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項(xiàng)目3分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定放大器的制作與調(diào)試主講教師:XXX
項(xiàng)目引入2
許多電子設(shè)備如收音機(jī)、電視機(jī)、手機(jī)、音響等都要用到放大器。能將信號(hào)放大的電路稱為放大器或放大電路,其作用是將微弱的電信號(hào)放大為功率或幅度足夠大且與原來信號(hào)變化規(guī)律一致的信號(hào),即進(jìn)行不失真的放大。
顯然,放大的結(jié)果是交流信號(hào)能量的增加。當(dāng)然,能量是守恒的,交流信號(hào)能量的增加實(shí)際是由直流電源的能量轉(zhuǎn)化而來的。半導(dǎo)體三極管(簡(jiǎn)稱三極管,BJT)就是一種能將直流能量轉(zhuǎn)化為交流能量的器件,這樣的器件也稱為有源器件。由三極管構(gòu)成的基本放大電路是其他各類放大電路的基礎(chǔ),本項(xiàng)目將對(duì)一個(gè)分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定放大器進(jìn)行制作與調(diào)試。3.1半導(dǎo)體三極管主講教師:XXX4半導(dǎo)體三極管010203三極管的結(jié)構(gòu)和電流放大作用三極管的特性三極管的主要參數(shù)401三極管的結(jié)構(gòu)和電流放大作用第一部分1.三極管的結(jié)構(gòu)和類型ecb符號(hào)三極管有兩種類型:NPN和PNP型。(a)NPN型
cbe符號(hào)
(b)PNP型NPNPNP集電結(jié)發(fā)射結(jié)思考:如何使三極管具有放大作用?6圖2三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)ecb符號(hào)集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極c基極b發(fā)射極eNNP(a)NPN型71.三極管的結(jié)構(gòu)和類型思考:這樣的三極管如何具有放大作用?三極管放大的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求:
1.發(fā)射區(qū)高摻雜。2.基區(qū)做得很薄。通常只有幾微米到幾十微米,而且摻雜較少。3.集電結(jié)面積大。三極管放大的外部電源條件:外加電源的極性應(yīng)使發(fā)射結(jié)處于正向偏置狀態(tài),而集電結(jié)處于反向偏置狀態(tài)。2.三極管的電流放大作用8becRcRbIEIB若滿足電源外部條件,則得出以下結(jié)論:PNP:UC<UB<UENPN:UC>UB>UE92.三極管的電流放大作用becRcRb三極管中載流子運(yùn)動(dòng)過程:IEIBIENIEPICICBOICE電流之間的分配關(guān)系IC=β
IBIE=IB+ICecbNPNIBICIE3D動(dòng)畫講解:晶體管的工作原理/s/Hh2x0RQ4JaKT1lOAQeggSQ102.三極管的電流放大作用
已知兩只三極管的電流放大系數(shù)分別為100和50,現(xiàn)在測(cè)得放大電路中這兩只管子兩個(gè)電極的電流下圖所示。分別求另一電極的電流,標(biāo)出其實(shí)際方向,并在圓圈中畫出管子。例:解:(1)圖a,IB=10A
,IC=1mA,根據(jù)電流方向判斷為NPN管,IE=1.01mA.可判斷三極管管腳如圖:(2)圖b,IB=100A
,IE=5.1mA,根據(jù)電流方向判斷為PNP管,IC=5mA.可判斷三極管管腳如圖:11
1.根據(jù)電流條件判斷測(cè)試題:12
2.根據(jù)電壓條件判斷測(cè)試題:1302三極管的特性第二部分1.三極管應(yīng)用電路的連接方式三極管在放大電路中的三種連接方式1516輸出回路輸入回路
特性曲線是選用三極管的主要依據(jù),可從半導(dǎo)體器件手冊(cè)查得。以共射接法為例:IB圖三極管共射特性曲線測(cè)試電路VCCRbVBBebRccV
+V
+
A
+
輸入特性:輸出特性:UBE+
mAICUCE2.三極管的輸入特性17(1)UCE=0時(shí)的輸入特性曲線RbVBBcebIB+UBE_VBBIB+UBE_bceOIB/A
當(dāng)UCE=0時(shí),集電結(jié)和發(fā)射結(jié)短路,基極和發(fā)射極之間相當(dāng)于兩個(gè)PN結(jié)并聯(lián)。所以,當(dāng)b、e之間加正向電壓時(shí),應(yīng)為兩個(gè)二極管并聯(lián)后的正向伏安特性。(2)
UCE>0時(shí)的輸入特性曲線
當(dāng)UCE>0時(shí),這個(gè)電壓有利于將發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的電子收集到集電極。
*
特性右移(因集電結(jié)開始吸引電子)
*UCE
≥1V,特性曲線重合。2.三極管的輸入特性如圖所示,VCC=15V,VBB=2V,β=100。試問:Rb=50kΩ時(shí),IB=?
結(jié)論:三極b、e兩端位于輸入回路中,可以簡(jiǎn)單看做是一個(gè)正向?qū)ǖ亩O管。2.三極管的輸入特性19圖NPN三極管的輸出特性曲線劃分三個(gè)區(qū):截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。iC
/mAuCE
/V100μA80μA60μA40μA20μAIB=0O510154321截止區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)
1.截止區(qū)IB≤0的區(qū)域。
條件:發(fā)射結(jié)反偏,集電結(jié)反偏。
IB=0時(shí),IC=ICEO≈0很小,叫做穿透電流。
硅管約等于1A,鍺管約為幾十~幾百微安。3.三極管的輸出特性20圖NPN三極管的輸出特性曲線
2.放大區(qū)iC
/mAuCE
/V100μA80μA60μA40μA20μAIB=0O510154321截止區(qū)
特點(diǎn):各條輸出特性曲線比較平坦,近似為水平線,且等間隔。IC
=
IB飽和區(qū)飽和區(qū)條件:發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏集電極電流和基極電流體現(xiàn)放大作用,即3.三極管的輸出特性21圖NPN三極管的輸出特性曲線iC
/mAuCE
/V100μA80μA60μA40μA20μAIB=0O510154321截止區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)3.飽和區(qū):條件:兩個(gè)結(jié)均正偏
特點(diǎn):IC基本上不隨IB而變化,在飽和區(qū)三極管失去放大作用。IC
IB。
當(dāng)UCE=UBE時(shí),稱臨界飽和,UCE
<
UBE時(shí)稱為過飽和。飽和管壓降UCES<0.4V(硅管)3.三極管的輸出特性22輸出特性曲線的應(yīng)用如圖所示,VCC=15V,β=100。試問:Rb=50kΩ時(shí),UO=?3.三極管的輸出特性23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UCE>UBE,且IC
=
IB(2)飽和區(qū):發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)正偏。即:UCE
UBE
,低阻,短路,飽和導(dǎo)通(3)截止區(qū):發(fā)射結(jié)反偏,集電結(jié)反偏,IB=0,高阻,截止,類似開關(guān)斷開小結(jié)03三極管的主要參數(shù)第三部分251.三極管的主要參數(shù)類型1.1電流放大系數(shù)1.2反向飽和電流1.3極限參數(shù)261.1電流放大系數(shù)是表征管子放大能力的參數(shù)。有以下兩種:
當(dāng)晶體管工作在放大區(qū)域時(shí),可以認(rèn)為兩者基本相同。在實(shí)際應(yīng)用中,一般選取值為20~100的晶體管為宜。271.2反向飽和電流(1)
集電極和基極之間的反向飽和電流ICBO(a)ICBO測(cè)量電路ICBOceb
A
小功率鍺管ICBO約為幾微安;硅管的ICBO小,有的為納安數(shù)量級(jí),當(dāng)溫度變化較大時(shí),應(yīng)選用硅晶體管。
是表征晶體管工作穩(wěn)定性的參數(shù)。當(dāng)環(huán)境溫度增加時(shí),極間反向電流會(huì)加大,晶體管工作不穩(wěn)定。281.2反向飽和電流(2)集電極和發(fā)射極之間的反向飽和電流ICEO(b)ICEO測(cè)量電路ICEO
Aceb當(dāng)b開路時(shí),c和e之間的電流。值愈大,則該管的ICEO也愈大。圖反向飽和電流的測(cè)量電路291.2反向飽和電流反向飽和電流ICBO與ICEO
無論ICBO和ICEO,受溫度影響都很大。當(dāng)溫度升高時(shí),ICBO增長(zhǎng)很快,而ICEO增長(zhǎng)更快,IC也相應(yīng)增加,因此晶體管的溫度穩(wěn)定性較差。ICBO越大,β越高的管子,其穩(wěn)定性越差。
因此,在選用三極管時(shí),要求ICBO盡可能小,而β以不超過100為宜。301.3極限參數(shù)(1)集電極最大允許電流ICM
當(dāng)IC過大時(shí),三極管的
值要減小。在IC=ICM
時(shí),
值下降到額定值的三分之二。(2)集電極最大允許耗散功率
PCM過損耗區(qū)安全工作區(qū)
將IC與UCE乘積等于規(guī)定的PCM值各點(diǎn)連接起來,可得一條雙曲線。ICUCE<PCM
為安全工作區(qū)ICUCE>PCM為過損耗區(qū)ICUCEOPCM=ICUCE安全工作區(qū)安全工作區(qū)過損耗區(qū)過損耗區(qū)圖三極管的安全工作區(qū)311.3極限參數(shù)3.極間反向擊穿電壓外加在三極管各電極之間的最大允許反向電壓。
U(BR)CEO:基極開路時(shí),集電極和發(fā)射極之間的反向擊穿電壓。
U(BR)CBO:發(fā)射極開路時(shí),集電極和基極之間的反向擊穿電壓。
安全工作區(qū)同時(shí)要受PCM、ICM和U(BR)CEO限制。過電壓ICU(BR)CEOUCEO過損耗區(qū)安全工作區(qū)ICM過流區(qū)圖三極管的安全工作區(qū)32課堂練習(xí)1.工作在放大區(qū)的三極管,當(dāng)IB從20μA增大至40μA時(shí),IC從2mA變?yōu)?mA,其β值約為______。A.50B.100C.500D.1000
1.B2.B3.B2.一個(gè)三極管放大電路,IB=60μA,IC=2mA,β值50,這個(gè)三極管在什么狀態(tài)?A.放大B.飽和C.截止D.擊穿3.工作在放大區(qū)的三極管,已知β值100,IB=20μA,IE約為____mA。A.1B.2C.3D.43.2三極管放大電路主講教師:XXX34三極管放大電路0102030405放大電路的主要性能指標(biāo)基本共射極放大電路放大電路的分析方法分壓偏置式共射極放大電路共集電極放大電路06共基極放大電路01放大電路的主要性能指標(biāo)第一部分(1)電壓放大倍數(shù)AuUi和Uo分別是輸入和輸出電壓的有效值,單位是倍。電壓增益Gu(單位dB)與放大倍數(shù)的關(guān)系:Gu=20lgAu回顧對(duì)數(shù)特性:loga(mn)=loga(m)+loga(n)loga(m/n)=loga(m)-loga(n)也用電壓增益來衡量電路的放大能力。36放大電路的性能指標(biāo)(2)輸入電阻Ri放大電路一定要有前級(jí)(信號(hào)源)為其提供信號(hào)。輸入電阻是衡量放大電路對(duì)前級(jí)電路索取電壓的能力。
AuIi~USUi結(jié)論:輸入電阻越大,從其前級(jí)取得的電壓越大。37放大電路的性能指標(biāo)(3)輸出電阻Ro任何放大電路的輸出都可以等效成一個(gè)有內(nèi)阻的電壓源,從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻稱為輸出電阻RO結(jié)論:RO越小,負(fù)載電阻RL變化時(shí)UO的變化越小,稱為放大電路的帶負(fù)載能力越強(qiáng)。38放大電路的性能指標(biāo)fAuAum0.7AumfL下限截止頻率fH上限截止頻率通頻帶:fbw=fH–fL放大倍數(shù)隨頻率變化曲線用于衡量放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力。
(4)通頻帶39放大電路的性能指標(biāo)02基本共射極放大電路第二部分三極管在放大電路中的三種連接方式411.放大電路的三種連接方式2.共射放大電路的基本組成C2uo輸出becRcRbTRB+VCCVBBRCui輸入C1思考:若交流放大,輸入輸出如何連接?42可以省去電路改進(jìn):采用單電源供電RB+VCCVBBRCC1C2T432.共射放大電路的基本組成單電源供電電路+VCCRCC1C2TRB耦合電容隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系,同時(shí)能使交流信號(hào)順利輸入輸出。uiRL442.共射放大電路的基本組成單電源供電電路+VCCRCC1C2TRLRB集電極電源,保證三極管放大,為電路提供能量。直流信號(hào)交流信號(hào)
并存ui交流輸入。452.共射放大電路的基本組成單電源供電電路+VCCRCC1C2TRLRBui集電極電阻,將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸?62.共射放大電路的基本組成單電源供電電路+VCCRCC1C2TRLRBui基極電阻:1.給發(fā)射結(jié)提供正向偏置電壓;2.決定基極靜態(tài)電流IB的大小。472.共射放大電路的基本組成總結(jié)單電源供電電路+VCCRCC1C2TRLuiIBICIEIC=β
IB
,IE=IB+IC“放大”狀態(tài)下,發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏則:RB-+++集電結(jié)發(fā)射結(jié)NNPbce+48NPN:UC>UB>UEPNP:UC<UB<UE硅:UBE=0.7V鍺:UBE=0.2VIE=(1+β
)IB+VCCRCC1C2TRLuiIBICIERB-+++e+493.共射放大電路的工作原理50各點(diǎn)波形:RB+VCCRCC1C2uitiBtiCtuCEtuotuiiCuCEuoiB基本放大電路的放大過程tuBE3.共射放大電路的工作原理51
共射極放大電路假設(shè)在靜態(tài)工作點(diǎn)的基礎(chǔ)上,輸入一微小的正弦信號(hào)ui3.共射放大電路的工作原理03放大電路的分析方法第三部分
放大電路的分析方法放大電路分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析直流通路微變等效電路法交流通路估算法目的調(diào)節(jié)失真目的獲知放大電路參數(shù)性能531.畫直流通路和交流通路(1)直流通路:電容視為開路;交流信號(hào)源視為短路。(2)交流通路:電容(耦合電容、旁路電容等)視為短路;直流電源置零。例:開路開路RB+ECRCC1C2T直流通道RB+ECRC54(2)交流通路:電容(耦合電容、旁路電容等)視為短路;直流電源置零。短路短路置零RB+ECRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路ui551.畫直流通路和交流通路練習(xí):畫出直流通路和交流通路561.畫直流通路和交流通路求靜態(tài)工作點(diǎn)Q(1)根據(jù)直流通路估算(IBQ,UBEQ)IBQUBEQ+EC直流通道RBRC(2)根據(jù)直流通路估算(UCEQ、ICQ)(放大狀態(tài))(飽和狀態(tài))572.靜態(tài)工作點(diǎn)分析58
課堂練習(xí)微變等效電路分析法1、畫三極管的微變等效電路2、計(jì)算電壓放大倍數(shù)3、計(jì)算輸入電阻4、計(jì)算輸出電阻593.動(dòng)態(tài)分析:微變等效電路法RBRCRLuiuo交流通路bubeibuceicce等效rbe
ibibbce60(1)畫微變等效電路3.動(dòng)態(tài)分析:微變等效電路法(a)輸入回路等效為電阻iBuBE當(dāng)信號(hào)很小時(shí),將輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性。
uBE
iB對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言,三極管基極和射基之間可用交流電阻rbe來等效。rbb’的值一般為300歐。61(1)畫微變等效電路3.動(dòng)態(tài)分析:微變等效電路法(b)輸出回路等效為一個(gè)恒流源iCuCE(1)輸出端相當(dāng)于一個(gè)受ib控制的電流源。近似平行(2)uCE對(duì)iC幾乎無影響,等效電流源的內(nèi)阻非常大,用rce表示。rce的含義
iC
uCErbe
ibibbce62(1)畫微變等效電路3.動(dòng)態(tài)分析:微變等效電路法63放大電路的微變等效電路將交流通道中的三極管用微變等效電路代替:交流通路RBRCRLuiuouirbe
ibibiiicuoRBRCRL3.動(dòng)態(tài)分析:微變等效電路法63(2)參數(shù)計(jì)算——電壓放大倍數(shù)rbeRBRCRL643.動(dòng)態(tài)分析:微變等效電路法(3)參數(shù)計(jì)算——輸入電阻對(duì)于為放大電路提供信號(hào)的信號(hào)源來說,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表示。輸入電阻的定義:rbeRBRCRL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的輸入電阻。653.動(dòng)態(tài)分析:微變等效電路法(4)參數(shù)計(jì)算——輸出電阻rbeRBRC所以:663.動(dòng)態(tài)分析:微變等效電路法67
課堂練習(xí)68
課堂練習(xí)4.放大電路的分析案例
阻容耦合共射放大電路,已知UBE=0.7Vβ=50,Rb=377k,RC=6k,Rs=100,RL=3k,Vcc=12V,計(jì)算:1.電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q;2.reb,電壓放大倍數(shù)Au,Aus;3.輸入、輸出電阻Ri、Ro。例:69
IBQ=(Vcc
-UBE)/Rb=(12-0.7)/377=30(uA)ICQ=βIBQ=50×0.03=1.5(mA)UCEQ=Vcc
-ICQ·RC=12-1.5×6=3(V)解:1.靜態(tài)工作點(diǎn)Q根據(jù)直流通路可得:+VCC直流通道RBRC704.放大電路的分析案例2.電壓放大倍數(shù)Au畫出電路的微變等效圖如圖,則
Au=Uo/Ui=-(βRC//RL)/rbe而rbe≈rbb+26
/IBQ
=300+26mV/30uA
≈1.18k∴Au=-50×(6//3)/1.18=-85Aus=-79714.放大電路的分析案例3.輸入、輸出電阻Ri、RoRi=(Rb//rbe)=377//1.18≈1.18kRo=Rc=6k724.放大電路的分析案例73直流工作點(diǎn)測(cè)量電壓放大倍數(shù)測(cè)量注意:2N2218需要修改放大倍數(shù)為505.仿真測(cè)量電路參數(shù)74輸入電阻測(cè)量與計(jì)算輸出電阻測(cè)量與計(jì)算5.仿真測(cè)量電路參數(shù)75輸出電阻測(cè)量6.非線性失真分析共射放大電路非線性失真77①截止失真iCuCEuo輸出波形輸出電流ic也叫頂部失真6.非線性失真分析78②飽和失真iCuCEib輸入波形uo輸出波形也叫底部失真6.非線性失真分析796.非線性失真分析小結(jié)801.畫直流通路2.估算靜態(tài)工作點(diǎn);3.畫微變等效電路;4.計(jì)算動(dòng)態(tài)參數(shù);5.必要時(shí),進(jìn)行失真分析。放大電路的分析步驟:在分析放大電路時(shí)應(yīng)遵循先靜態(tài),后動(dòng)態(tài)的原則,只有靜態(tài)正常,動(dòng)態(tài)分析才有意義。04分壓偏置式共射放大電路第四部分1.分壓偏置式共射放大電路固定偏置式放大器電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但它的靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定,使放大器靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定的原因很多,比如電路參數(shù)發(fā)生變化、元器件的老化,電源電壓的波動(dòng)等,最主要的原因是溫度變化。
由于半導(dǎo)體材料具有熱敏特性,因此溫度的影響是不可避免的。溫度變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)有什么影響?82溫度對(duì)IB的影響iBuBE25oC50oCTIBQICQiCuCEQQ′總的效果是:溫度上升時(shí),輸出特性曲線上移,造成Q點(diǎn)上移。831.分壓偏置式共射放大電路RB1RCC1C2RB2CERERLuiEC842.分壓偏置式共射放大電路的組成3.電路的穩(wěn)壓原理TUBEIBICUEIC本電路穩(wěn)壓的過程實(shí)際是由于加了RE形成了負(fù)反饋過程I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE若使UB電壓基本穩(wěn)定85增加下偏置電阻RB2,RB1、RB2分壓確定UBI1I2IBRB1+ECRCTRB2RE在B點(diǎn):I1=I2+IB
設(shè)置參數(shù)使得電路滿足I2>>IB
,則I1≈I2
故UB電壓穩(wěn)定,基本與三極管的參數(shù)無關(guān)。
UB=EC863.電路的穩(wěn)壓原理4.電路的參數(shù)選擇87參數(shù)選擇說明:I1=(5—10)IB
UB=(5—10)UBE=3~5V(硅管)1~3V(鍺管)從穩(wěn)定Q考慮,I2越大越好,但會(huì)影響其它性能指標(biāo),所以既要使Q穩(wěn)定同時(shí)兼顧其它指標(biāo),一般選?。?.電路分析88一、靜態(tài)分析+ECI1I2IBRB1RCTRB2RERB1RCC1C2RB2CERERLui+EC89I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路一、靜態(tài)分析5.電路分析90【例】在上面所示電路中,已知晶體管(3DG4)β=30,UBEQ=0.7V,RB1=51kΩ,RB2=10kΩ,RC=3kΩ,足夠大。試求:1.靜態(tài)工作點(diǎn);
2.若β=60呢?
3.Au、Ri、Ro;?RE=1.5kΩ,RL
=3kΩ,VCC=12V,各電容的容量I1I2IBRB1+VCCRCTRB2RE5.電路分析91解:≈64μA1.靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算。47kΩ3kΩ20kΩ1.5kΩRCRL+VCC+-ui+-uoC2RB2RECEC1++v+RB16kΩ12VVB=VCC=3.58VIC≈IE==1.92mAUCE=VCC-
ICRC-
IERE≈VCC-
IC(RC+RE)IB=5.電路分析92兩種電路求靜態(tài)工作點(diǎn)Q總結(jié):分壓偏置式1.UBQ2.ICQ3.IBQ4.UCEQ固定偏置式1.IBQ2.ICQ3.UCEQ5.電路分析9393二、動(dòng)態(tài)分析+ECuoRB1RCC1C2RB2CERERLuirbeRCRLR'B微變等效電路uoRB1RCRLuiRB2交流通路5.電路分析94二、動(dòng)態(tài)分析uorbeRCRLR'B微變等效電路5.電路分析95【例】在上面所示電路中,已知晶體管(3DG4)β=30,UBEQ=0.7V,RB1=50kΩ,RB2=10kΩ,RC=3kΩ,試求:1.Q點(diǎn)2.Au、Ri、Ro;RE=1.5kΩ,RL
=3kΩ,VCC=12V,各電容的容量足夠大。rbeRCRLR'B微變等效電路5.電路分析96例:放大電路如下圖所示,已知:VCC=18V,RS=1k
,RB1=51k
,
RB2=10k
,RC=3k
,RE=1.5
,RL=3k
,rbb’=300
,電流放大系數(shù)
=90,電路中電容容量足夠大,試求:1.求靜態(tài)值IBQ
、ICQ和UCEQ(設(shè)UBEQ=0.7V);2.畫出放大電路的微變等效電路,求電壓放大倍數(shù)Au,源電壓放大倍數(shù)Aus,輸入電阻Ri,輸出電阻Ro
。3.去掉旁路電容CE,求電壓放大倍數(shù)Au,輸入電阻Ri。5.電路分析97CE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。問題1:去掉CE微變等效電路怎么畫?REI1I2IBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo5.電路分析98若去掉CE:放大倍數(shù)減小,但是輸入電阻增大,改善放大器性能。問題2:如果去掉CE,放大器放大倍數(shù)和輸入輸出電阻影響怎樣?RE5.電路分析99rbeRCRLRER'BRB1RCRLuiuoRB2RE5.電路分析小結(jié)100你需要掌握:1.分壓偏置式放大器結(jié)構(gòu)?2.分壓式偏置放大器靜態(tài)和動(dòng)態(tài)電路分析?3.RE除了穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)以外,對(duì)電壓放大倍數(shù)影響?對(duì)輸入電阻的影響?對(duì)輸出電阻的影響?4.RE的旁路電容有什么作用?總結(jié):分壓偏置式1.UBQ2.ICQ3.IBQ4.UCEQ固定偏置式1.IBQ2.ICQ3.UCEQ小結(jié)101性能參數(shù)基本共射極放大電路分壓式共射放大電路分壓式共射放大電路(無CE)放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)Q電壓放大倍數(shù)Au拓展:改進(jìn)的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的共射放大電路102RB1+VCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2電路結(jié)構(gòu)拓展:改進(jìn)的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的共射放大電路103I1I2IBRB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2靜態(tài)分析:直流通路104RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2動(dòng)態(tài)分析:交流通路RB1RCRLuiuoRB2RE1拓展:改進(jìn)的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的共射放大電路105交流通路:RB1RCRLuiuoRB2RE1微變等效電路:rbeRCRLRE1R'B拓展:改進(jìn)的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的共射放大電路05共集電極放大電路第五部分107共集放大電路(射極輸出器)VCCRB+
-RL+-uoRE++C1C2ui共射放大電路VS已學(xué)新學(xué)1.共集放大電路結(jié)構(gòu)108RB+ECC1C2RERLuiuoRB+ECRE直流通道靜態(tài)分析:2.共集放大電路的分析109IBIERB+ECRE直流通道靜態(tài)分析:2.共集放大電路的分析110rbeRERLRB微變等效電路RERBvs+-RL+-voRS交流通路動(dòng)態(tài)分析:2.共集放大電路的分析111(1)
電壓放大倍數(shù)動(dòng)態(tài)分析:rbeRERLRB相位相同。結(jié)論:輸入輸出同相,輸出電壓跟隨輸入電壓,故稱電壓跟隨器,也稱射極跟隨器。輸入電阻,輸出電阻怎么樣?2.共集放大電路的分析112(2)輸入電阻特點(diǎn):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。動(dòng)態(tài)分析:rbeRERLRB2.共集放大電路的分析113(3)
輸出電阻特點(diǎn):射極輸出器的輸出電阻很小,帶負(fù)載能力強(qiáng)。動(dòng)態(tài)分析:rbeRERLRB一般:所以:2.共集放大電路的分析114性能參數(shù)共射極放大電路共集電極放大電路放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)Q電壓放大倍數(shù)Au有電壓放大作用無電壓放大作用共射放大電路和共集放大電路的比較115性能參數(shù)共射極放大電路共集電極放大電路相位uo與ui反相位uo與ui同相位電流放大倍數(shù)Ai有電流放大作用有電流放大作用輸入電阻Ri輸入電阻適中輸入電阻大輸出電阻Ro輸出電阻適中輸出電阻小應(yīng)用多級(jí)放大電路的中間級(jí),實(shí)現(xiàn)低頻、電壓、電流的放大多級(jí)放大的輸入級(jí)、輸出級(jí)或中間緩沖級(jí)共射放大電路和共集放大電路的比較1163.電路仿真共集放大電路
仿真電路圖1173.電路仿真(1)測(cè)試電壓放大倍數(shù)(2)測(cè)試輸入電阻(3)測(cè)試輸出電阻1184.共集放大電路的應(yīng)用思考:放大電路的組態(tài)判斷助聽器語音放大電路02共基極放大電路第六部分1201.電路的組成共基極放大器的電路如圖所示,圖中CB為基極旁路電容,C1、C2是耦合電容。RB1和RB2分別是上、下兩個(gè)偏置電阻,RC是集電極直流負(fù)載,RE是發(fā)射極電阻,起穩(wěn)定工作點(diǎn)的作用。信號(hào)從晶體管的發(fā)射極和基極輸入,從集電極和基極輸出,基極是輸入回路和輸出回路的公共端,因此稱為共基極放大電路。1212.靜態(tài)工作點(diǎn)Q的估算上圖(b)為共基極放大電路的直流通路,顯然它和前面敘述的分壓偏置式放大電路的直流通路相同,因此靜態(tài)工作點(diǎn)Q的計(jì)算公式也與分壓偏置式電路相同,不再贅述。1223.動(dòng)態(tài)參數(shù)122Task6動(dòng)態(tài)參數(shù)Au、Ri、Ro1233.動(dòng)態(tài)參數(shù)(1)電壓放大倍數(shù)Au(2)輸入電阻Ri(3)輸出電阻Ro(4)共基極電路的主要特點(diǎn):①電流放大倍數(shù)接近于1。②輸入電壓與輸出電壓同相位。③輸入電阻小。④輸出電阻大。⑤具有電壓放大作用和功率放大作用。1244.三種組態(tài)放大電路的性能比較性能參數(shù)共射極放大電路共集電極放大電路共基極放大電路放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)Q電壓放大倍數(shù)Au有電壓放大作用無電壓放大作用有電壓放大作用1254.三種組態(tài)放大電路的性能比較性能參數(shù)共射極放大電路共集電極放大電路共基極放大電路相位uo與ui反相位uo與ui同相位uo與ui同相位電流放大倍數(shù)Ai有電流放大作用有電流放大作用無電流放大作用輸入電阻Ri輸入電阻適中輸入電阻大輸入電阻小輸出電阻Ro輸出電阻適中輸出電阻小輸出電阻大應(yīng)用多級(jí)放大電路的中間級(jí),實(shí)現(xiàn)低頻、電壓、電流的放大多級(jí)放大的輸入級(jí)、輸出級(jí)或中間緩沖級(jí)高頻放大電路、寬頻帶電路和恒流源電路項(xiàng)目總結(jié)(1)三極管按結(jié)構(gòu)分為NPN型和PNP型兩類。但無論何種類型,內(nèi)部都包含三個(gè)區(qū)、兩個(gè)結(jié),并由三個(gè)區(qū)引出三個(gè)電極。(2)三極管是放大元件,主要是利用基極電流控制集電極電流實(shí)現(xiàn)放大作用。實(shí)現(xiàn)放大的外部條件是:發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反向偏置。(3)三極管的輸出特性曲線可劃分為三個(gè)區(qū):飽和區(qū)、放大區(qū)和截止區(qū)。描述三極管放大作用的重要參數(shù)是電流放大系數(shù)。(4)基本放大電路有三種組態(tài),即共射極、共集電極和共基極電路。放大電路正常放大的前提條件是外加電源電壓的極性要保證三極管的發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏,有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。(5)基本放大電路的分析方法有兩種:一是圖解分析法,二是微變等效電路分析法。圖解分析法直觀方便,主要用來分析靜態(tài)工作點(diǎn)Q的位置是否合適,非線性失真和最大不失真輸出電壓等。微變等效電路分析法用于分析電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)。(6)基本共射放大電路中Q點(diǎn)受溫度影響大;分壓偏置放大電路可以穩(wěn)定工作點(diǎn)Q。(7)三種組態(tài)放大電路各自的特點(diǎn)如下:①
共射極電路:較大,、適中,輸出電壓與輸入電壓相位相反,常用作中間級(jí)電壓放大;②
共集電極電路:,大、小,帶負(fù)載能力強(qiáng),常用作輸入級(jí)、輸出級(jí)和緩沖級(jí)等;③
共基極電路:較大,小、,頻帶寬,適用于放大高頻信號(hào)。1263.3項(xiàng)目實(shí)施:分壓式共射放大電路的設(shè)計(jì)與制作主講教師:XXX128分壓式共射放大電路的設(shè)計(jì)與制作01020304分壓式共射放大電路的設(shè)計(jì)方案電路仿真及分析常用測(cè)試儀表的使用
電路安裝與調(diào)試12805
項(xiàng)目總結(jié)01分壓式共射放大電路的設(shè)計(jì)方案第一部分電路結(jié)構(gòu)2.元器件參數(shù)02電路仿真及分析第二部分1.仿真連線
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