05模拟电子技术第五章放大器的工作原理和分析方法gp.ppt
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1、2019年2月19日星期二,1,5.1 放大器的基本概念和主要参数,5.2 放大器的组成和工作原理,5.3 放大器的图解分析法,5.4 微变等效电路法,第五章 放大器的工作原理 和分析方法,2019年2月19日星期二,2,放大器在模拟电路中占特别重要的地位。一方面,在现实生活中有许多微弱信号需要放大,另一方面,放大器又是滤波器、振荡器等各种模拟电路关键组成部分。 放大器可分为:电压放大器,电流放大器,跨导放大器和跨阻放大器。,2019年2月19日星期二,3,放大电路主要用于放大微弱的电信号,输出电压或电流在幅度上得到了放大,这里主要讲电压放大电路。,一.放大器的基本概念,5.1放大器的基本概念
2、和主要参数,为保证不失真,应为线性,2019年2月19日星期二,4,1.放大倍数表示放大器的放大能力,(1)电压放大倍数定义为: AU=UO/UI,(2)电流放大倍数定义为: AI=IO/II,(3)互阻增益定义为: Ar=UO/II,(4)互导增益定义为: Ag=IO/UI,根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求,放大器可分为四种类型,所以有四种放大倍数的定义。,二.放大器的主要技术指标,放大倍数: 增益 dB=20logA,功率放大倍数 AP=PO/PI,dB=10logAP,2019年2月19日星期二,5,2. 输入电阻Ri从放大电路输入端看进去的等效电阻,一般来说, Ri越大越好
3、。 (1)Ri越大,ii就越小,从信号源索取的电流越小。 (2)当信号源有内阻时, Ri越大, ui就越接近uS。,2019年2月19日星期二,6,3. 输出电阻Ro从放大电路输出端 看进去的等效电阻,2019年2月19日星期二,7,输出电阻是表明放大电路带负载的能力,RO越小,放大电路带负载的能力越强,反之则差。,输出电阻的定义:,2019年2月19日星期二,8,4. 通频带,通频带:,fbw=fHfL,放大倍数随频率变化曲线幅频特性曲线,2019年2月19日星期二,9,5.最大输出幅度,表示在输出波形没有明显失真的情况下,放大电路能够提供给负载的最大输出电压,一般指电压的有效值:,2019
4、年2月19日星期二,10,6.非线性失真系数,所有的谐波总量与基波成分之比:,2019年2月19日星期二,11,三种组态对应于三种放大器:,放大电路组成原则:,共射放大器,共基放大器,共集放大器。,1、置于放大区;,2、正确设置静态工作点;,3、输入电压的变化转化成基极电流的变化,再转 化成集电极电流的变化;,4、输出端接负载,把集电极电流的变化转化成负载的电压变化。,一放大器的组成,5.2 放大器的组成和工作原理,2019年2月19日星期二,12,放大原理:,三极管工作在放大区: 发射结正偏,集电结反偏。,二放大器的原理,2019年2月19日星期二,13,放大元件iC=iB,工作在放大区,要
5、保证集电结反偏,发射结正偏。,输入,输出,参考点,共射放大电路组成,2019年2月19日星期二,14,共射放大电路组成,使发射结正偏,并提供适当的静态工作点IB和UBE。,基极电源与基极电阻,2019年2月19日星期二,15,集电极电源,为电路提供能量。并保证集电结反偏。,2019年2月19日星期二,16,共射放大电路,集电极电阻,将变化的电流转变为变化的电压。,2019年2月19日星期二,17,耦合电容: 电解电容,有极性, 大小为10F50F,作用:隔直通交隔离输入输出与电路直流的联系,同时能使信号顺利输入输出。,+,+,2019年2月19日星期二,18,单电源供电,可以省去,2019年2
6、月19日星期二,19,单电源供电,2019年2月19日星期二,20,放大原理说明,2019年2月19日星期二,21,2019年2月19日星期二,22,结论:(1)放大电路中的信号是交直流共存,可表示成:,(2)输出uo与输入ui相比,幅度被放大了,频率不变,但相位相反。,2019年2月19日星期二,23,由于电源的存在IB0,IC0,IC,IE=IB+IC,无信号输入时,1.静态工作点ui=0时电路的工作状态,三. 静态工作点,( IC,UCE ),(IB,UBE),2019年2月19日星期二,24,(IB,UBE) 和( IC,UCE )分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。,
7、为什么要设置静态工作点?,放大电路建立正确的静态工作点,是为了使三极管工作在线性区,以保证信号不失真。,2019年2月19日星期二,25,2. 静态工作点的估算,直流通路和交流通路,元件,直流,电阻,交流,交流电压源,直流电压源,交流电流源,直流电流源,电容,电感,短路,短路,断路,断路,R,1/jC,R,jL,vs,is,Is,0,Ec,很多元件的直流和交流特性不同,需要画出直流和 交流通路用于不同情况的分析。,2019年2月19日星期二,26,将交流电压源短路,将电容开路。,直流通路的画法:,画出放大电路的直流通路,2019年2月19日星期二,27,直流通道,ICQ= IBQ,对于NPN硅
8、管UBEQ0.7V, PNP锗管UBEQ-0.2V,静 态工作点Q(直流值):UBEQ、IBQ、 ICQ 和UCEQ,2019年2月19日星期二,28,对交流信号(输入信号ui),1/C0,将直流电压源短路,将电容短路。,交流通路分析动态工作情况 交流通路的画法:,2019年2月19日星期二,29,交流通道,2019年2月19日星期二,30,(1)估算IB( UBE 0.7V),Rb称为偏置电阻,IB称为偏置电流。,用估算法分析放大器的静态工作点( IB、UBE、IC、UCE),2019年2月19日星期二,31,(2)估算UCE、IC,IC,UCE,IC= IB,2019年2月19日星期二,3
9、2,例:用估算法计算静态工作点。,已知:VCC=12V,RC=4K,Rb=300K ,=37.5。,解:,请注意电路中IB和IC的数量级,UBE 0.7V,2019年2月19日星期二,33,5.3放大器的图解分析法,1、画出直流通路,求解直流负载线和静态工作点 2、求解交流负载线 3、由静态工作点和交流负载线得出相应信息,2019年2月19日星期二,34,UCE=VCCICRC,由估算法求出IBQ,IBQ对应的输出特性与直流负载线的交点就是工作点Q,1.放大器的直流通路,直流负载线方程,UCEQ,ICQ,IBQ,2019年2月19日星期二,35,求IBQ,对于NPN硅管UBEQ0.7V, PN
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