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基本放大电路

2011-07-26 50页 ppt 4MB 31阅读

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基本放大电路nullnullnull第2章 基本放大电路null 放大的概念在电子技术中,利用晶体三极管组成放大电路,其目的是将微弱的电信号 进行放大,推动负载正常工作。例如,扩音机电路的示意图如下:微弱声音信号电信号主要讨论常用的基本放大电路的结构、工作原理、分析方法及其应用。2.1 共射极放大电路null2.1.1共射极放大电路的组成与工作原理组成放大电路的基本条件是能放大 2 不失真PNN二极管的正向特性死区如果输入信号小于死区电压时,二极管不通,这样,被放大的信号就失真了。null基本放大条件:能放大 、不失真死区输入信号小于...
基本放大电路
nullnullnull第2章 基本放大电路null 放大的概念在电子技术中,利用晶体三极管组成放大电路,其目的是将微弱的电信号 进行放大,推动负载正常工作。例如,扩音机电路的示意图如下:微弱声音信号电信号主要讨论常用的基本放大电路的结构、工作原理、分析方法及其应用。2.1 共射极放大电路null2.1.1共射极放大电路的组成与工作原理组成放大电路的基本条件是能放大 2 不失真PNN二极管的正向特性死区如果输入信号小于死区电压时,二极管不通,这样,被放大的信号就失真了。null基本放大条件:能放大 、不失真死区输入信号小于死区电压时, 发射结(二极管)不通,放大信号失真了。如何解决 这个问 ?null死区输入信号小于死区电压时, 发射结(二极管)不通,放大信号失真了。1 将信号减小?不行 !2 让三极管先导通,将小信号再叠加上?行!三极管工作在线性区null基本放大条件:能放大 、不失真两个电源能否串连?如何将电流信号转换为电压信号?null基本放大条件:能放大 、不失真如何将电流 信号转换为 电压信号?串电阻?null基本放大条件:能放大 、不失真输出电压波形失真了解决 ?解决 ?null基本放大条件:能放大 、不失真解决 ?解决 ?加隔直电容?2null基本 交流 电压 放大 电路null各元件的作用1. 晶体管T是放大元件,iC=iB;也是控制元件,控制EC 所提供的能量。null集电极电源,为电路提供能量。并保证集电结反偏。 (几伏~十几伏)null3 集电极电阻RC将变化的电流转变为变化的电压。(几千欧~十几千欧。null4.基极电源EB和基极电阻RB使发射结正偏,并提供适当的静态工作点。EB一般为几伏, RB一般 为几十千欧以上。null5 耦合电容隔直流,通交流。一般为几微法到几十微法。null改进电路可以省去RBnull电源的简化法忽略电源内阻,null2.1.3 放大电路的静态分析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null静态:不加输入信号(放大信号) 分析的问题:合理确定静态值(静态工作点)分析的方法:估算法和图解法一、估算法直流通道null(1)根据直流通道估算IBRB称为偏置电阻, IB称为偏置电流。静态分析1、估算法:null(2)根据直流通道估算UCE、ICICUCEnull2、图解法:先估算IB,然后在输出特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。null例:用估算法计算静态工作点。解:请注意电路中IB和IC的数量级已知:UCC=12V,RC=4K,RB=300K ,=37.5。null例:用图解法求静态工作点。作直流负载线,得静态工作点Q。null2.1.4 放大电路的动态分析一、微变等效电路法1. 三极管的微变等效电路首先考察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。null对于小功率三极管:rbe的数量级从几百欧到几千欧。null考察输出回路所以:输出端相当于一个受 ib控制的电流源。输出端还要并联一个大电阻rce。nullrce的含义rce的阻值很大nullrce很大,一般忽略。三极管的微变等效电路null弄清楚等效的概念:1、对谁等效。2、怎么等效。ebcbecnull2、放大电路的微变等效电路(1) 放大电路的交流通路交流通路:只考虑交流信号的分电路画交流通路的原则:电容短路,直流电源短路。null交流通路null将交流通路中的三极管用微变等效电路代替uoicRC放大电 路的微 变等效 电路null3、电压放大倍数的计算:负载电阻越小,放大倍数越小。rbeRCRB+-SRRLnull4、输入电阻的计算:输入电阻是动态电阻。(1)输入电阻的概念等效null(2)输入电阻的计算思考:null5、输出电阻的计算:输出电阻是动态电阻。(1)输出电阻的概念等效null(2)输出电阻的计算null负载开路接负载两式联立,得思考:大好,还是小好?null1 交流负载线其中:二、图解法nulliC 和 uCE是全量,与交流量ic和uce有如下关系所以:这就是说,交流信号的变化沿着斜率为:的直线。这条直线通过Q点,称为交流负载线。null交流负载线的作法IB交流负载线null2 图解分析(1)交流信号得传输情况:u0怎么变化nullu0沿交流负载线变化u0与ui反相!u0null(2) 各点波形null3 失真分析: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。nulluo可输出的最大不失真信号合适的静态工作点nulluoQ点过低,信号进入截止区称为截止失真信号波形nulluoQ点过高,信号进入饱和区称为饱和失真信号波形null2.1.5 静态工作点的稳定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。TUBEICEOQnull温度对UBE的影响null温度对值及ICEO的影响总的效果是:null总之:固定偏置电路的Q点是不稳定的。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。nullnull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。null本电路稳压的过程实际是由于加了RE形成了负反馈过程nullnull去掉CE后的微变等效电路将RE折算到基极null去掉CE后的微变等效电路null2.2 共集电极(射极输出器)放大电路null静态分析:null动态分析:1、电压放大倍数null1、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。讨论null2、输入电阻输入电阻高,对前级有利。null3、输出电阻用加压求流法求输出电阻。置0nullnullnull一般所以射极输出器的输出电阻很小,带负载能力强。null讨论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。 2.4 多级阻容耦合放大电路 2.4 多级阻容耦合放大电路null耦合耦合方式:直接耦合;阻容耦合;变压器耦合。null设: 1=2=50, rbe1 = 2.9K , rbe2 = 1.7K 典型电路 对耦合电路要求:对耦合电路要求:要求动态: 传送信号减少压降损失 耦合电路:静态:保证各级Q点设置波形不失真null阻容耦合电路的频率特性耦合电容造成三极管结电容造成null关键 :考虑级间影响1. 静态: Q点同单级2. 动态性能:方法:ri2 = RL1性能分析null考虑级间影响1null解: 1. 微变等效电路:null2.动态参数:1ri = R1 //[ rbe1 +( +1)RL1 ]其中 RL1= RE1// ri2 = RE1// R2 // R3 // rbe2=RE1//RL1=RE1//ri2= 27 // 1.7  1.7K ri =1000K//(2.9+51×1.7)K  82K2ro = RC2= 10Knull3中频电压放大倍数:其中: null2.6 差动放大电路2.6 差动放大电路 直接耦合电路的特殊问题直接耦合电路的特殊问题特殊问题:R2 、RE2 : 为设置合适的Q点而增加。1.前后级Q点相互影响:null2.零点漂移: 当 ui= 0 时:特殊问题:有时会将信号淹没基本型差动放大器基本型差动放大器1.结构:对称null2.抑制零漂的原理:uo= uC1 - uC2 = 0uo= (uC1 + uC1 ) - (uC2 +  uC2 ) = 0当ui1 = ui2 = 0 时:当温度变化时:双电源长尾式差放双电源长尾式差放1.结构:为了使左右平衡,可设置调零电位器: ui1null2. 静态分析: 温度TICIE = 2ICUEUBEIBICui1 = ui2 = 0RE : 很强的负反馈作用
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