第9章基本放大电路.ppt
1,第 9 章 基本 放大电路,9.8 功率放大电路,9.7 差分放大电路,*9.5 场效晶体管基本放大电路,9.1 放大电路的工作原理,9.3 放大电路的动态分析,9.2 放大电路的静态分析,9.4 双极型晶体管基本放大电路,9.6 多级放大电路,下一章,上一章,返回主页,2,9.1 放大电路的工作原理,一、电路组成,两个电源的放大电路,一个电源的放大电路,3,二、信号的放大过程,1. 静态时 ui= 0，直流电源单独作用。,2. 动态时 输入信号 ui，,输出信号 uo= uce =ic RC,4,9.2 放大电路的静态分析,一、静态工作点的确定 图解法 在输入特性曲线上,已知 IB , 可确定 Q 点, 可知 UBE 。 在输出特性曲线上 已知 IB , 可确定 Q 点， 可知 IC , UCE 。,5,2. 计算法 ui = 0, 直流电源单独作用。,直流通路的做法： (1) 信号源中的电动势短路； (2) 电容开路。,根据KVL定律： IBRB + UBE = UCC,IC =IB UCE = UCCRCIC,6,例 9.2.1 在如图所示的固定偏置放大电路中，已知 UCC = 6 V， Rs = 180 k， RC = 2 k, = 50，晶体管为硅管。试求放大电路的静态工作点。,解,IC = IB UCE = UCCRC IC,= 0.029 4 mA,= 50×0.029 4 mA,= 1.47 mA,= (62×1.47 ) V,=3.06 V,7,二.静态工作点的影响,1. 当 IB 太小，Q 点很低，引起后半周截止失真。 2. 当 IB 太大，Q 点很高，引起前半周饱和失真。, 截止失真和饱和失真统称为非线形失真。,截止失真,饱和失真,8,9.3 放大电路的动态分析,一、放大电路的主要性能指标 1. 电压放大倍数 Au,其分贝值: | Au | (dB) = 20lg | Au |,定义：,当输入信号为正弦交流信号时,9,在放大电路中:,2. 输入电阻 ri,定义：,当输入信号为正弦交流信号时：,10,ri 大 Ui 大 Uo 大； ri 大 Ii 小 可减轻信号源的负担；,ri 越大越好， ri RS 。,可见：,11,3. 输出电阻 ro,当输入信号为正弦交流信号时：,定义：,12,若 ro 小，带载能力强；反之带载能力差。,可见：,ro 越小越好，ro RL。,13,4. 放大电路的频率特性,幅频特性:,相频特性:,通频带,14,解 (1),= 9 mV,UOC = | A0 | Ui,= 100×9 ×10 -3 V,= 0.9 V = 900 mV,例 9.3.1 某放大电路的空载电压放大倍数 | A0 | = 100，输入电阻 ri = 9 k ，输出电阻 ro = 1 k，试问: (1) 输入端接到 Us = 10 mV，Rs = 1 k 的信号源上，开路电压 UOC 应等于多少？(2) 输出端再接上 RL= 9 k 的负载电阻时，负载上的电压 UoL 应等于多少？这时电压放大倍数 | Au | 是多少？,15,(2),= 810 mV,= 0.81 V,= 90,16,二、放大电路的微变等效电路,1. 晶体管的交流小信号电路模型, 输入端电压和电流的关系, 称为晶体管的输入电阻。,rbe =,17,晶体管从输入端看，可以用一个等效的动态电 阻 rbe代替。,18,(2) 输出端电压和电流的关系,从输出端看，可以用一个 受控电流源代替。,19, 交流通路,2. 放大电路的微变等效电路, 微变等效电路,作法: C 短路，UCC 短路。,20,= RB rbe, rbe,= RC,21,例9.3.2 求例9.2.1放大电路的空载电压放大倍数、输入电阻 和输出电阻 。,(1) 空载电压放大倍数,解,= 1084 ,=92.25,ri = RB rbe,(2) 输入电阻,= 1.078 k,(3) 输出电阻,ro = RC,= 2 k,22,9.4 双极型晶体管基本放大电路,一、共射放大电路,1. 电路组成 增加一个偏流电阻 RB2， 可以固定基极电位。 只要满足: I2 IB,选择参数时，一般取 I2(510) IB。,23,(2) 增加发射极电阻 RE， 可以稳定 IC。,只要满足 UB UBE,选择参数时,一般取 UB(510)UBE。,T ,ICEO ,IE ,URE ,IC,IC , UBE ,(3) 增加 CE , 避免 Au下降。,24,2. 静态分析,直流通路：,IC = IB,UCE = UCCRC ICRE IE UCC(RCRE) IC,25,3. 动态分析,(1)交流通路,(2) 微变等效电路,26,= RB1RB1rbe,rbe,= RC,27,1. 电路组成,二、共集放大电路,2. 静态分析,RBIBUBERE (1) IB = UCC,IC = IB UCE = UCCREIE =UCCRE (1 ) IB,直流通路,28, 交流通路,3. 动态分析, 微变等效电路,29,1,30,三、共基放大电路 1. 电路组成,2. 静态分析,IC =IB,UCE = UCCRC ICRE IE UCC(RCRE) IC,直流通路,31,3. 动态分析, 交流通路, 微变等效电路,32,= RC,33,9.5 场效晶体管基本放大电路,一、增强型MOS管共源放大电路,1. 静态时,当UGS UGS(th)时, 才能建立起反型层导电沟道。 ID = IS UGS = UGRSIS UD= UDDRDID,34,2. 动态时,uo=idRD,uG= UG ui,uD= UDDiDRD,uGS= UGS ugs,iD= IDid,35,只要 UGS UGS(off), 导电沟道都不会消失。 IG = 0 1. 静态时 uGS =RS IS 2. 动态时 与增强型一样。,二、耗尽型MOS管共源放大电路,36,9.6 多级放大电路,级间耦合方式 阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。,一、阻容耦合,1. 静态分析,前、后两级静态工作点彼此独立，互不影响。,37,2. 动态分析,微变等效电路:,38, Au = Au1×Au2 其中：RL1 = ri2, ri = ri1 ro = ro2,阻容耦合放大电路，只能放大交流信号， 无法传递直流信号。,39,1. 静态分析 前后级静态工作点相互影响，相互制约；不能 独立设置。 2. 动态分析 分析方法同直接耦合放大电路。 可以放大直流信号。 3. 零点漂移,二、直接耦合,40,例 9.6.1 如图所示放大电路, 已知 RB1 = 33 k， RB2 = RB3 = 10 k, RC = 2 k, RE1 = RE2 = 1.5 k, 两晶体 管的 1 = 2 = 60, rbe1 = rbe2 = 0.6 k。求总电压放大倍数。,RL1 = ri2,解,第一级为共射放大电路, 它的负载电阻即第二级的输入电阻。,= RB3rbe2(12)RE2,41,= 9.02 k,= 1.64 k,=164,第二级为共集放大电路, 可取 Au = 1，,Au = Au1×Au2 =164×1,=164,RL1 = RB3rbe2(12)RE2,解,42,9.7 差分放大电路,IC1IC2 UC1 = UC2 Uo = UC1UC2 = 0,一、电路组成,二、静态分析 ui1 = ui2 = 0,43,1. 共模输入信号 ui1 = ui2 uc1 = uc2 uo = uc1uc2 = 0 对共模信号无放大作用； 即Ac= 0 。,三、动态分析,RE抑制零点漂移的过程,T,uRE, iB1 iB2 ,44,2. 差模输入信号 ui1= ui2,uc1= uc2 uo= uc1 uc2 = 2uc1 对差模信号有放大作用, 即Ad0。,RE 对 Ad 是否有影响? ic1= ic2，ie1= ie2 uRe= RE iRe = 0 不影响 Ad 。,45,双端输入 单端输入 双端输出 单端输出,四、输入和输出方式,1. 反相输入,设 ui 增加，,ui 0 ,uBE1 0,ic1 0, uo 0,可见: 输入和输出电压 的相位相反，故称反相 输入。,46,2. 同相输入, ui 0, ube1 0, ic1 0, uo 0,设 ui 增加,双端输出时，uo= 2uc1； 单端输出时，uo= uc1。,可见: 输入和输出电压 的相位相同，故称同相输入。,47,9.8 功率放大电路,一、功率放大电路概述 特点是输出功率大；效率高。,，但波形严重失真。 3. 甲乙类放大 界于以上二者之间。,1. 甲类放大,波形不失真, 但低。 2. 乙类放大,甲类放大,乙类放大,48,二、乙类放大互补对称放大电路,两个独立的共集放大电路,乙类放大互补对称电路,1. 电路组成,静态时 ui = 0 IB = 0，IC = 0； iL= 0， uo = 0。,故为乙类放大。,49,3. 动态时,负半周 ui 0， NPN管截止, PNP管放大。,正半周 ui 0 , NPN管放大, PNP管截止；,IB 和 IC 不宜为 0，应将静态 工作点提高一点，以避开输 入特性的死区。,50,三、甲乙类放大互补对称放大电路,1. 静态时 有一个合适的 IB ； IB 0，IC0； 故为甲乙类放大 。,当 ui0， T1管截止，T2管放大。,2. 动态时 当 ui0 ， T1管放大，T2管截止；,51,第 9 章 结 束,下一章,上一章,返回主页,
