电工学-第9章-课后习题答案--课件ppt.ppt
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1、第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路复习:复习:1、晶体三极管的工作状态:、晶体三极管的工作状态:1)放大状态)放大状态条件:集电结反偏,发射结正偏条件:集电结反偏,发射结正偏特点:特点:2) 饱和状态饱和状态条件:集电结正偏,发射结正偏条件:集电结正偏,发射结正偏特点:相当于特点:相当于短路短路3) 截止状态截止状态条件:集电结反偏,发射结反偏条件:集电结反偏,发射结反偏特点:相当于特点:相当于开路开路BCII第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路判断下面三个晶体三极管的工作状态判断下面三个晶体三极管的工作状态放大状态放大状态饱和状态饱和状态截止状态截止状态第第 9 章章 基本放大电路
2、基本放大电路 2 2、特性曲线、特性曲线 (1 1)三极管输入特性曲线)三极管输入特性曲线上一页上一页下一页下一页返返 回回下一节下一节上一节上一节第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路(2)三极管输出特性曲线)三极管输出特性曲线上一页上一页下一页下一页返返 回回下一节下一节上一节上一节第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路9.1 放大电路的工作原理放大电路的工作原理9.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析9.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析9.11 互补对称式功率放大器互补对称式功率放大器9.5 共集放大电路共集放大电路9.6 共基放大
3、电路共基放大电路*9.7 共源放大电路共源放大电路*9.8 有源负载放大电路有源负载放大电路9.9 多级放大电路多级放大电路9.10 差分放大电路差分放大电路9.4 共射放大电路共射放大电路分析与思考分析与思考教学基本要求教学基本要求练习题练习题返回主页返回主页第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路教教 学学 基基 本本 要要 求求 1. 了解放大电路的工作原理、了解放大电路的工作原理、理解理解放大电路的静态分析放大电路的静态分析和动态分析的内容和方法;和动态分析的内容和方法; 2. 了解共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路的了解共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路的电路组成和主要特
4、点,电路组成和主要特点,掌握掌握静态分析和动态分析的计算;静态分析和动态分析的计算; 3. 了解共源放大电路的电路组成和工作原理;了解共源放大电路的电路组成和工作原理; *4. 了解有源负载放大电路的工作原理;了解有源负载放大电路的工作原理; 5. 了解多级放大的概念,了解多级放大的概念,掌握掌握其静态和动态分析的计算;其静态和动态分析的计算; 6. 了解差分放大电路的电路组成、工作原理和输入、输了解差分放大电路的电路组成、工作原理和输入、输出方式;出方式;掌握掌握静态和动态分析的计算;静态和动态分析的计算; 7. 了解基本的互补对称放大电路的工作原理。了解基本的互补对称放大电路的工作原理。返
5、返 回回第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路9.1 放大电路的工作原理放大电路的工作原理 放大器的作用:把微弱的电信号(电压、电流放大器的作用:把微弱的电信号(电压、电流和功率)放大到所需的量级。和功率)放大到所需的量级。(一)电路(一)电路下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回图图 9.1.1 9.1.2 放大电路放大电路第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路( (二二) )信号放大过程信号放大过程静态:未加输入信号时放大器的工作状态。静态:未加输入信号时放大器的工作状态。 动态:加上输入信号时放大器的工作状态。动态:加上输入信号时放大器的工作状态。下一节下一节上一页上一页下一
6、页下一页返返 回回上一节上一节图图 9.1.3 信号的放大过程信号的放大过程第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路9.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析( (一一) )静态工作点的确定静态工作点的确定(1)(1)图解法图解法 静态工作点:在晶体三极管输入、输出特性上所静态工作点:在晶体三极管输入、输出特性上所对应的工作点对应的工作点 Q ( (I IB、IC、UCE ) )。 作法:作法:由电路结构由电路结构 IB Q输入特性输入特性由由IB值值 一条曲线与一条曲线与直流负载线(直流负载线(UCEUCCICRC) ) 相交相交 Q 输出特性输出特性下一节下一节上一页上一页下一页下一页返
7、返 回回上一节上一节图图 9.2.1 静态工作点静态工作点第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路( (一一) )静态工作点的确定静态工作点的确定(2)(2)计算法计算法下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路( (二二) )静态工作点的影响静态工作点的影响下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节图图 9.2.3 非线性失真非线性失真 静态工作点Q设置得不合适,会对放大电路的性能造成影响。若Q点偏高,当ib按正弦规律变化时,Q进入饱和区,造成ic和uce的波形与ib(或ui)的波形不一致,输出电压uo(即uce)的负半
8、周出现平顶畸变,称为饱和失真;若Q点偏低,则Q进入截止区,输出电压uo的正半周出现平顶畸变,称为截止失真。饱和失真和截止失真统称为非线性失真。第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路 (a) 饱和失真 0 uCE iC Q ICQ iC t 0 t Q Q uCE UCEQ 0 第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路(b) 截止失真0uCEiCQICQiCt0tQQUCEQ0uCE第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路9.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析( (一一) )放大器的主要性能指标放大器的主要性能指标(1) 电压放大倍数电压放大倍数 Au:iOuUUA imomiOuUUU
9、UA 绝对值:绝对值:分贝值:分贝值:uulg20(dB)AA 对于正弦交流信号对于正弦交流信号:下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节Au =Uo Ui第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路(2)(2)输入电阻输入电阻 ri:iiiIUr 对于正弦交流信号对于正弦交流信号:irorSRLR信号源信号源负载负载放大电路放大电路iI&oI&sU&0iAU&oU&iU&ri =Ui IiiSiSirRrUU 当信号源有内阻时:当信号源有内阻时:iSSirRUI 下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节图图 9.3.1 输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻Us
10、IiIoUoUiUi第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路(3) 输出电阻输出电阻 ro :SCOCOIUr 对于正弦交流信号对于正弦交流信号 :放大器输出端开路电压:放大器输出端开路电压:OCLOLOURrRU (受控电压源)(受控电压源)当输出端接有负载时:当输出端接有负载时:放大器的电压放大倍数:放大器的电压放大倍数:OLOLiOCLOLiOuARrRUURrRUUA irorSRLR信号源信号源负载负载放大电路放大电路iI&oI&sU&0iAU&oU&iU&ocoocUrI&OCoiUA U&下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节图图 9.3.1 输入电阻和输出电
11、阻输入电阻和输出电阻scocoIUrioocUAUUsIiUiIoUoUi第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路(4) 放大电路的频率特性放大电路的频率特性幅幅频频特特性性相相频频特特性性 放大器只放大器只有工作在通频有工作在通频带范围内才能带范围内才能避免产生频率避免产生频率失真。失真。图图 9.3.2 放大电路的频率特性放大电路的频率特性uAmAm0.707 A1f2ff通频带通频带O270180f900O下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路( (二二) )放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路(1)(1)晶体管小信号模
12、型晶体管小信号模型 基本思路:基本思路: (a a)放大的信号为小)放大的信号为小信号;信号; (b b)保证工作在特性)保证工作在特性曲线的线性段;曲线的线性段; (c c)把三极管等效成)把三极管等效成线性电路模型。线性电路模型。beC26200rI 其中:其中:注:注:IC 的单位为的单位为 mA , 26 的单位为的单位为 mV 。下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节图图 9.3.3 9.3.4 晶体管小信号电路模型晶体管小信号电路模型第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路(2)(2)放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路 基本思路:基本思路: (a)找出
13、放大器的的交流通道;)找出放大器的的交流通道; (b)用三极管的小信号模型取代三极管。)用三极管的小信号模型取代三极管。下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节图图 9.3.5 9.3.6 交流通路及微变等效电路交流通路及微变等效电路第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路9.4 共射放大电路共射放大电路( (一一) )电路组成电路组成+_+UCCRERCCEIEICIBI2I1RB1RB2uouiRL (2) 因接有因接有RE,可固定,可固定 IC,从而稳定放大器的静态工作点。从而稳定放大器的静态工作点。温度温度IC IE IERE UBE UB-URE IB IC (3)
14、 接有旁路电容接有旁路电容CE,避免了电压放大倍数的降低。,避免了电压放大倍数的降低。 电路特点:电路特点: (1) 因因 I1 I2 IB 通常取:通常取: I2(510)IB故故B 点电位基本被固定。点电位基本被固定。2B1B2BCCBRRRUU 下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节图图 9.4.1 共射放大电路共射放大电路第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路( (二二) )静态分析静态分析下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节i图图 9.4.2 共射放大电路的直流通路共射放大电路的直流通路第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路( (三三)
15、)动态分析动态分析下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节图图 9.4.3 9.4.4 共射放大电路的交流通路及微变等效电路共射放大电路的交流通路及微变等效电路第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路 补充例题补充例题1 电路如图所示,求:电路如图所示,求:(1) 放大器的静态工作放大器的静态工作点;点;(2) 画出放大器的微变等效电路画出放大器的微变等效电路 (有有CE、无、无CE );(3) 放大放大器的电压放大倍数器的电压放大倍数 Au (有有CE、无、无CE);(4) 放大器的输入输出放大器的输入输出电阻(有电阻(有CE、无、无CE);();(5)若测得输出波形为)若
16、测得输出波形为 判断放大器出现的是何种失真,如何消除失真?判断放大器出现的是何种失真,如何消除失真?+_+UCCRERCCEIEICIBRB2RB1uouiRL3.3k180k20k1.3k3.3k20V解解(1)V2CC2B1B1BBO URRRUmA1EBEBOE RUUIV15.4EECCCCCE RIRIUUA20mA0.021EB IImA1BCII tuoO下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节50第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路(2)+_RB1RB2RCRLrbeuiuoicib ibii有有CE:+_RB1RB2RCRLrbeuiuoicib ibi
17、iRE无无CE:下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路(3 3)有)有CE:152626200Cbe Irk1.65/LCL RRR541.5261.6550beLu rRARB2uo+_RB1RCRLrbeuiicib ibii下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节icibii无无CE:1526be rk1.65L R+_RB1RB2RCRLrbeuiuo ibRE1.2(1)(1)& ocLLuib bebEbeEUI RRAUI rI RrREbbebLiouRIrIRIUUA)1 (第第 9 章章 基本放大
18、电路基本放大电路(4 4)有)有CE:+_RB1RB2RCRLrbeuiuoicib ibii12/1.5&iiBBbebeiUrRRrrkI3.3&occcocsccUI RrRkIIicibii无无CE:+_RB1RB2RCRLrbeuiuo ibRE1212(1)/(1)14.2 & iiiiiiiBBbeEBBbeEUUrIUUURRrRRRrRk3.3&ococscUrRkI下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节iiiIUrcccscocoIRIIUrscocoIUriiiIUrEbeiBiBiiRrURURUU)1 (21第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路
19、+_+UCCRERCCEIEICIBRB2RB1uouiRL3.3k180k20k1.3k3.3kO20V 若要消除失真必须若要消除失真必须改变改变RB1与与RB2的比例,的比例,适当抬高放大器的静态适当抬高放大器的静态工作点,如:调节工作点,如:调节RB2使其变小则适当抬高了使其变小则适当抬高了UB或者增大或者增大RB1。(5)因为共射极单级放大器的)因为共射极单级放大器的 uo 与与 ui 反相,据反相,据 uo 的波形的波形可以判断出可以判断出 ui的波形为的波形为 因此可以判断出由于放大因此可以判断出由于放大器的静态工作点太低,在器的静态工作点太低,在 ui 的前半个周期当的前半个周期
20、当 ui UBE 时,三时,三极管发生了截止,使极管发生了截止,使 uo 发生了失真,因此该失真为截止失真。发生了失真,因此该失真为截止失真。 ui to下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路9.5 共集放大电路共集放大电路( (一一) ) 电路组成电路组成下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节图图 9.5.1 共集放大电路共集放大电路+_+UCCRERBuouiC1C2第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路( (二二) ) 静态分析静态分析下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节图图 9.5.
21、1 共集放大电路的直流通路共集放大电路的直流通路第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路( (三三) ) 动态分析动态分析下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节图图 9.5.3 9.5.4 共射放大电路的交流通路及微变等效电路共射放大电路的交流通路及微变等效电路第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路图图9.11 9.5.3 在图在图 9.11(教材图(教材图 9.02)所示放大电路中,已知)所示放大电路中,已知 RC = 2 k, RE = 2 k, 硅晶硅晶体管的体管的 = 30 , rbe = 1 k,试,试画出该放大电路的微变等效电画出该放大电路的微变等效电路,推导
22、出由集电极输出和由路,推导出由集电极输出和由发射极输出时的电压放大倍数发射极输出时的电压放大倍数,求出,求出Ui = 1 mV 时的时的 Uo1 和和 Uo2 。下一页下一页下一题下一题返返 回回上一题上一题第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路上一页上一页bEbbeeEbbei)1( IRIrIRIrU O1CCbCUR IRI 952. 02)301(230)1(EbeCi1O1u RrRUUA 【解】【解】 放大电路的微分等效电路如放大电路的微分等效电路如图图 9.12。图图9.12(1)由集电极输出时)由集电极输出时下一页下一页下一题下一题返返 回回上一题上一题第第 9 章章 基本放
23、大电路基本放大电路上一页上一页(2)由发射极输出时)由发射极输出时984. 02)301(12)301()1()1()1()1(EbeEi2O2ubEeE2ObEbbeeEbbei RrRUUAIRIRUIRIrIRIrU (3)当)当 Ui = 1 mV 时时mA984.01984.0|mA952.01952.0|i2u2Oi1u1O UAUUAU下一题下一题返返 回回上一题上一题第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路9.6 共基放大电路共基放大电路( (一一) ) 静态分析静态分析下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节图图 9.6.1 9.6.2 共基放大电路及直流通
24、路共基放大电路及直流通路第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路( (二二) ) 动态分析动态分析下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节图图 9.6.3 9.6.4 共射放大电路的交流通路及微变等效电路共射放大电路的交流通路及微变等效电路第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路 【解】【解】 (1 1)静态分析)静态分析B 2BCCB1B 2BBEEEEBCB1012V4V201040.7mA0.702 mA4.70.702mA0.00695 mA111001000.00695 mA0.695 mARUURRUUIRIIII CECCCCEE(126.80.6954.70.
25、702)V3.975VUUR IR I 9.6.1 已知共基放大电路的已知共基放大电路的 UCC = 12 V , RE = 4.7 k,RC = 6.8 k,RL = 12 k,RB1 = 20 k, RB2 = 10 k,= 100,试作静态和动态分析。,试作静态和动态分析。下一页下一页下一题下一题返返 回回上一题上一题第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路上一页上一页(2)动态分析)动态分析CLLCL6.812k4.34 k6.812RRRRR beC2626200(200 100)3 9410.6953.941 krI LubebeiEOC4.341001103.9413.941/4
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