基本放大電路原理與應(yīng)用演講人：日期:目錄02典型放大電路結(jié)構(gòu)01放大電路基礎(chǔ)概念03靜態(tài)工作點(diǎn)分析04動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算05頻率響應(yīng)特性06實(shí)際應(yīng)用與調(diào)試01放大電路基礎(chǔ)概念Chapter放大作用定義與分類(lèi)放大電路是指將輸入信號(hào)的小幅度變化轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)的大幅度變化的電子電路。放大作用定義根據(jù)放大器件的不同，放大電路可分為晶體管放大電路、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路、集成運(yùn)算放大電路等。放大作用分類(lèi)電路基本組成元件晶體管電源輸入與輸出端偏置電路晶體管是放大電路的核心元件，具有放大作用，可將微弱的輸入信號(hào)放大為較大的輸出信號(hào)。電源為放大電路提供能量，保證電路正常工作。輸入端接收待放大的信號(hào)，輸出端則輸出放大后的信號(hào)。為晶體管提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，使其工作在放大區(qū)。放大倍數(shù)（增益）輸入電阻與輸出電阻指放大電路輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的幅度比，是衡量放大電路放大能力的重要指標(biāo)。輸入電阻決定了放大電路從信號(hào)源獲取電流的能力，輸出電阻則影響放大電路帶負(fù)載的能力。核心性能指標(biāo)解析頻率響應(yīng)指放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力，通常以幅頻特性曲線(xiàn)來(lái)表示。穩(wěn)定性與失真度穩(wěn)定性是指放大電路在工作過(guò)程中保持性能穩(wěn)定的能力，失真度則反映了輸出信號(hào)與輸入信號(hào)在波形上的差異程度。02典型放大電路結(jié)構(gòu)Chapter共射極放大電路1234電路組成晶體管、輸入電源、輸入信號(hào)源、輸出負(fù)載和地。通過(guò)控制晶體管的基極電流，改變集電極電流，進(jìn)而改變輸出電壓。放大原理輸入阻抗較低，適合作為低阻抗的信號(hào)源。輸出阻抗較高，適合驅(qū)動(dòng)負(fù)載或作為后續(xù)電路的輸入。共基極放大電路晶體管、輸入電源、輸入信號(hào)源、輸出負(fù)載和地。電路組成較高，適合作為高阻抗的信號(hào)源。輸入阻抗通過(guò)控制晶體管的發(fā)射極電流，改變集電極電流，進(jìn)而改變輸出電壓。放大原理010302較低，適合作為低阻抗的負(fù)載。輸出阻抗04共集電極放大電路通過(guò)控制晶體管的基極電流，改變發(fā)射極電流，進(jìn)而改變輸出電壓。放大原理輸入阻抗輸出阻抗晶體管、輸入電源、輸入信號(hào)源、輸出負(fù)載和地。非常高，適合作為高阻抗的信號(hào)源或阻抗變換器。較低，適合驅(qū)動(dòng)負(fù)載或作為后續(xù)電路的輸入。同時(shí)，該電路具有電壓跟隨特性，常用于電壓緩沖或阻抗匹配。電路組成03靜態(tài)工作點(diǎn)分析ChapterQ點(diǎn)設(shè)置原則穩(wěn)定性靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在輸入特性曲線(xiàn)的線(xiàn)性區(qū)，以保證放大器穩(wěn)定工作，避免失真。增益最大化在保證穩(wěn)定性的前提下，靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)盡可能設(shè)置在輸入特性曲線(xiàn)的中點(diǎn)附近，以獲得最大的電壓增益。功耗考慮靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置要合理，使得晶體管工作在安全工作區(qū)內(nèi)，避免功耗過(guò)大而損壞晶體管。溫度穩(wěn)定性控制偏置電路穩(wěn)定性采用穩(wěn)定的偏置電路，減小溫度變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響。溫度補(bǔ)償利用熱敏元件等溫度補(bǔ)償措施，調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)隨溫度的變化而變化，以保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。負(fù)載變化考慮負(fù)載變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響，采取措施使放大器在負(fù)載變化時(shí)仍能保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。偏置電路設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單可靠，但穩(wěn)定性差，受溫度影響大。固定偏置電路具有很高的穩(wěn)定性，但電路復(fù)雜且成本較高。電流源偏置電路穩(wěn)定性較好，可調(diào)節(jié)范圍廣，但電路相對(duì)復(fù)雜。分壓式偏置電路010302利用反饋原理穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，但會(huì)影響放大器的輸入阻抗和增益。反饋式偏置電路0404動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算Chapter電壓增益推導(dǎo)放大倍數(shù)公式分壓電路影響放大器增益計(jì)算負(fù)載影響電壓增益等于輸出電壓與輸入電壓之比，通常用符號(hào)Av表示?？紤]輸入端分壓電路對(duì)信號(hào)的影響，計(jì)算分壓比，確定實(shí)際輸入到放大器的電壓。根據(jù)放大器本身特性，計(jì)算其電壓增益，包括共射、共基、共集等組態(tài)的增益。考慮負(fù)載電阻對(duì)放大器增益的影響，通過(guò)計(jì)算輸出電阻與負(fù)載電阻的分壓比，確定實(shí)際增益。輸入阻抗定義輸入阻抗等于輸入電壓與輸入電流之比，通常用符號(hào)Rin表示。輸出阻抗定義輸出阻抗等于輸出電壓與輸出電流之比，通常用符號(hào)Rout表示。輸入阻抗計(jì)算根據(jù)放大器輸入端電路結(jié)構(gòu)，計(jì)算輸入阻抗，包括基極電阻、射極電阻等。輸出阻抗計(jì)算根據(jù)放大器輸出端電路結(jié)構(gòu)，計(jì)算輸出阻抗，考慮負(fù)載電阻、放大器內(nèi)部電阻等因素。輸入/輸出阻抗計(jì)算將放大器在某一工作點(diǎn)附近進(jìn)行線(xiàn)性化，得到小信號(hào)等效電路模型。根據(jù)放大器實(shí)際電路和特性，提取等效電路中的參數(shù)，如跨導(dǎo)、輸出阻抗等。利用等效電路模型進(jìn)行電路分析、設(shè)計(jì)和優(yōu)化，提高放大器性能。等效電路模型是在一定條件下近似得到的，需根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行修正和調(diào)整。等效電路建模法小信號(hào)模型模型參數(shù)提取電路分析與設(shè)計(jì)模型局限性05頻率響應(yīng)特性Chapter低頻截止頻率分析耦合電容影響耦合電容與負(fù)載電阻組成的RC電路決定了放大器的低頻截止頻率，電容值越大，低頻截止頻率越低。晶體管參數(shù)影響晶體管的輸入電阻和輸出電阻會(huì)影響低頻信號(hào)的放大倍數(shù)，從而影響低頻截止頻率。負(fù)載影響負(fù)載電阻和電容對(duì)低頻截止頻率也有影響，負(fù)載越重，低頻截止頻率越低。高頻特性限制因素晶體管截止頻率晶體管的截止頻率限制了放大器的高頻響應(yīng)能力，當(dāng)輸入信號(hào)頻率超過(guò)截止頻率時(shí)，放大器增益將明顯下降。耦合電容和負(fù)載電容耦合電容和負(fù)載電容的容抗隨著頻率的升高而減小，導(dǎo)致高頻信號(hào)衰減。寄生電容和電感晶體管內(nèi)部的寄生電容和電感會(huì)在高頻時(shí)產(chǎn)生諧振，導(dǎo)致高頻響應(yīng)衰減。帶寬優(yōu)化策略選用截止頻率較高的晶體管可以提高放大器的帶寬。選用高頻晶體管采用低電容、低電感的元件和連接方式，可以減小寄生電容和電感的影響，提高帶寬。減小寄生電容和電感通過(guò)調(diào)整電路中的電阻、電容等參數(shù)，可以?xún)?yōu)化放大器的頻率響應(yīng)特性，提高帶寬。優(yōu)化電路參數(shù)010302選擇合適的負(fù)載電阻和電容，使放大器在高頻時(shí)具有較佳的匹配狀態(tài)，從而提高帶寬。負(fù)載匹配0406實(shí)際應(yīng)用與調(diào)試Chapter電路設(shè)計(jì)步驟演示確定電路功能與性能指標(biāo)明確電路需要實(shí)現(xiàn)的功能和性能指標(biāo)，如放大倍數(shù)、輸入阻抗、輸出阻抗、頻率響應(yīng)等。01選擇合適的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)根據(jù)需求選擇適合的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如共射放大器、差分放大器等。02計(jì)算電路參數(shù)根據(jù)所選電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和性能指標(biāo)，計(jì)算電路元件參數(shù)，如電阻、電容、晶體管參數(shù)等。03仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)使用電路仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真，根據(jù)仿真結(jié)果調(diào)整電路參數(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)。04失真現(xiàn)象調(diào)試技巧識(shí)別失真類(lèi)型識(shí)別輸出信號(hào)出現(xiàn)的失真類(lèi)型，如飽和失真、截止失真、交越失真等。02040301優(yōu)化電路參數(shù)根據(jù)失真類(lèi)型，調(diào)整電路中的電阻、電容等元件參數(shù)，改善電路的頻率響應(yīng)和線(xiàn)性度，減小失真。調(diào)整工作點(diǎn)通過(guò)調(diào)整電路中的偏置電阻，改變晶體管的工作點(diǎn)，使其處于線(xiàn)性放大區(qū)，從而減小失真。負(fù)載匹配確保輸出負(fù)載與電路的輸出阻抗匹配，以減小失真和功率損耗。典型工程案例解析音頻放大器設(shè)計(jì)音頻放大器需要具有高保真度、低噪聲等特點(diǎn)，通過(guò)分析音頻信號(hào)特點(diǎn)，選擇合適的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，優(yōu)化電路設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的放大和傳輸。射頻放大器設(shè)計(jì)射頻