《模拟电子技术电子教案(第二章).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电子技术电子教案(第二章).ppt（87页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、电子线路基础电子教案主讲：郭建才主讲：郭建才华南师范大学教育信息技术学院华南师范大学教育信息技术学院第二章 放大电路分析基础教学目标 本章是本课程的重点内容，本章应熟练掌握以本章是本课程的重点内容，本章应熟练掌握以下内容：下内容：n放大电路直流工作点（放大电路直流工作点（Q点）的估算点）的估算n放放大大电电路路指指标标计计算算，含含电电压压放放大大系系数数AuUo/Ui、输入电阻输入电阻ri、输出电阻输出电阻ro的计算的计算n根根据据输输出出电电压压波波形形，判判断断非非线线性性失失真真的的类类型型，及怎样调整电路参数消除非线性失真。及怎样调整电路参数消除非线性失真。教学内容2.1 放大电路工
2、作原理放大电路工作原理2.2 放大电路的直流工作状态放大电路的直流工作状态2.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析2.4 静态工作点的稳定及其偏置电路静态工作点的稳定及其偏置电路2.5 多级放大电路多级放大电路放大电路的分析方法放大电路的分析方法放大放大电路电路分析分析静态分析静态分析动态分析动态分析图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法图解法图解法计算机仿真计算机仿真解释法（估算法）解释法（估算法）2.1 放大电路工作原理l 2.1.1 放大电路的组成原理放大电路的组成原理l 2.1.2 直流通路和交流通路直流通路和交流通路2.1.1 放大电路的组成原理放大电路应具备的条件放大电路应具
3、备的条件 放放大大器器件件应应工工作作在在放放大大区区。对对三三极极管管而而言言，发发射射结结应应正正向向运运用用，集集电电结结应应反反向向运用。运用。输输入入信信号号能能输输送送至至放放大大器器件件的的输输入入端端，即三极管的发射结。即三极管的发射结。有信号电压输出。有信号电压输出。发射结发射结正正向运用向运用信号能输送信号能输送至放大器件至放大器件的发射结的发射结集集 电电 结结 反反向运用向运用有信号电有信号电压输出压输出2.1.2 直流通路和交流通路直直流流通通路路，即即直直流流成成分分的的通通路路。将将放放大大电电路中的耦合电容和旁路电容视为路中的耦合电容和旁路电容视为开路开路。交交
4、流流通通路路，即即交交流流成成分分的的通通路路。将将放放大大电电路路中中的的直直流流电电源源、耦耦合合电电容容、旁旁路路电电容容视视为为短路短路。开路开路开路开路放大电路的直流通路放大电路的直流通路直流通路直流通路放大电路的交流通路放大电路的交流通路短路短路短路短路短路短路2.2 放大电路的直流工作状态l 2.2.1 解析法确定静态工作点解析法确定静态工作点l 2.2.2 图解法确定静态工作点图解法确定静态工作点l 2.2.3 电路参数对静态工作点的影响电路参数对静态工作点的影响2.2.1 解析法确定静态工作点静态：静态：输入信号为零（输入信号为零（U Ui i=0=0 或或 i ii i=0
5、=0）时，放时，放大电路的工作状态，也称大电路的工作状态，也称直流工作状态直流工作状态。电路处于静态时，三极管个电极的电压、电流在电路处于静态时，三极管个电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点，称为特性曲线上确定为一点，称为静态工作点静态工作点，常称，常称为为Q Q点点。一般用。一般用I IB B、I IC C、和和U UCECE 表示。表示。（1）估算）估算IB（UBE 0.7V)RB+ECRCIBUBERB称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏置电流偏置电流。（2）估算）估算UCE、IcRB+ECRCICUCEIc=IB 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极采用该方法分析静态工作点，必
6、须已知三极管的输入输出特性曲线。管的输入输出特性曲线。共射极放大电路共射极放大电路直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-2.2.2 图解法确定静态工作点ICUCEUCE=ECICRCEC直流负载线直流负载线与与IB所决定所决定的那一条输的那一条输出特性曲线出特性曲线的交点就是的交点就是Q点点QIB静态静态UCE静态静态ICUCE=ECICRC2.2.3 电路参数对工作点的影响2.3 放大电路的动态分析2.3.1 图解法分析动态特性 两种方法：两种方法：1 1、当输入交流信号后，其负载是、当输入交流信号后，其负载是RRL LR RC C/R/RL L。按交流负载线必通过按交流负载线必通过Q
7、 Q点，且斜点，且斜率为率为RRL L，作出作出交流负载线交流负载线。2 2、UUCCCC=U=UCEQCEQ+I+ICQCQRRL Lic/mAuCE/VOuCCMQNIuCEQUuCC交流负载线直流负载线图2-7 交流负载线的画法斜率斜率-1/-1/RRL L-1/R-1/RC C/R/RL LQic/mAuCE/VOuCCMNuCEQuCC交流负载线直流负载线图2-7 交流负载线的画法UUCCCC=U=UCEQCEQ+I+ICQCQRRL LICQRB+ECRCC1C2uiiBiCuCEuo各点波形各点波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反共共E极放大电极放大电路的动态分析
8、路的动态分析2.3.2 放大电路的非线性失真从交流负载线与特性曲线的交点分析波形从交流负载线与特性曲线的交点分析波形关系，可以确定最大不失真输出电压，判关系，可以确定最大不失真输出电压，判断非线性失真的类型。断非线性失真的类型。Ucem=ICQRLiCuCEuo可输出可输出的最大的最大不失真不失真信号信号合适的静态工作点合适的静态工作点ib非线性失真动画非线性失真动画iCuCEuoQ点过低，信号进入截止区点过低，信号进入截止区称为截止失真称为截止失真信号波形信号波形iCuCEuoQ点过高，信号进入饱和区点过高，信号进入饱和区称为饱和失真称为饱和失真信号波形信号波形1、三极管的三极管的微变等效电
9、路微变等效电路输入回路输入回路iBuBE当信号很小时，将输当信号很小时，将输入特性在小范围内近入特性在小范围内近似线性似线性。uBE iB对输入的小交流对输入的小交流信号而言，三极信号而言，三极管管BE间等效于电间等效于电阻阻rbe。2.3.3 微变等效电路法对输入的小交流信号而言，对输入的小交流信号而言，三极管三极管BE间等效于电阻间等效于电阻rbe。ebrbeibubeubebecib输出回路输出回路iCuCE由于：由于：所以，输出端相当于所以，输出端相当于1个受个受 ib控制的电流源。控制的电流源。近似平行近似平行且且电流源电流源两端还要并两端还要并联一个大电阻联一个大电阻rce。iCu
10、CE iC uCErce的含义的含义ubeibuceicuberbe ibib rceuceicrce很大，一般忽略。很大，一般忽略。等效等效三极管的三极管的微变等效电路微变等效电路ebcbecrbeic=ibibiiicuorbe ibuiRBRCRL交交流流等等效效电电路路微微变变等等效效电电路路uiuoRBRCRL2.3.4 三种基本组态放大电路的分析1.放大电路的性能指标n电压放大倍数电压放大倍数A Au un电流放大倍数电流放大倍数A Ai in功率放大倍数功率放大倍数A Ap pn输入电阻输入电阻r ri in输出电阻输出电阻r ro o电压放大倍数电压放大倍数AuUi和和Uo分别
11、是输入和输出电压的有效值。分别是输入和输出电压的有效值。uiuoAuAu=Uo/Ui从输出端看进从输出端看进去的等效电阻去的等效电阻从输入端看进去从输入端看进去的等效电阻的等效电阻输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻输入电阻输入电阻ri输入电阻是从放大电路输入端看进去输入电阻是从放大电路输入端看进去的等效电阻。的等效电阻。IiUi输入电阻：输入电阻：ri=Ui/Iiriri表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数。表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数。ri越大，放大电路从信号源吸取的电流就越小。越大，放大电路从信号源吸取的电流就越小。Au输入端输入端输出端输出端信号源信号源uSRS输出电阻输出
12、电阻ro输出电阻输出电阻ro是从输出端看进去的放大是从输出端看进去的放大电路的等效电阻。电路的等效电阻。输出电阻输出电阻ro表明放大电路带负载的能力。表明放大电路带负载的能力。ro越越小，表明放大电路带负载的能力越强。小，表明放大电路带负载的能力越强。输出电阻的定义：输出电阻的定义：输出电阻输出电阻ro的测量的测量测量方法：测量方法：1 1、在输入端输入正弦信号、在输入端输入正弦信号2 2、令、令R RL L，测出，测出A A、B B间间U UO O3 3、接入、接入R RL L，测出，测出A A、B B间间UoUoUoUo=UoUo/（r ro o +R+RL L ）R RL L则：则：r
13、ro o=（Uo/UoUo/Uo11）R RL LAB 阻抗匹配阻抗匹配阻抗匹配是电子技术中常见的一种工作状态，阻抗匹配是电子技术中常见的一种工作状态，它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系。当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率系。当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最传输。反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最大的功率传输，还可能对电路产生损害。大的功率传输，还可能对电路产生损害。例如，无线电发信机的输出阻抗与馈线的阻例如，无线电发信机的输出阻抗与馈线的阻抗、馈线与天线的阻抗也应达到一致。如果阻抗抗、馈
14、线与天线的阻抗也应达到一致。如果阻抗值不一致，发信机输出的高频能量将不能全部由值不一致，发信机输出的高频能量将不能全部由天线发射出去。这部分没有发射出去的能量会反天线发射出去。这部分没有发射出去的能量会反射回来，产生驻波。射回来，产生驻波。功放与音箱的阻抗匹配功放与音箱的阻抗匹配 功放的额定输出阻抗，应与音箱的额定阻抗相功放的额定输出阻抗，应与音箱的额定阻抗相一致。此时，功放处于最佳设计负载线状态，因此一致。此时，功放处于最佳设计负载线状态，因此可以给出最大不失真功率，如果音箱的额定阻抗大可以给出最大不失真功率，如果音箱的额定阻抗大于功放的额定输出阻抗，功放的实际输出功率将会于功放的额定输出阻
15、抗，功放的实际输出功率将会小于额定输出功率。如果音箱的额定阻抗小于功放小于额定输出功率。如果音箱的额定阻抗小于功放的额定输出阻抗，音响系统能工作，但功放有过载的额定输出阻抗，音响系统能工作，但功放有过载的危险，要求功放有完善的过流保护措施来解决。的危险，要求功放有完善的过流保护措施来解决。300欧欧/75欧电视天欧电视天线阻抗匹配器线阻抗匹配器 创维创维37L05HR液液晶电视接口晶电视接口 75欧电视欧电视天线接口天线接口2.共发射极放大电路 3.共集电极放大电路 3.共集电极放大电路 3.共集电极放大电路 共集电极放大电路，共集电极放大电路，也叫也叫射极输出器。射极输出器。特点：同相放大，
16、放特点：同相放大，放大倍数约为大倍数约为1 1，输入电，输入电阻大，输出电阻小。阻大，输出电阻小。RB+ECC1C2RERLuiuo3.共集电极放大电路 射极输出器的输入电阻很大，从信号源射极输出器的输入电阻很大，从信号源取得的信号大。取得的信号大。射极输出器的输出电阻很小，带负载能射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。力强。所谓所谓带负载能力强带负载能力强，是指当负载变化，是指当负载变化时，放大倍数基本不变。时，放大倍数基本不变。VGA分配器分配器（一进二出）（一进二出）VGA切换器切换器（二（二进一出）进一出）电脑屏幕输出到投影机的方法电脑屏幕输出到投影机的方法n SONY SONY笔记
17、本电脑按笔记本电脑按 FnFnF7F7n NEC NEC笔记本电脑笔记本电脑按按 FnFnF3F3n Panasonic Panasonic笔记本电脑笔记本电脑按按 FnFnF3F3n 东芝笔记本电脑东芝笔记本电脑按按 FnFnF5F5n IBM IBM笔记本电脑笔记本电脑按按 FnFnF7F7n 富士通笔记本电脑富士通笔记本电脑按按 FnFnF10F10n 明基的笔记本明基的笔记本按按 FnFnF8F84.共基极放大电路 5.三种基本放大电路性能比较 共发射极共发射极：输出电压与输入电压输出电压与输入电压反相反相，ri、ro适中适中，应用广泛。，应用广泛。共集电极共集电极：输出电压与输入电压
18、输出电压与输入电压同相同相，ri高高、ro低低，起隔离作用。，起隔离作用。共基极共基极：输出电压与输入电压输出电压与输入电压同相同相，ri低低、ro高，高，用于宽频放大。用于宽频放大。2.4 静态工作点的稳定及其偏置电路为了保证放大电路的稳定工作，必须有合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。适的、稳定的静态工作点。但是，静态工作点由但是，静态工作点由UBE、和和ICEO决定，决定，这三个参数随温度而变化。这三个参数随温度而变化。Q变变UBE ICEO变变T变变IC变变分压式偏置电阻RE射极直流负反馈电阻CE 交流旁路电容IR=（510）IBI=IR+IB IRTUBEI
19、CICIEUEIB由输入特性曲线由输入特性曲线25 多级放大电路 多级放大器的耦合方式有多级放大器的耦合方式有n阻容耦合阻容耦合n直接耦合直接耦合n变压器耦合变压器耦合 2.5.12.5.1多级放大器的耦合方式多级放大器的耦合方式阻容耦合阻容耦合阻容耦合：各级间工作点互相独立，便于调整；阻容耦合：各级间工作点互相独立，便于调整；由于电容器的存在，它不能放大变化缓慢的由于电容器的存在，它不能放大变化缓慢的(直直流流)信号，不便于集成。信号，不便于集成。直接耦合直接耦合 直直流流耦耦合合：工工作作点点前前后后互互相相影影响响，调调整整困困难难，它它不不仅仅能能放放大大交交流流信信号号，也也能能放放
20、大大直直流流信信号号，便于集成存在零漂现象。便于集成存在零漂现象。变压器耦合变压器耦合 工工作作点点互互相相独独立立，便便于于调调整整；成成本本高高、体体积积重重；只只能能放放大大交交流流信信号号，不不能能放放大大变变化化缓缓慢慢的的信信号号，不便于集成最大特点是能进行阻抗变换。不便于集成最大特点是能进行阻抗变换。2.5.2 多级放大电路指标计算电压放大倍数电压放大倍数 A Au uA Au1u1A Au2u2A Aunun2.5.2 多级放大电路指标计算输输入入电电阻阻r ri i：多多级级放放大大器器的的输输入入电电阻阻等等于于输入级的输入电阻输入级的输入电阻 2.5.2 多级放大电路指标计算输输出出电电阻阻r r0 0：多多级级放放大大罪罪的的输输出出电电阻阻等等于于输出级的输出电阻输出级的输出电阻