三极管放大电路分析方法教学文稿.ppt
三极管放大电路分析方法D1V1+-D2+-V2+-R二极管构成的限幅电路二极管构成的限幅电路例例5当当vIVIH，D1导通，导通，D2截止，截止，voVIH当当VILvIVIH，D1、D2均截止，均截止，vovIOvOvIVIHVIHVILVIL放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理 BJT内部有两个内部有两个PN结，在应用中可结，在应用中可能有三种工作状态能有三种工作状态：放大放大：发射结：发射结正偏正偏，集电结，集电结反偏反偏饱和饱和：两个：两个PN结均结均正偏正偏截止截止：两个：两个PN结均结均反偏反偏思考：试判断三极管的工作状态放大放大截止截止截止截止放大放大饱和饱和放大放大BJT的电流分配关系（的电流分配关系（1）电流分配关系电流分配关系是指晶体三极管在放大状态下是指晶体三极管在放大状态下各级电流之间的关系式。各级电流之间的关系式。三种连接方式三种连接方式共共发射极发射极接法、共接法、共集电极集电极接法、共接法、共基极基极接法接法无论哪种连接方式，要使三极管能放大电流，必无论哪种连接方式，要使三极管能放大电流，必须使须使发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏。注意注意:1、只有三极管工作在放大模、只有三极管工作在放大模式，上述基本关系式才成立式，上述基本关系式才成立2、上述电流分配基本关系式与组、上述电流分配基本关系式与组态（连接方式）无关态（连接方式）无关3、在一定的电流范围内，、在一定的电流范围内，与与 为为常数，常数，则则IC与与IE，IC与与IB之之间间成成线线性控制关系。性控制关系。BJT的电流分配关系（的电流分配关系（3）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3、利用小信号等效电、利用小信号等效电路分析电路动态指标路分析电路动态指标（Ri、Ro、Av或或Ai）。）。1、画直流通路、画直流通路1、画交流通路、画交流通路2、由交流通路画出小、由交流通路画出小信号等效电路，并计信号等效电路，并计算小信号电路参数。算小信号电路参数。直流分析直流分析交流分析交流分析2、计算静态工作点、计算静态工作点用用BJT小信号模型分析基本放大电路小信号模型分析基本放大电路一、直流分析一、直流分析1、画直、画直流通路，计算静态工作点流通路，计算静态工作点二、交流分析二、交流分析1.1.画出交流通路和小信号等效电路（耦合电容短路，画出交流通路和小信号等效电路（耦合电容短路，V VCCCC=0=0）RCRLRbRsvs+-vo2.利用小信号等效电路求利用小信号等效电路求Ri、Ro、Av。（1）输入电阻）输入电阻（2）输出电阻）输出电阻（3）电压增益）电压增益（4）负载开路时电压增益）负载开路时电压增益vbeibvceicrbe ibibbce等等效效cbeBJT的微变等效电路的微变等效电路例例4.4.1 如图所示电路中如图所示电路中Rb1VCCRCC1C2Rb2ReRLvoRsvs+-I1I2IBQRb1+VCCRCTRb2ReICQVBQ(2)静态工作点的估算静态工作点的估算若若可以认为与温度无关。可以认为与温度无关。2、动态性能分析、动态性能分析Rb1RcRLvivoRb2RerbeRCRLReRbRb1VCCRCC1C2Rb2ReRLvoRsvs+-RB1+VCCRCC1C2TRB2CERE1RLvivoRE2问题：问题：如果电路如下图所示，如何分析？如果电路如下图所示，如何分析？多级放大器多级放大器为了实现高增益和其它某些特定的要求，实际放大为了实现高增益和其它某些特定的要求，实际放大器一般都是由多级组成。器一般都是由多级组成。第六章 差动放大电路的工作原理3、任意输入信号任意输入信号 任意输入信号可分解为一对差模信任意输入信号可分解为一对差模信号与一对共模信号的组合，即：号与一对共模信号的组合，即：其中：其中：vic为共模信号，为共模信号，vid与与-vid 为一对差模信号，有：为一对差模信号，有：差动放大差动放大电路只对其电路只对其中的中的差模信差模信号号进行放大。进行放大。结论 （1 1）无论差动放大电路的输入信号为何种类型，无论差动放大电路的输入信号为何种类型，电路电路只对其中的差模信号进行放大只对其中的差模信号进行放大。（2 2）与单管放大电路相比，差动放大电路的特）与单管放大电路相比，差动放大电路的特点是有效的放大差模信号、有效的抑制共模信号，点是有效的放大差模信号、有效的抑制共模信号，即即有效的抑制零漂有效的抑制零漂。当两个输入信号满足当两个输入信号满足 时，称为任意输入信号。时，称为任意输入信号。（1)静态分析静态分析直流通路直流通路令令vi1=vi2=02、工作原理、工作原理射极耦合差分式放大电路分析（射极耦合差分式放大电路分析（2）VEQREE 对差模信号作用：对差模信号作用：vid1 vid2ib1,ic1ib2 ,ic2ic1 =-ic2iee=ie1+ie2=0vee =0REE对差模信号不起对差模信号不起作用，可视为短路作用，可视为短路RL 差模分析的处理：差模分析的处理：RL一分为二，各与一分为二，各与RC并联并联ib2ib1ic2ic1iee射极耦合差分式放大电路分析（射极耦合差分式放大电路分析（4）差模交流通路：差模交流通路：射极耦合差分式放大电路分析（射极耦合差分式放大电路分析（5）半边半边差模特性差模特性:输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻电压增益电压增益差模特性：差模特性：差模输入电阻差模输入电阻差模输出电阻差模输出电阻单端输出单端输出双端输出双端输出vod1RL/2RC ibvid1rbeib射极耦合差分式放大电路分析（射极耦合差分式放大电路分析（6）差模电差模电压增益压增益单端输出单端输出双端输出双端输出总结：总结：1、单端输出增益为共射增、单端输出增益为共射增益的一半，双端输出增益为益的一半，双端输出增益为共射增益。共射增益。2、单端输出时，、单端输出时，T1管反相管反相端，端，T2管同相端。管同相端。射极耦合差分式放大电路分析（射极耦合差分式放大电路分析（7）集成运算放大器组成集成运算放大器组成输入级：输入级：多采用各种改进型的差动放大电路，以抑制温漂。多采用各种改进型的差动放大电路，以抑制温漂。中间级：中间级：多采用一级或两级有源负载的共射放大电路，以提多采用一级或两级有源负载的共射放大电路，以提供高电压放大倍数。供高电压放大倍数。输出级：输出级：多采用功率放大电路，以输出一定的功率。多采用功率放大电路，以输出一定的功率。偏置电路：偏置电路：多采用镜像恒流源电路。多采用镜像恒流源电路。电路有电平位电路有电平位移功能移功能输出级经常输出级经常加有过载保加有过载保护电路护电路两级之间插两级之间插入隔离级入隔离级集成运放中集成运放中常采取的改常采取的改进电路性能进电路性能措施措施理想运放的条件理想运放的条件虚短路虚短路放大倍数与负载无关。分析多放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时个运放级联组合的线性电路时可以分别对每个运放进行。可以分别对每个运放进行。虚断路虚断路运放工作在线性区的特点运放工作在线性区的特点第二章第二章 集成运放理想化条件集成运放理想化条件例例2.4.1 求图所示电路的输出电压求图所示电路的输出电压vo2的表达式，并说明该电的表达式，并说明该电路的特点。路的特点。-R21+A1vi1vo1R1R2-R22+A2vo2R22vi2vNR2电路的输入电阻为无穷大。电路的输入电阻为无穷大。当R1=R21时i1iFtvi0tvo0输入方波，输出是三角波。输入方波，输出是三角波。vi-+RR2Cvo1、积分电路、积分电路应用举例应用举例2.4.4 积分电路积分电路vi-+RR2Cvo第七章第七章判断反馈类型：判断反馈类型：正、负反馈正、负反馈 串、并联反馈串、并联反馈 电压、电流反馈电压、电流反馈负反馈对放大电路主要参数的影响：负反馈对放大电路主要参数的影响：增益、输入电阻、输出电阻增益、输入电阻、输出电阻例例7.5.1 试写出在深度负反馈条件下该电路的闭环电压增益试写出在深度负反馈条件下该电路的闭环电压增益表达式。表达式。电压串联负反馈电压串联负反馈从发射极断开增益增益理想的电理想的电压放大器压放大器假设假设 v vi i 为正弦波且幅为正弦波且幅度足够大，度足够大，T T1 1、T T2 2导通时均导通时均能饱和，此时输出达到最大能饱和，此时输出达到最大值。值。VomiL-VCCRLviT1T2vo+VCC若忽略晶体管的饱和若忽略晶体管的饱和压降压降，则负载（则负载（R RL L)上的电上的电压和电流的最大幅值分别压和电流的最大幅值分别为：为：LCComCComRVIVV=第八章、乙类功放功率性能分析第八章、乙类功放功率性能分析vi-VCCT1T2vo+VCCRLiL交越失真交越失真死区电压死区电压vivovovotttt交越失真：交越失真：输入信号输入信号 vi在过零前在过零前后，输出信号出现的失真便为后，输出信号出现的失真便为交越失真。交越失真。乙类功放存在的问题乙类功放存在的问题(交越失真交越失真)功放如图所示。已知功放如图所示。已知VCC=26V，RL=8，T1,T2的饱和压降的饱和压降|VCES|=2V，D1、D2导通压降为导通压降为0.7V,T1，T2的的|VBE|=0.7V。甲乙类功放甲乙类功放 例题例题试求静态时试求静态时VA，VB1，VB2的值的值若测得负载若测得负载RL上的电压有效值上的电压有效值为为15V，求，求PO，PT，PV及及。求该电路不失真的最大输出功求该电路不失真的最大输出功率率POmax和和。求管耗最大时的输出功率和效求管耗最大时的输出功率和效率。率。R1D1D2R2VCC-VCCvOviiLRLT1T2AB1B2静态时静态时vi=0，VA=0，VB1=0.7V，VB2=-0.7V解：解：R1D1D2R2VCC-VCCVOviiLRLT1T2 由由VO=15V，得，得每管耗每管耗最大不失真输出功率最大不失真输出功率 管耗最大时管耗最大时第九章第九章.单门限比较器（与参考电压比较）单门限比较器（与参考电压比较）0运放处于开环状态运放处于开环状态解：例例图示为另一种形式的单门限电压比较器，试求出其门限电压(阈值电压)VT，画出其电压传输特性。设运放输出的高、低电平分别为VOH和VOL。理想情况下，输出电压发生跳变理想情况下，输出电压发生跳变时对应的时对应的vPvN0，即，即门限电压门限电压三端稳压器的典型接法三端稳压器的典型接法220V50Hz+-+-+470uF0.33uF0.1uFW78XX+-V0123输出直流输出直流电压电压V0=XXVI整流输出电压整流输出电压V VI I大于大于V VO O 3-5V3-5V防止电路产防止电路产生自激振荡生自激振荡滤除输出滤除输出高频信号高频信号（1 1）单电源稳压电路单电源稳压电路470uF电电容作用？容作用？结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！42
