第三章总结晶体管放大器基础

第三章晶体管放大器基础§3.1知识点归纳一、基本概念·向放大器输入信号的电路模型一般可以用由源电压Sv串联源内阻SR来表示，接受被放大的信号的电路模型一般可以用负载电阻CR来表示（图3-1）。·未输入信号（静态）时，放大管的直流电流电压称为放大器的工作点。工作点由直流通路求解。·放大器工作时，信号（电流、电压）均迭加在静态工作点上，只反映信号电流、电压间关系的电路称为交流通路。·放大器中的电压参考点称为“地”，放大器工作时，某点对“地”的电压不变（无交流电压），该点为“交流地”。·交流放大器中的耦合电容可以隔断电容两端的直流电压，并无衰减地将电容一端的交流电压传送到另一端，耦合电容上应基本上无交流电压，或即是交流短路的。傍路电容也是对交流电流短路的电容。·画交流通路时应将恒压源短路（无交流电压），恒流源开路（无交流电流）；耦合、傍路电容短路（无交流电压）。·画直流通路时应将电容开路（电容不通直流），电感短路（电感上直流电压为零）。二、BJT偏置电路1．固定基流电路（图3-7a）·特点：简单，BI随温度变化小；但输出特性曲线上的工作点（CEV、CI）随温度变化大。·Q点估计BBECCBRVVI，BCII，CCCCCERIVV·直流负载线CCECCCCRvRVi2．基极分压射极偏置电路（图3-14）·特点：元件稍多。但在满足条件10ER（21//RR）时，工作点Q（CEV，CI）随温度变化很小，稳定工作点的原理是电流取样电压求和直流负反馈（§7.4.4）。·Q点估算：EBECCECRVRRRVII/)(212，()CECCCECVVRRI直流负载线ECCEECCCCRRvRRVi以上近似计算在满足)//(1021RRRE时有足够的准确性。三、基本CE放大器的大信号分析·交流负载线是放大器（图3-6b）工作时，动点（CEv，Ci）的运动轨迹。交流负载线经过静态工作点，且斜率为LCRR//1。·因放大器中晶体管的伏安特性的非线性使输出波形出现失真，这是非线性失真。非线性失真使输出信号含有输入信号所没有的新的频率分量。·放大信号时，使BJT进入饱和区产生饱和失真；使BJT进入截止区，产生截止失真。NPN管CE放大器的削顶失真是截止失真；削底失真是饱和失真。对于PNP管CE放大器则相反。·将工作点安排在交流负载线的中点，可以获得最大的无削波失真的输出。四、BJT基本组态小信号放大器指标1．基本概念：输入电阻iR是从放大器输入口视入的等效交流电阻。iR是信号源的负载，iR表明放大器向信号源吸收信号功率。放大器在输出口对负载LR而言，等效为一个新的信号源（这说明放大器向负载LR输出功率0P），该信号源的内阻即输出电阻0R。·任何单向化放大器都可以一个通用模型来等效（图3-36）。由此模型，放大器各种增益定义如下：端电压增益：0VivAv源电压增益：0VSsvAv，iVSVsiRAARR电流增益：iiiiA0负载开路电压增益（内电压增益）：00LViRvAv，00LVVLRAARR功率增益：0||||PVIiPAAAP·vA、vsA、iA、0vA的分贝数为||lg20A；pA的分贝数为PAlg10。·不同组态放大器增益不同，但任何正常工作的放大器，必须1PA。2．CE、CB、CC放大器基本指标vA，管端输入电阻iR，管端输出电阻0R。用电流控制电流源（cbii）BJT低频简化模型（图2-24）导出的三个组态的上述基本指标由表3-1归纳。表3-1BJT三种基本放大器小信号指标CE放大器CB放大器CC放大器简化交流通路AVbeLrR（大，反相）LmRg(rb’erbb’)beLrR（大，同相）LmRg(rb’erbb’)LbeLRrR11(1，同相)LeLRrR(rb’erbb’)iRrbe(中)(1+β)re(rb’erbb’)1ber(小)re(rb’erbb’)rbe+(1+β)LR(大)(1+β)(re+LR)(rb’erbb’)oR0.5rce—rce(大，与信号源内阻有关)rce—0.5rb’c(很大，与信号源内阻有关)1SbeRr(小，与RS有关),(BSSRRR//)应用功率增益最大(3.3.4节)，Ri﹑Ro适中，易于与前后级接口，使用广泛。高频放大时性能好，常与CE和CC组态结合使用。如CE-CB组态﹑CC-CB组态。Ri大而Ro小，可作高阻抗输入级和低阻抗输出级，隔离级和功率输出级。五、多级放大电路1．基本概念·多级放大器的级间耦合方式主要有电容耦合（阻容耦合）（图3-39）、变压器耦合（图3-41）和直接耦合（图3-42、3-43）三种方式。·对于直接耦合放大器，其工作频率的下限可以为零（称为直流放大器），但输出易发生所谓“零点漂移”（输出端静态电压缓慢变化），形成假信号。零点漂移的主要原因是前级工作点随温度变化，这种变化因级间直接耦合被逐级放大。在输出端出现可观的漂移电压。·直流放大器由于输入输出不能使用隔直耦合电容，希望在无输入信号时，输入端口和输出端口的静态直流电压为零。满足这种条件的直流放大器称为满足零输入、零输出条件。只有用正负双电源供电的直流放大器才能实现零输入和零输出。·由于供电电压源存在内阻，使各级放大器发生“共电耦合”，这种共电耦合可能导致放大器指标变坏甚至自激。放大器中的电源去耦电路就是为了减小和消除共电耦合（图3-39、3-40）。2．多级放大器指标计算·后级放大器的输入电阻是前级放大器的负载，在计算前级放大器的增益时，一定要把这个输入电阻计为负载来计算增益。·第一级放大器的输入电阻即多级放大器的输入电阻；末级放大器的输出电阻即多级放大器的输出电阻。·计算多级放大器电压增益的一般方法是求出各级增益，再将其相乘。对BJT多级基本放大器的一种有效的计算增益的方法是“观察法”，应该掌握。BJT两种重要的组合放大电路是共射—共基和共集—共基组态，其实用电路之一分别是图3-45（CE-CB）和图3-47（CC-CB），应能画出并计算这两个电路的指标。