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电工电子技术 教学课件 ppt 作者 王桂琴 第10章 基本放大电路

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  • 上传时间:2019-05-25
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    • 1、第十章 基本放大电路,第一节 基本交流放大电路的组成 第二节 放大电路的图解法 第三节 静态工作点的稳定 第四节 微变等效电路法 第五节 共集电极放大电路 第六节 阻容耦合多级放大电路,习 题,目录,第一节 基本放大电路的组成,返 回,基本放大电路的组成,RS,RB,RC,C1 +,+ C2,uS,EB,EC,uo,晶体管 放大元件,起电流控制作用。 电 源 EB 给发射结提供正向电压; EC 给集电结提供反向电压。,RC 一方面给管子合适的电压,另一方面它将集电极的电流变化转变为电压变化,实现电压放大。,电 容 C1、C2耦合电容,其隔直通交的作用。,电 阻 RB 限制IB大小;,返回,放大作用 ui变化量ui 通过C1加至B极引起iB变化iB,从而引起iC变化iC、RC上压降RCiC变化,则uCE=UCCiCRC 发生变化。 iB iC uCE 当电路参数选择适当,uo的幅度将比ui大,但两者相位相反。,放大电路放大交流信号的条件 给三极管提供电流放大的必要条件 保证信号的畅通,练习,返回,第二节 放大电路的图解法,放大电路的静态分析 放大电路的动态分析 非线性失真,返 回,符号说

      2、明:,iB=IB+ib iC=IC+ic,直流分量:IB、 IC、 IE 、UCE 交流分量: ib、 ic、 ie 、uce 总电流量: iB、 iC、 iE 、uCE,iE=IE+ie uCE=UCE+uce,返回,直流通道 在ui=0时所形成的直流通路称为直流通道。 直流通道里只有直流量,此时称放大电路为静态。 画法:视电容为开路,画出电路其余部分。,UCC,一、放大电路的静态分析,返回,静态工作点:电路处于静态时的IB、UBE、UCE在晶体管特性曲线上决定的一点Q,叫静态工作点。,RB,RC,+UCC,1静态工作点的估算法,对直流通道列写电压方程 输入回路:,( 硅=0.7V, 锗=0.3V),输出回路:,返回,2. 图解法,在输出特性曲线上UCE=UCCRCIC直线,其交点为Q。 Q点在x、y轴上投 影分别为UCE、IC, 称 UCE=UCCRCIC为直流负载线。,IC/mA,UCE/V,IB=20A,IB=40A,IB=60A,IB=80A,IB=100A,O,UCC,Q,其斜率为,返回,IB=0,交流通道 只考虑交流信号形成的电路通道称为交流通道。 此时视直流量短路,电路

      3、为动态。 画法:视直流电压源、电容短路。,二、放大电路的动态分析,返回,返回,iB /A,uBE /V,Q,ube= ui,ib,Q,Q,O,返回,iC/mA,uCE/V,IB=20A,Q,ic,Q,Q,uce,O,IB=40A,IB=60A,IB=80A,IB=100A,IB=0,信号是叠加在静态基础上的, 输出信号与输入信号相位相反,相差180。,返回,三、非线性失真,1静态工作点的设置 要使放大器能正常工作,必须设置一个合适的静态工作点,否则将会引起非线性失真。 非线性失真:截止失真、饱和失真、双向失真。,截止失真 原因:Q点太低,放大器到了截止区 改善:提高Q点,一般减少RB,增加IB, 使 IBIBM,饱和失真: 原因:工作点Q太高,使放大器工作到了饱和区。 改善:降低Q,增大RB,减少IB。,返回,iC/mA,uCE /V,截止现象: ib、ic负半周削除 ; uce正半周削除,饱和现象: ib不失真, ic正半周削除;uce负半周削除。,为了防止失真,工作点最好使Q位于负载线中点,即UCE大约为UCC一半左右。,返回,O,IB=20A,IB=40A,IB=60A,IB=8

      4、0A,IB=100A,晶体管状态判断,当UBE 0.5V时,VT截止,IB IC= 0,当UBE 0.5V ,,当IB IBS,BE、BC正偏,VT饱和,当0 IB IBS ,VT 放大,IBS=(UCC0)/RC,返回,UI,IC/mA,UCE /V,IB=20A,UCC,Q,例、已知固定偏置电路,当RB、UCC不变, RC增加时,Q点将如何移动;当RC、UCC不变, RB减少时,Q点将如何移动;当RB、RC不变, UCC减少时,Q点将如何移动。,解:,当RB不变, RC增加,直流负载线斜率减小, Q点左移,当RC不变, RB 减少,IB增加, Q点左上移,当RB、RC不变, UCC减少时,直流负载线左移 Q点左下移,UCC,返回,IB=40A,IB=60A,IB=80A,IB=100A,O,第三节 静态工作点的稳定,温度对静态工作点的影响 分压式偏置电路,返 回,一、温度对静态工作点的影响, 温度 ,ICBO, ,UBE,IC, ,温度上升,工作点Q上移,易发生饱和失真; 温度下降,工作点Q下移,易发生截止失真。,返回,二、分压式偏置电路,RB1,RB2,RE,RC,+UCC,Rs

      5、,RL,us,C1,C2,RB1、RB2偏置电阻,固定基极电位VB; RE 射极电阻,固定射极电流IE; CE 隔直通交电容。,工作点估算,返回,+,+,+,工作点稳定过程,靠RE上压降的变化稳定工作点;加入RE后,电压放大倍数下降,在RE两端并联电容CE。,返回,O,例、图示电路中,=50,今用直流表测出3组UB、UE、UC值,试分析各组电压,电路是否正常工作?若不正常,试分析可能出现的问题。,1. 不正常,可能RB1断路。 2. 不正常,晶体管饱和,可能RE或CE短路。 3. 正常。,返回,+,+,+,第四节 微变等效电路法,晶体管的微变等效电路 共射放大电路的微变等效电路 放大器的性能分析,返 回,一、晶体管的微变等效电路,1. 微变等效电路 将晶体管等效为线性元件的电路。 等效条件:信号变化范围小。,2晶体管微变等效电路 输入端 晶体管输入电阻,返回,O,输出端 输出等效电阻, 受控电流源,晶体管 ic= ib 受控电流源 rbe 电阻 rce 开路,返回,O,B,C,E,B,E,ib,步骤 a) 做晶体管等效电路,标注B、C、E三极; b)将晶体管放大电路的UCC、C1、C2

      6、短路, 将RB、RC等元件对号入座。,二、共射放大电路的微变等效电路,C,返回,RB,RC,+,+,uo,UCC,B,C,E,ui,RL,返回,B,C,E,返回,+,+,RB,RC,+,+,uo,UCC,B,C,E,ui,RL,返回,三、放大器的性能分析,1. 放大倍数,2. 输入电阻ri,3. 输出电阻ro,ro可在输入电压为零,负载开路的条件下求得。,返回,4. 考虑信号源内阻,RB,RC,+,+,uo,UCC,RS,uS,ui,RL,返回,例1、电路如图,=40,计算放大倍数。(UBE=0),解:(1)确定Q,(2)求rbe,若上例中含RS=500,则 ?,(3)求,返回,例2、 一个固定偏置电路,要求 100 ,晶体管为3DG6 ,=20,IC =1mA,UCC=12V,确定RC、RB,并求UCE。设UBE=0。,解:,返回,uo,例3、,已知:RB1=40k , RB2=20k , RC=2.5k, RE=2k , UCC=12V , UBE=0.7V , =40, RL=5k。试计算Q、Au、Ri、Ro。,解:,解题步骤,VB, VE,IE,IC ,IB,UCE,= 4V,

      7、VE = VBUBE = 4V0.7V = 3.3V,= 1.65mA,IC IE = 1.65mA,= 41A,UCE, UCCIC( RC+RE ),= 12V1.65(2+2.5)V,= 4.575 V,返回,A,=0.946k,返回,第五节 共集电极放大电路,共集电极放大电路的分析 共集电极放大电路的特点及应用,返 回,一、共集电极放大电路(射随器)的分析,1、静态分析,2、 动态分析,作微变等效电路,C1、C2、UCC短路。,返回,rbe,ib,1. 放大倍数,返回,2. 输入电阻ri,ri 越大,电源电阻RS 分压越小,对信号衰减越小。,返回,3. 输出电阻ro,ro 越小,带负载后输出电压变化越小,带负载能力越强。,返回,二、共集电极放大电路的特点及应用,1. 射随器特点,输出电阻低,输出电压与输入电压相同,输入电阻高,返回,多级放大电路的输入级 输入电阻高,减轻信号源负担。 输出级 输出电阻低,提高带负载能力。 中间级 ri相当于前一级负载电阻;ro相当于后一级信号源内阻。,2. 射随器的应用,返回,例1、已知射随器RS=2k,RB=150k,RE=2k,RL2k,UC

      8、C= +12V,50,rbe=846,求:静态工作点Q、Au、Aus 、ri 。(UBE0),返回,已知:RB1=33k , RB2=10k , RC= 3.3k, RE1=200 , RE2=1.3k , UCC=12V , rbe=994 , =50,RL=5.1k。试计算Au、Ri、Ro。,rbe,İb,例2、,返回,RB1,RC,+UCC,C1,C2,静态,动态,不含分压电阻 对输入、输出回路列KVL方程,含分压电阻 用分压公式求UB再对输出回路列KVL方程,输出从C取 输入输出反相,输出从E取 输入输出反相 且Au 1,含RE rbe 、 RE 之间总是相差(1+)倍,返回,例3、如图所示电路,用一个恒流源来设置静态射极电流,晶体管=100,UBE0.7V,IS10.1m A, RB=51k,RL1k,RS620,UCC12V,求 (1)静态工作点Q; (2)画微变等效电路; (3)求 、 、Ri; (提示:电流源IS的交流 等效电阻为无穷大),RB,+,+,uo,UCC,RS,uS,ui,RL,IS,解:,返回,例4、电路如图, 已知=50,UCC=+12V,Ui=20mV,试估算静态工作点Q;画微变等效电路;求自M点输出的UoM及自N点输出的UoN。,解:工作点Q,返回,uo,例5、电路如图, 已知=50,UBE0.7,试估算静态工作点Q;画微变等效电路;求Au、Ri、Ro。,+UCC +12V,解:工作点Q,RL,2k,28A,返回,1. 分压式偏置电路,若RB1短路,则该晶体管处于 状态。 2. 固定偏置电路中,原来没发生非线性失真,可换上一个大一些的晶体管后,失真出现了。该失真一定是 ;若该电路在夏天调试时正常,而在冬天,出现波形失真,且幅度下降,该失真一定是 ;产生的原因是由于冬天室

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