《汽车电工电子技术吉林大学5659.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车电工电子技术吉林大学5659.pptx（58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、RSRB+UCCRCC1C2TRLuiuo正电源正电源基极基极电阻电阻集电极集电极电阻电阻输入耦输入耦合电容合电容输出耦输出耦合电容合电容输入输入电压电压输出输出电压电压负载负载电阻电阻三极管三极管+US基本交流放大电路的组成基本交流放大电路的组成第1页/共58页RCRB+UCCICIB*静静态态分分析析就就是是求求静静态态工工作作点点(静静态态指指直直流流，因因此此求求静静态态工工作作点点要要在在放放大大电电路路的的直流通路中求。直流通路中求。)*直直流流通通路路是是指指直直流流电电流流所所流过的路径。流过的路径。画画法法：视视电电容容为为开开路路，画画出电路其余部分。出电路其余部分。RSR
2、BRC+uSuoUCC6.2 放大电路的图解法放大电路的图解法放大电路的静态分析放大电路的静态分析返回返回第2页/共58页静静态态工工作作点点：电电路路处处于于静静态态时时的的IB、UBE、UCE在在晶体晶体管特性曲线上决定的一点管特性曲线上决定的一点Q，叫静态工作点。，叫静态工作点。RCRB+UCCICIB1静态工作点的估算法静态工作点的估算法对直流通路列写电压方程对直流通路列写电压方程输入回路：输入回路：（硅硅=0.7V,锗锗=0.3V）输出回路：输出回路：第3页/共58页2.用图解法分析静态工作点用图解法分析静态工作点iCuCEUCE=UCCICRCUCC直流负载线直流负载线与与IB所决
3、定的所决定的那一条输出特那一条输出特性曲线的交点性曲线的交点就是就是Q点点QIB静态静态UCE静态静态ICRCRB+UCCC1C2+-ui+-uoUCE-+第4页/共58页iBuBEQiCuCEuiibibicuCE怎么变化怎么变化假设假设uBE静态工作点的基础静态工作点的基础上有一微小的变化上有一微小的变化uiQ1.动态分析的过程动态分析的过程 用图解法对放大电路进行动态分析用图解法对放大电路进行动态分析第5页/共58页iCuCEicuCE的变化沿一条线的变化沿一条线交流负载线交流负载线（当无负载电（当无负载电阻阻RL时，交流负载线就是时，交流负载线就是直流负载线）直流负载线）QuCEttR
4、CRB+UCCC1C2+-ui+-uoUCE-+第6页/共58页RB+UCCRCC1C2uiiBuCEuouo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反uBEiC2.动态分析的结论：动态分析的结论：*共射放大电路：共射放大电路：uo比比ui幅度放大，但相位相反。幅度放大，但相位相反。*两种成份两种成份(直流成份、交流成份直流成份、交流成份)两个通路两个通路(直流通路、交流通路直流通路、交流通路)第7页/共58页可输出的可输出的最大不失最大不失真信号真信号iCuCEiCicICibIBiBuotttQ1.静态设置合适，输出电压不失真静态设置合适，输出电压不失真 非线性失真非线性失真第8页/共5
5、8页iCuCEuo2.Q点过低，信号进入截止区点过低，信号进入截止区ibIBiBicICiCttt截止失真截止失真Quo波形正向变形波形正向变形(平顶平顶)tuo第9页/共58页iciCuCEuo3.Q点过高，信号进入饱和区点过高，信号进入饱和区饱和失真饱和失真ibIBiBICiCtttQtuouo波形负向变形波形负向变形(平顶平顶)第10页/共58页双向失真：既使双向失真：既使Q点合适，但输入信号过大，可能同点合适，但输入信号过大，可能同时产生时产生截止截止和和饱和饱和失真失真t小结：小结：(1)上述失真针对上述失真针对NPN型三极管放大电路而言，型三极管放大电路而言，PNP型管型管子结论恰
6、好相反。子结论恰好相反。(2)改善办法：改善办法：饱和失真：饱和失真：RBIBQ截止失真：截止失真：RBIBQ(3)非线性失真：包括饱和失真、截止失真、双向失真。非线性失真：包括饱和失真、截止失真、双向失真。第11页/共58页iCuCEQQ温度上温度上升时，升时，输出特输出特性曲线性曲线上移，上移，造成造成Q点点上移。上移。6.3 静态工作点的稳定静态工作点的稳定温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响固定偏置放大电路固定偏置放大电路能设置静点，但不能稳能设置静点，但不能稳定静态工作点。定静态工作点。温度温度 ICBOUBEIC 温度上升，工作点温度上升，工作点Q上移，易发生饱和失真；上移
7、，易发生饱和失真；温度下降，工作点温度下降，工作点Q下移，易发生截止失真。下移，易发生截止失真。返回返回(ICEO)第12页/共58页I1I2IB静态工作点稳定的共发射极放大器静态工作点稳定的共发射极放大器I2=（510）IBI1=I2+IB I2RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoBECIE=IC+IB IC分分压压式式偏偏置置电电路路RE射极直流射极直流负反馈电阻负反馈电阻CE交流交流旁路电容旁路电容ICIE第13页/共58页IC静态工作点稳定过程静态工作点稳定过程TUBEICIEUEUBUBE=UB-UE=UB-IEREUB被认为较稳定被认为较稳定IB由输入特性曲线由输入
8、特性曲线本电路稳压的本电路稳压的过程实际是由过程实际是由于加了于加了RE形成形成了了负反馈负反馈过程过程I1I2IBRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoBECICIE第14页/共58页直流通路及静态工作点估算直流通路及静态工作点估算UBIB=IC/UCE=UCC-ICRC-IEREIC IE=UE/RE=（UB-UBE）/REUBE 0.7V+UCCRB1RCRB2REICIEIBUCE电容开路电容开路,画出直流通路画出直流通路第15页/共58页iBuBE uBE iB6.4 微变等效电路法微变等效电路法晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路becrbeibbeubeubei
9、b 返回返回第16页/共58页iCuCE近似平行近似平行相当于一个相当于一个受控的恒流源受控的恒流源ubeibuceic uceuberbe ibibic 等效的实质：将晶体管等效为线性元件的电路。等效的实质：将晶体管等效为线性元件的电路。等效条件：信号变化范围小等效条件：信号变化范围小(微变微变)。第17页/共58页1.两个短路两个短路(电容、电源电容、电源)画出放大电路的交流通路。画出放大电路的交流通路。2.将交流通路中的晶体三极将交流通路中的晶体三极管用微变等效电路来代替管用微变等效电路来代替。rbe ibibiiicuiuoRBRCRLRLuiuoRBRC交流通路交流通路放大电路的微变
10、等效电路放大电路的微变等效电路RLRBRC+uoUCCui第18页/共58页BC uiRB1ibicrbeibuoRB2ERB1RB2RERC+UCCRLC1C2+uouiCERCRLCE+UCCuo uiRB1RB2RCRERLBC uiRB1ibicrbeibuoRB2ERCRLRE第19页/共58页例：画微变等效电路。例：画微变等效电路。BCEuiRB1RCRLrbeibicibuoRB2BCEuiRCRB1rbeibicibuoRB2RB1RC+uoUCCuiRLRB2RB1RC+uoUCCuiRB2+第20页/共58页uiRBRCRLrbeibicibuo放大器的性能分析放大器的性能
11、分析 1.放大倍数放大倍数riro2.输入电阻输入电阻ri3.输出电阻输出电阻roro可在输入电压为零，负载可在输入电压为零，负载开路的条件下求得。开路的条件下求得。iiio第21页/共58页*一般希望一般希望ro小好小好 小结：关于小结：关于ri、ro、Au的讨论的讨论 (1)ri的讨论的讨论 RSUSriUiIiroRLUoUo*涉及放大涉及放大(信号信号)的电阻的电阻*体现了本级放大与体现了本级放大与信号信号 源源的联系的联系*一般希望一般希望ri大好大好 (2)ro的讨论的讨论 *涉及放大涉及放大(信号信号)的电阻的电阻*体现了本级放大与体现了本级放大与负载负载 的联系的联系*第22页
12、/共58页*在分压式偏置的共射放大电路中，若无旁路在分压式偏置的共射放大电路中，若无旁路电容电容CE：(3)Au的讨论的讨论 *在适当范围内，增大在适当范围内，增大、RC可提高可提高Au。*空载空载(RL开路开路)时的时的最大。最大。*Au表达式中的表达式中的负号表示共射放大负号表示共射放大电路的输出电压与输入电压反相。电路的输出电压与输入电压反相。第23页/共58页riRSUSUiRL*考虑信号源内阻的放大倍数考虑信号源内阻的放大倍数RBRC+uoUCCRSuSui第24页/共58页例例1、电路如图，电路如图，=40，计算放大倍数。，计算放大倍数。(UBE=0)解：（解：（1）确定）确定Q（
13、2）求）求rbe若上例中含若上例中含RS=500,则则？（3）求）求300k4k+uo+12Vui4k第25页/共58页例例2、一个固定偏置电路一个固定偏置电路,要求要求100,晶体晶体管为管为3DG6,=20,IC=1mA,UCC=12V,确定确定RC、RB,并求并求UCE。设。设UBE=0。解：解：第26页/共58页uo例例3、已知：已知：RB1=40k,RB2=20k,RC=2.5k,RE=2k,UCC=12V,UBE=0.7V,=40,RL=5k。试计算。试计算Q、Au、Ri、Ro。RB1RB2RERC+UCCRsRLus解：解：解题步骤解题步骤UBUEIEICIBUCEUB=RB2R
14、B1+RB2UCC=201240+20=4VUE=UBUBE=4V0.7V=3.3VIE=UERE=3.3V2k=1.65mAICIE=1.65mAIB=IC=1.6540=41AUCE UCCIC(RC+RE)=12V1.65(2+2.5)V=4.575VA第27页/共58页uiRB1RCRLibicrbeibuoRB2=0.846k第28页/共58页共集电极放大电路的分析共集电极放大电路的分析1、静态分析、静态分析2、动态分析动态分析作微变等效电路，作微变等效电路，C1、C2、UCC短路。短路。RLRERB+uoUCCRSuSui6.5共集电极放大电路共集电极放大电路返回返回第29页/共5
15、8页RBRERLİbİcrbeibRSUSİeUoUi1.放大倍数放大倍数第30页/共58页RSRBRERLİbİcrbeibUSİeUoUiİiİRB2.输入电阻输入电阻ri ri越大，电源电阻越大，电源电阻RS分压越分压越小，对信号衰减越小。小，对信号衰减越小。riro第31页/共58页3.输出电阻输出电阻roRBREİbrbeİbRSİREro越小，带负载后输出电压变化越小，带越小，带负载后输出电压变化越小，带负载能力越强。负载能力越强。第32页/共58页1.射随器特点射随器特点输出电阻低输出电阻低输出电压与输入电压相同输出电压与输入电压相同输入电阻高输入电阻高共集电极放大电路的特点及应
16、用共集电极放大电路的特点及应用第33页/共58页用于多级放大电路的输入级用于多级放大电路的输入级输入电阻高，减轻信号源负担，净输入电输入电阻高，减轻信号源负担，净输入电压高。压高。用于多级放大电路的输出级用于多级放大电路的输出级输出电阻低，提高带负载能力。输出电阻低，提高带负载能力。用于多级放大电路的中间级用于多级放大电路的中间级由于由于ri相当于前一级负载电阻；相当于前一级负载电阻；ro相当于后相当于后一级信号源内阻，因此起一种阻抗变换与一级信号源内阻，因此起一种阻抗变换与缓冲的作用。缓冲的作用。2.射随器的应用射随器的应用第34页/共58页例、已知射随器例、已知射随器RS=2k,RB=15
17、0k,RE=2k，RL2k，UCC=+12V，50，rbe=846，求，求:静态工作点静态工作点Q、Au、Aus、ri。(UBE0)第35页/共58页6.6阻容耦合多级放大电路与功率放大电阻容耦合多级放大电路与功率放大电路路第第一一级级的的输输出出通通过过C2、ri2送送到到第第二二级级输输入入端端，称称这这种种通通过过电电容容和和下下一一级级输输入入电电阻阻连连接接起起来来的的方式叫阻容耦合。方式叫阻容耦合。二二级级C2ri2一一级级各级之间的静态工作点是独立的，互不干涉。各级之间的静态工作点是独立的，互不干涉。前级的负载为下一级的输入电阻。前级的负载为下一级的输入电阻。ro1uo1阻容耦合
18、放大电路阻容耦合放大电路返回返回第36页/共58页放大器的输入电阻为一级的输入电阻，放大器放大器的输入电阻为一级的输入电阻，放大器的输出电的输出电阻为末级的输出电阻。阻为末级的输出电阻。总放大倍数为各级放大倍数之积。总放大倍数为各级放大倍数之积。不宜放大直流及变化缓慢的信号。不宜放大直流及变化缓慢的信号。RSRB1RB2RC1RE1RB3RB4RC2RE2C1C2CE1CE2C3+UCCRLVT1VT2第37页/共58页|Au|f通频带通频带Au00.707Au0 fL0 fH0 fL0 下限截止频率下限截止频率 fH0 上限截止频率上限截止频率幅频特性幅频特性两级两级阻容耦合阻容耦合放大电路
19、的频率特性放大电路的频率特性Au0.707Au fL fH通频带通频带两级放大电路的放大倍数增加，通频带变窄。两级放大电路的放大倍数增加，通频带变窄。O 放大电路的电压放大倍数放大电路的电压放大倍数 对不同频率的正弦信号对不同频率的正弦信号的稳态响应称为的稳态响应称为频率响应频率响应。它分为幅频特性与相频特性。它分为幅频特性与相频特性。放大电路的放大倍数与频率的关系称为放大电路的放大倍数与频率的关系称为幅频特性幅频特性。fL fL0 fH fH0 第38页/共58页1.功率放大电路的基本要求功率放大电路的基本要求功率放大电路主要作用是向负载提供功率的功率放大电路主要作用是向负载提供功率的放大电
20、路。放大电路。(1)功率放大器的特点功率放大器的特点输出功率大。输出功率大。转换功率高。转换功率高。输出信号幅值大，易产生非线性失真。输出信号幅值大，易产生非线性失真。信号幅值大，需用图解法分析。信号幅值大，需用图解法分析。功率放大电路功率放大电路第39页/共58页2.功率放大器的工作状态功率放大器的工作状态甲类工作状态甲类工作状态Q点设置在特性曲线的中点，放大管始终处于点设置在特性曲线的中点，放大管始终处于导通状态。导通状态。工作在甲类状态的放大器静态管耗大，效率较工作在甲类状态的放大器静态管耗大，效率较低，主要用于电压放大器。低，主要用于电压放大器。iciCuCEQQicQicOOOtt第
21、40页/共58页甲乙类工作状态甲乙类工作状态Q点设置在点设置在IC0、IC0处，放大管在大半个周处，放大管在大半个周期内处于导通状态。期内处于导通状态。工作在甲乙类状态的放大器静态管耗很小，工作在甲乙类状态的放大器静态管耗很小，效率较高，但有波形失真，主要用于功率放大器。效率较高，但有波形失真，主要用于功率放大器。乙类工作状态乙类工作状态Q点设置在点设置在IC0处，放大管只在半个周期内处，放大管只在半个周期内处于导通状态。处于导通状态。工作在乙类状态的放大器静态管耗为工作在乙类状态的放大器静态管耗为0，效，效率较高，但有波形失真，主要用于功率放大器。率较高，但有波形失真，主要用于功率放大器。第
22、41页/共58页3.OCL互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路RLUCCUCCuiuiic1ic2uoVT1、VT2在正、负半周交替导通，互相在正、负半周交替导通，互相补充。补充。电路分析电路分析ic1ic2导通导通截止截止VT1VT2导通导通截止截止uot第42页/共58页交越失真交越失真由于发射结存在由于发射结存在“死区死区”，当，当ui低于某一数低于某一数值时，值时，iC1、iC2基本为零，输出出现一段死区，基本为零，输出出现一段死区，这种现象称为这种现象称为交越失真交越失真。ic交越失真交越失真交越失真产生的原因交越失真产生的原因 由于晶体管发射结存由于晶体管发射结存在死区；在死区
23、；ui 0IBIBS以以NPN管管为为例例第46页/共58页例例1：S分别接在分别接在A、B、C上时，判断电路能否放大，上时，判断电路能否放大，50，设正常工作时设正常工作时UBE0.7当当S接于接于C时：时：因为因为UBUE有基极电流有基极电流若放大则：若放大则：ICIB5.65mAUCE6V5.652V5.3V晶体管为饱和状晶体管为饱和状态，电路不放大态，电路不放大接于接于A：UBUE若若ICIB1.325mAUCE6V1.3252V3.35V0.7晶体管为放大状态晶体管为放大状态,电路能放大。电路能放大。第47页/共58页例例2：图示电路中，发现输出波形严重失真，：图示电路中，发现输出波
24、形严重失真，若测得若测得UCEUCC，分析晶体管处于什么状态，分析晶体管处于什么状态？怎？怎样改善？样改善？若若UCEUBE，分析放大电路处于什，分析放大电路处于什么状态？怎样改善？么状态？怎样改善？RSRBRC+uSuoUCC若若UCEUCCURc0，即，即IC0则电路处于截止状态则电路处于截止状态应增大应增大IB，减小，减小RB。若若UCEUBE则电路处于饱和状态则电路处于饱和状态应减小应减小IB，增大，增大RB。第48页/共58页例例3：某放大电路不带负载时，开路电压：某放大电路不带负载时，开路电压Uo1.5V，而带上，而带上5.1k负载，开路电负载，开路电压压Uo1V，求输出电阻，求输
25、出电阻ro？EoRLro+UoS放大器放大器开路时开路时EoUo1.5V带上负载带上负载1.55.1=ro+5.1ro=2.55k第49页/共58页例例4：某放大电路若：某放大电路若RL从从6k变为变为3k时，时，输出电压输出电压Uo从从3V变为变为2.4V，求输出电阻，求输出电阻ro？若？若RL开路，求开路，求Uo？EoRLro+UoS放大器放大器RL6kRL3k得得ro=2kEo=4V若若RL开路，开路，UoEo4V第50页/共58页IC/mAUCE/V4321O100A75A50A25A24681050A画直流负载线：画直流负载线：过点过点(0，4)、(12，0)IB=50A，得，得Q则
26、则IC2mA，UCE6V3k3k240k+uo+12Vui例例5：电路如图，：电路如图，=40，估算静态工作点估算静态工作点Q，依曲，依曲线线求静态工作点；静态时电容上电压为多少，标出极求静态工作点；静态时电容上电压为多少，标出极性；性；画微变等效电路；求画微变等效电路；求Au、ri、ro。UC1UBE0.7VUC2UCE6VuiRBRCRLrbeibicibuo第51页/共58页RE例例6：已知：已知=50,画出微变等效电路；计算画出微变等效电路；计算Q、Au、Ri、Ro。RB1RB2RC+12VRsRLus20k10k2k2k2kUB=RB2RB1+RB2UCC=101210+20V=4V
27、UE=UBUBE=4V0.7V=3.3VICIE=UERE =1.65mAIB=IC=33AUCE UCCIC(RC+RE)=12V1.65(2+2)V=5.4V+uo第52页/共58页uiRB1RCRLibicrbe ibuoRB2=1k 第53页/共58页RLRB1RsRB2例例7：已知：已知RB1=33k,RB2=8.2k,RC=10k,RF=390,RE=3k,UCC=20V,=40，RL=10k。试。试计算计算Au、rbe、ri、ro；要使；要使Uo460mV,Ui？若？若RS1k，US=?RERC+UCCRFus=3.98VIE=UBRF+RE=3.983.39=1.17mAUB=
28、RB2RB1+RB2UCCuo+第54页/共58页US=UoAus=47.62mVUi=UoAu=460/11.7=39.32mVUiUoRFRB2RB1rbeRLRCibib第55页/共58页例例8、电路如图、电路如图,已知已知=50，UCC=+12V，Ui=20mV，试估算静态工作点，试估算静态工作点Q；画微变等效电；画微变等效电路；求自路；求自M点输出的点输出的UoM及自及自N点输出的点输出的UoN。解解：工作点：工作点Q24kRCRB1RB2RE+UCC8k1k2kuoNuoMuiRERCRB2İbİcrbeİbUONUiRB1UOM第56页/共58页例例9：画微变等效电路；求画微变等效电路；求Au1、Au2，当，当RCRE时，输入正弦波，画输出波形。时，输入正弦波，画输出波形。6ui/Vtuo1tuo2tRBRERC+UCCuo2uo1ui+OOORBREibicrbeibuo2uiRCuo1第57页/共58页感谢您的观看。第58页/共58页