放大电路的基本原理和分析方法.ppt

第一章 放大电路的基本原理和分析方法,1.1 共发射极放大电路,1.2 共集电极放大电路,1.3 共基极放大电路,1.4 共源极放大电路,1.5 共漏极放大电路,返回,1.1 共发射极放大电路,1.1.1 电路组成,1.1.2 静态分析,1.1.3 动态分析,1.1.4 静态工作点的稳定,1.1.5 频率特性,返回,1.1.1 电路组成,1.合理的直流偏置电路：发射结正偏,集电结反偏。,第三章,直流电源,翻页,返回,2.能使交流信号有效的输入、输出。,基极 电阻,输入 电容,集电极电阻,三极管：电流放大,输出电容,翻页,返回,负载,信号源,IB，IC，UBE，UCE 直流分量,ib，iC，ube，uce 交流分量,iB，iC，uBE，uCE 总 量,Ib，IC，Ube，Uce 交流分量有效值,翻页,返回,直流通路,电容开路,直流通路和交流通路,翻页,返回,交流通路,电容短路 直流电源短路,翻页,返回,1.1.2 静态分析,静态分析内容：在直流电源作用下，确定三极管基极电流、集电极电流和集电极与基极之间的电压值（IB 、IC 、UCE）。,静态分析方法：,翻页,返回,静态估算法：,翻页,直流通路,返回,UCC = RB IB + UBE,UCC = UCE + RCIC,IC = IB,UCE = UCC RC IC,例3.1.1 在图示放大电路中，已知UCC=12V，RC=3K， RB=240 k，=40。试求放大电路的静态工作点。,解：根据直流通路可得出：,IC = IB = 40 50 = 2mA,UCE = UCC RCIC = 123 2 = 6V,翻页,返回,静态图解法,UBE =UCC - RBIB,IB = IBQ,下页,翻页,iB = （uBE）,UBE = UBEQ,线性部分,非线性部分,线性部分,返回,0,UCE = UCC RCIC,IB = IBQ,Q,翻页,直流负载线,返回,UCC,UCC,UCE,IC,+,IB,UBE,+,RB,RC,iC,翻页,返回,动态分析任务：在静态值确定后，当接入变化的输入信号时，分析电路中各种变化量的变动情况和相互关系。,翻页,1.1.3 动态分析,返回,1.图解法：,uBE = UBE + Uimsint,输入电路的动态图解,翻页,返回,第3章,上页,下页,输入电路的动态图解,动态工作范围：Q1Q2,返回,翻页,输出回路的动态图解,uCE = UC2 + u0,= UCEQ + u0,uO = （RC/RL）ic,翻页,返回,翻页,返回,小结,翻页,返回,工作点与波形失真,翻页,返回,Q点过低引起的截止失真,Q点过高引起的饱和失真,翻页,返回,图(a)中，没有设置静 态偏置，不能放大。,图(b)中，有静态偏置,但ui被EB 短路，不能引起iB的变化，所以不能放大。,翻页,UCC,RC,C1,C2,T,RL,uo,ui,(a),+,_,+,_,如图所示电路，能否放大交流信号？请说明理由。,思考与 练习,+,+,返回,图(c)中，有静态偏置,有变化的iB和ic, 但因没有RC ，不能把集电极电流的变化转化为电压的变化送到输出端,所以不能放大交流电压信号。,翻页,+,+,+,返回,ic,三极管的微变等效电路,翻页,返回,2.微变等效电路分析法：,由于rce阻值比输出端的负载大很多,通常可视为开路,从而得到简化的微变等效电路,三极管的微变等效电路只能用来分析放大电路变化量之间的关系。,三极管简化的微变等效电路,翻页,返回,先画出放大电路的交流通路。,将交流通路中的三极管用其微变等效电路来代替。,翻页,返回,1、电压放大倍数,（1）带负载时的电压放大倍数,（2）不带负载时的电压放大倍数,翻页,返回,2、放大电路的输入电阻,对基本放大电放大电路,翻页,返回,Ui,_,rbe,Ib,Ib,Ic,RC,RB,Ii,3、放大电路的输出电阻,对负载而言,放大电路相当于一个具有內阻的信号源，信号源的內阻就是放大电路的输出电阻。,RS,放大电路,可用外加电压法 求ro,翻页,U,+,返回,rbe,Ib,Ib,Ic,RC,RB,Uo,_,RL,US,Ii,RS,1. 静态工作点的漂移,IB = 80A,IB = 60A,IB = 40A,IB = 20A,Q1为25C时 的静态工作点,Q2为65C时 的静态工作点,1.1.4 静态工作点的稳定,翻页,返回,温度升高时，静态工作点将沿直流负载线上移。,稳定静态工作点的物理过程：,温度升高,IC,IE,UE,（= VB UE）,IB,IC,2. 分压式偏置电路,UBE,翻页,I1 =（510）IB ，VB=35V（硅管）,I1 =（1020）IB ，VB=13V （锗管）,返回,I1,静态工作点的估算,UCE UCC（RC + RE）IC,翻页,返回,RB2,RC,IC,IB,RB1,RE,+UCC,VB,IE,UBE,+,_,+,_,UCE,例3.1.2 用估算法计算图示电路的静态工作点 。,解：静态工作点为：,UCE UCC （RC+RE）IC = 12（2+2）1.65 = 5.4V,翻页,返回,B,例3.1.3 已知 UCC = 20V，RC =5.1k，RL = 5.1k, = 80,(1) 放大电路的电压放大倍数Au, 输入电阻ri和输出电阻ro (2)如果无旁路电容CE，求电压放大倍数Au , 输入电阻ri和输出电阻ro,解：晶体管的静态基极电位为,设静态时晶体管基极发射极间电压为0.7V，则发射极电流为,翻页,返回,+,试求:,ri = RB1 / RB2 / rbe = 100 / 30 / 1.27 = 1.29k,rO = RC = 5.1k,翻页,返回,（2）如果无旁路电容CE，求电压放大倍数Au , 输入电 阻ri和输出电阻ro,解：如 图（a）所示，因为静态工作点无变化，所以 rbe = 1.27k。,翻页,返回,由图可得：,= 1.27 + （1 + 80）2 = 163.37k,输入电阻,ri = RB1 / RB2 / ri = 100 / 30 /163.37 = 20.22k,翻页,返回,输出电阻,ro = RC = 5.1k,1.1.5 频率特性,本节结束,返回,f,2700,1800,900,共发射极放大电路的频率特性,（a）幅频特性,（b）幅频特性,1.2 共集电极放大电路,UCC = RBIB + UBE + RE(1+）IB,IE = （1+）IB,UCE = UCCRE IE,（射极输出器）,翻页,返回,uS,+,RL,iC,iB,T,C2,C1,+,+,RB,RE,+UCC,uO,射极输出器,动态分析,翻页,交流通路,返回,微变等效图的另一种画法,翻页,微变等效电路图,返回,电压放大倍数,翻页,返回,输入电阻,+,Ui,.,输出电阻,翻页,返回,输出电阻,计算rO的等效电路,翻页,返回,翻页,返回,射极输出器的基本特点：,例1.2.1 在射极输出器中 已知 UCC = 12V， RB = 240k， RE = 3k， RL = 6k， RS = 150， = 50 。,试求（1）静态工作点；（2）Au、ri 和 rO 。,翻页,返回,（1）静态工作点,IE =（1+）IB = （1 + 50）0.029 = 1.48mA,UCE = UCCREIE = 1231.48 = 7.56V,返回,（2）Au、ri 和 r0,ri = RB / rbe+ （1+）RL ,= 240 / 1.2+ （1+50）（2/6） = 72.17k,翻页,返回,= 1.20k,例1.2.2 多级阻容耦合放大电路的分析,翻页,返回,+,RL,iC2,T2,C3,+,RB3,RE2,+UCC,uO,RB2,RC,ib,T1,C2,C1,+,+,RB1,CE,uS,电压放大倍数,输入电阻：ri = ri1 ，,输出电阻：rO = rO2 ，,返回,RB2,+,+,RC,T,C2,C1,+,+,RB1,CE,+UCC,ri2,.,U01,.,Ui,本节结束,1.3 共基极放大电路,3.3.1 静态分析,3.3.2 动态分析,返回,1.4 共源极放大电路,1.4.1 静态分析,1.4.2 动态分析,返回,+UDD,RD,RG,RS,S,G,D,C2,C1,CS,uO,ui,1.4.1 静态分析,只适合于耗尽型场效应管, UGS = RSID 0,上页,下页,返回,翻页,自给式偏置电路,+,+,+,+,+,UGS 可正可负，适合于耗尽型、增强型场效应管,第二章,上页,下页,分压式自偏置放大电路,翻页,返回,1.4.2 动态分析,场效应管等效模型,iD,D,G,S,gmugS,id,D,G,S,（a）实际MOS管,（b）MOS管简化的小信号模型,第二章,上页,下页,翻页,返回,udS,ugS,+,+,ugS,+,udS,动态参数计算,输入电阻 ri = RG3 + （RG1/RG2）,第二章,上页,本节结束,返回,1.5 共漏极放大电路( Page77 ),1.5.1 静态分析,1.5.2 动态分析,返回,