模拟电路分析 第二章 基本放大电路4.ppt
《模拟电路分析 第二章 基本放大电路4.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《模拟电路分析 第二章 基本放大电路4.ppt(77页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第第2章章 基本放大电路基本放大电路 课程构思:课程构思:BJT放大放大电路分析电路分析物理模型物理模型及概念及概念典型放大典型放大电路分析电路分析基本电路结构基本电路结构;技术指标的物理概念技术指标的物理概念;1.分析方法及步骤分析方法及步骤;2.直流分析直流分析;3.交流分析交流分析;4.典型电路分析典型电路分析;5.改进电路分析;改进电路分析;6.实际电路分析实际电路分析;例题及小结例题及小结作业及网络资源作业及网络资源 2.3 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(小信微变(小信号)等效电号)等效电路法
2、路法图解法图解法计算机仿真计算机仿真基本思想基本思想 非线性电路经适当近似后可按线性电路对待,非线性电路经适当近似后可按线性电路对待,利用叠加定理,分别分析电路中的交、直流成分。利用叠加定理,分别分析电路中的交、直流成分。分析三极管电路的基本思想和方法分析三极管电路的基本思想和方法直流通路直流通路(ui=0)分析静态。分析静态。交流通路交流通路(ui 0)分析动态,只考虑变化的电压和电流。分析动态,只考虑变化的电压和电流。uouiVCC直流通路:直流通路:只考虑直流信号的分电路。只考虑直流信号的分电路。画直流通路时应将画直流通路时应将电容开路(电容不通直流),电感短路电容开路(电容不通直流),
3、电感短路(电感上直流电压为零)(电感上直流电压为零)。uouiVCC直流通路是能通过直流的通道。直流通路是能通过直流的通道。将电路中的耦合电容和旁路电容将电路中的耦合电容和旁路电容开路,即可得到。开路,即可得到。uouiVCC直流通路:直流通路:只考虑直流信号的分电路。只考虑直流信号的分电路。画直流通路时应将画直流通路时应将电容开路(电容不通直流),电感短路电容开路(电容不通直流),电感短路(电感上直流电压为零)(电感上直流电压为零)。VCCIBQICQUCEQ直流通路:直流通路:只考虑直流信号只考虑直流信号的分电路。的分电路。(求静态工作点求静态工作点Q:IBQ,ICQ,UCEQ)画直流通路
4、时应将画直流通路时应将电容开路电容开路(电容不通直流),电感短路(电容不通直流),电感短路(电感上直流电压为零)(电感上直流电压为零)。uouiVCC交流通路:交流通路:只考虑交流信号的分电路。只考虑交流信号的分电路。画交流通路时应将画交流通路时应将电压源短路(无交流电压),电流源开路电压源短路(无交流电压),电流源开路(无交流电流);耦合、傍路电容短路(无交流电压)(无交流电流);耦合、傍路电容短路(无交流电压)。uouiVCCuouiVCC工作原理工作原理工作原理工作原理.放大电路的交流通路放大电路的交流通路uouiicb交流通路:交流通路:只考虑交流信号的分电路。只考虑交流信号的分电路。
5、画交流通路时应将画交流通路时应将恒压源短路(无交流电压),恒流源开路恒压源短路(无交流电压),恒流源开路(无交流电流);耦合、傍路电容短路(无交流电压)(无交流电流);耦合、傍路电容短路(无交流电压)。(一一)放大电路的静态分析放大电路的静态分析工作原理工作原理工作原理工作原理静态静态i i=0=0时,放大电路的工作状态,也称直流工作状态。时,放大电路的工作状态,也称直流工作状态。静态分析静态分析确定放大电路的静态值确定放大电路的静态值IBQ、ICQ、UCEQ,即静即静态工作点态工作点Q。静态工作点的位置直接影响放。静态工作点的位置直接影响放大电路的质量大电路的质量.静态分析方法静态分析方法计
6、算法计算法图解分析法图解分析法1.计算法计算法借助于放大电路的直流通路来求借助于放大电路的直流通路来求直流通路是能通过直流的通道。直流通路是能通过直流的通道。将电路中的耦合电容和旁路电将电路中的耦合电容和旁路电容开路,即可得到。容开路,即可得到。oi 放大电路的静态分析放大电路的静态分析工作原理工作原理工作原理工作原理1.估算法(重点)估算法(重点)ECIBQICQUBEQUCEQSi管:管:UBEQ=0.7VGe管管:UBEQ=0.3V(2)求静态值)求静态值IBQ、ICQ和和UCEQ(1)首先画出直流通路首先画出直流通路求解顺序是先求求解顺序是先求IBQICQUCEQRb+VCCRC(1)
7、直流通路直流通路用估算法分析放大器的静态工作点用估算法分析放大器的静态工作点(IBQ、ICQ、UCEQ)(2)估算)估算IBQ(UBEQ 0.7V)Rb+VCCRCIBQUBEQRb称为偏置电阻,称为偏置电阻,IBQ称称为偏置电流。为偏置电流。(3)估算)估算UCEQ、ICQRb+VCCRCICQUCEQICQ=IBQ1.由直流负载列出方程由直流负载列出方程 UCE=UCCICRc2.在输出特性曲线上确定两个特殊点在输出特性曲线上确定两个特殊点,即可即可 画出直流负载线。画出直流负载线。关键关键:直流负载线的确定方法直流负载线的确定方法.3.在输入回路列方程式在输入回路列方程式UBE=UCCI
8、BRb4.在输入特性曲线上,作出输入负载线,两在输入特性曲线上,作出输入负载线,两 线的交点即是线的交点即是Q。5.得到静态工作点得到静态工作点Q点的参数点的参数IBQ、ICQ和和UCEQ。放大电路的静态分析放大电路的静态分析2.图解法图解法工作原理工作原理工作原理工作原理VCC 、VCC/Rc通过作图的方法求通过作图的方法求AU、AI及放大电路的最大不失真电压及放大电路的最大不失真电压 交流负载线:放大器工作时交流负载线:放大器工作时动态工作点的运动轨迹。动态工作点的运动轨迹。交流负载线确定方法:交流负载线确定方法:1.通通过过输输出出特特性性曲曲线线上上过过Q点点做做一一条条斜斜率率为为1
9、/RL直线。直线。2.交流负载电阻交流负载电阻RL=RLRc 3.交流负载线是有交流输入信号时,放大器工作时动交流负载线是有交流输入信号时,放大器工作时动点点(vCE,iC)的运动轨迹。的运动轨迹。uouiiiicib比直流负载线要陡比直流负载线要陡Rb+VCCRCC1C2TRL为什么要为什么要设置静态设置静态工作点工作点Q?放大电路建立正确的静态工作点,是为了使三放大电路建立正确的静态工作点,是为了使三极管工作在线性区以保证信号不失真。极管工作在线性区以保证信号不失真。IbmIcmUom A合适的静态工作点合适的静态工作点Q图解分析图解分析图解分析图解分析不截止不截止Ucm1不饱和不饱和Uc
10、m2iCuCEib输入波输入波形形uo输出波形输出波形B.Q点过高,信号进入饱和区点过高,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iCuCE输入波形输入波形ibC.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IbmIcmUom D双向失真双向失真不截止不截止Ucm1不饱和不饱和Ucm2饱和失真饱和失真截止失真截止失真由于放大电路的工作点由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。而引起的非线性失真。由于放大电路的工作点由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区达到了三极管的截止区而引起的非
11、线性失真。而引起的非线性失真。波形的失真波形的失真双向失真双向失真放大电路要想获得大的不失真输出幅度,需要:放大电路要想获得大的不失真输出幅度,需要:1.工作点工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位;要设置在输出特性曲线放大区的中间部位;2.要有合适的交流负载线。要有合适的交流负载线。3.输入信号的幅度不能太大输入信号的幅度不能太大.工作点位置合适工作点位置合适信号过大信号过大而引起的非线性失真。而引起的非线性失真。4.放大倍数不能太大放大倍数不能太大.图解分析方法图解分析方法图解分析图解分析图解分析图解分析确定放大器的最大工作范围确定放大器的最大工作范围-最大不失真电压最大不失真电压U
12、cm=min(Ucm1,Ucm2)通过图解分析,可得如下结论:通过图解分析,可得如下结论:1.1.可确定输出信号的动态范围;可确定输出信号的动态范围;2.2.可以计算出放大电路的电压放大倍数;可以计算出放大电路的电压放大倍数;3.3.可以确定最大不失真输出幅度。可以确定最大不失真输出幅度。三、等效电路法三、等效电路法v半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。所半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。所谓等效就是:基于线性元件建立器件模型,从而近似地谓等效就是:基于线性元件建立器件模型,从而近似地描述非线性器件的特性。描述非线性器件的特性。1.1.直流模型直流模型:适于:适于Q点的分
13、析点的分析理想二极管理想二极管利用估算法求解静态工作点,实质上是利用了直流模型。利用估算法求解静态工作点,实质上是利用了直流模型。输入回路等效为输入回路等效为恒压源恒压源输出回路等效为电流控制的电流源输出回路等效为电流控制的电流源2.2.简化的简化的h h参数等效电路交流等效模型参数等效电路交流等效模型查阅手册查阅手册基区体电阻基区体电阻发射结电阻发射结电阻发射区体电阻发射区体电阻数值小可忽略数值小可忽略利用利用PN结的电流方程可求得结的电流方程可求得由由IEQ算出算出在输入特性曲线上,在输入特性曲线上,Q点越高,点越高,rbe越小!越小!iCTiB-TiC +iB-+C1 Rb Rc RLR
14、bRc+VCCC2 uiuBE+VCC+-uCE+uoUBE-+UCE(a)(b)+放大电路的直流通路(a)共射基本放大电路 (b)直流通路3、放大电路放大电路分析方法分析方法 分析直流电路,求出分析直流电路,求出“Q”,计算,计算 rbe。静态工作点静态工作点近似计算法近似计算法 三极管的发射结导通时,三极管的发射结导通时,B、E两端的导通压降两端的导通压降UBE基基本不变(硅管约为本不变(硅管约为0.7V,锗管约为,锗管约为0.3V),因此有),因此有 ICQ=IBQ UCEQ=VCC ICQ Rc图图 共射基本放大电路共射基本放大电路VCCRCRbIBIC 分析直流电路,求出分析直流电路
15、,求出“Q”,计算,计算 rbe。放大电路的交流通路放大电路的交流通路(a)基本放大电路)基本放大电路 (b)交流通路)交流通路 画电路的交流通路画电路的交流通路。ubeibuceicic三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路rbe ibibbce等等效效cbe 在交流通路上把三极管画成在交流通路上把三极管画成 参数等效模型。参数等效模型。三极管的三极管的简化简化微变等效电路(重点)微变等效电路(重点)等效等效ebcebcrbeic=ib请注意如下问题:请注意如下问题:电流源为一受控源,而不是独立的电源。电流源为一受控源,而不是独立的电源。电流源的流向不能随意假定,而是由电流源的流向不能随意
16、假定,而是由i ib b决定。决定。该模型仅适用于交流小信号,不能用于静态分析和大信号。该模型仅适用于交流小信号,不能用于静态分析和大信号。放大电路的微变放大电路的微变(交流交流)等效电路(小信号模型)等效电路(小信号模型)将交流通道中的三极管用微变将交流通道中的三极管用微变(交流交流)等效电路代替等效电路代替:交流通路交流通路RbRCRLuiuouirbe ibibiiicuoRbRCRL交流等效电路交流等效电路:对于小功率三极管对于小功率三极管(重点重点):rbe=rbb+(1+)VT/IEQ=rbb+VT/IBQ(静态工作点静态工作点)rbb=200/300欧欧(典型值)(典型值)VT=
17、26mV(常温下)常温下)rbe的量级从几百欧到几千欧。的量级从几百欧到几千欧。uirbe ibibiiicuoRBRCRL(通常)(通常)(1)电压放大倍数定义为)电压放大倍数定义为:Av=vo/vi(重点)(重点)(2)电流放大倍数定义为)电流放大倍数定义为:A:Ai i=i=io o/i/ii i (3)互阻增益定义为)互阻增益定义为:Ar=vo/ii(4)互导增益定义为)互导增益定义为:Ag=io/vi四种放大倍数四种放大倍数:分析计算分析计算放大电路的主要技术参数放大电路的主要技术参数。共射基本放大电路的交流等效电路分析法共射基本放大电路的交流等效电路分析法vi=ibrbe,vo=i
18、b(Rc/RL)=R Lib,故电压放大倍数,故电压放大倍数 分析计算分析计算放大电路的主要技术参数放大电路的主要技术参数。式中式中R L=RC RL,负号表示共射电路的倒相作用。,负号表示共射电路的倒相作用。源电压放大倍数源电压放大倍数(源电压增益)源电压增益)Avs Avs=vo/vs=(vo/vi)(vi/vs)AvRi/(Rs+Ri).输入电阻输入电阻Ri从放大电路输入端看进去的从放大电路输入端看进去的 等效电阻等效电阻;输入电阻:输入电阻:Ri=vi/ii意义:意义:表征放大电路从信号源获取信号的能力。表征放大电路从信号源获取信号的能力。又由该图得:又由该图得:vi=ii(Rb/rb
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 模拟电路分析 第二章 基本放大电路4 模拟 电路 分析 第二 基本 放大
限制150内