放大器组成与工作原理
图2.1.6 放大器的输出等效电路
输入电阻与输出电阻是描述电子电路在相互连接时所产生的影响而引 入的参数。如图2.1.7所示。
+
A1 Ro1
+
A2
+
Ro2
Vi
Ri1 +
Vo1= Vi2
Ri2 +
Vo RL
-
V'o1
-
-
V'o2
-
-
图2.1.7 两个放大器相连接的等效电路
当两个放大电路互相连接时,放大电路Ⅱ的输入电阻Ri2是放大电路 Ⅰ的输出电阻,而放大电路Ⅰ可看成放大电路Ⅱ的信号源;内阻就是放大 电路Ⅰ输出电阻Ro1 。因此,输入电阻和输出电阻均会直接影响或间接地 影响放大电路的放大能力。
在分析放大电路时,应遵循“先静态,后动态”的原则,求解静态 工作点时应利用直流通路,求解动态参数时应利用交流通路。两种通路 切不可混淆。
1.直流通路和交流通路
对放大器进行分析时,可分成直流通路和交流通路。 直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的路径。 直流通路可确定出晶体管的静态工作点。对于直流通路:
五、非线性失真系数
非线性失真系数是衡量放大器非线性失真程度的指标。
§2.2 放大器的图解分析法
用作图的方法定量的分析放大器的基本性能称为放大器的图解分析法。 重要特点:交流和直流共存于电路之中。 放大器的图解分析法: 1、先找出直流分量(确定静态工作点)。 2、确定交流分量(给出各电流、电压波形)。
1、电容视为开路; 2、电感线圈视为短路,即忽略线圈电阻; 3、信号源视为短路,但应保留其内阻。
交流通路是在输入信号作用下交流信号流经的路径。 交流通路可分析电路中各交流信号的关系,并可以用公式表示出放大器 的性能指标。对于交流通路: 1、容量大的电容(耦合电容)视为短路; 2、无内阻的直流电源(如+VCC)视为短路;
Ri不是一个实际电阻,而是一个等效的视在电阻。对信号源而言,Ri可
视为它的负载。
三、输出电阻Ro 从放大电路输出端看进去的等效内阻称为输出电阻。
Ii
Io
+
Rs
+
Vi
Vs
-
-
A
Ro
+
V’o
-
+
Vo
RL
-
图2.1.5 放大器示意图
输出电阻Ro的求法:
在放大器输入端施加一正弦信号电压,在放大不失真的情况下,分 别测出负载开路的输出电压和带上负载的输出电压,可求得输出电阻。 具体求法如下。
二、放大器的功能:
放大器的主要功能是放大信号,即将微弱的电信号(电压、电流 或功率)通过电子器件的控制作用,将直流电源功率转换成一定幅度 的、随输入信号变化的输出信号。
三、放大器的组成:
输入信号源
RS
+ VS -
半导体器件
输出负载 RL直流电源及相应 Nhomakorabea偏置电路
图2.1.2 放大器的基本组成
2 共发射极放大器
由图2.2.1画出其直流通路和交流通路。
IC +ΔIC
RB
T
ΔVI
IB +ΔIB
VCE+ΔVCE
VBE
VBB
RC ΔV0
VCC
RB VBB
IBQ VBEQ
ICQ RC
T VCEQ
VCC
图2.2.1 共发射极基本放大器
ΔIB
由分析可知:放大电路的放大本质是能量的控制和转换
放大:在输入信号作用下,通过放大电路将直流电源的能量转换成负载
所获得的能量,使负载从电源获得的能量大于信号源所提供的能量。因 此,电子电路放大的基本特征是功率放大,即负载上总是获得比输入信 号大得多的电压或电流,有时兼而有之。这样在放大电路中必须存在能 够控制能量的元件,即有源元件。如晶体管和场效应管等。
组成:晶体管、基极直流电源VBB 、基极电阻RB、集电极直流电源VCC 、 集电极电阻RC、耦合电容C。
工作原理:输入回路加入信号ΔVI时,VBB变为VBB+ΔVI, IB变为IB+ΔIB;
通过晶体管将基极电流放大hfe倍,IC变为IC+ΔIC,V0变为V0+ΔV0;
只要适当的选取 RC 的大小,就可以使ΔV0比 ΔVI大很多倍
四、通频带 通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。 图2.1.8所示为某放大电路放大倍数的数值与信号频率的关系曲线。
下限截止频率fL;上限截止频率fH。通频带(中频带)fBW。
通频带越宽,表明放大电路对不同频率的适应能力越强。
AV
AVM 0.707AVM
BW
0
fL
20μA fH
f
图2.1.8 放大器的幅频特性
电容C是耦合电容 并起隔直作用。所以在 输出端只存在变化的电 ΔVI 压ΔV。
IC +ΔIC
RB
IB +ΔIB VBE
T
V 0 +ΔV0
VBB
C
RC ΔV0
VCC
图2.1.2 共发射极基本放大器
结论:在输入回路加入一个能量微小的信号,通过基极电流的改变量去 控制集电极电流,从而将直流电源VCC所提供的能量转化为与输入 信号变化规律相同而能量较大的输出信号传给负载。
IC +ΔIC
RB
T
ΔVI
IB +ΔIB
V 0+ΔV0
VBE
VBB
C
RC ΔV0
VCC
图2.1.2 共发射极基本放大器
3 放大器的性能指标
任何一个放大电路均可表示为有源线性四端网络。 左边为输入端口。当内阻为RS的正弦波信号源VS作用时,放大电路得 到输入电压Vi,同时产生输入电流Ii。 右边为输出端口,输出电压Vo,同时产生输 出电流Io,RL为负载电阻。
Ii
+
Rs
+
Vi
Vs
-
-
Io
+
A
Vo
RL
-
图2.1.4 放大器的双口网络模型
一、放大倍数
电压放大倍数 :
AV
= Vo Vi
电流放大倍数:
Ai
Io Ii
电流对电压放大倍数: AVi
Vo Ii
电压对电流放大倍数: AiV
Io Vi
二、输入电阻Ri
Ri是从放大电路输入端看进去的等效电阻。
Ri
Vi Ii
第二章 放大器基础
什么是放大? 组成放大电路的原则是什么? 晶体管的三种基本放大电路各有何特点? 场效应管放大电路与晶体管放大电路有何
不同之处? 在不同场合下,应如何选用基本放大电路?
§2.1 放大器的组成及工作原理
1.放大器的功能及组成 一、放大的概念:
声音
放大电路
声音
话筒
扬声器
图2.1.1 扩音机示意图
未接负载时测得输出电压:Vo Vo
接入负载时测得输出电压:Vo
并有回路电流 I =Vo′ -Vo = Vo
Ro
RL
Ro(V oV oV o)RLV V o o1RL
+
Ro
Ro 越 小 , 负 载 电 阻 变 化 时 输
A+
Vo
RL
出电压的变化越小。称为放大电路
V’o
-
-
的带负载能力越强。
Ro