第二章放大电路的基本原理
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放大电路分析基础在我们的生活中,经常会把一些微弱的信号放大到便于测量和利用的程度。
这就要用到放大电路,它是我们这门课程的重点。
放大的基础就是能量转换。
在学习时我们把这一章的课程分为六节,它们分别是:§2、1 放大电路工作原理§2、2 放大电路的直流工作状态§2、3 放大电路的动态分析§2、4 静态工作点的稳定及其偏置电路§2、5 多级放大电路§2、6放大电路的频率特性§2、1放大电路工作原理我们知道三极管可以通过控制基极的电流来控制集电极的电流,来达到放大的目的。
放大电路就是利用三极管的这种特性来组成放大电路。
我们下面以共发射极的接法为例来说明一下。
一:放大电路的组成原理放大电路的组成原理(应具备的条件)(1):放大器件工作在放大区(三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置)(2):输入信号能输送至放大器件的输入端(三极管的发射结)(3):有信号电压输出。
判断放大电路是否具有放大作用,就是根据这几点,它们必须同时具备。
例1:判断图(1)电路是否具有放大作用不满足条件(1),所解:图(1)a不能放大,因为是NPN三极管,所加的电压UBE以不具有放大作用。
图(1)b具有放大作用。
二:直流通路和交流通路在分析放大电路时有两类问题:直流问题和交流问题。
(1)直流通路:将放大电路中的电容视为开路,电感视为短路即得。
它又被称为静态分析。
(2)交流通路:将放大电路中的电容视为短路,电感视为开路,直流电源视为短路即得。
它又被称为动态分析。
例2:试画出图(2)所示电路的直流通路和交流通路。
解:图(2)所示电路的直流通路如图(3)所示:交流通路如图(4)所示:§2、2 放大电路的直流工作状态这一节是本章的重点内容,在这一节中我们要掌握公式法计算Q点和图形法计算Q点在学习之前,我们先来了解一个概念:什麽是Q点?它就是直流工作点,又称为静态工作点,简称Q点。
模拟电路第二章放大电路基础模拟电路第二章放大电路基础第2章放大电路基础2.1教学要求1、掌握放大电路的组成原理,熟练掌握放大电路直流通路、交流通路及交流等效电路的画法并能熟练判断放大电路的组成是否合理。
2、熟识理想情况下放大器的四种模型,并掌控增益、输入电阻、电阻值等各项性能指标的基本概念。
3、掌握放大电路的分析方法,特别是微变等效电路分析法。
4、掌控压缩电路三种基本组态(ce、cc、cb及cs、cd、cg)的性能特点。
5、介绍压缩电路的级间耦合方式,熟识多级压缩电路的分析方法。
2.2基本概念和内容要点2.2.1压缩电路的基本概念1、放大电路的组成原理无论何种类型的压缩电路,均由三大部分共同组成,例如图2.1右图。
第一部分就是具备压缩促进作用的半导体器件,例如三极管、场效应管,它就是整个电路的核心。
第二部分就是直流偏置电路,其促进作用就是确保半导体器件工作在压缩状态。
第三部分就是耦合电路,其促进作用就是将输出信号源和输入功率分别相连接至压缩管及的输出端的和输入端的。
(1)偏置电路①在分立元件电路中,常用的偏置方式存有压强偏置电路、自偏置电路等。
其中,分后甩偏置电路适用于于任何类型的放大器件;而自偏置电路只适合于用尽型场效应管(如jfet及dmos管)。
42输出信号耦合电路耦合电路输入功率t偏置电路外围电路图2.1下面详述偏置电路和耦合电路的特点。
②在集成电路中,广泛采用电流源偏置方式。
偏置电路除了为压缩管提供更多最合适的静态点(q)之外,还应当具备平衡q点的促进作用。
(2)耦合方式为了保证信号不失真地放大,放大器与信号源、放大器与负载、以及放大器的级与级之间的耦合方式必须保证交流信号正常传输,且尽量减小有用信号在传输过程中的损失。
实际电路有两种耦合方式。
①电容耦合,变压器耦合这种耦合方式具有隔直流的作用,故各级q点相互独立,互不影响,但不易集成,因此常用于分立元件放大器中。
②轻易耦合这是集成电路中广泛采用的一种耦合方式。
第二章放大电路基本原理本章内容简介本章首先讨论半导体三极管(BJT )的结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
随后着重讨论BJT放大电路的三种组态,即共发射极、共集电极和共基极三种放大电路。
内容安排上是从共发射极电路入手,再推及其他两种电路,并将图解法和小信号模型法,作为分析放大电路的基本方法。
(一)主要内容:✧半导体三极管的结构及工作原理,放大电路的三种基本组态✧静态工作点Q的不同选择对非线性失真的影响✧用H参数模型计算共射极放大电路的主要性能指标✧共集电极电路和共基极电路的工作原理✧三极管放大电路的频率响应(二)教学要点:从半导体三极管的结构及工作原理入手,重点介绍三种基本组态放大电路的静态工作点、动态参数(电压增益、源电压增益、输入电阻、输出电阻)的计算方法,H参数等效电路及其应用。
(三)基本要求:✧了解半导体三极管的工作原理、特性曲线及主要参数✧了解半导体三极管放大电路的分类✧掌握用图解法和小信号分析法分析放大电路的静态及动态工作情况✧理解放大电路的工作点稳定问题掌握放大电路的频率响应及各元件参数对其性能的影响2.1 半导体三极管(BJT )2.1.1 BJT 的结构简介:半导体三极管有两种类型:NPN 型和PNP 型。
结构特点:发射区的掺杂浓度最高;集电区掺杂浓度低于发射区,且面积大;基区很薄,一般在几个微米至几十个微米,且掺杂浓度最低。
2.1.2 BJT 的电流分配与放大原理三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下,通过载流子传输体现出来的。
外部条件:发射结正偏,集电结反偏。
1. 内部载流子的传输过程发射区:发射载流子;集电区:收集载流子; 基区:传送和控制载流子(以NPN 为例)以上看出,三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电,载流子的传输过程故称为双极型三极管,或BJT (Bipolar Junction Transistor)。
2. 电流分配关系2. 三极管的三种组态共发射极接法,发射极作为公共电极,用CE 表示。
《模拟电子技术》单元练习题
第二章放大电路的基本原理
教学内容:
共发射交流放大电路的组成、工作原理和主要性能指标;静态工作点的稳定;射极输出器工作原理;场效应管放大电路;多级放大电路及级间耦合问题。
教学要求:
了解共发射交流放大电路的组成、工作原理和主要性能指标;知道稳定工作点的方法;了解射极输出器、差动放大电路和场效应管放大电路的工作原理及特性;知道多级放大电路的耦合方式。
重点:
了解晶体三极管的结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
晶体三极管放大电路的三种组态:共发射极,共集电极,共基极电路。
用图解法和微变等效法作为分析放大电路的基本方法,首先要确定静态工作点,然后分析其动态技术指标。
一、选择题
1、电路如图所示,由于接线错误而不能正常工作,请指出该电路错误之处是( )。
(a) 集电极电阻 RC 接错 (b) 基极电阻 RB 接错 (c)
电容C1, C2 极性接反
u
o
-
2、固定偏置放大电路中,晶体管的β=50,若将该管调换为β=80 的另外
一个晶体管,则该电路中晶体管集电极电流 I
将()。
C
(a)增加(b) 减少(c) 基本不变
3、某固定偏置单管放大电路的静态工作点Q 如图所示,欲使静态工作点移至 Q '需使( )。
(a ) 偏置电阻R B 增加 (b ) 集电极电阻R C 减小 (c ) 集电极电阻R C 增加
/V
CE A
30μ 4、某固定偏置单管放大电路的静态工作点Q 如下图所示,若将直流电源U CC 适当降低,则Q 点将移至( )。
(a) Q'
(b) Q'' (c) Q'''
/V
CE
5、在画放大电路的交流通路时常将耦合电容视作短路,直流
电源也视为短路,这种处理方法是( )。
(a ) 正确的 (b ) 不正确的
(c ) 耦合电容视为短路是正确的,直流电源视为短路则不正确。
6、微变等效电路法适用于( )。
(a ) 放大电路的动态分析 (b ) 放大电路的静态分析 (c ) 放大电路的静态和动态分析
《模拟电子技术》单元练习题
7、对放大电路进行动态分析的主要任务是( )。
(a)确定静态工作点Q
(b) 确定集电结和发射结的偏置电压
和输入,输出电阻r i,r0。
(c)确定电压放大倍数A
u
8、如图所示的放大电路()。
(a)不能稳定静态工作点。
(b) 能稳定静态工作点,但比无二极管D的电路效果要差。
(c)能稳定静态工作点且效果比无二极管D的电路更好
CC
9、电路如图所示,若发射极交流旁路电容C E因介质失效而导致电容值近似为零,此时电路( )。
(a)不能稳定静态工作点
(b) 能稳定静态工作点,但电压放大倍数降低
(c)能稳定静态工作点,电压放大倍数升高
CC
10、正常工作的射极输出器,电压放大倍数近似等于1,那么晶体管一定工作在( )。
(a ) 饱和区 (b ) 截止区 (c ) 放大区
11、下列电路中能实现交流放大的是图 ( )。
U o
CC
U CC
U (c)(d)-
o
u o
12、放大电路如图1 所示, 输入电压
u i 与输出电压u o 的波形
如图 2 所示,为使 输 出 电 压u 0波形不失真则应( )。
(a ) 增加R C
(b ) 增
加R B
(c ) 减小R B
CC
图1
t
t
O
《模拟电子技术》单元练习题
13、分压式偏置放大电路如下图所示,为使稳定静态工作点的效果更好一些,而且对放大电路其它性能不产生影响,在设计电路时应使()。
(a) I B = I2,V B =U BE
(b) I2 = (5~10)I B,V B = (5~10)U BE
(c) I2<<I B,V B = 2U
BE
U
CC
14、射极输出器是( )。
(a)共集电极电路(b) 共发射极电路(c) 共基极电路
15、在两级共射直接耦合放大电路中前后两极的静态工作点()。
(a)彼此独立,互不影响
(b) 互相影响,互相牵制
(c)后级对前级有影响,前级对后级无影响
16、两级共射阻容耦合放大电路,若将第二级换成射极输出器,则第一级的电压放大倍数将( )。
(a)提高(b) 降低(c) 不变
17、与共射单管放大电路相比,射极输出器电路的特点是()。
(a)输入电阻高,输出电阻低(b) 输入电阻低,输出电阻高(c)输入,输出电阻都很高(d) 输入,输出电阻都很低
二、非客观题
1、放大电路如图所示,R C k
=10Ω,R E =270Ω,晶体管为硅管,U BE =0.6 V ,β=45,若要求静态 时 U CE = 5 V ,R B 的数值应
该调到多少?
24V
2、电 路 如 图 所 示 , 要 求: (1) 定 性 画 出 电 压 u o1及 u o2波 形; (2) 若 输 入 电 压 u i 不 变, 且 R R C E =, 在 上 述 两 个 输 出 端 分 别 接 上 相 同 阻 值 的 负 载, 问 输 出 电 压 幅 值 是 否 相 同, 为 什 么? (3) 分 别 画 出 两 种 输 出 情 况 下 的 微 变 等 效 电 路。
O
O
u o1
U CC
《模拟电子技术》单元练习题
3、电 路 如 图 所 示 , 已 知 β= 60,r be = 2 k Ω,U BE = 0.6 V , 要 求: (1) 估 算 此 电 路 的 静 态 工 作 点;(2) 画 出 该 电 路 的 微 变 等 效 电 路;(3) 输 出 端 不 带 负 载 时, 分 别 求R F =0 和R F =100Ω 时 放 大 电 路 的 输 入 电 阻, 输 出 电 阻 和 电 压 放 大 倍 数;(4) 求
R F =100Ω,R L .k =39Ω 时 的 电 压 放 大 倍 数。
+
-
u o
4、图 示 电 路 中, 设 晶 体 管 的β=100,r be = 1 k Ω, 静 态 时
U CE V =55.。
试求:(1) 输入电阻r i ;(2) 若R S k =3 Ω,S u A ? r o =? (3) 若R S k =30 Ω,A r u s o ??== (4) 将 上 述 (1)、(2)、(3) 的 结 果 对 比, 说 明 射 极 输 出 器 有 什 么
特 点?
u o u S
R S
5、在下图中的源极输出器中,已知U DD= 12V ,R S= 12kΩ,R G1= 1MΩ,R G2= 500kΩ,R G= 1MΩ,g m=0.9mA/ V 。
试求:(1)静态值;(2)电压放大倍数,输入电阻和输出电阻。
设U G≈U S。
6、为提高放大电路的负载能力,多级放大器的末级常采用射极输出器。
共射–共集两级阻容耦合放大电路如图16.5 所示。
已知R1= 51kΩ,R2= 11kΩ, R3 = 5.1kΩ, R4= 51Ω, R5 = 1kΩ, R6= 150kΩ, R7= 3.3kΩ, β1 = β2 = 50,U BE= 0.7V ,U CC = 12V 。
(1)求各级的静态工作点;
(2)求电路的输入电阻r i和输出电阻r o;
(3)试分别计算R L接在第一级输出端和第二级输出端时的电压放大倍数。