三种基本放大电路及静态工作点ppt课件

“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。三种接法的比较1.共射电路既能放大电流又能放大电压，输入电阻居中，输出电阻较大，常用于低频放大电路的单元电路。常做为低频放大电路的单元电路。2.共集电路只能放大电流不能放大电压，是三种接法中输入电阻最大，输出电阻最小的电路，并具有电压跟随的特点，常用于电压放大电路的输入级和输出级，在功率放大电路中也常采用射极输出的形式。3.共基电路只能放大电压而不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数和输出电阻与共射电路相当，频率特性最好，常用于宽频带放大电路。三种接法的比较1.共射电路既能放大电流又能放大电压，输入电阻1“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.2 基本共射极放大电路基本共射极放大电路 电路组成电路组成 简化电路及习惯画法简化电路及习惯画法 简单工作原理简单工作原理 放大电路的静态和动态放大电路的静态和动态 直流通路和交流通路直流通路和交流通路 书中有关符号的约定书中有关符号的约定2.2 基本共射极放大电路 电路组成 简化电路及习2“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.2 共射极放大电路共射极放大电路1.电路组成电路组成输入回路（基极回路）输入回路（基极回路）输出回路（集电极回路）输出回路（集电极回路）2.2 共射极放大电路1.电路组成输入回路（基极回路）3“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.简化电路及习惯画法简化电路及习惯画法习惯画法习惯画法 共射极基本放大电路共射极基本放大电路3.2 共共射极放射极放大电路大电路2.简化电路及习惯画法习惯画法 共射极基本放大电路3.24“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。3.简单工作原理简单工作原理Vi=0Vi=Vsin t3.2 共共射极放射极放大电路大电路3.简单工作原理Vi=0Vi=Vsint3.2 共射5“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.放大电路的放大电路的静态和动态静态和动态 静态：静态：输入信号为零（输入信号为零（v vi i=0=0 或或 i ii i=0=0）时，）时，放大电路的工作状态，也称放大电路的工作状态，也称直流工作状态直流工作状态。动态：动态：输入信号不为零时，放大电路的工作输入信号不为零时，放大电路的工作状态，也称状态，也称交流工作状态交流工作状态。电路处于静态时，三极管个电极的电压、电电路处于静态时，三极管个电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点，称为流在特性曲线上确定为一点，称为静态工作点静态工作点，常称为常称为Q点。一般用点。一般用IB、IC、和、和VCE（或（或IBQ、ICQ、和和VCEQ ）表示。）表示。#放大电路为什么要建立正确的静态？放大电路为什么要建立正确的静态？放大电路为什么要建立正确的静态？放大电路为什么要建立正确的静态？3.2 共共射极放射极放大电路大电路4.放大电路的静态和动态 静态：输入信号为零（vi=6“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.3 图解分析法图解分析法 用近似估算法求静态工作点用近似估算法求静态工作点 用图解分析法确定静态工作点用图解分析法确定静态工作点 交流通路及交流负载线交流通路及交流负载线 输入交流信号时的图解分析输入交流信号时的图解分析 BJT的三个工作区的三个工作区 输出功率和功率三角形输出功率和功率三角形 2.3.1 静态工作情况分析静态工作情况分析 2.3.2 动态工作情况分析动态工作情况分析 2.3 图解分析法 用近似估算法求静态工作点 用图7“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。共射极放大电路共射极放大电路 2.3.1 静态工作情况分析静态工作情况分析1.用近似估算法求静态工作点用近似估算法求静态工作点根据直流通路可知：根据直流通路可知：采用该方法，必须已知三极管的采用该方法，必须已知三极管的 值值。一般硅管一般硅管VBE=0.7V，锗管，锗管VBE=0.2V。直流通路直流通路+-共射极放大电路 2.3.1 静态工作情况分析1.用近8“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。采用该方法分析静态工作点，必须已知三极采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。管的输入输出特性曲线。共射极放大电路共射极放大电路2.用图解分析法确定静态工作点用图解分析法确定静态工作点 首先，画出直流通路首先，画出直流通路直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-2.3.1 静态工作情况分析静态工作情况分析2.3 图解图解分析法分析法 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输9“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-列输入回路方程：列输入回路方程：VBE=VCCIBRb 列输出回路方程（直流负载线）：列输出回路方程（直流负载线）：VCE=VCCICRc 在输入特性曲线上，作出直线在输入特性曲线上，作出直线 VBE=VCCIBRb，两，两线的交点即是线的交点即是Q点，得到点，得到IBQ。在输出特性曲线上，作出直流负载线在输出特性曲线上，作出直流负载线 VCE=VCCICRc，与，与IBQ曲线的交点即为曲线的交点即为Q点，从而得到点，从而得到VCEQ 和和ICQ。直流通路IBVBE+-ICVCE+-列输入回路方程：10“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.3.2 动态工作情况分析动态工作情况分析由交流通路得纯交流负载线：由交流通路得纯交流负载线：共射极放大电路共射极放大电路交流通路交流通路icvce+-vce=-ic (Rc/RL)因为交流负载线必过因为交流负载线必过Q点，点，即即 vce=vCE-VCEQ ic=iC-ICQ 同时，令同时，令R L=Rc/RL1.交流通路及交流负载线交流通路及交流负载线则交流负载线为则交流负载线为vCE-VCEQ=-(iC-ICQ)R L 即即 iC=(-1/R L)vCE+(1/R L)VCEQ+ICQ2.3 图解图解分析法分析法 过过输输出出特特性性曲曲线线上上的的Q点点做做一一条条斜斜率率为为-1/R L 直直线线，该该直直线线即即为交流负载线。为交流负载线。RL=RLRc，是是交流负载电阻。交流负载电阻。交流负载线是交流负载线是有交流输入信号时有交流输入信号时Q点的运动轨迹。点的运动轨迹。2.3.2 动态工作情况分析由交流通路得纯交流负载线：11“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.3 图解图解分析法分析法2.输入交流信号时的图解分析输入交流信号时的图解分析 2.3.2 动态工作情况分析动态工作情况分析 共射极放大电路共射极放大电路通过图解分析，可得如下结论：通过图解分析，可得如下结论：1.1.vi vBE iB iC vCE|-vo|2.2.vo与与vi相位相反；相位相反；3.3.可以测量出放大电路的电压放大倍数；可以测量出放大电路的电压放大倍数；4.4.可以确定最大不失真输出幅度可以确定最大不失真输出幅度。#动态工作时，动态工作时，动态工作时，动态工作时，i iB B、i iC C的实际电流方向是否改变，的实际电流方向是否改变，的实际电流方向是否改变，的实际电流方向是否改变，v vCECE的实的实的实的实际电压极性是否改变？际电压极性是否改变？际电压极性是否改变？际电压极性是否改变？2.3 图解分析法2.输入交流信号时的图解分析 2.312“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.3.2 动态工作情况分析动态工作情况分析3.BJT的三个工作区的三个工作区2.3 图解图解分析法分析法当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真。饱和区特点：饱和区特点：iC不再随不再随iB的增加而线性增加，即的增加而线性增加，即此时此时截止区特点：截止区特点：iB=0，iC=ICEOvCE=VCES ，典型值为，典型值为0.3V 2.3.2 动态工作情况分析3.BJT的三个工作区2.13“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。波形波形的失真的失真饱和失真截止失真 由于放大电路的工作点达到了三极管由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管，管，输出电压表现为底部失真。输出电压表现为底部失真。由于放大电路的工作点达到了三极管由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。对于的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管，管，输出电压表现为顶部失真。输出电压表现为顶部失真。2.3.2 动态工作情况分析动态工作情况分析3.BJT的三个工作区的三个工作区2.3 图解图解分析法分析法波形的失真饱和失真截止失真 由于放大电路的工14“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。放大电路放大电路的动态范围的动态范围 放大电路要想放大电路要想获得大的不失真输获得大的不失真输出幅度，要求：出幅度，要求：工作点工作点Q要设置在要设置在输出特性曲线放大区输出特性曲线放大区的中间部位；的中间部位；2.3.2 动态工作情况分析动态工作情况分析3.BJT的三个工作区的三个工作区2.3 图解图解分析法分析法 要有合适的交流负载线要有合适的交流负载线。放大电路的动态范围 放大电路要想获15“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.输出功率和功率三角形输出功率和功率三角形 要想要想PO大，就要使功率三角形的大，就要使功率三角形的面积大，即必须使面积大，即必须使Vom 和和Iom 都要大。都要大。功率三角形放大电路向电阻性负载提供的放大电路向电阻性负载提供的输出功率输出功率 在输出特性曲线上，正在输出特性曲线上，正好是三角形好是三角形 ABQ的面积，这的面积，这一三角形称为一三角形称为功率三角形功率三角形。2.3.2 动态工作情况分析动态工作情况分析2.3 图解图解分析法分析法（思考题思考题思考题思考题）4.输出功率和功率三角形 要想PO大，就要16“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。共射极放大电路共射极放大电路 放大电路如图所示。已知放大电路如图所示。已知BJT的的=80，Rb=300k，Rc=2k，VCC=+12V，求：求：（1）放大电路的）放大电路的Q点。此时点。此时BJT工工作在哪个区域？作在哪个区域？（2）当）当Rb=100k时，放大电路的时，放大电路的Q点。此点。此时时BJT工作在哪个区域？（忽略工作在哪个区域？（忽略BJT的饱的饱和压降）和压降）解：解：（1）（2）当）当Rb=100k时，时，静态工作点为静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），），BJT工作在放大区。工作在放大区。其最小值也只能为其最小值也只能为0，即，即IC的最大电流为：的最大电流为：所以所以BJT工作在饱和区。工作在饱和区。VCE不可能为负值，不可能为负值，此时，此时，Q（120uA，6mA，0V），），例题例题例题例题end 共射极放大电路 放大电17“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.3 1.试分析下列问题：试分析下列问题：共射极放大电路共射极放大电路（1）增大）增大Rc时，负载线将如时，负载线将如何变化？何变化？Q点怎样变化？点怎样变化？（2）增大）增大Rb时，负载线将如时，负载线将如何变化？何变化？Q点怎样变化？点怎样变化？（3）减小）减小VCC时，负载线将时，负载线将如何变化？如何变化？Q点怎样变化？点怎样变化？2.3？思 考 题1.试分析下列问题：共射极放大18“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。共射极放大电路共射极放大电路2.3 2.放大电路如图所示。当测得放大电路如图所示。当测得BJT的的VCE 接近接近VCC的值时，问的值时，问管子处于什么工作状态？可能管子处于什么工作状态？可能的故障原因有哪些？的故障原因有哪些？截止状态截止状态答：答：故障原因可能有：故障原因可能有：Rb支路可能开路，支路可能开路，IB=0，IC=0，VCE=VCC-IC Rc=VCC。C1可能短路，可能短路，VBE=0，IB=0，IC=0，VCE=VCC-IC Rc=VCC。end 共射极放大电路2.3？思 考 题2.放大电路如图19“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.4 放大电路的工作点稳定问题放大电路的工作点稳定问题 温度变化对温度变化对ICBO的影响的影响 温度变化对输入特性曲线的影响温度变化对输入特性曲线的影响 温度变化对温度变化对 的影响的影响 稳定工作点原理稳定工作点原理 放大电路指标分析放大电路指标分析 固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较2.4.1 温度对工作点的影响温度对工作点的影响2.4.2 射极偏置电路射极偏置电路2.4 放大电路的工作点稳定问题 温度变化对ICBO20“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.4.1 温度对工作点的影响温度对工作点的影响1.温度变化对温度变化对ICBO的影响的影响2.温度变化对输入特性曲线的影响温度变化对输入特性曲线的影响温度温度T 输出特性曲线上移输出特性曲线上移温度温度T 输入特性曲线左移输入特性曲线左移3.温度变化对温度变化对 的影响的影响温度每升高温度每升高1 C，要增加要增加0.5%1.0%温度温度T 输出特性曲线族间距增大输出特性曲线族间距增大总之：总之：ICBO ICEO T VBE IB IC 2.4.1 温度对工作点的影响1.温度变化对ICBO的21“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。3.2 共共射极放射极放大电路大电路5.直流通路和交流通路直流通路和交流通路交流通路交流通路 直流通路直流通路 耦耦合合电电容容：通通交交流流、隔隔直直流流 直流电源：内阻为零直流电源：内阻为零 直直流流电电源源和和耦耦合合电电容容对对交交流相当于短路流相当于短路 共射极放大电路共射极放大电路end（思考题思考题思考题思考题）3.2 共射极放大电路5.直流通路和交流通路交流通路 22“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。此时，此时，不随温度变化而变化。不随温度变化而变化。一般取一般取 I1=(510)IB，VB=3V5V b点电位基本不变的条件：点电位基本不变的条件：I1 IB，VB VBE 且且Re可取可取大些，反馈控制作用更强。大些，反馈控制作用更强。2.4.2 射极偏置电路射极偏置电路1.稳定工作点原理稳定工作点原理目标：温度变化时，使目标：温度变化时，使I IC C维持恒定。维持恒定。如果温度变化时，如果温度变化时，b b点电位能基点电位能基本不变本不变，则可实现静态工作点的稳，则可实现静态工作点的稳定。定。T 稳定原理：稳定原理：IC IE IC VE、VB不变不变 VBE IB（反馈控制）（反馈控制）此时，不随温度变化而变化。一般取 I1=(510)IB 23“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。I1I2IB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ICIEI1I2IB静态工作点稳定的放大器UBE=UB-UEI2=（24“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IB静态工作点稳定过程静态工作点稳定过程TUBEICICIEUEUBUBE=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ECBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2I25“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。直流通道及静态工作点估算直流通道及静态工作点估算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直流通道及静态工作点估算UBIB=IC/UCE=EC 26“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。RB1+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BECRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo电容短路,27“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。交流通道交流通道RB1RCRB2RLuiuoBECibiciii2i1微变等效电路微变等效电路rbeRCRLRB1RB2BECI1I2交流通道RB1RCRB2RLuiuoBECibiciii2i28“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。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ri=RB1/RB2/rbero=RCrbeRCRLRB1RB2BECI1I2RL=RC/RL微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算ri=29“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。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？例：上述静态工作点稳定的放大器，各参数如下：30“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。RB1=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)=6VRB1=100k解：(1)估算静态工作点UB=（331531“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。RB1=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=300+61 (26/1.2)=1622 =1.62 k ri=RB1/RB2/rbe=100/33/1.62=1.52 k ro=RC=5k Au空空=-RC/rbe=-60 5/1.62=-186 Au载载=-RL/rbe=-60 (5/5)/1.62=-93RB1=100k解：(2)空载电压放大倍数、带载电压=3032“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.4.2 射射极偏置电极偏置电路路2.放大电路指标分析放大电路指标分析静态工作点静态工作点 2.4.2 射极偏置电路2.放大电路指标分析静态工33“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.4.2 射射极偏置电极偏置电路路2.放大电路指标分析放大电路指标分析电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：电压增益：电压增益：画小信号等效电路画小信号等效电路确定模型参数确定模型参数 已知，求已知，求r rbebe增益增益 2.4.2 射极偏置电路2.放大电路指标分析电压增34“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.4.2 射射极偏置电极偏置电路路2.放大电路指标分析放大电路指标分析输入电阻输入电阻根据定义根据定义由电路列出方程由电路列出方程则输入电阻则输入电阻放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻 2.4.2 射极偏置电路2.放大电路指标分析输入电35“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.4.2 射射极偏置电极偏置电路路2.放大电路指标分析放大电路指标分析输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻求输出电阻的等效电路求输出电阻的等效电路网络内独立源置零网络内独立源置零负载开路负载开路输出端口加测试电压输出端口加测试电压对回路对回路1和和2列列KVL方程方程r rcece对分析过程影响很大，此处不能忽略对分析过程影响很大，此处不能忽略其中其中则则当当时，时，一般一般（）2.4.2 射极偏置电路2.放大电路指标分析输出电36“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.4.2 射射极偏置电极偏置电路路3.固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较 共射极放大电路共射极放大电路静态：静态：2.4.2 射极偏置电路3.固定偏流电路与射极偏置电37“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.4.2 射射极偏置电极偏置电路路3.固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较 固定偏流共射极放大电路固定偏流共射极放大电路电压增益：电压增益：输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：Ro=Rc 2.4.2 射极偏置电路3.固定偏流电路与射极偏置电38“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.4.2 射射极偏置电极偏置电路路end 2.4.2 射极偏置电路end39“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.4.3 稳定静态工作点的措施采用温度补偿的方法稳定Q点2.4.3 稳定静态工作点的措施采用温度补偿的方法稳定Q点40“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.5 共集电极电路和共基极电路共集电极电路和共基极电路 静态工作点静态工作点 动态指标动态指标 三种组态的比较三种组态的比较2.5.1 共集电极电路共集电极电路2.5.2 共基极电路共基极电路2.5 共集电极电路和共基极电路 静态工作点 动态41“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.5.1 共集电极电路共集电极电路1.电路分析电路分析共集电极电路共集电极电路结构如图示结构如图示该电路也称为该电路也称为射极输出器射极输出器求静态工作点求静态工作点由由得得2.5.1 共集电极电路1.电路分析共集电极电路结构如42“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：电压增益：电压增益：画小信号等效电路画小信号等效电路确定模型参数确定模型参数 已知，求已知，求r rbebe增益增益 2.5.1 共共集电极电集电极电路路1.电路分析电路分析其中其中一般一般，则电压增益接近于，则电压增益接近于1 1，即即电压跟随器电压跟随器电压增益输出回路：输入回路：电压增益：画小信号等效电43“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。输入电阻输入电阻根据定义根据定义由电路列出方程由电路列出方程则输入电阻则输入电阻当当，时，时，2.5.1 共共集电极电集电极电路路1.电路分析电路分析输入电阻大输入电阻大输出电阻输出电阻由电路列出方程由电路列出方程其中其中则则输出电阻输出电阻当当，时，时，输出电阻小输出电阻小共集电极电路特点：共集电极电路特点：电压增益小于电压增益小于1 1但接近于但接近于1 1，输入电阻大，对电压信号源衰减小输入电阻大，对电压信号源衰减小 输出电阻小，带负载能力强输出电阻小，带负载能力强#既然共集电极电路的电压增益小于既然共集电极电路的电压增益小于既然共集电极电路的电压增益小于既然共集电极电路的电压增益小于1 1（接近于（接近于（接近于（接近于1 1），那么），那么），那么），那么它对电压放大没有任何作用。这种说法是否正确？它对电压放大没有任何作用。这种说法是否正确？它对电压放大没有任何作用。这种说法是否正确？它对电压放大没有任何作用。这种说法是否正确？输入电阻根据定义由电路列出方程则输入电阻当，时，2.5.44“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。三种基本放大电路及静态工作点ppt课件45“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。例子2.5.1，VBB=6V，VCC=12V，RB=15千欧，RE=5千欧，UBEQ=0.7V,rbb=100欧，B=50，求Q点，Au,Ri,Ro.例子2.5.1，VBB=6V，VCC=12V，RB=15千欧46“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.5.2 共基极电路共基极电路1.静态工作点静态工作点 直流通路与射极直流通路与射极偏置电路相同偏置电路相同2.5.2 共基极电路1.静态工作点 直流通路与射47“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.5.2 共基极共基极电路电路2.动态指标动态指标电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：电压增益：电压增益：2.5.2 共基极电路2.动态指标电压增益输出回路：48“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.5.2 共基极共基极电路电路2.动态指标动态指标 输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻 2.5.2 共基极电路2.动态指标 输入电阻 输出49“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。三种基本放大电路及静态工作点ppt课件50“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。例：2.5.2电路见下图，RE=3000欧，Rc=5K欧，B=100，rbe=1K欧，试估算Au,Ri,Ro例：2.5.2电路见下图，RE=3000欧，Rc=5K欧，B51“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。3.三种组态的比较三种组态的比较电压增益：电压增益：输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：2.5.2 共基极共基极电路电路3.三种组态的比较电压增益：输入电阻：输出电阻：2.552“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。三种接法的比较1.共射电路既能放大电流又能放大电压，输入电阻居中，输出电阻较大，常用于低频放大电路的单元电路。常做为低频放大电路的单元电路。2.共集电路只能放大电流不能放大电压，是三种接法中输入电阻最大，输出电阻最小的电路，并具有电压跟随的特点，常用于电压放大电路的输入级和输出级，在功率放大电路中也常采用射极输出的形式。3.共基电路只能放大电压而不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数和输出电阻与共射电路相当，频率特性最好，常用于宽频带放大电路。三种接法的比较1.共射电路既能放大电流又能放大电压，输入电阻53“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.6.1 复合管放大电路2.6.1 复合管放大电路54“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。复合管的组成原则1.在正确的外加电压下每只管子的各极电流均有合适的通道，且均工作在放大区。2.为实现电流的放大，应将第一只管的集电极或发射极电流作为第二只管的基极电流。3.只要很小的驱动电流iB，就能获得很大的输出集电极电流ic，需要提高电源电压。复合管的组成原则55“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。答疑答疑1.线形电阻的伏安特性曲线线形电阻的伏安特性曲线UIRUIU/I=R U/I=R2.晶体管晶体管BE结微变等效电路结微变等效电路IBUBEQUBEQ/IBQ=R非线性非线性 UBE/IB=rbe在在Q点处近似线点处近似线性性 UBE IB rbe答疑1.线形电阻的伏安特性曲线UIRUIU/I=R2.晶56“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。答疑答疑3.电流源及其特性曲线电流源及其特性曲线UIISISUIUIIrISrUIISI1=IS+Ir1 =IS+U1/rI2=IS+Ir2 =IS+U2/r I=I2-I1 =（U2-U1）/r =U/rr=U/I如何求如何求r？答疑3.电流源及其特性曲线UIISISUIUIIrISrUI57“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。答疑答疑4.晶体管晶体管CE间的微变等效电路间的微变等效电路 iCuCE iC uCErbe ibib rce流控电流源流控电流源在线性放大区，在线性放大区，rce很大，可忽略很大，可忽略答疑4.晶体管CE间的微变等效电路 iCuCEiCuC58“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.7 场效应管放大电路场效应管放大电路2.7.1 电路的组成原则及分析方法电路的组成原则及分析方法(1).静态：适当的静态工作点，使场效应管工静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区作在恒流区 (2).动态动态:能为交流信号提供通能为交流信号提供通路路组成原则组成原则静态分析：静态分析：估算法、图解法。估算法、图解法。动态分析：动态分析：微变等效电路法。微变等效电路法。分析方法分析方法 2.7 场效应管放大电路2.7.1 电路的组成原则及分析59“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.7.1 场效应管放大电路的三种接法共源放大电路共漏放大电路共栅放大电路2.7.1 场效应管放大电路的三种接法60“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图2.7.2 基本共源放大电路将漏极电流iD的变化转换成电压UGS的变化，从而实现电压放大UGSQ=VGG，然后作负载线UDS=VDD-iDRd,得到交点Q，读出坐标值IDQ和UDSQ图2.7.2 基本共源放大电路将漏极电流iD的变化转换成电61“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。N沟道耗尽型绝缘栅场效应管沟道耗尽型绝缘栅场效应管 符号及特性曲线符号及特性曲线GSDIDUDSUGSGSDN沟道耗尽型绝缘栅场效应管GSDIDUDSUGSGSD62“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.7.3 场效应管的微变等效电路场效应管的微变等效电路GSDSGDrDSidrDS=UDS/ID 很大，可忽略。很大，可忽略。2.7.3 场效应管的微变等效电路GSDSGDrDSidrD63“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。UGS=0VU DS（V）ID（mA）01324UGS=+1VUGS=+2VUGS=-1VUGS=-2VQ跨导跨导gm=ID/UGS ID=gm UGSid=gmugsID=gm UGSUGS=0VU DS（V）ID（mA）01324UGS=+64“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。场效应管的微变等效电路场效应管的微变等效电路压控电流源压控电流源SGDid场效应管的微变等效电路压控电流源SGDid65“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.7.3 静态分析静态分析无输入信号时（无输入信号时（ui=0），），估算：估算：UDS和和 ID。+UDD=+20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150K50K1M10K10KGDS10KIDUDSR1=150k R2=50k RG=1M RD=10k RS=10k RL=10k gm=3mA/VUDD=20V2.7.3 静态分析无输入信号时（ui=0），估算：UDS66“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。设：设：UGUGS则：则：UG US而：而：IG=0+UDD+20VR1RDRGR2150K50K1M10KRS10KGDS所以：所以：=直流通道直流通道IDUDSIG设：UGUGS则：UGUS而：IG=0+UDD+20V67“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.7.4 动态分析动态分析微变等效电路微变等效电路+UDD=+20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150K50K1M10K10KGDS10KSGR2R1RGDRLRDUgsgmUgsUiUoIdSGDid2.7.4 动态分析微变等效电路+UDD=+20VuoRS68“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。动态分析：动态分析：UgsUiUgsgmIdriroUoSGR2R1RGRL DRLRD=gm UiRL 电压放大倍数电压放大倍数负号表示输出输入反相负号表示输出输入反相 动态分析：UgsUiUgsgmIdriroUoSGR2R169“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。电压放大倍数估算电压放大倍数估算R1=150k R2=50k RG=1M RS=10k RD=10k RL=10k gm=3mA/VUDD=20V=-3（10/10）=-15RL=RD/RL电压放大倍数估算R1=150k=-3（10/10）RL70“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。ro=RD =10K SGR2R1RGRL DRLRD输入电阻、输出电阻输入电阻、输出电阻=1+0.15/0.05=1.0375M R1=150k R2=50k RG=1M RD=10k RS=10k RL=10k gm=3mA/VUDD=20Vrirori=RG+R1/R2ro=RDSGR2R1RGRLDRLRD输入电阻、输出电阻71“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.7.5 源极输出器源极输出器uo+UDD +20VRSuiC1R1RGR2RL150K50K1M10KDSC2G10KR1=150k R2=50k RG=1M RS=10k RL=10k gm=3mA/VUDD=20V2.7.5 源极输出器uo+UDD +20VRSu72“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。静态工作点静态工作点:=US UGUDS=UDD-US=20-5=15V静态工作点:=USUGUDS=UDD-US=20-5=73“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。uo+UDD +20VRSuiC1R1RGR2RL150K50K1M10KDSC2G10K微变等效电路：微变等效电路：uo+UDD +20VRSuiC1R1RGR2RL174“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。微变等效电路：微变等效电路：riro ro gR2R1RGsdRLRSUi=Ugs+UoUo=Id(RS/RL)=gm Ugs RL微变等效电路：riro rogR2R1RGsdRLRSUi75“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。求求rigR2R1RGsdRLRSriri=RG+R1/R2求rigR2R1RGsdRLRSriri=RG+R1/R276“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。求求ro加压求流法加压求流法ro ro=RS1+gm RSIogR2R1RGsRS求ro加压求流法ro ro=RS1+gm RSIogR2R77“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。ri=RG+R1/R2uo+UDD +20VRSuiC1R1RGR2RL150K50K1M10KDSC2G10KR1=150k R2=50k RG=1M RS=10k RL=10k gm=3mA/VUDD=20VAu=gm RL1+gm RL=3 (10/10)/1+3 (10/10)=0.94=RS1+gm RSro=10/(1+3 10)=0.323 k 代入数值计算代入数值计算=1+0.15/0.05=1.0375 M ri=RG+R1/R2uo+UDD +20VRSu78“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。场效应管放大电路小结场效应管放大电路小结(1)场效应管放大器输入电阻很大。场效应管放大器输入电阻很大。(2)场效应管共源极放大器场效应管共源极放大器(漏极输出漏极输出)输入输输入输出反相，电压放大倍数大于出反相，电压放大倍数大于1；输出电阻；输出电阻=RD。(3)场效应管源极跟随器输入输出同相，电压场效应管源极跟随器输入输出同相，电压放大倍数小于放大倍数小于1且约等于且约等于1；输出电阻小。；输出电阻小。(4)噪声低、温度稳定性好、抗辐射能力强、噪声低、温度稳定性好、抗辐射能力强、便于集成化所以广泛应用于电子电路中。便于集成化所以广泛应用于电子电路中。场效应管放大电路小结(1)场效应管放大器输入电阻很大。79“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.23 电路如图P.23所示，已知场效应管的低频跨导为gm，试写出、Ri和Ro的表达式。2.23 电路如图P.23所示，已知场效应管的低频跨导为gm80