【正文】 電路與電子學基礎(chǔ) 三極管放大電路 靜態(tài)工作點的穩(wěn)定 三種基本組態(tài)放大電路 放大電路的頻率特性 多極放大電路 功率放大電路 場效應管放大電路 基本放大電路 第 2章 基本放大電路 了解放大電路的基本概念及結(jié)構(gòu)組成；熟悉低頻小信號放大電路、功率放大器的工作原理；掌握靜態(tài)工作點的估算法；理解反饋對放大電路性能的影響。 學習目的與要求 基本放大電路 第 2章 基本放大電路 三極管放大電路 放大電路是電子技術(shù)中應用十分廣泛的一種單元電路。 所謂“放大”，是指將一個微弱的電信號，通過某種裝置， 得到一個波形與該微弱信號相同、但幅值卻大很多的信號輸 出。這個裝置就是晶體管放大電路。 “放大”作用的實質(zhì)是電 路對電流、電壓或能量的控制作用 。 揚聲器負載 輸入信號源 擴音器中放大電路的組成 為放大器提供能量的直流電源 RS + － US 放大電路 + － u0 i0 話筒送來的微弱音頻信號 基本放大電路 第 2章 基本放大電路 ui 放 大 電 路 微弱輸入小信號 ui u0 幅度大大增強的輸出信號 u0 放大電路的放大作用，實質(zhì)是把直流電源 UCC的能量轉(zhuǎn)移給輸出信號。輸入信號的作用則是控制這種轉(zhuǎn)移，使放大電路輸出信號的變化重復或反映輸入信號的變化。 放大電路的核心元件是晶體管，因此，放大電路若要實現(xiàn)對輸入小信號的放大作用，必須首先保證晶體管工作在放大區(qū)。 晶體管工作在放大區(qū)的外部偏置條件是：其 發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置 。此條件是通過外接直流電源，并配以合適的偏置電路來實現(xiàn)的。 基本放大電路 第 2章 基本放大電路 電子技術(shù)中以晶體管為核心元件，利用晶體管的以小控 大作用，可組成各種形式的放大電路，基本放大電路的形式分以下三種組態(tài)： ＋ u0 － ＋ ui － b c e ＋ u0 － ＋ ui － b e c ＋ u0 － ＋ ui － b e c 共射組態(tài)放大電路 共集電組態(tài)放大電路 共基組態(tài)放大電路 無論放大電路的組態(tài)如何，其 目的都是讓輸入的微弱小信號通過放大電路后，輸出時其信號幅度顯著增強。 基本放大電路 第 2章 基本放大電路 基本放大電路的核心元件是晶體管， 放大電路的作用是實 現(xiàn)對微弱小信號的幅度放大，單憑晶體管的電流放大作用顯 然無法完成。必須在放大電路中設(shè)置直流電源，并保證晶體 管工作在線性放大區(qū)。因此，放大電路必須具備的條件是： ① 核心元件晶體管必須 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏 ； ② 輸入回路的設(shè)置應使輸入信號耦合到晶體管輸入電 路，以 保證晶體管的以小控大作用 ； ③ 輸出回路的設(shè)置應保證晶體管放大后的電流信號能 夠 轉(zhuǎn)換成負載需要的電壓形式 ； ④ 不允許 被傳輸小信號放大后 出現(xiàn)失真。 放大電路的組成原則 基本放大電路 第 2章 基本放大電路 共發(fā)射極放大電路是電子技術(shù)中應用最為廣泛的放大電路形式，其電路組成的一般形式為： 3DG6管 RB UBB C1 + RC UCC C2 + 放大電路的核心元件 ——三極管 輸入回路 耦合電容 基極電阻 基極電源 集電極電阻 為放大電路提供能量的直流電源 輸出回路耦合電容 上圖所示為雙電源組成的共發(fā)射極基本放大電路。 共射放大電路的組成及各部分作用 基本放大電路 第 2章 基本放大電路 實際應用中，共射放大電路通常采用單電源供電，各部分的作用分別如下： 晶體管的作用是把放大電路輸入的小電流進行放大，并控制能量轉(zhuǎn)移 向放大電路提供能量，保證晶體的放大作用。 基極偏置電阻的作用是為放大電路提供合適的靜態(tài)工作點，保證晶體管工作在放大區(qū)。 輸入耦合電容的作用是通交隔直。一方面防止放大電路內(nèi)直流部分對輸入的影響，另一方面讓輸入交流信號順利通過。 輸出耦合電容的作用是隔離放大電路內(nèi)部的直流和讓放大的交流信號順利輸出。 集電極電阻的作用是將放大后的集電極電流轉(zhuǎn)換成電路所需的電壓輸出。 3DG6管 RB C1 + RC C2 + +UCC 基本放大電路 第 2章 基本放大電路 基本放大電路 第 2章 基本放大電路 輸入信號 ui=0、只在直流電源 UCC作用下電路的狀態(tài)稱“ 靜態(tài) ”。直流分析就是要求出此時的 IB、 IC和 UCE三數(shù)值。 C1 + C2 + IC UBE 放大電路的直流通道 UCE 3DG6 RB RC ＋ UCC c e b IC=βIB UCE=UCC－ ICRC IB= RB UCCUBE 直流下耦合電容 C C2相當于開路， 由直流通道求工作點上的 IB： IB 由圖可得 由晶體管放大原理可求得 IC： 由圖又可求得工作點上 UCE： 式中 ICRC前面的負號表示輸出電壓與集電極電流 IC反相。 1. 近似計算即估算法 放大電路的靜態(tài)分析 基本放大電路 第 2章 基本放大電路 UBE(V) IB 死區(qū) ui t 0 ib t 0 t1 t1 t2 t3 t4 t3 t2 t4 此時 ui小于死區(qū)的部分將無法得到傳輸，只有大于死區(qū)的部分才能轉(zhuǎn)換成電流 ib通過晶體管。 由于輸入信號大部分無法通過晶體管， ib電流波形與 ui波形完全不一樣了，造成輸入信號輸入時的嚴重“ 截止失真 ”。 輸入信號 電壓波形 假如不設(shè)置靜態(tài)工作點 不設(shè)置靜態(tài)工作點行嗎？ 結(jié)論： 為保證傳輸信號不失真地輸入到放大器中得到放大，必須在放大電路中設(shè)置靜態(tài)工作點。 基本放大電路 第 2章 基本放大電路 IC IE IB UBE UCE RB RC ＋ UCC c e b 已知放大電路直流通道中 UCC=10V， RB=250kΩ， RC= 3kΩ， β=50，試求該放大電路的靜態(tài)工作點 Q。 250CCCCEBCBBECCB???????????????RiUUIIRUUIC?IB= 所以靜態(tài)工作點 Q： IC= UCE= 注意： 計算中一定要弄明白各量的單位，不允許寫錯！ 基本放大電路 第 2章 基本放大電路 利用晶體管的輸入、輸出特性曲線求解靜態(tài)工作點的方法 稱為圖解法。其分析步驟一般為： 2. 圖解法 、或從晶體管圖示儀上 描繪出管子的輸入、輸出特性如下圖所示： uBE iB iC uCE 基本放大電路 第 2章 基本放大電路 。此步驟是圖解法求靜態(tài)工作點的關(guān)鍵。 由放大電路的直流通道可得： UCE IC IE IB UBE RB RC ＋ UCC c e b UCE=UCC－ ICRC 令 UCE=0， 可得： IC=UCC/RC 令 IC=0 可得： UCE=UCC IC UCE UCC RC UCC 連接兩點作出直流負載線 只有 IBQ對應的交點才是 Q點 Q IBQ 直流負載線上交點有多個 基本放大電路 第 2章 基本放大電路 溫度對靜態(tài)工作點的影響 由上述分析可知，固定偏置的放大電路存在很大的不足。這種電路中，當 溫度 T↑→Q點 ↑→IC↑→UCE↓→VC↓ IC UCE Q 若 溫度上升，將造成輸出特性曲線上移。 靜態(tài)工作點 Q 隨之上移 Q39。 如果 VCVB，則集電結(jié)就會由反偏變?yōu)檎?，當兩個 PN結(jié)均正偏時，電路出現(xiàn)“ 飽和失真 ”。 為不失真地傳輸信號，實用中需對 上述電路進行改造。分壓式偏置的共 發(fā)射極放大電路可通過反饋環(huán)節(jié)有效 地抑制溫度對靜態(tài)工作點的影響。 基本放大電路 第 2章 基本放大電路 靜態(tài)工作點的穩(wěn)定 基本放大電路 第 2章 基本放大電路 分壓式偏置電路 RC C2 ＋ CE ＋ C1 ＋ 對固定偏置的放大電路進行改造。 3DG6 c b e RB RE +UCC RB2 RB1分壓電阻 射極反饋電阻 射極旁路濾波電容 為穩(wěn)定工作點 Q而添加的 負反饋環(huán)節(jié) 分壓電阻 分壓式偏置的共發(fā)射極放大電路由于設(shè)置了反饋環(huán)節(jié)，因此當溫度升