Transcript 放大电路

第二章
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
基本放大电路
放大的概念和放大电路的主要性能指标
基本共射放大电路的工作原理
基本放大电路的分析方法
放大电路静态工作点的稳定
三种基本接法
晶体管基本放大电路的派生电路
场效应管放大电路
2.1.1 放大的概念
声音
放大电路
直流电源
声音
2.1.2 放大电路的性能指标
1.放大倍数——表示放大电路的放大能力
电压放大倍数： Au 
互阻放大倍数：
（欧姆）
Uo
电流放大倍数： Ai 
Ui
Aui 
Uo
Ii
Io
Ii
互导放大倍数： Aiu  I o
（西门子S)
Ui
2.1.2 放大电路的性能指标
2.输入电阻 －－从放大电路输入端看进去的等效电阻
Ri 
Ui
Ii
描述了放大电路对输入信号源的影响
2.1.2 放大电路的性能指标
3.输出电阻 －－从放大电路输出端看进去的等效电阻
RS

+
放大
电路
U S_
Ro 
U
o
u s  0 ,R
Io
Io
L 
+
RL
U o
_
描述了放大电路的带负载能力
2.1.2 放大电路的性能指标
4.通频带 －－衡量放大电路对不同频率信号的放大能力
fbw= fH – fL
幅频特性曲线
下限截止频率－ fL
上限截止频率－ fH
2.1.2 放大电路的性能指标
4.通频带 －－信号频率超出通频带引起 频率失真
2.1.2 放大电路的性能指标
4.通频带 －－信号频率超出通频带引起 频率失真
2.1.2 放大电路的性能指标
5.非线性失真系数 －－由元器件特性的非线性引起的
定义：输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比
设输出信号中的基波幅值为A1、谐波幅值为A2、
A3…，非线性失真系数 D 为
2
D 
2
 A2 
 A3 

  
  
 A1 
 A1 
2.1.2 放大电路的性能指标
6.最大不失真输出电压
当输入电压再增大就会使输出波形产生非线
性失真时的输出电压
7.最大输出功率与效率

Pom
PV
2.2.1 基本共射放大电路的组成与工作原理
三极管是放大元件，但不能单独
使用，要按一定的原则组成：
1.电源的设置：
2.信号源位置安排：
3.元件参数设置：
工作原理：
ui
共射极基本放大电路
→△uBE →△iB →△iC（b△iB）
→△uCE（-△iC×Rc）
u0
2.2.1 基本共射放大电路各元件作用
共射极基本放大电路
2.2.1 基本共射放大电路各元件作用
共射极基本放大电路
2.2.1 基本共射放大电路各元件作用
共射极基本放大电路
2.2.1 基本共射放大电路各元件作用
共射极基本放大电路
2.2.3 基本共射放大电路波形分析
iC
无输入信号时，三极
管各电极都是恒定的
电压和电流，称放大
电路处于静态
iB
+
uBE
–
无输入信号(或ui = 0)时:
uBE
O
uCE
iC
iB
UBE
t
O
IB
t
UCE
IC
O
t
O
t
2.2.3 基本共射放大电路波形分析
iC
放大电路的
静态工作点
Q
iB
+
uBE
–
无输入信号(或ui = 0)时:
uBE
O
uCE
iC
iB
UBEQ
t
O
IBQ
t
UCEQ
IC Q
O
t
O
t
2.2.3 基本共射放大电路波形分析
iC
uCE = UCC－ iC RC
iB
+
uBE
–
放大电路的动态
无输入信号(u
有输入信号时i = 0)时:
uBE
ui
O
t
O
uCE
iC
uo
iB
UBE
tO
O
IB
tO
IC
tO
？
UCE
t
t
去掉直流量
2.2.2 设置静态工作点的必要性
IC
求解静态值工作点：
IBQ、 ICQ 、 UCEQ
I BQ 
IB
V BB  U BEQ
Rb
I CQ  b I BQ
U C EQ  VC C  I C Q Rc
2.2.2 设置静态工作点的必要性
既然放大电路要放大的对象是动态信号，可否
不设置静态工作点？
否
2.2.4 常见的两种共射放大电路
有缺陷：？
+Vcc
Rb2
Rc
Rb1
+
T
Rb 2

U BEQ
Rb1
I C Q  b I BQ
+
uo
ui
-
I BQ 
V CC  U BEQ
RL
共地
直接耦合共射放大电路
U C E Q  V CC  I C Q R c
可否去掉 Rb1 ？
2.2.4 常见的两种共射放大电路
I BQ 
V CC  U BEQ
Rb
I C Q  b I BQ
阻容耦合共射放大电路
耦合电容
U C E Q  V CC  I C Q R c
2.3 基本放大电路的分析方法
2.3.1 直流通路和交流通路
2.3.2 图解法
2.3.3 等效电路法
2.3.1 直流通路和交流通路
直流通路：直流电源作用下直流电流流经的通路
+UCC
RC
RB
C1
RS
+
es
–
iB
C2
iC
+ T
uBE
–
RL
iE
+
uo
–
2.3.1 直流通路和交流通路
交流通路：输入信号作用下交流信号流经的通路。
+UCC
RC
RB
C1
RS
+
es
–
iB
C2
iC
+ T
uBE
–
RL
iE
+
uo
–
+UCC
RC
RB
C1
+
iB
iC

+
T
+
RS
+
es
C2
+
uo
RL
ui
交流通路?


C
B
RS
+
es

+
+
ui RB
ube

+ ic
ib
T
uce
+
RC
RL uo


E

直接耦合共射放大电路的直流通路和交流通路
2.3.2 图解法
graphical method
①已知电路中晶体管的输入特性曲线和输出特性曲线
②已知电路中其他元件的参数
要求分析放大电路的静态和动态
基本共射放大电路
2.3.2 图解法
静态工作点的分析
iB  f (u B E )
分析输
入回路
U C E  const
u BE  V BB  i B Rb
Rc
Rb
+
Δ uI
–
VBB
iB
T
+
uBE
–
VCC
2.3.2 图解法
iB  f (u B E )
静态工作点的分析
u BE  V BB  i B Rb
U C E  const
iB
VBB / Rb
IBQ
O
Q
UBEQ
输入回路
负载线
VBB
输入回路的图解分析
uBE
2.3.2 图解法
静态工作点的分析
iC  f ( u C E )
分析输
出回路
u C E  V C C  iC R c
Rc
iC
Rb
IBQ
T
+
VBB
I B  const
+
uCE
UBEQ
–
–
VCC
2.3.2 图解法
iC  f ( u C E )
静态工作点的分析
I B  const
u C E  V C C  iC R c
V CC
R
IBQ
C
ICQ
+
iC
输出回路
负载线
Q
IBQ
UBEQ
–
输出回路的图解分析
UCEQ
uCE
VCC
2.3.2 图解法 动态分析－电压放大倍数
iB  f (u B E )
分析输
入回路
u BE  V BB   u I  i B Rb
Rc
iC
Rb
+
Δ uI
–
VBB
U C E  const
iB
T
+
+
uCE
uBE
–
–
VCC
2.3.2 图解法 动态分析－电压放大倍数
iB  f (u B E )
U C E  const
u BE  V BB   u I  i B Rb
VBB  u I
iB
输入回路图解分析
Rb
V BB
Rb
△iB
IBQ
Q
O
uBE
UBEQ
△uBE
VBB
VBB  uI
△uI
2.3.2 图解法 动态分析－电压放大倍数
u C E  V C C  iC R c
Au 
 uCE
uI
输出电压与输入电压变化相反
iC
V CC
输出回路
负载线
RC
△iC
ICQ
0
Q
UCEQ
△uCE
IB=IBQ+△iB
IBQ
VCC
uCE
2.3.2 图解法 波形非线性失真的分析
iB / A
iB / A
60
60
Q1
IBQ
40
Q
20
20
O
O
ib
t
ui
Q点合适输入一
微小正弦信号 ui
Q2
uBE/V
UBEQ
O
ube
t
t
uBE/V
2.3.2 图解法 波形非线性失真的分析
iC
iC
ICQ
iB
ib
ic
uCE
uCE
uCE 与 ui 反相！
UCEQ
IBQ
2.3.2 图解法 波形非线性失真的分析
iB / A
iB / A
ib
① Q点不合适，偏低
5
O
Q1
uBE/V
t O
O
uBE/V
t
ube
(b)工作点偏低引起 ic、uce (uo)失真
iC / mA
80
3
2.25
iC / mA
60
2.25
1.5
1. 5
0.75
0.75
40
20
Q IB = 5 µA
0.25
0.25
0
O
t
uo 波形
O
3
6
9
O
截止失真
t
uo = uce
12
uCE/V
uCE/V
正半周
变平