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文檔簡(jiǎn)介
2.1晶體管2.2放大的概念及放大電路的性能指標(biāo)2.3共發(fā)射極放大電路的組成及工作原理2.4放大電路的圖解分析法2.5放大電路的微變等效電路分析法2.6分壓式穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)電路2.7共集電極放大電路2.8共基極放大電路2.9組合單元放大電路第2章晶體管及其基本放大電路2.1晶體管2.1.1晶體管的結(jié)構(gòu)及類(lèi)型2.1.2晶體管的三種連接方式2.1.3晶體管的工作方式晶體管即半導(dǎo)體三極管,也叫晶體三極管。由于工作時(shí),多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與運(yùn)行,因此,還被稱(chēng)為雙極型晶體管(BipolarJunctionTransistor,簡(jiǎn)稱(chēng)BJT)。雙極型晶體管BJT是由兩個(gè)PN結(jié)組成的。三極管放大的條件內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基區(qū)薄且摻雜濃度低集電區(qū)體積大外部條件發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏NPN型:Vc>VB>
VE
Si管:VBE=0.7V
Ge管:VBE=0.2V
PNP型:Vc<VB<
VE
Si管:VBE=-0.7V
Ge管:VBE=-0.2V
NNPCBEPPNEBC三個(gè)區(qū)作用:發(fā)射區(qū)發(fā)射載流子、基區(qū)傳輸和控制載流子、集電區(qū)收集載流子。PNP型和NPN型三極管表示符號(hào)的區(qū)別是發(fā)射極的箭頭方向不同,這個(gè)箭頭方向表示發(fā)射結(jié)加正向偏置時(shí)的電流方向。使用中要注意電源的極性,確保發(fā)射結(jié)永遠(yuǎn)加正向偏置電壓,三極管才能正常工作。ECBNPN型PNP型ECB2.符號(hào)二﹑分類(lèi):按材料分:硅管、鍺管按功率分:小功率管<500mW按結(jié)構(gòu)分:NPN、PNP按使用頻率分:低頻管、高頻管大功率管>1W中功率管0.51W
2.1.2晶體管的三種連接方式
為了發(fā)揮晶體管的電流控制作用,把晶體管接入電路時(shí)必須涉及兩個(gè)回路:一個(gè)是控制電流所在的輸入回路,另一個(gè)是受控電流所在的輸出回路。晶體管有三個(gè)電極,因此在組成放大電路時(shí)必有一個(gè)電極作為輸入端,另一個(gè)電極作為輸出端,第三個(gè)電極作為輸入、輸出回路的公共端。
2.1.3晶體管的工作狀態(tài)晶體管在電路中工作時(shí),依據(jù)其兩個(gè)PN結(jié)的偏置情況不同,
工作狀態(tài)可分為三種:放大狀態(tài)飽和狀態(tài)截止?fàn)顟B(tài)
1.放大狀態(tài)(發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置)
發(fā)射區(qū)正偏向基區(qū)注入多子電子,形成發(fā)射極電流IE。ICN多數(shù)向BC結(jié)方向擴(kuò)散形成ICN。IE少數(shù)與空穴復(fù)合,形成IBN。IBN基區(qū)空穴來(lái)源基極電源提供(IB)集電區(qū)少子漂移(ICBO)I
CBOIBIBN
IB+ICBO即:IB=IBN
–
ICBO2)電子在基區(qū)的復(fù)合和傳輸(基區(qū)空穴運(yùn)動(dòng)因濃度低而忽略)(1)放大狀態(tài)下晶體管中載流子的傳輸過(guò)程(2)晶體管的電流分配關(guān)系IB=I
BN
ICBO
IC=ICN+ICBO①共射直流電流放大系數(shù)
流入NPN管的基極電流與集電極電流之和等于流出晶體管的發(fā)射極電流,滿(mǎn)足基爾霍夫電流定律。
=IC+IB集電極收集到的電子數(shù)與在基區(qū)復(fù)合掉的電子數(shù)之比,意味著基區(qū)每復(fù)合一個(gè)電子,則有個(gè)電子擴(kuò)散到集電區(qū)去。穿透電流一般在幾十~幾百之間
②共基直流電流放大系數(shù)
的值小于1且接近于1,一般為0.95~0.99。
的關(guān)系③它是集電極收集的電子數(shù)與發(fā)射極發(fā)射的總電子數(shù)的比值
(3)晶體管的放大作用
向偏置,集電結(jié)反向偏置,此時(shí),各電極電位之間的關(guān)系是:NPN型UC>UB>UEPNP型UC<UB<UE晶體管實(shí)現(xiàn)電流放大的外部偏置條件:發(fā)射結(jié)正
電流放大作用的實(shí)質(zhì)是通過(guò)改變基極電流IB的大小,達(dá)到控制IC的目的,而并不是真正把微小電流放大了,因此,晶體管稱(chēng)為電流控制型器件。定義:保持工作點(diǎn)處UCE不變,集電極電流變化量與基極電流變化量之比,稱(chēng)為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)。即
2.飽和狀態(tài)
(發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)正向偏置)集電極電位低于基極電位,集電結(jié)正向偏置,不利于集電極從基區(qū)收集非平衡少數(shù)載流子,從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的非平衡少子在基區(qū)復(fù)合的數(shù)量增大,而進(jìn)入集電區(qū)的數(shù)量減少,集電極電流不再隨基極電流的增大而增大,基極電流失去了對(duì)集電極電流的控制作用(晶體管失去了放大能力),集電極電流好像飽和了。
2.飽和狀態(tài)
(發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)正向偏置)IC主要受UCE的控制,隨著UCE的增大,集電結(jié)由正向偏置向零偏變化過(guò)程中,集電區(qū)收集電子的能力逐步增強(qiáng),集電極電流IC隨UCE的增大而增大。晶體管工作于飽和狀態(tài)時(shí)的UCE稱(chēng)為集電極飽和電壓降,記作UCES。處于深度飽和時(shí),硅管鍺管
【例2-1】測(cè)得放大電路中工作在放大狀態(tài)中的兩只晶體管的直流電位如下圖所示。在圓圈中畫(huà)出管子,并分別說(shuō)明它們是硅管還是鍺管?!窘狻?/p>
分析
①工作于放大狀態(tài)的晶體管,發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置,有:NPN管UC>UB>UE,PNP管UC<UB<UE
基極電位總是居中,據(jù)此可確定基極;②硅管UBE的約為0.6~0.8V、鍺管的UBE約為0.2~0.4V,從而可判斷出與基極相差這一數(shù)值的電極為發(fā)射極,并由這一差值大小判斷是硅管還是鍺管;③余下一個(gè)電極為集電極。④集電極電位最高的為NPN管,集電極電位最低的為PNP管。
由于=0.1mA,=5.0mA,故
2.1.4
晶體管的伏安特性曲線(xiàn)
晶體管伏安特性曲線(xiàn)用來(lái)描述晶體管外部各極電流與電壓之間的關(guān)系。
晶體管的不同連接方式有不同的伏安特性曲線(xiàn),因共發(fā)射極接法應(yīng)用最為廣泛,下面以NPN管共發(fā)射極接法為例討論晶體管的輸入特性和輸出特性,
共射接法晶體三極管的特性曲線(xiàn)一、輸入特性輸入回路輸出回路與二極管特性相似O特性基本重合(電流分配關(guān)系確定)導(dǎo)通電壓UBE(on)硅管:(0.60.8)
V鍺管:
(0.20.3)
V取0.7V取0.3V(2)當(dāng)uCE=1V時(shí),集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài),開(kāi)始收集電子,所以基區(qū)復(fù)合減少,在同一uBE電壓下,iB減小。特性曲線(xiàn)將向右稍微移動(dòng)一些。死區(qū)電壓UBE(th)硅0.5V鍺0.1V
2.輸出特性在共射接法的晶體管電路中,當(dāng)IB為參變量時(shí),輸出回路中的電流IC與電壓UCE之間的關(guān)系特性曲線(xiàn)稱(chēng)為輸出特性,用函數(shù)關(guān)系表示為:
現(xiàn)以iB=30uA一條加以說(shuō)明。
(1)當(dāng)uCE=0
V時(shí),因集電極無(wú)收集作用,iC=0。(2)uCE↑→Ic
↑
。(3)當(dāng)uCE>1V后,收集電子的能力足夠強(qiáng)。這時(shí),發(fā)射到基區(qū)的電子都被集電極收集,形成iC。所以u(píng)CE再增加,iC基本保持不變。同理,可作出iB=其他值的曲線(xiàn)。
4321iC
/mAuCE
/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24682、輸出特性iC
/mAuCE
/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321截止區(qū):
IB0
IC=ICEO0
由于各極電流都基本上等于零,因而此時(shí)三極管沒(méi)有放大作用。條件:兩個(gè)PN結(jié)反偏截止區(qū)ICEO當(dāng)發(fā)射結(jié)反向偏置時(shí),發(fā)射區(qū)不再向基區(qū)注入電子,則三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。
輸出特性曲線(xiàn)可以分為三個(gè)區(qū)域:iC
/mAuCE
/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O246843212.放大區(qū):放大區(qū)截止區(qū)當(dāng)IB一定時(shí),IC的值基本上不隨UCE而變化。條件:
發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏特點(diǎn):水平、等間隔ICEO對(duì)于NPN三極管,工作在放大區(qū)時(shí)UBE≥0.7V,而UBC<0。3.飽和區(qū):uCE
u
BEuBC=u
BE
uCE
>0條件:兩個(gè)結(jié)正偏特點(diǎn):IC
IB臨界飽和時(shí):
uCE
=uBE深度飽和時(shí):UCE<UBE0.3V(硅管)UCE(SAT)=0.1V(鍺管)iC
/mAuCE
/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321放大區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)ICEO此區(qū)域中UCE
UBE,集電結(jié)正偏,IB>IC,UCE0.3VUCE較小時(shí),
管子的集電極電流IC基本上不隨基極電流IB而變化,這種現(xiàn)象稱(chēng)為飽和。
4.擊穿區(qū):條件:發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏特點(diǎn):集電結(jié)發(fā)生了雪崩擊穿
基極開(kāi)路(IB=0)時(shí),使集電極發(fā)生擊穿的UCE值,記為U(BR)CEO。輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn):放大區(qū):發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。即:IC=IB,且
IC
=
IB(2)飽和區(qū):發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)正偏。即:UCEUBE
,
IB>IC,UCE0.3V
(3)截止區(qū):發(fā)射結(jié)反偏,集電結(jié)反偏。UBE<死區(qū)電壓,IB=0,IC=ICEO
0
集電結(jié)的空間電荷區(qū)變窄,內(nèi)電場(chǎng)減弱,集電結(jié)收集載流子的能量降低,IC不再隨著IB作線(xiàn)性變化,出現(xiàn)發(fā)射極發(fā)射有余,而集電極收集不足現(xiàn)象。
2.1.5晶體管的直流模型
輸入特性近似
輸出特性近似
截止?fàn)顟B(tài)模型放大狀態(tài)模型
飽和狀態(tài)模型
2.1.6晶體三極管的主要參數(shù)一、電流放大系數(shù)1.共發(fā)射極電流放大系數(shù)iC
/mAuCE
/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321—直流電流放大系數(shù)一般為幾十幾百Q(mào)在分立元件電路中,一般取在20~100范圍內(nèi)的管子,太小電流放大作用差,太大受溫度影響大,性能穩(wěn)定性差.iC
/mAuCE
/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O246843212.共基極電流放大系數(shù)1一般在0.98以上。
Q二、極間反向飽和電流CB極間反向飽和電流
ICBO,CE極間反向飽和電流ICEO。
—交流電流放大系數(shù)三極管極間反向電流的測(cè)量
極間反向飽和電流集基反向飽和電流ICBO,發(fā)射極開(kāi)路時(shí),集電極和基極間的反向飽和電流.ICBO是集電結(jié)反偏由少子的漂移形成的反向電流,受溫度的變化影響。鍺管:ICBO為微安數(shù)量級(jí),硅管:I
CBO為納安數(shù)量級(jí)。集射反向飽和電流ICEO,基極開(kāi)路時(shí),集電極和發(fā)射極間的穿透電流.ICEO受溫度影響很大,當(dāng)溫度上升時(shí),ICEO增加很快,所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。三、極限參數(shù)1.ICM
—集電極最大允許電流,超過(guò)時(shí)
值明顯降低。2.PCM—集電極最大允許功率損耗PC=iC
uCE。iCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安全工作區(qū)U(BR)CBO
—發(fā)射極開(kāi)路時(shí)C、B極間反向擊穿電壓。3.U(BR)CEO
—基極開(kāi)路時(shí)C、E極間反向擊穿電壓。U(BR)EBO
—集電極極開(kāi)路時(shí)E、B極間反向擊穿電壓。U(BR)CBO>U(BR)CEO>U(BR)EBO已知:ICM=20mA,PCM
=100mW,U(BR)CEO=20V,當(dāng)UCE
=
10V時(shí),IC<
mA當(dāng)UCE
=
1V,則IC<
mA當(dāng)IC
=
2mA,則UCE<
V
102020
晶體管的安全工作區(qū)
4.頻率參數(shù)
特征頻率fT是當(dāng)β的模等于1(0dB)時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率。2.1.7溫度對(duì)晶體管參數(shù)的影響
1.溫度升高,輸入特性曲線(xiàn)向左移。溫度每升高1C,UBE
(22.5)mV。OT2>T12.溫度升高,輸出特性曲線(xiàn)向上移。iCuCET1iB=0T2>iB=0溫度每升高1C,
(0.51)%。輸出特性曲線(xiàn)間距增大。O溫度每升高10C,ICBO
約增大1倍。
【例2-3】晶體管VT的特性曲線(xiàn)如下圖所示,在其上確定PCM、ICEO、U(BR)CEO。在如下電路中,當(dāng)開(kāi)關(guān)S接在A(yíng)、B、C三個(gè)觸點(diǎn)時(shí),判斷晶體管VT的工作狀態(tài),確定UCE的值。輸出特性曲線(xiàn)
iC/mA0uCE/VIB=100μA20μA12345102030405080μAIC=10μAIB=0μA60μA40μAPCM+VCC-VTRB2RCRB1ABCS20kW200kW1.5kW+UCE1V+6V-+cbe
【解2.3】由圖可以計(jì)算
在輸出特性上PCM與IB1=40μA的特性曲線(xiàn)交于點(diǎn)F(25V,2mA)則PCM=UCE×IC=25V×2mA=50mW(a)特性曲線(xiàn)求
計(jì)算臨界飽和電流ICS、IBS
輸出特性IB1=0的特性曲線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的集電極電流為穿透電流ICEO=10μA,該曲線(xiàn)水平部分右端上翹的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值為集-射極間反向擊穿電壓U(BR)CEO=50V
受外電路的限制,晶體管所能提供的最大集電極電流,即集電極臨界飽和電流ICS為
基極臨界飽和電流IBS為
當(dāng)IB≤IBS時(shí),IC=IB成立,晶體管處于放大區(qū);當(dāng)IB>IBS時(shí),IC<IB,因?yàn)榫w管已進(jìn)入飽和區(qū),集電極電流不能跟隨基極電流的變化而變化。
①S接在觸點(diǎn)A時(shí)
IB1<IBSUBE=0.7V、UCE=4.01V、UBE<UCE,所以晶體管工作于放大狀態(tài)。(b)S接觸點(diǎn)A
(c)S接觸點(diǎn)B②S接在觸點(diǎn)B時(shí)
IB2>IBS晶體管工作于飽和區(qū),硅管UCE=UCES≈0.3V
③S接在觸點(diǎn)C
UBE=-1V,發(fā)射結(jié)反向偏置,晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)
RC上無(wú)電流,所以RC上也沒(méi)有電壓降,故UCE=6V
(d)S接觸點(diǎn)C(1)根據(jù)電路對(duì)晶體管的要求查閱手冊(cè),從而確定選用晶體管的型號(hào),其極限參數(shù)ICM、U(BR)CEO和PCM應(yīng)分別大于電路對(duì)管子的集電極最大允許電流、集-射極間擊穿電壓和集電極最大允許功耗的要求。(2)在維修電子設(shè)備時(shí),若發(fā)現(xiàn)晶體管損壞,應(yīng)該用同型號(hào)的管子替換。若找不到同型號(hào)的管子而需要用其它型號(hào)的管子來(lái)替換時(shí),應(yīng)注意:要用同種材料、同種類(lèi)型的管子替換,替換后管子的參數(shù)ICM、U(BR)CEO和PCM一般不得低于原管。1.手冊(cè)的使用2.1.8晶體管的選用原則(1)當(dāng)晶體管的型號(hào)確定后,應(yīng)選極間反向電流小的管子,這樣的管子溫度穩(wěn)定性好,管子的β值一般選在幾十到100以下,β太大的管子性能不穩(wěn)定。(2)如果要求管子的反向電流小,工作溫度高,則應(yīng)選用硅管;當(dāng)要求導(dǎo)通電壓較低時(shí),應(yīng)選用鍺管。(3)如果電路工作頻率高,必須選用高頻管或超高頻管;如果用于開(kāi)關(guān)電路,則應(yīng)選用開(kāi)關(guān)管。(4)必須保證管子工作在安全區(qū)。工作電壓高時(shí),應(yīng)選用U(BR)CEO大的高反壓管。由于U(BR)EBO一般較小,因注意發(fā)射結(jié)的反向電壓不能超過(guò)U(BR)EBO。使用大功率管時(shí),要保證相應(yīng)的散熱條件。2.選管的原則2.2.1.放大的基本概念
2.2放大的概念及放大電路的性能指標(biāo)放大電路是一種用來(lái)放大電信號(hào)的裝置,是電子設(shè)備中使用最廣泛的一種電路,是現(xiàn)代通信、自動(dòng)控制、電子測(cè)量、生物電子等設(shè)備中不可缺少的組成部分。它的主要功能是將微弱的電信號(hào)(電壓、電流、功率)進(jìn)行放大,以滿(mǎn)足人們的實(shí)際需要。2.2.1.放大的基本概念
2.2放大的概念及放大電路的性能指標(biāo)一.擴(kuò)音機(jī)示意圖話(huà)筒作為信號(hào)源,當(dāng)人們對(duì)著話(huà)筒講話(huà)時(shí),聲音信號(hào)經(jīng)過(guò)話(huà)筒(傳感器)被轉(zhuǎn)變成微弱的電信號(hào)(幾個(gè)毫伏),經(jīng)過(guò)電壓放大電路放大后得到較大的電壓信號(hào)(幾伏),再經(jīng)過(guò)功率放大電路,得到較大的功率信號(hào),推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出清晰、洪亮的聲音。放大的實(shí)質(zhì)是能量的控制和轉(zhuǎn)換。在一個(gè)能量較小的輸入信號(hào)作用下,放大電路將直流電源所提供的能量轉(zhuǎn)換成交流能量輸出,驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。負(fù)載(例如揚(yáng)聲器)所獲得的這個(gè)能量大于信號(hào)源所提供的能量,也就是用小的能量來(lái)控制大的能量,因此放大電路的基本特征是功率放大,即負(fù)載上總是獲得比輸入信號(hào)大得多的電壓或電流信號(hào),也可能兼而有之。那么,由誰(shuí)來(lái)控制能量轉(zhuǎn)換呢?答案是具有能量控制作用的有源器件,如晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管等。1)輸入量控制輸出量2)把直流能量轉(zhuǎn)換成按輸入量變化的交流能量二、方框圖RS+us–RSis方框圖的示意圖三、放大電路的四端網(wǎng)絡(luò)表示1122+us–放大電路RS+ui–+uo–RLioiius—信號(hào)源電壓Rs—信號(hào)源內(nèi)阻RL—負(fù)載電阻ui—輸入電壓uo—輸出電壓ii—輸入電流io—輸出電流uiuoAu2.2.2放大電路的主要性能指標(biāo)1122+us–放大電路RS+ui–+uo–RLioii電壓增益
Au(dB)=20lg|Au|1、放大倍數(shù)(1)電壓放大倍數(shù)(2)電流放大倍數(shù)
Ai=io/ii電流增益
Ai(dB)=20lg|Ai|(3)互阻放大倍數(shù)
Ar=UO/II(4)互導(dǎo)放大倍數(shù)(互導(dǎo)增益)Ag=IO/UI(5)功率放大倍數(shù)2、輸入電阻11+us–RS+ui–iiRiRi越大,ui與us越接近例us=20mV,Rs=600,比較不同Ri時(shí)的ii
、ui。Riiiui60003A18mV60016.7A10mV6030A1.82mV當(dāng)信號(hào)源有內(nèi)阻時(shí):=Ui.UO.Ui.Us.3、輸出電阻放大電路的輸出相當(dāng)于負(fù)載的信號(hào)源,該信號(hào)源的內(nèi)阻稱(chēng)為電路的輸出電阻。計(jì)算:i2211usRS+u–放大電路=0Ro
Uo’—負(fù)載開(kāi)路時(shí)的輸出電壓;uo—帶負(fù)載時(shí)的輸出電壓,Ro越小,uo’
和uo越接近。輸出電阻是表明放大電路帶負(fù)載的能力,Ro越小,放大電路帶負(fù)載的能力越強(qiáng),反之則差。
測(cè)量:輸入信號(hào)的頻率往往是在一定范圍內(nèi)變化的,要使放大后的信號(hào)不失真,就要求放大電路對(duì)不同頻率的輸入信號(hào)具有相同的放大能力。頻率特性就是指放大電路的放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系,電壓放大倍數(shù)幾乎不變的頻率范圍叫作放大電路頻率特性的中頻段4.通頻帶通頻帶:fbw=fH–fL放大倍數(shù)隨頻率變化曲線(xiàn)——幅頻特性曲線(xiàn)fAAum0.7AumfL下限截止頻率fH上限截止頻率
3dB帶寬低頻段中頻段高頻段(BandWidth)通頻帶越寬表明放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的適應(yīng)能力越強(qiáng),但是通頻帶也不是越寬越好,通頻帶超出信號(hào)所需要的寬度,會(huì)增加電路的成本,同時(shí)也會(huì)把有用信號(hào)以外的干擾和噪聲信號(hào)一起放大,所以,應(yīng)根據(jù)信號(hào)的頻帶寬度來(lái)要求放大電路應(yīng)有的通頻帶?;痉糯箅娐返慕M成和工作原理三極管放大電路有三種形式共射放大電路共基放大電路共集放大電路以共射放大電路為例講解工作原理2.3共發(fā)射極電路的組成及工作原理放大電路要具有放大作用,必須滿(mǎn)足三個(gè)組成原則:①確保晶體管工作于放大區(qū),即滿(mǎn)足發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反向偏置的外部條件。②確保被放大的交流輸入信號(hào)能夠作用于晶體管的輸入回路。③確保放大后的交流輸出信號(hào)能夠傳送到負(fù)載上去。晶體管可以通過(guò)控制輸入電流來(lái)控制輸出電流,起到能量控制和轉(zhuǎn)換的作用,從而達(dá)到放大的目的。
輸出不失真發(fā)射結(jié)加正向電壓集電結(jié)加反向電壓RBVBBC1+Rs+us-RCVCCTC2RL+uo信號(hào)源加到b-e間ui
2.3.1共發(fā)射極放大電路的組成RBVBBRCC1C2T放大元件iC=iB,工作在放大區(qū),要保證集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏。uiuo輸入輸出參考點(diǎn)RL+VCC1.確保晶體管工作于放大區(qū)
2.確保輸入交流信號(hào)作用于發(fā)射結(jié)使發(fā)射結(jié)正偏,并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)IB和UBE。RB+VCCVBBRCC1C2TRL基極電源與基極電阻uoui集電極電阻,將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。RB+VCCVBBRCC1C2TRL作用:隔直通交隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系,同時(shí)能使信號(hào)順利輸入輸出。耦合電容:電解電容,有極性,大小為10F~50F
3.確保輸出交流信號(hào)作用于負(fù)載uiuo(a)雙電源供電(b)單電源供電
1.靜態(tài):
ui=0.
2.動(dòng)態(tài):
ui0
,若輸入為正弦信號(hào)IBQuiOtOtOtuoOtOtICQUCEQUBEQO2.3.2共發(fā)射極放大電路的工作原理符號(hào)說(shuō)明IBQuiOtiBOtuCEOtuoOtiCOtICQUCEQUBEQuBEOt2.3.3、直流通路和交流通路共射放大電路
直流通路
交流通路
+--+VTRS+-RBRLRCUi·Us·Uo·RL+VCC+-++-+C2C1VTRS+-RBRCUi·Us·Uo·+VCCVTRBRC非線(xiàn)性電路經(jīng)適當(dāng)近似后可按線(xiàn)性電路對(duì)待,利用疊加定理,分別分析電路中的交、直流成分。直流通路(ui=0)分析靜態(tài)。交流通路(ui
0)分析動(dòng)態(tài),只考慮變化的電壓和電流。畫(huà)交流通路原則:1.固定不變的電壓源都視為短路;2.固定不變的電流源都視為開(kāi)路;3.耦合電容對(duì)交流信號(hào)短路畫(huà)直流通路的原則:1、將交流電壓源短路2、將電容開(kāi)路電感短路。畫(huà)出放大電路的直流通路直流通路的畫(huà)法:開(kāi)路開(kāi)路將交流電壓源短路將電容開(kāi)路。對(duì)交流信號(hào)(輸入信號(hào)ui)短路短路置零uo將直流電壓源短路,將電容短路。交流通路——分析動(dòng)態(tài)工作情況交流通路的畫(huà)法:交流通路放大電路沒(méi)有輸入信號(hào)ui=0時(shí)的工作狀態(tài)稱(chēng)為靜態(tài)。
靜態(tài)分析的任務(wù)是根據(jù)電路參數(shù)和三極管的特性確定靜態(tài)值(直流值)UBE、IB、IC
和UCE??捎梅糯箅娐返闹绷魍穪?lái)分析。2.4.1靜態(tài)工作情況分析2.4放大電路的圖解分析法Rb+VCCRCC1C2TRL為什么要設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)?
放大電路建立正確的靜態(tài)工作點(diǎn),是為了使三極管工作在線(xiàn)性區(qū)以保證信號(hào)不失真。開(kāi)路將交流電壓源短路將電容開(kāi)路。直流通路的畫(huà)法:開(kāi)路RB+VCCRCC1C2RLUi=0一、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算1.直流通路RB+VCCRC靜態(tài)工作點(diǎn)(IB、UBE、IC、UCE)2.估算(1)估算IB(UBE
0.7V)RB+VCCRCIBUBERB稱(chēng)為偏置電阻,IB稱(chēng)為偏置電流。(2)估算UCE、ICIC=IBICRB+VCCRCUCE+-例:用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知:VCC=12V,RC=4K,Rb=300K,=37.5。解:請(qǐng)注意電路中IB和IC的數(shù)量級(jí)UBE
0.7VRb+VCCRCRB+VCCRCTICUBEUCE(IC,UCE)(IB,UBE)IB++--二、用圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)1.在輸入回路中確定(UBEQ,IBQ)根據(jù)輸入特性曲線(xiàn)及直流負(fù)載線(xiàn)方程:UBE=VCCIBRB輸入回路圖解QuBE/ViB/A靜態(tài)工作點(diǎn)VCCVCC/RBUBEQIBQO可在輸入特性曲線(xiàn)找出靜態(tài)工作點(diǎn)QuCE=VCCIC
RC輸出回路圖解uCE/ViC/mAVCCVCC/RCOQUCEQICQIBQ根據(jù)輸出特性曲線(xiàn)及直流負(fù)載線(xiàn)方程:2.在輸出回路中確定(UCEQ,ICQ)(IBQ,UBEQ)和(ICQ,UCEQ)分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特性曲線(xiàn)上的一個(gè)點(diǎn)稱(chēng)為靜態(tài)工作點(diǎn)。直流負(fù)載線(xiàn)2.4.2用圖解法確定動(dòng)態(tài)工作情況一.輸出空載時(shí)的圖解法(RL=∞)1.根據(jù)ui在輸入特性上畫(huà)出ib和ube0.7VQuiuBE/VOtiB/AOOtiBIBQibuBE/V2.根據(jù)ib在輸出特性上畫(huà)出ic和uce說(shuō)明uce(即uo)和ui反相,同時(shí)可以求出電壓放大倍數(shù)0.7VQuiOtuBE/ViB/AOOtuBE/ViBIBQQQQOtICQUCEQiBuCE/ViC/mAiCOtuCE/VibicUcemuce各點(diǎn)波形uo比ui幅度放大且相位相反Rb+VCCRCC1C2uiiBiCuCEuo+--+二.接上負(fù)載為RL時(shí)的圖解法Rb+VCCRCC1C2RL輸出端接入負(fù)載RL,不影響Q,影響動(dòng)態(tài)!1.交流通路對(duì)交流信號(hào)(輸入信號(hào)ui)短路短路置零1/C0
將直流電壓源短路,將電容短路。方法和步驟交流通路RBRCRLuiuo-+-+2.交流負(fù)載線(xiàn)(1)方程RbRCRLuiuoicuce其中:uce=-ic(RC//RL)=-icRL交流量ic和uce有如下關(guān)系:這就是說(shuō),交流負(fù)載線(xiàn)的斜率為:uce=-ic(RC//RL)=-icRL或ic=(-1/RL)uce(2).交流負(fù)載線(xiàn)的作法:①斜率為-1/R'L。(R'L=RL∥Rc)②經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)。
ICUCEVCCIB交流負(fù)載線(xiàn)直流負(fù)載線(xiàn)①斜率為-1/R'L。(R'L=RL∥Rc)②經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)。
Qi=u/R’L直流負(fù)載線(xiàn)是用來(lái)確定工作點(diǎn)的;交流負(fù)載線(xiàn)是用來(lái)畫(huà)出波形,分析波形失真。注意:(1)交流負(fù)載線(xiàn)是有交流輸入信號(hào)時(shí)工作點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。
(2)空載時(shí),交流負(fù)載線(xiàn)與直流負(fù)載線(xiàn)重合。2.4.3電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響1.改變RB,其他參數(shù)不變uBEiBuCEiCVCCVBBVBBRBQQRB
iBQ趨近截止區(qū);RB
iB
Q趨近飽和區(qū)。2.改變RC,其他參數(shù)不變RC
Q趨近飽和區(qū)。iCuBEiBuCEVCCUCEQQQICQVCCRCQ’Q’’RC
Q遠(yuǎn)離飽和區(qū)。2.4.4非線(xiàn)性失真1.“Q”過(guò)低引起截止失真NPN管:頂部失真為截止失真。PNP管:底部失真為截止失真。不發(fā)生截止失真的條件:IBQ>Ibm。2.“Q”過(guò)高引起飽和失真ICS集電極臨界飽和電流NPN管:
底部失真為飽和失真。PNP管:頂部失真為飽和失真。IBS—基極臨界飽和電流。不發(fā)生飽和失真的條件:IBQ+IbmIBSuCEiCtOOiCO
tuCEQV
CC當(dāng)ui較小時(shí),為減少功耗和噪聲,“Q”可設(shè)得低一些;為獲得最大輸出,“Q”可設(shè)在交流負(fù)載線(xiàn)中點(diǎn)。為提高電壓放大倍數(shù),“Q”可以設(shè)得高一些;3.選擇工作點(diǎn)的原則:2.4.5最大輸出電壓幅值
放大電路在電路參數(shù)確定的條件下,輸出端不發(fā)生飽和失真和截止失真的最大輸出信號(hào)電壓的幅值稱(chēng)為最大不失真輸出電壓幅值(Uom)M放大器最大不失真輸出電壓的峰值(Uom)M為UF、UR所確定的數(shù)值中較小的一個(gè),(1)受截止失真限制最大不失真輸出電壓UF的幅度(2)受飽和失真限制最大不失真輸出電壓UR的幅度(Uom)M=min{UR,UF}RB+VCCRCC1C2TRLuo+-++Rs+us-例:硅管,us
=10sint(mV),RB=176k,RC=1k,RL=1k,VCC=VBB=6V,圖解分析各電壓、電流值和最大輸出電壓幅度。[解]令us=0,求靜態(tài)電流IBQuBE/ViB/AO0.7V30QuiOtuBE/VOtiBIBQ(交流負(fù)載線(xiàn))uCE/ViC/mA41O23iB=10A20304050605Q6直流負(fù)載線(xiàn)QQ6OtiCICQUCEQOtuCE/VUcemibicuceuCE=VCCIC
RC當(dāng)ui=0
uBE=UBEQ
iB=IBQ
iC=ICQ
uCE=UCEQ
當(dāng)ui=Uimsintib=Ibmsintic=Icmsint
uce=–Ucemsint
uo=uceiB=
IBQ
+IbmsintiC=
ICQ
+IcmsintuCE=
UCEQ
–
Ucemsin
t=
UCEQ
+Ucemsin
(180°–
t)優(yōu)點(diǎn):可以直觀(guān)全面地了解放大電路的工作情況,通過(guò)選擇電路參數(shù)在特性曲線(xiàn)上合理地設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn),分析最大不失真輸出電壓、失真情況并估算動(dòng)態(tài)工作范圍。缺點(diǎn):在特性曲線(xiàn)上作圖比較繁瑣,誤差大,信號(hào)頻率較高時(shí),特性曲線(xiàn)不再適用。因此圖解法只適合分析輸出幅值比較大且工作頻率較低的情況。在分析其他動(dòng)態(tài)指標(biāo),如輸入電阻、輸出電阻等時(shí)比較困難。下一節(jié)將要討論更為簡(jiǎn)便有效的分析方法,微變等效電路分析法。圖解法的優(yōu)缺點(diǎn)2.5微變等效電路分析法2.rbe的求取1.低頻H參數(shù)電路模型2.5.1晶體管的低頻小信號(hào)微變等效模型1.低頻H參數(shù)電路模型
晶體管雖然具有非線(xiàn)性的輸入、輸出特性,但當(dāng)它工作于小信號(hào)時(shí),工作點(diǎn)只在Q點(diǎn)附近一個(gè)很小的范圍內(nèi)移動(dòng),即各電量的總瞬時(shí)值iB、uBE、iC、uCE在直流分量IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ基礎(chǔ)上作變化時(shí),其變化量(即交流分量)ib、ic、ube、uce很小。在這一范圍內(nèi),可近似認(rèn)為晶體管的輸入、輸出特性是線(xiàn)性的,因此,就可以用一個(gè)線(xiàn)性的二端口網(wǎng)絡(luò)來(lái)等效非線(xiàn)性的晶體管。2.5.1晶體管的低頻小信號(hào)微變等效模型根據(jù)晶體管端口電壓、電流關(guān)系可導(dǎo)出晶體管的H參數(shù)電路模型。在小信號(hào)情況下,對(duì)上兩式取全微分得對(duì)于BJT雙口網(wǎng)絡(luò),我們已經(jīng)知道輸入輸出特性曲線(xiàn)如下:uBE=f(iB,uCE)iC=g(iB,uCE)一.求變化量之間的關(guān)系用小信號(hào)交流分量表示ube=h11eib+h12euceic=h21eib+h22euce說(shuō)明diB與交流信號(hào)的關(guān)系輸出端交流短路時(shí)b和e間的輸入電阻;二.H參數(shù)的含義和求法能構(gòu)成電路圖嗎輸入端電流恒定(交流開(kāi)路)的反向電壓傳輸系數(shù)輸出端交流短路時(shí)的正向電流傳輸比或電流放大系數(shù);輸入端電流恒定(交流開(kāi)路)時(shí)的輸出電導(dǎo)。四個(gè)參數(shù)量綱各不相同,故稱(chēng)為混合參數(shù)(H參數(shù))。三﹑H參數(shù)小信號(hào)模型根據(jù)可得小信號(hào)模型uBEuCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)H參數(shù)都是小信號(hào)參數(shù),即微變參數(shù)或交流參數(shù)。H參數(shù)與工作點(diǎn)有關(guān),在放大區(qū)基本不變。ube=h11eib+h12euceic=h21eib+h22euceh21eibicuceibubeh12euceh11eh22eBJT的H參數(shù)模型1
模型的簡(jiǎn)化即rbe=h11e
=h21e
ur=h12e
rce=1/h22e一般采用習(xí)慣符號(hào)則BJT的H參數(shù)模型為
μr很小,一般為10-310-4,rce很大,約為100k。故一般可忽略它們的影響,得到簡(jiǎn)化電路
ib
是受控源
,且為電流控制電流源(CCCS)。電流方向與ib的方向是關(guān)聯(lián)的。
βibicuceibubeμTvcerberce
2.rbe的求取(1)
發(fā)射結(jié)電阻發(fā)射結(jié)電流
為發(fā)射結(jié)的電壓,IS為發(fā)射結(jié)的反向飽和電流,>>UT,所以,
求導(dǎo)得,
發(fā)射結(jié)電阻為PN結(jié)伏安特性曲線(xiàn)在靜態(tài)工作點(diǎn)處切線(xiàn)斜率的倒數(shù),當(dāng)用Q點(diǎn)的切線(xiàn)的斜率取代Q點(diǎn)附近的曲線(xiàn)時(shí)即
根據(jù)輸入電阻的定義
實(shí)驗(yàn)表明:
IEQ有一定的的適用范圍,0.1mA<IEQ<5mA,超越此范圍將會(huì)給rbe帶來(lái)較大誤差。(2)輸入電阻rbe
其中對(duì)于低頻小功率管rbb’≈(100-300)
步驟:①分析直流電路,求出“Q”,計(jì)算rbe。②畫(huà)電路的交流通路,在交流通路上把三極管畫(huà)成H參數(shù)模型。③
分析計(jì)算放大電路的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。微變等效電路分析法2.5.2共發(fā)射極放大電路的分析1.共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)分析共射極放大電路2.5.2共發(fā)射極放大電路的分析RB+VCCRCIBUBEIC=IB畫(huà)微變等效電路2.共發(fā)射極放大電路的動(dòng)態(tài)分析1.電壓放大倍數(shù)的計(jì)算負(fù)載電阻越小,放大倍數(shù)越小。電路的輸入電阻越大,從信號(hào)源取得的電流越小,因此一般總是希望得到較大的輸入電阻。
2.輸入電阻的計(jì)算:根據(jù)輸入電阻的定義:對(duì)于為放大電路提供信號(hào)的信號(hào)源來(lái)說(shuō),放大電路是負(fù)載,這個(gè)負(fù)載的大小可以用輸入電阻來(lái)表示。所以:用加壓求流法求輸出電阻:3.輸出電阻的計(jì)算:根據(jù)定義所有獨(dú)立電源置零,保留RS斷開(kāi)負(fù)載RL保留受控源,加壓求流法。4.源電壓放大倍數(shù)由的定義
總是小于,為了提高可以增大輸入電阻,Ri越大,越接近于也越接近于。晶體管放大電路動(dòng)態(tài)分析步驟①分析直流電路,求出“Q”,計(jì)算rbe。②畫(huà)電路的交流通路。③在交流通路上把三極管畫(huà)成H參數(shù)模型。
分析計(jì)算疊加在“Q”點(diǎn)上的各極交流量。④
分析計(jì)算電壓放大倍數(shù),輸入,輸出電阻及各極交流量。求:1.靜態(tài)工作點(diǎn)。例2.電壓增益AU、輸入電阻Ri、輸出電阻R0。3.若輸出電壓的波形出現(xiàn)如下失真,是截止還是飽和失真?應(yīng)調(diào)節(jié)哪個(gè)元件?如何調(diào)節(jié)?解:1.IcVCE2.思路:微變等效電路AU、Ri
、R0IcVCE判斷非線(xiàn)性失真(1)是截止還是飽和失真?(2)應(yīng)調(diào)節(jié)哪個(gè)元件?如何調(diào)節(jié)?
飽和失真,
應(yīng)減小Rc,增大RB。iCuBEiBuCEVCCUCEQQQICQVCCRCQ’Q’’uBEiBuCEiCVCCVBBVBBRBQQ例=100,uS
=10sint(mV),求疊加在
“Q”點(diǎn)上的各交流量。+uo+–
iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+–
+–
RS+uCE+uBE–
12V12V510470k2.7k3.6k[解]令ui=0,求靜態(tài)電流IBQ①求“Q”,計(jì)算rbeICQ=IBQ=2.4mAUCEQ=12
2.42.7=5.5(V)+uo+–
iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+–
+–
RS+uCE+uBE–
12V12V510470k2.7k3.6kuce②交流通路+uo+–
iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+–
+–
RS+uCE+uBE–
ube③小信號(hào)等效電路④分析各極交流量⑤
分析各極總電量uBE=(0.7+0.0072sint
)ViB=(24+5.5sint)AiC=(2.4+0.55sint
)
mAuCE=(5.5–
0.85sint
)V圖解法、微變等效電路法
比較
(1)圖解法,精度低,繁瑣,適合大信號(hào)的場(chǎng)合。其要點(diǎn)是:首先確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q,然后根據(jù)電路的特點(diǎn),做出直流負(fù)載線(xiàn),進(jìn)而畫(huà)出交流負(fù)載線(xiàn),最后,畫(huà)出各極電流電壓的波形。求出最大不失真輸出電壓。
(2)微變等效電路法。①首先用直流通路分析靜態(tài)工作點(diǎn)Q。②畫(huà)出交流通路,用晶體管的微變模型代替交流通路中的晶體管,得到放大電路的微變等效電路。③通過(guò)微變等效電路求解動(dòng)態(tài)性能指標(biāo):放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。為了保證放大電路的穩(wěn)定工作,必須有合適的、穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)。2.6
分壓式偏置穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)電路
引起Q不穩(wěn)定的因素很多,電源電壓的波動(dòng)、元件的老化以及溫度的變化都會(huì)引起晶體管參數(shù)變化,其中溫度對(duì)晶體管參數(shù)的影響最為重要。
對(duì)于前面的電路(固定偏置電路)而言,靜態(tài)工作點(diǎn)由UBE、和ICBO決定,這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化,溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響主要體現(xiàn)在這一方面。TUBEICBOQ2.6.1溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響1溫度對(duì)晶體管參數(shù)的影響2溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響3工作點(diǎn)上移時(shí)輸出波形分析一、溫度對(duì)UBE的影響iBuBE25oC50oCTUBEIBICT↑→UBE↓,溫度每升高1oC,UBE↓2.5mvIBQ=(Vcc-UBE)/RB→T↑→ICQ↑→Q↑→飽和失真RB+VCCRC二、溫度對(duì)值及ICBO的影響T、ICBOICiCuCEQQ′總的效果是:溫度上升時(shí),輸出特性曲線(xiàn)上移,造成Q點(diǎn)上移。T↑→ICBO↑,溫度每升高10oC,ICBO↑一倍T↑→β↑,溫度每升高1oC,Δβ/β↑0.5%-1%ICQ=βIBQ+(1+β)ICBO“Q”過(guò)高引起飽和失真NPN管:
底部失真為飽和失真。ICS集電極臨界飽和電流uCEiCtOOiCO
tuCEQV
CC不接負(fù)載時(shí),交、直流負(fù)載線(xiàn)重合靜態(tài)是基礎(chǔ),動(dòng)態(tài)是目的工作點(diǎn)上移時(shí)輸出波形分析小結(jié):TIC固定偏置電路的Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的。Q點(diǎn)不穩(wěn)定可能會(huì)導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)靠近飽和區(qū)或截止區(qū),從而導(dǎo)致失真。為此,需要改進(jìn)偏置電路,當(dāng)溫度升高、IC增加時(shí),能夠自動(dòng)減少I(mǎi)B,從而抑制Q點(diǎn)的變化。保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。常采用分壓式偏置電路來(lái)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。電路見(jiàn)下頁(yè)。
2.6.2分壓式射極偏置穩(wěn)定電路特點(diǎn):RB1—上偏流電阻、RB2—下偏流電阻、RE—發(fā)射極電阻共發(fā)射極電路
﹑電路組成+UBEQ
IBQI1IEQ二穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理1.直流通路ICQ直流通路的畫(huà)法T↑→ICQ↑→ICQ×RE↑→UB固定→UBE↓→IBQ↓→ICQ↓
2.穩(wěn)定過(guò)程(原理)若電路調(diào)整適當(dāng),可以使ICQ基本不變。2.穩(wěn)定過(guò)程(原理)T↑→ICQ↑→ICQ×RE↑→UB固定→UBE↓→IBQ↓→ICQ↓
3.穩(wěn)定的條件UB固定UB=VCC×RB2/(RB1+RB2)(1)I1>>IB
硅管I1=(5--10)IBQ鍺管I1=(10--20)IBQ(2)UB>>UBE
硅管UB=(3--5)V鍺管UB=(1--3)V
靜態(tài)分析
求Q點(diǎn)(IBQ、ICQ、UCEQ)求法:畫(huà)出直流通路求解
方法有二:
1、估算法
2、利用戴維南定理
說(shuō)明Q是否合適+VCCRCRERB1RB2+UBEQ
IBQI1IEQICQ+UCEQ
UBQ=VCC×RB2/(RB1+RB2)一估算法二利用戴維南定理(同學(xué)自己做)
動(dòng)態(tài)分析求AU、Ri、RO畫(huà)出放大電路的微變等效電路
1.畫(huà)出交流通路2.畫(huà)出放大電路的微變等效電路二計(jì)算動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)1.計(jì)算Au“-”表示Uo和Ui反相。
Au的值比固定偏置放大電路小了。(2)計(jì)算輸入電阻Ri↑,同時(shí)說(shuō)明公式的記法和折合的概念。
uo在RE兩端的電壓可以忽略不計(jì),因此Ro≈Rc。(3)計(jì)算輸出電阻Ro
Ro=uo/io
Us=0
RL=∞
如何提高電壓放大倍數(shù)Au?
在RE兩端并聯(lián)一個(gè)電容,則放大倍數(shù)與固定偏置放大電路相同。舉例討論CE的作用:交流通路中,CE將RE短路,RE對(duì)交流不起作用,放大倍數(shù)不受影響。I1I2IBRB1+VCCRCC1C2RB2CERERLuiuo
2.6.3帶旁路電容的射極偏置穩(wěn)定電路為了解決分壓式射極偏置電路放大倍數(shù)減小的問(wèn)題,通常在RE上并聯(lián)一個(gè)大容量的電容CE,稱(chēng)為射極旁路交流電容。帶旁路電容的射極偏置穩(wěn)定電路
例
=100,RS=1k,RB1=62k,RB2=20k,RC=3k,RE=1.5k,RL=5.6k,VCC=15V。求:“Q”,Au,Ri,Ro。1)求“Q”+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+us+uo[解]微變等效電路+-Ui+-UsRsRRrbeIbRcbIb-Uo+RLB2B1+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+us+uoRE兩端并聯(lián)一個(gè)電容RE兩端并聯(lián)一個(gè)電容+-Ui+-UsRsRRrbeIbRcbIb-Uo+RLB2B1Ro=RC=3k2)求Au,Ri,Ro,
Aus小結(jié)分析了固定偏置放大電路產(chǎn)生失真的原因。分析了射極偏置放大電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理。重點(diǎn)分析計(jì)算了分壓式偏置放大電路的性能指標(biāo)。深入討論了射極電阻對(duì)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的影響,為今后學(xué)習(xí)反饋建立基礎(chǔ)概念。2.7共集電極放大電路2.7.1共集電極放大電路
IBQIEQ+C1RS+ui
–RERB+VCCC2RL+–+uo–+usIBQ=(VCC
–UBEQ)/[RB+(1+)
RE]ICQ=
IBQUCEQ=VCC–
ICQ
RE一.靜態(tài)分析IBQIEQ+C1RS+ui
–RERB+VCCC2RL+–+uo–+usIBQIEQRERB+VCC+ICQUCEQ交流通路RsRB++uoRLibiciiRE小信號(hào)等效電路usRB+uoRLibiciirbeibRERs+RL=RE//RL二.動(dòng)態(tài)分析IBQIEQ+C1RS+ui
–RERB+VCCC2RL+–+uo–+us1.電壓放大倍數(shù):12.輸入電阻:usRB+uoRLibiciirbeibRERs++ui
–usRB+uoRLibiciirbeibRERs+RBibiciirbeibRERsus=0+uiiRERS=Rs
//RBi=iRE
–
ib–ib3.輸出電阻:射極輸出器特點(diǎn):Au1
輸入輸出同相Ri
高Ro
低用途:輸入級(jí)、輸出級(jí)、中間隔離級(jí)、電壓跟隨器共集電極放大電路射極輸出器的輸出電阻很小,帶負(fù)載能力強(qiáng)。輸入電阻較大,作為前一級(jí)的負(fù)載,對(duì)前一級(jí)的放大倍數(shù)影響較小。例
=120,RB=300k,rbb=200,UBEQ=0.7V,RE=RL=Rs=1k,VCC=12V。求:“Q”,Au,Ri,Ro。IBQIEQ+C1RS+ui
–RERB+VCCC2RL+–+uo–+us[解]1)求“Q”IBQ=(VCC–
UBE)/
[RB
+
(1+
)
RE]=(12
–
0.7)/[300+1211]
27(A)IEQ
IBQ
=3.2(mA)UCEQ=VCC–
ICQ
RE
=12–3.21=8.8(V)2)求Au,Ri,Rorbe=200+26/0.027
1.18(k)Ri=300//(1.18+121/2)=51.2(k)RL=
1
//
1
=0.4(k)usRB+uoRLibiciirbeibRERs++ui
–2.7.2自舉式射極輸出器(2)電路組成及特點(diǎn)+C1RSRERB
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