模拟电子技术基础 2篇 1章1.ppt

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1、第二篇 模拟电子电路,本篇基本知识点,半导体三极管如何组成放大电路，分析放大电路的基本方法，为什么放大电路中必须要有工作点，如何计算静态工作点，三种基本放大电路组态。,本篇是模拟电路的核心篇,典型共射放大电路,2.1.1 怎样分析交直流共存的放大电路,第一章 放大电路分析入门,一、为什么说一个放大电路中是交直流共存的？,信号源,负载,因为当输入信号为零时,即:,仅存在供电电源VCC，电路为,电路中只有直流量：,加入输入信号,mV后,则各支路电流和电压为一个直流量叠加了一个交变量,V,二、如何分析计算交直流共存的放大电路?,可以用两种方法,图解法,等效电路估算法线性化等效处理,1.图解法,交直流

2、分别单独作用下进行计算，然后将结果叠加,方法：,已知输入和输出特性曲线，通过作图方法求取电流和电压。,此时等效电路直流通路,直流通路,输入回路直流负载线,从输入特性求IBQ、VBEQ,输出直流负载线,从输出特性求ICQ、VCEQ,当RL=时，交直流负载线重合,当RL时，交直流负载线不重合,带了负载电阻RL后，输出电压幅度变小了。,2.等效电路-用电路模型计算法,条件:已知管子导电时VBE、值,动态时，输入信号很小，管子仅工作在Q点附近的一小段，故把特性看成线性，用线性电路的方法求解电路中相关的电流和电压。,此时用直流通路（直流等效电路）,采用交流通路：,电容短路（为什么？），电源短路（为什么？

3、）,晶体管用低频小信号模型代入，求各指标。,这些指标在放大电路的动态分析中解决。,2.1.3 基本放大电路的组成及其静态分析,一、放大电路的基本组成,典型共射放大电路,信号源,负载,右图是一个最基本的共射极放大电路（CE）,放大电路必须具备以下环节：,（1）以放大器件（BJT、FET）为核心，配以工作电源和电阻，以保证器件始终工作在放大区。,（2）信号能畅通地加到放大器的输入端，尽量不影响电路的直流工作状态。（信号耦合）,（3）经放大后的信号能尽量大的传到负载上，并从负载上取出。,请注意：负载上得到的信号，将比输入信号大的多，这是电源提供的能量，经放大电路控制（变换）后以输入信号的变化规律形式

4、输出，这是放大电路所谓“放大”的真实物理内涵。,二、直流偏置电路的组成和类型,为保证以放大器件为核心的电路能正常放大信号,必须加上合适的供电电源,和偏置电阻，以保证放大器件(晶体管或场效应管)工作在放大区，有合适的发射结、集电结偏置，合适的IB和IC电流。,1.BJT放大电路的直流偏置电路,此时输入为零，即静态，只考虑直流电源作用下的通路,固定偏置,稳定偏置,射极偏置,(a)固定偏置,由图可得：发射结正偏，集电结可以保证反偏（VCVB)，,确保了器件工作在放大状态,(b)工作点稳定的偏置电路,电路同样能保证JE正偏，JC反向偏置。,其中：,戴维南等效,该电路能稳定静态工作点的说明：,当温度上升

5、，最终表现为集电极电流IC增大。自动调整过程如下：,(c) 射极偏置电路,由于发射极接负电源，所以两个发射极都正向偏置了，集电极电阻较小，可以满足（VCVB)的反偏要求。,2.FET放大电路的直流偏置电路,FET晶体管栅极不取电流，而且漏极电流ID受栅源电压vGS控制，所以栅极电位用分压器组成。,另外各种型号的FET，其栅源电压vGS和漏源电压vDS极性如表所示。,固定偏压偏置电路,自偏压偏置电路,混合偏置电路,FET偏置电路类型：,(a)固定偏压偏置电路,只要Rg1和Rg2及Rd取的合理，能满足VGSVT的导电要求，同时保证VDSVGS-VT，使管子工作在恒流区（放大区）,(b) 自给偏压偏

6、置电路,由于是耗尽型NMOS管，栅源电压可以是正（增强型工作模式），也可以是负（耗尽型工作模式）,VGS电压靠ID流过源极电阻产生压降自已建立起来的称自偏压,(c) 混合偏置电路,Rg1和Rg2组成固定偏压电路，Rs为自给偏压，所以整个偏置电路为混合式偏置。,三、信号输入和信号输出电路,输入信号能顺畅、无损失地加到放大器的输入端，并不影响电路的直流偏置。,信号源,阻容耦合方式,电路简单,又不影响静态工作状态。但要放大一定频率的信号时，耦合电容器容量应取的较大。,信号输出,信号源,变压器耦合方式,优点是各级静态工作点互不影响，能实现阻抗变换。缺点是频率特性不好，且非常笨重。,信号输出,直接耦合方

7、式,优点是低频特性好，可以放大变化缓慢或直流信号，易于集成化。缺点是信号源影响静态工作点，分析、设计和调试较困难；在多级中还存在零点漂移问题。,信号源,信号输出,四、放大电路的组态,根据输入信号的注入点和输出信号的取出点，放大电路可以构成三种组态。,交变信号从基极和发射极间输入，从集电极和发射极间输出。（共射放大电路）,CE放大电路,CB放大电路,CC放大电路,可见三个电极只能将基极b和发射极e作为输入，集电极c不能作输入。而输出只能是集电极c 和发射极e作为输出，基极b不能作输出。,可以从管子的结构上加以理解!,2.1.4 2.1.12,五、直流通路和交流通路,一个放大电路通常是交直流共存的

8、，它为分析电路带来困难。电路中除器件以外都是线性元件，而器件是非线性的。如果BJT和FET器件的电流、电压在放大区的某一较小范围变化时，这一小范围的特性就可以看成是线性（直线）。因此，放大电路就是线性电路了，从而可以用叠加理论加以分析，把直流和交流分开单独作用来进行处理，使分析大大简化。,（1）分析静态工作状况用直流通路,此时,称静态,求静态工作点:,直流通路的画法：,输入端短路。由于电路中只有直流电源，所以电容开路、电感线圈等短路处理。,如以下电路的直流通路,（2）分析动态指标用交流通路,由vi单独作用下的电流、电压通路，用来求放大电路的技术指标。,加入后，,交流通路的画法：,因耦合电容和旁路电容容量较大，容抗很小，所以这些电容作短路处理；,因各供电电源内阻很小(近似为零)，vi单独作用时不产生交流压降，所以电源+VCC、VEE也作短路处理；,如以下各电路的交流通路,CE放大电路,CE放大电路交流通路,CC放大电路,CC放大电路交流通路,CE放大电路,CE放大电路交流通路,CB放大电路,CB放大电路交流通路,可见，CE、CB和CC应该是在交流通路下的接法。,同理有CS、CG和CD三种组态放大电路。,习 题 P130,2.1.5 2.1.7 2.1.9,