1、第二章是放大電路的基本原理，2.1放大概念，2.2單晶體管共發(fā)射極放大電路，2.3放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)，2.4放大電路的基本分析方法，2.5工作點(diǎn)的穩(wěn)定性問題，2.6放大電路的三種基本配置，2.7場效應(yīng)管放大電路，2.8多級放大電路，2.1放大概念和本質(zhì)：實(shí)現(xiàn)能量控制。在放大電路中提供能量源，該能量源由具有較少能量的輸入信號控制，從而輸出更多的能量，然后推動負(fù)載。小能量對大能量的控制作用叫做放大。放大對象就是改變的量。元件：雙極晶體管和場效應(yīng)晶體管。2.2放大器電路的主要技術(shù)規(guī)格，圖2.2.1測試放大器電路技術(shù)規(guī)格的原理圖，1。放大系數(shù)，2。最大輸出幅度，即放大器電路可以向負(fù)載提供的最大輸出

2、電壓(或最大輸出電流)，而輸出波形沒有明顯失真，可以用峰峰值或有效值(Uom，Iom)來表示。3。非線性失真系數(shù)D，4。輸入電阻Ri，總諧波與基波分量之比，即從放大器電路的輸入端看到的等效電阻。輸出電阻Ro，從放大電路的輸出端看到的等效電阻。分別測量空載和輸出端負(fù)載R1的輸入端弦電壓和輸出電壓。輸出電阻越小，負(fù)載能力越強(qiáng)。6。通帶，7。最大輸出功率和效率，最大輸出功率無明顯失真。帶有Pom符號。效率PV:DC電源消耗的功率，fL fH，fL:下限頻率fH:上限頻率，圖2.2.2，2.3單管共發(fā)射極放大電路，2.3.1單管共發(fā)射極放大電路的組成，圖2.3.1單管共發(fā)射極放大電路的原理電路，vt:

3、 npn三極管，放大元件，VCC:為輸出信號提供能量；RC:當(dāng)iC通過Rc時，電流的變化轉(zhuǎn)化為集電極電壓的變化，并傳遞到電路的輸出端；VBB，Rb:為發(fā)射極結(jié)提供正向偏置電壓和靜態(tài)基極電流。2.3.2單管共發(fā)射極放大電路的工作原理。放大功能：圖2.3.1單管共發(fā)射極放大電路原理電路，2。組成放大電路的原理：(1)外部DC電源的極性必須使發(fā)射極結(jié)正向偏置，集電極結(jié)反向偏置。有：(2)輸入電路的連接應(yīng)能使輸入電壓u傳輸?shù)饺龢O管的基極電路，使基極電流產(chǎn)生相應(yīng)的變化iB。(3)輸出回路的連接應(yīng)能使可變集成電路轉(zhuǎn)換成可變電路并傳輸?shù)椒糯箅娐返妮敵龆恕?.主電路的缺點(diǎn)：(1)雙電源；(2) uI和uO不共

4、享。4.單管共發(fā)射極放大器電路，圖2.3.2單管共發(fā)射極放大器電路，C1和C2:阻斷電容或耦合電容；RL:是負(fù)載電阻。該電路也稱為阻容耦合單管共發(fā)射極放大電路。圖2.4.1(b)，2.4放大電路的基本分析方法，兩種基本分析方法，圖解法，略有變化的等效電路法，2.4.1 DC路徑和交流路徑，圖2.3.2(b)，圖2.4.1(a)，2.4.2靜態(tài)操作Ickibq，uceq=VCC icqrc，示例在圖中所示的單管共源共柵放大器電路中，VCC=12 V，Rc=3 k，Rb=280 k，NPN硅管=50，圖2.4.3(a)，解決方案：讓ubeq=0.7 v，ickibq=(500.04) ma=2 m

5、a，uceq=VCC icqrc=(12-23) v=6 v，2.4.3圖解法，可直接用作三極管1的輸入和輸出特性曲線。圖形分析的基本方法，(1)靜態(tài)圖形分析，首先用估計(jì)法計(jì)算輸入回路IBQ，UBEQ。用圖解法確定輸出電路的靜態(tài)值。方法：根據(jù)UCe=VCC-紅十字國際委員會公式，確定輸出電路和輸出特性兩個特殊點(diǎn)。圖2.4.3，由靜態(tài)工作點(diǎn)Q確定的ICQ和UCEQ為靜態(tài)值。圖2 . 4 . 3(a)示例說明了單管共發(fā)射極放大器電路及其特性曲線。眾所周知，Rb=280 k，Rc=3 k，集電極DC電源VCC=12 V。靜態(tài)工作，解決方案：首先估計(jì)IBQ，做DC負(fù)載線，確定Q點(diǎn)，根據(jù)VCC ICQ

6、Rc，iC=0，UCE=12V；uCE=0，iC=4 mA。0，iB=0 A，20 A，40 A，60 A，80 A，1，3，4，2，2，4，6，8，10，12，M，IBQ=40 A，ICQ=2 mA，UCEQ=6 V，uCE /V，由Q點(diǎn)確定的靜態(tài)值為：iC /mA，圖2.4.3(b)。(2)動態(tài)圖形分析。1.交流通道輸出電路，圖2.4.4。輸出通道的外部電路是并聯(lián)的Rc和RL。2。交流負(fù)載線，斜率為：3。動態(tài)工作條件的圖形分析，圖2.4.5(a)輸入電路的工作條件、圖2.4.5(b)輸出電路的工作條件，4。電壓放大系數(shù)，圖2.4.3(a)。輸入和輸出特性曲線如右圖所示，rl=3 k，uCE

7、=(4.57.5) v=-3 v，uBE=(0.720.68) v=0.04 v，解決方案：要確定交流負(fù)載線，取iB=(6020)A=40A，則輸入和輸出特性曲線存在。當(dāng)正弦波uI輸入單管共發(fā)射放大電路時，放大電路對應(yīng)圖2.4.6單管共發(fā)射放大電路的電壓和電流波形；2.圖解法的應(yīng)用：(1)用圖解法分析非線性失真；1.低靜態(tài)工作點(diǎn)會導(dǎo)致iB、ic和uCE、ib、ui的波形失真。結(jié)論：iB波形失真、截止失真、iC和uCE (uo、uo=uCE、IB=0、q、o、即a和b定義的輸出特性范圍。q盡可能設(shè)置在線段AB的中點(diǎn)。那么，AQ=量子位，量子位=量子位。(3)用圖解法分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響

8、。1.更改Rb，保持VCC和Rc不變。Rb增加，Rb減少，q點(diǎn)下移；q點(diǎn)上移；2。改變VCC，保持Rb和Rc不變；隨著VCC的增加，DC負(fù)載線向右平行移動，動態(tài)工作范圍增加，但管的動態(tài)功耗也增加。Q2，圖2.4.9(a)，圖2.4.9(b)，3。更改Rc，保持Rb和VCC不變；4。更改并保持Rb、Rc和VCC不變；隨著Rc的增加和DC負(fù)荷線斜率的變化，Q點(diǎn)向飽和區(qū)靠近。Q2，增加，內(nèi)部品質(zhì)因數(shù)增加，內(nèi)部品質(zhì)因數(shù)減少，然后品質(zhì)點(diǎn)移近飽和區(qū)。圖2.4.9 (c)，圖2.4.9 (d)，圖形摘要，1。它能形象地顯示靜態(tài)工作點(diǎn)位置與非線性失真之間的關(guān)系；2.便于估計(jì)最大輸出幅度；3.電路參數(shù)對靜態(tài)工作

9、點(diǎn)的影響可以直觀地表達(dá)出來；4.有利于靜態(tài)工作點(diǎn)的檢測。2.4.4微變量等效電路法，當(dāng)晶體管在小信號(微變量)條件下工作時，三極管的特性曲線在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的小范圍內(nèi)可以近似用直線段代替，三極管可以等效為一個線性元件。這樣，由非線性元件晶體管組成的放大器電路可以等效于線性電路。微觀變化的等價(jià)條件，研究的對象只是變量，而信號變化的范圍很小。1.H參數(shù)微變化的簡化等效電路，(1)三極管微變化的等效電路，晶體管的輸入特性曲線，rbe:晶體管的輸入電阻。在小信號條件下，rbe是一個常數(shù)。晶體管的輸入電路可以等效地用rbe代替。1.輸入電路，即靠近Q點(diǎn)的工作部分，近似被認(rèn)為是一條直線，可以認(rèn)為uBE與i

10、B成正比。圖2.4.10 (a)，2。輸出電路假設(shè)Q點(diǎn)附近的特性曲線基本上是水平的(ic與uCE無關(guān))，就數(shù)量而言，iC比iB大幾倍；從三極管的輸出端，可以用iB恒流源代替三極管；恒流源是受控源；是iB對iC的控制。圖2.4.10(b)，3。三極管簡化參數(shù)等效電路，注：這里忽略了uCE對集成電路和輸出特性的影響，在大多數(shù)情況下，簡化微變量等效電路的誤差對工程計(jì)算來說很小。圖2.4.11三極管簡化的高參數(shù)等效電路，4。電壓放大金；輸入電阻Ri，輸出電阻RO，Ri=rbe /Rb，Ro=Rc，圖2.4.12單管共源共柵放大器電路等效電路，(2)Rbe，rbb近似估算公式：基極區(qū)體電阻。reb:基極

11、發(fā)射極之間的結(jié)電阻。低頻和低功率管的rbb約為300。UT:溫度和電壓當(dāng)量。圖2.4.13，電流放大倍數(shù)和電壓放大倍數(shù)之間的關(guān)系，1。當(dāng)IEQ不變時，rbe越大，rbe越大，大值三極管的金不能成比例增加；2.當(dāng)該值為常數(shù)時，IEQ越大，rbe越小，可以獲得越大的金。這種方法更有效。(3)等效電路法的步驟(歸納)。1.首先，用圖解法或近似估算法確定放大器電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q。2.計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)的等效電路參數(shù)和微變化的徑向基函數(shù)。3.畫出放大電路的微變量等效電路?？梢韵犬嫵鋈龢O管的等效電路，然后畫出放大電路其余部分的交流路徑。4.列出電路方程并求解。其次，應(yīng)用微變量等效電路法，例如：單管放大電路用發(fā)

12、射極電阻，計(jì)算電壓放大系數(shù)和輸入輸出電阻。圖2.4.14與發(fā)射極電阻相連的放大電路，根據(jù)微變化的等效電路列方程，引入發(fā)射極電阻后，它減小。如果滿足(1) Re rbe，則與三極管和rbe的參數(shù)無關(guān)。2.引入稀土元素后，放大電路的輸入電阻增加。3。放大器電路的輸出電阻，使放大器電路的輸入端短路，使負(fù)載電阻RL開路，并忽略C和e之間的內(nèi)阻rce，figuRe 2.4.14(b)，re對輸出電阻的影響。在公式中，圖2.4.15計(jì)算了圖2.4.14(a)中電路輸出電阻的等效電路，該等效電路將被代入公式中，并且放大電路的輸出電阻在上述公式中是正常的，因此可以簡化為re=0，但考慮到rce的影響，顯然，R

13、e連接后三極管集電極與公共端之間的等效電阻有了很大的提高。2.5工作點(diǎn)的穩(wěn)定性，2.5.1溫度對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響，三極管是一個對溫度非常敏感的元件。溫度變化對管道參數(shù)的主要影響如下：1 .UBE改變了。UBE的溫度系數(shù)約為2毫伏/攝氏度，也就是說，每升高1攝氏度，UBE就會降低2毫伏。2.改變。當(dāng)溫度上升1C時，該值分別增加0.5%和1%，溫度系數(shù)更加分散。3。ICBO改變了。10C溫度每升高一次，ICBQ將增加一倍，這表明ICBQ將隨溫度呈指數(shù)增長。溫度上升將導(dǎo)致集成電路增加，q值上升。波形很容易失真。T=20，T=50，圖2.5.1溫度對q點(diǎn)和輸出波形的影響，2.5.2靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路，

14、1。電路組成，分壓偏置電路，電流負(fù)反饋工作點(diǎn)穩(wěn)定電路，ticqiequegbeq(=UBQ)然而，隨著Re的增加，UEQ增加。為了保持產(chǎn)量不變，VCC必須增加。2.當(dāng)連接Re時，電壓放大倍數(shù)將大大降低。大電容Ce并聯(lián)在Re兩端，交流電壓降可以忽略，所以Au的影響很小。Ce稱為旁路電容。3.為了確保UBQ基本穩(wěn)定，紅外IBQ要求Rb1和Rb2更小，但這將增加電阻的功耗并降低電路的輸入電阻。實(shí)際上，Rb1和Rb2的值是被選擇的，即IR=(510)IBQ和UBQ=(510)UBEQ。2。靜態(tài)和動態(tài)分析，靜態(tài)分析，由于紅外IBQ而可用(估計(jì))，靜態(tài)基極電流，動態(tài)分析，2.6放大器電路的三種基本配置，三

15、種基本連接，共發(fā)射極配置，共集電極配置，2.6.1共集電極放大器電路，(b)等效電路，發(fā)射極輸出，圖2如果靜態(tài)基極電流是從基極回路獲得的，(a)電路圖如圖2.6.1所示，共集電極放大器電路，以及(b)電流放大系數(shù)，因此， (c)電壓放大系數(shù)，結(jié)論是電壓放大系數(shù)總是小于1，但接近1，輸出電壓、r0，圖2.6.2發(fā)射極輸出r0的等效電路，圖2.6.2共基放大器電路，圖2.6.3共基放大器電路，(a)主電路，VEE確保發(fā)射極結(jié)的正向偏置；VCC保證集電極結(jié)的反向偏置；三極管在放大區(qū)工作。(b)實(shí)際電路使用電源VCC，由Rb1和Rb2分壓，提供基極正向偏置電壓。1。靜態(tài)工作點(diǎn)(IBQ、ICQ、UCEQ)，實(shí)際電路如圖2.6.3(b)、2所示。電流放大系數(shù)，微變化等效電路，可以從圖中得到：因此，因?yàn)樗∮?且近似等于1，所以公共基極放電電路沒有電流放大效應(yīng)。圖2.6.4共基放大電路的等效電路；3.電壓放大系數(shù)，可通過微變量等效電路獲得；共基放大電路沒有電流放大效應(yīng)，但有電壓放大效應(yīng)。電壓放大系數(shù)等于共發(fā)射極電路的放大系數(shù)，但沒有負(fù)號，表明電路的輸入和輸出信號同相。4。輸入