第15章基本放大电路(2)精.ppt

第15章基本放大电路(2)1第1页，本讲稿共18页15.3.1 微变等效电路法微变等效电路法 微变等效电路：微变等效电路：微变等效电路：微变等效电路：把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件。电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件。线性化的条件：线性化的条件：线性化的条件：线性化的条件：晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。微变等效电路法：微变等效电路法：微变等效电路法：微变等效电路法：利用放大电路的微变等效电路分析利用放大电路的微变等效电路分析计算计算放大电路放大电路电压电压放大倍数放大倍数Au、输入电阻、输入电阻ri、输出电阻、输出电阻ro等。等。2第2页，本讲稿共18页 晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。当信号很小时，在静态工作点附近当信号很小时，在静态工作点附近当信号很小时，在静态工作点附近当信号很小时，在静态工作点附近的输入特性在小范围内可近似线性化。的输入特性在小范围内可近似线性化。的输入特性在小范围内可近似线性化。的输入特性在小范围内可近似线性化。1.1.晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路 U UBEBE I IB B对于小功率三极管：对于小功率三极管：对于小功率三极管：对于小功率三极管：r rbebe一般为几百欧到几千欧。一般为几百欧到几千欧。一般为几百欧到几千欧。一般为几百欧到几千欧。(1)(1)输入回路输入回路输入回路输入回路Q Q输入特性输入特性输入特性输入特性晶体管的晶体管的晶体管的晶体管的输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻 晶体管的输入回路晶体管的输入回路晶体管的输入回路晶体管的输入回路(B(B、E E之间之间之间之间)可用可用可用可用r rbebe等效代替，即由等效代替，即由等效代替，即由等效代替，即由r rbebe来确定来确定来确定来确定u ubebe和和和和 i ib b之间的关系。之间的关系。之间的关系。之间的关系。I IB BU UBEBEO3第3页，本讲稿共18页(2)(2)输出回路输出回路输出回路输出回路r rcece愈大，恒流特性愈好愈大，恒流特性愈好愈大，恒流特性愈好愈大，恒流特性愈好因因因因r rcece阻值很高，一般忽略不阻值很高，一般忽略不阻值很高，一般忽略不阻值很高，一般忽略不计。计。计。计。晶体管的晶体管的晶体管的晶体管的输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻输出特性输出特性输出特性输出特性 输出特性在线性工作区是输出特性在线性工作区是输出特性在线性工作区是输出特性在线性工作区是一组近似等距的平行直线。一组近似等距的平行直线。一组近似等距的平行直线。一组近似等距的平行直线。晶体管的电流晶体管的电流晶体管的电流晶体管的电流放大系数放大系数放大系数放大系数 晶体管的输出回路晶体管的输出回路晶体管的输出回路晶体管的输出回路(C(C、E E之之之之间间间间)可用一受控电流源可用一受控电流源可用一受控电流源可用一受控电流源 i ic c=i ib b等效代替，即由等效代替，即由等效代替，即由等效代替，即由 来确定来确定来确定来确定i ic c和和和和 i ib b之间的关系。之间的关系。之间的关系。之间的关系。一般在一般在一般在一般在2020200200之间，在手册中常用之间，在手册中常用之间，在手册中常用之间，在手册中常用h hfefe表示。表示。表示。表示。I IC CU UCECEQ QO4第4页，本讲稿共18页ibicicBCEib ib晶体三极管晶体三极管微变等效电路微变等效电路ube+-uce+-ube+-uce+-1.1.晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路rbeBEC 晶体管的晶体管的B、E之间之间可用可用rbe等效代替。等效代替。晶体管的晶体管的C、E之间可用一之间可用一受控电流源受控电流源ic=ib等效代替。等效代替。5第5页，本讲稿共18页2.2.放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路 将交流通路中的晶将交流通路中的晶将交流通路中的晶将交流通路中的晶体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等效电路代替即可得放效电路代替即可得放效电路代替即可得放效电路代替即可得放大电路的微变等效电大电路的微变等效电大电路的微变等效电大电路的微变等效电路。路。路。路。ibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii交流通路交流通路交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路RBRCuiuORL+-RSeS+-ibicBCEii6第6页，本讲稿共18页 分析时假设输入为正分析时假设输入为正分析时假设输入为正分析时假设输入为正弦交流，所以等效电路弦交流，所以等效电路弦交流，所以等效电路弦交流，所以等效电路中的电压与电流可用相中的电压与电流可用相中的电压与电流可用相中的电压与电流可用相量表示。量表示。量表示。量表示。微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路2.2.放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路 将交流通路中的晶将交流通路中的晶将交流通路中的晶将交流通路中的晶体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等效电路代替即可得放效电路代替即可得放效电路代替即可得放效电路代替即可得放大电路的微变等效电大电路的微变等效电大电路的微变等效电大电路的微变等效电路。路。路。路。ibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSiirbeRBRCRLEBC+-+-+-RS7第7页，本讲稿共18页3.3.电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算当放大电路输出端开路当放大电路输出端开路当放大电路输出端开路当放大电路输出端开路(未接未接未接未接R RL L)时时时时因因因因rbe与与与与I IE E有关，故放大倍数与静态有关，故放大倍数与静态有关，故放大倍数与静态有关，故放大倍数与静态 I IE E有关。有关。有关。有关。负载电阻愈小，放大倍数愈小。负载电阻愈小，放大倍数愈小。负载电阻愈小，放大倍数愈小。负载电阻愈小，放大倍数愈小。式中的负号表示输出电压的相位与式中的负号表示输出电压的相位与式中的负号表示输出电压的相位与式中的负号表示输出电压的相位与输入相反。输入相反。输入相反。输入相反。例例例例1 1：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS8第8页，本讲稿共18页3.3.3.3.电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例例例例2 2：由例由例由例由例1 1、例、例、例、例2 2可知，当电路不同时，计算可知，当电路不同时，计算可知，当电路不同时，计算可知，当电路不同时，计算电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数 A Au u 的公式也不同。的公式也不同。的公式也不同。的公式也不同。要根据微变等效电路找出要根据微变等效电路找出要根据微变等效电路找出要根据微变等效电路找出 u ui i与与与与i ib b的关的关的关的关系、系、系、系、u uo o与与与与i ic c 的关系。的关系。的关系。的关系。9第9页，本讲稿共18页4.4.4.4.放大电路输入电阻的计算放大电路输入电阻的计算放大电路输入电阻的计算放大电路输入电阻的计算放大电路对信号源放大电路对信号源放大电路对信号源放大电路对信号源(或对前级放大电路或对前级放大电路或对前级放大电路或对前级放大电路)来说，是一个负载，来说，是一个负载，来说，是一个负载，来说，是一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻,也也也也就是放大电路的输入电阻。就是放大电路的输入电阻。就是放大电路的输入电阻。就是放大电路的输入电阻。定义：定义：定义：定义：输入电阻是对交输入电阻是对交输入电阻是对交输入电阻是对交流信号而言的，是流信号而言的，是流信号而言的，是流信号而言的，是动态电阻。动态电阻。动态电阻。动态电阻。+-信号源信号源信号源信号源A Au u放大电路放大电路放大电路放大电路+-输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数。数。数。数。电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流愈小，电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流愈小，电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流愈小，电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流愈小，因此一般总是希望得到较大的输入电阻。因此一般总是希望得到较大的输入电阻。因此一般总是希望得到较大的输入电阻。因此一般总是希望得到较大的输入电阻。放大放大放大放大电路电路电路电路信号源信号源信号源信号源+-+-10第10页，本讲稿共18页rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE 例例例例2 2：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS例例例例1 1：riri11第11页，本讲稿共18页 5.5.放大电路输出电阻的计算放大电路输出电阻的计算放大电路输出电阻的计算放大电路输出电阻的计算放大电路放大电路放大电路放大电路对负载对负载对负载对负载(或对后级放大电路或对后级放大电路或对后级放大电路或对后级放大电路)来说来说来说来说，是一个，是一个，是一个，是一个信号源，其内阻即为放大电路的输出电阻。信号源，其内阻即为放大电路的输出电阻。信号源，其内阻即为放大电路的输出电阻。信号源，其内阻即为放大电路的输出电阻。+_ _R RL Lr ro o+_ _定义：定义：定义：定义：输出电阻是输出电阻是输出电阻是输出电阻是动态电阻，与动态电阻，与动态电阻，与动态电阻，与负载无关。负载无关。负载无关。负载无关。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。电路的输电路的输电路的输电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，因此一般总出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，因此一般总出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，因此一般总出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，因此一般总是希望得到较小的输出电阻。是希望得到较小的输出电阻。是希望得到较小的输出电阻。是希望得到较小的输出电阻。R RS SR RL L+_ _A Au u放大放大放大放大电路电路电路电路+_ _12第12页，本讲稿共18页rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS共射极放大电路特点：共射极放大电路特点：共射极放大电路特点：共射极放大电路特点：1.1.放大倍数高；放大倍数高；放大倍数高；放大倍数高；2.2.输入电阻低；输入电阻低；输入电阻低；输入电阻低；3.3.输出电阻高。输出电阻高。输出电阻高。输出电阻高。例例3：求求ro的步骤：的步骤：(1)断开负载断开负载RL(3)外加电压外加电压(4)求求外加外加(2)令令 或或13第13页，本讲稿共18页rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE外加外加例例例例4 4：求求求求r ro o的步骤：的步骤：的步骤：的步骤：1)断开负载断开负载RL3)外加电压外加电压4)求求2)令令 或或14第14页，本讲稿共18页15.3.2 15.3.2 图解法图解法图解法图解法DC1.1.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交流负载线 直流负载线直流负载线 交流负载线反映交流负载线反映交流负载线反映交流负载线反映动态时电流动态时电流动态时电流动态时电流 i iC C和电和电和电和电压压压压u uCECE的变化关系。的变化关系。的变化关系。的变化关系。交流负载线斜率交流负载线斜率交流负载线斜率交流负载线斜率 IC/mA4321O48121620B B80 AA60 A40 A20 AUCE/VQ15第15页，本讲稿共18页2.2.图解分析图解分析图解分析图解分析QuCE/VttiB/AIBtiC/mAICiB/AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQiCQ1Q2ibuiuoR RL L=由由由由u uOO和和和和u ui i的峰值的峰值的峰值的峰值(或峰峰值或峰峰值或峰峰值或峰峰值)之比可得放大电路的电压放之比可得放大电路的电压放之比可得放大电路的电压放之比可得放大电路的电压放大倍数。大倍数。大倍数。大倍数。16第16页，本讲稿共18页 3.3.非线性失真非线性失真非线性失真非线性失真 如果如果如果如果Q Q设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工作，设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工作，设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工作，设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工作，将造成将造成将造成将造成非线性失真非线性失真非线性失真非线性失真。若若若若Q Q设置过高，设置过高，设置过高，设置过高，晶体管进入饱晶体管进入饱晶体管进入饱晶体管进入饱和区工作，造成和区工作，造成和区工作，造成和区工作，造成饱和失真。饱和失真。饱和失真。饱和失真。Q2uO 适当减小基极适当减小基极适当减小基极适当减小基极电流可消除失真。电流可消除失真。电流可消除失真。电流可消除失真。UCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ117第17页，本讲稿共18页若若若若Q Q设置过低，设置过低，设置过低，设置过低，晶体管进入截晶体管进入截晶体管进入截晶体管进入截止区工作，造成止区工作，造成止区工作，造成止区工作，造成截止失真。截止失真。截止失真。截止失真。适当增加基极适当增加基极适当增加基极适当增加基极电流可消除失真。电流可消除失真。电流可消除失真。电流可消除失真。uiuOtiB/AiB/AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC/mAuCE/VOOUCE 如果如果如果如果Q Q设置合适，设置合适，设置合适，设置合适，信号幅值过大信号幅值过大信号幅值过大信号幅值过大也可产生失真，也可产生失真，也可产生失真，也可产生失真，减减减减小信号幅值小信号幅值小信号幅值小信号幅值可消除失真。可消除失真。可消除失真。可消除失真。3.3.非线性失真非线性失真非线性失真非线性失真18第18页，本讲稿共18页