電路共集放大電路以共射放大電路為例講解工作原理#放大電路分析靜態(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計(jì)算機(jī)仿真4+VCCRCC1C2VRB1、基本放大電路的組成2.1.1ui輸入uo輸出集電極電源，保證集電結(jié)反偏,并為電路提供能量集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸；鶚O偏置電阻耦合電容10

F~50

F作用:隔直通交是否滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏？#++

2.1

基本共射放大電路共射放大電路的靜態(tài)估算法52、靜態(tài)分析（宜采用估算法）根據(jù)直流通道估算靜態(tài)分析目的：求出電路的靜態(tài)工作點(diǎn)值工作點(diǎn)值#IBUBE+VCCRBRC直流通道2.1.1

2.1

基本共射放大電路共射放大電路的靜態(tài)估算法6例：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：VCC=12V，RC=4k

，

RB=300k，

=37.5。解：請(qǐng)注意電路中IB和IC的數(shù)量級(jí)。RB+VCCRCC1C2++2.1#一般地，共射電路工作點(diǎn)值在各區(qū)時(shí)有如下具體標(biāo)志（參考）：IB（15-50μA）IC≈幾個(gè)mA適中UCE≈VCC/2放大區(qū)飽和區(qū)IB（60μA以上）IC（較大)UCE≈0.3V截止區(qū)IB10μA以下IC很小UCE≈VCC點(diǎn)擊仿真7各點(diǎn)波形RB+

VCCRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB共射放大電路的圖解分析法2.1.2輸入微弱正弦信號(hào)，經(jīng)三極管放大后，輸出同頻、反相、放大的正弦信號(hào)。結(jié)論純交流直流載交流純交流#點(diǎn)擊祥看基本工作過(guò)程8IBUBEQIBQUBEUCEICQUCEQICQ2.1.2放大電路的圖解分析法1.從輸入輸出曲線上求三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)(IBQ,ICQ,UCEQ

）2.觀察各處波形有無(wú)失真3.作圖求出電壓放大倍數(shù)U0/Ui目的依UBE求出IBQQ點(diǎn)與縱軸交點(diǎn)為ICQ依UCE=EC–ICRC畫出

直流負(fù)載線IBQ與IBQ交點(diǎn)為Q點(diǎn)Q點(diǎn)與橫軸交點(diǎn)為UCEQ2.1.2#9IBUBEQiCuCE？ibtibtictuit2.1.2圖解分析法---動(dòng)態(tài)分析QQ點(diǎn)這樣變化QQQQQQQQucet假設(shè)uBE有一微小的變化uce相位如何？uce與ui反相！uCE怎么變化會(huì)引起ib很大的變化也會(huì)引起

ic很大的變化#波形有無(wú)失真？放大倍數(shù)？10各點(diǎn)波形RB+VCCRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB純交流直流載交流純交流#2.1.2電壓放大倍數(shù)？11工作點(diǎn)不合適，會(huì)引起波形失真iBuBEQIBQUBEuitiCuCEibtibtticucet波形發(fā)生失真#點(diǎn)擊仿真2.1.212實(shí)現(xiàn)放大的條件1.三極管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。2.正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)Q，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。3.輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。4.輸出回路將變化的ic

轉(zhuǎn)化成變化的uce，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號(hào)。2.1.2#13如何判斷一個(gè)電路是否能實(shí)現(xiàn)放大？3.晶體管必須滿足發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。4.正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。

如果已給定電路的參數(shù)，則計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)來(lái)判斷；如果未給定電路的參數(shù)，則假定參數(shù)設(shè)置正確。1.信號(hào)能否輸入到放大電路中。2.信號(hào)能否輸出。與實(shí)現(xiàn)放大的條件相對(duì)應(yīng)，判斷的過(guò)程如下：#2.1.214放大電路分析靜態(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計(jì)算機(jī)仿真2.1放大電路的分析#2.1152.1.3共射放大電路的微變等效電路分析法1.三極管的微變等效電路輸入回路iBuBE當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，將輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性

uBE

iB對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管相當(dāng)于電阻rberbe的量級(jí)從幾百歐到幾千歐對(duì)于小功率三極管：BEBCEBErbe即：等效為#16UBE

1、三極管的微變等效電路

輸入回路BEBCE等效為#BErbe

輸出回路由于有(1)輸出端相當(dāng)于一個(gè)受ib

控制的電流源(2)考慮uCE對(duì)iC的影響，輸出端應(yīng)并聯(lián)一大電阻rceEBCrbeB

ibEErce的含義？rce值很大，可略rcec2.1.3共射放大電路的微變等效電路分析法172、放大電路的微變等效電路分析法uiuoRBRCRLRB+VCCRCC1C2++RL#

ibrbeibic電壓放大倍數(shù)的計(jì)算特點(diǎn)：負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。2.1.3微變等效電路18輸入輸出電阻的計(jì)算rbeRBRCRL電路的輸入電阻越大，從信號(hào)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。輸入與輸出電阻的定義：輸入電阻ri輸出電阻r0#2、放大電路的微變等效電路分析法2.1.3192.2工作點(diǎn)穩(wěn)定的共射極放大電路固定偏置電路的靜態(tài)工作點(diǎn)由UBE、

和ICEO決定，而這三個(gè)參數(shù)均隨溫度而變化，因此說(shuō)溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)有影響#iBuBE25oC50oCTUBE

,ICEOICTICIB固定偏置電路的Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的,易靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而導(dǎo)致失真。為此，需要改進(jìn)偏置電路，當(dāng)溫度升高、IC增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少IB，從而抑制Q點(diǎn)的變化，保持Q點(diǎn)穩(wěn)定。常采用分壓式偏置電路來(lái)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)電路見下頁(yè)20分壓式偏置電路（工作點(diǎn)的穩(wěn)定靜態(tài)共射放大電路）RB1+VCCRCC1C2RB2CERERLuiuo2.21.靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的原理TUBEIBICUEIC見仿真電路2.2.1靜態(tài)分析21例：已知

=50，EC=12V，RB1=7.5k

，RB2=2.5k

，RC=2k

，RE=1k

，求該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。RB1+VCCRCC1C2RB2CERERLuiuo#見仿真電路22u0+VCCRB1RCC1C2RB2CERERLuiRCRL#2.2.2分壓式偏置電路動(dòng)態(tài)分析畫微變等效電路rbeR'B求電壓放大倍數(shù)求輸入電阻求輸出電阻見仿真電路23問題1：如果去掉CE，電路如何分析？#2.2靜態(tài)分析不受影響動(dòng)態(tài)分析不同微變等效電路變?yōu)椋篟CRLR'Brbeu0+VCCRB1RCC1C2RB2CERERLui24#2.2靜態(tài)分析不受影響動(dòng)態(tài)分析微變等效電路：RCRLR'BrbeRB1+VCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2問題2：如果電路如下圖所示，如何分析？?jī)HRE變?yōu)镽E1+RE2見仿真電路252.2例題1）求靜態(tài)值2）求電壓放大倍數(shù)Au3）求ri和r0解：1）接下頁(yè)靜態(tài)值#u0+20V12KC1C23KCEus1.5KΩ500~見仿真電路261）求靜態(tài)值2）求電壓放大倍數(shù)Au3）求ri和r0解2）RCrbe先畫微變等效電路：3）#R'Bus~Rsu0+20V12KC1C23KCEus1.5KΩ500~Rs見仿真電路2.2例題27#1）求靜態(tài)值2）畫微變等效電路3)求電壓放大倍數(shù)Au4）求Ausm

5)求ri和r0u0+10V100KC1C233KCEus3KΩ200~Rs1.8K4K解：1）靜態(tài)值見仿真電路2.2例題28RCRLrbeR'Bus~Rs解2）2）畫微變等效電路：3）5)

求輸入電阻和輸出電阻4）#見仿真電路2.2例題292.3共集電極放大電路-射極輸出器RB+VCCC1C2RERLuiu0#電路構(gòu)成靜態(tài)分析rbeRERLRB動(dòng)態(tài)分析30輸入電阻rbeRERLRB2.3射極輸出器#的求法？？輸入電阻較大，作為前一級(jí)的負(fù)載，對(duì)前一級(jí)的放大倍數(shù)影響較小且取得的信號(hào)大。輸入電阻輸出電阻較小，可以提高帶負(fù)載能力詳看輸出電阻的推導(dǎo)31射極輸出器小結(jié)2.3RB+VCCC1C2RERLuiu0靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析#特點(diǎn)：1.輸入電阻大2.輸出電阻小3.放大倍數(shù)約為1射極輸出器的使用1.將射極輸出器放在電路的首級(jí)，可以提高輸入電阻。2.將射極輸出器放在電路的末級(jí)，可以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。3.將射極輸出器放在電路的兩級(jí)之間，可以起到電路的匹配作用。32例：已知射極輸出器的參數(shù)如下：RB=570k

，RE=5.6k

，RL=5.6k

，

=100，VCC=12V求Au、

ri和ro

。設(shè)：RS=1k

，求：Aus、ri和ro

。3.RL=1k

時(shí)，求Au。RB+VCCC1C2RERLuiu0解：#2.3見仿真電路33RB=570k

，RE=5.6k

，RL=5.6k

，

=100，VCC=12V1.求Au、

ri和ro

。rbeRERLRB微變等效電路rbe=2.9k

，RS=02.334rbeRERLRB微變等效電路2.設(shè)：RS=1k

，求：Aus、

ri和roRB=570k

，RE=5.6k

，RL=5.6k

，

=100，VCC=12Vrbe=2.9k

，RS=02.335RL=1k時(shí)3.RL=1k

和時(shí)，求Au。比較：空載時(shí),Au=0.995

RL=5.6k

時(shí),Au=0.990

RL=1k

時(shí),Au=0.967RL=時(shí)可見：射極輸出器帶負(fù)載能力強(qiáng)。2.336耦合方式：直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合；光電耦合。

2.4多級(jí)放大電路耦合：即信號(hào)的傳送。多級(jí)放大電路對(duì)耦合電路要求：1.靜態(tài)：保證各級(jí)Q點(diǎn)設(shè)置2.動(dòng)態(tài):傳送信號(hào)，波形不失真，減少壓降損失第一級(jí)放大電路輸入輸出第二級(jí)放大電路第n級(jí)放大電路……第n-1

級(jí)放大電路功放級(jí)2.4#37設(shè):

1=

2=50,rbe1=2.9k

,rbe2=1.7k

典型電路分析前級(jí)后級(jí)+VCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2求1)各級(jí)靜態(tài)值2)靜態(tài)分析:

Q點(diǎn)計(jì)算同單級(jí)動(dòng)態(tài)分析:

關(guān)鍵:考慮級(jí)間影響方法:ri2=RL1#ri2？2.438RE1R2R3RC2RLRSR1

典型電路動(dòng)態(tài)分析微變等效電路#2.439其中:RL1

=RE1//ri2=RE1//R2//R3

//rbe1=RE1//RL1

=RE1//ri2=27//1.7

1.7k

ri

=1000//(2.9+51×1.7)

82k

2.ro

=RC2=10k

#代入數(shù)值40電壓放大倍數(shù)RE1R2R3RC2RLRSR141例：放大電路由下面兩個(gè)放大電路組成。已知VCC=15V

，R1=100k

，R2=33k

，RE1=2.5k

，RC=5k

，

1=60，；RB=570k

，RE2=5.6k

，

2

=100，RS=20k

，RL=5k

+VCCR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1電路一RB+VC