第-10-章-晶体三极管放大电路.ppt

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1、10.1 交流电压放大电路的组成和信号放大概述10.1.1 共射组态基本放大电路的组成 晶体管的主要用途之一，是利用其电流放大作用组成放大电路。共射组态基本放大电路如图 10 一 1 所示。利用放大器件工作在放大区时所具有的电流控制特性，可以实现放大作用。放大电路由放大器件、直流电源、偏置电路、输人电路和输出电路几部分组成1 输入回路(1）耦合电容 C1 起隔直流通交流的作用。(2）基极偏置电阻 RB。它的作用是给发射结提供正向偏置电压，2 输出回路(1）集电极电源 Ucc 和集电极负载电阻 RC。电源 Ucc 除了为输出信号提供能量外，还通过 RC 给集电结提供反向偏置电压，使晶体管处于放大

2、状态(2）耦合电容 C2 。C2 的作用与 C1 相似，一方面隔断放大电路与负载之间的直流通路，使晶体三极管的静态工作点不受影响；另一方面沟通放大电路与负载之间的交流通路，使放大电路的输出信号毫无损失地加到负载两端。3 晶体三极管 晶体三极管具有电流放大作用，是放大电路中的核心器件。利用其能量放大作用可实现输入端能量较小的信号去控制电源 Ucc 供给的能量，以在输出端获得一个能量较大的信号。这就是晶体三极管放大作用的实质，因此，晶体三极管还可以看成一个控制元件。10.1.2 信号放大概述输出电压有以下特点：的幅度增大了 的频率与 相同 的相位与 相反 有直流分量、交流分量以及它们的合成量 10

3、.2交流电压放大电路的分析10.2.1 放大电路的静态分析直流通路静态：无信号输入时，放大电路的工作状态称为静态。放大电路的静态分析，确定静态工作点 Q。静态分析方法有两种方法：一种是由直流通路确定静态值称为近似估算法，图解法。静态工作点静态工作点Q 近似估算法2、用图解法确定静态值 利用晶体三极管的输入、输出特性曲线，通过作图的方法，直观地分析放大电路工作性能的方法，称为图解法。应用图解法可直观地看到交流信号放大传输的过程，正确地选择静态工作点和确定动态工作范围，估算电压放大倍数。静态工作点的选择设置在特性曲线放大区的中部，因为此处线性好，能获得较大的电压放大倍数，而且失真也小。10.2.2

4、 放大电路的动态分析1 放大电路无信号偷入的情况 如图 10 一 1 所示的放大电路，当无信号输入时（相当于输入端短路），放大电路是直流通路2 放大电路有信号输入后的情况1）输入回路 基极电流i B 可根据输入信号电压 u；从管子的输人特性上求得。2）不接负载电阻 RL 时的电压放大倍数3）接入负载电阻 RL 时的电压放大倍数（减小）10.2.3 电路参数对放大器工作的影响1.RB 的影响RB 的影响RB 增大时，IB减小，Q点降低，三极管趋向于截止。RB 减小时，IB 增大，Q点抬高，三极管趋向于饱和。此时三极管均会失去放大作用。2.RC 的影响RC增大，负载线斜率减小，工作点左移;RC减小

5、，负载线斜率增大，工作点右移。当增大较多时，Q点将移至饱和区而失去放大作用。3 直流电源Ucc 的影响直流电源Ucc 的影响 其他参数不变，升高电源电压UCC，直流负载线平行右移，Q点偏向右上方使放大电路动态范围扩大，但同时三极管的静态功耗也增大。10.2.4 放大电路的非线性失真截止失真：三极管进人截止区而引起的失真。可通过减小基极偏置电阻 RB 的阻值来消除。饱和失真：三极管进入饱和区而引起的失真。可通过增大基极偏置电阻 RB 的阻值来消除。静态工作点Q的位置合理地选择静态工作点Q的位置，并适当限制输入信号ui 的幅度。一般情况下，Q点应大致选在交流负载线的中点，当输入信号ui 的幅度较小

6、时，为了减小管子的功耗，Q点可适当选低些。若出现了截止失真，通常采用提高静态工作点的办法来消除，即通过减小基极偏置电阻的阻值来实现；若出现了饱和失真，则反向操作，即增大。10.2.5 动态交流指标的估算1 三极管的微变等效电路 如何把三极管线性化，用一个等效电路来代替，可从共发射极接法三极管的输入特性和输出特性两方面来分析讨论2 放大电路的微变等效电路 画放大电路微变等效电路的步骤如下。画出放大电路的交流通路的原则：在放大电路中，耦合电容 C1 和 C2 的电容量比较大，用短路线取代；直流电源内阻很小，也可以忽略不计，对交流分量，直流电源可视为短路。放大电路的微变等效电路：用三极管的微变等效电

7、路取代交流通路中的三极管。3 放大电路的主要性能指标 Au、Ri、Ro(1）电压放大倍数（2）输入电阻 Ri（3）输出电阻）输出电阻 RO就是从放大器输出端（不包括外接负载就是从放大器输出端（不包括外接负载电阻电阻 RL）看进去的交流等效电阻。）看进去的交流等效电阻。输出电阻就近似等于集电极电阻。即输出电阻就近似等于集电极电阻。即10.3 典型交流电压放大电路1 各元件作用（1）基极偏置电阻）基极偏置电阻 RB1,RB2:（2）发射极电阻）发射极电阻 RE（3）发射极旁路电容）发射极旁路电容CE：称为旁路电：称为旁路电容。一般选择电解电容，容量为几十微容。一般选择电解电容，容量为几十微法。法。

8、2 稳定工作点原理为使稳定，采取两种方法：固定基极电位 。取适当的 值，使 ，=定值（不受温度影响）。T Ic IE UE UBE IBIC 3 静态分析4 动态分析该电路动态性能指标一般用微变等效电路来确定，具体步骤为：（1）画出微变等效电路；（2）求电压放大倍数、输入电阻 Ri、输出电阻 R o。10.5 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈10.5.1 负反馈的基本概念负反馈的基本概念 所谓反馈，是指将放大电路的输出信号（电所谓反馈，是指将放大电路的输出信号（电压或电流的一部分或全部），通过某种形式压或电流的一部分或全部），通过某种形式（反馈网络）馈送到电路的输入回路，并同输（反馈网络）

9、馈送到电路的输入回路，并同输入信号一起参与放大电路的输人控制。入信号一起参与放大电路的输人控制。负反馈放大电路由两部分组成：一部分是无负反馈放大电路由两部分组成：一部分是无反馈的基本放大器，它可以是单级或多级的；反馈的基本放大器，它可以是单级或多级的；一部分是反馈网络，它是联系输出电路和输入一部分是反馈网络，它是联系输出电路和输入电路的环节，一般由电阻、电容等元件组成。电路的环节，一般由电阻、电容等元件组成。10.5.2 负反馈的分类负反馈的分类1 正反馈和负反馈正反馈和负反馈 按照反馈对放大电路性能影响的效果，按照反馈对放大电路性能影响的效果，可将反馈分为正反馈和负反馈两种极性。正反可将反馈

10、分为正反馈和负反馈两种极性。正反馈虽能提高放大倍数，但同时也加剧了放大电馈虽能提高放大倍数，但同时也加剧了放大电路性能的不稳定性，主要用于振荡电路；负反路性能的不稳定性，主要用于振荡电路；负反馈虽降低了放大倍数，但却换来了放大电路性馈虽降低了放大倍数，但却换来了放大电路性能的改善。能的改善。2。电压反馈，电流反馈。电压反馈，电流反馈 反馈信号的大小与输出电压成比例反馈信号的大小与输出电压成比例的反馈称为电压反馈；反馈信号的大小的反馈称为电压反馈；反馈信号的大小与输出电流成比例的反馈称为电流反馈。与输出电流成比例的反馈称为电流反馈。3。串联反馈和并联反馈。串联反馈和并联反馈 串联反馈和并联反馈的判断：把输串联反馈和并联反馈的判断：把输入端短路，如果这时反馈信号同样被短入端短路，如果这时反馈信号同样被短路，即净输入信号为零，则为并联反馈；路，即净输入信号为零，则为并联反馈；如果此时反馈信号没有消失，则为串联如果此时反馈信号没有消失，则为串联反馈。反馈。10.5.3 负反馈对放大电路工作性能的影响1 降低放大倍数，但稳定性提高