基本放大器PPT讲稿.ppt

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1、基本放大器1第1页，共55页，编辑于2022年，星期六 2.1 基本放大电路的组成和工作原理基本放大电路的组成和工作原理三极管放三极管放大电路有大电路有三种形式三种形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放大器为例讲解工作原理#下一页上一页首页2第2页，共55页，编辑于2022年，星期六+UCCRCC1C2TRB基本放大电路的组成基本放大电路的组成2.1.12.1.12.1.12.1.1ui输入输入uo输出输出集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。基极偏置电阻 耦合电容：耦合电容：有极性。大小有极性。大小为为10

2、F50 F作用：作用：隔直通交隔直通交是否满足发射结正偏、集电结反偏？是否满足发射结正偏、集电结反偏？下一页上一页首页#3第3页，共55页，编辑于2022年，星期六2.1.22.1.22.1.22.1.2放大电路的直流通路和交流通路放大电路的直流通路和交流通路交流通道：交流通道：只考虑交流信号的分电路。只考虑交流信号的分电路。直流通道：直流通道：只考虑直流信号的分电路。只考虑直流信号的分电路。信号的不同分量可分别在不同的通道分析。信号的不同分量可分别在不同的通道分析。直流通路直流通路RB+UCCRCRBRCRLuiu0交流通路交流通路RB+UCCRCC1C2+C C1 1、C C2 2 开路开

3、路 得到得到C C1 1 C C2 2 短路，短路，UCC 置零置零 得到得到下一页上一页首页#4第4页，共55页，编辑于2022年，星期六各点各点波形波形RB+UCCRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB放大电路的基本工作过程放大电路的基本工作过程2.1.32.1.32.1.32.1.3输入微弱正弦信号，经三极管放大后，输出同频、反相、放大的正弦信号。输入微弱正弦信号，经三极管放大后，输出同频、反相、放大的正弦信号。结结论论纯交流纯交流直流载交流直流载交流纯交流纯交流下一页上一页首页#5第5页，共55页，编辑于2022年，星期六IBUBEQIBQUBEUCEICQUC

4、EQICQ 2.2 放大电路的图解分析法放大电路的图解分析法1.1.从输入输出曲线上求三极管的静态工作点从输入输出曲线上求三极管的静态工作点(IBQ,ICQ,UCEQ）2.2.观察各处波形有无失真观察各处波形有无失真3.3.作图求出电压放大倍数作图求出电压放大倍数U U0 0/U/Ui i目目的的依依UBE 求出求出 IBQQ Q点与纵轴点与纵轴交点为交点为ICQ 依依UCE=EC ICRC 画出画出 直流负直流负载线载线IBQ与与IBQ交交点为点为Q点点Q Q点与横轴点与横轴交点为交点为UCEQ下一页上一页首页2.22.22.22.2#6第6页，共55页，编辑于2022年，星期六IBUBEQ

5、ICUCEibtibtictuit下一页上一页首页2.22.22.22.2图解分析法图解分析法-动态分析动态分析QQ点这点这样变化样变化QQQQQQQQucet假设假设uBE有一有一微小的变化微小的变化uce相位如何相位如何uce与与ui反相反相！uCE怎么变化怎么变化会引起会引起 ib很很大大的变化的变化也会引起也会引起 ic很大的变化很大的变化#波形有无波形有无失真？失真？放大倍数放大倍数？7第7页，共55页，编辑于2022年，星期六各点波形各点波形RB+UCCRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB纯交流纯交流直流载交流直流载交流纯交流纯交流下一页上一页首页#2.2

6、2.22.22.2电压放大倍数？电压放大倍数？8第8页，共55页，编辑于2022年，星期六实现放大的条件实现放大的条件1.三极管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。三极管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。2.正确设置静态工作点正确设置静态工作点Q，使整个波形处于放大区。，使整个波形处于放大区。3.输入回路输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。将变化的电压转化成变化的基极电流。4.输出回路输出回路 将变化的将变化的 ic 转化成变化的转化成变化的 uce，经电容滤波，经电容滤波只输出交流信号。只输出交流信号。2.22.22.22.2下一页上一页首页#9第9页，共55页，编辑于2

7、022年，星期六2.22.22.22.2下一页上一页首页工作点不合适，会引起波形失真工作点不合适，会引起波形失真IBUBEQIBQUBEuitICUCEibtibtticucet波形发波形发生失真生失真#10第10页，共55页，编辑于2022年，星期六如何判断一个电路是否能实现放大？如何判断一个电路是否能实现放大？3.晶体管必须满足晶体管必须满足发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏。4.正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。如果已给定电路的参数，则计算静态工作点来判断；如果已给定电路的参数，则计算静态工作点来判断；如果未给定电路的参数，则假

8、定参数设置正确如果未给定电路的参数，则假定参数设置正确。1.信号能否输入到放大电路中。信号能否输入到放大电路中。2.信号能否输出。信号能否输出。与实现放大的条件相对应，判断的过程如下：与实现放大的条件相对应，判断的过程如下：下一页上一页首页2.22.22.22.2#11第11页，共55页，编辑于2022年，星期六放大放大电路电路分析分析静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法图解法图解法计算机仿真计算机仿真2.3 2.3 放大电路的等效电路分析法放大电路的等效电路分析法下一页上一页首页2.32.32.32.3#12第12页，共55页，编辑于2022年

9、，星期六一、一、静态分析静态分析（宜采用估算法）（宜采用估算法）根据直流通道估算根据直流通道估算IBUBE+UCC直流通道直流通道RBRC2.3 2.3 放大电路的等效电路分析法放大电路的等效电路分析法2.32.32.32.3静态分析目的：求出电路的静态工作点值静态分析目的：求出电路的静态工作点值工工作作点点值值#下一页上一页首页13第13页，共55页，编辑于2022年，星期六例：例：用估算法计算静态工作点。用估算法计算静态工作点。已知：已知：U UCC CC=12V=12V，R RC C=4k=4k，R RB B=300k=300k，=37.5=37.5。解：解：请注意电路中请注意电路中IB

10、 和和IC 的数量级。的数量级。RB+UCCRCC1C2+2.32.3#下一页上一页首页一般地，工作点值在各区时有如下具体标志：一般地，工作点值在各区时有如下具体标志：I IB B（20502050AA）I IC C（12 mA)12 mA)U UCECEU UCC CC/2/2放放大大区区饱饱和和区区I IB B（6060AA以上）以上）I IC C（2.5 mA2.5 mA以上以上)U UCECE0.30.3V V截截止止区区I IB B 10 10AA以下以下I IC C 很小很小U UCE CE U UCCCC14第14页，共55页，编辑于2022年，星期六二、动态分析二、动态分析（一

11、）三极管的微变等效电路（一）三极管的微变等效电路1.输入回路输入回路iBuBE当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。uBE iB对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻rbe。rbe的量级从几百欧到几千欧。的量级从几百欧到几千欧。对于小功率三极管：对于小功率三极管：2.32.3B BE EB BC CE EB BE Erbe即：即：等效为等效为下一页上一页首页#15第15页，共55页，编辑于2022年，星期六二、动态分析二、动态分析（一）三极管的微变等效电路（一）三极管的微变等效电路1.输入回路输入回路2.32.32.32.3B BE EB B

12、C CE EB BE Erbe等效为等效为下一页上一页首页#2.输出回路输出回路由于有由于有(1)输出端相当于一个受输出端相当于一个受ib 控制的电流源。控制的电流源。(2)考虑考虑 uCE对对 iC的影响，输出端应并联一大电阻的影响，输出端应并联一大电阻rce。rce的含义？的含义？c ibE Er rcecerbeB BE ERce值很大，可略值很大，可略E EB BC C16第16页，共55页，编辑于2022年，星期六UBE二、动态分析二、动态分析（一）三极管的微变等效电路（一）三极管的微变等效电路1.输入回路输入回路2.32.3B BE EB BC CE E等效为等效为B BE Erb

13、e下一页上一页首页#2.输出回路输出回路由于有由于有(1)输出端相当于一个受输出端相当于一个受ib 控制的电流源。控制的电流源。(2)考虑考虑 uCE对对 iC的影响，输出端应并联一大电阻的影响，输出端应并联一大电阻rce。rce的含义？的含义？c ibE Er rcecerbeB BE ERce值很大，可略值很大，可略E EB BC C17第17页，共55页，编辑于2022年，星期六(二二)放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路uiuoRBRCRL2.32.3下一页上一页首页RB+UCCRCC1C2+RL#ibrbeibic18第18页，共55页，编辑于2022年，星期六(三三)电压放

14、大倍数的计算电压放大倍数的计算特点：特点：负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRBRCRL2.32.32.32.3下一页上一页首页#19第19页，共55页，编辑于2022年，星期六(四四)输入输出电阻的计算输入输出电阻的计算对于为放大电路提供信号的信号源来说，放大电路是负载，对于为放大电路提供信号的信号源来说，放大电路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。这个负载的大小可以用输入电阻来表示。rbeRBRCRL电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。一般总是希望得到较大的的输

15、入电阻。2.32.32.32.3输入与输出电阻的定义：输入与输出电阻的定义：输入电阻输入电阻r ri i输出电阻输出电阻r r0 0下一页上一页首页#20第20页，共55页，编辑于2022年，星期六2.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。态工作点。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由点由UBE、和和ICEO 决定，这三个参数随温度而变化，温决定，这三个参数随温

16、度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。TUBE ICEOQ下一页上一页首页#2.42.42.42.421第21页，共55页，编辑于2022年，星期六一、温度对一、温度对UBE的影响的影响iBuBE25C50CTUBEIBIC2.42.42.42.4下一页上一页首页#22第22页，共55页，编辑于2022年，星期六二、温度对二、温度对 值及值及ICEO的影响的影响T、ICEOICiCuCEQQ总的效果是：总的效果是：温度上升时，输出特性曲线上移，造成Q点上移。2.42.4下一页上一页首页#23第23页，共55页，编辑于2022年，星期六小结：

17、小结：TIC 固定偏置电路的固定偏置电路的Q点是不稳定的。点是不稳定的。Q点不点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、度升高、IC增加时，能够自动减少增加时，能够自动减少IB，从而抑制，从而抑制Q点的变化。保持点的变化。保持Q点基本稳定。点基本稳定。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。电路常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。电路见下页。见下页。2.42.42.42.4下一页上一页首页#24第24页，共55页，编辑于2022年，星期六分压式偏置电路分

18、压式偏置电路（稳定静态工作点的共射放大电路）（稳定静态工作点的共射放大电路）RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoRE射极直流射极直流负反馈电阻负反馈电阻CE 交流旁路交流旁路电容电容2.42.42.42.4下一页上一页首页#1.静态工作点稳定的原理静态工作点稳定的原理本电路稳压的过程实本电路稳压的过程实际是由于加了际是由于加了RE形成形成了了负反馈负反馈过程过程TUBEIBICUEIC25第25页，共55页，编辑于2022年，星期六I1I2IBRB1+UCCRCTRB2RE直流通路直流通路一、一、分压式偏置电路分压式偏置电路静态分析静态分析2.42.42.42.4B B下一页上

19、一页首页#26第26页，共55页，编辑于2022年，星期六例：例：已知已知=50，EC=12V，RB1=7.5k，RB2=2.5k，RC=2k，RE=1k，求该电路的静态工作点。求该电路的静态工作点。RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo下一页上一页首页#27第27页，共55页，编辑于2022年，星期六u0+UCCRB1RCC1C2RB2CERERLuiRCRL下一页上一页首页#二、分压式偏置电路动态分析二、分压式偏置电路动态分析2.42.42.42.4画微变等效电路画微变等效电路rbeRB求电压放大倍数求电压放大倍数求求 输输 入入 电电 阻阻求求 输输 出出 电电 阻阻28第

20、28页，共55页，编辑于2022年，星期六问题问题1：如果去掉如果去掉CE，电路如何分析？，电路如何分析？下一页上一页首页#2.42.42.42.4u0+UCCRB1RCC1C2RB2CERERLui静态分析不受影响静态分析不受影响动态分析不同动态分析不同微变等效电路变为：微变等效电路变为：RCRLRBrbe29第29页，共55页，编辑于2022年，星期六下一页上一页首页#2.42.4静态分析不受影响静态分析不受影响动态分析动态分析微变等效电路：微变等效电路：RCRLRBrbeRB1+UCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2问题问题2：如果电路如下图所示，如何分析？如果电路如下图

21、所示，如何分析？仅仅RE变为变为RE1+RE230第30页，共55页，编辑于2022年，星期六2.42.4题题2-152-151 1）求静态值）求静态值 2 2）求电压放大倍数）求电压放大倍数A Au u 3 3）求）求r ri i和和r r0 0解：解：1 1）接下页接下页静静态态值值下一页上一页首页#u0+20V12KC1C23KCEus1.5K K500500 31第31页，共55页，编辑于2022年，星期六2.42.42.42.4题题2-152-151 1）求静态值）求静态值 2 2）求电压放大倍数）求电压放大倍数A Au u 3 3）求）求r ri i和和r r0 0解解 2 2）R

22、Crbe先画微变等效电路：先画微变等效电路：3 3）下一页上一页首页#RBus Rsu0+20V12KC1C23KCEus1.5K K500500 Rs32第32页，共55页，编辑于2022年，星期六2.42.42.42.4题题2-162-16下一页上一页首页#1 1）求静态值）求静态值 2 2）画微变等效电路）画微变等效电路 3)3)求电压放大求电压放大倍数倍数A Au u 4 4）求）求A Ausm usm 5)5)求求r ri i和和r r0 0u0+10V100KC1C233KCEus3K K200200 Rs1.8K4K4K解：解：1 1）静静态态值值33第33页，共55页，编辑于2

23、022年，星期六RCRLrbeRBus Rs解解 2 2）2 2）画微变等效电路：）画微变等效电路：2.42.4题题2-162-163 3）5)5)求输入电阻和输出电阻求输入电阻和输出电阻4 4）#下一页上一页首页34第34页，共55页，编辑于2022年，星期六 2.5 射极输出器射极输出器RB+UCCC1C2RERLuiu0下一页上一页首页#2.52.52.52.5电路构成电路构成静静态态分分析析rbeRERLRB动态分析动态分析35第35页，共55页，编辑于2022年，星期六输入电阻输入电阻rbeRERLRB2.52.52.52.5 2.5 射极输出器射极输出器下一页上一页首页#的求法？的

24、求法？输入电阻较大，作为前一级的负输入电阻较大，作为前一级的负载，对前一级的放大倍数影响较载，对前一级的放大倍数影响较小且取得的信号大。小且取得的信号大。输出电阻输出电阻输出电阻较小，可输出电阻较小，可以提高带负载能力以提高带负载能力详看输出电阻的推导详看输出电阻的推导36第36页，共55页，编辑于2022年，星期六射极输出器小结射极输出器小结2.52.52.52.5RB+UCCC1C2RERLuiu0静静态态分分析析动动态态分分析析下一页上一页首页#特点：特点：1.1.输入电阻大输入电阻大2.2.输出电阻小输出电阻小3.3.放大倍数约为放大倍数约为 1 137第37页，共55页，编辑于202

25、2年，星期六射极输出器的使用射极输出器的使用1.将射极输出器放在电路的首级，可以提将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。高输入电阻。2.将射极输出器放在电路的末级，可以降将射极输出器放在电路的末级，可以降 低输低输出电阻，提高带负载能力。出电阻，提高带负载能力。3.将射极输出器放在电路的两级之间，可以起将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。到电路的匹配作用。2.52.52.52.5下一页上一页首页38第38页，共55页，编辑于2022年，星期六例：例：已知射极输出器的参数如下：已知射极输出器的参数如下：RB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，UCC=

26、12V1.求求Au、ri和和ro。2.设：设：RS=1 k，求：求：Aus、ri和和ro。3.RL=1k 时，时，求求Au。RB+UCCC1C2RERLuiu0解：解：下一页上一页首页#2.52.52.52.539第39页，共55页，编辑于2022年，星期六RB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，UCC=12V1.求求Au、ri和和ro。rbeRERLRB微变等效电路微变等效电路rbe=2.9 k，RS=02.52.5下一页上一页首页40第40页，共55页，编辑于2022年，星期六rbeRERLRB微变等效电路微变等效电路2.设：设：RS=1 k，求：求：Aus、ri和和ro

27、RB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，EC=12Vrbe=2.9 k，RS=02.52.52.52.5下一页上一页首页41第41页，共55页，编辑于2022年，星期六 RL=1k 时时3.RL=1k 和和 时，时，求求Au。比较：比较：空载时空载时,Au=0.995RL=5.6k 时时,Au=0.990RL=1k 时时,Au=0.967 RL=时时可见：可见：射极输出器射极输出器带负载能力强。带负载能力强。2.52.5下一页上一页首页42第42页，共55页，编辑于2022年，星期六耦合方式：耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；

28、光电耦合。2-7 2-7 多级阻容耦合放大电路多级阻容耦合放大电路耦合：耦合：即信号的传送。即信号的传送。多级放大电路对耦合电路要求：多级放大电路对耦合电路要求：1.静态：保证各级静态：保证各级Q点设置点设置2.动态动态:传送信号。传送信号。第一级第一级放大电路放大电路输输 入入 输输 出出第二级第二级放大电路放大电路第第 n 级级放大电路放大电路 第第 n-1 级级放大电路放大电路功放级功放级要求：波形不失真，减少压降损失。2.72.72.72.7下一页上一页首页#43第43页，共55页，编辑于2022年，星期六设设:1=2=50,rbe1=2.9k ,rbe2=1.7 k 2.7.1 典型

29、电路典型电路 前级前级后级后级+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET22.72.72.72.7求求 1)1)各级静态值各级静态值2)2)静态分析静态分析:Q点计算同单级点计算同单级动态分析动态分析:关键关键:考虑级间影响考虑级间影响方法方法:ri2 =RL1下一页上一页首页#ri2？44第44页，共55页，编辑于2022年，星期六RE1R2R3RC2RLRSR12.72.72.72.7 典型电路动态分析典型电路动态分析 微变等效微变等效 电电 路路下一页上一页首页#45第45页，共55页，编辑于2022年，星

30、期六其中其中:RL1=RE1/ri2=RE1/R2/R3/rbe1=RE1/RL1 =RE1/ri2=27/1.7 1.7k ri=1000/(2.9+511.7)82k 2.ro=RC2=10k 下一页上一页首页#代入数值代入数值46第46页，共55页，编辑于2022年，星期六3.中频电压放大倍数中频电压放大倍数:其中：其中：RE1R2R3RC2RLRSR147第47页，共55页，编辑于2022年，星期六RE1R2R3RC2RLRSR148第48页，共55页，编辑于2022年，星期六例例1：放大电路由下面两个放大电路组成。已知放大电路由下面两个放大电路组成。已知EC=15V，R1=100k，

31、R2=33k ，RE1=2.5k，RC=5k，1=60，；，；RB=570k，RE2=5.6k，2=100，RS=20k ，RL=5k+ECR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1放大电路一放大电路一RB+ECC21C22RE2uiuoT2放大电路二放大电路二49第49页，共55页，编辑于2022年，星期六1.求直接采用放大电路一的放大倍数求直接采用放大电路一的放大倍数Au和和Aus。2.若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器输若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器输出，求放大倍数出，求放大倍数Au、ri和和ro。3.若信号经射极输出器后，再经放大后放大电路一若信号经射极输出器后

32、，再经放大后放大电路一输出，求放大倍数输出，求放大倍数Aus。+ECR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1RB+ECC21C22RE2uiuoT250第50页，共55页，编辑于2022年，星期六ri =R1/R2/rbe =1.52 k(1)由于由于RS大，而大，而ri小，致使放大倍数降低；小，致使放大倍数降低；(2)放大倍数与负载的大小有关。例：放大倍数与负载的大小有关。例：RL=5k 时时,Au=-93；RL=1k 时时,Au=-31。1.求直接采用放大电路一的放大倍数求直接采用放大电路一的放大倍数Au和和Aus。+ECR1RCC1C2R2CERERLuiuousRSriT1r

33、be1=1.62 k，rbe2=2.36 k 51第51页，共55页，编辑于2022年，星期六电子技术电子技术第二章第二章 结束结束模拟电路部分模拟电路部分52第52页，共55页，编辑于2022年，星期六输出电阻输出电阻用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。rorbeRERBRSrbeRERBRS电源置电源置0下一页上一页首页#2.52.5简化为：简化为：返回返回53第53页，共55页，编辑于2022年，星期六 54第54页，共55页，编辑于2022年，星期六iCuCE近似平行近似平行rce的含义的含义 iC uCE即：即：C CE E等效为等效为c ibE Er rcece下一页上一页#返回返回55第55页，共55页，编辑于2022年，星期六