1、9 2 1基本放大电路的概述 组成及各元件的作用 9 2 1 1基本放大电路的组成 9 2 1 2放大电路中各元件的作用 9 2 1 1基本放大电路的分类 在生产和科研中 经常需要将微弱的电信号进行放大 以便有效地进行观察 测量 控制和调节 晶体管的主要用途之一是利用其放大作用组成放大电路 晶体管放大的条件 共发射极 共集电极 共基极 晶体管电路的三种连接方式 发射结正偏 集电结反偏 基本放大电路 共发射极 9 2 1 2放大电路中各元件的作用 晶体管 放大元件 电源EC 保证发射结处于正向偏置 集电结处于反向偏置 为输出信号提供能量 集电极电阻RC 将电流的变化变换为电压的变化 以实现电压放
2、大 基极电阻RB 使发射结处于正向偏置 提供大小适当的基极电流 耦合电容C1和C2 用来隔断直流 耦合交流 电容值应足够大 以保证在一定的频率范围内 电容上的交流压降可以忽略不计 即对交流信号可视为短路 9 2 2放大电路的静态分析 基本思想 非线性电路经适当近似后可按线性电路对待 利用叠加定理 分别分析电路中的交 直流成分 一 分析三极管电路的基本思想和方法 直流通路 ui 0 分析静态 交流通路 ui 0 分析动态 只考虑变化的电压和电流 基本方法 图解法 解析法 二 放大电路的静态分析 静态分析的目的 确定放大电路的静态工作点 直流值 IB IC UCE 分析方法 利用直流通路计算放大电
3、路的静态工作点 静态工作点 例9 3在共发射极基本交流放大电路中 已知VCC 12V RC 3k RB 240k 试求放大电路的静态工作点 解 9 2 3放大电路的动态分析 9 2 3 1放大电路的动态工作情况 9 2 3 2放大电路中各电压 电流的定义 9 2 3 3微变等效电路法 9 2 3 1放大电路的动态工作情况 在静态的基础上加入输入信号时的工作状态称为动态 IBQ ICQ UCEQ UBEQ 9 2 3 2放大电路中各电压 电流的定义 AA A 大写表示电量与时间无关 直流 平均值 有效值 A 小写表示电量随时间变化 瞬时值 大写表示直流量或总电量 总最大值 总瞬时值 小写表示交流
4、分量 总瞬时值 直流量 交流瞬时值 直流量往往在下标中加注Q A 主要符号 A 下标符号 uBE UBE ube 9 2 3 3微变等效电路法 动态分析的目的 确定放大电路的电压放大倍数 输入电阻和输入电阻 分析方法 微变 小信号 等效电路分析法 一 晶体管的微变等效电路 从输入端口看进去 相当于电阻rbe 从输出端口看进去为一个受ib控制的电流源 ic ib 阻值很高 约几十千欧 几百千欧 可忽略 二 放大电路的微变等效电路 画交流通路原则 1 直流电压源视为短路 2 视电容对交流信号短路 微变等效电路是对交流分量而言 先画放大电路的交流通路 将交流通路中的晶体管用其微变等效电路来代替 即得
5、到放大电路的微变等效电路 交流通路 交流通路 微变等效电路 交流通路 基本放大电路 三 放大电路的动态参数计算 1 电压放大倍数的计算 当输入的是正弦信号时 各电压和电流都可用相量表示 电压放大倍数 开路时电压放大倍数 2 放大器输入电阻的计算 3 输出电阻的计算 ro RC RC一般为几千欧 因此 这种基本放大电路的输出电阻较高 受控源相当于开路 晶体管的输入电阻rbe比较小 所以基本放大电路的输入电阻不高 例9 4在共发射极基本交流放大电路中 已知VCC 12V RC RL 2k RB 470k 试求电压放大倍数 输入电阻 输出电阻 解 ro RC 4k 9 3静态工作点的设置与稳定 放大
6、电路设置了合适的静态工作点 当加入合适的输入信号时 输出信号会随输入信号而变化 不会产生失真 失真 是指输出信号的波形不像输入信号的波形 一 放大电路的非线性失真 因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上的线性范围 从而引起非线性失真 1 Q 过低引起截止失真 NPN管 uCE顶部失真为截止失真 PNP管 uCE底部失真为截止失真 交流负载线 2 Q 过高引起饱和失真 ICS NPN管 uCE底部失真为饱和失真 PNP管 uCE顶部失真为饱和失真 1 温度升高 输入特性曲线向左移 温度每升高1 C UBE 2 2 5 mV 温度每升高10 C ICBO约增大1倍 2
7、 温度升高 输出特性曲线向上移 T1 T2 温度每升高1 C 0 5 1 输出特性曲线间距增大 O 二 温度变化对放大电路静态工作点的影响 温度升高 静态工作点向上移 三 常用静态工作点稳定电路 分压式偏置放大电路 VCC 直流电源 使发射结正偏 集电结反偏 向负载和各元件提供功率 C1 C2 耦合电容 隔直流 通交流 RB1 RB2 基极偏置电阻 提供合适的基极电流 RC 集电极负载电阻 将 IC UC 使电流放大 电压放大 RE 发射极电阻 稳定静态工作点 Q CE 发射极旁路电容 短路交流 消除RE对电压放大倍数的影响 1 静态分析 UBE UCE IB I1 IC IE 要求 I1 5
8、 10 IB B 5 10 UBE 稳定 Q 的原理 T IC UE UBE IB IC 直流通路 2 动态分析 交流通路 微变等效电路 电压放大倍数 输入电阻 输出电阻 ro RC rbe Ri Ro 3发射极电阻及信号源内阻的影响 一 发射极电阻对放大器性能的影响 交流通路 微变等效电路 ro RC RE使放大器输入电阻增大 但放大倍数降低 二 信号源内阻对电压放大倍数的影响 源电压放大倍数 解 1 求 Q 例11 3 100 RS 1k RB1 62k RB2 20k RC 3k RE 1 5k RL 5 6k VCC 15V 求 Q ri ro ro RC 3k 2 求 ri ro 去掉旁路电容CE时 1 静态工作点 Q 不变 ro RC 3k 2 求 ri ro
