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半导体三极管交流放大电路解读

半导体三极管交流放大电路解读
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第2章半导体三极管交流放大电路

本章重点

1.掌握共发射极放大电路、分压式偏置电路的工作原理和静态工作点估算;

2.了解负反馈在放大电路中的应用;

3.掌握共发射极放大电路的图解分析法和估算法。

4.掌握功率放大电路的分析法。

本章难点

1.共发射极电路的工作原理。

2.估算静态工作点,电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。

3.分压式偏置电路的工作原理。

4.功率放大电路。

1 放大器的基本概念

1 放大器概述

放大器:把微弱的电信号放大为较强电信号的电路。基本特征是功率放大。

扩音机是一种常见的放大器,如图3.1.1所示。

声音先经过话筒转换成随声音强弱变化的电信号;再送入电压放大器和功率放大器进行放大;最后通过扬声器把放大的电信号还原成比原来响亮得多的声音。

图3.1.1 扩音机框图

2 放大器的放大原理框图

放大器的框图如图3.1.2所示。左边是输入端,外接信号源,v i、i i分别为输入电压和输入电流;右边是输出端,外接负载,v o、i o分别为输出电压和输出电流。

图3.1.2 放大器的框图

第一节共发射机交流电压放大电路

一、电路的组成和电路图的作用

1.电路组成

共发射极放大电路如图所示。

2.元件作用

VT ——三极管,起电流放大作用

G B ——基极电源。通过偏置电阻R b ,

保证发射结正偏。

G C ——集电极电源。通过集电极电阻

R C ,保证集电结反偏。

R b ——偏置电阻。保证由基极电源G B 向基极提供一个合适的基极电流。

R C ——集电极电阻。将三极管集电极

电流的变化转换为集电极电压的变化。

C 1、C 2——耦合电容。防止信号源以及负载对放大器直流状态的影响;同时保

证交流信号顺利地传输。即“隔直通交”。

3.电路图的画法

如图所示。“⊥”表示接地点,实际使用时,通常与设备的机壳相连。R L 为负

载,如扬声器等。

电路中电压和电流符号写法的规定

1.直流分量:用大写字母和大写下标的符号,如I B 表示基极的直流电流。

2.交流分量瞬时值:用小写字母和小写下标的符号,如i b 表示基极的交流电

流。

3.总量瞬时值:是直流分量和交流分量之和,用小写字母和大写下标的符号,

如i B = I B + i b ,即表示基极电流的总瞬时值。

二、 共射放大电路的静态分析

(一) 直流通路

静态:无信号输入(v i = 0)时电路的工作状态。

直流通路和交流通路画法

(1) 直流通路:电容视为开路,电感视为短路,其它不变。

(2) 交流通路:电容和电源视为短路。

例:放大电路的直流通路和交流通路如图 (b )、(c )所示。

直流分量反映的是直流通路的情况;交流分量反映的是交流通路的情况。

图2.2 共发射极放大电路

静态工作点

Q

如图2.4所示,静态时晶体管直流电压V BE 、V CE 和对应的I B 、I C 值。分别记作

V BEQ 、I BQ 、V CEQ 和I CQ 。

b BEQ

G BQ R V V I -= (3.2.1)

BQ CQ I I β= (3.2.2)

c CQ G CEQ R I V V ?-= (3.2.3)

V BEQ :硅管一般为0.7 V ,锗管为0.3 V 。

[例.2.1]在所示单级放大器中,设Ω=Ω==k 220k 2V 12b c G R R V ,,,β = 60。

求放大器的静态工作点。

解 从电路可知,晶体管是NPN 型,按照约定视为硅管,则V BEQ = 0.7 V ,则

V 6k 2mA 3V 12mA 3A 5060A 51k 220V 70V 12c CQ G CEQ BQ CQ b BEQ

G BQ =Ω?-=-==μ?==μ≈Ω

?-=-=R I V V I I R V V I β

(二)、用图解法分析静态工作点

图解法:利用晶体管特性曲线,通过作图分析放大器性能。

1.直流负载线

电路如图3.3.1(a )所示,直流通路如图3.3.1(b )所示。

由直流通路得CE V 和C I 关系的方程为

c C G CE R I V V -=

(3.3.1)

根据式3.3.1在图3.2晶体管输出特性曲线族上作直线MN ,斜率是

c

1R 。由于c R 是直流负载电阻,所以直线MN 称为直流负载线。

2.静态工作点的图解分析

如图3.3.2所示,若给定B3BQ I I =,则曲线B3BQ I I =与直线MN 的交点Q ,即

为静态工作点。过Q 点分别作横轴和纵轴的垂线得对应的CEQ V 、CQ I 。由于晶体管

输出特性是一组曲线,所以,对应不同的BQ I ,静态工作点Q 的位置也不同,所对

应的CEQ V 、CQ I 也不同。

图.3.2 静态工作点的图解分析 c CQ cc CE R I U U ?-=

坐标点: M (U CC ,0)

N (0,U CC /R C )

Tga =--1/R C

b BEQ c

c BQ R V U I -=

BQ CQ I I β=

三. 共射极放大电路的动态分析

(一).信号放大原理

交流信号电压v i [如图3.2.7(a )所示]经过电容C 1作用在晶体管的发射结,引起

基极电流的变化,这时基极总电流为

i B = I BQ + i b ,波形如图3.2.7(b )所示。

由于基极电流对集电极电流的控制作用,集电极电流在静态值I CQ 的基础上跟

着i b 变化,波形如图3.2.7(c )所示。

即i C = I CQ + i c 。

同样,集电极与发射极电压也是静态电压V CEQ 和交流电压v ce 两部分合成,即

v CE = V CEQ + v ce (3.2.4)

由于集电极电流i C 流过电阻R c 时,在R c 上产生电压降i C R c ,则集电极与发射

极间总的电压应为

c c CEQ c c c CQ G c

c CQ G c C G CE )(R i V R i R I V R i I V R i V v -=--=+-=-= (3.2.5)

比较式(3.2.5)与式(3.2.4)可得

c c ce R i v -= (3.2.6)

式中负号表示c i 增加时ce υ将减小,即ce υ与c i 反相。故CE υ的波形如图3.2.7(d)所示。

经耦合电容C 2的“隔直通交”,放大器输出端获得放大后的输出电压,即

c c ce

o R i v v -== (3.2.7)

波形如图3.2.7(e )所示。由图可见,v o 与v i 反相。

从信号放大过程来看,在共射放大电路中,输入电压与输出电压频率相同,相

位相反。

(二).静态工作点与动态范围之间的关系

放大器的静态工作点(见L2)

若把图3.2.4中的R b 除掉,电路如图3.2.5所示,则I BQ = 0,当输入端加正弦信

号电压v i 时,在信号正半周,发射结正偏而导通,输入电流i b 随v i 变化。在信号负

半周,发射结反偏而截止,输入电流i b 等于零。即波形产生了失真。

图3.2.5 除去R b 时放大器工作不正常 图3.2.6 基极电流的合成 如果b R 阻值适当,则I BQ 不为零且有合适的数值。当输入端有交流信号v i 通过

C 1加到晶体管的发射结时,基极电流在直流电流I BQ 的基础上随v i 变化,即交流b i 叠

加在直流BQ I 上,如图3.2.6所示。如果BQ I 的值大于b i 的幅值,那么基极的总电流

I BQ + i b 始终是单方向的电流,即它只有大小的变化,没有正负极性的变化,这样就

不会使发射结反偏而截止,从而避免了输入电流i b 的波形失真。

综上可见,一个放大器的静态工作点是否合适,是放大器能否正常工作的重要条

件。

设置静态工作点的目的: 使输入信号工作在三极管输入特性的线形部分,避开非

线形部分给交流信号造成的失真。

静态工作点与波形失真的图解

1.饱和失真

如果静态工作点接近于A Q ,在输入信号的正半周,管子将进入饱和区,输出电

压v ce 波形负半周被部分削除,产生“饱和失真”。

2.截止失真

如果静态工作点接近于B Q ,在输入信号的负半周,管子将进入截止区,输出电

压v ce 波形正半周被部分削除,产生“截止失真”。

3.非线性失真

非线性失真是由于管子工作状态进入非线性的饱和区和截止区而产生的。从图

3.3.5可见,为了获得幅度大而不失真的交流输出信号,放大器的静态工作点应设置

在负载线的中点Q 处。

图 静态工作点引起的非线性失真

3 负反馈在放大电路中的应用

1 反馈及其分类

反馈:把放大器输出端或输出回路的输出信号通过反馈电路送到输入端或输入

回路,与输入信号一起控制放大器的过程。

反馈电路:由电阻或电容等元件组成。

如图4.2.1所示。图中v i 为输入信号,v o 为输出

信号,v f 为反馈信号。

反馈的分类及判别方法:

一、正反馈和负反馈

正反馈:反馈信号起到增强输入信号的作用。

判断方法:若反馈信号与输入信号同相,则为正反馈。

负反馈:反馈信号起到削弱输入信号的作用。

判断方法:若反馈信号与输入信号反相,则为负反馈。

图4.2.1 反馈放大器框图

二、电压反馈和电流反馈

电压反馈:如图 (a )所示,反馈信号与输出电压成正比。

判断方法:把输出端短路,如果反馈信号为零,则为电压反馈。

电流反馈:如图 (b )所示,反馈信号与输出电流成正比。

判断方法:把输出端短路,如果反馈信号不为零,则为电流反馈。

电压反馈和电流反馈框图 串联反馈和并联反馈框图

三、串联反馈和并联反馈

串联反馈:如图 (a )所示,净输入电压由输入信号和反馈信号串联而成。

判断方法:把输入端短路,如果反馈信号不为零,则为串联反馈。

并联反馈:如图 (b )所示,净输入电流由反馈电流与输入电流并联而成。

判断方法:把输入端短路,如果反馈信号为零,则为并联反馈。

[例] 判别图 (a )和(b )电路中反馈元件引进的是何种反馈类型。

解 (1) 电压反馈和电流反馈的判别

当输出端分别短路后,图(a )中v f 消失,而图(b )中,管子2V 的2E i 不消失,即

v f 不等于零,所以图(a )是电压反馈,图(b )是电流反馈。

(2) 串联反馈和并联反馈的判别

当输入端分别短路后,图(a )中v f 不消失,图(b )中的v f 消失,所以图(a )是串

联反馈,图(b )是并联反馈。

(3) 正反馈和负反馈的判别

采用信号瞬时极性法判别,设某一瞬时,输入信号v i 极性为正“+”,并标注在

输入端晶体管基极上,然后根据放大器的信号正向传输方向和反馈电路的信号反向

传输方向,在晶体管的发射极、基极和集电极各点标注同一瞬时的信号的极性。可

见,图(a )中反馈到输入回路的v f 的极性是“+”,与输入电压v i 反相,削弱了v i 的

作用,所以是负反馈;而图(b )中,反馈到输入端的f i 极性是“-”,它削弱了v i 的

作用,所以也是负反馈。

2 负反馈对放大器性能的改善

一、提高了放大倍数的稳定性

以图4.2.5电压串联负反馈电路为例作简要说明。由图可知,

反馈电压 o 212f v R R R v +=

反馈系数 o

f v v F = (4.2.1)

设v A ——放大器无反馈时的放大倍数;

V i ' ——净输入电压;

f v A ——加入负反馈后的放大倍数,则

'

i o i o f v v A v v A v v ==

; 因为 ''i o f f i i v FA Fv v v v v v ==+=; 所以 ''i i i v FA v v v +=

于是有

v v

v v v A FA v FA v A A ?+=+?=11')1('i i f (4.2.2)

即 v v A A

可见,v A 是f v A 的 )1(v FA +倍,)1(v FA +愈大,f v A 比v A 就愈小。

)1(v FA +:放大器的反馈深度。如果负反馈很深,即1)1(>>+v FA 时,则

F

FA A FA A A v v v v v 11f =≈+= (4.2.3)

可见,在深度负反馈条件下,反馈放大器的放大倍数A v f 仅取决于反馈系数F ,而与A v 无关。当晶体管参数、电源电压、环境温度及元件参数发生变化时,负反馈

放大器的放大倍数受其影响很小,基本不变,从而使放大倍数稳定性获得了提高。

结论:负反馈使放大器放大倍数减小

(1 + F A v )倍;在深度负反馈条件下负反馈放大

器的放大倍数很稳定。

二、改善了放大器的频率特性

由图 4.2.6可见,无反馈时,中频段的电压放大倍数为o v A ,其上、下限频率分别为H

f 和L f 。加入负反馈后,中频段的电压放大倍数下降到o v A '。而高频段和低频段由于原放大倍数较小其反馈量相对于中频段要小,因此放大倍数的下降量相对中频段要少,使放大器的频率特性变得平坦。即通频带

展宽了,使放大器的频率特性得到改善。

三、减小了放大器的波形失真

在图中。设无反馈时,输入信号v i 为正弦波(A 半周与B 半周一样大)

,由于

负反馈对频响的改善

晶体管特性曲线的非线性,放大器输出信号v o发生了失真,出现了A半周大、B半周小的波形。加入负反馈后,反馈信号v f与输入信号v i进行叠加产生一个A'半周小、B'半周大的预失真信号v i',再经放大器放大,由于放大器对A半周放大能力较大,从而使输出信号v o中A半周与B半周的差异缩小了,因此放大器的输出波形得到了改善。

四、改变了放大器的输入电阻、输出电阻

放大器引入负反馈后,输入电阻的改变取决于反馈电路与输入端的联接方式;输出电阻的改变取决于反馈量的性质。

1.输入电阻的改变

对于串联负反馈,在输入电压v i不变时,反馈电压v f削减了输入电压v i对输入回路的作用,使净输入电压v i'减小,致使输入电流

i减小,相当于输入电阻增大。

i

即串联负反馈增大输入电阻。

对于并联负反馈,在输入电压v i不变时,反馈电流

i的分流作用致使输入电流i i

f

增加,相当于输入电阻减小。即并联负反馈减小输入电阻。

2.输出电阻的改变

电压负反馈维持输出电压不受负载电阻变动的影响而趋于恒定,说明输出电阻比无反馈时输出电阻要小;而电流负反馈维持输出电流不受负载电阻变动的影响而趋于恒定,说明输出电阻比无反馈时输出电阻要大。即电压负反馈使输出电阻减小;电流负反馈使输出电阻增大。

结论,放大器引入负反馈后,使放大倍数下降;但提高了放大倍数的稳定性;扩展了通频带;减小了非线性失真;改变了输入、输出电阻。

3射极输出器

一、反馈类型

电路如图4.2.8所示。其反馈信号v f取自发射极,若输出端短路,则v f = 0,所以是电压反馈。用瞬时极性法判别,可得v b和v e(即v f)极性相同,反馈信号削弱了输入信号的作用,所以是负反馈。在输入回路中v i = v be + v f ,所以是串联反馈。综合看来,电路的反馈类型为电压串联负反馈放大器。

由于信号是从晶体管基极输入、发射极输出,集电极作为输入、输出公共端,故为共集电极电路,又称为射极输出器。

图 射极输出器 图 交流通路

二、性能分析

交流通路如图所示。

1.电压放大倍数

由图4.2.9可知,

o i be v v v -=

V be 一般很小,则

i o v v ≈

于是电压放大倍数为

1i

o ≈=v v A v (4.2.4)

可见,射极输出器的输出电压近似等于输入电压,电压放大倍数约等于1,而且输出电压的相位与输入电压相同,故又称射极跟随器。

2.输入电阻和输出电阻

(1) 输入电阻

设L e L

//R R R =',忽略b R 的分流作用,则输入电阻为 L

be b

L b be b b L e e b b b i i )1()1(R r i R i r i i R i r i i v r '++='++='+==

'ββ 由于L

be )1(R r '+<<β,于是L i R r '≈'β,如果考虑b R 的分流作用,则实际的输入电阻为 b L

i //R R r '=β (4.2.6)

由此可见,与共射极放大电路相比,射极输出器的输入电阻高得多。为了充分利用输入电阻高的特点,射极输出器一般不采用分压式偏置电路。

(2) 输出电阻

电路如图4.2.10所示,设v s = 0,令b s s //R R R =',不

计e R ,则输出端外加交流电压v o 产生的电流i e 为

s be o b b b e )1()1(R r v i i i i '

++=+=+=βββ 于是得该支路的输出电阻为

β

+'+=='1s be

e o o R r i v r 考虑R e 时,射极输出器的输出电阻为 图 分析r o 示意图

e s be e o o //1//R R r R r r β

+'+=

'= (4.2.7) 如果信号源内阻很小0s =R ,则0s ≈'R ;若β+>>

1be e r R ,则射极输出器的输出电阻近似为

β

+≈1be o r r (4.2.8)

上式表明,输出电阻r o 比r be 还要小几十倍。所以射极输出器的输出电阻是很小的。

三、结论

射极输出器具有输入电阻大,输出电阻小;电压放大倍数略小于但近似等于1;输出电压的相位与输入电压相同的特点。输出电流是输入电流的)1(β+倍,所以具有电流放大和功率放大能力。

四、应用

利用输入电阻大的特点,作为多级放大器的输入级,以减小对信号源的影响;利用输出电阻小的特点,作为多级放大器的输出级,以提高带负载的能力;还可用

作阻抗变换器,以实现级间阻抗匹配;作为隔离级,减少后级对前级的影响。

第4节 功率放大器

重点

1.了解功率放大电路的任务、特点和要求。

2.理解无输出变压器功率放大电路(OCL 、OTL )的组成和工作原理。

3.掌握OCL 、OTL 电路的分析方法;P om 、P G 、P CM 的估算和功率管的选管条件。

4.理解典型集成功率放大电路。

5.了解功率管的安全使用知识。

难点

1.功率放大器工作原理及性能特点。

2.P om 、P CM 的估算方法和功率管的选管条件。

1 低频功率放大器概述

1.1 低频功率放大器及其要求

低频功率放大器:向负载提供足够大低频信号功率的放大电路。

对功放的要求:信号失真小;有足够的输出功率;效率高;散热性能好。

1.2 低频功率放大器的分类

一、以晶体管的静态工作点位置分类

1.甲类功放:Q点在交流负载线的中点,如图7.1.1(a)所示。

电路特点:输出波形无失真,但静态电流大,效率低。

2.乙类功放:Q点在交流负载线和I B = 0输出特性曲线交点,如图7.1.1(b)所示。

电路特点:输出波形失真大,但静态电流几乎等于零,效率高。

3.甲乙类功放:Q点在交流负载线上略高于乙类工作点处,如图7.1.1(c)所示。

电路特点:输出波形失真大,静态电流较小,效率较高。

图7.1.1 三种工作状态

二、以功率放大器输出端特点分类

1.有输出变压器功放电路。

2.无输出变压器功放电路(OTL功放电路)。

3.无输出电容功放电路(OCL功放电路)。

2推挽功率放大器

1乙类推挽功率放大器

动画乙类推挽功率放大器

一、电路及其工作原理

典型电路如图7.3.1所示。

V1、V2为功率放大管,组成对管结构。在信号一个周期内,轮流导电,工作在互补状态。T1为输入变压器,作用是对输入信号进行倒相,产生两个大小相等、极性相反的信号电压,分别激励V1和V2。T2为输出变压器,作用是将V1、V2输出信号合成完整的正弦波。

图7.3.1 乙类推挽功率放大器及其波形图7.3.2 乙类推挽功放电路的图解分

工作原理:输入信号v i 经T 1耦合,次级得两个大小相等、极性相反的信号。在信号正半周,V 1导通(V 2截止),集电极电流i C1经T 2耦合,负载上得到电流i o 正半周;在信号负半周,V 2导通(V 1截止),集电极电流i C2经T 2耦合,负载上得到电流i o 负半周。即经T 2合成,负载上得一个放大后的完整波形i o 。

由输出电流i o 波形可见,正、负半周交接处出现了失真,这是由于两管交接导通过程中,基极信号幅值小于门槛电压时管子截止造成的。故称为交越失真。

二、输出功率和效率

由于两管特性相同,工作在互补状态,因此图解分析时,常将两管输出特性曲线相互倒置,如图7.3.2所示。

1.作直流负载线,求静态工作点。

静态时,管子截止I BQ = 0,当I CEO 很小时,I CQ ≈ 0。过点V G 作v CE 轴垂线,得直流负载线。它与作I BQ = 0特性曲线的交点Q ,即为静态工作点。

2.作交流负载线,画交流电压和电流幅值。

过点Q 作斜率为 -1/R L ' 的直线AB ,即交流负载线。其中R L '为单管等效交流负载电阻。在不失真情况下,功率管V 1、V 2最大交流电流i C1、i C2和交流电压v CE1、v CE2波形如图所示。

3.电路最大输出功率

若忽略管子V CES ,交流电压和交流电流幅值分别为

G

cem V V =; L

G cm R V I '= (7.3.1)

则最大输出功率

L 2G G L G om 221R V V R V P '=???? ??'=

即 L

2G om 2R V P '=

(7.3.2)

式中,在输出变压器的初级匝数为N 1,次级匝数为

N 2时,R L ' 应为

L 2L 221L 4121R n R N N R =?????

???????='? (7.3.3)

式中n = N 1/N 2。

4.效率 理想最大效率为 ηm = 78%。若考虑输出变压器的效率 ηT ,则乙类推挽功放的总

效率为

η' = ηT ηm

(7.3.4)

总效率约为60%,比单管甲类功放的效率高。

电路优点:总效率高。电路缺点:存在交越失真,频率特性不好。 7.3.2 甲乙类推挽功率放大器

如图7.3.3所示。图中,R b1、R b2、R e 组成分压式电流负反馈偏置电路。静态时,图7.3.3 乙类推挽功率放大电路

V 1、V 2处于微导通状态,从而避免了交越失真。由于静态工作点处于甲、乙类之间,所以叫作甲乙类推挽功率放大器。

7.4 无输出变压器的推挽功率放大器(OTL )

7.4.1 输入变压器倒相式推挽OTL 功放电路

一、电路结构

如图7.4.1所示。图中,V 1、V 2为参数一

致的NPN 型功率管。R 1、R 2和R e1为V 1的偏

置电阻;R 3、R 4和R e2为V 2的偏置电阻,保证

管子静态时处于微导通状态,以克服交越失真。

R e1和R e2为电流负反馈电阻,稳定静态工作点,

并减小非线性失真。输入变压器用作信号倒相

耦合,在次级N 1、N 2上产生大小相等、相位相

反的信号v b1和v b2 。C L 为耦合电容,作用是隔

直通交,并兼作V 2管的电源。

二、工作原理

静态时,A 点电位为V G /2。由于C L 隔直流,则R L 上无电流。

v i 正半周,v b1 > 0,V 1导通(V 2截止),i c1流过负载R

L

;v i 负半周,v b2 > 0,V 2导通(V 1截止),i C2流过负载R L 。在输

入信号v i 一个周期内,两管轮流工作,R L 上得到完整的放大

信号。输出端交流通路如图7.4.2所示。 7.4.2 互补对称式推挽OTL 功放电路

一、电路结构

如图7.4.3所示。V 2、V 3为特性对称的异型功放管;V 1

为激励放大管,推动V 2、V 3功放管。R P1作用是调节A

点电位保持V G /2。R P2作用是调节V 2、V 3管偏置电流,

克服交越失真。C 4为自举电容。使V 2、V 3工作时为共

射组态,提高功率增益。R 4为隔离电阻:对交流而言把

B 点电位和“地”点电位分开。

二、信号的放大过程

输入信号v i 负半周时,V 1输出正半周信号,V 2导通

(V 3截止),i 2通过R L ;v i 正半周时,V 1输出负半周信号,

V 3导通(V 2截止),i 3流过R L 。在v i 一周期内,V 2、V 3

轮流导电,R L 上得到完整的信号。

三、最大输出功率 因C 3的作用,单管电源电压为V G /2。则输出最大功率时,输出管的集电极电压和集电极电流峰值分别为

G cem 21V V ≈'; L

G L cem cm 2R V R V I ='≈' 图7.4.3 互补对称式推挽 OTL 功放电路

图7.4.1 输入变压器倒相式OTL 功放电

图7.4.2 输出端交流 通路简化图

忽略饱和压降和穿透电流,则最大输出功率为

??

? ?????? ??='?'=G L G cem cm om 2122121V R V V I P 即 L 2G om 8R V P = (7.4.1)

[例7.4.1] 设图7.4.3互补对称OTL 功放电路中,Ω==8,V 6L G R V ,求该电路的最大输出功率?

解 W 56.0W

88682

L 2G om ≈?==R V P 7.5 无输出电容功率放大器(OCL )

“OCL ”功放电路:无输出耦合电容的功率放大器。

7.5.1 OCL 功放电路简析

一、中点静态电位必须为零(V A = 0)

如图7.5.1所示。为了防止因输出端A 与负载R L 直

接耦合,造成直流电流对扬声器性能的影响,则A 点静

态电位必为零。采用的办法是:

1.双电源供电:电压大小相等,极性相反的正负

电源。

2.采用差分放大电路。

二、最大输出功率

输出最大功率时,集电极电压和电流的峰值分别为

G cem V V =', L

G L cem cm R V R V I ≈'=' 则最大输出功率为

G L G cem cm om 2121V R V V I P ????

? ??='?'= 即 L

2G om 2R V P = (7.5.1) 7.5.2 OCL 电路实例

OCL 电路实例如图7.5.2所示。

一、电路组成说明

1.用复合管提高功率输出级的电流放大倍数

V 4、V 6组成NPN 型复合管,V 5、V 7组成PNP 型复合管,见图7.5.3。二者组成复合互补功率输出级。从而提高了输出级的电流放大倍数,同时也减小了前级的推动电流。

图7.5.1 OCL 输出级示意图

图7.5.2 OCL 功放电路实例

2.用差分放大输入级抑制零漂

V 1、V 2组成差分输入级,控制输出级A 点电位不受温度等因素的影响而保证静态零输出。同时提高电路对共模信号的抑制能力。

3.其它元件的作用

V 3为激励级,推动功率输出级,使其

输出最大功率。C 5为高频负反馈电容,防

止V 3高频自激。

R 7、V 8、V 9组成V 4、V 6和V 5、V 7

复合管基极偏置电路,静态时,使其工作

在微导通状态,防止产生交越失真。

R 5、C 3、R 6组成电压串联负反馈电路,

稳定电压增益,并减小非线性失真。

R 16、C 6组成避免感性负载引起高频自激的中和电路。

R 4、C 2是差放电源滤波电路。

C 4为自举电容,提高输出级的增益,并使输出电压正负半周对称,提高不失真输出功率。

二、信号放大过程

v i 正半周时,经V 1、V 3两次放大和反相,v 3为正半周,则V 4、V 6导通,i 1经R 14、R L 、地、+V G 返回V 4、V 6形成回路,R L 有信号输出。

v i 负半周时,v 3为负半周,则V 5、V 7导通,i 2经R 15、-V G 、地、R L 、R 12返回V 5、V 7形成回路,R L 有信号输出。这样经轮番推挽,R L 上得功率放大后的完整信号。

7.6 集成电路功率放大器简介

图7.5.3 复合管的接法

集成功率放大器具有体积小、工作稳定、易于安装和调试的优点,了解其外特性和外线路的连接方法,就能组成实用电路,因此,得到广泛的应用。

7.6.1 LM386集成功率放大器的应用电路

LM386是小功率音频集成功放。外形如图7.6.1(a )所示,采用8脚双列直插式塑料封装。管脚如图7.6.1(b )所示,4脚为接“地”端;6

脚为电源端;2脚为反相输入端;3脚为同相输入端;5脚

为输出端;7脚为去耦端;1、8脚为增益调节端。外特性:

额定工作电压为4~16V ,当电源电压为6V 时,静态工作

电流为4 mA ,适合用电池供电。频响范围可达数百千赫。

最大允许功耗为660 mW (25?C ),不需散热片。工作电压

为4 V ,负载电阻为4Ω时,输出功率(失真为10%)为

300 mW 。工作电压为6 V ,负载电阻为4、8、16 Ω时,输

出功率分别为340mW 、325mW 、180 mW 。

一、用LM386组成OTL 应用电路

如图7.6.2所示。4脚接“地”,6脚接电源(6 ~ 9 V )。2脚接地,信号从同相输入端3脚输入,5脚通过220 μF 电容向扬声器R L 提供信号功率。7脚接20 μF 去耦电容。1、8脚之间接10 μF 电容和20 k Ω 电位器,用来调节增益。

图7.6.2 用LM386组成OTL 电路 图7.6.3 用LM386组成BTL 电路

二、用LM386组成BTL 电路

如图7.6.3所示。两集成功放LM386的4脚接“地”,6脚接电源,3脚与2脚互为短接,其中输入信号从一组(3脚和2脚)输入,5脚输出分别接扬声器R L ,驱动扬声器发出声音。BTL 电路的输出功率一般为OTL 、OCL 的四倍,是目前大功率音响电路中较为流行的音频放大器。图中电路最大输出功率可达3 W 以上。其中,500 k Ω 电位器用来调整两集成功放输出直流电位的平衡。

7.6.2 TDA2030集成功率放大器的应用电路

1.TDA2030简介

外引线如图7.6.4所示。1脚为同相输入端,2脚为反相输入端,4脚为输出端,3脚接负电源,5脚接正电源。电路特点是引脚和外接元件少。

外特性:电源电压范围为 ± 6 V ~ ± 18 V ,静态电流小于60 μA ,频响为10 Hz ~ 140 kHz ,

图7.6.1 LM386外形

谐波失真小于0.5%,在V CC = ± 14 V,R L = 4 Ω 时,输出功率为14 W。

图7.6.4 TDA2030的外引线排列图7.6.5 TDA2030接成OCL功放电

2.TDA2030应用电路

如图7.6.5所示。V1、V2组成电源极性保护电路,防止电源极性接反损坏集成功放。C3、C5与C4、C6为电源滤波电容,100 μF电容并联0.1 μF电容的原因是100 μF 电解电容具有电感效应。信号从1脚同相端输入,4脚输出端向负载扬声器提供信号功率,使其发出声响。

TDA2030是一种超小形5引脚单列直插塑封集成功放。由于具有低瞬态失真、较宽频响和完善的内部保护措施,因此,常用在高保真组合音响中。

本章小结

1.单级低频小信号放大电路是最基本的放大电路,表征放大器的放大能力是放大倍数,即电压、电流和功率三种放大倍数。放大器常采用单电源电路。要不失真地放大交流信号必须使放大器设置合适的静态工作点,以保证晶体管放大信号时,始终工作在放大区。

2.图解法和估算法是分析放大电路的两种基本方法。用图解法可直观地了解放大器的工作原理,关键是会画直流负载线和交流负载线。用估算法可以简捷地了解放大器的工作状况,分析计算放大器的各项性能指标。

3.在放大器中,为了稳定静态工作点,常采用分压式稳定工作点偏置电路。

4.功率放大器的主要任务是在不失真前提下输出大信号功率。功放有甲类、乙类和甲乙类三种工作状态。电路形式有OTL、OCL、BTL功放电路。

5.为了减少输出变压器和输出电容给功放带来的不便和失真,出现了单电源供电的OTL和双电源供电的OCL功放电路。

详解经典三极管基本放大电路

详解经典三极管基本放大电路 三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。分成NPN和PNP 两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。 图1:三极管基本放大电路 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。 三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0)。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了)。而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时,集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。 下面说说三极管的饱和情况。像上面那样的图,因为受到电阻Rc的限制(Rc是固定值,那么最大电流为U/Rc,其中U为电源电压),集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大,不能使集电极电流继续增大时,三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是:Ib*β〉Ic。进入饱和状态之后,三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小,可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用:当基极电流为0时,三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止),相当于开关断开;当基极电流很大,以至于三极管饱和时,相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态,那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。 如果我们在上面这个图中,将电阻Rc换成一个灯泡,那么当基极电流为0时,集电极电流为0,灯泡灭。如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β),三极管就饱和,相当于开关闭合,灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了,所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。如果基极电流从0慢慢增加,那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前)。

三极管放大电路原理

三极管放大电路原理 一、放大电路的组成与各元件的作用 Rb和Rc:提供适合偏置--发射结正偏,集电结反偏。C1、C2是隔直(耦合)电容,隔直流通交流。 共射放大电路 Vs ,Rs:信号源电压与内阻; RL:负载电阻,将集电极电流的变化△ic转换为集电极与发射极间的电压变化△VCE 二、放大电路的基本工作原理 静态(Vi=0,假设工作在放大状态) 分析,又称直流分析,计算三极管的电流和极间电压

值,应采用直流通路(电容开路)。 基极电流:IB=IBQ=(VCC-VBEQ)/Rb 集电极电流:IC=ICQ=βIBQ 集-射间电压:VCE=VCEQ=VCC-ICQRc 动态(vi≠0)分析: ,, , , 其中。

放大电路对信号的放大作用是利用三极管的电流控制作用来实现,其实质上是一种能量转换器。 三、构成放大电路的基本原则 放大电路必须有合适的静态工作点:直流电源的极性与三极管的类型相配合,电阻的设置要与电源相配合,以确保器件工作在放大区。输入信号能有效地加到放大器件的输入端,使三极管输入端的电流或电压跟随输入信号成比例变化,经三极管放大后的输出信号(如ic =β*ib)应能有效地转变为负载上的输出电压信号。 电压传输特性和静态工作点 一、单管放大电路的电压传输特性 图解分析法:

输出回路方程: 输出特性曲线:

AB段:截止区,对应于输出特性曲线中iB<0的部分。 BCDEFG段:放大区 GHI段:饱和区 作为放大应用时:Q点应置于E处(放大区中心)。若Q点设置C处,易引起载止失真。若Q 点设置F处,易引起饱和失真。 用于开关控制场合:工作在截止区和饱和区上。 二、单管放大电路静态工作点(公式法计算) 单电源固定偏置电路:选择合适的Rb,Rc,使电路工作在放大状态。 工作点稳定的偏置电路:该方法为近似估算法。

完整版三极管及放大电路原理

测判三极管的口诀 三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功,为了帮助读者迅速掌握测判方法,笔者总结出四句口诀:三颠倒,找基极;PN结,定管型;顺箭头,偏转大;测不准, 动嘴巴。’下面让我们逐句进行解释吧。 一、三颠倒,找基极 大家知道,三极管是含有两个PN结的半导体器件。根据两个PN结连接方式不同,可以分 为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管,图1是它们的电路符号和等效电路。 测试三极管要使用万用电表的欧姆挡,并选择R X100或RX1k挡位。图2绘出了万用电表 欧姆挡的等效电路。由图可见,红表笔所连接的是表内电池的负极,黑表笔则连接着表内电池的正极。 假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型,也分不清各管脚是什么电极。测试 的第一步是判断哪个管脚是基极。这时,我们任取两个电极(如这两个电极为1、2),用万用 电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻,观察表针的偏转角度;接着,再取1、3两个电极和2、3两个电极,分别颠倒测量它们的正、反向电阻,观察表针的偏转角度。在这三次颠倒测量中,必然有两次测量结果相近:即颠倒测量中表针一次偏转大,一次偏转小;剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小,这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基 极(参看图1、图2不难理解它的道理)。 二、PN结,定管型 找出三极管的基极后,我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的 导电类型(图1)。将万用表的黑表笔接触基极,红表笔接触另外两个电极中的任一电极,若表头指针偏转角度很大,则说明被测三极管为NPN型管;若表头指针偏转角度很小,则被 测管即为PNP型。 三、顺箭头,偏转大 找出了基极b,另外两个电极哪个是集电极c,哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透 电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。 (1)对于NPN型三极管,穿透电流的测量电路如图3所示。根据这个原理,用万用电表的 黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec,虽然两次测量中万用表指针偏转 角度都很小,但仔细观察,总会有一次偏转角度稍大,此时电流的流向一定是:黑表笔TC 极~b极极T红表笔,电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(顺箭头”,)所以此 时黑表笔所接的一定是集电极c,红表笔所接的一定是发射极e。

三极管放大电路设计,参数计算及静态工作点设置方法

三极管放大电路设计,参数计算及静态工作点设置方法 说一下掌握三极管放大电路计算的一些技巧 放大电路的核心元件是三极管,所以要对三极管要有一定的了解。用三极管构成的放大电路的种类较多,我们用常用的几种来解说一下(如图1)。图1是一共射的基本放大电路,一般我们对放大路要掌握些什么内容? (1)分析电路中各元件的作用; (2)解放大电路的放大原理; (3)能分析计算电路的静态工作点; (4)理解静态工作点的设置目的和方法。 以上四项中,最后一项较为重要。 图1中,C1,C2为耦合电容,耦合就是起信号的传递作用,电容器能将信号信号从前级耦合到后级,是因为电容两端的电压不能突变,在输入端输入交流信号后,因两端的电压不能突变因,输出端的电压会跟随输入端输入的交流信号一起变化,从而将信号从输入端耦合到输出端。但有一点要说明的是,电容两端的电压不能突变,但不是不能变。 R1、R2为三极管V1的直流偏置电阻,什么叫直流偏置?简单来说,做工要吃饭。要求三极管工作,必先要提供一定的工作条件,电子元件一定是要求有电能供应的了,否则就不叫电路了。 在电路的工作要求中,第一条件是要求要稳定,所以,电源一定要是直流电源,所以叫直流偏置。为什么是通过电阻来供电?电阻就象是供水系统中的水龙头,用调节电流大小的。所以,三极管的三种工作状态“:载止、饱和、放大”就由直流偏置决定,在图1中,也就是由R1、R2来决定了。首先,我们要知道如何判别三极管的三种工作状态,简单来说,判别工作于何种工作状态可以根据Uce的大小来判别,Uce接近于电源电压VCC,则三极管就工作于载止状态,载止状态就是说三极管基本上不工作,Ic电流较小(大约为零),所以R2由于没有电流流过,电压接近0V,所以Uce就接近于电源电压VCC。

三极管的作用:三极管放大电路原理

三极管的作用:三极管放大电路原理 一、放大电路的组成与各元件的作用 Rb和Rc:提供适合偏置--发射结正偏,集电结反偏。C1、C2是隔直(耦合)电容,隔直流通交流。 共射放大电路 Vs ,Rs:信号源电压与内阻; RL:负载电阻,将集电极电流的变化△ic转换为集电极与发射极间的电压变化△VCE 二、放大电路的基本工作原理

静态(Vi=0,假设工作在放大状态) 分析,又称直流分析,计算三极管的电流和极间电压值,应采用直流通路(电容开路)。 基极电流:IB=IBQ=(VCC-VBEQ)/Rb 集电极电流:IC=ICQ=βIBQ 集-射间电压:VCE=VCEQ=VCC-ICQRc 动态(vi≠0)分析:

放大电路对信号的放大作用是利用三极管的电流控制作用来实现,其实质上是一种能量转换器。 三、构成放大电路的基本原则 放大电路必须有合适的静态工作点:直流电源的极性与三极管的类型相配合,电阻的设置要与电源相配合,以确保器件工作在放大区。输入信号能有效地加到放大器件的输入端,使三极管输入端的电流或电压跟随输入信号成比例变化,经三极管放大后的输出信号(如 ic=β*ib)应能有效地转变为负载上的输出电压信号。 电压传输特性和静态工作点 一、单管放大电路的电压传输特性

图解分析法:

输出回路方程: 输出特性曲线: AB段:截止区,对应于输出特性曲线中iB<0的部分。 BCDEFG段:放大区 GHI段:饱和区 作为放大应用时:Q点应置于E处(放大区中心)。若Q点设置C处,易引起载止失真。若Q点设置F处,易引起饱和失真。 用于开关控制场合:工作在截止区和饱和区上。 二、单管放大电路静态工作点(公式法计算)

实验二 三极管基本放大电路(指导书)

实验二三极管基本放大电路 一、实验目的 学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。 掌握放大器电压放大倍数、及最大不失真输出电压的测试方法。 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二、实验原理 共射放大电路既有电流放大,又有电压放大,故常用于小信号的放大。改变电路的静态工作点,可调节电路的电压放大倍数。而电路工作点的调整,主要是通过改变电路参数来实现,负载电阻R L的变化不影响电路的静态工作点,只改变电路的电压放大倍数。该电路输入电阻居中,输出电阻高,适用于多级放大电路的中间级。 静态工作点是否合适,对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高,放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真,此时V0的负半周将被削底;如工作点偏低易产生截止失真,即V0的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显)。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试,即在放大器的输入端加入一不定期的V i,检查输出电压V0的大小和波形是否满足要求。如不满足,则应调节静态工作点的位置。工作点偏高或偏低不是绝对的,应该是相对信号的幅度而言,如信号幅度很小,即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说,产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。 图2-1 基本放大电路实验图 三、实验内容与步骤 1.调整静态工作点:按图连线,然后接通12V电源,调节信号发生器的频率和幅值调切旋 钮,使之输出f=1000Hz,Ui=10mV的低频交流信号,然后调节电路图中Rp1和Rp2使放大器输出波形幅值最大,又不失真。 2.去掉输入信号(最好使输入端交流短路),测量静态工作点(Ic,U ce,U be) 3.测量电压放大倍数:重新输入信号,在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述二种 情况下的U0值(加入信号和无信号),此时的U0和U i相位相反。 4.测量幅频频特性曲线:保持输入信号的幅度不变,改变信号源频率f,按照下面的的频率 要求逐点测出相应的输出电压U0,记入下表,并且画出幅频特性曲线。

三极管放大电路实验报告

三极管放大电路 1、问题简述: 要求设计一放大电路,电路部分参数及要求如下: (1)信号源电压幅值:0.5V ; (2)信号源内阻:50kohm ; (3)电路总增益:2 倍; (4)总功耗:小于30mW ; (5)增益不平坦度:20 ~ 200kHz 范围内小于0.1dB。 2、问题分析: 通过分析得出放大电路可以采用三极管放大电路。 2.1 对三种放大电路的分析 (1)共射级电路要求高负载,同时具有大增益特性; (2)共集电极电路具有负载能力较强的特性,但增益特性不好,小于1; (3)共基极电路增益特性比较好,但与共射级电路一样带负载能力不强。 综上所述,对于次放大电路来说单采用一个三极管是行不通的,因为它要求此放大电路具有比较好的增益特性以及有较强的带负载能力。 2.2 放大电路的设计思路在此放大电路中采用两级放大的思路。先采用共射级电路对信号进行放大,使之达到放大两倍的要求;再采用共集电极电路提高电路的负载能力。 3、实验目的 (1)进一步理解三极管的放大特性; (2)掌握三极管放大电路的设计; (3)掌握三种三极管放大电路的特性; (4)掌握三极管放大电路波形的调试; (5)提高遇到问题时解决问题的能力。 4、问题解决 测量调试过程中的电路: 增益调试:首先测量各点(电源、基极、输出端)的波形:

结果如下:

绿色的线代表电压变化,红色代表电源。调节电阻R2、R3、R5 使得电压的最大值大于电源电压的2/3。 V A=R2〃R3〃 (1+ 3) R5 / [R2//R3// ( 1+ 3) R5+R1],其中由于R1 较大因此R2、R3 也相对较大。第一级放大输出处的波形调试(采用共射级放大电路) :结果为: 红色的电压最大值与绿色电压最大值之比即为放大倍数。 则需要适当增大R2,减小R3的阻值。 总输出的调试: 如果放大倍数不合适,则调节R4与R5的阻值。即当放大倍数不足时,应增大R4,减小 R5。 如果失真则需要调节R6,或者适当增大电源的电压值,必要时可以返回C极,调节C极的 输出。 功率的调试: 由于大功率电路耗电现象非常严重,因此我们在设计电路时,应在满足要求的情况下尽可能的减小电路的总功耗。减小总功耗的方法有: 1) 尽可能减小输入直流电压; 2) 尽可能减小R2、R3 的阻值; 3) 尽可能增大R6 的阻值。 电路输入输出增益、相位的调试: 由于在放大电路分别采用了共射极和共集电极电路,因此输出信号和输入信号相位相差180 度。体现在波形上是,当输入交流信号电压达到最大值是,输出信号到达最小值。 由于工作频率为1kHz,当采用专门的增益、相位仪器测量时需要保证工作频率附近出的增益、相位特性比较平稳,尤其相位应为± 180 度附近。一般情况下,为了达到这一目的,通常采用的方法为适当增大C6 (下图为C1 )的电容。 最终调试电路:

三极管及放大电路基础教案设计

第2章三极管及放大电路基础 【课题】 2.1 三极管 【教学目的】 1.掌握三极管结构特点、类型和电路符号。 2.了解三极管的电流分配关系及电流放大作用。 3.理解三极管的三种工作状态的特点,并会判断三极管所处的工作状态。 4.理解三极管的主要参数的含义。 【教学重点】 1.三极管结构特点、类型和电路符号。 2.三极管的电流分配关系及电流放大作用。 3.三极管的三种工作状态及特点。 【教学难点】 1.三极管的电流分配关系和对电流放大作用的理解。 2.三极管工作在放大状态时的条件。 3.三极管的主要参数的含义。 【教学参考学时】 2学时 【教学方法】 讲授法、分组讨论法 【教学过程】 一、引入新课 搭建一个简单的三极管基本放大电路,通过对放大电路输入信号及输出信号的测试,引导学生认识三极管,并知道三极管能放大信号,为后续的学习打下基础。 二、讲授新课 2.1.1 三极管的基本结构 三极管是在一块半导体基片上制作出两个相距很近的PN结构成的。 两个PN结把整块半导体基片分成三部分,中间部分是基区,两侧部分分别是发射区和集电区,排列方式有NPN和PNP两种, 2.1.2 三极管的电流放大特性 三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量,这就是三极管的电

流放大特性。 要使三极管具有放大作用,必须给管子的发射结加正偏电压,集电结加反偏电压。 三极管三个电极的电流(基极电流B I 、集电极电流C I 、发射极电流E I )之间的关系为: C B E I I I +=、B C I I = --β、B C I I ??=β 2.1.3 三极管的特性曲线 三极管外部各极电流与极间电压之间的关系曲线,称为三极管的特性曲线,又称伏安特性曲线。 1. 输入特性曲线 输入特性曲线是指当集-射极之间的电压CE V 为定值时,输入回路中的基极电流B I 与加在基-射极间的电压BE V 之间的关系曲线。 三极管的输入特性曲线与二极管的正向伏安特性曲线相似,也存在一段死区。 2. 输出特性曲线 输出特性曲线是指当基极电流B I 为定值时,输出电路中集电极电流C I 与集-射极间的电压CE V 之间的关系曲线。B I 不同,对应的输出特性曲线也不同。 截止区:0=B I 曲线以下的区域。此时,发射结处于反偏或零偏状态,集电结处于反偏状态,三极管没有电流放大作用,相当于一个开关处于断开状态。 饱和区:曲线上升和弯曲部分的区域。此时,发射结和集电结均处于正偏状态,三极管没有电流放大作用,相当于一个开关处于闭合状态。 放大区:曲线中接近水平部分的区域。此时,发射结正偏,集电结反偏。三极管具有电流放大作用。 2.1.4 三极管的主要参数 1. 性能参数:电流放大系数- -β、β,集电极-基极反向饱和电流CBO I ,集电极-发射极反向饱和电流CEO I 。 2. 极限参数:集电极最大允许电流CM I 、集电极-发射极反向击穿电压CEO BR V )(、集电极最大允许耗散功率CM P 。

三极管放大电路及其分析方法

三极管电路放大电路及其分析方法 一、教学要求 1.重点掌握的内容 (1)放大、静态与动态、直流通路与交流通路、静态工作点、负载线、放大倍数、输入电阻与输出电阻的概念; (2)用近似计算法估算共射放大电路的静态工作点; (3)用微变等效电路法分析计算共射电路、分压式工作点稳定电路的电压放大倍数A u和A us,输入电阻R i和输出电阻R0。 2.一般掌握的内容 (1)放大电路的频率响应的一般概念; (2)图解法确定共射放大电路的静态工作点,定性分析波形失真,观察电路参数对静态工作点的影响,估算最大不失真输出的动态范围; (3)三种不同组态(共射、共集、共基)放大电路的特点; (4)多级放大电路三种耦合方式的特点,放大倍数的计算规律。 3.一般了解的内容 (1)共射放大电路f L、f H与电路参数间的定性关系,波特图的一般知识。多级放大电路与共射放大电路频宽的定性分析; (2)用估算法估算场效应管放大电路静态工作点的方法。 二.内容提要 1.共射接法的两个基本电路 共射放大电路和分压式工作点稳定电路是模拟电路中最基本的单元电路。学习这两种基本电路的分析方法是学习比较复杂的模拟电路的基础。 2.两种基本分析方法——图解法和微变等效电路法 在“模拟电路”中,三极管是非线性元件,因此不能简单地采用“电路与磁路”课中线性电路地分析方法。图解法和微变等效电路法就是针对三极管非线性的特点而采用的分析方法。 3.放大电路的三种组态——共射组态、共集组态和共基组态 由于放大电路输入、输出端取自三极管三个不同的电极,放大电路有三种组态——共射组态、共集组态和共基组态。由于组态的不同,其放大电路反映出的特性是不同的。在实际中,可根据要求选择相应组态的电路。 4.两种放大元件组成的放大电路——双极型三极管放大电路和场效应管放大电路 一般来说,双极性三极管是一种电流控制元件,它通过基极电流i B的变化控制集电极电流I c的变化。而场效应管是一种电压控制元件,它通过改变栅源间的电压u GS来控制漏极电流i D的变化;其次,双极性三极管的输入电阻较小,而场效应管的输入电阻很高,静态时栅极几乎不取电流。由于它们性能和特点的不同,可根据要求选用不同元件组成的放大电路。 5.多级放大电路的三种耪合方式——阻容耦合、直接耦合和变压器耦合 将多级放大电辟连接起来的时候,就出现了级与级之间的耦合方式问题。通过电阻和电容将两级放大电路连接起来的方式称为阻容耦合。由于电容的作用,

晶体三极管放大电路和MOS管工作原理

晶体三极管可以组成三种基本放大电路,如图5-38所示。的三种放大电路外图(a)是共发射极电路,信号从基极发射极输人,从集电极发射极输出,发射极是公共端。这是最常用的放大电路,图(b)是共基极电路,信号从发射极基极输入,从集电极基极输出,基极是公共端。图(c)是共集电极电路,信号从基极集电极输人,从发射极集电极输出,集电极是公共端。必须指出,电源对交流信号来说可以看成短路,三种电路的比较见表5-23.

详细讲解MOSFET管驱动电路 在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,大部分人都会考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等,也有很多人仅仅考虑这些因素。这样的电路也许是可以工作的,但并不是优秀的,作为正式的产品设计也是不允许的。 下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结,其中参考了一些资料,非全部原创。包括MOS管的介绍,特性,驱动以及应用电路。 1,MOS管种类和结构 MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是这两种。 至于为什么不使用耗尽型的MOS管,不建议刨根问底。 对于这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。原因是导通电

阻小,且容易制造。所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS。下面的介绍中,也多以NMOS为主。 MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免,后边再详细介绍。 在MOS管原理图上可以看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要。顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。 2,MOS管导通特性 导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。 NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。 PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC 时的情况(高端驱动)。但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。 3,MOS开关管损失 不管是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阻存在,这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右,几毫欧的也有。 MOS在导通和截止的时候,一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程,流过的电流有一个上升的过程,在这段时间内,MOS管的损失是电压和电流的乘积,叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多,而且开关频率越快,损失也越大。

半导体三极管及其放大电路练习及答案

半导体三极管及其放大电路 一、选择题 1.晶体管能够放大的外部条件是_________ a 发射结正偏,集电结正偏 b 发射结反偏,集电结反偏 c 发射结正偏,集电结反偏 答案:c 2.当晶体管工作于饱和状态时,其_________ a 发射结正偏,集电结正偏 b 发射结反偏,集电结反偏 c 发射结正偏,集电结反偏 答案:a 3.对于硅晶体管来说其死区电压约为_________ a 0.1V b 0.5V c 0.7V 答案:b 4.锗晶体管的导通压降约|UBE|为_________ a 0.1V b 0.3V c 0.5V 答案:b 5. 测得晶体管三个电极的静态电流分别为 0.06mA,3.66mA 和 3.6mA 。则该管的β为_____ a 40 b 50 c 60 答案:c 6.反向饱和电流越小,晶体管的稳定性能_________ a 越好 b 越差 c 无变化 答案:a 7.与锗晶体管相比,硅晶体管的温度稳定性能_________ a 高 b 低 c 一样 答案:a 8.温度升高,晶体管的电流放大系数 ________ a 增大 b 减小 c 不变 答案:a 9.温度升高,晶体管的管压降|UBE|_________ a 升高 b 降低 c 不变 答案:b 10.对 PNP 型晶体管来说,当其工作于放大状态时,_________ 极的电位最低。 a 发射极 b 基极 c 集电极 答案:c 11.温度升高,晶体管输入特性曲线_________ a 右移 b 左移 c 不变 答案:b 12.温度升高,晶体管输出特性曲线_________ a 上移 b 下移 c 不变 答案:a 12.温度升高,晶体管输出特性曲线间隔_________ a 不变 b 减小 c 增大 答案:c 12.晶体管共射极电流放大系数β与集电极电流Ic的关系是_________ a 两者无关 b 有关 c 无法判断 答案:a 15. 当晶体管的集电极电流Icm>Ic时,下列说确的是________ a 晶体管一定被烧毁 b 晶体管的PC=PCM c 晶体管的β一定减小 答案:c

三极管放大电路基本原理

三极管放大电路基本原理 三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。分成NPN和PNP两种。以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明三极管放大电路的基本原理。 以NPN型硅三极管为例,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。 三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式 U=R*I可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。 三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因: 首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必 须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小

的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0)。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。 另一个原因就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了)。而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时,集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。 三极管的饱和情况。像上面那样的图,因为受到电阻Rc的限制(Rc是固定值,那么最大电流为U/Rc,其中U为电源电压),集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大,不能使集电极电流继续增大时,三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是:Ib*β〉Ic。进入饱和状态之后,三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小,可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用:当基极电流为0时,三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止),相当于开关断开;当基极电流很大,以至于三极管饱和时,相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态,那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。 如果我们在上面这个图中,将电阻Rc换成一个灯泡,那么当基极电流为0时,集电极电流为0,灯泡灭。如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β),三极管就饱和,相当于开关闭合,灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了,所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。如果基极电流从0慢慢增加,那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前。 但是在实际使用中要注意,在开关电路中,饱和状态若在深度饱和时会影响其开关速度,饱和电路在基极电流乘放大倍数等于或稍大于集电极电流时是浅度饱和,远大于集电极电流时是深度饱和。因此我们只需要控制其工作在浅度饱和工作状态就可以提高其转换速度。对于PNP型三极管,分析方法类似,不同的地方就是电流方向跟NPN 的刚好相反,因此发射极上面那个箭头方向也反了过来——变成朝里

三极管-放大电路-原理

三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。分成NPN和PNP 两种。我们仅以NPN^极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。 一、电流放大 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流lb ;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并 且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的3倍,即电流变化被放大了3倍,所以我们把3叫 做三极管的放大倍数(B —般远大于1,例如几十,几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流lb的变化,lb的变化被放大后,导致了Ic 很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式U=R*I可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大 后的电压信号了。 二、偏置电路 三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于 三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才 能产生(对于硅管,常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可 以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信 号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0)。如果我们事先在 三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大, 而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了)。而加上偏置,事 先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极电流就可以减小;当输入的 基极电流增大时,集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。

三极管的工作原理及开关电路

三极管的工作原理 三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。分成NPN和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。 一、电流放大 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib 的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。 二、偏置电路 三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比 0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0)。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了)。而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时,集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。 三、开关作用 下面说说三极管的饱和情况。像上面那样的图,因为受到电阻 Rc的限制(Rc是固定值,那么最大电流为U/Rc,其中U为电源电压),集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大,不能使

三极管放大电路原理和组态

三极管的基本工作管理 结构与操作原理 三极管的基本结构是两个反向连结的pn接面,如图1所示,可有pnp和npn两种组合。三个接出来的端点依序称为射极(emitter, E)、基极(base, B)和集极(collector, C),名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出npn与pnp三极管的电路符号,射极特别被标出,箭号所指的极为n型半导体,和二极管的符号一致。在没接外加偏压时,两个pn接面都会形成耗尽区,将中性的p型区和n型区隔开。 图1 pnp(a)与npn(b)三极管的结构示意图与电路符号。 三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关,工作区间也依偏压方式来分类,这里我们先讨论最常用的所谓”正向活性区”(forward active),在此区EB极间的pn接面维持在正向偏压,而BC极间的pn接面则在反向偏压,通常用作放大器的三极管都以此方式偏压。图2(a)为一pnp三极管在此偏压区的示意图。EB接面的耗散区由于在正向偏压会变窄,载体看到的位障变小,射极的电洞会注入到基极,基极的电子也会注入到射极; 而BC接面的耗尽区则会变宽,载体看到的位障变大,故本身是不导通的。图2(b)画的是没外加偏压,和偏压在正向活性区两种情况下,电洞和电子的电位能的分布图。三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差别呢?其间最大的不同部分就在于三极管的两个接面相当接近。以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例,射极的电洞注入基极的n型中性区,马上被多数载体电子包围遮蔽,然后朝集电极方向扩散,同时也被电子复合。当没有被复合的电洞到达BC接面的耗尽区时,会被此区内的电场加速扫入集电极,电洞在集电极中为多数载体,很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点,形成集电极电流IC。 IC的大小和BC间反向偏压的大小关系不大。基极外部仅需提供与注入电洞复合部分的电子流IBrec,与由基极注入射极的电子流InB? E(这部分是三极管作用不需要的部分)。 InB? E在射极与与电洞复合,即InB? E=I Erec。pnp三极管在正向活性区时主要的电流种类可以清楚地在图3(a)中看出。

三极管_放大电路_原理

三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。分成NPN和PNP 两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。 一、电流放大 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic 很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。 二、偏置电路 三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比 0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0)。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了)。而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时,集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。

三极管放大电路实验

东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称:电路与电子线路实验II 第一次实验 实验名称:三极管放大电路 院(系):吴健雄专业:信息 姓名:学号: 实验室: 金智楼502 实验组别: 6 同组人员:实验时间: 2013 年 4月 9 日 评定成绩:审阅教师:

一、实验目的及要求 1、实验目的 ●通过对单级晶体管低频电压放大电路的工程估算、安装和调试,掌握放大器的 主要性能指标及其测试方法; ●掌握双踪示波器、函数发生器、交流毫伏表、直流稳压电源的使用方法。 2、实验要求 ?测量静态工作点主要性能参数:ICQ集电极静态工作电流、VCEQ 晶体管压降; ?测量主要动态性能参数:AV电压增益、Ri输入电阻、Ro输出电阻; ?利用扫频仪观察电路的幅频特性与相频特性。 二、实验原理 ●放大电路的基本组成 半导体器件 R L 输入信号源输出负载直流电源和相应的偏置电路 ●静态工作点的设置 集电极静态工作电流:I CQ=V RC/R C

静态工作点对电路输出失真的影响: ●截止失真 Vo波形的顶部被压缩,说明Q点偏低,应增大基极偏流IBQ,即增大ICQ。 ●饱和失真 Vo波形的底部被削波,说明Q点偏高,应减小IBQ ,即减小ICQ 。 ●偏置电路的选择 ●用换算法测量输入电阻 Ri 和输出电阻Ro 其中,vo’和vo分别为vs不变的情况下断开和接入负载RL时的输出电压。 ●放大电路的频率响应

三、电路设计及仿真 1、实验电路图 实验的电路图上图所示,三极管选用9013NPN型晶体管。 Rs为采样电阻RL为负载电阻R1为上偏置电阻R2为下偏置电阻 Rc为集电极电阻 RE为发射极电阻 C1为输入耦合电容 C2为输出耦合电容 CE为旁路电容 调节RW使静态工作点位于交流负载线的中点(VCEQ=6V),加大输入信号的幅度,使得输出波形同时出现正、反向失真,稍微减小输入信号幅度,使失真刚好消失,读出此时的输出电压峰峰值vop-p,再用万用表的DCV档测量此时RE两端的静态电压,计算出ICQ。 2、实验仿真图

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