分压式放大电路
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分压式偏置放大电路的装接余姚市职成教中心学校
陈雅萍
任务目标:
学会在万能板上装接分压式偏置放大电路。
1
C 10uF
2
C 10uF e
C 100uF
b1
R 12k Ω
b2
R 10k Ω
p
R 100k Ω
c
R 2k Ω
e
R 1k Ω
L
R 2k Ω
S
+
+
-
-
i
u o
u +V CC (+12V )
VT
9013
分压式偏置放大电路
——电路组成
开关
——元件清单
电子元器件清单
元件名称规格数量VT三极管90131 R P电位器100kΩ1 R b1电阻器12kΩ1 R b2电阻器10kΩ1 R e电阻器1kΩ1 R c、R L电阻器2kΩ2 C1、C2电容器10uF2 C e电容器100uF1 S拨动开关1
其他材料
名称数量备注接线柱2
信号连接线2
电源连接线2
短路帽1
分压式偏置放大电路
第一步:准备材料
第二步:元器件识别与检测
第三步:电路布局
——装接过程(布局参考图)
分压式偏置放大电路
p
R 接线柱
接线柱
拨动开关
9013
1
C 2
C e
C b1
R b2
R c
R e
R L
R 电源
电位器
第四步:装接电路
第五步:通电前检查
分压式偏置放大电路的装接
在万能板上的装接步骤:
准备材料 元器件识别与检测电路布局 电路装接通电前检查。
分压偏置放大电路一、概述分压偏置放大电路是一种常用的放大电路,它可以将输入信号放大并输出到负载上。
该电路的特点是具有高输入阻抗、低输出阻抗和较好的直流稳定性。
在实际应用中,分压偏置放大电路被广泛应用于音频放大、信号处理和控制系统等领域。
二、基本原理分压偏置放大电路的基本原理是利用一个分压网络来产生一个恒定的直流偏置电压,使得输入信号能够在工作点上进行线性放大。
其电路图如下所示:其中,R1和R2构成了一个分压网络,它们将电源电压VCC分成两部分,即VB和VE。
VB为基极的偏置电压,VE为发射极的偏置电压。
当输入信号vi进入基极时,它会被放大并输出到负载RL上。
三、工作原理1. 偏置点设置在设计分压偏置放大电路时,需要根据管子的参数来设置合适的偏置点。
一般情况下,可以通过以下公式来计算:IB = (VCC - VB) / (R1 + R2)IC = βIB其中,IB为基极电流,IC为集电极电流,β为晶体管的放大倍数。
2. 放大增益计算分压偏置放大电路的放大增益可以通过以下公式来计算:Av = -RL / (re + (1 + β) * (R1 || R2))其中,re为发射极内阻,||表示并联。
3. 直流稳定性在分压偏置放大电路中,由于存在一个恒定的偏置电压VB,因此可以有效地控制晶体管的工作点。
这样就可以保证输出信号的直流稳定性。
四、优缺点分析1. 优点(1)具有高输入阻抗和低输出阻抗;(2)具有较好的直流稳定性;(3)适用于低频信号处理和音频放大等领域。
2. 缺点(1)由于使用了分压网络来产生偏置电压,因此需要额外消耗一部分功率;(2)对温度和晶体管参数变化比较敏感,需要进行精确调整。
五、应用实例分压偏置放大电路广泛应用于音频放大、信号处理和控制系统等领域。
以下是一个典型的应用实例:在该电路中,分压偏置放大电路被用作前级放大器,它将输入信号进行放大并输出到后级功率放大器。
2 分压式偏置放大电路2.1 分压式偏置放大电路的组成分压式偏置放大电路如图所示。
V 是放大管;R B1、R B2是偏置电阻,R B1、R B2组成分压式偏置电路,将电源电压U CC 分压后加到晶体管的基极;R E 是射极电阻,还是负反馈电阻;C E 是旁路电容与晶体管的射极电阻R E 并联,C E 的容量较大,具有“隔直、导交”的作用,使此电路有直流负反馈而无交流负反馈,即保证了静态工作点的稳定性,同时又保证了交流信号的放大能力没有降低。
. 图a 图b 2.2 稳定静态工作点的原理分压式偏置放大电路的直流通路如图a 所示。
当温度升高,I C 随着升高,I E 也会升高,电流I E 流经射极电阻R E 产生的压降U E 也升高。
又因为U BE=U B-U E ,如果基极电位U B 是恒定的,且与温度无关,则U BE 会随U E 的升高而减小,I B 也随之自动减小,结果使集电极电流I C 减小,从而实现I C 基本恒定的目的。
如果用符号“ ”表示减小,用“ ”表示增大,则静态工作点稳定过程可表示为:要实现上述稳定过程,首先必须保证基极电位U B 恒定。
由图b 可见,合理选择元件,使流过偏置 电阻R B1的电流I 1比晶体管的基极电流I B 大很多,则U CC 被R B1、R B2分压得晶体管的基极电位U B :分压式偏置放大电路中,采用了电流负反馈,反馈元件为R E 。
这种负反馈在直流条件下起稳定静态工作点的作用,但在交流条件下影响其动态参数,为此在该处并联一个较大容量的电容C E ,使R E 在交流通路中被短路,不起作用,从而免除了R E 对动态参数的影响。
.2.3 电路定量分析1.静态分析根据定理可得输出回路方程↓↓→↓−−−−−−→−↑↑→↑→↑→-=C B BE U U U U EE C I I U U I I T B E B BE 恒定且CCB B B B U R R R U 212+=EE CE C C CC R I U R I U ++=↑↓2.4动态分析由分压式偏置放大电路图A 可得交流通路如图C 所示及微变等效电路如图D 所示图C 分压式偏置电路的交流通路 图D 分压式偏置电路的交流微变等效电路 (1)电压放大倍数K输入电压sr i i b beU ir i r == 输出电压''sc c L b LU i R i R β=-=-⋅//'sc b L C Lsr b be beR i r U i R R K U r ββ-⋅⋅===-⋅(2)输入电阻sr r12////sr b b ber R R r =(3)输出电阻sc r sc Cr R =设计举例:要求设计一个工作点稳定的单管放大器,已知放大器输出端的负载电阻6fz R K =Ω,晶体管的电流放大系数β=50,信号频率f=1KH z,电压放大倍数K ≥100,放大器输出电压的有效值U SC ≥ 2.5V 。
分压式共射放大电路是一种常见的电路结构,用于放大输入信号并驱动负载电阻。
在该电路中,rb1和rb2起着重要作用,它们之间的关系对电路的性能有着重要的影响。
本文将对分压式共射放大电路和rb1、rb2的关系进行详细分析。
1. 分压式共射放大电路的基本原理分压式共射放大电路是一种常见的放大电路结构,它由三个基本元件组成:晶体管、输入电阻rb1和输出电阻rb2。
在该电路中,输入信号通过rb1接入晶体管的基极,而输出信号则通过rb2从晶体管的集电极提取。
这种结构使得电路具有较大的输入电阻和较小的输出电阻,从而能够有效地放大输入信号并驱动负载电阻。
2. rb1和rb2的作用在分压式共射放大电路中,rb1和rb2分别扮演着输入电阻和输出电阻的角色。
它们的大小直接影响了电路的放大倍数和频率响应特性。
具体来说,rb1决定了输入信号的功率传递效率,而rb2则决定了输出信号的失真程度。
合理选择rb1和rb2的数值对于优化电路性能至关重要。
3. rb1和rb2的关系在实际设计中,rb1和rb2之间存在一定的关系,它们的数值大小应该经过合理的计算和选择。
一般来说,rb2的数值要远大于rb1,以确保电路具有较小的输出电阻和较大的输入电阻。
也需要考虑rb2对电路带宽和稳定性的影响,避免频率失真和失调现象的发生。
4. rb1和rb2的优化方法针对rb1和rb2的选择,可以采取一些优化方法来实现电路性能的提升。
可以通过合理的电路设计和仿真分析,选取合适的rb1和rb2数值。
可以利用电路技术手段,如改变rb1和rb2的接入方式、增加滤波器等措施,来改善电路的频率响应和稳定性。
需要进行实际测试和调试,以验证电路的性能和稳定性,确保rb1和rb2的选择是合理的。
5. 结论分压式共射放大电路的rb1和rb2之间存在着密切的关系,它们的选择对电路性能有着重要的影响。
通过合理选择rb1和rb2的数值,优化电路的设计和仿真,采取一些优化方法,可以实现电路性能的提升,并确保电路具有较好的频率响应和稳定性。
分压式共射极放大电路的反馈类型解释说明以及概述1. 引言1.1 概述:分压式共射极放大电路是一种常见的放大电路结构,广泛应用于各个领域的电子设备中。
该电路通过使用反馈来调节输出信号与输入信号之间的关系,从而达到放大信号并增强系统性能的目的。
本文将重点讨论分压式共射极放大电路的几种常见反馈类型及其作用特点。
1.2 文章结构:本文首先介绍引言部分,然后详细解释和说明三种反馈类型(A、B、C),最后进行总结并展望未来研究方向。
1.3 目的:本文的主要目的是对分压式共射极放大电路中不同类型的反馈进行深入探讨,并阐明它们在提高系统性能方面所起到的作用和具有的特点。
通过这个对比研究,旨在为工程师和研究人员提供更好地选择适合其需求的反馈类型,并为进一步改进分压式共射极放大电路提供研究方向。
2. 分压式共射极放大电路的反馈类型2.1 反馈类型A反馈类型A是一种常见的分压式共射极放大电路的反馈方式。
在这种类型中,输出信号被引导回输入端,与输入信号相位相同,以提供增强的信号放大。
该反馈方式能够增加电路的增益稳定性和频率响应,并减少非线性失真现象。
此外,反馈类型A还可以改善电路的输入阻抗和输出阻抗。
2.2 反馈类型B另一种常见的分压式共射极放大电路的反馈方式是反馈类型B。
在这种类型中,输出信号被引导回输入端,但与输入信号相位相反。
反馈类型B可以产生一个负反馈环路,在此环路中,由于负载效应和非线性元件效应而产生的失真被减轻。
因此,它能够提供更好的线性性能和较低的失真水平。
2.3 反馈类型C最后一种常见的分压式共射极放大电路的反馈方式是反馈类型C。
在这种类型中,输出信号仅部分引导回输入端。
这种形式的部分正反馈可以提高放大电路的增益和频率响应,并减少幅度失真。
反馈类型C还可以改善电路的输入阻抗和输出阻抗,具有较好的线性特性。
这些不同类型的反馈方式都可以在分压式共射极放大电路中起到关键作用,提高整体性能并减少失真。
选择合适的反馈类型取决于具体应用需求和设计要求。
分压式放大电路前面讨论的基本放大电路,当基极偏置电阻b R 确定后,基极偏置电流BQ I (/BQ CC b I U R =)也就固定了,这种电路叫固定偏置放大电路。
它具有元器件少,电路简单和放大倍数高等优点,但它的最大缺点就是稳定性差,因此只能在要求不高的电路中使用。
当温度变化时,三极管的的参数都会随之发生改变,从而使静态工作点发生变动,进而影响放大器的性能,甚至不能正常工作。
为了使放大电路能减小温度的影响,通常采用改变偏置的方式或者利用热敏器件补偿等办法来稳定静态工作点,下面介绍三种常用的稳定静态工作点的偏置电路。
1)1)电路的特点和工作原理分压式放大电路如图2-8所示。
图2-8 分压式偏置电路设流过电阻1b R 和2b R 的电流分别为1I 和2I ,并且,一般I BQ 很小,所以近似认为1I ≈2I 。
这样,基极电位B U 就完全取决2b R 上的分压,即212b b b CC BQ R R R U U +≈ (2-13)从上式看出,在BQ I I <<2的条件下,基极电位BQ U 由电源CC U 经1b R 和2b R 分压所决定,与三极管参数无关,当然也就不受温度影响。
如果BEQ BQ U U <<,则发射极电流为e2b 1b CC 2b e BQ e BEQ BQ EQ R )R R (R R R +=-=U U U U I ≈ (2-14)从上面分析来看,静态工作点稳定是在满足两式的条件: BQ I I >>1和BEQ BQ U U >>1I 和BQ U 越大,则工作点稳定性越好。
但是1I 也不能太大,因为一方面1I 太大使电阻1b R 和2b R 上的能量消耗太大;另一方面1I 太大,要求1b R 很小,这样对信号源的分流作用加大了,当信号源有内阻时,使信号源内部压降增大,有效输入信号减小,降低了放大电路的放大倍数。
同样BQ U 也不能太大,如果BQ U 太大,必然E U 太大,导致CEQ U 减小,甚至影响放大电路的正常工作。
《分压式偏置放大电路》教案第一章:分压式偏置放大电路概述1.1 教学目标了解分压式偏置放大电路的定义和作用理解分压式偏置放大电路的基本组成和工作原理掌握分压式偏置放大电路的优点和应用领域1.2 教学内容分压式偏置放大电路的定义和作用分压式偏置放大电路的基本组成:输入级、输出级、偏置电路分压式偏置放大电路的工作原理:信号输入、放大、输出过程分压式偏置放大电路的优点:稳定性好、偏置电流可调、输出阻抗低分压式偏置放大电路的应用领域:模拟放大、滤波、信号处理等1.3 教学方法讲授法:讲解分压式偏置放大电路的基本概念和原理演示法:通过示例电路图和实际电路演示分压式偏置放大电路的工作过程互动法:引导学生提问和讨论,加深对分压式偏置放大电路的理解1.4 教学评价课堂问答:检查学生对分压式偏置放大电路的基本概念的理解习题练习:布置相关习题,让学生巩固所学内容第二章:分压式偏置放大电路的电路设计与分析2.1 教学目标学会设计分压式偏置放大电路掌握分析分压式偏置放大电路的方法了解分压式偏置放大电路的参数优化2.2 教学内容分压式偏置放大电路的设计步骤:确定输入级、输出级、偏置电路的参数分压式偏置放大电路的分析方法:直流分析、交流分析、瞬态分析分压式偏置放大电路的参数优化:电压增益、输入输出阻抗、带宽等2.3 教学方法讲授法:讲解分压式偏置放大电路的设计步骤和分析方法实践法:让学生动手设计、分析实际的分压式偏置放大电路互动法:引导学生提问和讨论,解决设计过程中遇到的问题2.4 教学评价设计报告:评估学生设计的分压式偏置放大电路的合理性和优化程度分析报告:检查学生对分压式偏置放大电路分析的理解和应用能力第三章:分压式偏置放大电路的应用实例3.1 教学目标了解分压式偏置放大电路在实际应用中的具体实例学会分析实际应用中分压式偏置放大电路的性能指标掌握分压式偏置放大电路在实际应用中的优化方法3.2 教学内容分压式偏置放大电路的实际应用实例:放大器、滤波器、振荡器等实际应用中分压式偏置放大电路的性能指标:频率响应、线性度、噪声等实际应用中分压式偏置放大电路的优化方法:电路调整、元件选择、屏蔽等3.3 教学方法讲授法:讲解分压式偏置放大电路在实际应用中的具体实例和性能指标实践法:让学生分析实际应用中的分压式偏置放大电路并进行优化互动法:引导学生提问和讨论,解决实际应用中遇到的问题3.4 教学评价应用实例分析报告:评估学生对分压式偏置放大电路在实际应用中的理解和优化能力性能指标评估:检查学生对实际应用中分压式偏置放大电路性能指标的分析能力第四章:分压式偏置放大电路的测试与调试4.1 教学目标学会使用测试仪器对分压式偏置放大电路进行测试掌握分压式偏置放大电路的调试方法了解测试与调试过程中可能遇到的问题及解决方法4.2 教学内容测试仪器及测试方法:示波器、信号发生器、万用表等分压式偏置放大电路的调试步骤:检查电路连接、调整偏置电流、测试放大倍数等测试与调试过程中可能遇到的问题及解决方法:示波器无信号、信号失真、输出电压不稳定等4.3 教学方法演示法:教师使用测试仪器对分压式偏置放大电路进行测试和调试,学生观摩实践法:学生分组进行测试和调试,教师巡回指导互动法:学生提问,教师解答,共同解决测试与调试过程中遇到的问题4.4 教学评价测试报告:评估学生对分压式偏置放大电路测试方法的掌握程度调试报告:检查学生对分压式偏置放大电路调试方法的运用能力第五章:分压式偏置放大电路的故障排查与维护5.1 教学目标学会分压式偏置放大电路的故障排查方法掌握分压式偏置放大电路的维护技巧了解故障排查与维护过程中可能遇到的问题及解决方法5.2 教学内容故障排查方法:观察法、测量法、替换法等分压式偏置放大电路的维护技巧:清洁、检查元件、调整偏置电流等故障排查与维护过程中可能遇到的问题及解决方法:元件老化、电路短路、电源不稳定等5.3 教学方法演示法:教师展示故障排查与维护的实际操作,学生观摩实践法:学生分组进行故障排查与维护,教师巡回指导互动法:学生提问,教师解答,共同解决故障排查与维护过程中遇到的问题5.4 教学评价故障排查报告:评估学生对分压式偏置放大电路故障排查方法的掌握程度维护报告:检查学生对分压式偏置放大电路维护技巧的运用能力第六章:分压式偏置放大电路的优化与改进6.1 教学目标学会对分压式偏置放大电路进行优化与改进掌握优化与改进的方法与步骤了解优化与改进过程中可能遇到的问题及解决方法6.2 教学内容优化与改进的目的:提高电路性能、降低成本、减小体积等优化与改进的方法:电路分析、参数调整、元件选择等优化与改进的步骤:确定目标、制定方案、实施改进、测试验证等6.3 教学方法讲授法:讲解分压式偏置放大电路优化与改进的目的、方法与步骤实践法:学生分组进行优化与改进,教师巡回指导互动法:学生提问,教师解答,共同解决优化与改进过程中遇到的问题6.4 教学评价优化与改进报告:评估学生对分压式偏置放大电路优化与改进方法的掌握程度性能测试报告:检查学生对优化与改进后电路性能的评估能力第七章:分压式偏置放大电路在工程实践中的应用7.1 教学目标了解分压式偏置放大电路在工程实践中的应用案例学会分析实际工程中分压式偏置放大电路的性能指标掌握分压式偏置放大电路在工程实践中的优化方法7.2 教学内容分压式偏置放大电路在工程实践中的应用案例:音频放大器、无线通信电路等实际工程中分压式偏置放大电路的性能指标:可靠性、稳定性、线性度等实际工程中分压式偏置放大电路的优化方法:电路调整、元件选择、散热设计等7.3 教学方法讲授法:讲解分压式偏置放大电路在工程实践中的应用案例和性能指标实践法:让学生分析实际工程中的分压式偏置放大电路并进行优化互动法:引导学生提问和讨论,解决实际工程中遇到的问题7.4 教学评价应用案例分析报告:评估学生对分压式偏置放大电路在工程实践中的应用理解和优化能力性能重点和难点解析本文主要介绍了分压式偏置放大电路的相关知识,包括其定义、作用、基本组成、工作原理、优点、应用领域、电路设计与分析方法、应用实例、测试与调试、故障排查与维护、优化与改进以及在工程实践中的应用。
教学设计教学过程环节教学内容及教师活动学生活动设计意图一、情境导入1、展示一电路教具,提问:同学们,你知道这是什么电路吗?(固定偏置放大)2、实验:让电路开始工作,观察波形,显示正常的放大波形后,再通过改变三极管的环境温度,让同学们观察波形变化。
提问:同学们你看到了什么?3、思考:为什么温度变化会造成放大波形失真?得出:放大电路中确定一合适静态工作点的重要性。
4、如何克服固定偏置放大电路中静态工作点不稳定的问题呢?引入新课。
观察电路,思考问题并回答;发现静态工作点最放大电路的重要性;积极、大胆的回答问题。
学习项目生活化,让学生明确“为什么学”及引导学生拥有一双善于发现的眼和一颗善于发现的心。
二、传授新课任务一:观察分压式偏置放大电路。
看一看:电路构成想一想:电路有什么组成?与固定偏置放大电路有什么不同?结论:1.增加基极的下偏置电阻2.增加射极电阻R e3.增加射极旁路电容C3下面让我们一起探究分压式偏置放大电路的静态工作点吧!任务二:分压式偏置放大电路静态工作点的分析同学们,你能设置分压式偏置放大电路的静态工作点吗?画一画:根据分压式偏置放大电路画出直流通路,并标出各支路上电流方向。
强调画直流通路时的注意点。
学生在观察中发现电路中构成并大胆发言。
并完成学习任务书相应的内容。
结合所学固定偏置放大电路的分析方法,尝试分析分压是偏置放大电路的静态工作点。
通过观察简单现象提升学生信心,加深对分压式偏置放大电路的记忆。
引导学生将所学知识进行应用,并养成三极管放大电路静态工作点分析的思维方法。
想一想:观察电路图结合直流通路中电流流向动画,尝试分析I BQ 、I CQ 、U CEQ 。
1、提示: R b1与R b2的连接关系是什么,I B 的特点?(既非并联,又非串联,I B 很小)。
得出:I R b1≈I R b2,则R b1与R b2可视为串联。
基极电位V B =b2b1GR R V +·R b2接下来分析:V EQ = V BQ -0.7(射极电位) I EQ =EEQ R V (射极电流)I CQ H I EQI BQ = I CQ /β(基极电流) V CEQ = V G -I CQ (R c +R e )(集-射电压)2、在课堂练习作业中,完成静态工作点的计算。
《分压式偏置放大电路》教案一、教学目标1. 让学生了解分压式偏置放大电路的原理和作用。
2. 使学生掌握分压式偏置放大电路的组成和特点。
3. 培养学生分析问题和解决问题的能力。
二、教学内容1. 分压式偏置放大电路的原理2. 分压式偏置放大电路的组成3. 分压式偏置放大电路的特点4. 分压式偏置放大电路的应用5. 分压式偏置放大电路的优缺点三、教学重点与难点1. 教学重点:分压式偏置放大电路的原理、组成和特点。
2. 教学难点:分压式偏置放大电路的工作原理和设计方法。
四、教学方法1. 采用讲授法,讲解分压式偏置放大电路的相关知识。
2. 利用示例电路,分析分压式偏置放大电路的工作原理。
3. 开展小组讨论,探讨分压式偏置放大电路的优缺点及应用场景。
4. 利用仿真软件,验证分压式偏置放大电路的设计和性能。
五、教学准备1. 教材或教学资源:《电子电路基础》、《模拟电子技术》等。
2. 教学课件:分压式偏置放大电路的原理、组成和特点。
3. 示例电路:分压式偏置放大电路的实际应用。
4. 仿真软件:Multisim、Proteus等。
5. 实验器材:分压式偏置放大电路实验板、信号发生器、万用表等。
六、教学过程1. 引入新课:通过复习上一节课的内容,引入分压式偏置放大电路的概念。
2. 讲解原理:详细讲解分压式偏置放大电路的原理,包括电路的工作原理和信号传输过程。
3. 分析组成:介绍分压式偏置放大电路的组成部分,包括输入级、输出级和偏置电路等。
4. 讲解特点:分析分压式偏置放大电路的特点,如输入阻抗高、输出阻抗低、增益稳定等。
5. 应用实例:通过示例电路,展示分压式偏置放大电路在实际应用中的作用。
6. 小组讨论:让学生分组讨论分压式偏置放大电路的优缺点及适用场景。
7. 设计验证:利用仿真软件,让学生设计和验证分压式偏置放大电路的性能。
七、教学反思在课后,教师应反思本节课的教学效果,包括学生的学习情况、教学方法的适用性等,以便改进今后的教学。
实验报告课程名称:模拟电子技术实验项目:分压式单管共射放大电路一、实验项目分压式单管共射放大电路二、实验目的1.学会正确使用万用表、直流稳压电源、信号发生器、2.掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大器性能的影响。
3.学习测量放大器Q点、Av、ri、r0的方法,了解共射极放大电路的特性4.学习放大器的动态性能三、实验原理及电路图1.三极管及单管放大器工作原理。
2.放大器动态及静态测量方法。
1.装接电路四、实验容及步骤1.装接电路(1)按上图所示连接电路(注意接线前先测量+12V电源,关断电源后再接线),Rb1’先不接,Rb1p调到电阻最大位置。
(2)接线后仔细检查,确认无误后接通电源。
2.静态调整调整Rb1p,使VE= 2.12 V左右,测试并记录到表1-1中3.动态研究(1)加入正弦信号ui,f=1KHz, 3mV,测ui、uo的幅度、相位、画出ui、uo波形。
(2)空载RL=∞下测试:观察uo不失真时的最大值,并填入表1-2。
五、数据表格及分析:原始记录(图),数据分析与处理。
1.装接电路图2.静态调整调整Rb1p,使V E= 2.1 -2.2 V,测试并记录到表1-1中。
表1-1 静态工作点测试记录表(ui=0条件下)实测U E= 2.12 V实测记录数据计算处理U BE(V) U B(V) U CE(V) Rb1(k) I B(uA) I C(mA) 772.996mv 2.893 5.013 70 Ic/β0.96图3.动态研究(1)加入正弦信号ui,f=1KHz, 3mV,测ui、uo的幅度、相位、画出ui、uo波形。
(2)空载RL=∞下测试:观察uo不失真时的最大值,并填入表1-2。
实测实测计算理论估算ui (mV) uo (mV) A V A V3 481.974 160.658 170表中A V:电压放大倍数。
(3)加载RL下测试:改变RL,记入表1-3。
断掉给定参数实测实测计算理论估算R C RL Vi(mV) Vo(mV) A V A V3 240.988 80.32 1005.1 K 5.1 K3 135.768 45.26 505.1 K 2 K图4. 静态工作点改变对于输出波形的影响R C=5.1K、RL=5.1K下:①在工作点为合适的情况下,调出最大不失真的uo波形,并临募绘制uo波形,再测记此时对应的静态工作点电平值,记录于表2-5第一栏中;并注意应保持此时的ui值在以下的测试中始终不变;②增大Rb1p到其最大,观察绘制uo波形,并测试此时所对应的静态工作点电平;记录于表2-5第二栏中;③减小Rb1p到其最小,观察绘制uo波形;并测试此时所对应的静态工作点电平;记录于表2-5第三栏中。
分压式放大电路
前面讨论的基本放大电路,当基极偏置电阻b R 确定后,基极偏置电流BQ I (/BQ CC b I U R =)也就固定了,这种电路叫固定偏置放大电路。
它具有元器件少,电路简单和放大倍数高等优点,但它的最大缺点就是稳定性差,因此只能在要求不高的电路中使用。
当温度变化时,三极管的的参数都会随之发生改变,从而使静态工作点发生变动,进而影响放大器的性能,甚至不能正常工作。
为了使放大电路能减小温度的影响,通常采用改变偏置的方式或者利用热敏器件补偿等办法来稳定静态工作点,下面介绍三种常用的稳定静态工作点的偏置电路。
1)1)电路的特点和工作原理
分压式放大电路如图2-8所示。
图2-8 分压式偏置电路
设流过电阻1b R 和2b R 的电流分别为1I 和2I ,并且,一般I BQ 很小,所以近似认为1I ≈2I 。
这样,基极电位B U 就完全取决2b R 上的分压,即
212b b b CC BQ R R R U U +≈ (2-13)
从上式看出,在BQ I I <<2的条件下,基极电位BQ U 由电源CC U 经1b R 和2b R 分压所决定,与三极管参数无关,当然也就不受温度影响。
如果BEQ BQ U U <<,则发射极电流为
e
2b 1b CC 2b e BQ e BEQ BQ EQ R )R R (R R R +=-=U U U U I ≈ (2-14)
从上面分析来看,静态工作点稳定是在满足两式的条件: BQ I I >>1和BEQ BQ U U >>
1I 和BQ U 越大,则工作点稳定性越好。
但是1I 也不能太大,因为一方面1I 太大使电阻1b R 和2b R 上的能量消耗太大;另一方面1I 太大,要求1b R 很小,这样对信号源的分流作用加大了,当信号源有内阻时,使信号源内部压降增大,有效输入信号减小,降低了放大电路的放大倍数。
同样BQ U 也不能太大,如果BQ U 太大,必然E U 太大,导致CEQ U 减小,甚至影响放大电路的正常工作。
在工程上,通常这样考虑:
对于硅管:1I =(5~10)BQ I BQ U =(3~5)V
(2-15) 对于锗管:1I =(10~20)BQ I BQ U =(1~3)V (2-16)
2)静态工作点的近似估算
根椐以上分析,由图2-8可得
2
12b b b CC B R R R U U +≈ e BEQ
B EQ CQ R U U I I -=≈ (2-17)
)R R (e c CQ CC CEQ +-=I U U (2-18)
β≈CQ
BQ I I (2-19)
这样就可根据以上各式来估算静态工作点,式(2-19)的实际意义不大。
3)电压放大倍数的估算
图2-8的微变等效电路如图2-9所示。
图2-9 分压式偏置稳定电路的微变等效电路
由图可以得到
L b o R 'βI U =-
其中:L c L R //R R ='
]R )1(r [R r e be b e e be b i β++=+=I I I U
e
be L e be b L b i o u R r R R r R A )1(])1([I I U U ββββ++=-++=-='' 即e be L u R r R A )1(ββ++=-' (2-20)
由式(2-20)可知,由e R 于的接入,虽然给稳定静态工作点带来了好处,但却使放大倍数明显下降,并且e R 越大,下降越多。
为了解决这个问题,通常在e R 上并联一个大容量的电容(大约几十到几百微法);对交流来讲,e C 的接入可看成是发射极直接接地,故称e C 为射极交流旁路电容。
加入旁路电容后,电压放大倍数u A 和式(2-7)完全相同了。
这样既稳定了静态工作点,又没有降低电压放大倍数。
4)输入电阻和输出电阻的估算
由图2-9可得
e b be b e e be b i R I r I R I r =I U )1(β++=+
e be b
i i R r I U R )1(β++==' 则输入电阻为
b i i R R R //'=
(2-21)
通常b R (21//b b b R R R =)较大,如果不考虑b R 的影响,则输入电阻为 e be i i β)R (=r R =R +1+' (2-22)
式(2-22)表明,加入e R 后,输入电阻i R 提高了很多。
如果电路中接入了发射极旁路电容Ce ,则输入电阻be i i r R =。
由图2-9可求得输出电阻为O C R R ≈。
例2-3 电路如图2-10所示,已知三极管的β=40,CC U =12V ,L R =4k Ω,C R =2k Ω,e R =2k Ω,1b R =20k Ω,2b R =10k Ω,e C 足够大。
试求:
(1) 静态值CQ I 和CEQ U ;
(2) 电压放大倍数u A ;
(3) 输入、输出电阻i R 、O R 。
(a ) (b )
图2-10 例2-3图
(a )放大电路 (b )微变等效电路
解:
①估算静态值CQ I 和CEQ U V R R R CC b b b B 41220
1010U U 212=+=+⨯≈
mA 65.1R e BEQ
B EQ CQ =-=U U I I ≈
V R R I U U e c CQ CC CEQ 4.5)22(65.112)(=+-=+-⨯≈ ②估算电压放大倍数 k mA mV r EQ be 95.094665.12641300I 26)1(300≈=⨯+=+=β Ω+==k R R R L c L
33.14242//=⨯' 5695.033.140=-=-=-⨯'be L u r R A β 如果不接旁路电容C e ,则
64.024195.033.140)1(=-+=-++=-⨯⨯'e be L u R r R A ββ 可见电压放大倍数下降很多。
③估算输入电阻和输出电阻 输入电阻为
Ω==k 83.0R //R //r R 2b 1b be i 输出电阻为
Ω=k 2R R c o ≈。