放大电路的概念及性能指标、基本共射放大电路的工作原理、放大电路的分析方法
第二章 放大电路的基本原理和分析方法

' uCE iC RL
iC 0 4 4 (mA )
uCE (4 1.5) 6 (V )
交流负载线是放大电路动态工作点移动的轨迹
假设一个输入 电压uI, 在线性范 围内确定uBE、 iB、 iC、和uCE的波形。
估算电压 放大倍数
u0 uCE Au u I u BE
u
B 'E
iE I S e
iE I S e
rb'e uB' E iE
UT
u
B 'E
UT
u B ' E UT
UT 26 iE I CQ
uBE iB rbb' iE rb'e iB rbb' (1 )iB rb'e
rbe rbb ' 26 (1 ) I CQ
Q2
(c) Rc增大,Vcc、 Rb、β不变 直流负载线变平坦
工作点移近饱和区
Q2
(d) β增大,Vcc、 Rc、 Rb不变
IC增大,工作点移近饱和区
2.4.4 微变等效电路法 微变等效电路 在一个微小的工作范围内,用一 个等效的线性电路来代替三极管,使 得从线性电路的三个引出端看进去, 其电压、电流的变化关系和原来的三 极管基本一样。这样的线性电路称为 三极管的微变等效电路
6. 最大输出功率与效率 放大电路的最大输出功率,是指在输出信号不产 生明显失真的前提下,能够向负载提供的最大输出功 率,通常用符号Pom表示。
放大电路的效率η定义为输出功率P o 与直流电 源消耗的功率PV之比, 即 :
η =PO /PV
7. 非线性失真系数 所有的谐波总量与基波成分之比,定义为 非线性失真系数。符号为D
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
放大电路基本原理和分析方法

RL // RC)
交流负载线
iB=100μA
80
60
Q
40 20
0
0
直流负载线
VCC
UCE/V
Δui
ΔuBE
ΔiB
ΔiC
ΔiCRC
iC
ΔuCE
ΔuO
各点波形:
+ VCC
Cb 2
+
R b1 Cb 1
+
Rc
iB
+
+
ui
_
uEB
_
uCE
uo
_
_
uo比ui幅度放大且相位相反
(2) 交流放大工作情况 iB ib Q ui uBE
0
(mA)
iC/mA
iB=100μA 80
ic
60
40 20 0
ib
UCE/V
uce
假设在静态工作点的基 础上输入一微小的正弦信 号ui。
结论:
a) 放大电路中的信号是交直 流共存,可表示成:
ui
t uBE UBEQ
iB IBQ iC ICQ uCE UCEQ t uo t t
一般来说,Ri 越大越好。
五、输出电阻
ii
+
io
+
RS uS 信号源
放大电路 Ri
+
+
ui +
Ro uo
+
uo +
RL
Ri
Ro
负载
从放大电路的输出端看进去的等效电阻。
RO UO U S 0, RL IO
输出电阻表明放大电路带负载的能力。 Ro越小,放大电路带负载的能力越强,反 之则差。
放大电路的基本原理和分析方法

(一)、直流电路的画法 1.交直流共存的电路
Rb
C1
+ UI _
RC C2 T
+VCC
+ U0
_
2.静态电路的画法 (1)电容在直流通路中相当于开路 (电感在直流通路中相当于短路)
在画直流通路时,电容c1左边的部分相当于断开、c2右边 的部分也相当于断开,去掉断开的部分则直流通路就画出 来了如图
载提供的最大输出功率,用Pom表示。 2.指放大电流的最大输出功率Pom与直流电源消耗的功率Pv之比,即 η= Pom/ Pv
六、失真系数 定义:各次谐波总量与基波分量之比,即 D=√B22+B32+····/B1 (B1,B2,B3····分别为输出信号的基波、 二次谐波、三次谐波····的幅值)
七、通频带 定义:放大倍数下降到中频放大倍数的0.707倍的两点所限定的频率
范围。
1.4放大电路的基本分析方法
定性分析放大电路的工作分为两方面的内容: 1.静态分析,即计算不加输入信号时放大电路的工作状态,估算静态 工作点。 2.动态分析,即u,输入电阻Ri,输出电阻R0
(2)整理,因为三极管的发射极接地是地,同时理想电压接 地,他们可以共地。如下图
+
UI
Rb
_
+
T
RC
U0
_
Rb IBQ
RC
ICQ
T
+
VCEQ
-
+VCC
3.静态分析 定义:即分析只有直流电压VCC作用时电路中的电流和电压。亦即求 IBQ、ICQ、VCEQ 一般来说三极管的基极和发射极的电压为VBEQ=0.7V 则:IBQ=(VCC -VBEQ)/Rb ICQ=βIBQ VCEQ=VCC-ICQ*RC
放大电路的概念及性能指标、基本共射放大电路的工作原理、放大电路的分析方法

U O1 RO ( 1) RL UO 2
U S U O1 ;
uS RS
Ro
US
Uo1 Ro
RL UO 2 U O1 RO RL
Au
US
RL
Uo2
U O1 U O1 RO RO ( 1) RL 1 UO2 UO2 RL
4 通频带BW
——描述放大电路对不同频率信号的放大能力。 放大倍数随频率变化的曲 线——幅频特性曲线 3dB 低 频 区 中频区 高 频 区
放大的实质:小能量对大能量的控制。
xi
放 大 器
xo 负
载
由小能量的输入信号去控制放大电路中的直流 电源,使之输出较大的能量,然后推动负载。
放大电路的核心器件:BJT或FET。 例: 扩音系统
放大的基 本特征: 功率放大
信 号 提 取
电 压 放 大
功 率 放 大
放大的前提: 不失真
基本放大电路及其模型
iO
uS RS Au
注意: 计算输出电阻时必须将独立 信号源置零并保留内阻。 输出电阻与负载无关。
uo
u O 输出电阻的定义式:R u 0 S O iO R L
方法2:测量法 (1) 将负载开路,测量开路(空载)输出电压UO1。 (2) 在输出端接入一个已知负载,测输出电压UO2。 (3) 计算。
IBQ VCC U B EQ Rb 12 0.7 ( ) mA 280 40 A
ICQ b IBQ = (50 0.04) mA = 2 mA UCEQ = VCC – ICQ Rc = (12 2 3)V = 6 V
估算静态工作点的步骤:
(1) 画出直流通路。出IB、IC、UBE、UCE。 (2) 列输入(出)回路的压方程。< IC=βIB >
模电第二章 基本放大电路

T ( C U B ) 不 E I B I C 变
温度T (C) IC ,
若此时I B
,则I
、
CQ
U CEQ在输出特性坐标
系中的位置就可能
基本不变。
2.4 放大电路静态工作点的稳定
一、典型电路
消除方法:增大Rb,减小Rc,减小β。
例2-1:由于电路参数的改变使静态工作点产生如图所示变化。 试问(1)当Q从Q1移到Q2、 从Q2移到Q3、 从Q3移到Q4时, 分别是电路的哪个参数变化造成的?这些参数是如何变化的?
4mA 3mA 2mA 1mA
40µA
Q3
Q4
30µA 20µA
IB=10µA
2 6 m V
2 6 m V
r b e 2 0 0 ( 1 ) I E Q 2 0 0 ( 1 3 0 ) 1 . 2 m A 8 7 1 . 6 7
R i R b ∥ r b e r b e 8 7 1 . 6 7 R o R c 6 k
2.4 放大电路静态工作点的稳定
温度对Q点的影响
2、放大电路的动态分析(性能指标分析)
(1)放大电路的动态图解分析法
结论: 1. ui uBE iB iC uCE uo
阻容耦合共射放大电路
2、放大电路的动态分析(性能指标分析)
(1)放大电路的动态图解分析法 二、图解分析
结论: 2. uo与ui相位相反;3. 测量电压放大倍数;4. 最大不失 真输出电压Uom (UCEQ -UCES与 VCC- UCEQ ,取其小者,除以 2 )。
Q
UBE/V
UBEQ VCC
1、放大电路的静态工作点 (2)图解法确定静态工作点
放大电路分析方法、图解法分析放大电路

放⼤电路分析⽅法、图解法分析放⼤电路放⼤电路分析⽅法、图解法分析放⼤电路⼀、本⽂介绍的定义⼆、放⼤电路分析⽅法三、图解法⼀、本⽂介绍的定义放⼤电路分析、图解法、微变等效电路法、静态分析、动态分析、直流通路、交流通路、单管共射放⼤电路的直流和交流通路、静态⼯作点、图解法分析静态、直流负载线、交流负载线、电压放⼤倍数公式、交直流并存状态、电压放⼤作⽤、倒相作⽤、⾮线性失真、截⽌失真、饱和失真、最⼤输出幅度、电路参数对静态⼯作点的影响、⼆、放⼤电路分析⽅法放⼤电路分析:放⼤电路主要器件如双极型三极管、场效应管,特性曲线是⾮线性的,对放⼤电路定量分析,需要处理⾮线性问题,常⽤⽅法,图解法和微变等效电路法。
图解法:在放⼤管特性曲线上⽤作图的⽅法对放⼤电路求解。
微变等效电路法:将⾮线性问题转化成线性问题,也就是,在较⼩变化范围内,近似认为特性曲线是线性的,导出放⼤器件等效电路和微变等效参数,利⽤线性电路适⽤的定律定理对放⼤电路求解。
静态分析:讨论对象是直流成分,分析未加输⼊信号时,电路中各处的直流电压、直流电流。
动态分析:讨论对象是交流成分,加上交流输⼊信号,估算动态技术指标,电压放⼤倍数、输⼊电阻、输出电阻、通频带、最⼤输出功率。
直流通路:电容所在路视为开路;电感所在路视为短路。
交流通路:电容容抗为1/(wC),电容值⾜够⼤,电容所在路视为短路;电感感抗为wL;理想直流电压源Vcc视为短路(因为电压恒定不变);理想电流源,视为开路(因为电流变化量为0) 。
单管共射放⼤电路的直流和交流通路:如下图,直流通路,将隔直电容开路;交流通路,将隔直电容短路,直流电源Vcc短路。
静态⼯作点:三极管基极回路和集电极回路存在着直流电流和直流电压,这些电流电压在三极管输⼊输出特性曲线上对应⼀个点,称为静态⼯作点,静态⼯作点的基极电流Ibq、基极与发射极之间的电压Ubeq、集电极电流Icq、集电极与发射极电压Uceq。
三、图解法图解法分析静态:⽤作图的⽅法分析放⼤电路静态⼯作点。
第2章 放大电路分析基础分析

第2章 放大电路分析基础
讨论一
画图示电路的直流通路和交流通路。
第2章 放大电路分析基础
二、图解法
uBE VBB iB Rb
应用实测特性曲线
uCE VCC iC Rc
1. 静态分析:图解二元方程组
输入回路 负载线 IBQ
负载线
Q
ICQ
Q
IBQ
UBEQ
UCEQ
第2章 放大电路分析基础
第2章 放大电路分析基础
一、放大的概念及放大电路的性能指标
1、放大的概念
放大的对象:变化量
放大的本质:能量的控制
放大的特征:功率放大
判断电路能否放 大的基本出发点
放大的基本要求:不失真,放大的前提
第2章 放大电均可看成为两端口网络。
输入电流
信号源 内阻 输出电流
2)输入电阻和输出电阻
从输入端看进去的 等效电阻
Ui Ri Ii
输入电压与 输入电流有 效值之比。
U Uo U Ro ( 1) RL Uo Uo RL
' o ' o
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 放大电路分析基础
第2章 放大电路分析基础
在基本共射放大电路中,电压和电流都得到放大(ic=ib, uoui),即功率得到放大。需要提醒大家的是,输出功
率并非来自输入信号 (信号源),而是来自直流电源 VCC。
正是由于 iB 或 iE 对 iC 的控制作用,使得在 ui 的作用下直 流电源VCC输出的电流中包含与 ui同样变化且被放大的 分量,即放大电路的输出功率是在输入信号的作用下 通过晶体管将直流电源的能量转换而来。因此,放大
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Rb + u-i
+EC RC
+ uo -
Rb + C1 ui -
RC
C+2 EC +
uo -
Rb1
+ C1 ui Rb2 -
RC +EC +
C2
uo -
三. 静态工作点 (Q点)
1.静态工作点——Ui=0时电路的工作状态
由于电源的
存在,电路
中存在一组 R b1 R c
直流量。
IB
Cb1
+ VCC
IC Cb2
iC IC ic
uCE uCE uce
放大电路的两大特点: 非线性器件和线性器件共存; 交流和直流共存。
可将放大器分解成直流通路和交流 通路两个部分,进行独立的分析。
VCC
Rb1
RC
C2
C1 iB iC
RS
+ uS
Rb2
Re Ce
RL
1、直流通路 —直流电源单独作用时,放大电路的等效电路, 反映了放大电路的直流偏置电压和电流。
第二章 基本放大器
2.1 放大电路的概念及性能指标 2.2 基本共射放大电路的工作原理 2.3 放大电路的分析方法 2.4 放大电路静态工作点的稳定 2.5 放大电路的三种接法 2.6 场效应管放大电路
继续
2.1.1 放大的概念
放大的作用:把微弱的电信号放大 至负载所需的数值。
信
号 xi
源
放 大 器
放大电路对其负载而言,相当于信号源,我们可以将它等效为 戴维南等效电路,戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。
uS RS
Au
Ro
US
输出电阻的定义式:RO
uO iO
Ru LS 0
➢以电压作为输出量的放大器:Ro 越小越好。 ➢以电流作为输出量的放大器:Ro越大越好。
如何通过实验测取电路的输出电阻Ro ? 方法1:加压求流法 (1)将信号源置零 (保留受控源)。 (2)将负载开路,在输出端加一个电压uo ,测出输出电流io 。 (3)代入定义式计算。
带负载能 力如何 ?
对信号源影 响有多大 ?
1 放大倍数(增益) ——描述放大电路放大能力的指标。
放大倍数= 输出量(是复数,反映两者的幅值比和相位差) 输入量
电压放大器:Au uo / ui ——电压增益(无量纲) 电流放大器:Ai io / ii ——电流增益(无量纲) 跨阻放大器:Ar uo / ii ——跨阻增益() 跨导放大器:Ag io / ui ——跨导增益(S)
Rb2
Re Ce
RL
★电源置零方法:电压源短路;电流源开路。
直流通路的画法
Rb
Cb1
+
+
ui -
+
+ VCCC Rc
Cb2
T
+
RL uo
-
将电容开路
继续
【例】图示单管共射放大电路中,VCC = 12 V,
Rc = 3 k,Rb = 280 k,NPN 硅管的 b = 50,试估算静
态工作点。
解:设 UBEQ = 0.7 V
uiS
ii
RSRS
+
ui
-
iO
+
Au
uo
-
Ri
ui ii
Ri
①输入为电压源:( Ri越大越好)
Ri,ii ,ui就越接近uS,输入信号的利用率越高。
②输入为电流源:( Ri越小越好)
Ri ,iRS ,ii就越接近iS,输入信号的利用率越高。
3 输出电阻Ro ——描述放大电路带负载能力的指标。
工作在放大区,要
保证集电结反偏,
发射结正偏。
Cb2 Cb1
+
T
+
+
Rc
Rb ui - VBB
RL
u o
VCC
-
+
继续
各元件作用:
使发射结正偏, 并提供适当的静 态IB和UBE
Cb1
+
+
Rb
u
基极电源与基 i
极电阻
-
VBB
+
集电极电阻RC, 将变化的电流转 变为变化的电压
Cb2
T
+
Rc
RL
u o
VCC
信
号 xi
源
放 大 器
xo
负 载
类型 输入信号xi 输出信号xo 电路增益 ( 放大能力)
电压放大器
ui
uo
电压增益 Au uo / ui
电流放大器
ii
io
电流增益 Ai io / ii
跨阻放大器
ii
uo
跨阻增益 Ar uo / ii
跨导放大器
ui
io
跨导增益 Ag io / ui
ii
+
RS
xo
负 载
放大的对象:变化量。
放大的实质:小能量对大能量的控制。
由小能量的输入信号去控制放大电路中的直流 电源,使之输出较大的能量,然后推动负载。
放大电路的核心器件:BJT或FET。 例: 扩音系统
放大的基 本特征: 功率放大
信
电
功
号
压
率
提
放
放
放大的前提:
取
大
大
不失真
基本放大电路及其模型
按输入信号与输出信号的 不同组合方式,放大电路 有四种基本类型:
Rb1
RC
EC
C2
C1
RS + uS
Rb2
Re Ce
RL
『例题』判断图中各电路能否实现电压放大? 判断方法: 1. 晶体管是否为放大偏置。(看电源极性,隔直电容位置) 2. 交流信号能否输入到发射结,能否输出。(看旁路电容)
+EC RC
+ ui Rb -
u+o -
Rb u+-i
+EC RC
+
uo -
I BQ
VCC
U BEQ Rb
12 0.7
(
) mA
280
40 A
ICQ b IBQ
= (50 0.04) mA = 2 mA
UCEQ = VCC – ICQ Rc = (12 2 3)V = 6 V
估算静态工作点的步骤:
(1) 画出直流通路。出IB、IC、UBE、UCE。 (2) 列输入(出)回路的压方程。< IC=βIB > (3)解方程组。 课堂练习:求p80、p83、p84三个图的 静态工作点
-
集电极电源,为电 路提供能量。并保 证集电结反偏
继续
各元件作用:
耦合电容
Cb1+
+
+
Rb ui - VBB
+
作用:隔直通交隔离 输入输出与电路直流 的联系,同时能使信 号顺利输入输出。
+Cb2
T
+
Rc
RL uo
VCC
-
继续
基本放大电路的习惯画法
Cb1
+
+
Rb u
i
- VBB
+
Cb2
T
+
Rb
Rc
t0
uCE
UCE
t C2 0
t
在输入端加入一 个正弦电压后,各 极电压和电流围绕 各自的静态值按正
ui
0
C1 iB iC
+
t
ui -
Rb EB
RC
+ uo uo 0
EC -
弦规律变化。
t 如果参数选择适当,
则uo的幅度将比ui大
得多,从而达到放大
的目的。
二. 共射放大电路各元件作用
放大元件iC=biB,
放大倍数(增益)的“分贝”表示方法: 放大倍数也常用分贝作单位,其换算关系为:
Au (dB) 20 lg | Au | (dB)
| Au | 1000 Au(dB) 60(dB)
| Au | 1 / 2 Au (dB) 3(dB)
2 输入电阻Ri ——从放大电路输入端看进去的等效电阻。
用来描述放大电路对信号源索取电流的大小,也表示放大 器对信号源的影响程度。
1)RL
Ro
US
Uo1
U S
uS
UO2
RUSO 1 ; RL
RO RL
Au
UO1
Ro
US
RL Uo2
UO1 1 RO
UO2
RL
RO
(UO1 UO2
1)RL
4 通频带BW ——描述放大电路对不同频率信号的放大能力。
Au
中频增益 Aum
0.7Aum
低 频 区
放大倍数随频率变化的曲 线——幅频特性曲线
:效率 PV:直流电源消耗的功率
符号规定
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
全量
ua
交流分量
UA直流分量
t
2.2
2.2 基本放大电路的组成和工作原理
三极管放 大电路有 三种形式
共射放大器 共基放大器 共集放大器
图解
放大器的交流通路
交流通路——分析动态工作情况 交流通路的画法: 将直流电压源短路,将电容短路。
对交流信号(输入信号ui)
R b1 Cb1
+ 短路
u-i
+置VC零C