第7章 基本放大电路课件.ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《第7章 基本放大电路课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第7章 基本放大电路课件.ppt(46页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第第7 7章章 基本放大电路基本放大电路学习要点学习要点 用来对电信号进行放大的电路称为放大电路,它是使用最用来对电信号进行放大的电路称为放大电路,它是使用最广泛的电子电路,也是构成其他电子电路的基本单元电路。广泛的电子电路,也是构成其他电子电路的基本单元电路。 放大电路中三极管或场效应管等有源器件是核心器件。为放大电路中三极管或场效应管等有源器件是核心器件。为了实现不失真的了实现不失真的线性放大线性放大,有源器件应工作在合适的区域,即,有源器件应工作在合适的区域,即三极管工作在线性放大区,场效应管工作在恒流区。三极管工作在线性放大区,场效应管工作在恒流区。7.1 7.1 放大电路基本知识放大
2、电路基本知识7.1.1 放大的概念放大的概念 所谓所谓放大放大是将信号的幅值由小增大,其是将信号的幅值由小增大,其本质本质是能量的控制是能量的控制与转换,是在较小的输入信号的控制下,通过放大电路将直流电与转换,是在较小的输入信号的控制下,通过放大电路将直流电源的能量转换成大的交流能量输出,驱动负载,因此需要控制能源的能量转换成大的交流能量输出,驱动负载,因此需要控制能量的器件。量的器件。 7.1.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标任何一个放大电路都可以看成是有源线性双口网络。任何一个放大电路都可以看成是有源线性双口网络。 左端口为输入端口,在内阻为左端口为输入端口,在内阻为RS的信号源的
3、信号源uS的作的作用下,输入电压和输入电流分别为用下,输入电压和输入电流分别为ui和和ii。 右端口为输出端口,输出电压和输出电流分别为右端口为输出端口,输出电压和输出电流分别为uo和和io,RL为负载电阻。为负载电阻。 1. 放大倍数放大倍数放大电路输出电压与输入电压之比,即放大电路输出电压与输入电压之比,即 1) 电压放大倍数电压放大倍数iouuAu放大电路输出电流与输入电流之比,即放大电路输出电流与输入电流之比,即2) )电流放大倍数电流放大倍数3)功率放大倍数)功率放大倍数放大电路输出功率与输入功率之比,即放大电路输出功率与输入功率之比,即 ioiiAiioPPAp2. 输入电阻输入电
4、阻 放大电路的输入电阻是从输入端口向放大电路内看进去的等放大电路的输入电阻是从输入端口向放大电路内看进去的等效电阻,等于输入电压与输入电流之比,即效电阻,等于输入电压与输入电流之比,即 放大电路的输出电阻是指从输出端口向放大电路内看进去的放大电路的输出电阻是指从输出端口向放大电路内看进去的等效电阻,即等效电阻,即 3.输出电阻输出电阻iiiiur iur o 放大电路与信号源相连就成为信号源的负载,因此必然从信放大电路与信号源相连就成为信号源的负载,因此必然从信号源索取电流,输入电阻号源索取电流,输入电阻ri反映了放大电路对信号源的影响程度。反映了放大电路对信号源的影响程度。 实践中也可通过实
5、验方法测得负载开路输出电压实践中也可通过实验方法测得负载开路输出电压uot和有载时输和有载时输出电压出电压uo,则输出电阻的关系式为,则输出电阻的关系式为Looto) 1(Ruur4. 通频带通频带 放大电路电压放大倍数的数值与信号频率的关系曲线称为幅放大电路电压放大倍数的数值与信号频率的关系曲线称为幅频特性曲线。频特性曲线。 通频带越宽,表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。通频带越宽,表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。如果放大电路的通频带小于信号的频带,放大后的信号不能重现原如果放大电路的通频带小于信号的频带,放大后的信号不能重现原来的形状,输出信号就产生了失真。来的形状,输出
6、信号就产生了失真。下限频率:下限频率:fL上限频率:上限频率:fH通频带:通频带:LHffBW7.2 7.2 放大电路的分析放大电路的分析7.2.1 直流通路和交流通路直流通路和交流通路1. 放大电路的组成放大电路的组成 放大电路的分析主要是求解静态工作点和各种交流性能指标。在放大电路的分析主要是求解静态工作点和各种交流性能指标。在这里我们以阻容耦合共发射极放大电路为例介绍放大电路的分析方法。这里我们以阻容耦合共发射极放大电路为例介绍放大电路的分析方法。 直流电源直流电源UCC和基极偏置电阻和基极偏置电阻Rb及集及集电极负载电阻电极负载电阻Rc构成偏置电路,令三极管构成偏置电路,令三极管V工作
7、在放大区。电容工作在放大区。电容C1是输入端的耦合电是输入端的耦合电容,隔断放大电路与信号源之间的直流联容,隔断放大电路与信号源之间的直流联系,同时将输入的交流信号加到三极管的系,同时将输入的交流信号加到三极管的发射结上,即起发射结上,即起“隔直通交隔直通交”作用。电容作用。电容C2是输出端的耦合电容,也起是输出端的耦合电容,也起“隔直通交隔直通交”作用,将放大了的交流信号输送出去。作用,将放大了的交流信号输送出去。 RL是负载电阻。是负载电阻。图7-3 阻容耦合共射放大电路直流通路是在直流电源的激励下直流电流流经的通路直流通路是在直流电源的激励下直流电流流经的通路 。2. 直流通路直流通路a
8、.电容视为开路;电容视为开路; 直流通路主要用来研究放大电路的静态工作点直流通路主要用来研究放大电路的静态工作点 。b.电感视为短路;电感视为短路; c.信号源置零信号源置零 。1)直流通路)直流通路2)直流通路的画法)直流通路的画法图图7-3电路的直流通路如右图。电路的直流通路如右图。交流通路是在输入交流信号的作用,下交流电流流经的通路交流通路是在输入交流信号的作用,下交流电流流经的通路 。3. 交流通路交流通路a.大电容视为短路;大电容视为短路; 交流通路主要用来研究放大电路的交流性能指标交流通路主要用来研究放大电路的交流性能指标 。b.电感视为开路;电感视为开路; c.直流电源视为短路。
9、直流电源视为短路。1)交流通路)交流通路2)交流通路的画法)交流通路的画法图图7-3电路的交流通路如右图。电路的交流通路如右图。 静态时基极直流电流静态时基极直流电流I IB B、集电极直流电流、集电极直流电流I IC C、基极与发射极、基极与发射极间直流电压间直流电压U UBEBE和集电极与发射极间直流电压和集电极与发射极间直流电压U UCECE称为放大电路的静称为放大电路的静态工作点态工作点Q Q,记为,记为I IBQBQ、I ICQCQ、U UBEQBEQ和和U UCEQCEQ。7.2.2 静态分析静态分析1. 静态工作点静态工作点2. 静态工作点的近似估算静态工作点的近似估算 一般,硅
10、管为一般,硅管为0.60.60.8V0.8V,锗管为,锗管为0.10.10.3V0.3V,可取相应范围,可取相应范围中的某一个值。中的某一个值。 三极管导通时,发射结电压变化很小,因此在近似估算中将三极管导通时,发射结电压变化很小,因此在近似估算中将U UBEQBEQ视为常数,当已知量处理,并计算其它三个量,这个方法叫视为常数,当已知量处理,并计算其它三个量,这个方法叫近似估算法。近似估算法。 【例【例7-17-1】 放大电路如图放大电路如图7-37-3,已知三极管是硅管,其共射交流电流放大,已知三极管是硅管,其共射交流电流放大系数系数 5050,U UCCCC=12V=12V,R Rc c=
11、3K=3K,R Rb b=280K=280K,试估算静态工作点(取,试估算静态工作点(取U UBEQBEQ=0.7V=0.7V)。)。解:画出图画出图7-3所示放大电路的直流通路,见右下图。所示放大电路的直流通路,见右下图。由基极回路求出静态时基极电流由基极回路求出静态时基极电流I IBQ:A40mA04. 02807 . 012bBEQCCBQRUUI静态集电极电流静态集电极电流I ICQ: 由集电极输出回路可求出由集电极输出回路可求出U UCEQ: mA204. 050BQCQIIV63212cCQCCCEQRIUU 已知三极管的输入、输出特性曲线及电路参数,通过作图的方法已知三极管的输入
12、、输出特性曲线及电路参数,通过作图的方法对放大电路进行分析。对放大电路进行分析。3. 图解法图解法常数B)(CECiufi 下面介绍用图解法确定静态工作点的步骤。下面介绍用图解法确定静态工作点的步骤。cCCCCERiUu在输出回路:在输出回路:1)输出特性曲线:)输出特性曲线:2)直流负载线:)直流负载线:3)确定)确定i iB=I IBQ 的交点即为静态工作点的交点即为静态工作点Q Q点,读出点,读出CQICEQU和和 三极管是非线性器件,但是在静态工作点合适的前提下,当输入三极管是非线性器件,但是在静态工作点合适的前提下,当输入交流信号很小时,其动态工作点可认为在线性范围内变动,这时三极交
13、流信号很小时,其动态工作点可认为在线性范围内变动,这时三极管中各极电压和电流的关系近似为线性关系。因此可以给三极管建立管中各极电压和电流的关系近似为线性关系。因此可以给三极管建立一个小信号的线性模型,即微变等效电路。一个小信号的线性模型,即微变等效电路。7.2.3 动态分析动态分析1. 三极管简化的微变等效电路三极管简化的微变等效电路 放大电路中,当输入端加入信号放大电路中,当输入端加入信号ui时,电路的状态将在静态的时,电路的状态将在静态的基础上引起相应变化。这里把输入交流信号时的电路状态称为放大基础上引起相应变化。这里把输入交流信号时的电路状态称为放大电路的动态。电路的动态。 1)输入电阻
14、:)输入电阻:2)受控电流源:)受控电流源:简化的三极管微变等效简化的三极管微变等效电路模型电路模型b iEQbbbe26)1 (ImVrr2.性能指标分析性能指标分析利用三极管的微变等效电路可以求解放大电路的电压放大倍数、输利用三极管的微变等效电路可以求解放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等重要的交流性能指标。入电阻和输出电阻等重要的交流性能指标。图图7-6 阻容耦合共射放大电路的交流等效电路阻容耦合共射放大电路的交流等效电路 2)画出放大电路的交流等效电路;画出放大电路的交流等效电路;1)画出放大电路的交流通路;画出放大电路的交流通路;3)根据定义式进行计算。根据定义式进行计算。1
15、)电压放大倍数)电压放大倍数 其中其中 ,即集电极负载电阻和放大电路的负载电阻并,即集电极负载电阻和放大电路的负载电阻并联的等效电阻。联的等效电阻。 LbLco RiRiubebiriu beLbebLbbebLciourRriRiriRiuuA电压放大倍数:电压放大倍数:输出电压:输出电压:输入电压:输入电压:LcL/RRR 2) 2) 输入电阻输入电阻bebbbebibeiibiiii/111rRRrRuruuiiuiurbR3) 3) 输出电阻输出电阻 按定义,信号源置零,令按定义,信号源置零,令u uS S=0=0(保留其内阻(保留其内阻R RS S)并断开负载)并断开负载R RL L
16、。放大电路的输出电阻:放大电路的输出电阻: CoRr 4) 4) 源电压放大倍数源电压放大倍数uiSiuSioSoiSouSArRrAuuuuuuuuA7.3 7.3 静态工作点的稳定静态工作点的稳定7.3.1 静态工作点稳定的必要性静态工作点稳定的必要性 半导体器件对温度十分敏感。如半导体器件对温度十分敏感。如温度上升温度上升,三极管的反向饱和电,三极管的反向饱和电流流I ICBOCBO增加,穿透电流增加,穿透电流I ICEOCEO=(1+=(1+) ) I ICBOCBO也增加,发射结电压也增加,发射结电压U UBEBE下降,下降,电流放大倍数电流放大倍数增大,最终都引起集电极电流增大,最
17、终都引起集电极电流I IC C变大,反映在输出特变大,反映在输出特性曲线性曲线静态工作点静态工作点的的上移上移。 Q点过高点过高,则在输入信号的上半周三极管的工作状态进入饱和区,则在输入信号的上半周三极管的工作状态进入饱和区,使输出电压和输出电流产生失真,这种失真叫使输出电压和输出电流产生失真,这种失真叫饱和失真饱和失真。反之。反之Q点过点过低低,在输入信号的下半周,三极管进入截止区,使放大电路的输出波,在输入信号的下半周,三极管进入截止区,使放大电路的输出波形产生失真,这种失真叫形产生失真,这种失真叫截止失真截止失真。1 1)静态工作点稳定电路)静态工作点稳定电路7.3.2 静态工作点稳定电
18、路静态工作点稳定电路1. 工作原理工作原理2 2)工作原理)工作原理 当温度升高时,集电极电流当温度升高时,集电极电流I IC C变大,引起发射极电流变大,引起发射极电流I IE E变大,变大,发射极电阻上的压降增大,所以提高了发射极电位发射极电阻上的压降增大,所以提高了发射极电位U UE E。因为基极电。因为基极电位位U UBQBQ基本不变,所以,三极管发射结压降基本不变,所以,三极管发射结压降U UBEBE势必减小,基极电流势必减小,基极电流I IB B和集电极电流和集电极电流I IC C随之减小。这样抵消了由于温度升高而使集电极电随之减小。这样抵消了由于温度升高而使集电极电流变大的部分,
19、迫使集电极电流流变大的部分,迫使集电极电流I IC C基本不变,稳定了静态工作点。基本不变,稳定了静态工作点。在直流通路上:在直流通路上: 2. 静态工作点估算静态工作点估算CCb2b1b2BQURRRUeBEQQBEQCQRUUII1EQBQII)(eCCQCCCEQRRIUU3. 动态分析动态分析1 1)画微变等效电路:)画微变等效电路:2 2)电压放大倍数:)电压放大倍数:beLbebLbbebLciourRriRiriRiuuA3 3)输入电阻:)输入电阻:4 4)输出电阻:)输出电阻:beb2b1bebii/rRRrRiuriCoRr 按定义,信号源置零,令按定义,信号源置零,令u
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第7章 基本放大电路课件 基本 放大 电路 课件
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内