2022年放大电路的基本原理和研究方法.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章放大电路的基本原理和分析方法 所示；已知三极管 =100 , rbb= 300 , UBEQ = 0 . 7V , R b= 430k , Rs = 20k , Vcc = 12V , Re = 7 . 5k , RL= 1 . 5k ；图十六 1 画出电路的微变等效电路； 2 求电路的电压放大倍数 A u和 A us： ； 3 求电路的输入电阻 Ri 和输出电阻 R0 ；解： 1 电路的微变等效电路见图 16 b ；【 说明】此题练习共集电极电路动态参数的计葬方法；【例 10 】在图 17 a 所示的放大电路中,已知三极管的 路其它参数

2、如图中所示；1 / 17 = 50 , U BEQ = 0 . 6V , r bb = 300 ,电名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图十七 1 画出电路的直流通路和微变等效电路； 2 如要求静态时发射极电流 IEQ = 2mA ,就发射极电阻 Re应选多大？ 3 在所选的 Re之下,估算 IBQ和 UcEQ值； 4 估算电路的电压放大倍数 Au、输入电阻 Ri和输出电阻 R0；解 : 1 画出电路的直流通路和微变等效电路,见图 1 7 b 和 c 所示； 2 依据图 b 的直流通路,可列出2 / 17 名师归纳总

3、结 - - - - - - -第 2 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 【 说明】此题练习共基极放大电路的分析方法；六、场效应管放大电路 场效应管是一种 电压掌握元件 ,它是利用栅极与源极之间的电压 UGS的变 化来掌握漏极电流 i D 的变化的；10 以上,所以静态时场效应管的栅极基本 2 场效应管的共源输入电阻很高,其等效电阻 rGs 可达 10 不取电流； 3 为使放大电路正常工作,应设置合适的静态工作点；对于场效应管来说,应预先设置一个静态偏 置电压 UGSQ； 4 场效应管是利用一种极性的多数载流子导电,故有 单极型三极管 之称,它的性能受温度变化的影

4、 响较小；而晶体三极管是利用两种极性的载流子参加导电,故被称做 双极型三极管； 二）场效应管放大电路性能比较现将各种场效应管放大电路的性能比较列于表中略） 所示的放大电路中,已知场效应管的输出特性如图 画出直流负载线,确定静态工作点； 2 确定静态工作点处的跨导 gm； 3 估算电压放大倍数 A u和输出电阻 R0； 4 如已知 UTN =2V ,试用估算法求静态工作点处的 解: UGsQ , IDQ和 UDSQ值； 2 依据定义 gm= iD/ uGS, 在 Q 点邻近取 iD 便有相应的uGS见图 所示的共源极放大电路中4 / 17 ,场效应管的漏极特性见图 画出电路的微变等效电路；解：

5、1）放大电路的微变等效电路见图 20所示；图二十 ；作转移特性曲线：由输出特性可以看出,当 uGs = 0 时,I D2 . 2mA a ,连接 a , b , c , 各点得到转移特性曲线,见图 19 b ；连接这两点,得到转移特性的负载线；转移特性和直流负载线的交点便是静态工作点 出特性上的静态工作点 Q,得到 UDsQ 12V . Q ,且可对应得到 IDQ= lmA , U GsQ = 2V ,和确定输【 说明】此题练习分压自偏压式共源电路的综合分析方法；【例 1 3 】效应管放大电路如图 21 a 所示,已知 V DD =12V , R G=12M ,R1= l00k , R 2 =

6、 300k , RS = 12k , RL = ,电容 C1, C2 足够大,效应管在工作点处的跨导 g m=0 .9mS, rDs 很大,可忽 略； l 列出静态工作点处的 U GSQ , UDsQ和 IDQ 的表达式； 2 画出电路的微变等效电路； 3 求电路的 Au,Ri 和 R0值； 4 求当 R L=12k 时的 A u值；图二十一 解：此题练习共漏放大电路的分析方法； 1 依据公式列出6 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - ；【 说明】此题练习共漏放大电路的分析方法；七、放大电路的频率响应 一）

7、频率响应的一般概念 前面各章的争论,均是假设在输入信号的中频范畴内,即忽视了电路中各种电抗性元件的作用的 情形下进行的；但是在实际中,随着信号频率的变化,放大电路的放大倍数要随之变化并产生肯定的相位移；因此,放大电路的电压放大倍数和相位是频率的函数,称之为放大电路的频率特性；前者称 之为幅频特性 ,后者称之为 相频特性；图 22 电路的频率特性；在低频段,由于信号频率很低,使祸合电容的容抗增大,三极管极间电容 的作用可忽视,输入电压 uBE 减小,电压放大倍数降低；同时 C1放大电路输人电阻 Ri 构成 RC 高通电 为幅频特性,图 b）为相频特性； 是单管共射放大电路,图 中频电压放大倍数

8、在中频段,隔直电容和管子极间电容的作用均可忽视,经推导,其电压放大倍数为： 低频电压放大倍数 设 C2C1, C2的作用可忽视 不考虑极间电容的影响）,经推导,其电压放大倍数的表达式为 高频电压放大倍数设 C C, C和 RL 的时间常数小于 C和输入电阻的时间常数,在前者可以忽略的条件下 不考虑藕合电容的影响）,经推导,其电压放大倍数的表达式为3） 三）波特图波特图 是一种采纳对数坐标来绘制放大电路频率特性曲线的一种图形；即频率的坐标用其对数 lgf表示,幅频特性的纵坐标用放大倍数的模取对数后乘以 20 来表示,即 20lg u ,单位为分贝dB）；相频特性的纵坐标为放大倍数的相角；采纳对数

9、坐标的优点是可开阔视野,在较短的坐标轴上表示出较宽频带范畴内的情形；依据式 1 3 可画出单管共射放大电路的波特图,见图 24所示；8 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图二十四在中频段,A usm 是一个与频率无关的常数,因此它是一条水平线,且是最大值,由于三极管的倒o相作用,相位差180在低频段,频率每下降 10 倍,电压放大倍数就下降 20dB ,即斜率为 20dB / 10 倍频程,并经 f = fL 这一点,相位移在180 o的基础上超前最多不会超过 90 o在高频段,频率每上升 10 倍,电压

10、放大倍数就下降 20dB ,即斜率为20dB / 10 倍频程,并经过f = fH这一点,相位移在180 o 的基础上滞后最多不超过 90 o完整的电压放大倍数表达式为： 分别画出放大电路低频等效电路和高频时混合 等效电路； 2 运算电容单独作用时 比较各数； 4 f = 换算出下限频率 fL 限频率 fH .在求算 fL和 fH时,一般来说 fH 的运算比较麻烦；可依据上面有关公式和给定的已知条件求得；9 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - fT 的数值有时需从手册中查得；【 例 14 】放大电路如图 2

11、5 所示；已知 Vcc = 6 . 7V , R b 300k , Rc2k ,三极管的 100 , rbe = 300 , UBEQ = 0.7V , Cl = C2 = 5 F； 1 求中频电压放大倍数 A um； 2 求下限频率 fL； 3 如设上限频率 fH = 300kHz ,试画出波特图； 1 此题虽然解：此题练习中频电压放大倍数Aum,下限频率 fL 的计葬方法及波特图的画法；要求的是动态参数,但有时却要从静态分析开头；图二十五依据上面所给公式可得：10 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - -

12、3 画波特图,关键是要抓住以下几点：求出电路中频电压放大倍数 A um A um）；该值为常数且最大值,是一水平直线；对于单管共射放大电路来说,其相位为180 o；求电路的上限频率 fH 和下限频率 fL在低频段,幅频特性：按20dB / 10 倍频程的斜率变化 即频率增加 10 倍,幅值增加 20dB ）；相频特性：在180 o的基础上,相位超前最大不超过 90 o；一般认为频率在 10fL 至 0.1fL 范畴按 90 o的斜率变化,且 fL 正好发生在180 o + 45 o135 o处；在高频段,幅频特性按20dB/10 倍频程的斜率变化 即频率增加 10 倍,幅值削减 20dB ）；

13、相频特性：在 180 o 的基础上,相位滞后最大不超过 90 o,一般认为频率在 0.1fH 至10fH 介范畴内,按90 o的斜率变化,且 fH 正好发生在180 o 45 o 225 o处；已知| A um| = 125 ,就 20lg| A um| 42dB , fL = 20Hz ,fH 300kHz,画出其波特图,见图 26 所示；图二十六11 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 八、多级放大电路 一）多级放大电路的藕合方式将如干级单管放大电路级连起来就构成了多级放大电路；级与级之间的连接方式常

14、用的有三种直接耦合、阻容耦合 和变压器耦合 ；三种耦合方式的比较见教材 二）多级放大电路的静态分析 105 页表 12 ；直接藕合放大电路因无电容隔直,各级静态工作点互不独立,分析时比较麻烦；一般都要找好突 破口,通过关键支路的电压电流关系求解联立方程得到；阻容祸合和变压器藕合电路因有隔直作用,故各级静态工作点相互独立,只要按前面学过的分析方法,一级一级地运算就可以了； 试求电路的静态工作点； 2 画出电路的微变等效电路； 3 求电路中频时的电压放大倍数图二十七 A u、输入电阻 Ri 和输出电阻 Ro ,12 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 17 页精选学

15、习资料 - - - - - - - - - 图二十八 解: 1 静态工作点两级是相互独立的,单独运算即可；第一级放大电路为分压式工作点稳固电路,其次级为共集电极电路； 2 微变等效电路见图 28 所示； 3 Au A ul A u2式中：代入数据,可得【 说明】此题练习阻容藕合放大电路的综合分析方法；【例 16 】两级放大电路如图29 所示,求电路静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的表达式；解：13 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图二十九 画出图 29 电路的直流通路和微变等效电路,见图3

16、0所示；图三十【 说明】此题练习共射一共基组态电路的分析方法； ； 2、相频特性 多级放大电路总的相位移为各级放大电路相位移之和,即见图 31 b ；图三十一 3、上限频率和下限频率 多级放大电路的上限频率由下式打算：如各级放大电路的上限频率相等,均为fH1,就两级放大电路总的上限频率fH64fH1；多级放大电路的下限频率由下式打算：如各级放大电路的下限频率相等,均为fL1,就两级放大电路总的下限频率f L1 . 55 fL1；【例 l7 】两级放大电路如图 32 a 所示；已知 Vcc = 12V , U CEQI = 6V , 1= 100 , 2= 50 , rbe1=1.5k , rb

17、e2 =1k , Rb1= Rb21=R b22 =100M , Rc1= Rc2 = RL = 3k , Re2= 1k , Rs = 1k , C1=1 F , C2=10 F , C3和 Ce很大,其容抗可忽视；试运算中频电压放大倍数 Ausm ,下限频率 fL；解： 其微变等效电路见图 b ）所示；15 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图三十二16 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 法；【 说明】此题练习两级放大电路电压放大倍数 A ；和下限预率人的运算方17 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 17 页