阻容耦合放大电路.ppt

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1、阻容耦合放大电路 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life, there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望耦合电容的作用可以概括为耦合电容的作用可以概括为“隔离直流，传送交流隔离直流，传送交流”Uo+_RbVcc+UCEQ+_RcUBEQecbICQIBQ放大电路放大电路直流通路直流通路交流电路交流电路第五节第五节Uo.+_RcRLUi+_.RbRsUs+_.Us+_Rs+_RbVcc+RL+_RcUi.C1C2.+_（一）静态工作点的计算（一）静态工作点的计算根据直流通路可以写出根据直流通路可以写出b

2、BEQCCBQRUVI BQCQII cCQCCCEQRIVU +_RbVcc+UCEQ+_RcUBEQecbICQIBQ这种直流偏置电路，在这种直流偏置电路，在V VCCCC和和R Rb b选定以后，选定以后，I IBQBQ的值的值基本固定，因此称为固定直流偏置电路。基本固定，因此称为固定直流偏置电路。第五节第五节Uo.+_rbeIbRcRLUi+_.RbRsUs+_.B.AIb.Ic.Ii.Io.bRI（二）性能指标的计算（二）性能指标的计算1. 1.电压放大倍数电压放大倍数根据微变等效电路可得根据微变等效电路可得bebirIU)/(LcboRRIUbeLbebLbiourRrIRIUUA

3、式中式中LcL/RRR EQbbbe26)1(Irr 负号表示输出信号电压负号表示输出信号电压 与输入信号电压与输入信号电压 反相反相oUiU第五节第五节2. 2.输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻（1 1）输入电阻）输入电阻Ri根据输入电阻的定义及微变等效电路可求出根据输入电阻的定义及微变等效电路可求出bebbebbeibiibRbiiirRrRrURUUIIUIURi bebi/rRR 一般情况下都能满足一般情况下都能满足Rbrbe，则，则beirR Uo.+_rbeIbRcRLUi+_.RiRbRsUs+_.B.AIb.Ic.Ii.Io.bRI第五节第五节（2 2）输出电阻）输出电阻R

4、 Ro o令交流信号源令交流信号源负载电阻开路负载电阻开路则可从图示电路的输出回路直接观察得到则可从图示电路的输出回路直接观察得到0s U)(L RcoRR Uo.+_rbeIbRcRbRs.Ib.Ic.Io.Ro第五节第五节3. 3.电流放大倍数电流放大倍数bebibRbi/rRUIIILiuLooRUARUILiuibebLiuioi/RRAUrRRUAIIA式中式中bebi/rRR 根据图示电路可列出根据图示电路可列出所所以以Uo.+_rbeIbRcRLUi+_.RiRbRsUs+_.B.AIb.Ic.Ii.Io.bRI第五节第五节4.考虑信号源内阻时的电压放大倍数考虑信号源内阻时的电压

5、放大倍数)/(/bebsbebeLisiusiiosousrRRrRrRRRRAUUUUUUAb在在Rbrbe时有时有beLbesbebeLusrRRrRrrRAsUo.+_rbeIbRcRLUi+_.RiRbRsUs+_.B.AIb.Ic.Ii.Io.bRI第五节第五节5. 5.最大输出电压幅值最大输出电压幅值根据直流通路根据直流通路cCCECCRIUV再根据微变等效电路得再根据微变等效电路得LcceRIU LcL/ RRR,minFRcemaxUUU而输出信号电压而输出信号电压故故ceoUU,minLCQCESCEQomaxRIUUUUCEQM0uCEQ-1/RCiCICQIBQRUCES

6、URUFL1R F 其中其中第五节第五节+_RbVcc+UCEQ+_RcUBEQecbICQIBQ+_RbVcc+UCEQ+_RcUBEQecbICQIBQUo.+_rbeIbRcRLUi+_.RbRsUs+_.Ib.Ic.Ii.Io.bRIT为为PNP锗管。锗管。=60，UBE=-0.2V，UCES=-0.5V。其他参。其他参数如图示。求数如图示。求Au，Ri，Ro及在不失真的情况下，信号源及在不失真的情况下，信号源Us的最大幅值是多少？的最大幅值是多少？。Us+_Rs+_RbVcc+RLUo+_RcUi.C1C2T400k( -12V )3k1k3k30F30F.第五节第五节解解:画出直流

7、通路画出直流通路+_RbVcc+UCEQ+_RcUBEQecbICQIBQBEQbBQCCURIV)V(2 . 0BEQ U)mA(8 .1BQCQ II )V(6 . 6)(cCQCCCEQ RIVU)mA(03. 0bBEQCCBQ RUVI)mA(83.1BQCQEQ III)k(17. 126)1 (EQbbbeIrr第五节第五节画出电路的微变等效电路画出电路的微变等效电路9 .76beLiourRUUA)k(17.1/bebiiirRIUR)k(3co RR5.41besLisiuiousrRRRRRAUUA)mV(65usomaxsmaxAUUUo.+_rbeIbRcRLUi+_.

8、RiRbRsUs+_.Ib.Ic.Ii.Io.bRIV7 . 2,minLCQSCEQCEomaxRIUUU第五节第五节Ro（一）温度对静态工作点的影响（一）温度对静态工作点的影响第五节第五节1. 变化变化对对Q点的影响点的影响温度升高时，温度升高时，随之增大。随之增大。体现在输出特性曲线的间体现在输出特性曲线的间隔距离增大隔距离增大设设IBQ=40A，静态工作点，静态工作点Q将移将移动到动到Q1点，点，ICQ增大，增大，UCEQ减小，减小，工作点向饱和区移动。工作点向饱和区移动。反之，温度下降，反之，温度下降，减小，减小，Q点将点将向截止区移动。向截止区移动。变化对变化对Q点的影响点的影响0

9、iC(mA)uCE(V)020204040iB=60AiB=60AVCCcCCRVQQ1ICQICQ1变大变大I ICBOCBO是少子形成的电流，随是少子形成的电流，随TT而增加。而增加。CEOBCIiiCBOCEO)1 (IIICEO也随随T而增加而增加第三节第三节温度升高，工作点从温度升高，工作点从Q点移点移到到Q2点，点， ICQ增大，增大，UCEQ减减小，工作点向饱和区移动。小，工作点向饱和区移动。硅管的硅管的ICBO很小，这种影响可很小，这种影响可忽略。而锗管的忽略。而锗管的ICBO大，是造大，是造成它的静态工作点随温度变成它的静态工作点随温度变化的主要原因。化的主要原因。0iC(m

10、A)uCE(V)0020204040iB=60AiB=60AVCCcCCRVQQ2ICQICQ2ICBO变化对变化对Q点的影响点的影响2. ICBO变化对变化对Q点的影响点的影响温度每升高温度每升高1， UBE约减小约减小1.8mV2.5mV。第三节第三节温度升高，晶体管的温度升高，晶体管的UBE减小，体现在输入特性曲线减小，体现在输入特性曲线向左移动。向左移动。温度升高，图中工作点温度升高，图中工作点从从Q点移到点移到Q3点，点，IBQ增增大，大，ICQ也将增大。也将增大。-00.6 0.7iB(A)uBE(V)2575UBE变化对变化对Q点的影响点的影响QQ3IBQIBQ3. UBE变化对

11、变化对Q点的影响点的影响温度升高之后晶体管参数温度升高之后晶体管参数，ICBO，UBE的变化都使的变化都使ICQ增大，增大，静态工作点向饱和区移动。如果温度降低，则将使静态工作点向饱和区移动。如果温度降低，则将使ICQ减小，减小，静态工作点向截止区移动。另外，更换晶体管，相当于改变静态工作点向截止区移动。另外，更换晶体管，相当于改变了特性曲线也会使静态工作点发生变化。了特性曲线也会使静态工作点发生变化。怎样稳怎样稳定静态定静态工作点工作点将放大器置于恒温装置中将放大器置于恒温装置中在直流偏置电路中引入负反馈来稳定在直流偏置电路中引入负反馈来稳定静态工作点静态工作点在偏置电路中采取温度补偿措施在

12、偏置电路中采取温度补偿措施第五节第五节（二）分压式电流负反馈偏置电路（二）分压式电流负反馈偏置电路1. 1.工作原理工作原理这种电路在设计时，应适当选择电阻这种电路在设计时，应适当选择电阻Rb1和和Rb2的适当阻值范围，的适当阻值范围，使之满足下面两个条件。使之满足下面两个条件。BQRbII BEQBQUU CCb2b1b2BQVRRRU 可以近似看可以近似看作恒定不变作恒定不变)()(eEQEQCQRIIITBEQBQCQUII晶体管基极直流电位晶体管基极直流电位U UBQBQ不变不变Rb2+VccReRb1becUBEQUBQICQIEQIBQIRbUCEQ+_+_第五节第五节eBEQBQ

13、EQRUUIeBQRU所以所以也可以近似看作恒定不变也可以近似看作恒定不变工作点稳定过程：工作点稳定过程：2. 2.射极偏置电路的分析计算射极偏置电路的分析计算如果电路参数满足稳定条件时可以近似估算。如果电路参数满足稳定条件时可以近似估算。CCb2b1b2BQVRRRUeBQeBEQBQEQRURUUI 1EQBQIIBQCQII)(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVU Rb2+VccReRb1becUBEQUBQICQIEQIBQIRbUCEQ+_+_在不满足稳定条件或者要求较精确计算时，可以用戴维南定理化简。在不满足稳定条件或者要求较精确计算时，可以用戴维南定理化简。+R

14、cVccReRbUBIBQIEQbecICQUCEQ+_第五节第五节（三）稳定工作点的共射极放大电路（三）稳定工作点的共射极放大电路1. 1.电压放大倍数电压放大倍数)1(ebebeebebiRrIRIrIU LbLcbo)/(RIRRIULcL/RRR ebeLiou)1(RrRUUA Re_+IbrbeRiRb1+_RLIi.Ib.IC.Rb2IRb1.IRb2.Ui.Ie.RcUO.Ro+_Rb1Vcc+RL+_RcUi.C1C2Rb2Re+_UoCe无无Ce时的微变等效电路时的微变等效电路第五节第五节根据下图可以推导出根据下图可以推导出beLurRAUo.+_rbeIbRcRL+_Ri

15、Rb2Ui.Rb1Ii.Ib.IC.Ro这种带旁路电容的射极偏置共射极放大电路，既能稳这种带旁路电容的射极偏置共射极放大电路，既能稳定静态工作点，又有较大的放大倍数，在阻容耦合的定静态工作点，又有较大的放大倍数，在阻容耦合的放大电路中应用十分广泛。放大电路中应用十分广泛。有有Ce时的微变等效电路时的微变等效电路第五节第五节2. 2.输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻对于对于有旁路电容有旁路电容Ce的情况，从图中的微变等效电路的情况，从图中的微变等效电路可得可得beb2b1i/rRRR beb2b1/rRR在在时时berRi 用直接观察的方法可知输出电阻用直接观察的方法可知输出电阻coRR U

16、o.+_rbeIbRcRL+_RiRb2Ui.Rb1Ii.Ib.IC.Ro第五节第五节当无旁路电容当无旁路电容Ce时，时，从图中的微变等效电路可得从图中的微变等效电路可得ecbebb2Rb2b1Rb1iRIrIRIRIUebeb21bbRb2Rb1iii)1 (1111RrRRIIIUIURi)1 (/ebeb2b1iRrRRR所所以以Re_+IbrbeRiRb1+_RLIi.Ib.IC.Rb2IRb1.IRb2.Ui.Ie.RcUO.Ro第五节第五节计算输出电阻计算输出电阻负载负载RL开路，信号源开路，信号源 短接，输出端外接信号源短接，输出端外接信号源 晶体管输出电阻晶体管输出电阻rcec

17、oRRoUsUU ORe_+IbrbeRb1Ib.IC.Rb2Rc.RoRsrceR oIo.Rb第五节第五节3.最大输出电压幅值最大输出电压幅值UomaxUF图解法图解法分析分析UomaxICQUCEQ0uCEQ-1/Rc+ReiCIBQRURL1R VCCUo.+_rbeIbRcRL+_RiRb2Ui.Rb1Ii.Ib.IC.RoRb2+VccReRb1becUBEQUBQICQIEQIBQIRbUCEQ+_+_直流负载线根据直流直流负载线根据直流通路列出方程得到通路列出方程得到)(EcCCCCERRIVU 交流负载线根据微变等交流负载线根据微变等效电路列出方程得到效电路列出方程得到Lcc

18、eRIU 在不发生失真的情况下在不发生失真的情况下最大输出电压幅值最大输出电压幅值,minLCQCESCEQmaxo,RIUUU第五节第五节晶体管晶体管T的的UBE=0.7V，=50。求。求（1）静态工作点（）静态工作点（2）电压放大倍数电压放大倍数Au （3）最大输出电压幅值）最大输出电压幅值 （4）不接电容不接电容Ce时的时的Au （5）若选）若选用用=50的晶体管，重新估算的晶体管，重新估算（1）、（）、（2）+_Rb1Vcc+RLUo+_RcUi.C1C2ReRb2Ce( +12V )2K20K30F10K2K100F4K30F第五节第五节.)V(4b2b1CCb2BQ RRVRU)m

19、A(65. 1eBEBQEQ RUUI)A(3 .321EQBQII )V(5 . 5)(ecCQCCCEQ RRIVU)mA(62. 1BQCQ II Rb1Vcc+RcReRb2( +12V )2K20K10K2K（1）画出直流通路）画出直流通路第五节第五节（2）画出放大电路的微变等效电路）画出放大电路的微变等效电路)k( 1 .126)1 (EQbbbeIrr6 .601 .1)4/2(50beLurRAUo.+_rbeRcRL+_Rb2Ui.Rb1Ib.IC.第五节第五节Ib)V( 5 . 415 . 5CESCEQRUUU)V(16. 2)4/2(62. 1LCQFRIU)V(16.

20、2,minFRmaxo,RUU65.0R)1(ebeLurRA（4 4）当不接）当不接Ce时时（3 3）求最大输出电压幅值求最大输出电压幅值 接接Ce时时6 .60uA所以不接所以不接Ce时时的的 小得多小得多 uA第五节第五节Re_+IbrbeRb1+_RLIb.IC.Rb2Ui.Ie.RcUO.(5)(5)若换一个若换一个=100的的晶体管晶体管)V(4b2b1CCb2BQRRVRU)mA(65.1eBEBQEQRUUI)mA(0163.01EQBQ II)mA(63.1BQCQ II )V(46. 5)(ecCQCCCEQRRIVU)k (89.126)1(300EQbeIr4.70be

21、LurRA第五节第五节+_Rb1Vcc+RLUo+_RcUi.C1C2ReRb2Ce( +12V )2K20K30F10K2K100F4K30FUo.+_rbeRcRL+_Rb2Ui.Rb1Ib.IC.Ib（四）用补偿法稳定静态工作点（四）用补偿法稳定静态工作点Rb2+VccReRb1UDIEQIBQITRc+_D工作原理工作原理BQII b2b1DCCRRVVI eEQBEQb2DBQRIURIUU eEQb2RIRI eb2b2b1DCCeb2EQRRRRUVRRII eb2b2b1CCEQRRRRVI 由于由于忽略忽略IBQ的的分流作用分流作用得得到到所所以以通常满足通常满足VCCUD，

22、所以，所以第五节第五节若在不同温度能保持若在不同温度能保持UD=UBEQ，则有，则有阻容耦合放大电路的三种接法阻容耦合放大电路的三种接法UoUs+_Rb1VCC+RL+_Rc.CbC2ReRb2C1Ui+_Rs.共射极电路共基极电路共集电极电路UoUs+_Rb1VCC+RL+_Rc.C1C2ReRb2CeUi+_Rs.Us+_Rb1VCC+RLUo+_Rc.C1C2ReRb2CcUi+_Rs.直流通路相同，直流通路相同，静态工作点一致静态工作点一致第五节第五节Us50+_Rb115V+RLUo+_Rc.C1C2ReRb2CeUi+_Rs40k3k60k2k1kUs50+_Rb115V+RLUo

23、+_Rc.CbC2ReRb2C1Ui+_Rs40k3k60k2k1k.Us50+_Rb115V+RLUo+_Rc.C1C2ReRb2CcUi+_Rs40k3k60k2k1k共射极电路共基极电路共集电极电路图中是阻容耦合电路的三种接法，分别求出它们的静态图中是阻容耦合电路的三种接法，分别求出它们的静态工作点和工作点和Au，Ri，Ro以及最大输出电压以及最大输出电压Uomax。.第五节第五节V660404015BQ UV7 . 0BEQ U)mA(76. 137 . 06EQI)mA(74. 1CQ I)A(4 .17BQ I)V( 3 . 6)32(74. 115CEQ U)k(79. 176.

24、 126101300be r直流通路相同，静态工作点一致直流通路相同，静态工作点一致第五节第五节Rb115V+RcReRb240k3k60k2k.+_rbeRcRLUi+_.RiRbRsUs+_.RobIbI iRUo37)/(beLcurRRA)k(79.1beirR)k(66. 179. 1/24iR)k(2co RR)V(3 . 513 . 6CESCEQ UU)V(16. 1667. 074. 1)/(LcCQRRI)V(16.1maxo, U)k(2440/60/b2b1b RRR共射极电路第五节第五节Us50+_Rb115V+RLUo+_Rc.C1C2ReRb2CeUi+_Rs40

25、k3k60k2k1k.37)/(beLcurRRA)(7 .171beirR)( 7 .17/ieiRRR)k(2co RR)V( 3 . 513 . 6CESCEQ UU)V(16.1)/(LcCQRRI)V(16.1maxo, U共基极电路Us50+_Rb115V+RLUo+_Rc.CbC2ReRb2C1Ui+_Rs40k3k60k2k1k.第五节第五节RLUo+_+_+_RCrbeRoRiiU.RsbI.UsbI iRRe997. 0) 1/3(10179. 1) 1/3(101uA)k(5 .77)/)(1 (LebeiRRrR)k(3 .185 .77/24i R)(18018. 0

26、/31)/(/sbbeeoRRrRR)V( 3 . 175. 074. 1)/(LeCQRRI)V(3 . 1maxo, U共集电极电路Us50+_Rb115V+RLUo+_Rc.C1C2ReRb2CcUi+_Rs40k3k60k2k1k第五节第五节RsRe_+rbeRoRb+_RLiRiRsUoUiU+_bI bI)V( 3 . 513 . 6CESCEQ UU.阻容耦合放大电路的特点阻容耦合放大电路的特点电路的静态工作点与信号源和负载无关，并电路的静态工作点与信号源和负载无关，并且工作较稳定。且工作较稳定。适用于分立元件电路，不能应用于集成电路。适用于分立元件电路，不能应用于集成电路。第五节第五节