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1、南阳理工学院,模拟电路,电子与电气工程学院张利娜,放大电路中的反馈,课程内容,晶体管,单晶体管电压放大电路,正弦波振荡电路,1,2,3,4,单相桥式整流电路,5,晶体管,一、晶体管的结构和符号,晶体管有三个极、三个区、两个PN结。,二、晶体管的放大原理,除内部条件外，还要满足外部条件。,2、电流关系： IEIBIC,1、放大的条件,三、晶体管的共射输入特性和输出特性,1. 输入特性,2. 输出特性,饱和区,放大区,截止区,晶体管的三个工作区域的判断方法,对于NPN三极管：UcUbUe，即Ub居中为放大 UbUe、UbUc，即Ub最大为饱和 UbUe、UbUc，即Ub最小为截止,四、温度对晶体管
2、特性的影响,例1 某放大电路中BJT三个电极的电流如图所示。IA-2mA，IB-0.04mA，IC+2.04mA，试判断管脚、管型。,解：电流判断法。 电流的正方向和KCL。IE=IB+ IC,A,B,C,IA,IB,IC,C为发射极 B为基极 A为集电极。 管型为NPN管。,例2:测得工作在放大电路中几个晶体管三个电极的电位U1、U2、U3分别为： （1）U1=3.5V、U2=2.8V、 U3=12V （2）U1=3V、 U2=2.8V、 U3=12V （3）U1=6V、 U2=11.3V、 U3=12V （4）U1=6V、 U2=11.8V、 U3=12V 判断它们是NPN型还是PNP型？
3、是硅管还是锗管？确定e、b、c,（1）U1 b、U2 e、U3 c NPN 硅 （2）U1 b、U2 e、U3 c NPN 锗 （3）U1 c、U2 b、U3 e PNP 硅 （4）U1 c、U2 b、U3 e PNP 锗,原则：发射结正偏，集电结反偏。先求UBE，若等于0.6-0.7V，为硅管；若等于0.2-0.3V，为锗管。,解：,例3： 分别判断下图所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。,解：（a）可能 （b）可能 （c）不能 （d）不能，T的发射结会因电流过大而损坏。 （e）可能,单晶体管电压放大电路,一、放大电路的分析方法 以共射放大电路为例进行分析,1、放大电路的直流通路和交
4、流通路,（1） 直流通路： Us=0，保留Rs； 电容开路； 电感相当于短路。 （2）交流通路： 大容量电容相当于短路； 直流电源相当于短路。,2、静态工作点的分析（IBQ、ICQ、UCEQ、UBEQ）,估算法中UBEQ一般认为是已知条件,3. 放大电路的动态分析,二、静态工作点的稳定,1、温度对静态工作点的影响,所谓Q点稳定，是指ICQ和UCEQ在温度变化时基本不变，这是靠IBQ的变化得来的。,若温度升高时要Q回到Q，则只有减小IBQ,二、静态工作点稳定的典型电路 分压式偏置电路,静态工作点的稳定原理,1、利用Rb1和Rb2固定基极电位,为了稳定Q点，通常I1 IB，即I1 I2；因此,基本
5、不随温度变化。,2、利用Re稳定IC,若UBQUBEQ,则,静态工作点的稳定过程为： T()ICUE UBE（UB基本不变） IB IC,放大电路中的反馈,1. 什么是反馈,放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路，影响输入，称为反馈。,一、反馈的基本概念,2. 反馈的类型,（1） 正反馈和负反馈,（2） 直流反馈和交流反馈,正负反馈的判断方法：瞬时极性法,任意假定动态输入信号的极性（一般为“+”），按照从输入端 到A，至输出端，再从输出端经F，回到输入端，同时根据放大电 路的形式，判断出反馈的极性，若与假定的极性相同，则为正反 馈，否则为负反馈。,3. 交流负反馈的四种组态,
6、（1） 电压反馈和电流反馈,将输出电压的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为电压反馈，即,将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为电流反馈，即,描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即反馈网络的取样对象。,（2） 串联反馈和并联反馈,描述放大电路和反馈网络在输入端的连接方式，即输入量、反馈量、净输入量的叠加关系。,-串联负反馈,-并联负反馈,负反馈,电压串联负反馈,电流串联负反馈,电压并联负反馈,电流并联负反馈,（3） 四种反馈组态,4. 举例,仅有直流反馈,仅有交流反馈,例1：判断下列图示中电路存在直流反馈还是交流反馈。,交、直流反馈共存,仅有直流反馈,例2：判断
7、下列图示中电路存在正反馈还是负反馈。,净输入电流减小，引入了负反馈,净输入电流增大，引入了正反馈,反馈电流,电路引入了电压负反馈,例3：判断下列图示中电路存在电压反馈还是电流反馈。,电路引入了电流负反馈,反馈电流,引入电压负反馈稳定输出电压，引入电流负反馈稳定输出电流！,仅受基极电流的控制,引入了并联反馈,引入了串联反馈,例4：判断下列图示中电路存在串联反馈还是并联反馈。,引入了电流串联负反馈,例5：判断图示中电路存在哪种组态的交流负反馈。,正弦波振荡电路,一、正弦波振荡的条件和电路的组成,1. 正弦波振荡的条件 无外加信号，输出一定频率一定幅值的信号。 与负反馈放大电路振荡的不同之处：在正弦
8、波振荡电路中引入的是正反馈，且振荡频率可控。,在电扰动下，对于某一特定频率f0的信号形成正反馈：,由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制，最终达到动态平衡，稳定在一定的幅值。,1. 正弦波振荡的条件,一旦产生稳定的振荡，则电路的输出量自维持，即,起振条件：,要产生正弦波振荡，必须有满足相位条件的f0，且在合闸通电时对于f= f0信号有从小到大直至稳幅的过程，即满足起振条件。,2. 基本组成部分,1) 放大电路：放大作用 2) 正反馈网络：满足相位条件 3) 选频网络：确定f0，保证电路产生正弦波振荡 4) 非线性环节（稳幅环节）：稳幅,1) 是否存在主要组成部分； 2) 放大电路能否正常工
9、作，即是否有合适的Q点，信号是否可能正常传递，没有被短路或断路； 3) 是否满足相位条件，即是否存在 f0，是否可能振荡 ； 4) 是否满足幅值条件，即是否一定振荡。,常合二为一,4、分析方法,相位条件的判断方法：瞬时极性法,断开反馈，在断开处给放大电路加 ff0的信号Ui，且规定其极性，然后根据 Ui的极性 Uo的极性 Uf的极性 若Uf与Ui极性相同，则电路可能产生自激振荡；否则电路不可能产生自激振荡。,在多数正弦波振荡电路中，输出量、净输入量和反馈量均为电压量。,极性？,二、变压器反馈式振荡器,分析电路是否可能产生正弦波振荡的步骤： 1) 是否存在四个组成部分 2) 放大电路是否能正常工
10、作 3) 是否满足相位条件 4) 是否可能满足幅值条件,为使N1、N2耦合紧密，将它们合二为一，组成电感反馈式电路。,必须有合适的同铭端！,三、电感反馈式振荡器,反馈电压取自哪个线圈？ 反馈电压的极性？,电感的三个抽头分别接晶体管的三个极，故称之为电感三点式电路。,四、电容反馈式（电容三点式）电路,若要振荡频率高，则L、C1、C2的取值就要小。当电容减小到一定程度时，晶体管的极间电容将并联在C1和C2上，影响振荡频率。,特点：波形好，振荡频率调整范围小，适于频率固定的场合。,与放大电路参数无关,一、直流电源的组成及各部分的作用,改变电压值通常为降压,交流变脉动的直流,减小脉动,1) 负载变化输
11、出电压基本不变； 2) 电网电压变化输出电压基本不变。,半波整流,全波整流,在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电压波动10，且负载有一定的变化范围。,单相桥式整流稳压电路,二、对整流电路要研究的问题,1. 电路的工作原理：即二极管工作状态、电路波形的分析 2. 输出电压和输出电流平均值：即输出脉动直流电压和电流平均值的求解方法 3. 整流二极管的选择：即二极管承受的最大整流平均电流和最高反向工作电压的分析,整流二极管的伏安特性：,理想二极管的正向导通电压为0，即正向电阻为0；反向电流为0，即反向电阻为无穷大。,三、单相半波整流电路,1. 工作原理,u2的正半周，D导通， ADRLB，uO= u2 。,u2的负半周，D截止，承受反向电压，为u2； uO=0。,2. UO（AV）和 IL（AV）的估算 已知变压器副边电压有效值为U2,考虑到电网电压波动范围为10，二极管的极限参数应满足：,（3）二极管的选择,四、单相桥式整流电路,u2的正半周 AD1RLD3B，uO= u2,u2的负半周 B D2RLD4 A，uO= -u2,四只管子如何接？,集成的桥式整流电路称为整流堆。,1. 工作原理,若接反了呢？,2. 输出电压和电流平均值的估算,3. 二极管的选择,考虑到电网电压波动范围为10，二极管的极限参数应满足：,与半波整流电路对二极管的要求相同,该课程结束!,