低频电路基本放大电路1.ppt
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1、1模电数电模电数电 第二章第二章 基本放大电路基本放大电路模拟电路部分模拟电路部分22.1 概论概论2.2 放大电路的组成和工作原理放大电路的组成和工作原理2.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法2.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定2.5 射极输出器射极输出器2.6 阻容耦合多级放大电路阻容耦合多级放大电路2.7 场效应管放大电路场效应管放大电路第二章第二章 基本放大电路基本放大电路32.1.1 放大的概念放大的概念电子学中放大的目的是将微弱的电子学中放大的目的是将微弱的变化信号变化信号放大成较大的信放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。号。这里所讲的主要是电压放大电路。电压
2、放大电路可以用有输入口和输出口的二端口网络表电压放大电路可以用有输入口和输出口的二端口网络表示:示:uiuoAu低频电路基本放大电路低频电路基本放大电路142.1.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标一、电压放大倍数一、电压放大倍数AuUi 和和Uo 分别是输入和输出电压的有效值。分别是输入和输出电压的有效值。uiuoAuAu是复数,反映了输出和输入的幅值比与是复数,反映了输出和输入的幅值比与相位差。相位差。5二、输入电阻二、输入电阻 ri放大电路一定要有前级(信号源)为其提供信号,那么就要放大电路一定要有前级(信号源)为其提供信号,那么就要从信号源取电流。从信号源取电流。输入电阻输入电阻
3、是衡量放大电路从其前级取电流是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大,从其前级取得的电流越小,对大小的参数。输入电阻越大,从其前级取得的电流越小,对前级的影响越小。前级的影响越小。AuUS定义:定义:即:即:ri 越大,越大,ii 就越小,就越小,ui 就越接近就越接近uS6三、输出电阻三、输出电阻roAuUS放大电路对其放大电路对其负载负载而言,相当于信号源,我们可以将它等而言,相当于信号源,我们可以将它等效为戴维南等效电路,这个戴维南等效电路的内阻就是输效为戴维南等效电路,这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。出电阻。roUSRLRL从负载的角度看从负载的角度看内阻越小越好,内
4、阻越小越好,说明放大器的带负载能说明放大器的带负载能力越强力越强7如何确定电路的输出电阻如何确定电路的输出电阻ro?步骤:步骤:1.所有的信号源去掉(保留受控源)。所有的信号源去掉(保留受控源)。2.加压求流法。加压求流法。UI方法一:方法一:计算。计算。8方法二:方法二:测量。测量。Uo1.测量开路电压。测量开路电压。roUs2.测量接入负载后的输出电压。测量接入负载后的输出电压。roUsRLUo步骤:步骤:3.计算。计算。9四、通频带四、通频带fAuAum0.7AumfL下限截止下限截止频率频率fH上限截止上限截止频率频率通频带:通频带:fbw=fHfL放大倍数随频率变化曲线放大倍数随频率
5、变化曲线幅频特性曲线幅频特性曲线102.1.3 符号规定符号规定UA大写字母、大写下标,表示直流量。大写字母、大写下标,表示直流量。uA小写字母、大写下标,表示全量。小写字母、大写下标,表示全量。ua小写字母、小写下标,表示交流分量。小写字母、小写下标,表示交流分量。uAua全量全量交流分量交流分量tUA直流分量直流分量 11三极管放大三极管放大电路有三种电路有三种形式形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放大以共射放大器为例讲解器为例讲解工作原理工作原理低频电路基本放大电路低频电路基本放大电路1122.2.1 共射放大电路的基本组成共射放大电路的基本组成放大元
6、件放大元件iC=iB,工作,工作在放大区,要保证集电在放大区,要保证集电结反偏,发射结正偏。结反偏,发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点RB+ECEBRCC1C2T13作用:作用:使发射结正使发射结正偏,并提供适当的偏,并提供适当的静态工作点。静态工作点。基极电源与基基极电源与基极电阻极电阻RB+ECEBRCC1C2T14集电极电源,为集电极电源,为电路提供能量。电路提供能量。并保证集电结反并保证集电结反偏。偏。RB+ECEBRCC1C2T15集电极电阻,将集电极电阻,将变化的电流转变变化的电流转变为变化的电压。为变化的电压。RB+ECEBRCC1C2T16耦合电容:耦合电容:电解
7、电容,有极性。电解电容,有极性。大小为大小为10 F50 F作用:作用:隔离直流,隔离直流,同时能使交流信同时能使交流信号顺利输入输出。号顺利输入输出。RB+ECEBRCC1C2T+17可以省去可以省去电路改进:采用单电源供电电路改进:采用单电源供电RB+ECEBRCC1C2T+18单电源供电电路单电源供电电路+ECRCC1C2TRB问:能否保证放大的偏置条件?问:能否保证放大的偏置条件?如何保证?如何保证?192.2.2 基本放大电路的工作原理基本放大电路的工作原理ui=0时时由于电源的存由于电源的存在在IB 0IC 0IBQICQIEQ=IBQ+ICQ一、静态工作点一、静态工作点RB+EC
8、RCC1C2T20IBQICQUBEQUCEQ(ICQ,UCEQ)(IBQ,UBEQ)RB+ECRCC1C2T21(IBQ,UBEQ)和和(ICQ,UCEQ)分别对应于输入输出特性曲线上分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。的一个点称为静态工作点。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ22IBUBEQICUCEuCE怎么变化怎么变化假设假设uBE有一微小的变化有一微小的变化ibtibtictuit(毫伏量级)(毫伏量级)(微安量级)(微安量级)(毫安量级)(毫安量级)二。交直流叠加波形的关系二。交直流叠加波形的关系23各点波形各点波形RB+ECRCC1C2uitiB
9、tiCtuCEtuotuiiCuCEuoiBuce相位如何相位如何uce与与ui反相!反相!24实现放大的条件实现放大的条件1.晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏,集电结反偏。晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏,集电结反偏。2.正确设置静态工作点,使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点,使整个波形处于放大区。3.输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。4.输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压,经输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压,经电容滤波只输出交流信号。电容滤波只输出交流信号。25如何判断一个电路是否能实现放大?如何判断
10、一个电路是否能实现放大?3.晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏,集电结反偏。晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏,集电结反偏。4.正确设置静态工作点,使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点,使整个波形处于放大区。如果已给定电路的参数,则计算静态工作点来判断;如果未如果已给定电路的参数,则计算静态工作点来判断;如果未给定电路的参数,则根据电路结构确定给定电路的参数,则根据电路结构确定。1.信号能否输入到放大电路中。信号能否输入到放大电路中。2.信号能否输出。信号能否输出。与实现放大的条件相对应,判断的过程如下:与实现放大的条件相对应,判断的过程如下:26放大电放大电路分析路分析静态分析静态分析动
11、态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变等效电路微变等效电路法法图解法图解法计算机仿真计算机仿真低频电路基本放大电路低频电路基本放大电路1EWB、Pspice等等272.3.1 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流上附加了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。小的交流信号。但是,电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够但是,电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大,可以认为它对交流不起作用,即对交流短路。而对直流大,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,交直流所走的通道是不同的。可以看成开路
12、,这样,交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。28例:例:对直流只有对直流只有+EC开路开路开路开路RB+ECRCC1C2T直流通道直流通道RB+ECRC29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?30一、直流负载线一、直流负载线ICUCEUCEIC满足什么关系?满足什么关系?1.三极管的输出特性。三极管
13、的输出特性。2.UCE=ECICRC 。ICUCEECQ直流直流负载线负载线与输出特与输出特性的交点性的交点就是就是Q点点IB直流通道直流通道RB+ECRC2.3.2 直流负载线和交流负载线直流负载线和交流负载线Uce31二、交流负载线二、交流负载线ic其中:其中:uceRBRCRLuiuo交流通路交流通路交流负载线的斜率为:交流负载线的斜率为:32交流负载线的作法交流负载线的作法ICUCEECQIB过过Q点作一条直线,斜率为:点作一条直线,斜率为:交流负载线交流负载线ICUCEictucetQQ1Q2332.3.3 静态分析静态分析一、估算法一、估算法(1)根据直流通道估算)根据直流通道估算
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