放大电路

蒸缸基本放大电路
本章内容简介
本章着重讨论BJT放大电路的三种组态,即共发射极、共集电极和共基极三种放大电路。内容安排上是从共发射极电路入手,再推及其他两种电路,并将图解法和小信号模型法,作为分析放大电路的基本方法。
(一)主要内容:
放大电路的三种基本组态
静态工作点Q的不同选择对非线性失真的影响
用H参数模型计算共射极放大电路的主要性能指标
共集电极电路和共基极电路的工作原理
三极管放大电路的频率响应
(二)教学要点:
重点介绍三种基本组态放大电路的静态工作点、动态参数(电压增益、源电压增益、输入电阻、输出电阻)的计算方法,H参数等效电路及其应用
(三)基本要求:
了解半导体三极管的工作原理、特性曲线及主要参数
了解半导体三极管放大电路的分类
掌握用图解法和小信号分析法分析放大电路的静态及动态工作情况
理解放大电路的工作点稳定问题
掌握放大电路的频率响应及各元件参数对其性能的影响
2.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标
1、放大电路放大的本质是能量的控制和转换,在输入信号的作用下,通过放大电路将直流
cellid
电源的能量转换成负载所获得的能量,使负载从电源获得的能量大于信号源所提供的能量。
2、性能指标
(1)放大倍数:电压放大倍数
电流放大倍数
(2)输入电阻:从放大电路输入端看进去的等效电阻,,放大电路输入电阻的大小要视需要而设计。
(3)输出电阻:从放大电路输出端看进去的等效电阻,,放大电路输出电阻的大小要视需要而设计。RO越小,放大电路带负载能力愈强。
(4)通频带:衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。
(5)最大输出功率与效率η。
2.2 基本共射极放大电路的工作原理
1. 电路组成
放大电路组成原则:
1.提供直流电源,为电路提供能源。
2.电源的极性和大小应保证BJT基极与发射极之间处于正向偏置;而集电极与基极之间处于反向偏置,从而使BJT工作在放大区。
3.电阻取值与电源配合,使放大管有合适的静态点。
4.输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。
5.当负载接入时,必须保证放大管输出回路的动态电流能够作用于负载,从而使负载获得比输入信号大得多的信号电流或信号电压。
共射极放大电路
2. 简化电路及习惯画法
3. 简单工作原理
    共射极基本放大电路的电压放大作用是利用了BJT的电流控制作用,并依靠Rc将放大后的电流的变化转为电压变化来实现的。
4. 放大电路的静态和动态
静态:输入信号为零时,电路的工作状态,也称直流工作状态。
动态:输入信号不为零时,电路的工作状态,也称交流工作状态。
电路处于静态时,三极管个电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点,称为静态工作点,常称为Q点。一般用IB、IC、和VCE (或IBQ、ICQ、和VCEQ )表示。
对于放大电路来说其最基本要求,一是不失真,二是能够放大。只有在信号的整个周期内BJT始终工作在放大状态,输出信号才不会产生失真。
静态工作点设置合适能实现线性放大;静态工作点设置偏高会产生饱和失真;静态工作点设置偏低会产生截止失真。Q点不仅影响电路是否会产生失真,而且影响着放大电路几乎所有的动态系数。
小结:本节主要介绍了共射极放大电路简单工作原理。
2.3 放大电路的分析方法
2.3.1 直流通路和交流通路
根据叠加原理可将电路中的信号分解为:直流信号和交流信号。直流信号通过直流通路求解,交流信号通过交流通路求解。
直流通路:当没加输入信号时,电路在直流电源作用下,直流电流流经的通路。直流通路用于确定静态工作点。
直流通路画法:①电容视为开路;②电感线圈视为短路;③信号源视为短路,但保留其内阻。
交流通路:在输入信号作用下交流信号流经的通路。交流通路用于计算电路的动态性能指标。
交流通路画法:①容量大的电容视为短路;②直流电源视为短路。
2.3.2 图解分析法
1. 用近似估算法求静态工作点:采用该方法,必须已知三极管的β值。
根据直流通路:硅管VBE=0.7V,锗管VBE=0.2V
2. 用图解分析法确定静态工作点(Q点):
采用该方法分析静态工作点,必须已知三极管的输入输出特性曲线。
首先,画出直流通路;在输入特性曲线上,作出直线VBE =VCC-Ifm0BRb,两线的交点即是电容噪声Q点,
得到IBQ 。在输出特性曲线上,作出直流负载线 VCE=VCC-ICRC,与IBQ曲线的交点即
Q点,从而得到VCEQ ICQ
3.3.2 动态工作情况分析
1.交流通路及交流负载线
过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/(RLRc)直线,该直线即为交流负载线。交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。R'L= RLRc,是交流负载电阻。
2. 输入交流信号时的图解分析
通过图解分析,可得如下结论:
1.
2. vovi相位相反;
3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数;
4. 可以确定最大不失真输出幅度。
3. BJT的三个工作区
饱和区特点: iC 不再随iB 的增加而线性增加,
截止区特点:iB = 0,iC = ICEO
当工作点进入饱和区或截止区时,将产生非线性失真
1. 波形的失真
饱和失真:由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管,输出电压表现为底部失真。
截止失真:由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管,输出电压表现为顶部失真。
2.放大电路的动态范围
放大电路要想获得大的不失真输出幅度,要求:工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中
间部位,即:              ;要有合适的交流负载线。
3.输出功率和功率三角形
放大电路向电阻性负载提供的输出功率
在输出特性曲线上,正好是三角形undefinedABQ的面积,这一三角形称为功率三角形。要想Po大,就要使功率三角形的面积大,即必须使VomIom 都要大。
放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80, Rb=300Rc=2VCC= +12V
求:(1)放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域?
(2)当Rb空包弹助退器=100时,放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域?(忽略饱和压降)

本文发布于:2024-09-22 18:21:14,感谢您对本站的认可!

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