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1、基本放大电路,一、 半导体二极管,PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。,二极管的电路符号：VD,1、二极管的伏安特性曲线,导通压降: 硅管0.60.8V,锗管0.20.3V。,死区电压 硅管0.5V,锗管0.1V。,反向击穿电压URB,正向特性,反向特性,因此加到二极管两端的电压必须大于死区电压二极管才能导通,二极管：死区电压=0 .5V，正向压降0.7V(硅二极管) 4、理想二极管：死区电压=0 ，正向压降=0,5、二极管的应用举 例1：二极管半波整流,1. 稳压管的伏安特性,IZ,稳压误差,曲线越陡，电压越稳定。,UZ,二、 硅稳压二极管,稳压管工作在反相击穿区。 正向特性和二极管
2、相同。,DZ,例1 分析简单稳压电路的工作原理，R为限流电阻。,IR = IZ + IL,UO= UI IR R,当UI 波动时(RL不变),反之亦然,当 RL 变化时（ UI 不变）,反之亦然,2、稳压二极管的应用举例,（一）、半导体三极管的构造和工作原理,基极,发射极,集电极,NPN型,PNP型,三、 半导体三极管,1、半导体三极管构造,NPN型三极管,PNP型三极管,半导体三极管的符号,V,V,三、 半导体三极管,半导体三极管的伏安特性曲线,IC,UCE,UBE,IB,实验线路,1、输入特性,工作压降： 硅管UBE0.60.7V,锗管UBE0.20.3V。,死区电压，硅管小于0.5V，锗
3、管小于0.1V。,2、输出特性,IC(mA ),此区域满足IC=IB称为线性区（放大区）。,当UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=IB。,此区域中UCEUBE,集电结正偏，IBIC，UCE0.3V称为饱和区。,此区域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE 死区电压，称为截止区。,输出特性三个区域的特点:,放大区：发射结正偏，集电结反偏。 即： iC=iB,(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。 深度饱和时 uCES0.3V硅 （0.1V锗) iCSVCC/RC,(3) 截止区：发射结反偏，集电结反偏 UBE 死区电压， iB=0 ， iC=iCEO 0,四、 基本放大电路的组成
4、,单电源供电时常用的画法,共发射极基本电路,1. 基本放大电路的组成,2 基本放大电路各元件作用,晶体管T-放大元件, iC= iB。要保证集电结反偏,发射结正偏,使晶体管工作在放大区 。,基极电源EB与基极电阻RB-使发射结 处于正偏，并提供大小适当的基极电流。,共发射极基本电路,集电极电源EC -为电路提供能量。并保证集电结反偏。,集电极电阻RC-将变化的电流转变为变化的电压。,耦合电容C1 、C2 -隔离输入、输出与放大电路直流的联系，同时使信号顺利输入、输出。,信号源,负载,共发射极基本电路,3 共射放大电路的电压放大作用,无输入信号(ui = 0)时:,uo = 0 uBE = UB
5、E uCE = UCE,结论：,(1) 无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的 电压和电流:IB、UBE和 IC、UCE 。,(IB、UBE) 和(IC、UCE)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。,UBE,无输入信号(ui = 0)时:,uo = 0 uBE = UBE uCE = UCE,？,有输入信号(ui 0)时,uCE = UCC iC RC,uo 0 uBE = UBE+ ui uCE = UCE+ uo,(2) 加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了一个交流量，但方向始终不变。,+,集电极电流,直流分量,交流分量,动
6、态分析,静态分析,(3) 若参数选取得当，输出电压可比输入电压大， 即电路具有电压放大作用。,(4) 输出电压与输入电压在相位上相差180， 即共发射极电路具有反相作用。,3.放大电路实现放大的条件,晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集电结反偏。 (2) 正确设置静态工作点Q，使晶体管工作于放大区。 (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，经电容耦合只输出交流信号。,4. 直、流通路和交流通路,直流通路：直流电流的通路，用来计算静态工作点。,交流通路：有信号时交流分量的通路，用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参
7、数。,例：画出下图放大电路的直流通路,直流通路,直流通路用来计算静态工作点Q ( IBQ 、 ICQ 、 UCEQ ),对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）,断开,断开,对交流信号(有输入信号ui时的交流分量),XC 0，C 可看作短路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒定，直流电源对交流可看作短路。,短路,短路,对地短路,交流通路,用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。,五、放大电路的静态分析,静态：放大电路无信号输入（ui = 0）时的工作状态。,分析对象：各极电压电流的直流分量。 所用电路：放大电路的直流通路。,设置Q点的目的： (1) 使放大电路的放大信号不失真；
8、(2) 使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是动态的基础。,静态工作点Q：IB、IC、UCE 。,静态分析：确定放大电路的静态值。,1.用估算法确定静态值,1） 直流通路估算 IBQ,根据电流放大作用,2） 由直流通路估算UCEQ、ICQ,当UBEQ UCC时，,由KVL: UCC = IB RB+ UBE,由KVL: UCC = ICQ RCQ+ UCEQ,所以 UCEQ = UCC ICQ RCQ,例1：用估算法计算静态工作点。,已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k, =37.5。,解：,注意：电路中IBQ 和 ICQ 的数量级不同,六、放大电路的动态分析,动态：放大电路有信号
9、输入（ui 0）时的工作状态。,分析方法： 微变等效电路法。 所用电路： 放大电路的交流通路。,动态分析: 计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。,六 微变等效电路法,微变等效电路： 把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件。,线性化的条件： 晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。,微变等效电路法： 利用放大电路的微变等效电路分析计算放大电路电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。,ib,晶体三极管,微变等效电路,晶体管的B、E之间可用rbe等效代替。,晶体管
10、的C、E之间可用一受控电流源ic=ib等效代替。,1.晶体三极管的微变等效电路：,2. 放大电路的微变等效电路,将交流通路中的晶 体管用晶体管微变等 效电路代替即可得放 大电路的微变等效电 路。,交流通路,微变等效电路,3.电压放大倍数的计算,当放大电路输出端开路(未接RL)时，,因rbe与IE有关，故放大倍数与静态 IE有关。,负载电阻愈小，放大倍数愈小。,式中的负号表示输出电压的相位与输入相反。,例1：,2、放大电路输入电阻Ri计算,Ri,考虑信号源内阻时,Ri越大，Ui越大；同时放大电路向信号源索取的电流越小。因此Ri越大越好。,3.放大电路输出电阻Ro计算,rce的数值很大一般忽略,R
11、O,放大器的输出电阻Ro越小，放大器带负载能力越强，因此总希望Ro越小越好。 因此：放大电路希望输入电阻大，输出电阻小。,七、 分压式偏置电路,1. 稳定Q点的原理,基极电位基本恒定，不随温度变化。,VB,2. 静态工作点的计算,估算法:,VB,（1）静态分析,（2）动态分析,八、 共集电极放大电路 (射极输出器、射极跟随器),1.电路组成,2.射极输出器特点,Au 1 输入输出同相,R i 高,R o 低,用途：多级放大电路的输入级 输出级 中间隔离级,1.( )共发射极偏置电路中，在直流通路中计算静态工作点的方法称为 。 A.图解分析法 B.图形分析法 C.近似估算法 D.正交分析法 答案
12、：C,2.()影响模拟放大电路静态工作点稳定的主要因素是 。 A.三极管的值 B.三极管的穿透电流 C.放大信号的频率 D.工作环境的温度 答案：D 3.()在模拟放大电路中，集电极负载电阻Rc的作用是 。 A.限流 B.减小放大电路的失真 C.把三极管的电流放大作用转变为电压放大作用 D.把三极管的电压放大作用转变为电流放大作用 答案：C 20.（）直流放大器主要放大直流信号，但也能放大交流信号。 答案：,多级放大电路的耦合方式,多级放大电路的组成,一、多级放大电路的耦合方式：,直接 耦合,电路简单，能放大交、直流信号，“Q”互相影响，零点漂移严重,阻容 耦合,各级“Q”独立，只放大交流信号
13、 信号频率低时耦合电容大,光电 耦合,主要用于耦合开关信号, 抗干扰能力强,变压器 耦合,用于选频放大器、 功率放大器等,二、阻容耦合多极放大电路,典型差动放大电路,一、零点漂移问题 直接耦合多极放大电路当ui =0时，uo0, 而是无规则地缓慢变化着，这种现象叫零点漂移。 引起零点漂移的原因 1、晶体管参数随温度变化 2、电路元件老化 3、电源电压波动 其中以温度引起的零漂尤为严重,称之为温漂。,二、典型差动放大电路,特点：,a. 两个输入端,两个输出端,b. 元件参数对称,c. ui1 = ui2 时, uo = 0。,能有效地克服零点漂移,1、电路结构与静态工作情况,第3章 放大电路基础
14、,d. ui = 0电路为静态，V1、V2两管处于 放大状态，RE的静态电流为2IE，,ui=ui1-ui2,uo=uc1-uc2,2、输入与输出方式,双端输入，双端输出,单端输入，单端输出,双端输入，单端输出,单端输入，双端输出,3、对零点漂移的抑制作用,当环境温度不变： ui1 = ui2= 0时, 两管对称，集电极电位相同 uo = UC1-UC2=0。,当环境温度变化时： 双端输出方式： uo = (UC1 + Uc1 )- (UC2 +Uc2 )=0,单端输出方式： uo1 = UC1 + Uc1 uo1= UC1 + Uc1- UC1= Uc1,零漂不为零，可 由 RE抑制零漂。,
15、RE抑制零漂的过程：,典型差动放大电路抑制零漂的情况：,双端输出的差动放大电路能够抑制由各种引起的以IC变化为特征的零点漂移，抑制的效果取决于两管的对称程度。 单端输出的差动放大电路能够抑制由各种引起的以IC变化为特征的零点漂移，抑制的效果取决于RE的大小。 典型差动放大电路抑制共模干扰信号,4、差模信号与共模信号,1）共模信号：两输入端加的信号大小相等、极性相同。,零点漂移信号就是该电路共模信号,Uic表示共模输入信号,2）差模信号：两输入端加的信号大小相等、极性相反。,Uid表示差模输入信号,共模抑制比,CMRR越大越好,1.（） 对于三极管放大区的放大条件说法错误的是 。 A.发射结正偏
16、，集电结反偏 B.发射结反偏或零偏，集电结反偏 C.发射结和集电结正偏 D.发射结和集电结反偏 答案：BCD 2.（）实际工作中，放大三极管与开关三极管不能相互替换。 答案： 3.（）二极管两端加上正向电压时 。 A.一定导通 B.超过死区电压才导通 C.超过0.3V才导通 D.超过0.7V才导通 答案：B,4.（）共集电极放大电路，输入信号与输出信号相位相同。 答案： 5.（）二极管正向电阻比反向电阻大。 答案： 6.（）放大电路的静态工作点，是指输入信号 三极管的工作点。 A.为零时 B.为正时 C.为负时 D.很小时 答案：A 7.（）欲使放大器净输入信号削弱，应采取的反馈类型是 。 A
17、.串联反馈 B.并联反馈 C.正反馈 D.负反馈 答案：D,8.（）将一个具有反馈的放大器的输出端短路，即三极管输出电压为0，反馈信号消失，则该放大器采用的反馈是 。 A.正反馈 B.负反馈 C.电压反馈 D.电流反馈 答案：C 9.（）阻容耦合多级放大器可放大 。 A.直流信号 B.交流信号 C.交、直流信号 D.反馈信号 答案：B 10.（）阻容耦合多级放大电路的输入电阻等于 。 A.第一级输入电阻 B.各级输入电阻之和 C.各级输入电阻之积 D.末级输入电阻 答案：A,11.（）对功率放大电路最基本的要求是 。 A.输出信号电压大 B.输出信号电流大 C.输出信号电压和电流均大 D.输出信号电压大、电流小 答案：C 12.（）推挽功率放大电路在正常工作过程中，晶体管工作在 状态。 A.放大 B.饱和 C.截止 D.放大或截止 答案：D 13.（）共发射极放大电路既有电压放大作用，也有电流放大作用。 答案：,