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1、第第2章章 放大电路基础放大电路基础第1页，此课件共43页哦2.1 基本共射放大电路基本共射放大电路 1.放大电路概念：基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。a.放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。b.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。第2页，此课件共43页哦2.1.1 基本共射放大电路的组成基本共射放大电路的组成电路组成电路组成:(1)三极管T;(3)RC：将iC的变化转换 为vo的变化，一 般几K几十K。VCE=VCC-ICRC RC，VCC 同属集
2、电极回路。(2)VCC：为JC提供反偏 电压，一般几 几十伏;(4)VBB：为发射结提供正偏。ceRbRCVCCb+_ _+_ _VBBCb2+TvivoCb1第3页，此课件共43页哦基本共射放大电路的组成基本共射放大电路的组成(5)Rb：一般为几十K几千K，Rb,Vbb 属基极回路一般，硅管VBE=0.7V 锗管VBE=0.2V当VBBVBE时：ceRbRCVCCb+_ _+_ _VBBCb2+TvivoCb1第4页，此课件共43页哦基本共射放大电路的组成基本共射放大电路的组成(7)vi：输入信号(8)vo：输出信号(9)公共地或共同端，电路中每一点的电位 实际上都是该点与公 共端之间的电位
3、差。(6)Cb1，Cb2：耦合电容或隔 直电容，其作用是通交流 隔直流。ceRbRCVCCb+_ _+_ _VBBCb2+TvivoCb1第5页，此课件共43页哦基本共射放大电路基本共射放大电路RL:负载电阻ceRbRCVCCb+_ _+_ _VBBCb2+TvivoCb1RLT+vivoRLTCb1VCCCb2+_ _+_ _RbRC第6页，此课件共43页哦2.1.2 共射电路共射电路放大原理放大原理+vivoCb1VCCCb2+_ _+_ _RbRC12V300K4K=40vi 变化 iB 变化 iC 变化 vCE 变化 vo 变化Cb1iC=iBvCE=VCC-iCRC第7页，此课件共4
4、3页哦2.1.3 2.1.3 放大电路的主要技术指标放大电路的主要技术指标(1)(1)放大倍数放大倍数(2)(2)输入电阻输入电阻Ri(3)(3)输出电阻输出电阻Ro(4)(4)通频带通频带第8页，此课件共43页哦(1)(1)放大倍数放大倍数 通常它们都是按正弦量定义的。放大倍数定义式中各有关量如图所示。电压放大倍数：电流放大倍数：功率放大倍数：第9页，此课件共43页哦(2)(2)输入电阻输入电阻 Ri 输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数。Ri大，放大电路从信号源吸取的电流小，反之则大。Ri的定义:第10页，此课件共43页哦(3)(3)输出电阻输出电阻Ro输出电阻是表明放大电路带
5、负载的能力，Ro大表明放大电路带负载的能力差，反之则强。Ro的定义:第11页，此课件共43页哦注意：放大倍数、输入电阻、输出电阻通常都是在正弦信号下的交流参数，只有在放大电路处于放大状态且输出不失真的条件下才有意义。第12页，此课件共43页哦2.2 放大电路的分析方法放大电路的分析方法n图解分析法图解分析法n静态分析n动态分析n模型分析法模型分析法nBJT的折线化模型与静态工作点nBJT的交流小信号模型及放大器的交流参数分析第13页，此课件共43页哦 直流通路与交流通路直流通路与交流通路静态：只考虑直流信号，即vi=0，各点电位不变 （直流工作状态）。直流通路：电路中无变化量，电容相当于开路，
6、电感相当于短路交流通路：电路中电容短路，电感开路，直流 电源对公共端短路 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道。动态：只考虑交流信号，即vi不为0，各点电位变化 （交流工作状态）。第14页，此课件共43页哦直流通路直流通路TRRVb1b2bCCCCC+vovi电容Cb1和Cb2断开TRRVbCCC直流通路第15页，此课件共43页哦交流通路交流通路TRRVvvb1b2bCCCCCio+vovi直流电源和耦合电容对交流相当于短路TRRbC+_+_vovi第16页，此课件共43页哦2.2.1 图解分析法图解分析法I求VBE
7、、IB的方法同二极管图解分析输入特性VBE=VBB-IBRb输出特性VCE=VCC-ICRCb、e回路回路c、e回路回路(a)画直流通路(b)把基极回路和集电极回路电路分为线性和非线性两部分如图IB=40uA、RC=4K、VCC=12V(1)静态工作点的图解分析静态工作点的图解分析1.静态分析静态分析第17页，此课件共43页哦图解分析图解分析vCE(v)i C(mA)32124680101220uA40uA60uA80uAIB =100uA(c)作非线性部分的伏安特性曲线=40uA(d)作线性部分的伏安特性曲线直流负载线VCE=12-4 IC(VCC=12V,RC=4K)用两点法做直线M(12
8、V,0)，N(0,3mA)MN(e)直线MN与IB=40uA曲线的交点(5.6V,1.6mA)就是静态工作点Q（5.6V，1.6mA）Q直流直流负载线负载线IB=40uA、RC=4K、VCC=12V第18页，此课件共43页哦讨论：电路参数变化对讨论：电路参数变化对Q点的影响点的影响MNQRb改变：Q点沿MN向下移动QRRbVCCC12V300K4K=40固定偏流电路固定偏流电路第19页，此课件共43页哦电路参数变化对电路参数变化对Q点的影响点的影响MNQRC改变：QRRbVCCC12V300K4K=40固定偏流电路固定偏流电路第20页，此课件共43页哦电路参数变化对电路参数变化对Q点的影响点的
9、影响MNQVCC改变：QRRVIBVBBbCCCV+_+_CEBEVIC第21页，此课件共43页哦(2)静态工作点的近似估算法静态工作点的近似估算法(2)静态工作点的近似估算法静态工作点的近似估算法 已知硅管导通时VBE0.7V，锗管VBE 0.2V以及=40，根据直流通路则有：Q:（40uA，1.6mA，5.6V）RRbVCCC12V300K4K=40固定偏流电路固定偏流电路第22页，此课件共43页哦RbRCvoviCb1Cb2VCC+Re0.5K330K4K15V=50例例 求求Q点值点值直流通路RbRCVCC330K4K15V=50Re0.5K第23页，此课件共43页哦例例 求求Q点值点
10、值分压式偏压电路，射极偏置电路Rb1RCvoviCb1Cb2VCC+Re0.5K68K4K15VRb212K=40第24页，此课件共43页哦2.动态分析动态分析(交流通路）交流通路）TRRVvvb1b2bCCCCCio+vovi直流电源和耦合电容对交流相当于短路TRRbC+_+_vovi第25页，此课件共43页哦截止失真截止失真截止失真：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（动画）截止失真（动画）第26页，此课件共43页哦饱和失真饱和失真饱和失真：由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出
11、电压表现为底部失真。注意：对于注意：对于PNP管，由于是负电源供电，管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与失真的表现形式，与NPN管正好相反。管正好相反。饱和失真（动画）饱和失真（动画）第27页，此课件共43页哦TRRbC+_+_voviRL交流通路交流负载线交流负载线TRRVvvb1b2bCCCCCio+vo-viRLRL=RC/RL第28页，此课件共43页哦交流负载线交流负载线交流负载线确定方法：a.通过输出特性曲线上的Q点做一条直线，其斜率 为-1/RL 。RL=RLRc 是交流负载电阻。c.交流负载线和直 流负载线相交与 Q点。b.交流负载线是有 交流输入信号时 Q点的运动轨迹。第2
12、9页，此课件共43页哦最大不失真输出最大不失真输出放大电路要想获得大的不失真输出幅度，需要：1.工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位；2.要有合适的交流负载线。交流动态范围（动画）第30页，此课件共43页哦第31页，此课件共43页哦作业作业2-2-1 (Vcc=15V)2-2-3第32页，此课件共43页哦2.2.2 模型分析法模型分析法图解法的适用范围：信号频率低、幅度 较大的情况。如果电路中输入信号很小，可把三极管特性曲线在小范围内用直线代替，从而把放大电路当作线性电路处理微变等效电路。1.1.三极管可以用一个模型来代替。三极管可以用一个模型来代替。2.2.对于低频模型可以不考虑结电
13、容的影响。对于低频模型可以不考虑结电容的影响。3.3.小信号意味着三极管在线性条件下工作，微变也小信号意味着三极管在线性条件下工作，微变也 具有线性同样的含义。具有线性同样的含义。第33页，此课件共43页哦三极管共射三极管共射h参数等效电路参数等效电路共射接法等效的双端口网络：输入特性表达式：vBE=f1 (iB,vCE )输出特性表达式：iC=f2(iB,vCE )+_+_1.BJT的低频小信号模型的低频小信号模型第34页，此课件共43页哦三极管共射三极管共射h参数等效电路参数等效电路求全微分：c+_+-第35页，此课件共43页哦三极管共射简化三极管共射简化h参数等效电路参数等效电路忽略h1
14、2和h22影响的简化参数等效电路c第36页，此课件共43页哦2 用模型分析法求放大器的动态参数用模型分析法求放大器的动态参数放大电路分析步骤：n画交流通路n画微变等效电路n计算电压放大倍数Avn计算输入电阻Rin计算输出电阻Ro第37页，此课件共43页哦1.画等效电路图计算电压放大倍数画等效电路图计算电压放大倍数Avvovi第38页，此课件共43页哦2.计算输入电阻计算输入电阻 RiRi第39页，此课件共43页哦计算输出电阻计算输出电阻 Ro 把输入信号源短路（Vs=0）但保留信号源 内阻，在输出端加信号Vo，求此时的 Io，则：Ro第40页，此课件共43页哦例例2.2.3：求：求Av，R i，Ro电路及参数如图，rbb=100，求Av，Ri，Ro=50vivo第41页，此课件共43页哦例例2.2.4：电路及参数如图，=40，rbb=300，(1)计算静态工作点(2)求Av，Ri，Rovivo第42页，此课件共43页哦作业作业2-2-5 2-2-62-2-8 (Vcc=-12V,RL=1.2k)第43页，此课件共43页哦