1、,第二章 交流放大电路,电子技术,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,第三节、静态工作点的稳定,第二节、放大电路的分析,第一节、单管交流电压放大电路的组成,第二章 交流放大电路,*第九节、场效应管及其放大电路,第八节、功率放大电路,第七节、射极输出器,第六节、放大电路中的负反馈,第五节、阻容耦合多级放大电路,扩音机电路示意图,放大器,信号源,负载,第一节 单管交流电压放大电路的组成,一、基本电压放大电路的组成,二、各元件的作用,第一节、单管交流电压放大电路的组成,将微弱电信号放大,推动功率放大电路,输出足够大功率去推动执行元件,低频放大电路工业电子技术中, 输入交流的频率范围在20Hz200
2、00Hz。,第一节、单管交流电压放大电路的组成,第一章学习了用于放大的三极管电路。,第一节、单管交流电压放大电路的组成,一、电路组成,放大电路组成原则：,1、晶体管工作在放大区，发射结正向运用，集电结反向运用。,2、输入交流信号能送入晶体管e结放大，放大后的交流信号能顺利送到负载上输出。,3、放大电路工作点稳定，失真小。,第一节、单管交流电压放大电路的组成,放大电路组成,晶体管T,耦合电容,集电极电阻,负载,直流电源,基极电阻,交流信号源,信号源 内阻,静态时耦合电容C1和C2两端均有电压。共射放大电路静态时，输入信号源相当于短路，因此，耦合电容C1的端电压等于三极管基极电位值VB，左低右高；
3、静态下由于无输出，所以输出端也相当短路，耦合电容C2的端电压等于三极管输出电压值UCE，左高右低。,第一节、单管交流电压放大电路的组成,二、元件作用,设置合适的IB,隔直通交,将iC的变化转化为uO的变化,直流电源 提供能量来源,电解电容的正极性，表示接直流高电位。,设各电电位的参考点为“零”，称“地”,单电源和简化画法,第一节、单管交流电压放大电路的组成,第二节 放大电路的分析,一、静态分析,二、动态分析,三、波形失真与工作点的关系,第二节、放大电路的分析,（1）静态的工作情况 静态当输入信号为零时，放大电路的工作状态，即直流电流及电压值。,概述,IB、IC、UBE、UCE,1、放大电路的两
4、种工作情况,（2）动态的工作情况动态当加入输入信号时，放大电路的工作状态，即在直流基础上加交流信号。,交流瞬时值：ib、iC、ube、uce,瞬时总值：i、iC、uBE、uCE,包括直流量和交流量,第二节、放大电路的分析,（1）静态分析,确定静态值（直流值）：IB、IC、UBE、UCE,2、放大电路的分析的主要任务,（2）动态分析,确定电压放大倍数Au、输入电阻ri和输出电阻ri。,第二节、放大电路的分析,表2-2-1 放大电路中电压和电流符号,第二节、放大电路的分析,一、静态分析,交流通路交流信号流经的通路(交流等效电路),直流通路不加交流信号时直流电流流经的通路(直流等效电路),（一）直流
5、通路和交流通路,为了研究问题方便,把交、直流分开研究。,第二节、放大电路的分析,直流通路,遵循原则: C对直流开路,对交流短路; 直流电源对交流短路(忽略内阻)。,遵循原则: C对直流开路,对交流短路; 直流电源对交流短路(忽略内阻)。,交流通路,第二节、放大电路的分析,1、估算法 用直流通路确定静态值,输入回路电压方程:,输出回路电压方程:,UCC = IBRb + UBE,UCC = ICRC + UCE,直流通路,第二节、放大电路的分析,讨论,讨论,整理可得：,一般取: 硅管 UBE=0.7V，锗管 UBE=0.2V。,第二节、放大电路的分析,直流通路,讨论,第二节、放大电路的分析,直流
6、通路,固定式偏置放大电路 静态电流IB近似为一个固定值。,IB固定偏置电流。,RB固定偏置电阻。,讨论,第二节、放大电路的分析,直流通路,例2-2-1 UCC=12V,RC=2K, RB=200K,=50,IC=2mA, UCE=8V,试求：放大电路静态值。,解：,讨论,第二节、放大电路的分析,直流通路,例2-2-2UCC=24V,=50,IC=2mA, UCE=8V, 试估算RB电阻。,解：,2、用图解法确定静态值,第二节、放大电路的分析,把u、i的代数关系式,转换为几何图形,用作图方法求解。,第二节、放大电路的分析,内部条件在输入特性曲线上 外部条件在直线上，满足uBE=UBB-iBRB,
7、内部条件在输出特性曲线上 外部条件在直线上，满足uCE=UCC-iCRC,uCEUCCiCRC,直流负载线通过直流通路得到，且与集电极负载电阻有关。,输出回路分析,第二节、放大电路的分析,是一个线性方程,两点定一直线, 找两特殊点,计算IBUCC/RB, 找IB那条曲线。,直流负载线与IB曲线交点为Q点。,确定IB、IC、UCE。,UCC,IB,第二节、放大电路的分析,做输出直流负载线。,令iC0时: uCEUCC 令uCE0时: iCUCC/RC,作图步骤：,静态工作点Q代表：IB、IC、UCE,输入回路分析略,VCC,IB,静态工作点Q的调整：,Q点沿直流负载线下移至Q,RB,Q点沿直流负
8、载线上移至Q,RB,第二节、放大电路的分析,第二节、放大电路的分析,二、动态分析,动态当加入输入信号时，放大电路的工作状态，即在直流基础上加交流信号。,第二节、放大电路的分析,静态工作情况,us=0,直流量,C2隔直作用,直流无法到达,输入信号为零时,C2,动态工作情况,us,瞬时总量,只有交流信号,有输入信号时,第二节、放大电路的分析,直流量,直流分量,交流分量,瞬时总值 iB 直流分量IC 交流分量ib,结论：,1、交直流共存于放大电路,直流是基础，交流是目的,直流分量,交流分量,在直流量的基础上叠加了一个交流量。,单方向脉动电电流和电压的大小变化，方向不变,第二节、放大电路的分析,uCE
9、 = UCC iC RC,2、uo与ui倒相180,第二节、放大电路的分析,原则一：工作在放大区，有合适静态工作点。,C1隔断直流,无合适静态工作点,工作在截止区,例2-2-1放大电路能否完整地放大信号？,UCC极性反,工作在截止区,讨论,第二节、放大电路的分析,图a,原则二：输入交流信号能送入三极管e结放大。,U将输入交流信号旁路,使之不能送入三极管e结放大,讨论,第二节、放大电路的分析,图b,原则三：输出交流信号能送到负载上。,UCC将输出交流信号短路,使之不能送到负载上,讨论,第二节、放大电路的分析,图C,三、波形失真与工作点关系,主要研究,1、失真原因,第二节、放大电路的分析,对电压放
10、大电路要求：得到符合要求的电压放大倍数；失真尽量小。,(2-40),uo,可输出的最大不失真信号,选择静态工作点,(2-41),uo,2.失真分类：Q点过低，信号进入截止区,放大电路产生 截止失真,(2-42),Q点过高，信号进入饱和区,放大电路产生 饱和失真,第二节、放大电路的分析,饱和失真,3、失真改善,减小IB, Rb 减小RC,改变负载线斜率。,截止失真 增大IB, Rb,4、信号及Q点选择Q点选在负载线中点。输入信号不要太大。,改变 RB、RC、UCE 均能调整Q点，但改变 RB最方便 。,第三节 静态工作点的稳定,一、温度对静态工作点的影响,二、分压式偏置放大电路,一、 静态工作点
11、的稳定,为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。,对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由UBE、 和ICEO 决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。,T,UBE,ICEO,Q,（1）温度对UBE的影响,（2）温度对 值及ICEO的影响,总的效果是：,(2-48),小结：,固定偏置电路的Q点是不稳定的。 Q点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、 IC增加时，能够自动减少IB，从而抑制Q点的变化。保持Q点基本稳定。,常采用分压式偏置电路来稳
12、定静态工作点。电路见下页。,二、分压式偏置放大电路,（一）电路组成,RB：上、下偏置电阻。 RE：发射极电阻。 CE：发射极旁路电容。,典型的Q点稳定电路。,第三节、静态工作点的稳定,VB基本不受与温度影响,故：,直流通路,第三节、静态工作点的稳定,1、利用RB1、RB2分压来固定基极电位,直流通路,第三节、静态工作点的稳定,2、利用RE求出反映IC变化的电位UE,（使VBUBE）,当VB固定时，IC、IE基本不变,（二） 稳定原理,UE,第三节、静态工作点的稳定,直流通路,第三节、静态工作点的稳定,CE作用使交流信号不经过RE,避免在RE上产生交流压降，导致电压放大倍数下降。,发射极旁路电容
13、,第三节、静态工作点的稳定,（三）静态工作点的估算,条件:,直流通路,计算IB较困难，先从计算VB入手。,第三节、静态工作点的稳定,例2-3-1 UCC=18V,RC=3K, RE=1.5K, RB1=33K, RB2=12K,=60。 试求：放大电路静态值。,解：,第四节 放大电路的微变等效电路分析法,一、晶体管的微变等效电路,二、电压放大倍数的计算,三、放大电路输入电阻和输出电阻的计算,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,放大电路分析,静态分析,动态分析,估算法,图解法,微变等效电路法,图解法,计算机仿真,麻烦、误差大、无法计算输入和输出电阻,只介绍此法,目 的：将含有三极管的非线性电路
14、等效成线性电路。,等效条件：小信号范围内，输入特性近似看成直线。,放大电路的微变等效电路法,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,ID,输入回路,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,输出回路,输入信号很小时,Q点的切线与曲线重合,rbe为常数。,一、晶体管的微变等效电路,输入回路,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,E,B,三极管输入电阻,动态电阻与静态工作点有关,静态电流,rbe在晶体管手册中常用h表示,课本取 100,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,输出回路,IB,受控电流源,考虑曲线上翘影响,iC=ib+ iC,同样 Ib下, uCE增大,iC在ib的基础上略有增大,第四节、放
15、大电路的微变等效电路分析法,相当在ib的基础上并了一个iC支路,支路中的电阻为rbe。,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,晶体管的微变等效电路,简化的微变等效电路,rce阻值很高, rce RL,忽略,用复数表示的微变等效电路,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,二、放大电路的微变等效电路,交流通路,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,二、电压放大倍数的计算,表明输入电压和输出电压反相,放大电路信号源内阻RS不可忽略时,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,电压放大倍数降低了,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,电压放大倍数是放大电路重要性能指标,但大,rbe也大。,IE太大，产生饱
16、和失真,但太大易失真。,必须综合考虑RC、rbe,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,二、放大电路的输入电阻和输出电阻的计算,放大电路与信号源、负载之间是相互联系、相互联系的。,信号源放大电路输入端电路输出端负载,1、输入电阻ri：从信号源两端向放大器看进去，相当一个动态电阻。,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,2、输出电阻ro：放大器对负载而言，是一个信号源，其内阻为ro。,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,RC,Rs,Rb,一般几千欧较高,对ri、ro的一般要求,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,希望ri高：,从信号源索取电流小，减轻信号源负担。,放大电路从信号源分压大，提高电压放大倍数。,希望rO低：,放大电路相当恒压源，当RLro时，RL变UO（有效值）不变，带负载能力强。,归纳,小信号范围内，将含有三极管的非线性电路等效成线性电路。,微变等效电路法,1、三极管的微变等效电路,称h参数等效模型或低频小信号模型。,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,归纳,3、动态参数计算,电压放大倍数,输入电阻ri,输出电阻ro,第四节、放大电路的微变等效电路分析法,2、放大电路的微变等效电路,
