【精品】基本放大器精品ppt课件.ppt
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1、基本放大器2.1 2.1 放大电路的基本概念及主要性能指标放大电路的基本概念及主要性能指标 2.1.1 2.1.1 放大的概念放大的概念 电子学中放大的目的是将微弱的电子学中放大的目的是将微弱的变化信号变化信号放大放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。电压放大电路可以用有输入口和输出口的四电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示,如图:端网络表示,如图:uiuoAu一一.放大倍数放大倍数表示放大器的放大能力其值为:根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求,放大器可分为四种类型,所以有四种放大倍数的定义。(1)电压放大倍数)电压放
2、大倍数定义为定义为:(2)电流放大倍数)电流放大倍数定义为定义为:(3)互阻增益)互阻增益定义为定义为:(4)互导增益)互导增益定义为定义为:2.1.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标iiuiRiuSRS信号源信号源一般来说,一般来说,Ri越大越好。越大越好。(1)Ri越大,越大,ii就越小,从信号源索取的电流越小。就越小,从信号源索取的电流越小。(2)当信号源有内阻时,)当信号源有内阻时,Ri越大,越大,ui就越接近就越接近uS。Au输入端输入端输出端输出端二二.输入电阻输入电阻Ri 从放大电路输入端看进去的从放大电路输入端看进去的 等效电阻等效电阻AuuS三三.输出电阻输出电阻Ro从
3、放大电路输出端从放大电路输出端看进去的等效电阻。看进去的等效电阻。输出端输出端Rouso输出端输出端符号规定符号规定UA大写字母、大写下标,表示直流量。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。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。小写字母、小写下标,表示交流分量。uAua全量全量交流分量交流分量tUA直流分量直流分量 一三极管的放大原理一三极管的放大原理三极管工作在放大区:三极管工作在放大区:发射结正偏,发射结正偏,集电结反偏。集电结反偏。UCE(-ICRc)UBEIBIC(b bIB)电压放大倍数:电压放大倍数:2.2 基本共射放大电路
4、的工作原理基本共射放大电路的工作原理Rb+VCCVBBRCC1C2T放大元件放大元件iC=iB,工作在放大区,要工作在放大区,要保证集电结反偏,保证集电结反偏,发射结正偏。发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点RL二二.单管共单管共射极放大电路的组成及各元件的作用射极放大电路的组成及各元件的作用Rb+VCCVBBRCC1C2T放大元件放大元件iC=iB,工作在放大区,要工作在放大区,要保证集电结反偏,保证集电结反偏,发射结正偏。发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点RL共射放大电路组成共射放大电路组成使发射结正偏,使发射结正偏,并提供适当的并提供适当的静态工作点静态工作点I
5、B和和UBE。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻集电极电源,集电极电源,为电路提供能为电路提供能量。并保证集量。并保证集电结反偏。电结反偏。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL耦合电容:耦合电容:电解电容,有极性,电解电容,有极性,大小为大小为10 F50 F作用:作用:隔直通交隔直通交隔离输入输出与隔离输入输出与电路直流的联系,电路直流的联系,同时能使信号顺同时能使信号顺利输入输出。利输入输出。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL+uiuo共射放大电路共射放大电路集电极电阻,集电极电阻,将变化的电流将变化的电流转变为变化的转变为变化的电压。电压。Rb+V
6、CCVBBRCC1C2TRL单电源供电单电源供电可以省去可以省去Rb+VCCVBBRCC1C2TRLRb单电源供电单电源供电+VCCRCC1C2TRLRb+VCCRCC1C2Tui=0时时由于电由于电源的存源的存在在IB 0IC 0ICIE=IB+ICRLIB无信号输入时无信号输入时1.静态工作点静态工作点Ui=0时电路的工作状态时电路的工作状态 三三.静态工作点设置静态工作点设置Rb+VCCRCC1C2TICUBEUCE(IC,UCE)(IB,UBE)RLIB静态工作点静态工作点(IB,UBE)和和(IC,UCE)分别对应于输入输出特性曲分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为线上的一个点称
7、为静态工作点静态工作点。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB为什么要设置静态工作点?为什么要设置静态工作点?放大电路建立正确的静态工作点,是为了使三极管放大电路建立正确的静态工作点,是为了使三极管工作在线性区,以保证信号不失真。工作在线性区,以保证信号不失真。开路开路Rb+VCCRCC1C2RL画出放大电路的直流通路画出放大电路的直流通路 2.2.静态工作点的估算静态工作点的估算 将交流电压源短路,将电容开路。将交流电压源短路,将电容开路。直流通路的画法:直流通路的画法:开路开路Rb+VCCRC直流通道直流通道(1)估算)估算IB(UBE 0.7V)Rb+VCCRCIBUBERb称
8、为称为偏置电阻偏置电阻,IB称称为为偏置电流偏置电流。用估算法分析放大器的静态工作用估算法分析放大器的静态工作点(点(IB、UBE、IC、UCE)(2)估算)估算UCE、ICRb+VCCRCICUCEIC=IB例:用估算法计算静态工作点。例:用估算法计算静态工作点。已知:已知:VCC=12V,RC=4K,Rb=300K ,=37.5。解:解:请注意电路中请注意电路中IB和和IC的数量级的数量级UBE 0.7V2.3.1 图解法图解法UCE=VCCICRCVCCICUCE直流负载线直流负载线由估算法求出由估算法求出I IB B,I IB B对应的输出对应的输出特性与直流负特性与直流负载线的交点就
9、载线的交点就是工作点是工作点Q QQIB静态静态UCE静态静态IC2.3 2.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法IBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么变化怎么变化1.交流放大原理(设输出空载)交流放大原理(设输出空载)假设在静态工作点的基础上,假设在静态工作点的基础上,输入一微小的正弦信号输入一微小的正弦信号 ui静态工作点静态工作点uCEICUCEicuCE也沿着也沿着负载线变化负载线变化uCEUCE与与Ui反相!反相!Rb+VCCRCC1C2uiiBiCuCEuo各点波形各点波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反结论:结论:(1)放大电路中的信)放大电路中的信
10、号是交直流共存,可表示成:号是交直流共存,可表示成:虽然交流量可正负变化,但虽然交流量可正负变化,但瞬时量方向始终不变瞬时量方向始终不变(2 2)输出)输出u uo o与输入与输入u ui i相比,幅度相比,幅度被放大了,频率不变,但相位相被放大了,频率不变,但相位相反。反。对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)短路短路短路短路置零置零2.放大器的交流通路放大器的交流通路Rb+VCCRCC1C2RLuiuo1/C 0将直流电压源短路,将电容短路。将直流电压源短路,将电容短路。交流通路交流通路分析动态工作情况分析动态工作情况交流通路的画法:交流通路的画法:RbRCRLuiuo交流通道交流通
11、道Rb+VCCRCC1C2RL3.交流负载线交流负载线输出端接入负载输出端接入负载RL:不影响不影响Q 影响动态!影响动态!交流负载线交流负载线RbRCRLuiuoicuce其中:其中:uce=-ic(RC/RL)=-ic RL交流量交流量ic和和uce有如下关系:有如下关系:这就是说,交流负载线的斜率为:这就是说,交流负载线的斜率为:uce=-ic(RC/RL)=-ic RL或或ic=(-1/RL)uce交流负载线的作法:交流负载线的作法:斜斜 率为率为-1/RL。(RL=RLRc)经过经过Q点。点。交流负载线的作法交流负载线的作法ICUCEVCCQIB交流负载线交流负载线直流负载线直流负载
12、线斜斜 率为率为-1/RL。(RL=RLRc)经过经过Q点。点。注意:注意:(1)交流负载线是有交流)交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。输入信号时工作点的运动轨迹。(2)空载时,交流负载线与直流负载线重合。)空载时,交流负载线与直流负载线重合。iCuCEuo可输出可输出的最大的最大不失真不失真信号信号(1)合适的静态工作点)合适的静态工作点ib4非线性失真与非线性失真与Q Q的关系的关系iCuCEuo(2)Q点过低点过低信号进入截止区信号进入截止区称为截止失真称为截止失真信号波形信号波形iCuCEuo(3)Q点过高点过高信号进入饱和区信号进入饱和区称为饱和失真称为饱和失真信号波形
13、信号波形截止失真和饱截止失真和饱和失真统称和失真统称“非非线性失真线性失真”2.3.2 等效电路法等效电路法思路:将非线性的思路:将非线性的BJT等效成一个线性电路等效成一个线性电路条件:交流小信号条件:交流小信号1、三极管的三极管的h参数等效电路参数等效电路首先考察输入回路首先考察输入回路iBuBE当信号很小时,将输当信号很小时,将输入特性在小范围内近入特性在小范围内近似线性似线性。uBE iB对输入的小交流信号对输入的小交流信号而言,三极管而言,三极管BE间等间等效于电阻效于电阻rbe。一、三极管的共射低频一、三极管的共射低频h参数模型参数模型对输入的小交流信号对输入的小交流信号而言,三极
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