极管放大电路分析基础.ppt

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1、(1-1)电子技术教案电子技术教案 第二章第二章 基本放大电路基本放大电路2 2.4 4 放大电路的分析方法放大电路的分析方法2 2.6 6 常见常见的放大电路的放大电路2 2.6.1 6.1 射极输出器射极输出器2 2.6.2 6.2 共基极放大电路共基极放大电路2 2.8 8 多级多级放大器放大器 退出退出(1-2)电子技术教案电子技术教案教学目的：教学目的：1掌握三极管输入、输出、转移特性曲线的使用，掌握半导体放大电路的分析方法（即熟练应用复杂电路分析方法来分析电子电路）；2了解串联分压式三极管放大电路的结构，工作原理，以及分析方法。3建立失真概念。教学内容：教学内容：1三极管简单偏置电

2、路静态分析、动态分析。2三极管简单偏置电路微变等效电路的画法，放大器交流放大特性电压放大倍数、输入阻抗、输出阻抗分析方法。(1-3)电子技术教案电子技术教案2.4放大电路的分析方法放大电路的分析方法放大放大电路电路分析分析静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变等效电微变等效电路法路法图解法图解法计算机仿真计算机仿真(1-4)电子技术教案电子技术教案二、微变等效电路分析方法二、微变等效电路分析方法(一一)三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路1.输入回路输入回路iBuBE当信号很小时，将输入特性当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。在小范围内近似线性。uBE iB对

3、输入的小交流信号而言，对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻三极管相当于电阻rbe。rbe的量级从几百欧到几千欧。的量级从几百欧到几千欧。对于小功率三极管：对于小功率三极管：(1-5)电子技术教案电子技术教案2.输出回路输出回路iCuCE所以：所以：(1)输出端相当于一个受输出端相当于一个受ib 控控制的电流源。制的电流源。近似平行近似平行(2)考虑考虑 uCE对对 iC的影响，输出的影响，输出端还要并联一个大电阻端还要并联一个大电阻rce。rce的含义的含义 iC uCE(1-6)电子技术教案电子技术教案ubeibuceicubeuceicrce很大，很大，一般忽略。一般忽略。3.三极管的

4、微变等效电路三极管的微变等效电路rbe ibib rcerbe ibibbce等等效效cbe(1-7)电子技术教案电子技术教案(二二)放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路将交流通道中的三极管用微变等效电路代替将交流通道中的三极管用微变等效电路代替:交流通路交流通路RBRCRLuiuouirbe ibibiiicuoRBRCRL(1-8)电子技术教案电子技术教案回顾：回顾：直流通道和交流通道直流通道和交流通道 放大电路中各点的电压或电流都是在静态直放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号。流上附加了小的交流信号。但是，电容对交、直流的作用不同。如果电但是，电容对交、直

5、流的作用不同。如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同的。直流所走的通道是不同的。交流通道：交流通道：只考虑交流信号的分电路。只考虑交流信号的分电路。直流通道：直流通道：只考虑直流信号的分电路。只考虑直流信号的分电路。信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。(1-9)电子技术教案电子技术教案基本放大电路：基本放大电路：对直流信号（只有对直流信号（只有+EC）开路开路开路开路RB+ECRCC1C2T直流通

6、道直流通道RB+ECRC(1-10)电子技术教案电子技术教案对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)短路短路短路短路置零置零RB+ECRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路交流通路(1-11)电子技术教案电子技术教案三、电压放大倍数的计算三、电压放大倍数的计算特点：特点：负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRBRCRL(1-12)电子技术教案电子技术教案四、输入电阻的计算四、输入电阻的计算对于为放大电路提供信号的信号源来说，放大电对于为放大电路提供信号的信号源来说，放大电路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示

7、。输入电阻的定义：输入电阻的定义：是动态电阻。是动态电阻。rbeRBRCRL电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。(1-13)电子技术教案电子技术教案五、输出电阻的计算五、输出电阻的计算对于负载而言，放大电路相当于信号源，对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。内阻就是输出电阻。计算输出电阻的方法：计算输出电阻的方法：(1)所有电源置零，然后计算电阻（对有受控所有电源置零，然后

8、计算电阻（对有受控源的电路不适用）。源的电路不适用）。(2)所有独立电源置零，保留受控源，加压求所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。流法。(1-14)电子技术教案电子技术教案所以：所以：用加压求流法求输出电阻：用加压求流法求输出电阻：rbeRBRC00(1-15)电子技术教案电子技术教案2.4.4失真分析失真分析在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生非线非线性失真性失真。为了得

9、到尽量大的输出信号，要把为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流设置在交流负载线的中间部分。如果负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截设置不合适，信号进入截止区或饱和区，造成非线性失真。止区或饱和区，造成非线性失真。(1-16)电子技术教案电子技术教案iCuCEuo可输出的可输出的最大不失最大不失真信号真信号选择静态工作点选择静态工作点ib(1-17)电子技术教案电子技术教案iCuCEuo1.Q点过低，信号进入截止区点过低，信号进入截止区放大电路产生放大电路产生截止失真截止失真输出波形输出波形输入波形输入波形ib(1-18)电子技术教案电子技术教案iCuCE2.Q点过高，信号进入饱和

10、区点过高，信号进入饱和区放大电路产生放大电路产生饱和失真饱和失真ib输入波输入波形形uo输出波形输出波形(1-19)电子技术教案电子技术教案2.5 静态工作点的稳定静态工作点的稳定为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。态工作点。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由作点由UBE、和和ICEO 决定，这三个参数随温度而变决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。化，温度对静

11、态工作点的影响主要体现在这一方面。TUBE ICEOQ(1-20)电子技术教案电子技术教案一、温度对一、温度对UBE的影响的影响iBuBE25C50CTUBEIBIC(1-21)电子技术教案电子技术教案二、温度对二、温度对 值及值及ICEO的影响的影响T、ICEOICiCuCEQQ总的效果是：总的效果是：温度上升时，温度上升时，输出特性曲输出特性曲线上移，造线上移，造成成Q点上移。点上移。UCE=ECICRC(1-22)电子技术教案电子技术教案小结：小结：TIC 固定偏置电路的固定偏置电路的Q点是不稳定的。点是不稳定的。Q点不点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截稳定可能会导致静态工作点靠

12、近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、电路，当温度升高、IC增加时，能够自动减增加时，能够自动减少少IB，从而抑制从而抑制Q点的变化。保持点的变化。保持Q点基本稳点基本稳定。定。常采用分压式偏置电路常采用分压式偏置电路(引入负反馈电路引入负反馈电路)来稳来稳定静态工作点。电路见下页。定静态工作点。电路见下页。(1-23)电子技术教案电子技术教案分压式偏置电路：分压式偏置电路：RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo一、静态分析一、静态分析I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1直流通路直流通路(1-24)电子技

13、术教案电子技术教案补充说明：补充说明：(1-25)电子技术教案电子技术教案(1-26)电子技术教案电子技术教案(1-27)电子技术教案电子技术教案(1-28)电子技术教案电子技术教案I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1直流通路直流通路(1-29)电子技术教案电子技术教案二、动态分析二、动态分析+ECuoRB1RCC1C2RB2CERERLuirbeRCRLRB微变等效电路微变等效电路uoRB1RCRLuiRB2交流通路交流通路(1-30)电子技术教案电子技术教案CE的作用：交流通路中，的作用：交流通路中，CE将将RE短路，短路，RE对交流不起作用，放大倍数不受影响。对交流不起作用，放

14、大倍数不受影响。问题问题1：如果去掉如果去掉CE，放大倍数怎样？放大倍数怎样？I1I2IBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo(1-31)电子技术教案电子技术教案去掉去掉 CE 后的交流通路和微变等效电路：后的交流通路和微变等效电路：rbeRCRLRERBRB1RCRLuiuoRB2RE(1-32)电子技术教案电子技术教案RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2问题问题2：如果电路如下图所示，如何分析？如果电路如下图所示，如何分析？(1-33)电子技术教案电子技术教案I1I2IBRB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+E

15、CRCC1TRB2RE1RE2静态分析：静态分析：直流通路直流通路(1-34)电子技术教案电子技术教案RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2动态分析：动态分析：交流通路交流通路RB1RCRLuiuoRB2RE1(1-35)电子技术教案电子技术教案交流通路：交流通路：RB1RCRLuiuoRB2RE1微变等效电路：微变等效电路：rbeRCRLRE1RB(1-36)电子技术教案电子技术教案问题：问题：Au 和和 Aus 的关系如何？的关系如何？定义：定义：放放大大电电路路RLRS(1-37)电子技术教案电子技术教案2.2.6 6常见的放大电路常见的放大电路2.2.6.16.1

16、射级输出器射级输出器2.2.6.26.2共基极放大电路共基极放大电路(1-38)电子技术教案电子技术教案 2.6.1射极输出器射极输出器(共集电极放大电路共集电极放大电路)RB+ECC1C2RERLuiuoRB+ECRE直流通道直流通道(1-39)电子技术教案电子技术教案补充：共集电极电路说明(1-40)电子技术教案电子技术教案一、静态分析一、静态分析IBIE折算折算RB+ECRE直流通道直流通道(1-41)电子技术教案电子技术教案二、动态分析二、动态分析RB+ECC1C2RERLuiuorbeRERLRB微变等效电路微变等效电路(1-42)电子技术教案电子技术教案1.电压放大倍数电压放大倍数

17、rbeRERLRB(1-43)电子技术教案电子技术教案1.所以所以但是，输出电流但是，输出电流Ie增加了。增加了。2.输入输出同相，输出电压跟随输入电压，输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称故称电压跟随器电压跟随器；无电压放大能力。；无电压放大能力。结论：结论：(1-44)电子技术教案电子技术教案2.输入电阻输入电阻rbeRERLRB输入电阻较大，作为前一级的负载，对前输入电阻较大，作为前一级的负载，对前一级的放大倍数影响较小。一级的放大倍数影响较小。(1-45)电子技术教案电子技术教案(1-46)电子技术教案电子技术教案(1-47)电子技术教案电子技术教案(1-48)电子技术教案电子技术

18、教案射极输出器的使用射极输出器的使用1.将射极输出器放在电路的首级，可以提将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。高输入电阻。2.将射极输出器放在电路的末级，可以降将射极输出器放在电路的末级，可以降 低输出电阻，提高带负载能。低输出电阻，提高带负载能。3.将射极输出器放在电路的两级之间，可将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。以起到电路的匹配作用。(1-49)电子技术教案电子技术教案(1-50)电子技术教案电子技术教案(1-51)电子技术教案电子技术教案(1-52)电子技术教案电子技术教案(1-53)电子技术教案电子技术教案(1-54)电子技术教案电子技术教案(1-55

19、)电子技术教案电子技术教案(1-56)电子技术教案电子技术教案(1-57)电子技术教案电子技术教案(1-58)电子技术教案电子技术教案一一 静态工作点静态工作点(1-59)电子技术教案电子技术教案(1-60)电子技术教案电子技术教案(1-61)电子技术教案电子技术教案(1-62)电子技术教案电子技术教案(1-63)电子技术教案电子技术教案(1-64)电子技术教案电子技术教案 2.6.3 三种组态的比较三种组态的比较电压增益：电压增益：输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：(1-65)电子技术教案电子技术教案 固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较 共射极放大电路共射

20、极放大电路静态：静态：(1-66)电子技术教案电子技术教案小结三极管是一个通过基极电流控制集电极电流的电流控制器件。三极管有三种工作状态：放大状态、截止状态和饱和状态。电压放大的目的是从信号取得信号电压，加以放大后，送到输出负载上。所以要求放大电路的电压放大倍数大，输入电阻大，输出电阻小，其中输入电阻大表明放大器从信号源索取的电流小，信号源加到放大器输出端的电压就大；输出电阻小，表明放大电路的带负载能力强，输出负载变化时，放大电路的输出电压几乎恒定。(1-67)电子技术教案电子技术教案小结放大电路按电路形式不同可分为共射、共集、共基放大器、差分放大器等。共射电路的电压、电流和功率放大倍数都较大

21、，输入电阻和输出电阻适中，主要用于多级放大器中放大信号。共集放大电路（射随器）的电压放大倍数约为1，但它的输入电阻大，输出电阻小。主要用作缓冲级，也常作为功率输出级。共基放大电路的主要特点是输出电阻大，频率特性好，所多用作宽频带放大器。(1-68)电子技术教案电子技术教案(1-69)电子技术教案电子技术教案(1-70)电子技术教案电子技术教案(1-71)电子技术教案电子技术教案(1-72)电子技术教案电子技术教案(1-73)电子技术教案电子技术教案(1-74)电子技术教案电子技术教案(1-75)电子技术教案电子技术教案(1-76)电子技术教案电子技术教案(1-77)电子技术教案电子技术教案(1

22、-78)电子技术教案电子技术教案(1-79)电子技术教案电子技术教案(1-80)电子技术教案电子技术教案(1-81)电子技术教案电子技术教案1 多级放大电路的分析方法多级放大电路的分析方法基本原则基本原则：化多级电路为单级，然后再逐级求解化多级电路为单级，然后再逐级求解。一：电压放大倍数一：电压放大倍数二、输入电阻和偷出电阻二、输入电阻和偷出电阻输入入电阻阻：级联放大器的放大器的输入入电阻就是第一阻就是第一级的的输入入电阻阻Ri1i1。不不过在在计算算Ri1i1时应将后将后级的的输入入电阻阻Ri2i2作作为其其负载。(1-82)电子技术教案电子技术教案输出出电阻阻：级联放大器的放大器的输出出电阻就是最末阻就是最末级的的输出出电阻阻Ronon。不不过在在计算算Ronon时应将前将前级的的输出出电阻阻Ro(n1)o(n1)作作为其信号源内阻其信号源内阻。(1-83)电子技术教案电子技术教案(1-84)电子技术教案电子技术教案