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《模拟电路与数字电路》第3版 寇戈 第四章 基本放大电路


共射极放大电路
直流负载线:静态分析时产生的负载线,由直流通路决定。对于阻容耦合放大电路,直流输出被电容隔离, 对负载不起作用。所以静态分析时负载RL不会对Q点产生影响。 交流负载线:动态分析时产生的负载线,由交流通路决定。对于阻容耦合放大电路,电容把交流输出到负 载,对负载起作用。所以动态分析时负载RL会对Q点产生影响。 根据:vce=-ic(RC//RL)=-icRL'
实用放大电路:经过改进的、具有实用价值的放大电路
Ø 负反馈放大电路 Ø 正反馈放大电路 Ø 级联放大电路 Ø 差分放大电路
共射极放大电路
基本பைடு நூலகம்构:
Ø 发射结施加正向偏置电压VBB,集电结施加反向偏置电压VCC; Ø 在基极输入信号激励,在集电极输出信号响应; Ø 输入激励信号的电流与输出激励信号的电流在射极重叠(共路);
合适的静态工作点: IB:不能太大、也不能太小。太大容易导致饱和失真,太小容易导致截止失真 IC:不能太大、也不能太小。太大容易导致饱和失真,太小容易导致截止失真 VCE:不能太大、也不能太小。太大容易导致饱和失真,太小容易导致截止失真 IB、IC、VCE太大还容易导致三极管因过流、过压、过功率而损坏
第四章 基本放大电路
1. 晶体管放大电路 2. 场效应管放大电路
放大电路
放大电路:把输入端电子信号的电压或电流放大,传送到输出端 基本放大电路:能实现对电子信号的电压或电流进行放大的基本功能
Ø 晶体管放大电路 共射极放大电路 共基极放大电路 共集电极放大电路
Ø 场效应管放大电路 共源极放大电路 共漏极放大电路
交流等效电路 RC与RL并联,使交流信号的负载线变陡
交流负载线与直流负载线 叠加交流信号后,放大电路可能会提前进入饱和失真或截止失真
共射极放大电路
静态工作点(IB,IC,VCE): IB,取决于Vbe,Vbe取决于VCC和基极分压电阻 IC=βIB,取决于β和IB VCE=VCC-ICRC,取决于VCC、IC和RC
基本结构示意图-1 双电源直接耦合放大电路
基本结构示意图-2 双电源阻容耦合放大电路
基本结构示意图-3 单电源阻容耦合放大电路
共射极放大电路
基本工作原理:
VBB与Rb给发射结提供正向偏压,VCC与Rc给发射结提供反向偏压,使三极管工作在放大区;输入信号vi通过电 容C1耦合到基极,基极正向导通后产生iB;iB被三极管放大产生iC,iC=βiB;iC在Rc上产生压降,产生vCE;C2 隔离直流分量后,在输出端产生交流输出vo,∆vo=-β∆vi;由于β>>1,所以共射极放大电路具有电压放大功 能。同理,如果在输入端提供电流信号,在输出端也能达到放大的电流信号,∆io=β∆ii;共射极放大电路也 有电流放大功能。
交流通路
共射极放大电路
静态分析——计算法(估算法): 先画出直流通路,然后按如下公式计算:
IB=(VCC-VBE)/Rb≈VCC/Rb IC=βIB VCE=VCC-ICRC
静态分析——图解法: 先画出直流通路,然后在输出交流特性曲线上按如下方式绘图: ① 在横坐标上取第一个点(VCE=VCC,IC=0) ② 在纵坐标上取第二个点(VCE=0,IC=VCC/RC) ③ 两点连成一条直线,这条直线就叫直流负载线,斜率=-1/RC ④ 根据IB≈VCC/Rb找出一条输出特性曲线 ⑤ 这条直线与这条输出特性曲线的交叉点Q,就是该电路的静态工作点 ⑥ Q点的横坐标就是该工作点的VCE ⑦ Q点的纵坐标就是该工作点的IC ⑧ 静态工作点对应的IB、IC、VCE就是静态工作点参数 静态工作点的意义和价值: Ø 为交流信号提供一个搭载平台,让输入信号在这个平台上被正常放大和输出 Ø 如果静态工作点过低,会导致发射结截止,产生截止失真 Ø 如果静态工作点过高,会导致集电结饱和,产生饱和失真
共射极放大电路
静态工作点对放大电路的影响:
Q点太低,进入截止区 引起截止失真(削顶失真)
Q点太高,进入饱和区 引起饱和失真(削底失真)
共射极放大电路
温度对静态工作点的影响: Ø 温度升高使发射结多数载流子的扩散运动增强,导致在相同VBE的情况下IB变大;IB变大导致IC变大;Q点上移。 Ø 温度降低使发射结多数载流子的扩散运动减弱,导致在相同VBE的情况下IB变小;IB变小导致IC变小;Q点下移。 Ø Q点上移使放大电路更容易发生饱和失真,Q点下移使放大电路更容易发生截止失真。
共射极放大电路
直流偏置电压和直流偏置电阻对放大电路的影响: ① VCC<0可以吗?VCC越大越好吗?为什么?VCC对放大电路起什么作用? ② Rc=0可以吗?Rc=∞可以吗?为什么?Rc对放大电路起什么作用? ③ Rb1=0可以吗?Rb1=∞可以吗?为什么?Rb1对放大电路起什么作用? ④ Rb2=0可以吗?Rb2=∞可以吗?为什么?Rb2对放大电路起什么作用? ⑤ Re=0可以吗?Re=∞可以吗?为什么?Re对放大电路起什么作用? ⑥ 在下图红色位置增加一个串联电阻,好还是不好?为什么?
母+大写下标表示,如:iB、iC、vCE。复合时注意参考方向。 Ø 静态分析:假定交流分量=0,只对直流通路进行分析,确定放大电路的工作状态。 Ø 动态分析:假定直流分量=0,只对交流通路进行分析,确定放大电路的工作能力
实际通路
直流为零 电容短路
交流为零 电容开路
直流通路
实际通路=直流通路+交流通路=复合通路
ic=iC-IC vce=vCE-VCE 得出:iC=ic+IC=-(vCE-VCE)/RL'+IC 交流负载线的斜率=-1/RL' 因为:RL'<RC 所以:交流负载线比直流负载线变陡。交流负载线和直流负载线在Q点交叉(Q点=交流信号的过零点)
阻容耦合共射极放大电路 C1把交流耦合进来,C2把交流耦合出去
共射极放大电路
基本分析方法:
Ø 直流通路:直流信号的电流回路。直流通路上的信号叫直流分量,用大写字母+大写下标表示,如IB、VBE Ø 交流通路:交流信号的电流回路。交流通路上的信号叫交流分量,用小写字母+小写下标表示,如ic、vce Ø 复合通路:交直流信号的共同回路。复合通路上的信号是交直流信号的叠加,叠加后的复合总量用小写字
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