求放大电路的输入电阻和输出电阻150页PPT
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输入电阻是用来衡量放大器对信号源的影响的一个性能指标。
输入电阻越大,表明放大器从信号源取的电流越小,放大器输入端得到的信号电压也越大,即信号源电压衰减的少。
因此作为测量信号电压的示波器、电压表等仪器的放大电路应当具有较大的输入电阻。
如果想从信号源取得较大的电流,则应该使放大器具有较小的输入电阻。
关键点是输入电阻是和信号源电阻是并联的关系,给信号源并联上一个非常大的电阻,假设信号源电压不变,则通过输入电阻的电流非常小,即上面所说的从信号源取得的电流非常小,与信号源并联上此输入电阻后,二者差的越大,则二者的等效并联电阻值越接近信号源电阻,从而信号源上的电压虽然有所降低,但越接近最初的值,假设输入电阻无穷大,即断路,则相当于没有给信号源并联电阻,电压就是初值,不会衰减,这就是上面所说的信号源电压衰减的少。
输出电阻用来衡量放大器带负载能力的强弱。
当放大器将放大了的信号输出给负载电阻RL时,对负载RL来说,放大器可以等效为具有内阻Ro的信号源,由这个信号源向RL提供输出信号电压和输出信号电流。
Ro称为放大器的输出电阻,它是从放大器输出端向放大器本身看入的交流等效电阻。
如果输出电阻Ro很小,满足R0<<RL条件,则当RL 在较大范围内变化时,就可基本维持输出信号电压的恒定。
反之,如果输出电阻Ro很大,满足Ro>>RL条件,则当RL在较大范围内变化时,就可维持输出信号电流的恒定。
放大器在不同负载条件瞎维持输出信号电压(或电流)恒定的能力称为带负载能力。
而输出电阻Ro就是表征这种能力的一个性能指标。
关键点是把放大器等效为了具有内阻的信号源,而将负载并联到了信号源内阻上,这样分析同输入电阻方法相同。
共集电极放大器又称为射极跟随器,具有很大的输入电阻和较小的输出电阻(一般为几欧或几百欧)。
为了降低输出电阻值,可选用B值大的管子,较小的输出电阻,说明具有很强的带负载能力,负载在较大范围内变化时,基本可以维持输出信号电压的恒定。
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实验05基本放大电路三
——输入阻抗和输出阻抗的测量
一、实验目的
1.熟悉电子元器件和模拟电路实验箱
2.学习测量放大电路的r i ,r o 的方法,了解共射极电路特性
4.学习放大电路的动态性能
R L 。
输入阻抗和输出阻抗的测量
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所谓输入电阻,指的是放大电路的输入电阻,不包括R1、R2部分。
在输入端串接一个5K1电阻如图3.4,测量V S与V i,即可计算r i。
(2)输出电阻测量(见图3.5)
在输出端接入可调电阻作为负载,选择合适的R L值使放大电路输出不失真(接示波器监视),测量带负载时V L和空载时的V O,即可计算出r O。
思考题:
精心整理。
输入阻抗与输出阻抗小组成员:张曦付伟奚佳毅作为衡量放大电路性能的重要指标,对输入电阻和输出电阻进行深入探讨有很重要的意义。
本文在输入电阻和输出电阻的概念和定义,它们对放大电路性能的影响,以及不同类型放大电路中的求解三方面对输入阻抗输出阻抗进行了研究和总结。
一、Ri,Ro的概念和定义○1Ri的概念和定义:放大器输入端看进去有一个等效电阻,称为输入阻抗。
如图所示计算方法○2Ro的概念和定义:利用等效电源定理,从放大器输出端看进去可等效为一个电压源和内iii IUR阻相串联,这个等效内阻称为输出电阻计算方法:1、外电阻短路,U/I2、令电压源为零,计算Ro二、Ri,Ro对电路的影响○1Ri对电路的影响Ri的大小,表明放大器对信号源的利用率,输入阻抗越大对信号的利用率越高。
Ri的的大小决定了放大电路对前面电路的影响,输入阻抗越大,输入电流就越小,从而对前面电路的影响就越小。
Ri的大小影响多级放大电路中电压增益的大小,在计算每一级的电压增益时,后一级的输入电阻对前一级的增益有影响。
○2Ro对电路的影响Ro的大小表明了放大器受后级电路的影响程度,输出阻抗越小受后面电路的影响越小。
Ro衡量放大器带负载能力的重要指标,输出电阻越大带负载能力越大。
三、Ri,Ro在不同放大电路中的求解○1单级放大电路交流通路:○2多级放大电路交流通路:h参数等效电路:u ou i输入电阻:hie Rb R i //= 输出电阻:Re //11feo h Rc hie R ++=此外,在本例题中表现了输入阻抗对前一级电路增益的影响. 第二级的输入阻抗:))(Re//1(2L fe i R h hie R ++= 第一级的增益:hieR R h Au i c fe )//(11-=○3负反馈放大电路 对于负反馈放大器经常采用方框图法,即将实际电路分解为基本放大器A 和反馈网络B 两部分。
对于输入电路:对电压反馈,令Uo=0,对于电流反馈,令Io=0;对于输出电路:对并联反馈,令Ui=0, 对于串联反馈令Ii=0。
三极管放大电路输入输出电阻计算三极管是一种常见的电子元件,广泛应用于各种放大电路中。
在三极管放大电路中,输入输出电阻是一个重要的参数,它决定了电路的输入和输出特性。
本文将从三极管的基本工作原理、输入输出电阻的定义和计算方法等方面进行详细介绍,帮助读者更好地理解和应用三极管放大电路。
一、三极管的基本工作原理三极管是一种半导体器件,由三个掺杂不同的半导体材料层构成。
其中,掺杂浓度最高的被称为发射区(Emitter),掺杂浓度次之的被称为基区(Base),掺杂浓度最低的被称为集电区(Collector)。
三极管的工作原理是利用外加电压控制发射区和集电区之间的电流,从而实现对电流的放大作用。
在正常工作状态下,三极管的基区和集电区之间形成一个正向偏置的二极管结,发射区和基区之间形成一个正向偏置的二极管结。
当外加正向偏置电压时,发射区和基区之间的二极管结导通,同时集电区和基区之间的二极管结截断。
由于发射区和集电区之间的电流放大作用,使得从集电区到发射区的电流得到放大,实现了信号的放大作用。
二、输入输出电阻的定义在三极管放大电路中,输入输出电阻是指在电路的输入端或输出端加上一个测试信号时,测试信号源所感受到的等效电阻。
输入电阻是指当输入端加上一个测试信号时,测试信号源所感受到的等效电阻;输出电阻是指当输出端加上一个测试信号时,测试信号源所感受到的等效电阻。
输入输出电阻是衡量电路输入输出特性的重要参数,它直接影响电路的输入输出特性,是电路设计中需要考虑的关键参数之一。
三、输入输出电阻的计算方法1.输入电阻的计算方法输入电阻是指在输入端加上一个测试信号时,测试信号源所感受到的等效电阻。
在三极管放大电路中,输入电阻可以通过以下方法进行计算。
首先将输入端接地,然后加上一个测试信号源,并测出输入端的电压。
接着去掉测试信号源,用一个理想的电压源代替,在理想电压源的电压不变的情况下,测出输入端的电流。
输入电阻就等于理想电压源的电压除以测出的输入端电流。
关键点是输入电阻是和信号源电阻是并联的关系,给信号源并联上一个非常大的电阻,假设信号源电压不变,则通过输入电阻的电流非常小,即上面所说的从信号源取得的电流非常小,与信号源并联上此输入电阻后,二者差的越大,则二者的等效并联电阻值越接近信号源电阻,从而信号源上的电压虽然有所降低,但越接近最初的值,假设输入电阻无穷大,即断路,则相当于没有给信号源并联电阻,电压就是初值,不会衰减,这就是上面所说的信号源电压衰减的少。
输出电阻用来衡量放大器带负载能力的强弱。
当放大器将放大了的信号输出给负载电阻RL时,对负载RL来说,放大器可以等效为具有内阻Ro的信号源,由这个信号源向RL提供输出信号电压和输出信号电流。
Ro称为放大器的输出电阻,它是从放大器输出端向放大器本身看入的交流等效电阻。
如果输出电阻Ro很小,满足R0<<RL条件,则当RL 在较大范围内变化时,就可基本维持输出信号电压的恒定。
反之,如果输出电阻Ro很大,满足Ro>>RL条件,则当RL在较大范围内变化时,就可维持输出信号电流的恒定。
放大器在不同负载条件瞎维持输出信号电压(或电流)恒定的能力称为带负载能力。
而输出电阻Ro就是表征这种能力的一个性能指标。
关键点是把放大器等效为了具有内阻的信号源,而将负载并联到了信号源内阻上,这样分析同输入电阻方法相同。
共集电极放大器又称为射极跟随器,具有很大的输入电阻和较小的输出电阻(一般为几欧或几百欧)。
为了降低输出电阻值,可选用B值大的管子,较小的输出电阻,说明具有很强的带负载能力,负载在较大范围内变化时,基本可以维持输出信号电压的恒定。
共集电极电路不能放大电压信号(总是小于1),但可以放大电流信号,放大功率。
该电路常应用于多级放大电路中高输入阻抗的输入级,低输出阻抗的输出级,或者作为实现阻抗变换的缓冲级。
比如在线阵CCD输出后进行相关双采样前需接一级射极跟随器来增大电流,提高驱动后级电路的能力。
放大器的输入电阻、输出电阻和电压放大倍数由于输入、输出电阻及电压放大倍数均反映的是交流分量的关系,为了方便计算,只需画交流通路来进行分析。
所谓交流通路是指交流信号流通的路径。
在画交流通路时,因电容通交流,而直流电源的内阻又很小,所以把电容和直流电源都视为交流短路。
如图7-1-14为图7-1-13a 的交流通路。
图7-1-14 放大电路的交流通路①输入电阻Ri :放大器的输入电阻是指从放大器的输入端看进去的交流等效电阻。
晶体管的基极与发射极间可等效为rbe ,rbe 可按下面经验公式进行估算。
Ir EQbe 26)1(300β++=其中,IEQ 为静态时发射极电流,单位为mA 。
一般情况下,rbe 为1kΩ左右。
放大器的输入电阻为Ri≈rbe对信号源来说,放大器是其负载,输入电阻Ri 表示信号源的负载电阻。
一般情况下,(a) (b)图7-1-13(a)共射极基本放大电路 (b)直流通路希望放大器的输入电阻尽可能大些,这样,向信号源(或前一级电路)汲取的电流小,有利于减轻信号源的负担。
②输出电阻Ro 对负载来说,放大器又相当于一个具有内阻的信号源,这个内阻就是放大电路的输出电阻。
当负载发生变化时,输出电压发生相应的变化,放大器的带负载能力差。
因此,为了提高放大电路的带载能力,应设法降低放大电路的输出电阻。
通过交流通路可推出,输出电阻:R o ≈R C③电压放大倍数Au 所谓电压放大倍数是指输出电压uo 与输入信号ui 之比。
即u u Aiou= 通过交流通路,可推出空载时的电压放大倍数为rR A becu β-=有载时的电压放大倍数为rR AbeLu‘β-=其中LC LC L C L R R R R R R R +==//'。
运算放大器电路的输出电阻运算放大器是一个放大直流微弱电压的电子线路而且是唯一能稳定地进行直流放大的电路。
本章为了能让读者具体地领会运算放大器的基本用法用一些与传感器相结合并具有代表性的电路进行说明。
另外还从如何利用运算放大器输出的角度举例说明了继电器驱动方法。
对于交流放大通过一个电路例子对频率特性的影响因子SR进行了说明。
3.1反相放大电路高温测量 3.1.1将温度变化转换成电信号如图3.1所示将异种金属线相接让连接产生温度差就会有电压产生。
这种现象叫塞贝克效应。
例如使用铜线和铁线就可以产生电压。
使用塞贝克效应的温度传感器称为热电偶。
热电偶由于能测量高达1500○C的高温被广泛地用于工业传感器。
铜和康铜镍铜合金热电偶的特性如图3.1所示100○C的温度差可产生4mV左右的电压。
所以这种微小电压如果通过运算放大器放大后所得到的信号就可以更方便地使用。
3.1.2放大倍数为100倍的反相放大器图3.2是在第1章1.61.8节说明过的反相放大器。
将负反馈电阻的值代入下式可求得放大倍数。
放大倍数ARf/Ra100/1100倍如图3.2所示的热电偶温度传感器每1○C 的温度差产生0.04mV左右的电压。
所以由温度变化带来的这样微小的电压变化用一般的电压表是测量不出来的。
现在市场上销售的测试器中电压标度为50mV 的很多。
如果放大倍数为100200倍的话用这样的测试器测量就足够了。
运算放大器的放大倍数由负反馈电阻之间的比值关系决定。
假设Ra1kΩRf1000kΩ则放大倍数为1000倍。
但是放大倍数设得过高会使电路工作不稳定所以为了安全起见初学者最好将它设在200倍左右。
另外要想得到准确的放大倍数Ra和Rf必须使用精度高的电阻。
3.1.3反相放大器的输入电阻反相放大器的放大倍数由负反馈电阻的Ra和Rf的比值决定。
如果电阻Ra的值取得很小Rf的值取得很大则放大倍数当然就会很大。
但是如果Rf太大电路会工作得很不稳定最好取1000kΩ以内。
运算放大器的输入电阻的计算
运算放大器的输入电阻是指输入信号与放大器输入端之间的等
效电阻。
它是一个重要的参数,影响着放大器的性能和稳定性。
输
入电阻通常由两部分组成,差模输入电阻和共模输入电阻。
差模输入电阻是指对于放大器的两个输入端(非反相和反相端),输入信号分别加在两个输入端,计算得到的等效电阻。
通常
情况下,差模输入电阻可以通过放大器的数据手册或者规格说明来
获取。
共模输入电阻是指对于放大器的两个输入端,输入信号作为共
模信号加在两个输入端,计算得到的等效电阻。
共模输入电阻通常
是通过对放大器进行共模输入信号测试得到的。
计算运算放大器的输入电阻需要考虑这两个部分的影响。
一般
来说,可以使用以下公式来计算运算放大器的输入电阻:
1/输入电阻 = 1/差模输入电阻 + 1/共模输入电阻。
在实际应用中,差模输入电阻和共模输入电阻可能会随着频率、
温度和输入信号幅度的变化而变化。
因此,在设计和选择运算放大器时,需要综合考虑这些因素,并且在实际电路中进行充分的测试和验证。
另外,还需要注意输入电阻对于信号源的影响,以及输入电阻对于放大器性能的影响。
综上所述,计算运算放大器的输入电阻需要综合考虑差模输入电阻和共模输入电阻,并且在实际应用中进行充分的测试和验证。
共基极电路的输入电阻和输出电阻共基极电路是一种常用的放大电路,它具有一定的输入电阻和输出电阻。
本文将从理论和实际应用的角度分别介绍共基极电路的输入电阻和输出电阻。
一、共基极电路的输入电阻输入电阻是指电路对输入信号的阻抗,是输入信号与电路之间的匹配程度。
在共基极电路中,输入电阻由基极-发射极间的二极管形成。
由于二极管具有非线性特性,因此输入电阻也受到非线性影响。
共基极电路的输入电阻可以通过以下公式计算:$$R_{in} = \frac{V_{be}}{I_{in}}$$其中,$V_{be}$为基极-发射极间的电压,$I_{in}$为输入电流。
在实际应用中,为了提高共基极电路的输入电阻,可以采取以下方法:1. 选择高β值的晶体管。
β值越大,输入电流越小,输入电阻越大。
2. 使用共射极放大电路。
共射极放大电路具有较高的输入电阻,可以与共基极电路串联使用,以增加整体的输入电阻。
二、共基极电路的输出电阻输出电阻是指电路对输出信号的阻抗,是输出信号与电路之间的匹配程度。
在共基极电路中,输出电阻由集电极-发射极间的二极管形成。
共基极电路的输出电阻可以通过以下公式计算:$$R_{out} = \frac{V_{ce}}{I_{out}}$$其中,$V_{ce}$为集电极-发射极间的电压,$I_{out}$为输出电流。
在实际应用中,为了降低共基极电路的输出电阻,可以采取以下方法:1. 使用输出级别器。
输出级别器可以降低输出电阻,提高电路的输出功率。
2. 加入负反馈。
负反馈可以改变电路的输入输出特性,降低输出电阻。
总结:共基极电路的输入电阻由基极-发射极间的二极管形成,可以通过选择高β值的晶体管和串联使用共射极放大电路来提高输入电阻。
共基极电路的输出电阻由集电极-发射极间的二极管形成,可以通过使用输出级别器和加入负反馈来降低输出电阻。
在实际应用中,根据需要选择适合的方法来调整输入电阻和输出电阻,以达到所需的放大效果。