模电课件 08(保留)第二章(1)BJT放大电路基础

第二章BJT放大电路基础基本放大器及其模型放大电路是将微弱的电信号(电压、电流、功率)放大到所需的量级、且功率增益大于l的电子线路电压放大器(电压输出／电压输入）电流放大器(电流输出／电流输入）跨阻放大器(电压输出／电流输入)跨导放大器(电流输出／电压输人)放大电路1．电压放大器电压放大器在直流(或低频)信号下的电路模型LoLiuooRRRuAu电压增益的表达式为iouuuA当RL=∞时，Ro必须远远小于RLsisiiuRRRuRi远远大于信号源电阻RsAuouius+uo-RsRiRL电压放大器的模型+ui-Ro+uo-AuouiLoLuoRRRAAu=Auo。Auo称为开路电压增益，Au称为（负载）电压增益。2．电流放大器RsisRiAioiiRoRL电流放大器的模型ioii+uo-+ui-输出电流及电流增益表达式分别为LooiiooRRRiAiioiiiA当RL=0时应满足RoRL，RiRs。理想电流放大器应满足条件Ro=∞，Ri=0。LooioRRRAsissiRRRiiAi=Aio。其中Aio称作短路电流增益，Ai称作（负载）电流增益Auouius+uo-RsRiRL电压放大器的模型+ui-Ro+uo-ioriuALoLirooRRRiAu3．跨阻放大器输出电压和跨阻增益的表达式分别为当RL=∞时Ar=Aro。Aro称作短路跨导增益，Ar称作(负载)跨导增益RsisRi跨阻放大器的模型ii+ui-+uo-AroiiRLRo应设法满足RoRL，RiRs。理想跨阻放大器应满足条件Ro=0，Ri=0LoLroRRRAsissiRRRiiioguiALoogoRRRA4．跨导放大器输出电流和跨导增益的表达式分别为当RL=0时Ag=Ago。Ago称作短路跨导增益，Ag称作(负载)跨导增益LooigooRRRuAisisiiuRRRu应该满足条件RoRL，RiRs。理想跨导放大器的条件是Ro=∞，Ri=∞。AgoiiRoRL跨导放大器的模型io+uo-+ui-RsusRi5．四种基本放大器的区别与联系①增益的量纲不同②对输出电阻的要求不同，以电压作为输出量的放大器要求RoRL，以电流作为输出量的放大器要求RoRLRL+uo-AuouiRo③对输入电阻的要求不同，以电压作为输入量的放大器要求RiRs，以电流作为输入量的放大器要求RiRsRLAioiiRoio+uo-RsusRi+ui-RiRsisii+ui-2．1．2共射放大电路的组成及其直流、交流通道1．共射放大器组成的基本原则usRsC1Rb1Rb2RcReRLC2+ui-+uo-EC+uCE=UCE+uce-CeiB=IB+ibiC=IC+ic阻容耦合共射放大器电路+uBE-(1)交流信号源：us为其开路电压，Rs为其内阻(2)输入耦合电容C1：对直流其容抗1/（ωC1）→∞，相当于开路，交流信号其容抗1/（ωC1）→0，容抗足够小，可视为短路(3)基极偏置电路：发射结必须正偏，集电结必须反偏电源EC经电阻Rb1、Rb2组成的分压式偏置电路和Re给发射结提供以正向偏置①电源EC经Rc和Re给集电结以反偏，为晶体管集—射极间提供合适的偏置UCE和IC。②把晶体管的集电极电流iC的变化转化成输出电压uCE的变化，并传给负载RL(5)输出端耦合电容C2：其作用与C1相同，对直流开路，用于隔断晶体管与负载RL的直流联系；对交流短路，起到耦合传送交流信号到负载的作用。Ce为发射极旁路电容，主要作用是使射极电阻Re对交流短路，消除Re的交流负反馈的影响。(6)放大器负载RL：可以是一个实际的负载（如电阻、喇叭、显像管等），也可以是下一级的放大电路在输入信号ui的控制下，把EC提供的直流能量转化成较大的交流信号能量输出iB=IB+ibuBE=UBE+ubeiC=IC+icuCE=UCE+uce第一，要有直流通路，即保证晶体管BJT发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置，使晶体管工作在放大区，以实现电流的控制作用。第二，要有交流通路，使输入的待放大信号能加到发射结上，以控制三极管的电流，而且放大了的信号能从电路中输出在晶体管放大电路的设计和分析中有两类基本问题第一，直流偏置问题：在放大电路直流通道上设计和分析静态工作点，即确定IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ等。主要的分析方法有：估算法、等效电源法、图解法。第二，交流动态（传输）问题：在放大电路的交流通道上分析和设计交流信号的放大与传输关系，求解放大电路的电压、电流、功率增益（Ai、Au、Ap）以及输入、输出电阻（Ri、Ro）等。动态分析的主要方法有：图解法和微变等效电路法。例2．1用上述原则判断下图所示电路是否具有电压放大作用RcEC（d）RbC1C2（b）RcC2RbC1EC（c）RbC1C2EC（a）RbRcC1C2EC图(a)由于C1隔直流的作用，无输入直流通路。图(b)由于C1的旁路作用使得输入信号电压无法加入。图(c)由于没有Rc，只有信号电流，无信号电压输出，或者说输出信号电压无法取出。图(d)发射结没有正向偏置电压。C2．直流通路建立放大器工作点的电路IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ画直流通路的方法电感短路UBEQ为0.7V或0.3VIBQ、ICQ、UCEQC10电容开路L0L变压器初级线圈与次级线圈之间开路输入端信号源为零+us-is电容开路电感短路输入端信号源为零变压器初级线圈与次级线圈之间开路usRsC1Rb1Rb2RcReRLC2+ui-+uo-EC+uCE=UCE+uce-CeiB=IB+ibiC=IC+ic阻容耦合共射放大器电路+uBE-电容开路电感短路输入端信号源为零变压器初级线圈与次级线圈之间开路Rb1Rb2RcReEC+UCE-IBICRb1Rb2RcReEC+UCE-IBIC（2）静态工作点Q的估算法UBI1I2I1=IB+I2UBEI1≈I2IBI1,I2i)求出基极工作点电位CbbbBERRRU212UBEQ为0.7V或0.3Vii)求出发射极工作点电流IEIEeBEBERUUI)1(EECIIIiii)求集电极工作点电压)(ecCCCERRIEU+UCE-分压式共射直流偏置电路ECIIeBERUI例2．2估算硅PNP管偏置电路的工作点EC=-6VRbRc250kΩ1．5kΩICIB+UCE-+UBE-非分压式共射直流偏置电路i)求出基极电流IBIBbBECBRUEI)(2.2110250)7.0(63Aii)求出集电极极电流ICBCII)(12.2)2.21(100mAICcCCCERIEUiii)求UCE+UCE-)(82.25.1)12.2(6VReeEcCCCERIRIEUecCCCERRIEU因为UCEUBE，对于PNP管而言，集电结反偏，上述计算有效bCBREIEC=-6VRbRc250kΩ1．5kΩICIB+UCE-+UBE-Rb1Rb2RcReEC+UCE-IBIC分压式共射直流偏置电路i)求UBCbbbBERRRU212ii)求IEICeBEBERUUIECIIiii)求UCE)(ecCCCERRIEU非分压式共射直流偏置电路i)IBii)ICBCIIiii)UCEcCCCERIEUecCCCERRIEURe判断三极管是否处于放大状态bBECBRUEIeBERUIbCRE作业：P862.1(a)(b)(d)(e)2.2（3）等效电源法求解静态工作点Rb1Rb2RcReEC+UCE-IBIC利用戴维南定律Rb=Rb1//Rb2RbUBB221bbbCBBRRREUi)列出输入回路的电压偏置方程求IBUBB＝IBRb+UBE+(IB+IC)ReebBEBBBRRUUI1ii)求ICiii)列出输出回路的电压偏置方程求UCEIC=βIBUCE=EC–ICRc-IERe≈EC–IC(Rc+Re)2．交流通路画交流通路的方法1）耦合电容，旁路电容2）直流电源对地短路01Cω较大L短路3）高频扼流圈开路4）独立恒流源开路IsEcCLusRsC1Rb1Rb2RcReRLC2+ui-+uo-EC+uCE=UCE+uce-CeiB=IB+ibiC=IC+ic阻容耦合共射放大器电路+uBE-1）耦合电容，旁路电容短路2）直流电源对地短路usRsRb1//Rb2ibRLRcic+uce-+uo-u’sRb1//Rb2//RsibRLRcic+uce-+uo-sbbsbbsuRRRRRu2121////