第02章基本放大电路(第1部分)PPT课件

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基本放大电路-课件

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EXIT
模拟电子技术
一、特点及主要技术指标
特点
功率放大电路是一种能够向负载提供足够大的功
率的放大电路。因此,要求同时输出较大的电压和电

流。 管子工作在接近极限状态。一般直接驱动负载,
锡 职
带载能力要强。


术 学
主要技术指标

(1)最大输出功率Pom :在电路参数确定的情况下负载
可能获得的最大交流功率。
T2 +
uo

优点:具有良好的低 频特性,可以放大缓慢 变化的信号;无大电容 和电感,容易集成。
缺点:静态工作点相 互影响,分析、计算、 设计较复杂;存在零 点漂移。
EXIT
模拟电子技术
2.阻容耦合
优点:直流通路是相互独
+Vcc 立的,电路的分析、计算
无 锡 职 业 技 术 学 院
Rb11 C1
Rs
EXIT
模拟电子技术
由于放大电路的工作点达到了三极管 的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管, 输出电压表现为顶部失真。
截止失真
无 锡 职 业 技 术 学 院
注意:对于PNP管,由于是负电源供电,失真的 表现形式,与NPN管正好相反。
EXIT
模拟电子技术
四、放大电路的动态参数
1.交流通路
交流电流流经的通路,用于动态分析。对于交流通路:
(2)转换效率 :最大输出功率与电源提供的功率之比,

= Pom / PV
EXIT
模拟电子技术
思考题1:功率放大电路与前面介绍的电
压放大电路有本质上的区别吗?
无本质的区别,都是能量的控制与转换。不同
之处在于,各自追求的指标不同:电压放大电路

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首先,画出直流通路;在输入特性曲线上,作出直线VBE =VCC-IBRb,
两线的交点即是Q点,得到IBQ 。在输出特性曲线上,作出直流负载线
VCE=VCC-ICRC,与IBQ曲线的交点即为Q点,从而得到VCEQ 和ICQ 。
图12-8 静态工作情况图解
②动态工作情况分析 Ⅰ 交流通路及交流负载线 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/(RL∥Rc)直线,该直线即为交流 负载线。交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。R'L= RL∥Rc,是交流负载电阻。 Ⅱ 输入交流信号时的图解分析 通过图解分析,可得如下结论:
(1)vi vBE iB iC vCE | vo | (2)vo与vi相位相反; (3)可以测量出放大电路的电压放大倍数; (4)可以确定最大不失真输出幅度。
图12-9 动态工作情况图解
3.放大电路三种 基本组态的比较
共发射极放大电路
共集电极放大电路
共基极放大电路
电 路 组 态

压 增
(RC // RL )
图12-3 放大电路的幅频特性曲线
▪ 2.共射极放大电路
根据放大器输入输出回路公共端的不同,放大器有共发射极、共集电极和共基 极三种基本组态,下面介绍共发射极放大电路。 (1)电路组成 共射极基本放大电路如图12-4所示。
图12-4 共发射极基本放大电路
▪ 具体分析如下: ▪ ①Vcc:集电极回路的直流电源 ▪ ②VBB:基极回路的直流电源 ▪ ③三极管T:放大电路的核心器件,具有电流放大
便于计算和调试。
(2)因为耦合电容的容量较
(2)电路比较简单,体积 大,故不易集成化。
较小。
(1)元件少,体积小,易 集成化。
(2)既可放大交流信号, 也可放大直流和缓变信号。

第二章基本放大电路 104页PPT文档

第二章基本放大电路 104页PPT文档

系数为
NF


Ps PN

Ps PN
i o
用分贝(dB)表示的噪声系数为
NF(dB )10lg((P Pss//P PN N))oi
(2.1.11)
(2.1.12)
返回
2.2 基本共射放大电路的工作原理
2.2.1 基本放大电路的组成及各元件的作用
所谓基本放大电路是指由一个放大器件(例如三极管)所构 成的简单放大电路。由前面的分析可知,三极管有三个电极, 因此有三种不同的电路组态。下面以应用最广泛的基本共射放大 电路为例, 说明其组成原则和工作原理。
交流功率,使负载上得到较大的输出功率。通常将最大输出功率
Pom与直流电源消耗的功率PV之比称为效率η,即
Pom PV
它反映了直流电源的利用率。
(2.1.10)
8. 信噪比与噪声系数
放大器输入端的信号功率与噪声功率的比值简称为输入
信噪比,记作(Ps/PN)i。放大器中器件、元件产生的内部噪声, 使得输出端的信噪比(Ps/PN)o小于(Ps/PN)i。在常温下,放大 器内部噪声决定于器件的噪声,为此,通常定义晶体管噪声
为防止干扰,输入信号、直流 电源、输出信号均有一端接在
公共端,即“共地”。
2. 阻容耦合共射放大电路
耦合电容C1/C2作用: 隔离直流,通过交流又称 为隔直电容。
令uI=0可求出静态工作点:
图2.2.5 阻容耦合共射放大电路 (a)电路 (b)输入回路等效电路
IBQ

Vcc
UBEQ Rb
ICQ IBQ
f
图 2-4 放大电路的频率指标
当放大倍数从
A
下降到
m

第2章 交流放大电路(一)

第2章 交流放大电路(一)
RB C1
+
+UCC +
RC
C2
RL
RS
+ us –
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。 UBE
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
第三节、静态工作点的稳定 第四节、放大电路的微变等效电 路分析法
第五节、阻容耦合多级放大电路
第六节、放大电路中的负反馈
第七节、射极输出器 第八节、功率放大电路
*第九节、场效应管及其放大电路
话筒
放大器
扬声器
信号源
负载
扩音机电路示意图
一、基本电压放大电路的组成 二、各元件的作用
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。 IB、IC、UBE、UCE
(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。 包括直 交流瞬时值:ib、iC、ube、uce 流量和 瞬时总值:iB、iC、uBE、uCE 交流量
第二节、放大电路的分析
IB
t
O
IC
t
O
瞬时总量
C1
iC +
uCE
RC
UCE
O
+
t
ui
O
t
+ ui us
+

电子技术课件第二章三极管及基本放大电路

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

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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。

基本放大电路图教学课件PPT

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• (b) Use Multi-sim to verify your results in part (a).
2.6 基本放大电路的派生电路
• 1 复合管 • 2 阻容耦合复合管共射放大电路 • 3 阻容耦合复合管共集放大电路
4 共射-共基放大电路的交流通路 5 共集-共基放大电路的交流通路
1. 复合管
1.FET的几种应用方式:
• ⑴.FET开关电路 • ⑵.FET放大元件 • ⑶.FET压控电阻: • ⑷.FET恒流源电路:
2.自生柵偏压JFET Amp.
Ci
ui
Rg
Vdd
Rd
CO

Rs

uo
CS
JFET Amp.静态分析
• DC通路计算Q:
UGS
JFET Amp.动态分析
AC通路计算Q:
Cc
Rs
Cb
us ∽
Re
uo RL
⑴.共集放大电路的直流通路和交流通路
Rb Re
直流通路
Rb
Rs
Re
RL
交流通路
共集放大电路的交流通路
Rs
Rb
Rc
RL
⑵.共集放大电路的RO等效电路
Rs Rb
Us=0 -
Re uo
⑶. 基本共集放大电路的交流等效电路
直接耦合
Rb
⑷.共集放大电路的输出电阻
Rs Rb
Ro
共集Amp.的性能特点:
• ⑴.无电压放大作用; • ⑵.有电流放大能力;
• ⑶.Ri 较大; • ⑷.Ro较小;
• ⑸.输出跟隨输入改变;
p.205
2.共基放大电路
C1
RS Re
Rb1

第2章 基本放大电路(1)

第2章 基本放大电路(1)

广东水利电力职业技术学院电力工程系WXH
7 第7页
第 2 章 基本放大电路
2.1.2 放大器的工作原理
(1) 静态和动态
放大电路建立正确的静态, 放大电路建立正确的静态,是保证动态工作 的前提。 的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和 动态,正确地区分直流通路和交流通路。 动态,正确地区分直流通路和交流通路
间的传递称 为耦合)
偏置电路V 偏置电路 CC 、Rb 提供电源,并使三极管 工作在线性区。
三极管 T
起放大作用。 起放大作用。
图2.1.2 共发射极基本放大电路的组成
第6页
广东水利电力职业技术学院电力工程系WXH
第 2 章 基本放大电路
组成放大电路时必须遵守以下几个原则: 组成放大电路时必须遵守以下几个原则: 第一, 第一,外加直流电源的极性必须使三极管的发射结正向 偏置,而集电结反向偏置, 保证三极管工作在放大区。 偏置,而集电结反向偏置,以保证三极管工作在放大区。 第二,输入回路的接法应该使输入电压的变化量△ 第二,输入回路的接法应该使输入电压的变化量△ui 能够传送到三极管的基极回路, 能够传送到三极管的基极回路,并使基极电流产生相应的 变化量△ 变化量△iB。 第三,输出回路的接法应该使集电极电流的变化量△ 第三,输出回路的接法应该使集电极电流的变化量△iC 能够转化为集电极电压的变化量△ 能够转化为集电极电压的变化量△uCE ,并传送到放大电路 的输出端。 的输出端。
b RB UBE(on) βI BQ - UCEQ UCC ICQ c + RC
故有
e (b)
广东水利电力职业技术学院电力工程系WXH
13 第 13 页
第 2 章 基本放大电路
2.1.4 放大电路的主要性能指标 1. 放大倍数(放大倍数又称为增益)定义为放大器的输 (放大倍数又称为增益) 出量与输入量的比值。 出量与输入量的比值。 (1)电压放大倍数 (1)电压放大倍数 (2)电流放大倍数 (2)电流放大倍数
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+Cb2
T
+
Rc
RL uo
VCC
-
基本放大电路的习惯画法
Cb1
+
+
Rb u
i
- VBB
+
Cb2
T
+
Rc
RL
u o
VCC
-
Rb
Cb1
+
+
u i
-
+
+VCC Rc
Cb2
T
+
RL
u o
-
2.2.2.设置静态工作点的必要性
一、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
放大作用,电路核心
+
ui -
VBB
IC
Rc
Rb
T+
VCC
IB
uo

-
IC
IB
T
+
+
Rb
+
Rc
UCE
uo
VBB
UBE
VCC
ui
-
-
-
IC
IB
T
+
+ Rb
+
UCE
ui VBB
UBE
-
-
-
+
Rc
uo
R
VCC
L
-
耦合电容: 电解电容,有极性,
大小为10F~50F
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。
ii
+
RS
+
+
uS
ui -
-
+
信号源
放大电路
io
+
+
uo
RL
-
+
负载
(1)电压放大倍数定义为: (2)电流放大倍数定义为: (3)互阻增益定义为: (4)互导增益定义为:
AU=uo/ui
AI=io/ii Ar=uo/ii Ag=io/ui
2. 输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的等效电阻
ii
+
+
u o
RL
-
+
负载
放大——把微弱的电信号的幅度放大。
一个微弱的电信号通过放大器后,输出电压或电流的幅值 得到了放大,但它随时间变化的规律不能变,即不失真。
二.放大电路的主要技术指标
1.放大倍数——表示放大器的放大能力
根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求,放大器可分为四种
类型,所以有四种放大倍数的定义。
UO UCEQ
Rb
T+
VCC
IB
uo

-
VCC ICQ RC
2)u i≠0 (加入交流信号)
ui →△UBE→△IB →△IC(△IB)→△UCE(-△IC×Rc)→ uo
uCE VCC (ICQ IC )RC
(VCC ICQ RC ) IC RC
R (VCC ICQ RC ) (IC RC )
D ( A2 )2 ( A3 )2
A1
A1
6. 最大不失真输出电压
定义:当输入电压再增加就会使输出波形产生非线性失真时 的输出电压。
有效值: 最大值: 峰峰值:
U om 2U om U opp 2 2U om
U opp
7. 最大输出功率与效率
定义1:在输出信号不失真的情况下,负载上能够获得的最
直流量。
Cb1
Rc
IBQ
+ VCC
C ICQ b2
+
ui=0时
u -
i
+ UBEQ IEQ
-
T+
UCEQ
-
+
uo RL -
.
由于(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入、 输出特性曲线上的一个点,所以称为静态工作点。
IB
IC
IBQ
Q
ICQ
UBE UBEQ
Q IB
UCEQ
UCE
第二章 基本放大电路
2.1 放大电路的基本概念及性能指标 2.2 单管共射放大电路的工作原理 2.3 放大电路的图解分析法 2.4 放大电路的模型分析法 2.5 共集和共基放大电路及BJT电流源电路
2.1 放大电路的概念及主要性能指标
一.放大的概念
ii
+
RS
+
+
uS
u i
-
-
+
信号源
放大电路io+Fra bibliotek+
ICQ IBQ 37.5 0.04 1.5mA
+VCC Rc
Cb2
T
+
RL
u o
-
UCEQ VCC ICQRC 12 1.5 4 6V
请注意电路中IBQ和ICQ的数量级
三.为什么要设置静态工作点
Rc
ui
Rb
T+
VCC
t
ui
uo

-
只有在 ui Uon 0.7V 时晶体管才能导通,其它时间处于
+
uS
u i
-
-
+
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。
A
放大电路
RO
+
~ uo
-
+
uo RL
- 负载
Ro B
uO
RL RL RO
uo
RO
VCC 0.7V Rb
T
ICQ= IB
U CEQ VCC ICQ RC
Rb称为偏置电阻,IB称为偏置电流。
例:用估算法计算静态工作点。
已知:VCC=12V,
RC=4K, Rb=300K ,
=37.5。
Rb
Cb1
+
+
解:IBQ VCC 12 0.04mA 40μA
Rb 300
u i
-
截止状态,导致输出波形严重失真。所以必须设置静态工作
点 放大电路建立正确的静态工作点,是为了使三极管工作
在线性区,以保证信号不失真。
2.2.3 基本共射放大电路的工作原理及波形分析
1)ui 0 放大电路处于静态。
IC
Rc
I BQ
VBB
U BEQ Rb
VBB 0.7 Rb
ICQ I BQ
VBB
RS
+
+
uS
ui -
-
+
信号源 Ri
Ri=ui / ii
Ri 放大电路
io
+
+
uo
RL
-
+
负载
一般来说, Ri越大越好。 (1)Ri越大,ii就越小,从信号源索取的电流越小。 (2)当信号源有内阻时, Ri越大, ui就越接近uS。
3. 输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻
ii
+
RS
+
( uo uo
1)RL
4. 通频带 A
Am 0.7Am
放大倍数随频 率变化曲线— —幅频特性曲 线
3dB带宽
fL 下限截 止频率
上限截 fH 止频率
f
通频带: fbw=fH–fL
5. 非线性失真系数D
定义:输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比。
设基波幅值为A1,谐波幅值分别为A2 、A3 、…,则
UCEQ (IC RC )
b
uo IC RC
二、 静态工作点的估算
画出放大电路的直流将通交路流电压源短路,将电容开路。
直流通路的画法:
R b1 R c Cb1
+
u -
i
开路
+ VCC
Cb2
T
开路 +
uo
.
RL -
用估算法分析放大器的静态工作点
( IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ)
画直流通路:
R b1 R c
+ VCC
I BQ
VCC U BE Rb
大功率 Pom 。
定义2:最大输出功率 Pom与直流电源提供的总功率 PV 之比。
Pom
PV
2.2 基本(单管)共射放大电路的工作原理
2.2.1.基本共射放大电路的组成及各元件的作用
基极偏置电阻
输入信号,正弦电压
+
ui
-

VBB



IC Rb IB
Rc
T+ uo

-
集电极负载电阻
VCC 集电极电源
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