电工技术电子技术清华19基本放大电路课件

2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件1第第19讲讲第第11章章 基本放大电路基本放大电路11.4 静态工作点稳定的放大器静态工作点稳定的放大器11.5 射极输出器射极输出器2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件2上次课内容回顾上次课内容回顾RB+ECRCC1C2TRLuiuo简单的共射极放大器简单的共射极放大器2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件3电容开路，画出直流通道电容开路，画出直流通道上次课内容回顾上次课内容回顾RB+ECRC用估算法求静态工作点用估算法求静态工作点BBECBRUEI BCR7.0E CCCCERIEU Ic=IBIE=Ic+IB=（+1）IB IC)mA(I)mV(26)1()(300rEbe 2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件4上次课内容回顾上次课内容回顾电容短路电容短路,直流电源短路，画出交流通道直流电源短路，画出交流通道RBRCRLuiuo2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件5上次课内容回顾上次课内容回顾用晶体管的微变等效电路代替晶体管，画出该用晶体管的微变等效电路代替晶体管，画出该电路的微变等效电路，并计算电压放大倍数、电路的微变等效电路，并计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻输入电阻、输出电阻rbe ibibiiicuiuoRBRCRLri=RB/rbero=RCbeLvrRARL=RC/RL若没接若没接RL，称，称为空载，那么为空载，那么 RL=RC2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件6 11.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定为了保证放大电路的稳定工作，必须有合为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。化严重影响静态工作点。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由静态工作点由UBE、和和ICEO决定，这三个参决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。主要体现在这一方面。Q变变UBE ICEO变变T变变IC变变2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件7温度对温度对UBE的影响的影响iBuBE25 C50CTUBEIBICBBECBRUEI 2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件8温度对温度对 值及值及ICEO的影响的影响T、ICEOICiCuCEQQ 总的效果是：总的效果是：温度上升时温度上升时，输出特性，输出特性曲线上移，曲线上移，造成造成Q点上点上移。移。2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件9总之：总之：TIC常采用常采用分压式偏置电路分压式偏置电路来稳定静态工作点。来稳定静态工作点。电路见下页。电路见下页。为此，需要改进偏置电路，当温度升高时为此，需要改进偏置电路，当温度升高时,能够自动减少能够自动减少IB，IB IC ，从而抑制从而抑制Q点点的变化。保持的变化。保持Q点基本稳定。点基本稳定。2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件10I1I2IB2B1RC21RBEII 2B2BRIU C2B1B2BERRR 静态工作点稳定的放大器静态工作点稳定的放大器UBE=UB-UE =UB-IE REI2=（510）IBI1=I2+IB I2RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoBECIE=IC+IB IC分压式偏置电路RE射极直流负反馈电阻CE 交流旁路电容ICIE2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件11RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IB静态工作点稳定过程静态工作点稳定过程TUBEICICIEUEC2B1B2BERRR UBUBE=UB-UE =UB-IE REUB被认为较稳定被认为较稳定ICIEIB由输入特性曲线由输入特性曲线本电路稳压的本电路稳压的过程实际是由过程实际是由于加了于加了RE形成形成了了负反馈负反馈过程过程ECB2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件12直流通道及静态工作点估算直流通道及静态工作点估算C2B1B2BERRR UBIB=IC/UCE=EC-ICRC-IEREIC IE=UE/RE =（UB-UBE）/RE UBE 0.7V+ECRB1RCRB2REICIEIBUCE电容开路电容开路,画出直流通道画出直流通道2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件13RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo电容短路电容短路,直流电源短路，直流电源短路，画出交流通道画出交流通道交流通道及微变等效电路交流通道及微变等效电路BEC2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件14交流通道交流通道RB1RCRB2RLuiuoBECibiciii2i1微变等效电路微变等效电路rbeRCRLiU oU bI RB1RB2iI bI cI BECI1I22022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件15微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算输出电阻的计算beLrRvAri=RB1/RB2/rbero=RCrbeRCRLiU oU bI RB1RB2iI bI cI BECI1I2RL=RC/RL)mA(I)mV(26)1()(300rEbe 2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件16例：上述静态工作点稳定的放大器，各参数如下例：上述静态工作点稳定的放大器，各参数如下：RB1=100k，RB2=33k，RE=2.5k，RC=5k，RL=5k，=60。求：（求：（1）估算静态工作点；）估算静态工作点；（2）空载电压放大倍数、带载电压放大倍）空载电压放大倍数、带载电压放大倍 数、输入电阻、输出电阻；数、输入电阻、输出电阻；（3）若信号源有）若信号源有RS=1 k 的内阻，带载电的内阻，带载电 压放大倍数将变为多少？压放大倍数将变为多少？2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件17RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15V解：解：(1)估算静态工作点估算静态工作点C2B1B2BERRR UB=（33 15）/（100+33）=3.7VIC IE=UE/RE =(UB-UBE)/RE =(3.7-0.7)/2.5 =1.2mAIB=IC/=1.2/60=0.02mA=20 AUCE=EC-ICRC-IERE=12-1.2 (5+2.5)=6V2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件18RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15V解：解：(2)空载电压放大倍数、带载电压空载电压放大倍数、带载电压 放大倍数、输入电阻、输出电阻放大倍数、输入电阻、输出电阻)mA(I)mV(26)1()(300rEbe =300+61 (26/1.2)=1622 =1.62 k ri=RB1/RB2/rbe=100/33/1.62=1.52 k ro=RC=5k Av空空=-RC/rbe=-60 5/1.62=-186 Av载载=-RL/rbe=-60 (5/5)/1.62=-932022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件19RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15V解：解：(3)信号源有信号源有RS=1 k 的内阻时，带载电压放大倍数为的内阻时，带载电压放大倍数为Aus载载rbeRCRLiU oU bI RB1RB2iI bI cI BECI1I2RSUSRSUSriiU oU iI cI BECRLri=RB1/RB2/rbeRL=RC/RL2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件20RSUSri=RB1/RB2/rbeiU oU iI cI BECRLriUi=Usriri+RSUs=Uiri+RSriRL=RC/RL信号源内阻为信号源内阻为0时的电压放大倍数：时的电压放大倍数：Av载载=UoUi信号源内阻为信号源内阻为RS时的电压放大倍数：时的电压放大倍数：Avs载载=UoUsri+RSriAvs载载=UoUs=Uo=Av载载riri+RSUi2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件21RSUSri=RB1/RB2/rbeiU oU iI cI BECRLriri=RB1/RB2/rbe=1.52 k RS=1 k RL=RC/RLAvs载载=Av载载riri+RS=-93 1.52/(1.52+1)=-56Av载载=-RL/rbe=-93信号源有内阻时，电压放大倍数信号源有内阻时，电压放大倍数Aus减小。减小。输入电阻越大，若输入电阻越大，若ri RS，则，则Avs Av2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件22RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoBEC静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大器的放大器RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15VRFRECERE=2.4k RF=100 2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件23静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大器的放大器 直流通道及静态工作点直流通道及静态工作点+ECRB1RCRB2REICIEIBUCERFR RE E和和R RF F共同起直流负反馈的共同起直流负反馈的作用，作用，稳定静态工作点稳定静态工作点因因R RE E+R+RF F=2.5k，所，所以较上述电路以较上述电路静态静态工作点工作点不变不变2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件24静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大器的放大器 微变等效电路及电压放大倍数微变等效电路及电压放大倍数rbeRCRLiU oU bI RB1RB2iI bI cI BECI1I2IeRFRB1=100k RB2=33k RE=2.4k RF=100 RC=5k RL=5k =60EC=15VUi=Ibrbe+IeRF=Ibrbe+（1+）IbRF =Ibrbe+（1+）RFUo=-Ic（RC/RL）=-Ib RL 2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件25Ui=Ibrbe+IeRF=Ibrbe+（1+）IbRF =Ibrbe+（1+）RFUo=-Ic（RC/RL）=-Ib RL=-RLrbe+（1+）RF=-60（5/5）/1.62+(1+60)0.1=-19RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RF=100 RC=5k RL=5k =60EC=15VbeLrRvA=-93Av=UoUi=-Ib RLIbrbe+（1+）RF2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件26静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大器的放大器 微变等效电路及输入电阻输出微变等效电路及输入电阻输出电阻电阻rbeRCRLiU oU bI RB1RB2iI bI cI BECI1I2IeRFUi=Ibrbe+（1+）RFIb=Ui/rbe+（1+）RF Ii=I1+I1+Ib=Ui/RB1+Ui/RB2+Ui/rbe+（1+）RF输出电阻输出电阻RO=RC输入电阻输入电阻2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件27静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大的放大器器 微变等效电路及输入电阻输出电阻微变等效电路及输入电阻输出电阻Ui=Ibrbe+（1+）RFIb=Ui/rbe+（1+）RF Ii=I1+I1+Ib=Ui/RB1+Ui/RB2+Ui/rbe+（1+）RF ri=RB1/RB2/rbe+（1+）RF=5.9k ri=Ui/Ii=Ui Ui/RB1+Ui/RB2+Ui/rbe+（1+）RF 对比对比 ri=RB1/RB2/rbe=1.52k 2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件28 11.5 射极输出器射极输出器RB+ECC1C2RERLuiuo特点：同相放大，放大倍数约为特点：同相放大，放大倍数约为1，输入电阻大，输入电阻大，输出电阻小输出电阻小RB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100EC=12V2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件29直流通道及静态工作点分析：直流通道及静态工作点分析：EBBECBR)1(RUEI BEI)1(I EECCERIEU EC=IBRB+UBE+IERE =IBRB+UBE+(1+）IBRE=IB RB+(1+）RE +UBE RB+ECREIBIEUBEUCEIC=IB 或或 IC IE2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件30静态工作点估算举例：静态工作点估算举例：RB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100EC=12VRB+ECREIBIEUBEUCEEBBECBR)1(RUEI =12-0.7570+(1+100)5.6=0.01(mA)BEI)1(I =(1+100)0.01=1.01(mA)ICEECCERIEU =12-1.01 5.6=6.3(V)2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件31动态分析动态分析交流通道及微变等效电路交流通道及微变等效电路RB+ECC1C2RERLuiuo2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件32交流通道及微变等效电路交流通道及微变等效电路rbeiU iI bI cI oU bI BRRERLEB CRBRERLuiuoBCE2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件33动态分析：动态分析：LeoRIU LELR/RR LbRI1 ）（LebebiRIrIU LbbebRI)1(rI LbbebLbRI)1(rIRI)1(LbeLR)1(rR1 ）（1、电压放大倍数、电压放大倍数rbeiU iI bI cI oU bI BRRERLRLIevA=UoUi2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件341、,R)1(rLbe 所以所以，1vA2、输入输出同相，输出电压跟随输入电压，、输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称故称电压跟随器电压跟随器。讨论讨论输出电压与输入电压近似相等，电输出电压与输入电压近似相等，电压未被放大，但是电流放大了，即压未被放大，但是电流放大了，即输出功率被放大了。输出功率被放大了。LbeLR)1(rR1 ）（Av2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件352、输入电阻、输入电阻rbeiU iI bI cI oU bI BRRERLIRBLebebiRIrIU LbbebRI)1(rI Ib=Uirbe+(1+)RLIi=IRB+Ib=UiRB+Uirbe+(1+)RLri=UiIi=UiUiRB+Uirbe+(1+)RL=RB/rbe+(1+)RL2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件363、输出电阻、输出电阻用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。rbeiU iI bI cI sU bI BRRERsro置置0保留保留2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件37ebbIIII EsbesbeRURrURrU BssR/RR U IbI bI RsrbeBRREeI 输出电阻输出电阻 IUroEsbeR1Rr11 1Rr/RsbeEro=RE/rbe1+当当RS=0时时（加压求流法）（加压求流法）2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件38动态分析及估算举例：动态分析及估算举例：)mA(I)mV(26)1()(300rEbe =300+101 (26/1.01)=2.9 k RB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100EC=12VrbeiU iI bI cI oU bI BRRERLEB CIE=1.01mA2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件39RB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100EC=12VrbeiU iI bI cI oU bI BRRERLEB Crbe=2.9 k(电压放大倍数估算电压放大倍数估算)动态分析及估算举例：动态分析及估算举例：LbeLR)1(rR1 ）（Av=(1+100)(5.6/5.6)2.9+(1+100)(5.6/5.6)=0.992022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件40R)1(r/RrLbeBi =570/2.9+(1+100)(5.6/5.6)=190k RB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100EC=12VrbeiU iI bI cI oU bI BRRERLEB Crbe=2.9 k RS=0 1Rr/RsbeEro=5.6/2.91+100=28 (输入电阻输出电阻估算输入电阻输出电阻估算)动态分析及估算举例：动态分析及估算举例：2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件41动态分析及估算举例：动态分析及估算举例：rbeiU iI bI cI oU bI BRRERLEB CRSUSri=190 k 1Rr/RsbeEro=5.6/2.9+1/5701+100=38 设信号源内阻设信号源内阻RS=1 k，求这时的电压放大倍数，求这时的电压放大倍数Avs、输入电阻、输出电阻、输入电阻、输出电阻Avs=Auriri+RS=0.99 190/(190+1)=0.9852022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件42射极输出器的输出电阻很小，带负载射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。能力强。R)1(r/RrLbeBi 1Rr/RsbeEro射极输出器的输入电阻很大，从信号射极输出器的输入电阻很大，从信号源取得的信号大。源取得的信号大。讨论讨论2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件43所谓所谓带负载能力强带负载能力强，是指当负载变化时，是指当负载变化时，放大倍数基本不变放大倍数基本不变对上例射极输出器：对上例射极输出器：对上例静态工作点对上例静态工作点稳定的放大器稳定的放大器(共共射放大器射放大器):空载时空载时,=0.995RL=5.6k 时时,=0.990RL=1k 时时,=0.967VAVAVA空载时空载时,=-186RL=5k 时时,=-93RL=1k 时时,=-31VAVAVA2022-7-15电工技术电子技术清华19基本放大电路课件44讨论讨论1、将射极输出器放在电路的首级，可以、将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。提高输入电阻。2、将射极输出器放在电路的末级，可以、将射极输出器放在电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能力。降低输出电阻，提高带负载能力。