阻容耦合放大电路

阻容耦合放大电路阻容耦合基本共射极放大电路稳定工作点的放大电路第五章耦合电容的作用可以概括为“隔离直流，传送交流”Uo+_RbVcc+UCEQ+_RcUBEQecbICQIBQ放大电路直流通路交流电路第五节Uo.+_RcRLUi+_.RbRsUs+_.Us+_Rs+_RbVcc+RL+_RcUi..C1C2.+_（一）静态工作点的计算根据直流通路可以写出bBEQCCBQRUVIBQCQIIcCQCCCEQRIVU+_RbVcc+UCEQ+_RcUBEQecbICQIBQ这种直流偏置电路，在VCC和Rb选定以后，IBQ的值基本固定，因此称为固定直流偏置电路。第五节Uo.+_rbeIbRcβRLUi+_.RbRsUs+_.B.AIb.Ic.Ii.Io.bRI（二）性能指标的计算1.电压放大倍数根据微变等效电路可得bebirIU)//(LcboRRIUbeLbebLbiourRrIRIUUA式中LcL//RRREQbbbe26)1(Irr负号表示输出信号电压与输入信号电压反相oUiU第五节2.输入电阻和输出电阻（1）输入电阻Ri根据输入电阻的定义及微变等效电路可求出bebbebbeibiibRbiiirRrRrURUUIIUIURibebi//rRR一般情况下都能满足Rbrbe，则Uo.+_rbeIbRcβRLUi+_.RiRbRsUs+_.B.AIb.Ic.Ii.Io.bRI第五节（2）输出电阻Ro令交流信号源负载电阻开路则可从图示电路的输出回路直接观察得到0sU)(LRUo.+_rbeIbRcβRbRs.Ib.Ic.Io.Ro第五节3.电流放大倍数bebibRbi//rRUIIILiuLooRUARUILiuibebLiuioi//RRAUrRRUAIIA式中bebi//rRR根据图示电路可列出所以Uo.+_rbeIbRcβRLUi+_.RiRbRsUs+_.B.AIb.Ic.Ii.Io.bRI第五节4.考虑信号源内阻时的电压放大倍数在Rbrbe时有beLbesbebeLusrRRrRrrRAsUo.+_rbeIbRcβRLUi+_.RiRbRsUs+_.B.AIb.Ic.Ii.Io.bRI第五节5.最大输出电压幅值根据直流通路cCCECCRIUV再根据微变等效电路得LcceRIULcL//RRR},min{FRcemaxUUU而输出信号电压故ceoUU},min{LCQCESCEQomaxRIUUUUCEQM0uCEQ-1/RCiCICQIBQRUCESURUFL1RF其中第五节+_RbVcc+UCEQ+_RcUBEQecbICQIBQ+_RbVcc+UCEQ+_RcUBEQecbICQIBQUo.+_rbeIbRcβRLUi+_.RbRsUs+_..Ib.Ic.Ii.Io.bRIT为PNP锗管。β=60，UBE=-0.2V，UCES=-0.5V。其他参数如图示。求Au，Ri，Ro及在不失真的情况下，信号源Us的最大幅值是多少？。。Us+_Rs+_RbVcc+RLUo+_RcUi..C1C2T400kΩ(-12V)3kΩ1kΩ3kΩ30μF30μF.第五节解:画出直流通路+_RbVcc+UCEQ+_RcUBEQecbICQIBQBEQbBQCCURIV)V(2.0BEQU)mA(8.1BQCQII)V(6.6)(cCQCCCEQRIVU)mA(03.0bBEQCCBQRUVI)mA(83.1BQCQEQIII)kΩ(17.126)1(EQbbbeIrr第五节画出电路的微变等效电路9.76beLiourRUUA)kΩ(17.1//bebiiirRIUR)kΩ(3coRR5.41besLisiuiousrRRRRRAUUA)mV(65usomaxsmaxAUUUo.+_rbeIbRcβRLUi+_.RiRbRsUs+_..Ib.Ic.Ii.Io.bRIV7.2},min{LCQSCEQCEomaxRIUUU第五节Ro（一）温度对静态工作点的影响第五节1.β变化对Q点的影响温度升高时，β随之增大。体现在输出特性曲线的间隔距离增大设IBQ=40μA，静态工作点Q将移动到Q1点，ICQ增大，UCEQ减小，工作点向饱和区移动。反之，温度下降，β减小，Q点将向截止区移动。β变化对Q点的影响0iC(mA)uCE(V)020204040iB=60μAiB=60μAVCCcCCRVQQ1ICQICQ1β变大ICBO是少子形成的电流，随T↑而增加。CEOBCIiiCBOCEO)1(IIICEO也随T↑而增加输出特性曲线向上平移第三节温度升高，工作点从Q点移到Q2点，ICQ增大，UCEQ减小，工作点向饱和区移动。硅管的ICBO很小，这种影响可忽略。而锗管的ICBO大，是造成它的静态工作点随温度变化的主要原因。0iC(mA)uCE(V)0020204040iB=60μAiB=60μAVCCcCCRVQQ2ICQICQ2ICBO变化对Q点的影响2.ICBO变化对Q点的影响温度每升高1℃，UBE约减小1.8mV~2.5mV。第三节温度升高，晶体管的UBE减小，体现在输入特性曲线向左移动。温度升高，图中工作点从Q点移到Q3点，IBQ增大，ICQ也将增大。-00.60.7iB(μA)uBE(V)25℃75℃UBE变化对Q点的影响QQ3IBQI'BQ3.UBE变化对Q点的影响温度升高之后晶体管参数β，ICBO，UBE的变化都使ICQ增大，静态工作点向饱和区移动。如果温度降低，则将使ICQ减小，静态工作点向截止区移动。另外，更换晶体管，相当于改变了特性曲线也会使静态工作点发生变化。怎样稳定静态工作点将放大器置于恒温装置中在直流偏置电路中引入负反馈来稳定静态工作点在偏置电路中采取温度补偿措施第五节（二）分压式电流负反馈偏置电路1.工作原理这种电路在设计时，应适当选择电阻Rb1和Rb2的适当阻值范围，使之满足下面两个条件。BQRbIIBEQBQUUCCb2b1b2BQVRRRU可以近似看作恒定不变)()(eEQEQCQRIIITBEQBQCQUII晶体管基极直流电位UBQ不变Rb2+VccReRb1becUBEQUBQICQIEQIBQIRbUCEQ+_+_第五节eBEQBQEQRUUIeBQRU所以也可以近似看作恒定不变工作点稳定过程：2.射极偏置电路的分析计算如果电路参数满足稳定条件时可以近似估算。CCb2b1b2BQVRRRUeBQeBEQBQEQRURUUI1EQBQIIBQCQII)(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVURb2+VccReRb1becUBEQUBQICQIEQIBQIRbUCEQ+_+_在不满足稳定条件或者要求较精确计算时，可以用戴维南定理化简。+RcVccReRbUBIBQIEQbecICQUCEQ+_第五节（三）稳定工作点的共射极放大电路1.电压放大倍数LbLcbo)//(RIRRIULcL//RRRRe_+IbβrbeRiRb1+_RLIi.Ib.IC.Rb2IRb1.IRb2.Ui.Ie.RcUO.Ro+_Rb1Vcc+RL+_RcUi..C1C2Rb2Re+_UoCe无Ce时的微变等效电路第五节根据下图可以推导出Uo.+_rbeIbRcβRL+_RiRb2Ui.Rb1Ii.Ib.IC.Ro这种带旁路电容的射极偏置共射极放大电路，既能稳定静态工作点，又有较大的放大倍数，在阻容耦合的放大电路中应用十分广泛。有Ce时的微变等效电路第五节2.输入电阻和输出电阻对于有旁路电容Ce的情况，从图中的微变等效电路可得beb2b1i////rRRRbeb2b1//rRR在时berRi用直接观察的方法可知输出电阻Uo.+_rbeIbRcβRL+_RiRb2Ui.Rb1Ii.Ib.IC.Ro第五节当无旁路电容Ce时，从图中的微变等效电路可得ecbebb2Rb2b1Rb1iRIrIRIRIUebeb21bbRb2Rb1iii)1(1111RrRRIIIUIURi所以Re_+IbβrbeRiRb1+_RLIi.Ib.IC.Rb2IRb1.IRb2.Ui.Ie.RcUO.Ro第五节计算输出电阻负载RL开路，信号源短接，输出端外接信号源晶体管输出电阻rce≈∞coRRoUsUU´ORe_+I'bβrbeRb1I'b.I'C.Rb2Rc.RoRsrceR´oI'o.R'b第五节3.最大输出电压幅值UomaxUF图解法分析UomaxICQUCEQ0uCEQ-1/Rc+ReiCIBQRURL1RVCCUo.+_rbeIbRcβRL+_RiRb2Ui.Rb1Ii.Ib.IC.RoRb2+VccReRb1becUBEQUBQICQIEQIBQIRbUCEQ+_+_直流负载线根据直流通路列出方程得到)(EcCCCCERRIVU交流负载线根据微变等效电路列出方程得到LcceRIU在不发生失真的情况下最大输出电压幅值第五节晶体管T的UBE=0.7V，β=50。求（1）静态工作点（2）电压放大倍数Au（3）最大输出电压幅值（4）不接电容Ce时的Au（5）若选用β=50的晶体管，重新估算（1）、（2）+_Rb1Vcc+RLUo+_RcUi..C1C2ReRb2Ce(+12V)2KΩ20KΩ30μF10KΩ2KΩ100μF4KΩ30μF第五节..)V(4b2b1CCb2BQRRVRU)mA(65.1eBEBQEQRUUI)A(3.321EQBQμII)V(5.5)(ecCQCCCEQRRIVU)mA(62.1BQCQIIRb1Vcc+RcReRb2(+12V)2KΩ20KΩ10KΩ2KΩ（1）画出直流通路第五节（2）画出放大电路的微变等效电路)kΩ(1.126)1(EQbbbeIrr6.601.1)4//2(50beLurRAUo.+_rbeRcβRL+_Rb2Ui.Rb1Ib.IC.第五节Ib)V(5.415.5CESCEQRUUU)V(16.2)4//2(62.1LCQFRIU)V(16.2},min{FRmaxo,RUU65.0R)1(ebeLurRA（4）当不接Ce时（3）求最大输出电压幅值接Ce时6.60uA所以不接Ce时的小得多uA第五节Re_+IbβrbeRb1+_RLIb.IC.Rb2Ui.Ie.RcUO.(5)若换一个β=100的晶体管)V(4b2b1CCb2BQRRVRU)mA(65.1eBEBQEQRUUI)mA(0163.01EQBQII)mA(63.1BQCQII)V(46.5)(ecCQCCCEQRRIVU)kΩ(89.126)1(300EQbeIr4.70beLurRA第五节+_Rb1Vcc+RLUo+_RcUi..C1C2ReRb2Ce(+12V)2KΩ20KΩ30μF10KΩ2KΩ100μF4KΩ30μFUo.+_rbeRcβRL+_Rb2Ui.Rb1Ib.IC.Ib（四）用补偿法稳定静态工作点Rb2+VccReRb1UDIEQIBQITRc+_D工作原理BQIIb2b1DCCRRVVIeEQBEQb2DBQRIURIUUeEQb2RIRIeb2b2b1DCCeb2EQRRRRUVRRIIeb2b2b1CCEQR