第8章

放大電路基礎(chǔ)8.1基本放大電路簡(jiǎn)述8.2基本共射放大電路8.3共集電極放大電路8.4

多級(jí)放大電路8.5

OCL功率輸出級(jí)的特點(diǎn)第8章

放大電路基礎(chǔ)[教學(xué)要求]□建立放大器各種基本概念口掌握放大器基本單元電路的電特性口掌握分析放大器基本方法3估算法靜態(tài)分析微變等效電路法動(dòng)態(tài)分析計(jì)算機(jī)仿真

#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

解工作原理三極管放

大電路有

三種形式放大

電路

分析集電極電源，保

證集電結(jié)反偏，并

為電路提供能量集電極電阻，將

變化的電流轉(zhuǎn)變

為變化的電壓。#8.2基本共射放大電路8.2.1

共射放大電路的靜態(tài)估算法1、基本放大電路的組成耦合電容

10μF~50μF作用：隔直通交是否滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏?+VccRc基極偏

置電阻RB輸

入輸

出C?8.2基本共射放大電路8.2.1

共射放大電路的靜態(tài)估算法靜態(tài)分析

(采用估算法)靜態(tài)分析目的：求出電路的靜態(tài)工作點(diǎn)值根據(jù)直流通道估算Vcc-UBE_Vcc-0.7RBIc=βIBRB

RcIBUBEUCE=Vcc-IcRc

#工

作

點(diǎn)

值直流通道例

：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：Vcc=12V,Rc=4kΩ,RB=300kΩ,

β=37.5。Ic=βlB=βIg=37.5×0.04=1.5mAVCE=Ucc-IcRc=12-1.5×4=6VIB(15-50μA)Ic≈

幾個(gè)mA適中Uc≈Vcc/2IB(60μA

以上)Ic

(較大)Uc≈0.3V8.2RB[點(diǎn)擊仿真一般地，共射電路工作點(diǎn)值在各區(qū)時(shí)有如下具體標(biāo)志(參考):IB10μA

以下Ic

很小UCE≈Vcc

#解0-

R。300=0.04mA=40μA請(qǐng)注意電路中IB

和Ic的數(shù)量級(jí)。+VcRd截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)輸入微弱正弦信號(hào)，經(jīng)三極管放大后，輸出同頻、反相、放大的正弦信號(hào)#

各點(diǎn)波形點(diǎn)擊

祥看8.2.2

共射放大電路的圖解分析法

基本工作過(guò)程直流載交流

純交流iBuiuu?,RBC?結(jié)

論純交流ucucu;8.2.2

2.1.2

放

大

電

路

的

圖

解

分

析

法1.從輸入輸出曲線上求三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)(IBo;IcoUcEe)2.觀察各處波形有無(wú)失真3.

作圖求出電壓放大倍數(shù)U?/U;

依UCE=Ec-IcRc

依

UBE求

出IBo

Q點(diǎn)與縱軸

畫(huà)出直流負(fù)載線交點(diǎn)為IcoQ1co與IBo交

點(diǎn)

為Q

點(diǎn)IBoIBIBQUBEUBEQ點(diǎn)與橫軸交

點(diǎn)

為UC

EQ目

的UCEQuCE怎么變化ibUCE波形有無(wú)失真?IBibt會(huì)引起

i

很大的變化假設(shè)uBE有一

微小的變化也會(huì)引起

ic很大的變化Q

tBEu;

Q

點(diǎn)這樣變化uc相位如何#uce與u:反相!

放大倍數(shù)?圖解分析法---動(dòng)態(tài)分析8.2.2#A=“=iBuiu。Ucu?直流載交流

純交流電壓放大倍數(shù)?各點(diǎn)波形8.2.2純交流-8.2.2

工作點(diǎn)不合適，會(huì)引起波形失真iBict波形發(fā)生失真tIBQ點(diǎn)擊仿真?zhèn)€iuCE#QUBE"1.三極管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。2.正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)Q

,使整個(gè)波形處于放大區(qū)。3.輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。4.輸出回路將變化的i

轉(zhuǎn)化成變化的

uce,

經(jīng)電容濾波只輸

出交流信號(hào)。#實(shí)現(xiàn)放大的條件8.2.2與實(shí)現(xiàn)放大的條件相對(duì)應(yīng)，判斷的過(guò)程如下：1.信號(hào)能否輸入到放大電路中。2.信號(hào)能否輸出。3.晶體管必須滿足發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。4.正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。如果已給定電路的參數(shù)，則計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)來(lái)判斷；如果未給定電路的參數(shù)，則假定參數(shù)設(shè)置正確。#如何判斷一個(gè)電路是否能實(shí)現(xiàn)放大?8.2.28.2.3

放大電路的動(dòng)態(tài)分析估算法靜態(tài)分析微變等效電路法動(dòng)態(tài)分析計(jì)算機(jī)仿真放大

電路

分析#當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，將輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性對(duì)輸入的小交流

信號(hào)而言，三極

管相當(dāng)于電阻rbe8.2.3共射放大電路的微變等效電路分析法

B

C1.三極管的微變等效電路

E輸入回路iB△iBBrbeE即

：UBErbe的量級(jí)從幾百歐到幾千歐對(duì)于小功率三極管：BE等效為8.2.3共射放大電路的微變等效電路分析法1、三極管的微變等效電路輸入回路

B

等效為

BrbeE輸出回路

由于有

ic=Birc

的含義?

rbe=300(Ω)+(1+rce值很大，可略

B

·BE26(mV)IE(mA)CBi?rbeE

EB

CE特點(diǎn)：負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。#8.2.32、放大電路的微變等效電路分析法電壓放大倍數(shù)的計(jì)算微變等

效電路8.2.32、放大電路的微變等效電路分析法輸入輸出電阻的計(jì)算輸入與輸出電阻的定義：Rj

ro≈Rc

rbeRc輸入電阻r?

輸出電阻r?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。

#UBE固定偏置電路的Q

點(diǎn)是不穩(wěn)定的，易靠近飽和區(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)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)#CEO決定，而這三個(gè)參數(shù)均隨溫度而變化，因此說(shuō)溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)有影響iB50℃25℃1.靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的原理T—→

?

l

一?

UE一?

UBEIc↓

—

Ig↓8.2.4

分壓式偏置電路(工作點(diǎn)的穩(wěn)定靜態(tài)共射放大電路)C?R?」CEUE=UB-UBEu。ReRERB?[C?RB?1.

靜態(tài)分析見(jiàn)仿真電路u;。+VccRB

RC

C?

C?R?uRECE見(jiàn)仿真電路Ic≈1E=23mAu。UCE=Vcc-IcRc-IERE=12-2.3×2-2.3×1=5.1V#例

：已知β=50,Ec=12V,RB?=7.5kΩ,RB?=2.5kΩ,

Rc=2kΩ,RB=1kΩ,

求該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。UB-UBE=2.3mARER+RVcc=3VIE=8.2.4

分壓式偏置電路動(dòng)態(tài)分析畫(huà)微變等效電路R'B

rbel

BL?R[Rc求電壓放大倍數(shù)求輸入

電阻RBI[C?RB?[RCRERLCECCC?u?#靜態(tài)分析不受影響動(dòng)態(tài)分析不同

微變等效電路變?yōu)椋篟's

rbeL

B

R?[RcRERB?C?u;

RB?[ro≈Rc8.2.4

問(wèn)題1:如果去掉CE,

電路如何分析?-βRc//Rrbe+(1+β)REr?=RBI//RB?//[rbe+1+βRE]RcRE[RLCECCC?Au=Uo#靜態(tài)分析不受影響

僅R

變?yōu)镽?+RB?動(dòng)態(tài)分析

微變等效電路：IbR′g

rbe

Rz[RcRe1A,=

-βRc//R

ro≈RcTbe+(1+β)RE1r?=RB?//RB?//[rbe+1+βRE]R.TRE1

RR?D

C8.2.4

問(wèn)題2:如果電路如下圖所示，如何分析?RB?Cu。#us接下頁(yè)#12KC?3K1.5KQ500例題

1)求靜態(tài)值2)求電壓放大倍數(shù)A3)

求r

和r?8.2.4解：靜態(tài)值=7.12V0+20VAu=-βc=34225=-106.6r;=12//3//0.426=360Ωro≈Rc=1.5kΩ0+20V1.5KQ5008.2.4

例題

1)求靜態(tài)值2)求電壓放大倍數(shù)A3)

求r

和r?rbeLRc解

2

)先畫(huà)微變等效電路：12KC?s3KusR'BRsus#0+10V3KQ2001.8K#1)求靜態(tài)值2)畫(huà)微變等效電路3)求電壓放大

倍數(shù)A

4)求Ausm

5

)

求r?和r?4K

R.us.3V8.2.4

例題100KC?靜態(tài)值解：33K5)

求輸入電阻和輸出電阻r;=100//33//(2.9+101×0.2)=12Kro≈Rc=3kΩ8.2.4

例題解

2)R'BRsusrbeRE2)畫(huà)微變等效電路：3)求Au=U?IU?R?rbe

BI?

U,

RBR

R,[(1+β)RLAu=rbe+(1+β)R'RL=RE//R#靜態(tài)分析8.3共集電極放大電路-射極輸出器電路構(gòu)成CCR?C?RE

Rz

u?動(dòng)態(tài)分析E輸入電阻

r;r?=RB

//{rbe+(1+β)R}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

小且取得的信號(hào)大。輸入電阻輸出電阻較小，可以提高帶負(fù)載能力8.3

射極輸出器詳看輸出電阻的推導(dǎo)R′=R

//R#1.將射極輸出器放在電路的首級(jí)，可以提高輸入電阻。2.將射極輸出器放在電路的末級(jí)，可以降低輸出電阻，提高帶

負(fù)載能力。3.將射極輸出器放在電路的兩級(jí)之間，可以起到電路的匹配作用。rbe+(1+P)KLr;=RB//{rbe+(1+β)R}(R′=RE//R?)2.輸出電阻小3.放大倍數(shù)約為1#Vcc-UBER?+(1+BR,8.3

射極輸出器小結(jié)射極輸出器的使用動(dòng)態(tài)分析R'=R,//RE靜RB[REC?R?|

u01.

求A

、r?

和

r

。。2.

設(shè)：R=1kΩ,求：Aus

、r:

和r。。例：已知射極輸出器的參數(shù)如下：

RB=570kΩ,R_E=5.6kΩ

,

R_L=5.6kΩ

,

β=100

，V_CC=12V8.3解：IE=(1+β)IB=1.01mA30+101×2610=29k2Vcc-UBERB+(1+β)R3.Rz=1kΩ

時(shí)，求Au。26(mV)IE(mA)rbe=300(Ω)+(1+β)IB

二1.

求Au

、r;

和r。。rbe

βL?RBRB

R?|

U。微變等效電路r;=RB//[re+(1+β)R']=570//[2.9+(1+100)×2.8]

=190kQR

B=570kΩ

,

R

E=5.6kΩ

,Rz=5.6kΩ,β=100,Vcc=12Vrbe=2.9

kΩ,R?=01+β)R6e+(1+β)R′101×2.82.9+101×2.8A==0.998.3rbe

βI,R?RBR?微變等效電路2.

設(shè)

：R?=1kΩ,求

：A?

、r;和r

。

8.3RB=570kΩ,RB=5.6kΩ,Rz=5.6kΩ,β=100,Vcc=12Vr=RB//[rie+(1+β)R'z]=190kΩU,3.R?=1kQ

和∞時(shí)，求A

。

8.3A,=

1+β)R{r%e+(1+β)R′比較：空

載

時(shí)

，A,=0.995Rz=5.6kΩ

時(shí)，A?=0.990Rz=1kΩ時(shí)，A=0.967可見(jiàn)：

射極輸出器帶負(fù)載能力強(qiáng)。101×(5.6//1)2.9+101×(5.6//1)101×5.62.9+101×5.6·R?=1kΩ

時(shí)·R?=∞

時(shí)=0.967=0.995耦合：即信號(hào)的傳送。耦合方式：直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合；光電耦合。多級(jí)放大電路對(duì)耦合電路要求：1.靜態(tài)：保證各級(jí)Q點(diǎn)設(shè)置2.

動(dòng)態(tài)：傳送信號(hào)，波形不失真，減少壓降損失第二級(jí)

放大電路第

n

級(jí)放大電路功放級(jí)第

n-1

級(jí)放大電路第一級(jí)放大電路8.4多級(jí)放大電路8.4輸入輸

出#8.4

典型電路分析

設(shè)：β?=β?=50,rbe1=2.9kΩ,+Vcc

rbe?=1.7

kΩR?

R?

Rc?

(+24V)

求1)各級(jí)靜態(tài)值1M

C?

82k

10kC?靜態(tài)分析：Q

點(diǎn)計(jì)算同單級(jí)U。動(dòng)

態(tài)分析：關(guān)

鍵

：考慮級(jí)間影響T?i2RE278kR10k|CE=RL1方法

：U。=U后級(jí)27k

43kri2前級(jí)T?RE?

R?Rs20kC?o1U

，B?RcB?Rc2/R?be2ri21+B?)Re1/1i2rbe?+1+β?)RE//ri?r?=Rc?RsR?

//rbe2微變等效電

路ri2=R?//r;=R?//[rbe+(1+β?RE?//ri?]8.4

典型電路動(dòng)態(tài)分析belR?RE1R?o1RST?代入數(shù)值Ti2=R?//R?//Tbe2其

中

：

RL?′=RE?//ri?=RE?//R?//R?//rbe1=RE?//RL?=RE?/I

r;?=27//1.7≈1.7kΩ∴r;

=1000//(2.9+51×1.7)≈82kΩ2.r?=Rc=10kΩri2=R?//R3//Tbe2

ro=RC2r?=R?//[rbe+(1+β?RE?//ri?]#A??=A×A?=-147×0.778=-114.4電壓放大倍數(shù)例

：放大電路由下面兩個(gè)放大電路組成。已知VCC=15V,R?=100kΩ,R?=33kΩ,RE?=2.5kΩ,Rc=5kΩ,β?=60,;RB=570kΩ,RE?=5.6kΩ,β?=100,Rs=20kΩ,R?=5kΩ+VccRcC?2T?u。RE1CE電路一RC?1uiR?CnR?riT?RE?電路二C22u;1.

求直接采用放大電路一的放大倍數(shù)A和

A??o2.若信號(hào)經(jīng)放大電路一放大后，再經(jīng)射極輸出

器輸出，求放大倍數(shù)A、r?

和r。。3.

若信號(hào)經(jīng)射極輸出器后，再經(jīng)放大后放大電

路一輸出，求放大倍數(shù)Aus

。1.求直接采用放大電路一的放大倍數(shù)AR?

RcC?(1)由于Rs

大，而r

小，致使放大倍數(shù)降低；(2)放大倍數(shù)與負(fù)載的大小有關(guān)。例：Rz=5kΩ時(shí)

，A=-93;Rz=1kΩ時(shí)

，A=-31。RLRE

u?CErbe?=1.62kΩ,

rbe?=2.36kΩT?

=1.52

kΩRs|u;R?rir;=R?//R?//rbe和AusC?輸出電阻

用加壓求流法求輸出電阻R

rbe

βI?

電源置0

rbeR?

Rs

R?R|

設(shè)：R,=R,//RB

RB返回#8.31)

大信號(hào)工作，極限運(yùn)用功放管的工作電流Ic接近于ICM電壓Uce接近于U(BR)CEO,

損耗功率Pc接近于PCM損耗功率Pc接近于PCM電流幅值最大時(shí)，處于臨界飽合狀態(tài)2)功放管易損壞易失真

因工作電流和電壓大3)大信