放大电路
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第一节放大电路的组成及工作理
一.组成
三种电路:共基,共发,共集
以典型的共发射极为例:
利用基极电流对集电极电流的控制作用可以实现放大作用
(一) 共发射极电路:
T :NPN 型晶体管,放大的核心部件
E C : 集电极回路直流电源提供C 结反偏
R C : 集电极负载电阻,作用:将i C 转换成U 0 反应在输出端
E B ,R b :提供E---正偏听偏信 R b 决定I B
C 1,C 2: 隔直流通交流,为避免衰减过大-----C1C2容量大
(二) 组成原则:
1.e ——正偏 C ——反偏 使T 管处于放大状态
2.输入回路:Ui ——产生i b 控制i c
3.输出回路:使i C 尽可能多流到R L 上(减少其他支路的分流)
4.保证放大电路工作正常,T 处于放大状态,合理设置静态工作点Q
二.静态工作点的设置:
合理设置Q 点使i B ——U BE :线性变化
工作点选在U BE =0
三.放大电路的性能指标
(一) 放大倍数:输入信号若为正弦波
1. 电压放大倍数:电压增益:20LGA V 分贝 DB
A V =U 0/U I
U O ——输出电压(有效值)
U I ——输入电压(有效值)
2.电流放大倍数 电流增益:20lgA v 分贝
A I =I O/I I
3.功率放大倍数:功率增益 20lgAp 分贝
i O P P P A =
(二) 最大输出幅度:U 0MA X ,U 0,U 0PP (以正弦为例子)
(三) 输入电阻:i
i i I U r =(交流电路中求) (四) 输出电阻:o o
o I U r =
(五) 通频带BW (Bf )
第一节 放大电路的基本分析方法
三种基本电路:共基电路,共集电路,共发电路
分析方法:1)图解法:在特性曲线上用作图来进行分析
2)微变等效电路法:在一定条件下等效为线性电路进行分析
一、直流通路,交流通路
电路分析的两种基本电路:1)直流通路:静态工作点分析(U BEQ,U CEQ, I BQ ,I CQ)
2)交流电路:动态分析(A V,r i,r0)
1.直流通路:直流信号通过的电路
原则:遇C——视为开路
遇L——视为短路
2.交流通路:交流信号通过的电路
原则:遇C——(充分大)——近似视为短路
遇L——(充分大)——近似视为开路
直流电源(内阻小):近似为短路。
二、静态工作点估算:
从输入特性中知:晶体管导通时U BE变化很小(硅管:0。6-0。8V;锗管:0。1-0。3V)一般情况U BEQ:(硅管:0.7V,锗管0.2V )
1从直流通路中:列KVL方程
I BQ*R B+U BEQ-E C=0
I BQ=(E C-U BEQ)/R B
2从晶体管电流分配关系
I CQ=βI BQ
3从直流通路中:列负载回路的KVL方程
I CQ*R C+U CEQ-E C=0
U CEQ=E C-I CQ*R C
三、放大电路的工作原理
(一)U i=O时,静态工作
(二)U i=0时,动态工作U i=U m SINwt
U be=U BEQ+U m SINwt
i B,i C,u BE,u CE随U I的变化而变化
直流负载线:U CE=E C-I C*R C
R B增大I BQ=(E C-UBEQ)/R B减小,Q下移到Q'接近截止区
R B减小I BQ增大Q点上移到Q''接近饱和区
(1)E C:
E C增大直流负载平行右移→Q偏右上方→放大区扩大,T管功耗增大
(2)R C:
R C增大,Q点上升近饱和区,R C减小,Q点下降近截止区(3)β
β增大,特性曲线上移I BQ不变→Q点上移→I CQ增大,Q点近饱和区
5、非线性失真
Q 点过低——近截止区——截止失真(顶部失真)
Q点过高——近饱和区——饱和失真(底部失真)
Q点合适,U i幅度过大——双向失真(截止,饱和失真)
6最大输出电压幅度:U0MAX=MIN(U R,U F)
第三节微变等效电路法
条件:指输入信号U I变化量小(即小信号)
输入信号频率在低中频范围
原因:根据输入,输出特性曲线
在如上条件下:
小信号:——特性曲线近似直线性——可用等效的线性电路代替T管
低中频:晶体管中结电容的影响极小
一.静态分析:
ro=rc=2
第四节放大电路的三种接法
共基放大,共集放大,共射放大
一、共集电极放大电路
1 静态工作点计算:
直流通路
E C=R b I BQ+I EQ R e+U BEQ
E C=U CEQ+R e I EQ
又I EQ=(1+β)I BQ
I BQ=(E C-U BEQ)/(R b+(1+β)R e)
I CQ=βI BQ
U CEQ=E C-(1+β)I BQ R e
2 动态分析
交流通路:交流等效电路
(1)A V:
U I=I B R BE+I E R L′
=I B R BE+I B(1+β)R L′
U O=I E R L′=(1+β)R L′
A V=U O/U I=(1+β)R L′/(R BE+(1+β)R L′)
当(1+β)R L′》R BE时,A V≈1
说明共级电路,U O与UI同相,电压无放大作用
(2)R I,R O
R I′=U I/I B=(I B R BE+(1+β)I B R L′)/I B=R BE+(1+β)R L′
R I′=R B//R I′=R B//(R BE+(1+β)R L′
R O′=U O/I O′=-I B R BE/I O′
I B+βI B+I O′=0
I B= -I O′/(1+β)
R O′=I0′R BE/(1+β)I O′=R BE/(1+β)
R O′=R E//R O′=R E//R BE/(1+β)
(3)A I=I0/I I≈(R E/(R E+R L)I)/I B=(1+β)R E/(R E+R L)
I I≈I B
结论:(1)U0与U I同相
(1)V=1,电压无放大作用,电流有放大(就电压信号讲又称为射极跟随器)(2)R I大——对前级影响小(对信号源孛取电流小)
(3)R O小——带负载能力强
二共基极放大电路
1.静态工作点
直流通路
双电源:
I EQ=(E E-V BEQ)/R E
I BQ=I EQ/(1+β)
U CEQ=E E-I CQ R C-E E
实际电路单电源供电: