电子技术新课件 第2章 基本放大电路.ppt
合集下载
第2章基本放大电路
UCE -
RB——固定偏置电阻(fixed-bias resistance) 。
可见：改变RB、 RC、 UCC均可改变静态工作 点，调RB最方便。
22
讨论
第二节 放大电路的分析
[例2-2-1] UCC=12V,RC=2kΩ, RB=200kΩ,β=50,试求：放大电路静 态值。
解：
IB
UCC UBE RB
C对直流开路,对交流 短路;
直流电源对交流通路 短路(忽略内阻)。
+UCC
RB
RC
C1+ IBQ
ICQ + C2
+
ui
RS uS
–
+
RL uo
–
第二节 放大电路的分析
直流通路
+UCC
RB
RC
19
讨论
第二节 放大电路的分析
(二) 估算法 用直流通路确定静态值
输入回路电压方程: UCC = IBRB + UBE
Ube
uBE UBE(AV)
集电极电源
UCC
基极电源
UBB
发射极电源
UEE
17
一、静态分析
第二节 放大电路的分析
放大电路输入端无输入信号，即ui=0, 电路中只有直流电压和直流电流
直流通路(direct current circuit)— —不加交流信号时直流电流流经的通路 (直流等效电路)
18
遵循原则:
为了研究问题方便,把交、直流分开研究。
+UCC
交流通路(alternating
current circuit)——
交流信号流经的通路(交
流等效电路)
第2章 基本共射放大电路的工作原理
3．把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。
4．体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下《岳阳楼记》，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也
是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于《岳阳楼记》的千古名篇——《醉翁亭记》。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(1007—1072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江
参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。《醉翁亭记》就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1．初读文章，结合工具书梳理文章字词。2．朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例
上限频率
4) 非线性失真系数D
5)最大不失真输出电压Uom：交流有效值。 6）最大输出功率Pom和效率
测试上述指标参数，要在放大电路上输 入什么样的信号？
二、基本共射放大电路的组成及各元件的作用
VBB、Rb：使UBE＞ Uon，且有 合适的IB。 VCC：使UCE≥Uon，同时作为负 载的能源。 Rc：将ΔiC转换成ΔuCE(uo) 。
RL
将输出等效 成有内阻的电 压源，内阻就 是输出电阻。
空载时输出 电压有效值
带RL时的输出电 压有效值
第2章 基本放大电路(1)2.1放大的概念和放大电路的主要性能指标2.2基本放大电路的工作原理
18 33 25 2 - 1 - 35
2.2.4 放大电路的组成原则（P82~P83) 放大电路的组成原则（
一、放大电路的组成原则
1. 晶体管必须偏置在放大区： 晶体管必须偏置在放大区： ——发射结正偏，集电结反偏。 发射结正偏，集电结反偏。 发射结正偏 2. 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。 3. 输入信号能通过输入回路作用于放大管。 输入信号能通过输入回路作用于放大管。 4. 输出回路将变化的电流作用于负载。 输出回路将变化的电流作用于负载。
IC IE
（ 略 小 IB） 忽 微 量
**3、输出特性三个区域的特点 、输出特性三个区域的特点:
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。 放大区：发射结正偏，集电结反偏。 即： IC=βIB , 且 ∆IC = β ∆ IB
c b N P N e
UC>UB >UE
c b P N P e
UC<UB <UE
V BB − U BEQ + u i iB = Rb
= I BQ
= I BQ
ui + Rb + ib
2 - 1 - 30
iC = β i B
= β ( I BQ + i b ) = I CQ + i c
2 - 1 - 31
u CE = V CC − i C R c
= V CC − ( I CQ + i c ) R c
Ri越大，Ii 就越小，ui就越接近 S 越大， 就越小， 就越接近u
2 - 1 - 12
RO
表征放大电路带负载能力的。 表征放大电路带负载能力的 三、输出电阻 ------表征放大电路带负载能力的。 断开负载后， 断开负载后，向放大电路输出端看进去的等效内 定义为输出电压有效值与输出电流有效值之比 输出电压有效值与输出电流有效值之比。 阻，定义为输出电压有效值与输出电流有效值之比。
第2章基本放大电路
2020/8/15
韩良
7
模拟电子技术基础
3. 输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻
ii
+
RS
+
+
uS -
ui
-
+
信号源 Ri
放大电路 Ro
Ri uo
io
+
+
uo
RL
-
+
Ro 负载
输出电阻的定义：
Ro
=
uo io
RL ,
us 0
输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越小，放 大电路带负载的能力越强，反之则差。
静态时，U BEQ U Rb1
2. 信号源与放大电路不“共地”
动态时，VCC和uI同时作用 于晶体管的输入回路。
共地，且要使信号
搭载在静态之上
2020/8/15
韩良
15
模拟电子技术基础
两种实用放大电路：（2）阻容耦合放大电路
－＋
UBEQ
＋－
UCEQ
C1、C2为耦合电容！
耦合电容的容量应足够 大，即对于交流信号近似 为短路。其作用是“隔离 直流、通过交流”。
2020/8/15
韩良
11
模拟电子技术基础
2.2.2设置静态工作点的必要性
为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零 时有合适的直流电流和极间电压？
输出电压必然失真！
设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题，但Q点 几乎影响着所有的动态参数！
2020/8/15
韩良
12
模拟电子技术基础
2.2.3基本共射放大电路的波形分析
2020/8/15
电子技术课件第二章三极管及基本放大电路
10
2．三极管的主要参数
（1）直流参数 反映三极管在直流状态下的特性。
直流电流放大系数hFE 用于表征管子IC与IB的分配比例。
漏电电流。ICBO大的三极管工作的稳定性较差。
集—基反向饱和电流ICBO 它是指三极管发射极开路时，流过集电结的反向
ICBO测量电路
ICEO测量电路
加上一定电压时的集电极电流。ICEO是ICBO的(1+β)倍，所以它受温度影响不可忽视。
性。 A——PNP锗材料，B——NPN锗材料， C——PNP硅材料，D——NPN硅材料。
三极管型号的读识 3 A G 54 A
规格号
第三部分是用拼音字母表示管子的类型。
X——低频小功率管，G ——高频小功率管， D——低频大功率管，A ——高频大功率管。
三极管 NP锗材料 高频小功率 序号
第四部分用数字表示器件的序号。 第五部分用拼音字母表示规格号。
饱和区 当VCE小于VBE时，三极管的发
四、三极管器件手册的使用
三极管的类型非常多，从晶体管手册可以查找到三极管的型号，主要用途、主 要参数和器件外形等，这些技术资料是正确使用三极管的依据。
1．三极管型号
国产三极管的型号由五部分组成。
第一部分是数字“3”，表示三极管。 第二部分是用拼音字母表示管子的材料和极
一、放大电路静态工作点不稳定的原因
（1）温度影响 （2）电源电压波动 （3）元件参数改变
二、分压式偏置放大电路 1．电路组成
Rb1是上偏置电阻，Rb2是下偏置电阻。电源电压经Rb1、Rb2串联分压后为三极 管提供基极电压VBQ。Re起到稳定静态电流的作用，Ce是Re的交流信号旁路电容。
分压式偏置放大电路
放大电路的电压和电流波形
2．三极管的主要参数
（1）直流参数 反映三极管在直流状态下的特性。
直流电流放大系数hFE 用于表征管子IC与IB的分配比例。
漏电电流。ICBO大的三极管工作的稳定性较差。
集—基反向饱和电流ICBO 它是指三极管发射极开路时，流过集电结的反向
ICBO测量电路
ICEO测量电路
加上一定电压时的集电极电流。ICEO是ICBO的(1+β)倍，所以它受温度影响不可忽视。
性。 A——PNP锗材料，B——NPN锗材料， C——PNP硅材料，D——NPN硅材料。
三极管型号的读识 3 A G 54 A
规格号
第三部分是用拼音字母表示管子的类型。
X——低频小功率管，G ——高频小功率管， D——低频大功率管，A ——高频大功率管。
三极管 NP锗材料 高频小功率 序号
第四部分用数字表示器件的序号。 第五部分用拼音字母表示规格号。
饱和区 当VCE小于VBE时，三极管的发
四、三极管器件手册的使用
三极管的类型非常多，从晶体管手册可以查找到三极管的型号，主要用途、主 要参数和器件外形等，这些技术资料是正确使用三极管的依据。
1．三极管型号
国产三极管的型号由五部分组成。
第一部分是数字“3”，表示三极管。 第二部分是用拼音字母表示管子的材料和极
一、放大电路静态工作点不稳定的原因
（1）温度影响 （2）电源电压波动 （3）元件参数改变
二、分压式偏置放大电路 1．电路组成
Rb1是上偏置电阻，Rb2是下偏置电阻。电源电压经Rb1、Rb2串联分压后为三极 管提供基极电压VBQ。Re起到稳定静态电流的作用，Ce是Re的交流信号旁路电容。
分压式偏置放大电路
放大电路的电压和电流波形
(完整版)第2章基本放大电路(2--放大电路的微变等效电路分析方法)
第3页 3
(2)输入电阻
第第2章2 章基基本本放放大大电电路
Ri Rb // rbe
对于共发射极低频电压放 大倍数，rbe约为1KΩ左右。
通常Rb》 rbe，所以Ri≈ rbe。 Ri越大，放大电路从信号源取得的信号也越大。
广东水利电力职业技术学院电力系WXH
第4页 4
第第2章2 章基基本本放放大大电电路 输出电阻
第第2章2 章基基本本放放大大电电路 微变等效电路分析法
微变等效电路法就是在小信号条件下，在给定的工作范围内，将晶体管看 成一个线性元件。把晶体管放大电路等效成一个线性电路来进行分析、计算。
1.晶体管的微变等效模型 （1）晶体管输入回路的等效电路
rbe为晶体管的交流输入电阻，
广东水利电力职业技术学院电力系WXH
RL Re // RL
AV
Vo Vi
(1 ) R'L rbe (1 )R&院电力系WXH
输入电压与输 出电压同相
电压跟随器
第 10 页 10
（3）输入电阻
第第2章2 章基基本本放放I•大T大电电路
Ri
VT IT
+
•
Rb // RL
VT
-
（4）输出电阻
Ro
RS
rbe
第 15 页 15
第第2章2 章基基本本放放大大电电路
放大电路的幅频特性和相频特性，称为频 率响应。因放大电路对不同频率成分信号的增 益不同，从而使输出波形产生失真，称为幅度 频率失真，简称幅频失真。放大电路对不同频 率成分信号的相移不同，从而使输出波形产生 失真，称为相位频率失真，简称相频失真。幅 频失真和相频失真是线性失真。
广东水利电力职业技术学院电力系WXH
(2)输入电阻
第第2章2 章基基本本放放大大电电路
Ri Rb // rbe
对于共发射极低频电压放 大倍数，rbe约为1KΩ左右。
通常Rb》 rbe，所以Ri≈ rbe。 Ri越大，放大电路从信号源取得的信号也越大。
广东水利电力职业技术学院电力系WXH
第4页 4
第第2章2 章基基本本放放大大电电路 输出电阻
第第2章2 章基基本本放放大大电电路 微变等效电路分析法
微变等效电路法就是在小信号条件下，在给定的工作范围内，将晶体管看 成一个线性元件。把晶体管放大电路等效成一个线性电路来进行分析、计算。
1.晶体管的微变等效模型 （1）晶体管输入回路的等效电路
rbe为晶体管的交流输入电阻，
广东水利电力职业技术学院电力系WXH
RL Re // RL
AV
Vo Vi
(1 ) R'L rbe (1 )R&院电力系WXH
输入电压与输 出电压同相
电压跟随器
第 10 页 10
（3）输入电阻
第第2章2 章基基本本放放I•大T大电电路
Ri
VT IT
+
•
Rb // RL
VT
-
（4）输出电阻
Ro
RS
rbe
第 15 页 15
第第2章2 章基基本本放放大大电电路
放大电路的幅频特性和相频特性，称为频 率响应。因放大电路对不同频率成分信号的增 益不同，从而使输出波形产生失真，称为幅度 频率失真，简称幅频失真。放大电路对不同频 率成分信号的相移不同，从而使输出波形产生 失真，称为相位频率失真，简称相频失真。幅 频失真和相频失真是线性失真。
广东水利电力职业技术学院电力系WXH
模电 第2章
第2章 基本放大电路
2.1 放大概念
I&i I&o
( 2) AVO
&' VO & 1 Vi
+
&' & & VO AVOVi Vi
Rs
+
Ro 放大 +
Ri 电路
V&
–
' o
+
V&s
–
V&i
–
V&o
–
RL
& Ri V & Vi s Rs Ri
求解示意图
106 6 1 0.5( V ) 6 10 10
C1
+
+
IB T
ui
RL
uo
共发射极组态基本放大电路
电流控制和放大。 为 IB 提供偏流 Vcc用于提供电 将变化的集电极电流 源,使三极管工作 转换为电压输出. 在线性区。 耦合电容:隔直流、传交流，保证信号传输。
第2章 基本放大电路
2.1 放大概念
模电中，以输入和 输出回路的共同端 作为电位参考点， 叫做“地”，用 “”表示。
(1)如果直接将它与10 的扬声器相接，扬声器上的电压和功率
各为多少？(2)如果在拾音头和扬声器之间接入一个放大电路， 其输入电阻Ri= 1M ，输出电阻Ro= 10 ，开路电压增益为1， 则此时扬声器上的电压和功率各为多少？ 解:
Rs +
V&S
I&o
+ Rs RL +
I&i
+ Ro 放大 + Ri 电路
2、若输出为电流形式，则 Ro 越大越好。
基本放大电路ppt课件
上限频率
4. 最大不失真输出电压Uom：交流有效值。 5. 最大输出功率Pom和效率η：功率放大电路的参数
6
§2.3 基本共射放大电路的工作原理
一、电路的组成及各元件的作用 二、设置静态工作点的必要性 三、波形分析 四、放大电路的组成原则
7
一、电路的组成及各元件的作用
VBB、Rb：使UBE＞ Uon，且有 合适的IB。
Rc＝3kΩ ，
β
＝100。
Q
＝？
18
二、图解法 应实测特性曲线
1. 静态分析：图解二元方程
uBE VBB iBRb
uCE VCC iC Rc
Q IBQ
输入回路 负载线
ICQ
负载线
Q
IBQ
UBEQ
UCEQ
19
2. 电压放大倍数的分析
uBE VBB uI iBRb 斜率不变
iC
IB IBQ iB
VCC
UCEQ O
底部失真
uCE
VCC
UCEQ
截止失真
tO
t
顶部失真
要想不失真，就要 在信号输的出整和个输入周反期相内！ 保证晶体管始终工作 在放大区！
10
四、放大电路的组成原则
• 静态工作点合适：合适的直流电源、合适的电 路参数。
• 动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负 载上能够获得放大了的动态信号。
Uo
1)RL
RL
将输出等效
成有内阻的电 压源，内阻就 是输出电阻。
空载时输出 电压有效值
带RL时的输出电 压有效值
5
3. 通频带
衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。 由于电容、电感及放大管PN结的电容效应，使放大电路在信 号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
CE旁路电容 对直流不起作用
本电路稳定IC 的过程实际是
uo
由于加了RE形 成了负反馈过
程
T
IC
VE
UBE（=VB - VE）
IC
IB
思考题
1、耦合电容起什么作用？ 2、由于放大电路静态工作点设置不合适，会造成哪些失真? 怎样区分？
3、旁路电容起什么作用？ 4、电子电路放大信号必须具备什么条件？
第3节 微变等效电路分析法
第2 章 基本放大电路
第 2 章 基本放大电路
第1节 第2节 第3节 第4节 第5节 第6节 第7节 第8节
基本放大电路的组成 放大电路的静态分析和动态分析 微变等效电路分析法 射极跟随器 多级放大器与放大电路的频率特性 场效应管放大电路 差动放大电路 功率放大电路
第 2 章 重点
• 放大电路的基本组成（共射极电路、 共集电极电路）
RC
+C2
+
uC
iB ui
uo
动态分析（交流放大原理）
IB ib
IC ic
Q
uiUBE
a.放大 b.反向
直流搭台，交流唱戏
t
ib UCE
uCE
合适的静态工作点 iC
Q 可输出 的最大 不失真 信号
ib uCE
三、静态工作点与输出波形的关系 iC
uCE uo Q点过低，信号进入截止区,导致截止失真
例2.1、分压偏置电路(有CE)
放大器动态性能分析
,
Au
=
Uo Ui
=
- R L rbe
Uo
=
- Ib
, RL
Ui = Ib rbe
ri= RB1// RB2//r be≈ r be
ri
ro = RC
ro
例2.2、分压偏置电路(无CE)
去掉CE后的微变等效电路
•
•
•
Ii
Ib
Ic
Rbe
•
U i RB
RB
UCC RB
I c ≈β IB
UCE = UCC - ICRC
2 、图解法（IC、UCE）
IC UCC RC
直流负载线
Q
UCE = UCC – ICRC
直流负载线与 三极管输出特 性(IB定)的交 点
IB
UCE UCC
二、动态分析 交流通道（电容、直流电源短路） 置零
短 短路 路
动态分析
全量
ri=ri1
R1
C2
1M
C1
T1
R2 82K
+UCC RC2 10K (+24V)
C3 T2 10K
ro=ro2
RL1=ri2 ··· Au=Au1·Au2
RS 20K
RE1
Ui 27K
US
ri
Ui2 Uo1
RE2 R3 8K 43K
r i2
RL CE
ro
解： ri = R1 //[rbe1 +（ +1)RL1 ]
、电源变化引起。
0
有时会将 信号淹没
t
零点漂移的度量：
u a.绝对值 od(mV) u u / b. 折算值（相对值，折算到输入） id= od Au
例：放大器A、B，Aua=103，Aub=105；零漂电压均为
500mV。问可否放大0.1mV的信号？
A 0.1mV× 103 =100mV (比较500mV零漂，A不可用） B 0.1mV× 105 =10V
4、输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极 电压，经电容耦合，只输出交流信号。电容起“隔 直流通交流”的作用。
四、静态工作点的稳定
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，温度的变化会严重影响静态工作点
+UCC
1、静态工作点计算
RB1
C1 +
RC I1
IB
C2 +
VB
二、共射极放大电路(固定偏置)
基极电阻,使发射结 正偏，并提供适当 的静态工作点。
RB C1
+
+UCC
RC
C2
+
T
电源 为电路提供能量 保证集电结反偏
集电极电 阻，保证 集电结反 偏，将变 化的电流 转变为变 化的电压。
耦合电容 隔直通交
放大元件iC=iB，工
作在放大区，要保 证发射结正偏，集 电结反偏。
2、输入电阻ri
放大电路一定要有前级（信号源） 为其提供信号，需信号源提供电流。 输入电阻是衡量放大电路从其前级取 用电流大小的参数。输入电阻越大， 从其前级取得的电流越小，对前级的 影响越小。
•
ri
=
Ui
•
Ii
ri
例1.1
B
C
E
ii
ib B C ic
ib
ui RB r be
RL
E
RL RC
ri=RB//r be≈ r be
uA
UA直流U量
交流分量ua
=
+
t
t
静态分析Q 直流通道
信号分析 交流通道
符号书写规定（含义，大写不变，小写变量）
UA 大写字母、大写下标，表示直流量 uA 小写字母、大写下标，表示全量。 ua 小写字母、小写下标，表示交流分量 Ua 大写字母、小写下标，表示交流分量有效值
各点波形
+UCC iC
RB C1
第n级
一、耦合方式： 阻容耦合 变压器耦合 直接耦合
5月11 *
二、直接耦合 放大器存在的
R
R C1
1
特殊问题
R
2
T1
u i
+U
R
CC
C2
T2
u
o
R E2
1.前后级Q点相互影响
R2 、RE2为设置合适的Q点
u
o
2.零点漂移
当 ui= 0 时,u o≠ 0,有一缓慢、不规
则的输出(漂移)，主要是温度、参数
其中 RL1= RE1//RL1
R1
= RE1// ri2
1M C1
R2 C2 82K
= RE1// R2 // R3 // rbe2
T1
+UCC RC2 10K (+24V)
C3 T2 10K
= 27 // 1.7 1.7 kΩ
ri=1000//(2.9+51
×1.7) 82kΩ
ro = RC2= 10K
RS
•
Us
RS
20K RE1 Ui 27K
Ui2 Uo1
US
RE2 R3 8K
43K
ri
ib1
ri2
ib2
Rbe1
ib1
Rbe2
ib2
•
Ui
R1
R2 R3
RE1
RL CE
ro
RL
RC2
•
Uo
ri
ri2
ro
•
A us1
=
ri
ri +
Rs
•
•A u1
•
A u1
=
r
(1 + 1)R’L1 be1 + (1 + 1)R’L1
Ui
•
Ib
rbe
RE
•
Ib
•
I
•
Ie
•
U
•
•
•
••
••
I=Ib+Ib+Ie
= U + •
Rbe + R’s
U +U
rbe+ R’s R E
•
ro
=
U
•
I
=
1
1+
+
1
=
R
E
r //
be
1
+ +
R’s
r be + R’s RE
一般 （1 + ）R E r be + R’s
所以
r
o
r
be + R’s
1+
Q
iC近似平行uCE。表明iC 和uCE基本
无关，只受i B 控制。
输出端相当于一个受 ib控制的电流源
三极管的微变等效模型 ic = ib
uCE
弄清楚等效的概念： 1、等效的条件？（微变） 2、怎么等效？（三极间）
二、放大电路的微变等效电路
电容和理想电压源视为短路,晶体管用
它的微变等效模型代替（EBC对应）。
Q点过高，信号进入饱和区，产生饱和失真 iC
iC
uCE uo
为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流 负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入 截止区或饱和区，造成非线性失真。
实现放大的条件 1、晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集电结反偏。 2、正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。 3、输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。
•
•
•
Ii
Ib
Ic
• RB
Ui
rbe
RE
•
Ib
RL
•
Uo
输入电阻高， r i= R B //{r be+ (1 + )R’L } 对前级有利。
4、输出电阻
•
Ii
•
Us
置0 Rs
•
RB
Ui
•
Ib
rbe
RE
•
Ic
•
Ib