放大电路基础阶段复习.ppt

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1、1,第六章 放大电路基础阶段复习,2,阶段复习内容,半导体三极管 共射级放大电路,3,1半导体三极管,1.1 三极管的结构与类型 1.2 三极管的基本工作原理(重点) 1.3 三极管的特性曲线 1.4 三极管的微变等效电路(重点) 1.5 三极管的主要参数,4,1.1三极管的结构与类型,半导体三极管是电子电路重要器件,它通过一定的工艺,将两个PN结结合在一起,由于两个PN结的相互影响,使三极管具有电流放大作用.从二极管发展到三极管,这是一个质得飞跃. 1、分类 按材料分：硅管；锗管 按功率分：小功率管；中功率管；大功率管 按结构分：NPN；PNP,5,2、NPN和PNP管的结构示意及符号,PN

2、结,PN结,发射区,发射极emitter,基区,基极base,集电区,集电极collector,集电结,发射结,NPN 型,(1)符号中的箭头方向是三极管的实际电流方向,符号,(2)三极管有三个区： 发射区发射极e； 基区基极b； 集电区集电极c。,(3)发射区掺杂浓度远高于基区掺杂浓度，基区很薄且掺杂的浓度低；而集电结面积比发射结面积大得多，所三极管的发射极与集电极不能对调使用。,6,2、NPN和PNP管的结构示意及符号,PN结,PN结,发射区,发射极emitter,基区,基极base,集电区,集电极collector,集电结,发射结,PNP 型,(1)符号中的箭头方向是三极管的实际电流方向

3、,符号,(2)三极管有三个区： 发射区发射极e； 基区基极b； 集电区集电极c。,(3)发射区掺杂浓度远高于基区掺杂浓度，基区很薄且掺杂的浓度低；而集电结面积比发射结面积大得多，所三极管的发射极与集电极不能对调使用。,7,发射结正偏,集电结反偏,1.2三极管的基本工作原理,1、三极管内的载流子的传输过程（以NPN为例）,电源接法: UBB 使发射结正偏 UBE=0.7V0 UCC 使集电结反偏 UBC 0 为了达到这个目的, 要保证 UCCUBB,（2）电子在基区的扩散与复合，形成基极电流IB。因为基区很薄，且掺杂浓度低，电子只有一小部份被基区的空穴复合，大部份电子很快到达集电结边缘。,(1)

4、由于发射结正偏，因此高掺杂浓度的发射区中的多子（自由电子）越过发射结，向基区扩散，形成发射极电流IE。,（3）由于集电结反偏，扩散到集电结边缘的电子，很快被吸引越过集电结，形成集电极电流IC。,8,2、电流分配关系,Rb,UBB,IC,IE,IB,（以NPN为例）,三极管内的载流子运动规律,发射极电流IE在基区分为基区内的复合电流IB和继续向集电极扩散的电流IC两个部分，IC与IB的比例，取决于制造三极管时的结构和工艺，管子制成后，这个比例基本上是个定值。定义三极管的直流电流放大系数为IC与IB的比值， 即,_,9,2、电流分配关系,Rb,UBB,IC,IE,IB,（以NPN为例）,图1-26

5、 三极管内的载流子运动规律,10,ICEO=(1+)ICBO叫做穿透电流,当ICBO较小时,可以忽略不计,得IC=IB,表明IC与IB成正比关系, 越大,IB控制IC得能力越强,2、电流分配关系,（以NPN为例）,图1-26 三极管内的载流子运动规律,_,_,Rb,UBB,IC,IE,IB,_,11,输 入 回 路,输 出 回 路,(1)无交流信号 UBB接输入回路,使发射结正偏 UCC接输出回路,使集电结反偏 在这种偏置下产生IE、IC、IB. IC= IB,这是对直流电流的放大作用.,3、三极管的电流放大作用,UBB,UCC,RC,RB,如图所示称为三极管的共发射极放大电路。因为这个电路中

6、包含由三极管的基极b与发射极e构成的输入回路和由集电极c与发射极e构成的输出回路，三极管的发射极作为输入和输出回路的公共端， 所以称为共发射极放大电路。,三极管的共发射极放大电路,12,(2)加入交流信号后 A.Ic是IB的倍,三极管对IB有放大作用,越大,控制能力越强,所以三极管是一个有电流放大的电流控制元件. B.Ic在RC上产生的输出电压Uo,而Uo比Ui大约大几十倍,可以得到电压放大。,3、三极管的电流放大作用,UBB,UCC,RC,RB,13,1.3三极管的特性曲线,什么叫三极管的特性曲线？ 三极管伏安特性曲线是指三极管各电极电 压与各电极电流之间关系的曲线，它是管子内 部载流子运动

7、规律的外部体现。,14,输入回路,输出回路,1、输入特性曲线: (1)是研究当UCE=常数 时，UBE 和iB之间的关系曲 线，用函数关系式表示为:,15,(1)UBE 和iB之间的关系曲线 (2)用 UCE=1V 的输入特性曲线来代表UCE1V 所有输入特性曲线 (3)输入特性的死区电压： 硅管约为0.5V； 锗管约为0.1V。 发射结正偏导通后： 硅管 UBE=0.7V； 锗管 UBE=0.3V,1、输入特性曲线,20,0.4,0.6,0.8,100,60,80,40,0.2,16,2、输出特性曲线: (1) 是研究当 iB=常数 时，UCE和iC之间的关系曲线，用函数表示为:,输入回路,

8、输出回路,17,2、输出特性曲线,(2)输出特性曲线,当UCE较小时起始部份很陡，当UCE 略有增加，iC 增加很快，当UCE1V 以后，再增加UCE、iC 增加不明显。 (3)如改变IB 则得到另一条输出特性曲线。,18,（a） 输入特性曲线; （b） 输出特性曲线,图3 三极管的输入、 输出特性曲线,19,3、把输出特性曲线划分成三个区,5,10,15,20,饱和区,截止区,放大区,击穿区,(3)饱和区 区域： uCE 0.7v 以左部分 条件：发射结正偏，集电结正偏。uBE0, uBC0 特点：失去放大能力，即iCiB不成立,即iB不能控制iC 的变化。,(1)截止区： 区域：iB0 输

9、出特性曲线以下的区域为截止区 条件：发射结、集电结均反偏 uBE0, uBC0 。 特点：iB = 0时，iC iE=ICEO=0，三极管CE间为开路。,(2)放大区 区域：iB0 以上多条的输出特性曲线。 条件：发射结正偏， uBE0, 集电结反偏 ， uBC0 特点：(A)有放大特性： iCiB (B)有恒流特性： iC与uCE无关。,20,测量三极管三个电极对地电位，试判断三极管的工作状态。,放大VcVbVe,放大VcVbVe,发射结和集电结均为反偏。,发射结和集电结均为正偏。,21,例2 测得VB =4.5 V 、VE = 3.8 V 、VC =8 V，试判断三极管的工作状态。,放大,

10、22,温度对三极管参数的影响,1、温度对ICBO的影响 温度每升高10， ICBO就增加一倍。 2、温度对的影响 三极管的电流放大系数随温度升高而增大。 三极管每升高1，相应地增大0.51 3、温度对发射结正向电压降UBE的影响 当温度上升1，UBE电压下降 (22.5mV/),23,1.5 三极管的主要参数,1、电流放大系数 （1）共发射极直流电流放大系数 （2）共发射极交流电流放大系数 （3）输出特性曲线近于平行等距，且ICEO很小时，,24,2、极间反向电流 （1）集电极基极间反向饱和电流ICBO A、发射极开路（IE= 0）时，基极和集电极之间的反向电流称ICBO B、硅管 ICBO1

11、A锗管 ICBO =10A 左右 C、ICBO越小，管子质量越好。,25,2、极间反向电流 (2)集电极发射极间的反向电流ICEO A、基极开路时（IB=0），集电极与发射极之间加反向电压时，从集电极穿过基区流到发射极的电流称ICEO B、ICEO =（1+）ICBO C、要求ICEO越小越好。,26,全,3、极限参数 (1)基极开路时，集电极与发射极之间的反向击穿电压U(BR)CEO。使用时三极管各电极间的电压不要超过U(BR)CEO就可以了。 (2)集电极最大允许电流ICM。IC。 ICM 就是表示下降到额定值的1/32/3时的IC值， 正常工作时，iCICM。 (3)集电极最大允许耗散功

12、率PCM = iCuCE。在的输出特性曲线上，做出三极管临界损耗线，如图,iC/mA,U(BR)CEO,ICEO,ICM,安,工,作,区,PCM = iCuCE,损,过,耗,区,输出特性曲线,27,1.6 放大电路的性能指标,一、电压放大倍数Au,Ui 和Uo 分别是输入和输出电压的有效值。,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，那么就要从信号源取电流。输入电阻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，对前级的影响越小。,28,三、输出电阻ro,放大电路对其负载而言，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

13、内阻就是输出电阻。,29,如何确定电路的输出电阻ro ？,步骤：,1. 所有的电源置零 (将独立源置零，保留受控源)。,2. 加压求流法。,方法一：计算。,30,方法二：测量。,1. 测量开路电压。,2. 测量接入负载后的输出电压。,步骤：,3. 计算。,31,四、通频带,通频带：,fbw=fHfL,放大倍数随频率变化曲线,32,1.7 符号规定,UA,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。,ua,小写字母、小写下标，表示交流分量。,uA,ua,全量,交流分量,t,UA直流分量,33,2 基本共射放大电路的工作原理,三极管放大电路有三种形式,共射放大器,共基放大

14、器,共集放大器,以共射放大器为例讲解工作原理,34,2.1 共射放大电路的基本组成,放大元件iC= iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。,输入,输出,？,参考点,35,集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。,36,集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。,37,使发射结正偏，并提供适当的静态工作点。,基极电源与基极电阻,38,耦合电容,隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出。,39,可以省去,电路改进：采用单电源供电,40,41,2.2 基本共射放大电路的工作原理及 波形分析,由于电源的存在IB0,IC0,IBQ,ICQ,IEQ=IBQ+ICQ,一、静态

15、工作点,42,IBQ,ICQ,( ICQ,UCEQ ),(IBQ,UBEQ),43,(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )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。,44,IB,uCE怎么变化,？,假设uBE有一微小的变化,45,uCE的变化沿一条直线,uce相位如何,？,uce与ui反相！,46,各点波形,47,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。,2. 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。,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，经电容滤波只输出交流信号。,48,2

16、.3 放大电路的分析方法(重点),放大电路分析,静态分析,动态分析,估算法,图解法,微变等效电路法,图解法,计算机仿真,49,2.3.1 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。,交流通道：只考虑交流信号的分电路。 直流通道：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。,50,例：,对直流信号（只有+EC）,51,对交流信号(输入信号ui),52,一、直流负载线,IC,UCE,UCEI

17、C满足什么关系？,1. 三极管的输出特性。,2. UCE=ECICRC 。,直流 负载线,与输出特性的交点就是Q点,IB,2.3.2 图解法 1、直流负载线和交流负载线,53,二、交流负载线,其中：,54,iC 和 uCE是全量，与交流量ic和uce有如下关系,所以：,这条直线通过Q点，称为交流负载线。,55,交流负载线的作法,IB,过Q点作一条直线，斜率为：,交流负载线,56,2.3.3 等效电路法 1）静态分析,一、估算法,（1）根据直流通道估算IB,RB称为偏置电阻，IB称为偏置电流。,57,（2）根据直流通道估算UCE、IB,IC,UCE,58,二、图解法,先估算 IB ，然后在输出特

18、性曲线上作出直流负载线，与 IB 对应的输出特性曲线与直流负载线的交点就是Q点。,59,例：用估算法计算静态工作点。(重点掌握),已知：EC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5。,解：,请注意电路中IB 和IC 的数量级。,60,2） 动态分析,一、三极管的微变等效电路(H参数小信号等效电路),1. 输入回路,当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。,uBE,对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻rbe。,rbe的量级从几百欧到几千欧。,61,2. 输出回路,所以：,(1) 输出端相当于一个受ib 控制的电流源。,(2) 考虑 uCE对 iC的影响，输出端还要并联一个大电阻r

19、ce。,rce的含义,62,rce很大， 一般忽略。,3. 三极管的微变等效电路,c,b,e,63,二、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:,64,三、电压放大倍数的计算,特点：负载电阻越小，放大倍数越小。,65,四、输入电阻的计算,对于为放大电路提供信号的信号源来说，放大电路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。,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。,66,五、输出电阻的计算,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，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。,计算输出电阻的方法：,(1) 所有电源置零

20、，然后计算电阻（对有受控源的电路不适用）。,(2) 所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。,67,所以：,用加压求流法求输出电阻：,68,2.3.4 失真分析(待定),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，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生非线性失真。,为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截止区或饱和区，造成非线性失真。,69,uo,可输出的最大不失真信号,选择静态工作点,70,uo,1. Q点过低，信号进入截止区,放大电路产生 截止失真,71,2. Q点过高，信号进入饱和区,放大电路产

21、生 饱和失真,72,2.4 静态工作点的稳定(重点掌握),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态工作点。,对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由UBE、 和ICEO 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。,T,UBE,ICEO,Q,73,一、温度对UBE的影响,74,二、温度对 值及ICEO的影响,总的效果是：,75,小结：,固定偏置电路的Q点是不稳定的。 Q点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、 IC增加时，能够自动减少IB，从而抑制Q点的

22、变化。保持Q点基本稳定。,常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。电路见下页。,76,分压式偏置电路：,一、静态分析,77,78,可以认为与温度无关。,似乎I2越大越好，但是RB1、RB2太小，将增加损耗，降低输入电阻。因此一般取几十k。,79,本电路稳压的过程实际是由于加了RE形成了负反馈过程,80,二、动态分析,+EC,uo,81,问题1：如果去掉CE，放大倍数怎样？,82,去掉 CE 后的交流通路和微变等效电路：,83,问题2：如果电路如下图所示，如何分析？(重点掌握),84,静态分析：,直流通路,85,动态分析：,交流通路,86,交流通路：,微变等效电路：,87,问题：Au 和 Aus

23、的关系如何？,定义：,88,2.5 单管放大电路的三种基本接法(非重点) 2.5.1 基本共集放大电路,89,一、静态分析,90,二、动态分析,91,1. 电压放大倍数,92,1.,所以,但是，输出电流Ie增加了。,2.,输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。,结论：,93,2. 输入电阻,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。,94,3. 输出电阻,用加压求流法求输出电阻。,95,一般：,所以：,射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。,96,射极输出器的使用,1. 将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。,2. 将射极输出器放在电路的末级，可以降

24、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，可以起到电路的匹配作用。,97,放大的意义与框图,1、放大的意义：所谓放大就是利用晶体管的电流或电压控制作用，将微弱电压或电流不失真放大到需要的数值，称之为放大。 2、放大电路的框图：,传感器,直流电源,电压放大,功率放大,执行元件,微弱电压或电流,放大到需要的数值,98,基本单级放大电路的连接形式,1、放大电路是一个有源四端双口网络，如图所示,放大电路,99,2. 基本单级大电路三种连接方式 A. 共射放大电路（CE，Common Emitter） B. 共集放大电路（CC，Common Collector） C. 共基放大电

25、路 (CB，Common Base),100,A. 共射放大电路,输 入 回 路,输 出 回 路,101,B. 共集放大电路,输 入 回 路,输 出 回 路,102,C. 共基放大电路,输 入 回 路,输 出 回 路,103,一个放大电路能正常放大，必须遵循下面的二点原则： 第一，晶体管必须工作于放大状态，即发射结正偏 UBE0;集电结反偏 UBC0; 第二，输入信号Ui(Ii) 能有效地输入到三极管的输入端进行放大；而放大后的输出信号UO(IO )能有效地从输出端取出。,基本放大电路元器件的作用,104,1、 元件的作用,V: NPN三极管是核心的元件起放大作用,UBB：保证NPN管发射结正

26、偏UBE=0.70v,Ucc：保证NPN管集电结反偏 UBC0,C1 C2：耦合（隔直）电容起“隔直流、通交流”的作用,RC：集电极负载电阻是将集电极电流的变化转换为电压的变化,RB：基极偏流电阻，调节基极电流的大小,以基本共射放大电路为例,105,2、 工作原理及电路中各点波形,(1)交流信号Ui=0, 电路中只有直流信号UBE、UCE 、IB 、IC 为图中虚线所示,(2)加入交流信号 Ui O 电路中各点电流电压的信号瞬时值是直流成份与交流成份的叠加,(3)uCE=UCC-iCRC 所以uCE的变化规律和ui,uBE,iB,iC的变化规律相反,所以输出电压uo和输入电压ui相反,即uo和

27、ui和反相,(4) 耦合电容C2的隔直作用uCE直流分量被隔直,只有交流分量被输出,uCE=UCC- iCRC,以基本共射放大电路为例,106,2. 工作原理及电路中各点波形,图6-1 共发射极放大电路中各点的波形,无直流分量,107,A、画法：,3、单电源供电的共射放大电路及画法,以基本共射放大电路为例,RB=300kRC=4k保证集电结反偏 ,即UBC0,108,B、讨论以下几种放大电路的情况 (1) Rb=0 (2) Rb接地 (3) Rb并一个电容 (4) Rb接C1左端,3、单电源供电的共射放大电路及画法,109,主要性能指标,放大电路,输入端口,输出端口,图6-2 放大电路的等效表

28、示方法,(1)电压放大倍数 （无量纲）,(2)电流放大倍数 （无量纲）,(3)互导放大倍数,(4)互阻放大倍数 不同场合使用的放大电路,可以求出不同性质的放大倍数.对低频小信号放大电路,我们最关心的是电压放大倍数.,1. 放大倍数（或增益）,(5)功率放大倍数AP,110,工程上经常以10为底的对数来表示.单位是B(Bel,贝尔),也常用它十分之一的单位分贝(dB) 用对数来表示增益的好处:用较小的数值范围来描述较宽的放大倍数,如Au=102105,用分贝来表示为40100db 2.最大输出幅度Uomax和Iomax 在不失真情况下，放大电路的最大输出电压 或电流的大小用Uomax和Iomax

29、表示,111,3.输入电阻ri： Rs是信号源的内阻，从式可知ri越大，从信号源得到的信号越大，放大器的输出信号也越大,放大电路,112,4. 输出电阻 (1)ro 定义为：,放大电路,113,(2)ro实际测量 放大电路的输出信号相当于负载的信号源,放大电路的输出电阻相当于信号源内阻 ro越小，o越大，负载变化对输出电压大小的影响就越小，放大电路带负载能力越强,放大电路,114,5. 非线性失真 由于三级管的非线性造成输出失真，称为非线性失真，会产生新的频率成分(即新的谐波分量) 6. 线性失真 由于放大电路中有许多电抗元件(如电容,电感)和分布参数,所以放大电路对不同频率分量具有不同的放大

30、倍数和相移，而造成输出波的失真称线性失真或频率失真，不会产生新的频率 7. 最大输出功率Pomax和效率 Pomax就是在输出信号不失真时放大电路向负载提供的最大交流功率，它由直流电源提供的能量PE转换来,用Pomax来表示 效率 Pomax P （ P为电源提供的功率）,115,3 三极管共发射极单级放大电路,前面对基本放大电路作了定性的分析,下面将对放大电路作定量的分析 3.1 放大电路的静态分析(会计算) 3.2 放大电路的动态分析(会画微变等效电路,会求Au、Ri、Ro、Aus 3.3 影响放大电路静态工作点稳定的因素,116,3.1 放大电路的静态分析,1、静态：当 Ui=0 时,电

31、路中各处的电流和电压都是不变的直流量 输入回路：BEQ，IBQ，对应输入特性曲线上一个Q 输出回路 :UCEQ，ICQ，对应输出特性曲线一个Q Q点称为静态工作点,20,40,输入特性曲线,117,2. 求静态值(用直流通路即可) 对直流而言，电容C可视为开路可得直流通路,直流通路,共发射极固定偏置放大电路,直流通路,118,3.静态工作点的求法,(1) 图解法(直流负载线作法),IBQ=40A,直流负载线 uCE=Ucc-icRc,联M、N点即得直流负载线。直流负载线和IB=40A 这条输出特性曲线的交点Q即为静态工作 Q :ICQ=1.5mA UCEQ=6v 直流负载线斜率：,直流通路,1

32、19,例6-1,共射放大电路Rb=470k, Rc=6k,Vcc=20V,用图解法在三极管输出特性曲线上求静态工作点Q, (设UBE=0.7 硅管）,120,3.静态工作点的求法,(2) 估算法,直流通路,121,3.2放大电路的动态分析,所谓动态即（ui0） 分析动态：用交流通路如图.对交流信号,电容C 相当短路，理想电压源内阻为0,直流电源接地。 动态分析要求：Au、ri和r0等。 动态分析的方法:1.图解分析法 2. 微变等效电路分析法,图6-3 共发射极固定偏置放大电路的交流通路,交流通路,122,1、图解分析法,(1)动态图解的步骤(无负载) 动态图解分析， 就是利用三极管的特性曲线

33、分析放大电路的动态活动范围,分析的步骤就是按照信号的流程uiuBEiBiCuCEuo.,123,1、图解分析法,(1)动态图解的步骤(无负载) A.在输入回路中加 ui=0.02 sint(v) uBE=0.7+0.2sint iB=IB+ib=(40+20 sint)A,共发射极基本放大电路,124,1、图解分析法,(1)动态图解的步骤(无负载) B.在输出回路中,由于IB的变化,引起输出回路中IC,、 UCE的变化 iC=IC+iC=(1.5+0.75 sint)mA uCE=UCE+uCe=(6-3sint)V uO=-3sintV,共发射极基本放大电路,直流负载线,125,1、图解分析

34、法,(1)动态图解的步骤(无负载) 从图中的数据可得出ui =0.02v, uo=-3v， |Au|= |uo/ui |=3/0.02=150. uo与ui反相，所以共发射极放大电路具有反相功能。,126,1、图解分析法,(2)放大电路带负载的动态分析 A、交流负载的特点与做法 特点: (i)直流负载斜率为 交流负载斜率为 比直流负载陡. (ii)交流负载线会通过静态工作点Q，因为交 流信号过Q点时与静态的情况相同 (iii)所以过Q点作一条斜率为 的直线即为交流负载线,IB=40A,直流负载线 uCE=Ucc-icRc,交流负载线 uCE=Ucc-icRL,127,交流负载线的具体做法,(i

35、)带负载时RL的动态图解 选Q点 ICQ=1.5mA, UCEQ=6V (ii)从直角三角形QCA 可得出 当IC=1.5mA时 (与Q点对应) UCE=ICQRL=1.52=3V 可求出: UCE=UCEQ+UCE=6+3=9V 对应于A点 (iii)联AQ,并延伸到B点，得AB线,即为交流负载线,因为AB线既Q通过点,同时其斜条为：,IB=40A,直流负载线 uCE=Ucc-icRc,交流负载线 uCE=Ucc-icRL,128,B、Au的求法,图2-18 带载时的动态图解,Ui =0.72-0.70 =0.02V,Uo =4.5-6 =-1.5V,129,(3)静态工作点Q位置与非线失真

36、的关系,（a） 输入回路的动态图解;b） 输出回路的动态图解,A、Q点处于负载线的中央，可获最大不失真输出,130,(3)静态工作点Q位置与非线失真的关系,直流负载线 uCE=Ucc-icRc,B、Q 点选得过低，产生截止失真，Uo顶部被削平.,解决办法：使Q:RbIBQQ,截止区,131,(3)静态工作点Q位置与非线失真的关系,直流负载线 uCE=Ucc-icRc,C、Q 点选得过高,产生饱和失真, Uo底部被削平,解决办法： Q：1.RbIBQQ 2.Rc,直流负载线变陡,由饱和区进入放大区,饱和区,放大区,132,想要能够进行不失真的放大，必须遵循的基本原则： 1、三极管应工作在放大状态

37、，既保证发射结正偏，ube0，集电结反偏ubc0，这一点由直流电源来保证。 2、输入信号能有效地加到三极管的输入端，输出信号经放大后，能有有效地从输出端输出。这一点输入回路和输出回路来保证。,133,2、微变等效电路分析法,所谓微变等效电路分析法，就是在输入信号较小的情况下，将非线性的三极管等效成线性元件，然后由线性元件组成的等效电路进行计算，得到放大器的性能指标如Au、ri、ro等,134,(1)三极管的微变等效模型 A、三极管的输入端b、e 等效为输入电阻rbe （在输入小信号条件下） B、三极管的输出端c、e 等效为受ib控制的电流源ic=ib,2、微变等效电路分析法,135,(2)、微

38、变电路分析法,交流通路,共发射极基本放大电路,微变等效电路,136,(2)、微变电路分析法,A、电压放大倍数Au(负号代表Ui与Uo相位相反),137,(2)、微变电路分析法,B、输入电阻ri: 一般这个数值约为1k左右。 C、输出电阻ro: D、源电压放大倍数: 。,138,例6-2,共发射极基本放大电路及参数如图2-21（a）所示， 40， UBE可忽略。 求： （1）电路的静态工作点； （2）电压放大倍数Au； （3）源电压放大倍数Aus； （4）输入电阻和输出电阻。,139,例6-3共发射极放大电路如图6-4所示。已知UCC=20 V， Rc=6 k， Rb=470 k， =45， R

39、L=4 k， Rs=1.25 k， UBE=0.7 V， Re=1 k,Ce为射极旁路电容， 在交流时可认为短路。求 （1）Q点的数值； （2）源电压放大倍数Aus； （3）输入电阻ri 和输出电阻ro。,140,例6-4:单级共发射极放大电路如图所示。 已知UCC =20 V，Rc=6 k，Rb=470 k，=45，RL=4k， Rs=1.25 k， UBE=0.7 V， Re=1 k， 参数同例2-3，但没有射极旁路电容。求 （1） Q点的数值；2） 源电压放大倍数Aus；(3） 输入电阻ri和输出电阻ro。,141,3.3影响放大电路静态工作点稳定的因素,影响放大电路静态工作主要原因是温

40、度的变化，如何使放大电路的静态工作点稳定是十分重要的问题。,142,饱 和 失 真,A、 温度升高1，增大0.5-1% 温度升高1，UBEQ下降2-2.5mv 温度升高10，ICEO增加一倍 这些参数得变化，都引起 IC 的增加，Q点进入饱和区 B、 当T=20时，静态工作点为Q T=60时，静态工作点为Q,1、温度对静态工作点的影响,143,2、静态工作点稳定的电路分压式射极偏置电路,A、 (i)增加Rb2 ，Rb1和Rb2构成电阻分压器 (ii)增加射极电阻Re,共发射极基本放大电路,分压式射极偏置电路,144,2、静态工作点稳定的电路分压式射极偏置电路,B、工作原理： (i)I1I2IB

41、 ,I1、 I2IB I1I2 (ii) TICQIEUReUBE=UB-UReIB (iii)一般取： I1=(510)IB UB=（35）UBE,分压式射极偏置电路,UB是稳定的,145,例6-5 分压式射极偏置电路如图所示，60，Re1k，Rb130k，Rb210k，Rc2k，RL2k。 求：（1） 静态工作点Q； （2） 电压放大倍数Au； （3） 输入电阻； （4） 输出电阻。,146,实用的分压式射极偏置电路,147,集电极基极偏置电路,148,6.4.2 三种三极管基本放大电路的比较,149,从电压放大倍数看：共射、共基Au很大，共射Ui与Uo反相， 共基Ui与Uo同相，共集Au最小，Au1 2. 从电流放大倍数看：共射与共集有较高的Ai 共基Ai1 3. 从输入电阻看：三种电路从大到小的顺序为：共集、共射、共基电路 4. 从输出电阻看：共集较小，带负载能力最强，其余两较差. 根据这些特点：共射电路多用在多级放大电路的中间级，起电压放大作用；共集电路：ri大，ro小，用于输入级，输出级及缓冲级，共基电路，用于宽带线高,