简单放大器.ppt
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1、简单放大器简单放大器4.5.1 4.5.1 共射极放大器共射极放大器共射放大器的组成共射放大器的组成放大器电路的静态分析放大器电路的静态分析放大器电路的动态分析放大器电路的动态分析例题分析例题分析共射放大器的组成共射放大器的组成 放大的外部条件是:发射结正向偏置,集电放大的外部条件是:发射结正向偏置,集电结反向偏置。结反向偏置。放大电路的简化放大电路的简化u0+UCC放大电路中各元件的作用放大电路中各元件的作用晶体管晶体管T:晶体管晶体管T是放是放大电路的核心元件。大电路的核心元件。电源电源UCC:是整个放大电:是整个放大电路的能量来源,同时能路的能量来源,同时能保证保证E结正偏,结正偏,C结
2、反偏。结反偏。RC:是将放大了的电流是将放大了的电流信号转换成电压信号输信号转换成电压信号输出。出。RB:提供大小适当的基提供大小适当的基极偏置电流极偏置电流IB。耦合电容耦合电容C1 、C2:通通交隔直的作用,常用交隔直的作用,常用极性电容。极性电容。放大电路中各电压、电流符号放大电路中各电压、电流符号名名 称称静态值静态值交流分量交流分量瞬时值瞬时值有效值有效值总电压或电流总电压或电流瞬时值瞬时值 平均值平均值直直 流流电电 源源基极电流基极电流集电极电流集电极电流发射极电流发射极电流集射极电压集射极电压基射极电压基射极电压集电极电源集电极电源基极电源基极电源发射极电源发射极电源放大电路的
3、静态分析放大电路的静态分析静态工作点的设置静态工作点的设置静态工作点的计算静态工作点的计算 静态计算静态计算静态工作点的设置静态工作点的设置什么是静态工作点什么是静态工作点静态工作点的作用静态工作点的作用静态工作点的设置静态工作点的设置什么是静态工作点什么是静态工作点当当ui=0时,即只有直流时,即只有直流电源电源U UCCCC作用在电路中作用在电路中,此时电路工作在静态,此时电路工作在静态,对应的对应的IB、IC、UCE的的值,称为静态值。这值,称为静态值。这组静态值在三极管的组静态值在三极管的输入、输出特性曲线输入、输出特性曲线上对应了一个点,即上对应了一个点,即为静态工作点,用字为静态工
4、作点,用字符符Q Q表示。表示。uiu0静态工作点的作用静态工作点的作用三极管是一个非线性元件,其输入特性与三极管是一个非线性元件,其输入特性与二极管的正向特性相同,输出特性具有恒二极管的正向特性相同,输出特性具有恒流特性。流特性。为了讨论静态工作点的作用,我们先看若为了讨论静态工作点的作用,我们先看若不设置静态工作点,放大电路的工作将会不设置静态工作点,放大电路的工作将会出现什么问题。出现什么问题。不设置静态工作点的工作情况不设置静态工作点的工作情况u ui i因因ib b是一失真波形,所以是一失真波形,所以ic c、u0 0均失真。均失真。u ui iu u0 0 由此可见,在交流放大电路
5、中,如果不设由此可见,在交流放大电路中,如果不设置合适的静态工作点,就不能正常放大交流置合适的静态工作点,就不能正常放大交流信号(失真)。信号(失真)。交流放大电路的工作特点交流放大电路的工作特点交流放大电路中既有直流电源,又有交流信交流放大电路中既有直流电源,又有交流信号源。当交流信号电压号源。当交流信号电压u ui i0 0时,电路中只有时,电路中只有直流电流流通。当直流电流流通。当u ui i00时,电路中各个电量时,电路中各个电量(电流或电压)既有直流分量,又有交流分(电流或电压)既有直流分量,又有交流分量,它们是一个交、直流并存的电量。量,它们是一个交、直流并存的电量。静态工作点的计
6、算静态工作点的计算 由于没有交流信号输入,由于没有交流信号输入,C C1 1和和C C2 2具有隔离直具有隔离直流的作用,因此,放大电路的静态分析流的作用,因此,放大电路的静态分析直流通路。直流通路。确定输入回路静态工作点确定输入回路静态工作点静态工作点的计算静态工作点的计算确定输出回路的静态工作点确定输出回路的静态工作点 这是一直线方程,当这是一直线方程,当 UCE=0时,时,IC=UCC/RC;IC=0时,时,UCE=UCC。这条直线称为直流负载线。这条直线称为直流负载线。因为因为 IBQ已经求出已经求出静态工作点的计算静态工作点的计算静态值的计算静态值的计算 由直流通路直接求出:由直流通
7、路直接求出:放大器电路的动态分析放大器电路的动态分析非线性电路线性化处理非线性电路线性化处理放大电路的动态分析与计算放大电路的动态分析与计算放大电路的波形失真分析放大电路的波形失真分析非线性电路线性化处理非线性电路线性化处理三极管是一个非线性元件,由它构成的放大三极管是一个非线性元件,由它构成的放大电路实际上是一个非线性电路,为了能直接电路实际上是一个非线性电路,为了能直接使用前面所学过的分析计算线性电路的各种使用前面所学过的分析计算线性电路的各种方法,首先须对三极管进行线性化处理。方法,首先须对三极管进行线性化处理。输入特性的线性化处理输入特性的线性化处理输出特性的线性化处理输出特性的线性化
8、处理输入特性的线性化处理输入特性的线性化处理 在在Q Q点处作曲线的点处作曲线的切线,则当电压有一个增量切线,则当电压有一个增量UBE时,时,其电流也有一个相应的增量其电流也有一个相应的增量IB。由于在工作点附近输由于在工作点附近输入特性与切线基本重合,因此可用切线代替曲线,其入特性与切线基本重合,因此可用切线代替曲线,其切线斜率为:切线斜率为:也就是说,也就是说,在工作点附近可在工作点附近可用相应的切线代用相应的切线代替曲线。于是,替曲线。于是,电压和电流增量电压和电流增量之间就有了线性之间就有了线性关系。所以,当关系。所以,当电压增量电压增量UBE按正弦量变化时,按正弦量变化时,电流增量电
9、流增量IB也也按正弦规律变化。按正弦规律变化。可见,放大电路中的电压和电流是交直流共存的量,可见,放大电路中的电压和电流是交直流共存的量,但在做理论分析时,我们可以将直流、交流分开考虑。但在做理论分析时,我们可以将直流、交流分开考虑。所以,仅就交流输入电压而言,三极管的所以,仅就交流输入电压而言,三极管的输入端可等效为:输入端可等效为:称为三极管的动态输入电阻。称为三极管的动态输入电阻。在小信号时,在小信号时,rbe是一常数,低频小功率管可用是一常数,低频小功率管可用下式估算下式估算其值一般为几百其值一般为几百几几千欧姆千欧姆输出特性的线性化处理输出特性的线性化处理如果同样对输出特性采用对输入
10、特性的小增量如果同样对输出特性采用对输入特性的小增量法,从图中可见法,从图中可见,输出特性近似水平直线,也输出特性近似水平直线,也就是说,当电压就是说,当电压u ucece发生变化时,电流发生变化时,电流i ic c近似近似不变,即具有恒流特性。不变,即具有恒流特性。只有当只有当ib发生变化发生变化时时,ic才会发生变化。才会发生变化。且且ic=ib,只受,只受ib的控的控制,于是,三极管的制,于是,三极管的输出端可用一个受控输出端可用一个受控电流源来等效。电流源来等效。ICUCE三极管的输出电阻:三极管的输出电阻:由于处于放大区的输出由于处于放大区的输出特性曲线很平坦,所以特性曲线很平坦,所
11、以r rcece很大很大,在实际应用中在实际应用中常忽略不计。常忽略不计。放大电路的动态分析与计算放大电路的动态分析与计算画出放大电路的交画出放大电路的交流通路流通路-将放大将放大电路中的电容电路中的电容C1和和C2视为短路,令视为短路,令UCC=0(将(将UCC对地对地短接),可得到放短接),可得到放大电路的交流通路大电路的交流通路如下:如下:再将三极管用等效再将三极管用等效电路代替得:电路代替得:微变等效电路微变等效电路放大电路动态性能指标及计算放大电路动态性能指标及计算电压放大倍数电压放大倍数Au不失真输出正弦信号不失真输出正弦信号的相量与输入正弦信号的相量之比的相量与输入正弦信号的相量
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