第二章 放大器基础
ii
ib
ib
rbe
ic
io
电压放大倍数
_
+
vi
RB
vi
rce
RC
RL
vo
-
ic R 'L vo ( RC // RL ) Av β vi ib rbe rbe
2K 40 92 866 讨论:1)共射放大电路为反相放大电路
2)电压增益与β、RC成正比
3)电压增益与Q点位置的高低(ICQ)成反比
电流放大倍数
ii
_
ib
ib
rbe
ic
io
+
vi
RB
vi
rce
RC
RL
vo
-
io i c Ai β i i ib
讨论:1)RB在输入端产生分流作用 2)RL、RC成在输出端产生分流作用 共射放大电路是一种具有电压和电流放大作用的反相放大器
Q
I BQ
Q ''
iC min
vCE minVCEQ vCE maxVCC vCE vCE
VBEQ
vBE
vBE
vi
t
t
vo
共射电路为反相放大器
工作点的运动轨迹称为动态范围
vi
v i Vim sint
v BE VBEQ v be VBEQ v i i B I BQ ib iC I CQ ic I CQ ib vCE VCEQ v ce (VCC I CQ RC ) iC ( RC // RL )
(1+β)Re≈10Rb1||Rb2
+VCC
②利用Re将IE的变化转化为电压
Rb1
的变化 ΔVE=Δ IE· e R
vi Rb2
I1 RC IB VB I2 Re
IC VE IE RL
vo
稳定过程
T IC
IC IE=IC+IB I
E
VBE=VB-IERe
VBE
IB
加入Re形成了负反馈过程,使电路稳压
RC
v CEQ
RB
VBB
v BEQ
VCC
vCE = VCC - iCRC 直流负载线
B、作非线性部分的V-A特性--三极管输入、输出 特性曲线 C、作线性部分V-A特性直线
iB / A
V BB RB
IBQ
直流负载线 斜率为 -1/RB
VCC RC
iC /mA
直流负载线 斜率为-1/RC
Q
ICQ
三、微变等效法电路分析
iC C C
iB
vi
ICQ
I BQ
RC
vCE
4K
+
RC
RB
300 K
VCC
vBE
RL v o 4K
-
RB
vCEQ
VCC
VCC
v BEQ
VCC
1)画出直流通路图
'
直流通路
2)计算静态工作点(已知 40, rbb 200 )
I BQ VCC / RB 12 / 300 K 40 A I CQ I BQ 40 40 A 1.6mA
频率失真为线性失真,失真信号中不会产 生新的频率成分。
线性失真:输出信号中不会产生新的频率成分
非线性失真:输出 信号中会产生新的 频率成分的失真。
2.2 共发射极放大电路 一、电路构成 三极管工作在放大区:
发射结正偏 集电结反偏
使发射结正偏,并提供适 当的静态工作点。
集电极电阻,将变化的电流 转变为变化的电压。
四、放大器的偏置电路
偏置电路的要求:
1)提供放大器所需要的工作点。 2)工作点在外部条件(主要是温度)变化时保持不变。
晶体管放大器的偏置电路
固定偏置电路 VBE RB
300kΩ
VCC
+12V
RC T
4kΩ
T
Q
ICEO
改进偏置电路,当温度升高、 IC增加时,能够自动 减少IB,从而抑制Q点的变化。保持Q点基本稳定。
Rs 很小
t
vBE iB
VBEQ t I BQ t
I CQ
iC
vCE
t
VCEQ
vo
t
t
3、Q点位置的选择
iB
I BQ
Q'
iC
Q ''
Q ''
交流负载线
Q
vBE
ICQ
Q
VCEQ
I BQ
Q'
vCE
VBEQ
饱和失真
截止失真
Q点选择在交流负载线的中心点,可获得最大不失 真输出,当信号幅度不大时,为降低电源消耗,在保证 不失真且得到一定电压增益的条件下,可选择低一点。
A、在输入曲线上求iB
vCE VCEQ iC ( RC // RL )
iB / A
B、根据iB在输出特性上求iC和vCE ' RL RC // RL
iC /mA
VCC RC
交流负载线 ' 斜率为 1 / RL
Q
'
iB max
I BQ
Q
''
Q
VBB
iB min
Q'
iC max
I CQ
放大器的性能指标
输入阻抗 Vi 中频段 Zi Ri Ii
输出阻抗 V 'o Zo ' I o
中频段
Ro
Rs
is
Rs
Vs
vi
Ro
Ri
vot
RL
ion
为有效传输信号, 若需要得到较大输入电压,希望 若需要得到较大输入电流,希望
Ro
Ri Rs Ri Rs
RB
RL
VCC
VBB
vBE
vo
-
vi
RB
vCE
vBE
交流通路
1)输入正弦电压
v i Vim sint
输入回路 vBE = VBEQ + vi
信号通路: vi
输入特性不变 Q点沿输入特性上下移动
vBE
iB
iC
vCE
负载线不变
vo
输入特性
输出特性
Q点沿负载线上下移动
2)图解法确定各电量变化情况
频率特性
放大器中的电抗性元件对不同频率的信号呈 现出不同的阻抗,使放大器对不同频率的输 入信号具有不同的增益,把放大器这种增益 随输入信号频率变化的特性称为频率特性。
A( j ) A( )e j A ( ) 增益函数
A( )为增益的幅值,称为幅频特性
A ( )为增益的相角,称为相频特性
VCEQ VCC I CQ RC 5.6V
3)画出交流通路,并采用H参数交流等效电路替 代三极管 iC
iC C C
iB
vi
iB
RC
vCE
4K
+
RL
4K
+
RC RL
4K 4K
RB
300 K
VCC
vBE
vo
-
vi
RB
300 K
vCE
v BE
vo
-
VCC
交流通路
ii
_
RL Ro 若需要得到稳定输出电流,希望 RL Ro
若需要得到稳定输出电压,希望
增益 :放大倍数A,是放大器输出量与输入量的 比值,反映放大器放大电信号的能力。
Vo 电压增益 Av Vi
中频段
Vo 中频段 vo 源电压增益 Avs V v s s I o 中频段 io Ai 电流增益 i I
iC C C
iB
RB
B
C E
vCE
RC
VBB
RL
VCC
vBE
vo
耦合电容, 起到隔离直 + 流、耦合交 流的作用
vi _
-
参考零 电位点
集电极电源, 为电路提供能 量。并保证集 电结反偏。
放大作用原理
iB RB
iC C C
B
C E
vCE
RC
+
RL
vo
-
VBB
vBE
vi _
VCC
i
vo vi
中频段 I o io 源电流增益 Ais Is is Io Ag Vi 互导增益 A Io gs Vs
i
Vo Ar Ii 互阻增益 A Vo rs I s
ib
ib
rbe
ic
io
+
vi
RB
vi
rce
RC
RL
vo
-
交流等效电路
4)参数求解
_
ii
ib
ib
rbe
ic
io
+
vi
RB
vi
rce
RC
RL
vo