1、1,第二章作業(yè)：1、3、4、5、6、7、9、12、13、18、20、21,2,放大的概念,放大指的是將微弱的變化信號(hào)放大成較大的信號(hào)。,變化量； 能量的控制，功率放大；不失真,模擬信號(hào),數(shù)字信號(hào),第二章 基本放大電路,3,大積木塊,小積木塊,基本電路,基本元器件,電子系統(tǒng),4,一、組成放大電路的條件：, 2.1 基本放大電路的組成和工作原理,1、在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)時(shí)一定要使管子工作在放大區(qū),(1)BJT：E結(jié)正偏，C結(jié)反偏；,(2)N溝道FET：UDS UGS-VTh(VP),UGS VTh(VP),2、信號(hào)一定能夠加在正偏的發(fā)射結(jié)上(FET加在GS上),P溝道FET：,BJT和FET的對(duì)偶關(guān)系：,

2、BG,ES,CD,3、放大的信號(hào)電流能夠流到負(fù)載上,5,放大電路的組件,VCC：基極、集電極電源，為電路提供能量。并保證T正確偏置，處于放大狀態(tài);,（由RC 、 Rb和VCC來滿足）,C1：將交流信號(hào)作用到發(fā)射結(jié)上；,C2：把放大信號(hào)加在負(fù)載上；,6,固定偏置共射放大電路,IBQ,ICQ,UCEQ,UBE=0.7V,+,Rb=300K, VCC=9V, =100，,確定Rc使放大電路 工作在放大狀態(tài),設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn),1、三極管安全：ICM PCM U(BR)CEO,2、失真,7,如何判斷一個(gè)電路是否能實(shí)現(xiàn)放大？,3. 晶體管必須偏置在放大區(qū)。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)，

3、使整個(gè)波形處于放大區(qū)。,1. 信號(hào)能否輸入到放大電路中。,2. 信號(hào)能否輸出。,與實(shí)現(xiàn)放大的條件相對(duì)應(yīng)，判斷的過程如下：,8,固定偏置電路,分壓式偏置電路,阻容耦合共射放大電路,直流偏置電路,固定偏置、分壓式偏置,阻容耦合放大電路：,（直接耦合、變壓器耦合）,9,阻容耦合共射放大電路及其直流通路,(a) 直流通路,即ui=0，Vcc作用下的通路。,C開路，L短路，Us短路，保留Rs。,RL,在直流電源作用下直流電流流經(jīng)的通路，靜態(tài),對(duì)于直流通路，（1）電容視為開路；（2）電感線圈視為短路；（3）信號(hào)源視為短路，但應(yīng)保留其內(nèi)阻。,10,阻容耦合共射放大電路及其交流通路,(b) 交流通路,交流通路

4、：Ui作用下的通路。,C短路，固定的直流電源VCC短路。,RL,11,放大電路的組態(tài),12,+,條件：I1I2Ib,13,各點(diǎn)波形,結(jié)論：,1、icib uoui,2、uo與ui反相,3、若不失真的放大，對(duì)輸入信號(hào)有限制,4、在信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，保證管子在放大區(qū)，保證信號(hào)要加在正偏的發(fā)射結(jié)上，保證輸出級(jí)的信號(hào)電流流過負(fù)載線,14,電壓增益,電流增益,互阻增益,互導(dǎo)增益,1、放大倍數(shù)(增益),放大器的主要性能指標(biāo),源電壓增益,15,功率放大倍數(shù),用分貝表示,16,2、 輸入電阻和輸出電阻,Ri=ui / ii,Ri越大， ui就越接近uS，信號(hào)源的衰減就越小。,Ri 是衡量放大器對(duì)信號(hào)源衰減程度的指

5、標(biāo),從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻,17,輸出電阻Ro,輸出電阻是表明放大電路帶負(fù)載能力的指標(biāo)。 Ro越小，放大電路帶負(fù)載的能力越強(qiáng)。,從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻,18,3、非線性失真,在放大電路中，輸出信號(hào)應(yīng)該成比例地放大輸入信號(hào)（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號(hào)不能反映輸入信號(hào)的情況，放大電路產(chǎn)生非線性失真。,非線性失真系數(shù)：,特點(diǎn)：產(chǎn)生了輸入信號(hào)中沒有的新的頻率成分；,19,4、 BJT放大電路的頻率響應(yīng)(頻率特性）,頻率響應(yīng)放大器的電壓 放大倍數(shù)隨頻率變化的規(guī)律,通頻帶,上限截止頻率fL 下線截止頻率fH,通頻帶是衡量放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的適應(yīng)能力的,20,二、分析

6、方法,使用BJT的特性曲線與外電路共同來求解的方法,21,圖解分析,圖解法是利用晶體管特性曲線和外電路來進(jìn)行求解的。具有形象、直觀的優(yōu)點(diǎn)。但對(duì)于小信號(hào)放大器，圖解法難以準(zhǔn)確地進(jìn)行定量分析。,22,3. 由直流負(fù)載列出方程 UCE=VCCICRc 4. 在輸出特性曲線上確定兩個(gè)特殊點(diǎn),即可 畫出直流負(fù)載線。,直流負(fù)載線的確定方法：,VCC 、 VCC /Rc,1. 在輸入回路列方程式UBE =VCCIBRb,2. 在輸入特性曲線上，作出輸入負(fù)載線，兩 線的交點(diǎn)即是Q。,5. 得到Q點(diǎn)的參數(shù)IBQ、ICQ和UCEQ。,23,(a)固定偏置電路,交流通路,ic,直流通路,24,（a） 輸入特性上求i

7、B,交流通路,動(dòng)態(tài)（交流）分析,25,（b）交流負(fù)載線的確定,交流負(fù)載線,與橫軸交點(diǎn),26,（c）輸出特性上求iC和uCE,Q,Q,Q,I,CQ,U,CEQ,u,CE,/V,i,C,/mA,u,CE,/V,i,C,/mA,t,t,交流負(fù)載線,20,uA,40,uA,60,uA,27,交流負(fù)載線的特點(diǎn):,d. 電路的工作點(diǎn)沿交流負(fù)載線移動(dòng)。,a. 斜率為1/RL,b. 經(jīng)過靜態(tài)工作點(diǎn)Q,c. 與橫軸的交點(diǎn)為UCEQ+ICQ RL,28,放大電路的動(dòng)態(tài)范圍,一、放大電路的消波失真,為了得到盡量大的輸出信號(hào)，要把Q設(shè)置在交流負(fù) 載線的中間部分。如果Q設(shè)置不合適，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū) 或飽和區(qū)，則造成非線性

8、失真,飽和失真： Q點(diǎn)太靠近飽和區(qū),截止失真： Q點(diǎn)太靠近截止區(qū),消波失真：,29,二、不產(chǎn)生消波失真的條件：,三、合適的靜態(tài)工作點(diǎn)最大動(dòng)態(tài)范圍,uo,最大不失真輸出信號(hào),交流負(fù)載線,30,通過圖解分析，可得如下結(jié)論： 1、 可以測(cè)量出放大電路的電壓放大倍數(shù)； 2、 可以確定最大不失真輸出幅度。,31,思路：將非線性的BJT等效成一個(gè)線性模型,條件：交流小信號(hào),線性模型,32,一、簡(jiǎn)化的混合等效電路,r bb是基極的內(nèi)電阻,r be是ib流過正偏發(fā)射結(jié),的交流電阻,gm：表示輸入回路對(duì)輸出的控制能力，表征BJT放大能力的指標(biāo),低頻小功率管的r bb 100300，常溫下UT 26mV,33,二

9、、簡(jiǎn)化的h參數(shù)等效模型, 電流源為一受控源，而不是獨(dú)立的電源。 電流源的流向不能隨意假定，而是由i b決定。 該模型僅適用于交流小信號(hào)，不能用于靜態(tài)和大信號(hào)分析。,34,2-3-3 微變等效電路分析的一般步驟,一般步驟 ：,1、畫出原電路的交流通路；,2、將交流通路中的晶體管用適當(dāng)?shù)男⌒盘?hào)模型取代 ；,3、簡(jiǎn)化電路；,4、列出輸入、輸出回路方程，求出各項(xiàng)性能指標(biāo)；,- h之間的關(guān)系：,u be=ib r be,=gm r be,rbe= r bb+ r be,35,分壓式偏置電路,2.4基本放大電路的中頻特性,直流通路,交流通路,36,一、 共射放大器的交流分析,2、畫出放大器的交流小信號(hào) 等

10、效電路（微變等效電路）,+,+,1、首先畫出放大器的直流通路,37,3、電壓放大倍數(shù)的計(jì)算：,“ -”號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓反相。 共射放大器電壓放大能力較強(qiáng)。負(fù)載電阻越大，放大倍數(shù)越大。,38,輸入電阻的計(jì)算：,根據(jù)輸入電阻的定義：,-,-,+,+,c,ui,L,b,be,R,r,R,R,uO,ib,ib,ic,ii,特點(diǎn)：共射放大器的輸入電阻較小,39,-,+,c,L,b,be,R,r,R,R,UO,輸出電阻的計(jì)算,iO,共射放大器的輸出電阻較大,輸出電阻是衡量放大電路帶負(fù)載能力的指標(biāo)。,40,運(yùn)用觀察的方法進(jìn)行三個(gè)參數(shù)的計(jì)算,+,+,41,二. 共基極放大電路,1. 靜態(tài)工作點(diǎn),42,

11、2. 動(dòng)態(tài)分析,43,（1）電壓放大倍數(shù),特點(diǎn)：共基極放大器輸入電壓與輸出電壓同相； 電壓放大能力較強(qiáng)（與共射放大器相當(dāng)）；,44,（2）輸入電阻,（3）輸出電阻,特點(diǎn)：輸入電阻很??；輸出電阻大,45,運(yùn)用觀察的方法進(jìn)行三個(gè)參數(shù)的計(jì)算,-,+,R,+,u,c,o,-,R,L,46,三、 共集電極放大電路(射極跟隨器）,1、靜態(tài)分析,47,2、動(dòng)態(tài)分析：,48,（1）電壓放大倍數(shù),49,（2）輸入電阻,特點(diǎn)：射極跟隨器的輸入電阻很大,50,（3）輸出電阻,+,e,b,c,R,be,r,L,R,b,e,R,ib,ib,-,+,u,i,特點(diǎn)：射極跟隨器的輸出電阻很小,51,運(yùn)用觀察的方法進(jìn)行三個(gè)參數(shù)

12、的計(jì)算,+,-,R,e,T,52,射極跟隨器的應(yīng)用,1、放在多級(jí)放大器的輸入端，提高整個(gè)放大器 的輸入電阻，減小對(duì)信號(hào)源的衰減。 2、放在多級(jí)放大器的輸出端，減小整個(gè)放大器的輸出電阻，提高帶負(fù)載的能力。,射極跟隨器的特點(diǎn)：電壓放大倍數(shù)1; 輸入阻抗高，輸出阻抗小。,53,3. 三種組態(tài)的比較,共集,共基,共射,uo與ui反相 uo與ui同相 uo與ui同相,1 1 1,（大） （?。?（大）,54,使用觀察法來求交流參數(shù) ：,b,模型,圖7,b,e,i,e,圖6,端增益,源增益,55,Ri,Ro,Au,極性的確定,56,場(chǎng)效應(yīng)管放大電路,分析幾個(gè)基本電路:,N溝道JFET,1、沒有接入RS時(shí)I

13、D是否為零？,2、RS從零開始逐漸增 大時(shí)，ID如何變化？,轉(zhuǎn)移特性,輸出特性,57, 無論是哪種場(chǎng)效應(yīng)管，都可以采用混合偏置電路,把FET設(shè)置在放大區(qū),12V,58,場(chǎng)效應(yīng)管的偏置及其電路的靜態(tài)分析:,1自給偏壓,IDQ,USQ= IDQ RS,UGSQ= -IDQ RS,(1) 電路,(2)自給偏壓原理,59,估算法:,輸入回路方程,(3) 靜態(tài)分析,VDD=18V、RD=3k、RS=1k、RG=1M，F(xiàn)ET的IDSS=7mA、VP=8V,當(dāng)管子工作于放大區(qū)時(shí),60,2分壓式偏置,圖中,靜態(tài)分析：,VDD=12V、RD=3k、RS=1k、RG1=100K， RG2=100K， IDO=2mA、Vth=2V,得：IDQ=2mA 和8mA（不在放大區(qū)）,4V,61,3信號(hào)的輸入和輸出,常用的耦合方式,一種典型的阻容耦合共源極放大電路,62,場(chǎng)效應(yīng)管的微變等效電路,簡(jiǎn)化的微變等效電路,63,場(chǎng)效應(yīng)管組成的三種基本放大電路,1共源極放大電路,微變等效電路,64,由圖可知,故,a. 求電壓放大倍數(shù),65,輸出電阻的定義：,c. 求輸出電阻Ro,b. 求輸入電阻Ri,特點(diǎn)：輸入電阻很大；輸出電壓反向,66,2. 共柵極放大電路,67,