分立元件基本电路.ppt

退出 本章任务 本章研究如何用晶体管与电阻 电容元件构成放大电路和开关电路 以及这些电路的分析方法 了解 放大电路的构成原理 微变等效电路分析方法 输入电阻和输出电阻的概念 理解 静态工作点及动态性能指标的意义 基本门电路的原理 返回 3 1共发射极放大电路 3 1 1电路组成 3 1 2静态分析 3 1 3动态分析 3 1 4静态工作点的稳定 3 1 5频率特性 返回 返回 概述 共发射极放大电路属于基本放大电路 把微弱的输入信号变换成和它成正比 但幅度较大的输出信号 放大电路的任务 放大电路的分类 组成电压放大电路最基本的要求 1 具有所需要的电压放大倍数 2 保证放大后的电压波形不失真 3 工作稳定 受温度的影响小 翻页 3 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 3 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 RBIB UBE UCC UCE RCIC IC IB UCE UCC RCIC 静态估算法 由直流通路确定静态值 例3 1 1 在图示放大电路中 已知UCC 12V RC 3K RB 240k 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 12 3 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 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 iC 翻页 返回 1 确定基极电流IBQ 2 画出输出特性曲线 3 作出直流负载线 4 得出合适的静态工作点 UCC iC 静态分析得出的结论 翻页 返回 1 放大电路在静态时已工作在放大区 2 不同的基极电流IBQ 工作点Q不同 3 研究静态的目的是获得合适的静态工作点 UCC 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 3 1 3动态分析 返回 1 图解法 uBE t uBE 输入电路的动态图解 翻页 返回 Uimsin t UBE 第3章 上页 下页 输入电路的动态图解 动态工作范围 Q1 Q2 返回 翻页 输出回路的动态图解 uCE uO RC RL ic 翻页 返回 UCEQ u0 翻页 返回 动态工作范围 Q1 Q2 Q1 Q2 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 1 电压放大倍数 翻页 返回 微变等效电路分析法 3 输出电阻 2 输出入电阻 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 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 翻页 返回 UCC 希望放大电路的输入电阻高 放大电路输入电阻的计算 翻页 返回 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 翻页 返回 希望放大电路的输出电阻小 放大电路输出电阻的计算 翻页 返回 US rbe Ib Ib Ic RC RB Ii RS 3 1 4静态工作点的稳定 翻页 返回 温度升高 变大 IC IB 使得IC变大 1 静态工作点的漂移 IB 80 A IB 60 A IB 40 A IB 20 A Q1为25 C时的静态工作点 Q2为65 C时的静态工作点 翻页 返回 温度升高时 静态工作点将沿直流负载线上移 UCE IB 0 A 放大电路动态范围减小 当输入交流信号增大时 输出将出现失真 使放大路不能正常工作 1 工作原理 2 分压式偏置电路 翻页 返回 I1 I2 利用两个基极电阻的分压来固定基极电位 引入发射极电阻使集电极电流稳定 稳定静态工作点的物理过程 温度升高 翻页 返回 I1 I2 固定 固定 3 1 5频率特性 本节结束 返回 f 2700 1800 900 指放大电路的放大倍数和相位随频率变化的关系 a 幅频特性 b 幅频特性 3 2共集电极放大电路 UCC RBIB UBE RE 1 IB IE 1 IB UCE UCC REIE 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3 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 UCC REIE 12 3 1 48 7 56V 返回 2 Au ri和r0 ri RB rbe 1 R L 240 1 2 1 50 2 6 72 17k 翻页 返回 1 20k 例3 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 3 3共源极放大电路 3 3 1静态分析 3 3 2动态分析 返回 UDD RD RG RS S G D C2 C1 CS uO ui 3 3 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 3 3 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 3 4分立元件组成的基本门电路 概述 3 4 1二极管与门电路 3 4 2二极管或门电路 3 4 3晶体管非门电路 返回 概述 翻页 返回 门电路的输出与输入之间存在着一定的因果关系即逻辑关系 门电路又称逻辑电路 门电路处理的信号都是数字信号 其输入 输出用电位的高低表示 即用1和0两种状态区别 称逻辑1 逻辑0 若规定高电平为1 低电平为0称之正逻辑系统 否则为负逻辑系统 晶体管的开关作用 晶体管的输出特性曲线表明 当静态工作点的位置发生变化时 晶体管的工作状态有三种 放大 饱和 截止 放大区 截止区 饱和区 IB 0 翻页 返回 Q 0 三种状态的晶体管 放大状态 饱和状态 截止状态 晶体管的开关作用 翻页 返回 IB B UBE UCE IC C E C IC 0 UCE UCC E UBE 0 B 门是数字电路中最基本的逻辑元件 门规定了输入信号与输出信号之间的逻辑关系 基本门分类 与 门 或 门 非 门 组合门分类 与非 门 或非 门 异或 门 翻页 返回 设 A B C 1 VA VB VC 3V 则 DA DB DC导通 VF 3V F 1 3 4 1二极管与门电路 0V 翻页 返回 VF 0V F 0 DB DC截止 与 门符号 与门逻辑状态表 F ABC 翻页 返回 3 4 2二极管或门电路 设 VA VB VC 0VA B C 0 则 DADBDC导通 VF 0V F 0 设 A B C不全为0如 VA 3V VB VC 0V 则 DA优先导通 DBDC截止 VF 3V F 1 3V 翻页 返回 或 门符号 或 门逻辑状态表 F A B C 翻页 返回 3 4 3晶体管 非 门电路 设 A 0 VA 0V 则 T截止 VF UCC F 1 设 A 1 VA 3V 则 T饱和 VF 0V F 0 翻页 返回 0V 非 门符号 非 门逻辑状态表 翻页 返回 A F 与非 门电路 D 翻页 返回 与非 门逻辑状态表 与非 门符号 返回 翻页 小结基本门电路 上页 下页 第3章 返回 本章结束