2-基本放大电路new.ppt
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1、第二章 基本放大电路,第二章 基本放大电路,2.1 放大的概念与放大电路的性能指标,2.2 基本共射放大电路的工作原理,2.3 放大电路的分析方法,2.4 静态工作点的稳定,2.5 晶体管放大电路的三种接法,2.6 场效应管基本放大电路,2.7 基本放大电路的派生电路,2.1 放大的概念与放大电路 的性能指标,一、放大的概念,二、放大电路的性能指标,一、放大的概念,放大的对象:变化量(通常情况) 放大的本质:能量的控制与转换 放大的特征:功率放大(电压或电流) 放大的基本要求:不失真或失真小于一定值,判断电路能否放大的基本出发点,至少一路直流电源供电,二、性能指标,1. 放大倍数:输出量与输入
2、量之比,电压放大倍数是最常被研究和测试的参数,对信号而言,任何放大电路均可等效成二端口网络。,2. 输入电阻和输出电阻,将输出等效成有内阻的电压源,内阻就是输出电阻。,空载时输出电压有效值,带RL时的输出电压有效值,输入电压与输入电流有效值之比。,从输入端看进去的 等效电阻,课堂练习: 根据外部可测特性如何求出Ro?,3. 通频带,4. 最大不失真输出电压Uom:交流有效值。,由于(耦合)电容、电感及放大管PN结的电容效应,使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降,并产生相移。,衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。,5. 最大输出功率Pom和效率:功率放大电路的参数,2.2 基本
3、共射放大电路的工作原理,一、电路的组成及各元件的作用,二、设置静态工作点的必要性,三、波形分析,四、放大电路的组成原则,一、电路的组成及各元件的作用,VBB、Rb:使UBE Uon,且有合适的IB。,VCC:使UCEUBE,同时作为负载的转换能源。,Rc:将iC转换成uCE(uo) 。,动态信号作用时:,输入(交变)电压ui为零时,晶体管各极的电流、b-e间的电压、管压降称为静态工作点Q,记作IBQ、 ICQ(IEQ)、 UBEQ、 UCEQ。,共射,二、设置静态工作点的必要性,输出电压波形必然发生(严重)失真! 要解决失真问题,首先必需设置合适的静态工作点;且,Q点几乎影响着所有的动态参数!
4、,为什么放大的对象是动态信号,却要求晶体管在信号为零时有合适的直流电流和极间电压?,三、基本共射放大电路的波形分析,输出和输入反相!,动态信号驮载在静态之上,与iC变化方向相反,要想不失真,就要在信号的整个周期内保证晶体管始终工作在放大区!,四、放大电路的组成原则,静态工作点合适:合适的直流电源、合适的电路(元件)参数。 动态信号能够作用于晶体管的输入回路,在负载上能够获得放大了的动态信号。 对实用放大电路的要求:共地、直流电源种类尽可能少、负载上无直流分量。,两种实用放大电路:(1)直接耦合放大电路,问题: 1. 两种电源 2. 信号源与放大电路不“共地”,共地,且要使信号驮载在静态之上,静
5、态时,,动态时,VCC和uI同时作用于晶体管的输入回路。,将两个电源合二为一,有直流分量,有交流损失, ,UBEQ,(2)阻容耦合放大电路,耦合电容的容量应足够大,即对于交流信号近似为短路。其作用是“隔离直流、通过交流”。,静态时,C1、C2上电压?,动态时,,C1、C2为耦合电容!,uBEuIUBEQ,信号驮载在静态之上。 负载上只有交流信号。,作业 2.1,2.3 放大电路的分析方法,一、放大电路的直流通路和交流通路,二、图解法,三、等效电路法,一、放大电路的直流通路和交流通路,直流通路 确定原则: Us=0,保留Rs;电容开路; 电感相当于短路(线圈电阻近似为0)。 2. 交流通路 确定
6、原则:直流电源相当于短路(内阻为0) ; 大容量电容相当于短路; 大容量电感相当于开路。,通常,放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共存,这使得电路的分析复杂化。为简化分析,将它们分开,引入直流(偏置)通路和交流(信号)通路的概念。,基本共射放大电路的直流通路和交流通路,列晶体管输入、输出回路方程,将UBEQ和作为已知条件,令ICQIBQ,可估算出静态工作点。,VBB越大,UBEQ取不同的值所引起的IBQ的误差越小。,交流通路,直流通路,当VCCUBEQ时,,已知:VCC12V, Rb600k, Rc3k , 100。 Q?,阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路,交流通路,二、图解
7、法 应实测特性曲线,输入回路负载线,IBQ,负载线,1. 静态分析:图解二元方程,2. 电压放大倍数的分析,斜率不变,3. 失真分析,截止失真,消除方法:增大VBB,即向上平移输入回路负载线。,截止失真是在输入回路首先产生失真!,减小Rb能消除截止失真吗?,饱和失真,消除方法:增大Rb,减小Rc,减小,减小VBB,增大VCC。,Rb或或VBB ,Rc或VCC,:饱和失真(主要)是输出回路产生的失真。,最大不失真输出电压Uom :比较(UCEQ UCES )与( VCC UCEQ ),取其小者,除以 (?) 。,4. 直流负载线与交流负载线,对于上图所示的阻容耦合放大器,显然其交流(动态)输出电
8、压是集电极电流ic在Rc/RL上产生的压降!(Vce变化与直流不同!),直流负载线,交流负载线,过Q点新作一如后斜率的直线可得之?,斜率:/ Rc,斜率:/ (Rc /RL),参见书中图2.3.10(page93),交流通路,讨论:基本电路与输出特性Q点如下,1. 在什么参数、如何变化时Q1 Q2 Q3 Q4?,2. 从输出电压上看,哪个Q点下最易产生截止失真?哪个Q点下最易产生饱和失真?哪个Q点下Uom最大?,3. 设计放大电路时,应根据什么选择VCC?,三、等效电路法,半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。所谓等效就是:基于线性元件建立器件模型,从而近似地描述非线性器件的特性。,1
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