电工电子技术第十章ppt

第十章基本放大电路第一节基本放大电路的组成第二节放大电路的图解法第三节静态工作点的稳定第四节微变等效电路法第五节共集电极放大电路○RSRBRCC1++C2uSUBBUCCuO第一节基本放大电路的组成三极管---放大元件，起电流控制作用。电源UBBUCC---给三极管提供工作电压。RC---一方面给管子合适的电压，另一方面它将集电极的电流变化转变为电压变化，实现电压放大。电容---C1、C2耦合电容，其隔直通交的作用。电阻RB---限制IB大小；○○○RSRBRC++uSuO＋UCC放大作用ui变化量Δui通过C1加至B极引起iB变化ΔiB，从而引起iC变化ΔiC、RC上压降RCiC变化，则uCE=UCC－iCRC发生变化。iB↑→iC↑→uCE↓当电路参数选择适当，u0的幅度将比ui大，但两者相位相反。○○○RSRBRC++uSuO＋UCC放大电路放大交流信号的条件给三极管提供电流放大的必要条件保证信号的畅通第二节放大电路的图解法放大电路的静态分析放大电路的动态分析非线性失真符号说明：iB=IB+ibiC=IC+ic直流分量：IB、IC、IE、UCE交流分量：ib、ic、ie、uce总电流量：iB、iC、iE、uCEiE=IE+ieuCE=UCE+uce直流通道在Δui=0时所形成的直流通路称为直流通道。直流通道里只有直流量，此时称放大电路为静态。画法：视电容为开路，画出电路其余部分。○○○RSRBRC++uSuO＋UCC○○RBRC+UCCICIB一、放大电路的静态分析○○RBRC+UCCICIB静态工作点：电路处于静态时的IB、UBE、UCE在三极管特性曲线上决定的一点Q，叫静态工作点。1．静态工作点的估算法对直流通道列写电压方程输入回路：UIRUBEBBCCRUUIBBECCBRV7.0UBCC（硅=0.7V,锗=0.3V）UBEUBEIIBC输出回路：UIRUCECCCCIRUUCCCCCE2.图解法在输出特性曲线上UCE=UCC－RCIC直线，其交点为Q。Q点在x、y轴上投影分别为UCE、IC，称UCE=UCC－RCIC为直流负载线。IC（mA)UCE(V)IB=20μA4060801000UCCCCCRUQR1C其斜率为ICUCE交流通道只考虑交流信号形成的电路通道称为交流通道。此时视直流量短路，电路为动态。画法：视直流源、电容短路。○○RSRBRCuSuO二、放大电路的动态分析返回iB/μAuBE/VQ′ube=uiibicQ″QO返回iC/mAuCE/VIB=20μAQicQ″Q′uceOIB=40μAIB=60μAIB=80μAIB=100μAIB=0uiiBIBiCICuCEUCE信号是叠加在静态基础上的,输出信号与输入信号相位相反，相差180°。ubeuce＝ubeUBE三、非线性失真1．静态工作点的设置要使放大器能正常工作，必须设置一个合适的静态工作点，否则将会引起非线性失真。非线性失真：截止失真、饱和失真、双向失真。截止失真原因：Q点太低，放大器到了截止区改善：提高Q点，一般减少RB，增加IB，使IB≥IBM饱和失真：原因：工作点Q太高，使放大器工作到了饱和区。改善：降低Q，增大RB，减少IB.iC（mA)uCE(V)20406080100icuceuce截止现象：ib、ic负半周削除;uce正半周削除饱和现象：ib不失真，ic正半周削除;uce负半周削除。为了防止失真，工作点最好使Q位于负载线中点，即UCE大约为UCC一半左右。icQQ″Q′QQ″Q′ibibIC/mAUCE/VIB=20μAUCCQ例、已知固定偏置电路，当RB、UCC不变，RC增加时，Q点将如何移动；当RC、UCC不变，RB减少时，Q点将如何移动；当RB、RC不变，UCC减少时，Q点将如何移动。解:当RB不变，RC增加，直流负载线斜率减小，Q点左移Q1当RC不变，RB减少，IB增加，Q点左上移Q2当RB、RC不变，UCC减少时，直流负载线左移Q点左下移Q3UCC′返回IB=40μAIB=60μAIB=80μAIB=100μAO三极管状态判断当UBE0.5V时，VT截止IB≈IC=0当UBE0.5V，当IB≥IBSBE、BC正偏，VT饱和当0IBIBS，VT放大○○RBRC+UCCICIBIBS=（UCC－0）/βRCUBEUCE第三节静态工作点的稳定温度对静态工作点的影响分压式偏置电路一、温度对静态工作点的影响温度↑→IC↑温度上升，工作点Q上移，易发生饱和失真；温度下降，工作点Q下移，易发生截止失真。二、分压式偏置电路○RB1RB2RERc+Ucc～RsRLusC1C2CEIBI2I1RB1、RB2—偏置电阻，固定基极电位UB;RE—射极电阻，固定射极电流IE;CE—隔直通交电容。工作点估算IIIB21IIB2II21URRRUCC2B1B2BBRUUIIEBEBECIICBRIRIUUEECCCCCE)RR(IUECECC工作点稳定过程ITCoICIBUBERIUUEEBBEEIEERIuBE(V)iB(μA)靠RE上压降的变化稳定工作点；加入RE后，电压放大倍数下降，在RE两端并联电容CE。第四节微变等效电路法晶体管的微变等效电路共射放大电路的微变等效电路放大器的性能分析一、晶体管的微变等效电路1.微变等效电路将三极管等效为线性元件的电路。等效条件：信号变化范围小。2．三极管微变等效电路输入端－－三极管输入电阻衡量IUrBBEbeIB(μA)UBE(V)Q△UBE△IB26200(1)()beEmVmAIr输出端－－输出等效电阻IC(mA)UCE(V)IUCCEcerrce－－受控电流源IIbc三极管ic=βib→受控电流源rbe→电阻rce→开路BCEBErbeibicβib步骤a)做三极管等效电路，标注B、C、E三极；b)将三极管放大电路的UCC、C1、C2短路，将RB、RC等元件对号入座。二、共射放大电路的微变等效电路C○RBRC++uO＋UCCBCE○○uiuiRBRCRLrbeibicβibRLuO○RB1RB2RERC+UCCRLC1C2BCEuiRB1RCRLrbeibicβibuoRB2RE返回++uoui－uiRBRCRLrbeibicβibuO三、放大器的性能分析1.放大倍数ouiUAUbibeUIrbOCL(//)UIRRbL'IRLLC'//RRRbLLUbebbe''IRRArIrrirO2.输入电阻riiiiUIriBbebe//rRrrbbeRr3.输出电阻roOOOUIrro可在输入电压为零，负载开路的条件下求得。OCrRiiiO4.考虑信号源内阻OusSUAUOiiSUUUUiiSiSUrRrUiuSUAULbeusbeSbe'RrArRr○RBRC++uO＋UCCRSuSuiRL～RSUSri·Ui·～例：已知：RB1=40KΩ,RB2=20KΩ,RC=2.5KΩ,RE=2KΩ,Ucc=12V,UBE=0.7V,β=40,RL=5KΩ。试计算Q、Au、Ri、Ro。○RB1RB2RERC+Ucc～RsRLUs解：解题步骤UB→UEIEIC←IBUCE↓UB=RB2RB1+RB2·Ucc=20×1240+20=4VUE=UB－UBE=4－0.7=3.3VIE=UERE=3.32=1.65mAIC≈IE=1.65mAIB=ICβ=1.6540=41μAUCE≈Ucc－IC(RC+RE)=12－1.65×(2+2.5)=4.575VuiRB1RCRLibicrbeβibuORB2=0.846kΩ26200(140)1.65berrR//RAbeLCu2.5//5400.84678.502.5kΩCrR12r////0.846BBbeiKRRr○RB1RB2RE2Rc+UccRLRE1例：已知：RB1=33KΩ,RB2=10KΩ,RC=3.3KΩ,RE1=200Ω,RE2=1.3KΩ,Ucc=12V,rbe=994Ω,β=50，RL=5.1KΩ。试计算Au、Ri、Ro。Ui·Uo·RE1RB2RB1rbeRLRCβİb1EbbebiRI)1(IUrRIULb01EbeLUR)1(rR'A2.051994.0)1.5//3.3(509.81EbbebiRI)1(rIU2Bi1Bi1EbeiiRURUR)1(rUIK6.4)2.051994.0//(10//33]R)1(r//[R//RR1Ebe2B1BiK3.3RRCOİbİc第五节共集电极放大电路共集电极放大电路的分析共集电极放大电路的特点及应用一、共集电极放大电路（射随器）○RBRE++uo＋UCCRSuSuiRL～返回EubeE'(1)'(1)RArRuu11AA且beE'(1)rRBbeEi'//[(1)]rRrRri越大，电源电阻RS分压越小，对信号衰减越小。输出电压与输入电压相同输入电阻高beSBoE(//)//1rRRrR输出电阻低返回ro越小，带负载后输出电压变化越小，带负载能力越强。返回～usriRS～uo′roRL放大电路Ui·Uo·多级放大电路的输入级输入电阻高，减轻信号源负担。输出级输出电阻低，提高带负载能力。中间级ri相当于前一级负载电阻；ro相当于后一级信号源内阻。二、射随器的应用返回