大二电工学第二章课件

大二电工学第二章课件.txt男人的话就像老太太的牙齿，有多少是真的？！问：你喜欢我哪一点？答：我喜欢你离我远一点！执子之手，方知子丑，泪流满面，子不走我走。诸葛亮出山前，也没带过兵！凭啥我就要工作经验？本文由wangxiaoyu297贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。电工与电子技术任课教师：刘晓志[e-mail]目录第2章基本放大电路第3章集成运算放大器第5章数字电路第7章可控硅及其应用PLC（可编程控制器）原理及应用（可编程控制器）2基本放大电路2.1交流放大电路的基本工作原理2.2交流放大电路的分析方法2.3静态工作点的稳定2.4阻容耦合多级放大电路2.7放大电路中的负反馈2基本放大电路本章要求：本章要求：1.理解单管交流放大电路的放大作用和工作原理。理解单管交流放大电路的放大作用和工作原理。2.掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等效电路分析法。效电路分析法。3.掌握电压放大倍数及输入、输出电阻的计算方法。掌握电压放大倍数及输入、输出电阻的计算方法。4.掌握阻容耦合多级放大电路的计算方法。掌握阻容耦合多级放大电路的计算方法。5.理解反馈的概念，了解负反馈对放大电路性能的理解反馈的概念，影响。影响。放大的概念:放大的概念:放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。放大的实质:放大的实质:用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。对放大电路的基本要求：1.要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)2.尽可能小的波形失真。尽可能小的波形失真。另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它另外还有输入电阻、输出电阻、技术指标。技术指标。2.1交流放大电路的基本工作原理2.1.1基本放大电路的组成共发射极基本电路RC电路组成：电路组成：●C2+iC+C1iB+++TuCE+uRSRBBE–RLuo–ui++–iEEBes–––晶体管T晶体管T基极电源E基极电源EB与基极电阻R极电阻RB集电极电源E集电极电源EC集电极电阻R集电极电阻RC耦合电容C耦合电容C1、C2+EC–●●●输入端：输入端：ui输出端：输出端：uo●放大电路各元件作用晶体管T--放大元件晶体管T--放大元件,放大元件,iC=βiB。要保证集电结反偏,发射结正偏,结反偏,发射结正偏,工作在放大区。使T工作在放大区。C2+iC+C1iB+++TuCE+uRSRBBE–RLuo–ui++–iEEBes–––RC+–EC基极电源E与基极电阻R基极电源EB与基极电阻RB使发射结处于正偏，使发射结处于正偏，并提供大小适当的基极电流。大小适当的基极电流。共发射极基本电路耦合电容C耦合电容C1、C2隔离输入、隔离输入、输出与放大电路直流的联系，同时使信号顺利输入、输出。利输入、输出。RC集电极电阻R集电极电阻RC将变化的电流转变为变化的电压。为变化的电压。C2+iC+C1iB+++TuCE+uRSRBBE–RLuo–ui++–iEEBes–––+–EC集电极电源E集电极电源EC为电路提供能量。同时保证集电结反偏。集电结反偏。信号源共发射极基本电路负载C2+iC+C1iB+++TuCE+uRSRBBE–RLuo–ui++–iEEBes–––RC+EC–RC+ECRBC1++ui–共发射极基本电路RSes–+C2+iC+iB++TuCEuBE–RLuo––iE单电源供电时常用的画法2.1.2交流放大电路的工作特点无输入信号(u无输入信号i=0)时:时+ECRBC1+C2++iBiC++TuCEuBE–uo–iE–uBEUBEtiBIBO结论：结论：(1)无输入信号电压时，无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的电压和电流:的电压和电流:IB、UBE和IC、UCE。iCuCERC+ui–uo=0uBE=UBEuCE=UCEICtOUCEtOOt静态工作点(IB、UBE)和(IC、UCE)分别对应于输入、输出特性分别对应于输入、曲线上的一个点，称为静态工作点。曲线上的一个点，称为静态工作点。IBIBQICUBEUBEOICQOUCEUCE有输入信号(u有输入信号i≠0)时:时+ECRBC1+C2++iBiC++TuCEuBE–uo–iE–RC交直流信号共存(uo≠0)uBE=UBE+ui=UBE+UimsinωtiB=IB+ib=IB+IbmsinωtiC=IC+ic=IC+βibuCE=UCE+uce=UCE+uoiCuCEO+ui–uCE=EC－有输入信号(有输入信号iC≠无输入信号(u=0)时无输入信号(uiRC0)时:uiOuotuBEtOiBUBEtOIBtOICtO？UCEt结论：结论：(2)加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大小均发加上输入信号电压后，生了变化，都在直流量的基础上叠加了一个交流量。生了变化，都在直流量的基础上叠加了一个交流量。交流分量iC+ICO直流分量iC集电极电流iCOicttOt静态分析动态分析结论：结论：(3)若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，即若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，电路具有电压放大作用。电路具有电压放大作用。uiOuotOt(4)输出电压与输入电压在相位上相差180°，即共输出电压与输入电压在相位上相差180发射极电路具有反相作用。发射极电路具有反相作用。实现放大的条件①晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集电结反偏。晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集电结反偏。正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大区。②正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大区。③输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。④输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。经电容耦合只输出交流信号。直流通路和交流通路直流通路：对交流可看成短路；对直流可看成开路。无信号时电流（直流电流）的通路。直流通路：对交流可看成短路；对直流可看成开路。无信号时电流（直流电流）的通路。电容用来计算静态工作点。用来计算静态工作点。交流通路：有信号时交流分量（变化量）的通路。交流通路：有信号时交流分量（变化量）的通路。用来计算电压放大倍数、输入电阻、用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。输出电阻等动态参数。2.2交流放大电路的分析方法（静态分析、动态分析）静态分析、动态分析）2.2.1静态工作情况分析静态：放大电路无信号输入（静态：放大电路无信号输入（ui=0）时的工作状态）静态分析：确定静态工作点（Q：静态分析：确定静态工作点（Q：IB、IC、UCE）设置Q点的目的：设置Q点的目的：(1)使放大电路的放大信号不失真；使放大电路的放大信号不失真；(2)使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是动态的基础。状态，静态是动态的基础。分析方法：估算法、分析方法：估算法、图解法分析所用电路：直流通路分析所用电路：画放大电路的直流通路方法对直流信号，可看作开路（即将电容断开）对直流信号，电容C可看作开路（即将电容断开）+EC+ECRBIBRC++TUCEUBE––IEIC断开RSes–+RBC1++ui–C2+iC+iB++TuCEuBE–RLuo––iERC断开直流通路一、用估算法确定静态值+ECRBIBRC++TUCEUBE––IC由KVL:EC=IBRB+UBEEC?UBEIB=RB根据电流放大作用IC=βIB直流通路由KVL:EC=ICRC+UCEUCE=EC–ICRC+ECRBIBRC++TUCEUBE––IC例1：已知：EC=12V，β=50，已知：，，RC=3.3k?，RB=280k?，??估算静态工作点。估算静态工作点。解：I=EC?UBE=12?0.6m≈40μAABRB280IC=β?IB=50×0.04m=2mAAUCE=EC?ICRC=12?2×3.3V=5.4V注意：电路中IB和注意：电路中IIC的数量级不同例2：用估算法计算图示电路的静态工作点。用估算法计算图示电路的静态工作点。+ECRBIBRC++TUCEUBE––REIEIC由KVL:EC=IBRB+UBE+IERE=IBRB+UBE+(1+β)IBRE(1+βEC?UBE∴IB=R+(1+β)RBEIC=βIB可得：由KVL可得：UCE=EC?ICR?IER可得CE当电路不同时，计算静态值的公式也不同。当电路不同时，计算静态值的公式也不同。静态值的公式也不同二、用图解法确定静态值UCE=EC–ICRC+ECRBRCIB++TUCEUBE––ICIC=f(UCE)I=常数BIC/mAEC直流负载线RCICQO由IB确定的那条输出特性与直流负载线的交点就是Q点交点就是点QαUCEQECEC?UBEIB=RBUCE/V优点：能直观地分析优点：和了解静态值的变化对放大电路的影响。对放大电路的影响。直流负载线斜率tanα=?1RC2.2.2动态工作情况分析动态：放大电路有信号输入（ui≠0）时的工作状态。时的工作状态。动态：放大电路有信号输入（动态分析：动态分析：计算电压放大倍数A输入电阻r输出电阻r计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。目的：目的：找出A找出Au、ri、ro与电路参数的关系。与电路参数的关系。简单分析一下失真情况。简单分析一下失真情况。分析方法：微变等效电路法、分析方法：微变等效电路法、图解法分析所用电路：交流通路分析所用电路：画放大电路的交流通路方法短路RBC1++ui–+ECC2+iC+iB++TuCEuBE–RLuo––iERC对地短路对交流信号，XC≈0，对交流信号，，C可看作短路。直流可看作短路。电源不作用，电源不作用，可看作短路。短路。交流通路短路RSes–+忽略电源的内阻，忽略电源的内阻，电源端电压恒定。电源端电压恒定。RSes++uiRBRCRL+uO–––一、微变等效电路法微变等效电路：微变等效电路：把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。效为一个线性电路。即把非线性的晶体管线性等效为线性元件。化，等效为线性元件。线性化的条件：线性化的条件：晶体管在小信号（微变量）情况下工作。晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线段近似代替。可用直线段近似代替。1.晶体管的微变等效电路(1)输入回路IB?IBQ?UBEO当信号很小时，在静态工作点附近的当信号很小时，输入特性在小范围内可近似线性化。输入特性在小范围内可近似线性化。晶体管的?UBEbe输入电阻r=?IBibrbeBUCEube=ibUCE+输入特性UBEubeE晶体管的输入回路(B、晶体管的输入回路(B、E之间)可用rbe等效代之间)可用r即由r来确定u替，即由rbe来确定ube之间的关系。和ib之间的关系。rbe一般为几百欧到几千欧对于小功率三极管：对于小功率三极管：26(m)Vrbe≈300(?)+(1+β)IE(m)A-(2)输出回路IC输出特性在线性工作区是一组近似等距的平行直线。一组近似等距的平行直线。IBICOQicC+ceβibuE输出特性UCE-晶体管的输出回路(C、晶体管的输出回路(C、E之间)可用受控电流之间)等效代替，源ic=βib等效代替，来确定i即由β来确定ic和ib之间的关系。间的关系。β一般在20～200之间，一般在20～200之间之间，在手册中常用h表示。在手册中常用hfe表示。晶体管的电流放大系数ic?IC=β=?IBUibUCECE晶体管的r=?UCE=ucece?ICI输出电阻icBIBrce愈大，恒流特性愈愈大，阻值很高，好。因rce阻值很高，一般忽略不计忽略不计。一般忽略不计。晶体三极管icC+ibB+ubeEuceubeErbeBib+微变等效电路icC+βibuce-晶体管的B、之间可用等效代替。之间可用r晶体管的、E之间