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文档之家› 第二章 放大电路的基本原理和分析方法
第二章 放大电路的基本原理和分析方法
' uCE iC RL
iC 0 4 4 (mA )
uCE (4 1.5) 6 (V )
交流负载线是放大电路动态工作点移动的轨迹
假设一个输入 电压uI, 在线性范 围内确定uBE、 iB、 iC、和uCE的波形。
估算电压 放大倍数
u0 uCE Au u I u BE
u
B 'E
iE I S e
iE I S e
rb'e uB' E iE
UT
u
B 'E
UT
u B ' E UT
UT 26 iE I CQ
uBE iB rbb' iE rb'e iB rbb' (1 )iB rb'e
rbe rbb ' 26 (1 ) I CQ
Q2
(c) Rc增大,Vcc、 Rb、β不变 直流负载线变平坦
工作点移近饱和区
Q2
(d) β增大,Vcc、 Rc、 Rb不变
IC增大,工作点移近饱和区
2.4.4 微变等效电路法 微变等效电路 在一个微小的工作范围内,用一 个等效的线性电路来代替三极管,使 得从线性电路的三个引出端看进去, 其电压、电流的变化关系和原来的三 极管基本一样。这样的线性电路称为 三极管的微变等效电路
6. 最大输出功率与效率 放大电路的最大输出功率,是指在输出信号不产 生明显失真的前提下,能够向负载提供的最大输出功 率,通常用符号Pom表示。
放大电路的效率η定义为输出功率P o 与直流电 源消耗的功率PV之比, 即 :
η =PO /PV
7. 非线性失真系数 所有的谐波总量与基波成分之比,定义为 非线性失真系数。符号为D
UCE VCC I C RC
UCE VCC I C RC
直流负载线
VCC (0 , ) RC
(VCC , 0)
直流负载线与对应IBQ的一条输出 特性曲线的交点即为静态工作点
3、求静态工作点
I BQ
I CQ U CEQ
二、图解法分析动态 作交流负载线 交流通路外电路的伏安特性曲线称 为交流负载线
I BQ
VCC U BEQ Rb
I CQ I BQ
UCEQ VCC ICQ RC
2.4.3 图解法 一、图解分析静态工作点 基本步骤: 1、估算IBQ
I BQ VCC U BEQ Rb
2、作直流负载线
在三极管的输 出特性曲线上根 据放大电路外电 路的直流通路所 作的一条直线称 为直流负载线
uCE 4.5 7.5 Au u BE 0.72 0.68 75
讨论: 1、 uBE、iB、iC、和uCE的 波形表明,它们是在静态 直流量的基础上再叠加一 个正弦交流量,即交直流 并存。 2、 ube、ib、ic、和ui同相 位, ui和uo相位相反。即 单管共射放大电路的倒相 作用。 3、单管共射放大电路可 实现放大作用。
' L
Au
R
rbe
3、输入电阻:
Ui I b rbe rbe Ri I e (1 ) I b 1
考虑Re的作用,则
rbe Ri // Re 1
Ri
Ri
4、输出电阻:
Ro ≈ RC
2.6.3 三种基本组态的比较 1、共射组态具有较大的电压放大倍数与 电流放大倍数,输入电阻和输出电阻适中,用 途广泛。 2、共集组态的特点是:(1)电压放大倍 数恒小于1,而接近1。(2)输入电阻高。(3) 输出电阻低。常用于输入级、输出级和中间隔 离级。 3、共基组态有很低的输入电阻,三极管 结电容的影响较小,频响特性好,常用于高频 放大电路和宽带放大电路。
电感--相当开路
2. 4.2
静态工作点的近似估算
一、静态工作点 三极管的基极回 路和集电极回路的直 流电流和直流电压值 ( IBQ、UBEQ 、ICQ、 UCEQ ),在三极管的 输入、输出特性上各 自对应一点,称为静 态工作点。
二、静态工作点的估算
由直流通路,可求得单管共射放大电 路的静态工作点: (由KVL定律来求)
2 U 2 U 32 D U1
2.3
单管共发射极放大电路
2.3.1 单管共发射放大电路组成与工作原理 一、电路的组成
缺点
需两路直流电源 ui与uo不共地
二、电路元件的作用
1)三极管VT 放大器件,放大电路的核心 2)集电极直流电源VCC 为输出信号提供能量 3)集电极负载电阻RC 将电流的变化转换为集电极电压的变化,然后传 送到放大电路的输出端。
一、电路组成
1、对电路参数的要求
I R I B
U BQ U BEQ
2、工程上的取值
I R (5 ~ 10) I B
U BQ (5 ~ 10)U BEQ
稳定静态工作点过程:
T
I CQ
I EQ
U EQ
I CQ
I BQ
U BEQ
二、静态分析 直流通路
U BQ Rb1 VCC Rb1 Rb 2
I CQ
I BQ
U BQ U BEQ Re
I CQ
UCEQ VCC ICQ ( Rc Re )
三、动态分析
微变等效电路
Au
R
rbe
' L
Ri rbe // Rb1 // Rb2
R0 Rc
2.6 放大电路的三种基本组态 共射 共基 共集 2.6.1 共集电极放大电路 一、电路的组成
1、放大的本质: 实现能量的控制 实现小能量对大能量的控 制 作用就是放大。 2、放大的对象: 变化量
2.2 放大电数 (1) 电压放大倍数 输出电压与输入电压的变化量之比
u0 Au u I
当输入一个正弦测试时电压时,也可 用输出电压与输入电压的正弦相量之比来 表示。
第二章
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.6 2.7 2.8
放大电路的基本 原理和分析方法
放大的概念 放大电路的主要技术指标 单管共发射极放大电路 放大电路的基本分析方法 工作点的稳定问题 放大电路的三种基本组态 放大电路的三种基本组态 场效应放大电路 多级放大电路
2.1
放大的概念
考虑Re的影响,则有:
rbe R R0 // Re 1
' S
电路特点: (1)电压放大倍数恒小于1,而接近1。 (2)输入电阻大。 (3)输出电阻小。 例2.6.1
2.6.2 共基极放大电路 一、电路的组成
二、静态分析
直流通路
U BQ Rb1 VCC Rb1 Rb 2
I CQ I EQ
二、静态分析
直流通路
I BQ VCC U BEQ Rb (1 ) Re
ICQ I BQ
VCEQ VCC ICQ Re
二、动态分析 画微变等效电路:
电流放大倍数:
I0 Ie Ai (1 ) Ii Ib
电压放大倍数:
I r I R' I r (1 )I R' Ui b be e e b be b e
Ro Rc
?
Ui Ib rbe (1 ) Ib Re I R' I R' U0 c L b L ' RL Au rbe (1 ) Re
Ri [rbe (1 ) Re ] // Rb
Ro RC
2.5 工作点的稳定问题 2.5.1 温度对静态工作点的影响 主要表现在三方面: 1、温度升高, UBEQ将减小;
要记住!!
等效电路法分析放大电路的步骤
1、确定放大电路的静态工作点。 2、求出静态工作点处的微变等效电 路参数β和rbe。 3、画出放大电路的微变等效电路。 4.求解。
例2.4.3
2
即
微变等效电路法的应用
对于共发射极电路
主要是用来求解放大电路的交流参数。
R rbe
' L
Au
Ri rbe // Rb
1. 简化的h参数微变等效电路
(1)
三极管的等效电路
(2) 单管共射放大电路的微变等 效电路
Ui Ib rbe
I R' I R' U0 c L b L
Au
R
rbe
' L
Ri rbe // Rb
Ri
RO
RO RC
很重要,要记住!!
(3)rbe的近似估算公式
2.4 放大电路的基本分析方法
常用的方法有两种: 图解法 微变等效电路法
2.4.1 直流通路与交流通路
一、直流通路
是直流电流流过的路径。 二、画直流通路的原则 电容--相当于开路 电感--相当短路
三、交流通路 是交流电流流过的路径。 四、画交流通路的原则
电容--相当于短路
直流电源VCC--相当于短路
I R' (1 ) I R' U0 e e b e
(1 ) R Au ' rbe (1 ) Re
' e
输入电阻:
Ui ' Ri rbe (1 ) Re // Rb Ii
输出电阻: ' rbe RS R0 1
uCE iC R
①斜率为
1 ' RL
' L
交流负载线特征: ②过静态工作点 主要用于分析放大电路的动态范围。
例2.4.2
I BQ
VCC U BEQ Rb