清华模电课件第六课时学习教案.pptx

会计学1清华清华(qn hu)模电课件第六课时模电课件第六课时第一页，共27页。2.1放大放大(fngd)的概的概念念本质：实现本质：实现(shxin)能量的控制。能量的控制。在在放放大大电电路路中中提提供供一一个个能能源源，由由能能量量(nngling)较较小小的的输输入入信信号号控控制制这这个个能能源源，使使之之输输出出较较大大的的能能量量(nngling)，然后推动负载。，然后推动负载。小能量对大能量的控制作用称为小能量对大能量的控制作用称为放大作用放大作用。放大的对象是放大的对象是变化量。变化量。元件：元件：双极型三极管和场效应管。双极型三极管和场效应管。第1页/共27页第二页，共27页。放大电路放大电路RL+Rs+放大放大(fngd)电路的电路的示意图示意图2.3放大放大(fngd)电路的性能电路的性能指标指标1.放大放大(fngd)倍数倍数 电压增益（电压放大倍数）电压增益（电压放大倍数）电流增益电流增益表征放大电路对微弱信号的放大能力，又称增益。表征放大电路对微弱信号的放大能力，又称增益。第2页/共27页第三页，共27页。2.输入电阻输入电阻ri放大放大(fngd)电路一定有信号源为其提供信电路一定有信号源为其提供信号，那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放号，那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放大大(fngd)电路从信号源取电流大小的参数。输入电路从信号源取电流大小的参数。输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，信号源的负电阻越大，从信号源取得的电流越小，信号源的负担越小。担越小。输入电阻输入电阻放大电路放大电路RL+Rs+ri第3页/共27页第四页，共27页。3.输出电阻输出电阻ro放大电路对负载而言，相当于信号源，我们可以放大电路对负载而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维宁等效电路，这个戴维宁等效电路的内将它等效为戴维宁等效电路，这个戴维宁等效电路的内阻就是输出电阻。阻就是输出电阻。ro是衡量是衡量(hng ling)放大电路带负载放大电路带负载能力的指标。能力的指标。放大电路放大电路RL+Rs+ro第4页/共27页第五页，共27页。放大电路放大电路RL+Rs+第5页/共27页第六页，共27页。如何如何(rh)确定电路的输出确定电路的输出电阻？电阻？在电路在电路(dinl)的计算中求的计算中求ro有两个方有两个方法：法：1、所有、所有(suyu)的电源置零。的电源置零。2、加压求流法。、加压求流法。UI将独立源置零，保留受控源。将独立源置零，保留受控源。第6页/共27页第七页，共27页。输出电阻的测量方法输出电阻的测量方法roUo测量测量(cling)开路电压开路电压roRL测量接入负载测量接入负载(fzi)后的输后的输出电压出电压第7页/共27页第八页，共27页。Aum4、通频带、通频带(pndi)BWfL fHfL：下限频率：下限频率(pnl)fH：上限频率：上限频率(pnl)图图 第8页/共27页第九页，共27页。2.2单管共发射极放大单管共发射极放大(fngd)电路电路单管共发射极放大电路单管共发射极放大电路(dinl)的组成的组成图图 2.2.1单管共射放大电单管共射放大电路的原理电路路的原理电路VT：NPN 型三极管，为放大型三极管，为放大(fngd)元件；元件；VCC：为输出信号提供能量；为输出信号提供能量；RC：当当 iC 通通过过 Rc，将将电电流流的的变变化化转转化化为为集集电电极极电电压压的的变变化化，传传送送到到电电路路的的输输出端；出端；VBB、Rb：为为发发射射结结提提供供正正向向偏偏置置电电压压，提提供供静静态态基基极极电流电流(静态基流静态基流)。第9页/共27页第十页，共27页。单管共发射极放大电路的单管共发射极放大电路的工作工作(gngzu)原理原理一、放大一、放大(fngd)作作用：用：图图 单管共射放大单管共射放大(fngd)电路的原理电路电路的原理电路第10页/共27页第十一页，共27页。二、组成二、组成(z chn)放大电路放大电路的原则：的原则：1.外外加加(wiji)直直流流电电源源的的极极性性必必须须使使发发射射结结正正偏偏，集电结反偏。则有：集电结反偏。则有：2.输输入入回回路路的的接接法法应应使使输输入入电电压压 u 能能够够传传送送(chun sn)到三极管的基极回路，使基极电流产生相应的变化量到三极管的基极回路，使基极电流产生相应的变化量 iB。3.输输出出回回路路的的接接法法应应使使变变化化量量 iC 能能够够转转化化为为变变化化量量 uCE，并传送到放大电路的输出端。，并传送到放大电路的输出端。三、原理电路的缺点：三、原理电路的缺点：1.双电源供电；双电源供电；2.uI、uO 不共地。不共地。第11页/共27页第十二页，共27页。第12页/共27页第十三页，共27页。四、单管共射放大四、单管共射放大(fngd)电电路路图图 单管共射放大单管共射放大(fngd)电路电路C1、C2：为隔直电容：为隔直电容(dinrng)或或耦合电容耦合电容(dinrng)；RL：为负载电：为负载电阻。阻。该电路也称该电路也称阻容耦合阻容耦合单管共射单管共射放大电路。放大电路。第13页/共27页第十四页，共27页。图图 2.4.1(b)2.4放大电路放大电路(dinl)的基本分析的基本分析方法方法基本基本(jbn)分析方法两分析方法两种种图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法直流通直流通(litng)路与交流通路与交流通(litng)路路图图 2.2.2(b)图图 2.4.1(a)第14页/共27页第十五页，共27页。静态静态(jngti)工作点的近似计算工作点的近似计算bceIBQICQ UCEQ图图 2.4.1(a)硅管硅管 UBEQ=(0.6 0.8)V锗管锗管 UBEQ=(0.1 0.2)VICQ IBQUCEQ=VCC ICQ RC第15页/共27页第十六页，共27页。【例】图示单管共射放大【例】图示单管共射放大(fngd)电路中，电路中，VCC=12 V，Rc=3 k，Rb=280 k，NPN 硅硅管管的的 =50，试试估估算算(sun)静态工作点。静态工作点。图图 2.4.3(a)解：解：设设 UBEQ=0.7 VICQ IBQ =(50 0.04)mA=2 mAUCEQ=VCC ICQ Rc =(12 2 3)V=6 V第16页/共27页第十七页，共27页。IBQ解：解：1、求静态、求静态(jngti)工工作点作点Q根据根据(gnj)直流通路，直流通路，有有则则 IC=IB =50 0.03=1.5（mA）UCE=VCCICRc =121.5 6=3V第17页/共27页第十八页，共27页。图解法图解法在在三三极极管管的的输输入入、输输出出特特性性曲曲线线上上直直接接(zhji)用用作作图的方法求解放大电路的工作情况。图的方法求解放大电路的工作情况。一、图解法的过程一、图解法的过程(guchng)(一一)图解分析图解分析(fnx)(fnx)静态静态1.先用估算的方法计算输入回路先用估算的方法计算输入回路 IBQ、UBEQ。2.用图解法确定输出回路静态值用图解法确定输出回路静态值方法：方法：根据根据 uCE=VCC iCRc 式确定两个特殊点式确定两个特殊点第18页/共27页第十九页，共27页。输出输出(shch)回路回路输出特性输出特性直流负载线直流负载线Q图图 由由 静静 态态 工工 作作(gngzu)点点 Q 确确定定的的 ICQ、UCEQ 为为静态值。静态值。第19页/共27页第二十页，共27页。图图 2.4.3(a)【例例】图图示示单单管管共共射射放放大大电电路路及及特特性性(txng)曲曲线线中中，已已知知 Rb=280 k，Rc=3 k ，集集电电极极直直流流电电源源 VCC=12 V，试用图解法确定静态工作点。，试用图解法确定静态工作点。解：首先解：首先(shuxin)估估算算 IBQ做直流负载做直流负载(fzi)线，确定线，确定 Q 点点根据根据 UCEQ=VCC ICQ RciC=0，uCE=Vcc=12 V；uCE=0，iC=Vcc/Rc=4 mA.第20页/共27页第二十一页，共27页。0iB=0 A20 A40 A60 A80 A134224681012MQ静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点IBQ=40 A，ICQ=2 mA，UCEQ=6 V.uCE /V由由 Q 点确定点确定(qudng)静态值为：静态值为：iC /mA图图(b)VccVcc/Rc第21页/共27页第二十二页，共27页。RBRC+uo+-ui+UCC+C1C2RL-a 画交流画交流(jioli)通路的原通路的原则则耦合电容耦合电容C1、C2很大，对交流很大，对交流(jioli)信信号来说，容抗近似为零，可视为短路。号来说，容抗近似为零，可视为短路。直流电源直流电源UCC的电的电压值不会因交流信号压值不会因交流信号的加入的加入(jir)而变化，而变化，或者说它的交流电压或者说它的交流电压为为0。直流电源。直流电源UCC的一端接地，因此可的一端接地，因此可视为对地短路。视为对地短路。(二二)图解分析动态图解分析动态第22页/共27页第二十三页，共27页。a 画交流通路画交流通路(tngl)的原则的原则耦合电容耦合电容C1、C2很大，对交流很大，对交流(jioli)信信号来说，容抗近似为零，可视为短路。号来说，容抗近似为零，可视为短路。直流电源直流电源UCC的电的电压压(diny)值不会因值不会因交流信号的加入而变交流信号的加入而变化，或者说它的交流化，或者说它的交流电压电压(diny)为为0。直流电源直流电源UCC的一端的一端接地，因此可视为对接地，因此可视为对地短路。地短路。RBRC+uo+-uiRL-交流通路交流通路第23页/共27页第二十四页，共27页。(二二)图解图解(tji)(tji)分析动分析动态态1.交流通路交流通路(tngl)的输出回路的输出回路图图 2.4.4 输输出出通通路路(tngl)的的外外电电路是路是 Rc 和和 RL 的并联。的并联。2.交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线斜率为：交流负载线斜率为：OIBiC /mAuCE /VQ静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点图图 2.4.5(b)第24页/共27页第二十五页，共27页。(二二)图解分析图解分析(fnx)(fnx)动态动态2.交流交流(jioli)负载线负载线交流负载线交流负载线交流负载交流负载(fzi)线斜率为：线斜率为：OIBiC /mAuCE /VQ静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点图图 2.4.5(b)RBRC+uo+-uiRL-第25页/共27页第二十六页，共27页。【例例】用用图图解解法法求求图图示示电电路路电电压压(diny)放放大大倍倍数数。输输入、输出特性曲线如右图，入、输出特性曲线如右图，RL=3 k 。画出交流负载线。画出交流负载线。图图 2.4.3(a)解：解：求求 确定交流负载线确定交流负载线为了作图方便，先画为了作图方便，先画一条一条(y tio)斜率为斜率为 的辅助线的辅助线第26页/共27页第二十七页，共27页。