电工电子教程

& Io
Rs +
& VS
& Ii
+ Rs +
& Io
Ro 放大 + Ri +
+
& Vo
–
RL
& Vs
–
& Vi
–
& V 电路
–
' o
& Voቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
–
RL
–
图 2.1.6 例 2.1.1 求解示意图
RL 10 Vs = 解：(a ) Vo = × 1 ≈ 10 − 5 (V ) Rs + RL 1 × 106 + 10 Avo RL Ri RL RL ' (b) Vo = Vo = AvoVi = Vs ⋅ Ro + RL Ro + RL Ro + RL Rs + Ri
静态） 图 (a) u i=0 时（静态）
iC ICQ I BQ ui t + ui – VBB Rb iB iB t Rc iC + uCE – t
uCE UCEQ t uo t + uo – VCC
(b) ui=sinωt 动态 （交流工作状态） 交流工作状态） 工作情况
I BQ = (VBB −V BEQ) Rb I CQ = β I BQ U CEQ = VCC − I CQ Rc
Rc 、 VCC ：集电极电阻
和集电极电源， 和集电极电源，给输出回 路提供静态工作点， 路提供静态工作点，保证 晶体管处在线性放大区。 晶体管处在线性放大区。 同时， 同时 ， Rc 还是集电极负 载电阻将变化的集电极电 载电阻将变化的集电极电 流 转 换 为 电 压 输 出 。 VCC 还提供输出所需的能量。 还提供输出所需的能量。
– VBB
基本共射放大电路
晶体管： 晶体管 ： 起放大作用的核 心元件。 心元件。
1
定性分析: 定性分析: 在输入端加一 ui 将依次产生uBE、 将依次产生uBE、 iB iC、 uCE 和uo
+
ui
i
b
– 、 VBB
iC
Rb
Rc +
uBE
uCE
VCC
uo –
图 基本共射放大电路
适当选择参数， 适当选择参数， uo可比ui大得多，从而实现放大作用。 可比u 大得多，从而实现放大作用。
& I b 等。
例
题
某电唱机拾音头内阻为1MΩ 输出电压为1V 例2.1.1 某电唱机拾音头内阻为 Ω，输出电压为 有效值），如果直接将它与10 的扬声器相接， ），如果直接将它与 （有效值），如果直接将它与 Ω 的扬声器相接，扬声器上 的电压和功率各为多少？如果在拾音头和 拾音头和扬声器之间接入一 的电压和功率各为多少？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R 个放大电路，其输入电阻 i= 1MΩ ，输出电阻 o= 10Ω ，开 Ω 输出电阻R Ω 路电压增益为1，则此时扬声器上的电压和功率各为多少？ 路电压增益为 ，则此时扬声器上的电压和功率各为多少？
•
& =Uo Av • Ui
I&o & Ai = I&i
对于小功率放 大电路， 大电路 ， 人们往往 只关心上述单一指 标的放大倍数， 标的放大倍数 ， 而 不研究其功率放大 能力。 本章着重讨 能力 。 论电压放大倍数。 论电压放大倍数。
适用条件: 适用条件: Uo没有明显失真
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• •
（2）输入电阻： 输入电阻：
f H — 上限频率
f L — 下限频率
当 f H >> f L时， f bw ≈ f H
图 放大电路的频率响应
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& 来表示。 设中频电压放大倍数以 | Am | 来表示。
在信号频率下降到一定程度时， 在信号频率下降到一定程度时，放大倍数的数值明显下 降，使放大倍数的数值等于0．707倍 | 使放大倍数的数值等于 ． 倍
★ 单管共射放大电路的改进电路
+VCC
C1、C2 是隔直或耦合电容， 是隔直或耦合电容，
RL是放大电路的负载电阻， 是放大电路的负载电阻， 省去了基极直流电源VBB 。 克服了原理电路的缺点, 克服了原理电路的缺点, 比较实用。 比较实用。
+ ui -
Rb C1 +
Rc
+ C2 VT RL + uo -
& Am |的频率称为下
m
限截止频率f 信号频率上升到一定程度， 限截止频率 L。信号频率上升到一定程度，放大倍数数值 也将减小，使放大倍数的数值等于0． 也将减小，使放大倍数的数值等于 ．707倍 | A | 的频率 倍 & 称为上限截止频率f 称为上限截止频率 H。 f小于fL的部分称为放大电路的低频段，f大于的部分fH 小于 的部分称为放大电路的低频段 大于的部分 低频段， 称为高频段， 之间形成的频带称为中频段 中频段， 称为高频段，而fL与fH之间形成的频带称为中频段，也称为 高频段 放大电路的通频带f 放大电路的通频带 bw 。
★ 放大电路组成原则： 放大电路组成原则：
1.三极管必须工作在放大区。 1.三极管必须工作在放大区。 三极管必须工作在放大区 2. 有合适的静态工作点。 有合适的静态工作点。
原理电路缺点: 原理电路缺点: 1. 需要两路直流电源,既不方便也不经济。 需要两路直流电源,既不方便也不经济。 2. 输入、输出电压不共地。 输入、输出电压不共地。
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（5）非线性失真： 非线性失真：
由元器件非线性特性引起的失真。 由元器件非线性特性引起的失真 。 如图所示。 如图所示。 O 对于周期是2π的函数 ， 对于周期是 的函数f(t)， 总可以以傅立叶级数的形式展开： 傅立叶级数的形式展开 总可以以傅立叶级数的形式展开：
ui
ωt
uo
a0 ∞ f (t ) = + ∑ (a n cos nt + bn sin nt ) 2 n=1
第二章 半导体三极管及放大电路
2.2放大电路的组成和基本原理 2.2放大电路的组成和基本原理
放大电路的概念和组成 放大电路的工作原理
一、放大电路的概念和组成
放大的概念
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放大的对象：变化量。 放大的对象：变化量。 放大的本质：能量的控制和转换。 放大的本质：能量的控制和转换。 放大电路的特征：功率放大。 放大电路的特征：功率放大。 放大电路的必备元件： 放大电路的必备元件：晶体管 放大的前提：不失真。 放大的前提：不失真。 输出信号的能量实际上是由直流电源提供的， 输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极 管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。 管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。
iB=IBQ+ib iC=ICQ+ic
动态） 图 (b) ui =sinwt 时（动态）
uCE=UCEQ+uce uo=uce
设置静态工作点的必要性
（1）静态工作点 ） ui=0时，输入特性曲线上的点（UBEQ,IBQ) 和输出特性 时 输入特性曲线上的点（ 曲线上的点（ 曲线上的点（UCEQ,ICQ)，称之为静态工作点 。 ，称之为静态工作点Q。 （2）设置静态工作点的必要性 ） 放大的对象是动态信号，但前提是不失真。 放大的对象是动态信号，但前提是不失真。若去掉直 流偏置，根据图(b)所示动态工作情况 所示动态工作情况， 负半周以及u 流偏置，根据图 所示动态工作情况，在ui负半周以及 i 正半周其幅值小于晶体管发射结的导通电压时， 正半周其幅值小于晶体管发射结的导通电压时，晶体管截 输出电压不变，即动态电压为0， 止，输出电压不变，即动态电压为 ，所以造成了严重的 失真，从这个意义上讲，设置静态工作点是十分必要的。 失真，从这个意义上讲，设置静态工作点是十分必要的。 此外，静态工作点的设置，还影响到其它动态参数， 此外，静态工作点的设置，还影响到其它动态参数，必须 合理设置静态工作点。 合理设置静态工作点。
Pom η = PV
有关符号的约定 大写字母、大写下标表示直流量 直流量。 • 大写字母、大写下标表示直流量。如VCE、IC等。 大写字母、小写下标表示交流有效值 交流有效值。 • 大写字母、小写下标表示交流有效值。如Vce、Ie等。 小写字母、大写下标表示总量 含交、直流）。 ）。如 • 小写字母、大写下标表示总量（含交、直流）。如 vCE、iB等。 小写字母、小写下标表示纯交流量 交流量。 • 小写字母、小写下标表示纯交流量。如，vce、ib等。 • • 上方有圆点的大写字母、小写下标表示相量。如 U ce 、 上方有圆点的大写字母、小写下标表示相量
对电压源形式的信号源，放大电路的输入电压： 电压源形式的信号源，放大电路的输入电压： 的信号源
Ui Ui Ri = = & Ii Ii
•
Ri • Us Ui = Us = Rs + Ri 1+ Rs Ri
所以，输入电阻越大，信号电压损失越小，输入电阻越大越好。 所以，输入电阻越大，信号电压损失越小，输入电阻越大越好。
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（ 4 ） 通频带： 用于 通频带 ： 20lg|AV|/dB 衡量放大电路对不同 频率信号的放大能力。 频率信号的放大能力 。 3dB 所示。 所示。 60 如图 通频带（带宽） 通频带（带宽）
fbw = f H − f L
其中
40 带宽 20 0 2 20 fL 2×102 × 2×103 × 2×104 × fH f/Hz 低频段 中频段 高频段
放大电路的工作原理
iC ICQ I BQ ui t + ui – V BB Rb iB iB t Rc iC + uCE – t + uo – V CC t uo uCE UCEQ t