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1、第10章 基本放大电路,10.1 共发射极放大电路的组成,10.2 共发射极放大电路的分析,10.3 静态工作点的稳定,10.4 射极输出器,*10.6 互补对称功率放大电路,*10.7 场效应管及其放大电路,*10.5 差动放大电路,10.1 共发射极放大电路的组成,信号源,负载,各元件的作用：,晶体管T放大元件,要保证集电结反偏，发射结正偏，使T工作在放大区 。,集电极电源UCC,作用：为电路提供能量，并保证集电结反偏，使T起放大作用。 一般为几伏几十伏。,10.1 共发射极放大电路的组成,信号源,负载,各元件的作用：,集电极电阻RC,作用：将变化的电流转变为变化的电压。 一般为几千欧几十
2、千欧,偏置电阻RB,作用：提供大小适当的基极电流，使放大电路有合适的静态工作点。 一般为几十千欧几百千欧,10.1 共发射极放大电路的组成,信号源,负载,各元件的作用：,耦合电容C1 、C2,作用：(1)隔断直流； (2)交流耦合。,C1 、C2 对交流视为短路，对直流视为开路。电容一般较大，为几F几十F。,静态时： UC1=UBE ，UC2=UCE,注意：由PNP管组成的放大电路电源和电容极性与NPN管的相反。,10.2 共发射极放大电路的分析,放大电路的分析,直流通路：电容视为开路，用来确定放大电路的静态 值 IB、 IC、UBE、UCE。,交流通路：电容视为短路，直流电源按短路处理， 用
3、来计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等动态参数。,静态：无输入时的状态(ui=0),直流通路,动态：有输入时的状态(ui 0),交流通路,例：共发射极放大电路,直流通路,交流通路,放大电路的电压和电流的符号,注意,静态值：IB、 IC、UBE、UCE（全大写）,交流分量：ib、 ic、ube、uce（全小写）,总电压和总电流：iB、 iC、uBE、uCE （前面小写，下标大写）,10.2.1 静态分析,UBE UCC，可忽略不计,一、用直流通路确定静态值,例1：,解：,注意：电路中IB 和IC 数量级的不同！,不设置静态工作点行吗？,分析,假如不设置静态工作点,输入信号 电压波形
4、,ui小于死区电压的部分将无法得到传输，只有大于死区的部分才能转换成电流ib通过晶体管。,由于输入信号大部分无法通过晶体管，ib电流波形与ui波形完全不一样了，造成输入信号输入时的“截止失真”。,结论：为保证传输信号不失真地输入到放大器中得到放大，必须在放大电路中设置静态工作点。,二、用图解法确定静态值,能直观地分析和了解静态值的变化对放大电路工作的影响。,步骤： (1) 用估算法确定IB,(2) 由输出特性和直流负载线确定IC 和UCE,直流负载线,IB,直流负载线斜率,三、电路参数对静态工作点的影响,O,1、偏置电阻RB对Q点的影响,RB变化时，对直流负载线无影响，仅对IBQ有影响。,RB
5、IBQ 工作点下移,RB IBQ工作点上移,2、RC对Q点的影响,O,RC变化时，会改变直流负载线的斜率，对IBQ无影响。,RC直流负载线愈平工作点左移,RC 直流负载线愈陡工作点右移,3、UCC对Q点的影响,O,UCC变化时，不仅影响IB，还会影响直流负载线。,UCC直流负载线平行上移， IBQ 工作点向右上方移,UCC 直流负载线平行下移，IBQ 工作点向左下方移,10.2.2 放大电路的动态分析,动态：放大电路有信号输入 ( ui 0) 时的工作状态。,动态分析,放大电路有信号输入时，电路中各个电压和电流既有直流分量又有交流分量。,静态分析,动态分析,微变等效电路法,图解法,一、微变等效
6、电路法,微变等效电路：在小信号(微变量)的情况下，把非线性元件晶体管线性化，从而把放大电路等效为一个线性电路。,1、晶体管的微变等效电路,(1) 输入回路,当信号很小时，在静态工作点附近可认为是直线。,UBE,晶体管的 输入电阻,对于小功率三极管：,rbe一般为几百几千欧。,(2) 输出回路,晶体管的电流放大系数：, 一般在20200 之间。, ic= ib ，可用一个受控电流源等效代替，反映ib对ic的控制作用。,晶体管的输出电阻：,rce愈大，恒流特性愈好，因rce阻值很高，一般忽略不计。,晶体管的微变等效电路,*受控源 (补充内容),独立电源：指电压源的电压或电流源的电流不受外电路的控制
7、而独立存在的电源。,受控电源：指电压源的电压或电流源的电流受电路中其它部分的电流或电压控制的电源。,符号：用菱形符号表示,对含有受控源的线性电路，可用前面所讲的电路分析方法进行分析和计算 ，但要考虑受控的特性。,例1：试求如图所示电路中的I1、I2。,解：列KCL方程有：,I1+2I1=I2,列KVL方程有：,2I1+2I2=8,解得：I1= 1A，I2=3A,2、放大电路的微变等效电路,3、电压放大倍数的计算,若输入为正弦信号，等效电路中的电压与电流可用相量表示。,负号表示输出电压的相位与输入相反。,当放大电路输出端开路(未接RL)时，,负载电阻愈小，放大倍数愈小。,4、放大电路输入电阻的计
8、算,信号源,负载,输入电阻ri的定义：,输入电阻是对交流信号而言的，是动态电阻。,希望输入电阻能高一些。,共发射极放大电路的输入电阻：,注意：ri和rbe区别。,rbe：晶体管的输入电阻 ri：放大电路的输入电阻。,当RB rbe时，rirbe,5、放大电路输出电阻的计算,输出电阻ro ：,输出电阻是对交流信号而言的，是动态电阻。,从负载两端看进去的戴维宁等效电源的内阻。,希望输出电阻能低一些。,共发射极放大电路的输出电阻的计算,法一：,(2) 外加电压 ， 求电流,共射极放大电路特点： 1. 放大倍数高; 2. 输入电阻低; 3. 输出电阻高。,法二：实验法,(2) 再将负载接上，测出负载两
9、端电压,(1) 将负载断开，测得开路电压,*二、图解法,当静态 (ui = 0)时: 各电流和电压只含有直流分量。,UC1=UBE，UC2=UCE uBE=UBE， iB=IB， iC=IC，uCE=UCE uo=0,1、动态过程分析,UBE,电流和电压都含有直流分量和交流分量。 uBE = UC1+ ui = UBE+ ui,当外加输入时(ui0)，令 ui= Uimsin t,iB= IB+ ib= IB+ Ibmsin t,iC= IC+ ic = IC+ Icmsin t,UBE,当外加输入时(ui0)，令 ui= Uimsin t,iC= IC+ ic = IC+ Icmsin t,
10、uCE = UCC-iC RC = UCC- (IC+ic) RC = UCE-ic RC = UCE+ uce,uce = -ic RC =-RCIcmsin t = ucemsin( t-),uCE =UC2+ uo =UCE+ uo,uo =uce,2、图解分析,RL=,从图中可知： (1) uo和ui反相位； (2) 由uo和ui的峰值之比可得电压放大倍数。,3、非线性失真,失真：指输出信号的波形不像输入信号的波形。,失真的原因,静态工作点不合适,信号幅度过大,(1)静态工作点设置不合适,若Q设置过高,动画,饱和失真(底部失真),增大偏置电阻RB可消除失真。,若Q设置过低,截止失真(顶
11、部失真),减小偏置电阻RB可消除失真。,2、静态工作点设置合适，而信号幅度过大，则产生双向失真。,减小信号幅度,10.3 静态工作点的稳定,一、温度变化对静态工作点的影响,在固定偏置放大电路中，,T UBE、 、 ICBO ,IC 、 IB,温度升高时，输出特性曲线上移,结论： 当温度升高时， Q点沿负载线上移，容易使晶体管T进入饱和区造成饱和失真，甚至引起过热烧坏三极管。,采用分压式偏置电路。 当温度升高使 IC 增加时，能够自动减少IB，从而抑制Q点的变化，保持Q点基本稳定。,二、分压式偏置电路,1. 稳定Q点的原理,VB与晶体管无关，不受温度影响。,VB,(1) 若I2 IB，则,(2)
12、 若VB UBE，则,IC不受温度影响，基本恒定。,参数的选择：,在估算时一般选取：,I2= (5 10) IB，VB= (5 10)UBE，RB1、RB2的阻值一般为几十千欧。,Q点的稳定过程：,T ,IC,IE,VE,RE：温度补偿电阻 对直流：RE越大，稳定Q点效果越好； 对交流：RE越大，交流损失越大，(可并联旁路电容CE )。,2. 静态工作点的计算,采用估算法,若静态工作点不合适，一般调节RB1 。,3. 动态分析,Au，ri，ro与固定偏置电路相同。,三、发射极电阻及信号源内阻对放大器性能的影响,1、发射极电阻对放大性能的影响,(1)电压放大倍数的计算,放大倍数降低。,(2) 输
13、入电阻的计算,输入电阻提高。,(3) 输出电阻的计算,输出电阻不变。,2、信号源内阻对放大器性能的影响,例1:,在图示放大电路中，已知UCC=12V, RC= 2k, RE= 2k，RB1= 20k，RB2= 10k ，RL= 6k ，晶体管=37.5，UBE=0.6V, 试求: (1) 静态工作点 IB、IC 及 UCE； (2) 画出微变等效电路； (3) 输入电阻ri、ro及 Au。,解:,(1)由直流通路求静态工作点。,(2) 画微变等效电路,(3) 求Au、 ri 、 ro,10.4 射极输出器,射极输出器,(或称共集电极放大电路),10.4.1 静态分析,直流通路,10.4.2 动
14、态分析,微变等效电路,1. 电压放大倍数,结论： (1) Au 1 (rbe (1+) RL ),(2) 输出电压与输入电压同相。,电压跟随器,2. 输入电阻,射极输出器的输入电阻高。 ri 与负载有关,3. 输出电阻,3. 输出电阻,射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。,共集电极放大电路(射极输出器)的特点：,1、Au 1 (起隔离作用),2、输入电阻高 (用作多极放大电路的输入级，尤其对高内阻的信号源),3、输出电阻低 (带负载能力强，常用作输出级),例1:,在图示放大电路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，晶体管=60， UBE=0.6V, 信号源内阻RS= 100，试求: (1) 静态工作点 IB、IE 及 UCE； (2) 画出微变等效电路； (3) Au、ri 和 ro 。,解:,(1) 由直流通路求静态工作点。,(2) 由微变等效电路求Au、 ri 、 ro。,Goodbye!,