《放大电路基本知识》PPT课件.ppt

放 大 电 路 基 础 与 提 高一 . 什 么 是 放 大 ？ 放 大 把 微 弱 电 信 号 u或 i的 幅 度 放 大 但 随 时 间 变 化 规 律 不 能 变 （ 不 失 真 ） + + + + - u o + u + - i 放 大 电 路 u - R + S S RL 信 号 源 负 载 ii io 继 续 二 . 指 标1.放 大 倍 数 (放 大 能 力 )（ 1） 电 压 放 大 倍 数 : AU=uo/ui（ 2） 电 流 放 大 倍 数 : AI=io/ii （ 3） 互 阻 增 益 : Ar=uo/ii（ 4） 互 导 增 益 : Ag=io/ui+ +-uo+u+-i 放 大 电 路u-R+SS RL信 号 源 负 载ii io 继 续 2. 输 入 电 阻 Ri ： 从 输 入 端 看 进 去Ri=ui / iiR i越 大 越 好 信 号 源 有 内 阻 时 ， Ri越 大 ， ui越 接 近 uS+ + +i-oi ii+-信 号 源S 放 大 电 路 oS-Lu R负 载Ru u RiRi 继 续 3 输 出 电 阻 Ro: 从 输 出 端 看 进 去 + + + + S + o 负 载 L S + 信 号 源 - u - o i i i R R 放 大 电 路 - + i u uR i Ri o u o R Ro表 明 带 负 载 能 力Ro越 小 ， 带 载 能 力 越 强 0,ooo sL= uRiuR 继 续 求 ro roUS方 法 一 ： 计 算1. 电 源 置 零2. 加 压 求 流 UIIUr o 继 续 方 法 二 ： 测 量 Uo1. 测 量 开 路 电 压 roUs2. 测 量 接 入 负 载 后 的 输 出 电 压 LLo oo RRr UU roUs RL Uo Looo R)UU(r 1 符 号 符号UA 大 写 字 母 、 大 写 下 标 ， 表 示 直 流 量uA 小 写 字 母 、 大 写 下 标 ， 表 示 全 量ua 小 写 字 母 、 小 写 下 标 ， 表 示 交 流 分 量uA ua全 量 交 流 分 量tU A直 流 分 量 继 续 放大 电 路 有三 种 形 式 共 射 放 大 器共 基 共 集 继 续 共 射 + + + C T b1 CC Rb V L + u oR - u + - i b2C cR 继 续 1. Q点 ： ui=0时 电 路 的 工 作 状 态 - u + T R b2 L b1 o C R C u b1 + R + CC - . i V cui=0时 电 路 中 存 在一 组 直 流 量 ICIB+UBE- +UCE- 继 续 (IB,UBE) 和 ( IC,UCE ) 称 为 Q 点IB UBEQIB U BE QUCEIC IC UCEIB为什么要设置 Q 点？ 为 保 证 信 号 尽 可 能 不 失 真 继 续 放大电路的分析 静 态 ： Q点动 态 ： 加 上 ui, 其 技 术 指标 ： Au、 Ri、 Ro等 估 算图 解微 变 等 效 电 路图 解计 算 机 仿 真 继 续 放 大 电 路 中 各 点 的 电 压 或 电 流 ： 都 是 在 静 态直 流 上 附 加 了 小 的 交 流 信 号电 容 对 交 、 直 流 作 用 不 同 ： 隔 直 通 交 ， 因 此 ，交 直 流 所 走 的 通 路 不 同交 流 通 路 ： 只 考 虑 交 流 信 号 的 分 电 路直 流 通 路 ： 只 考 虑 直 流 信 号 的 分 电 路 直 通 开 路 将 交 流 电 压 源 短 路 ， 电 容 开 路直 流 通 路 ： 开 路 - u + T R b2 L b1 o C R C u b1 + R + CC - . i V c 继 续 + T Rb1 R CCV c 由 直 通 找 Q 点 IC= IB b BECCB RUVI bCC V7.0RV CCCCCE RIVU 继 续 短 路 短 路 置 零RB +ECRCC1 C2T RB RCRLui uo交 流 通 路 继 续 一 . 用 图 解 法 找 Q点UCE=VCCICRCV CCIC UCECCCRV直 流 负 载 线 由 估 算 法 求 出IB， IB对 应 的 输出 特 性 与 直 流负 载 线 的 交 点就 是 工 作 点 QQ IB静 态 UCE静 态 IC 放 大 电 路 的 分 析 方 法 一 ： 图 解 (高 频 同 样 用 到 ) + + + + +C Rc i u V b1 T u CC + b2 R - o C + b -继 续 iB uBEQuiib ic交 流 放 大 原 理 ib二 . 图 解 法 分 析 动 态 iC uCEuce re IB UBEQu CE怎 么 变 化iB t iC tuit IC UCEQ uCEt 继 续 由 图 解 结 果 计 算 放 大 倍 数 Au=Uo/Ui 1b + b2C R c C V R CC b1ui iB iCuCE uo各 点 波 形 继 续 结 论 ： （ 1） 放 大 电 路 中 的 信号 是 交 直 流 共 存 ， 可 表 示 成 ： ceCECE cCC bBB beBEBE uUu iIi iIi uUu 交 流 量 可 正 负 变 化（ 2） 输 出 uo与 输 入 ui相 比 ， 幅 度 被放 大 ， 但 相 位 相 反 ui tuBE tiB tiC tu CE tuo t（ 3） 放 大 是 指 输 出 与 输 入 的 交 流成 分 的 关 系 ， 不 包 括 直 流 成 分 交 通 iC uCEuo当 Q点 过 低 信 号 进 入 截 止 区 截 止 失 真信 号 波 形 继 续 iC uCEuo当 Q点 过 高 信 号 进 入 饱 和 区 饱 和 失 真信 号 波 形统 称 “ 非 线 性 失 真 ” ，消 除 方 法 略 交 负Q点 和 Uom的 关 系 ？ 如 何 求 出 、 设 置 Uom ？ 交 流 负 载 线 : 有 交 流 输 入 信 号 时 工 作 点 的 运 动 轨 迹icuce=-ic（ RC/RL） = -i c RL+R-u oTuRbR Li c+继 续或 ic=（ -1/ RL） uce 交 流 负 载 线 斜 率 ： L1R 交 流 负 载 线 的 作 法 ：iC uCEVCCCCCRV Q IB直 流 负 载 线交 流 负 载 线 斜 率 为 -1/RL 经 过 Q点 法 2 放 大 电 路 分 析 方 法 二 ： 等 效 电 路 继 续 基 本 思 想 ： 用 线 性 去 代 替 非 线 性等 效 ： 保 持 外 部 的 i和 u关 系 不 变 对 交 流 、 小 信 号 而 言ib icube uce 含 源 网 络ube uceib ic cerbbebe uiru cecebc /ruii h参 数 等 效 电 路 ： + + + + i - ube + - u bT ce + c i + + + + icb e b i c rce be + r - ce ce - u + bi ru + - beu 继 续 简 化 + + + + icb e bi c rce be + r - ce ce - u + bi ru + - beu （ 1） r 10-3（ 2） rce 105 + + + + i i be bb - ce be - + r cc u b i e + u继 续 rbe （ 哪 是 重 点 ？ ）由 PN结 的 电 流 公 式 ：)1(e TEB /SE UUII EBEe1 dUdIr TE/TS )(e TEB UIUI UU EETe m V26IIUr （ 常 温 下 ）be b bb b ebe bb eb b (1 ) (1 )ru i i rr r ri i 其 中 ： rbb=200+ + + b c e b er bbrB I CI IE ber26m V200 (1 )be (m A)EQr I 所 以 ： 继 续 放 大 电 路 的 微 变 等 效 电 路将 交 流 通 路 中 的 三 极 管 用 微 变 等 效 电 路 代 替r be ibibii icui uoRB RCRLRB RC RLui uo交 流 通 路 目 的 将 电 子 非 线性 问 题 转 化为 线 性 问 题 继 续 放 大 器 的 交 流 分 析1. 画 出 微 变 等 效（ 1） 画 交 流 通 路（ 2） 将 ? 用 ? 等 效 代 替 - - + + . cu L oib beR r ici b i . i i R u b R + + + C T b1 CC Rb V L + uoR -u + -i b2C cR 继 续 2、 求 Au bebi riu Lbo Riu beLiou rRuuA LCL RRR /负 载 电 阻 越 大 ， 放 大 倍 数 越 大 -+ +.cu L oib beR r ici b i . i i R u b R 继 续 iiiuRi beb/rR berRi的 物 理 意 义 ： 3、 求 Ri由 定 义 ： - + - + Rb r be ib bii i ci oLcR u . Ru. i iR Ro 继 续 放 大 + iu R + uS - - S 电 路iR RL + Ou - 当 信 号 源 有 内 阻iou uuA sous uuA 由 图 知 ： ssi ii uRR Ru 所 以 ： siiosous uuuuuuA usi i ARR R 继 续 cib beR r ic b ib R ii oR cooo RiuR 所 以 ： 4、 Ro物 理 意 义 ？ oi0 0,ooo sL= uRiuR ou+- Q + + + C T b1 CC Rb V L + u oR - u + - i b2C cR I1I2IB CCb2b1 b2B RR R VU 放 大 电 路 的 优 化 1 引 子 ： Q点 稳 定 放 大 电 路选 I 2=（ 510） IB I1 I2 ICIE+ + + b2 R b1 b1 CC T C R R V R u + - L o - + u i Cb2 Rc e （ 1） 结 构 继 续 Q点 稳 定 过 程 ：T UBEICI C IE UE CCb2b1 b2B RR R VU UBE=UB-UE =UB - IE ReUB稳 定IB 由 输 入 特 性 曲 线I1I2IB ICIE + + + b2 R b1 b1 CC T C R R V R u + - L o - + u i Cb2 Rc e本 质 ： 加 了 Re形 成 了 负 反 馈 详 细 Re 的 作 用T( )ICUE UBE（ UB基 本 不 变 ） IB IC R e起 直 流 负 反 馈 作 用 ， 其 值 越 大 ， 反 馈 越 强 ， Q点 越 稳 定 反 馈 的 一 些 概 念 ： 将 输 出 量 通 过 一 定 的 方 式 引 回 输 入 回 路 影 响 输 入 量 的 措施 称 为 反 馈 。 直 流 通 路 中 的 反 馈 称 为 直 流 反 馈 。 反 馈 的 结 果 使 输 出 量 的 变 化 减 小 的 称 为 负 反 馈 ， 反 之 称为 正 反 馈 。R e有 上 限 值 吗 ？ IC通 过 Re转 换 为 UE影 响 UBE温 度 升 高 IC增 大 ， 反 馈 的 结 果 使 之 减 小 继 续 （ 2） Q 点 估 算 : CCb2b1 b2B VRR RU IB=IE/(1+)UCE = VCC I C(Rc + Re)IE IC =UE/Re = （ UB- UBE） / Re +b2 cR e VR RRb1TCC 继 续 画 出 微 变 等 效 电 路（ 3） 动 态 分 析 ： + + + + e b b c i Ri R R b1 be r R uoC + - LR i - + u b2R Ri icbiii 继 续 Au： R L= RC / RL+ + + + e b b c i Ri R R b1 ber R uoC + - LR i - + u b2R Ri icbiii ebe Lebeb Lbiou )(1)(1 Rr RRri RiuuA ebbebi )1( Ririu )/( LCbo RRiu 继 续 Ri： ebebii )(1 RriuR b2b1ii / RRRR b2b1ebe /)(1 RRRr Ro： co RR + + + + e b b c i Ri R R b1 ber R uoC + - LRi - + u b2R Ri icbiii oR 共 c 优 化 2： 共 c 放 大 电 路思 考 ： 哪 些 地 方 得 到 优 化 ？ 哪 些 地 方 做 出 牺 牲 ？ 用 于 什 么 场 合 ？1. 结 构 ： + + - R uR V e u i b - C1 + CC o T R L 2C + - R S S u 继 续 2. Q点 ： eb CC RR UVI )1( BEB IB IEUBE UCE BC II eCCCeECCCE RIVRIVU eEBEbBCC RIURIV eBBEbB )1( RIURI + R V e b CC R 继 续 3. 动 态 分 析（ 1） 第 一 步 ？ + + - R uR V e u i b - C1 + CC o T R L 2C + - R S S u 继 续 RB +ECC1 C2Re RLui uou i RB ReIb Ic RL uoecIe /L e LR R R ui Rb Ib RL uoIb Ierbeu i RB ReIb RL uoIbrbe Io 继 续 画 微 变 等 效 电 路 （ 2） Au )/)(1 )/)(1 Lebe Leiou RRr RRuuA e Li b be b(1 ) ( / )u i r i R R )/()1( Lebo RRiu 1ui Rb ib RL uoib ierbe 继 续 （ 3） Ri )/)(1 Lebebii RRriuR bii R/RR bLebe )(1 R/)R/Rr ui Rb ib RL uoib ierbe 继 续 （ 4 ） Ro beo ebe be e 1ru uR Ru u ui r r R bRe )1( iii be )1( iRu b beui rRb ib ReIbrbe i u 继 续 又 叫 ： 射 极 输 出 器特 点 ： Au=1， Ri高 ， Ro小应 用1、 放 在 多 级 放 大 器 的 输 入 端 ： 提 高 整 体 Ri 2、 放 在 多 级 放 大 器 的 输 出 端 ， 减 小 整 体 Ro3、 放 在 两 级 之 间 ， 起 缓 冲 作 用 结 束