[理學(xué)]模電課件第四章(已修改)
2025-03-05 12:48 本頁面
【正文】 第四章 放大器基礎(chǔ) 概 述 偏置電路和耦合方式 放大器的性能指標(biāo) 基本組態(tài)放大器 差分放大器 電流源電路及其應(yīng)用 集成運(yùn)算放大器 放大器的頻率響應(yīng) 掌握放大電路 輸入、輸出電阻、增益及頻率響應(yīng) 的概念及 計(jì)算方法，基本組態(tài)放大電路、差分放大電路的組成、工作原 理、性能特點(diǎn)，放大電路的等效電路分析法；理解理想情況下 放大電路的組成原理；了解電流源電路的組成、工作原理及應(yīng) 用。 1．基本要求與基本知識點(diǎn) 2．教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 基本放大電路的組成、工作原理、 等效電路分析法 ,頻率 響應(yīng)及其分析方法 ；等效電路分析法、頻率響應(yīng)分析方法。 保證半導(dǎo)體器件 工作在放大模式 ? 放大器組成框圖 耦合電路 耦合電路 輸出負(fù)載 輸入信號 直流偏置電路 外 圍 電 路 具有正向受控作用的半導(dǎo)體器件是整個(gè)電路的核心 將放大器輸出端與輸出負(fù)載進(jìn)行連接。 將輸入信號源與放大器輸入端進(jìn)行連接。 偏置電路和耦合方式 偏置電路 設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的電路稱放大器的偏置電路 。 ? 對偏置電路的要求 ? 提供合適的 Q 點(diǎn) ， 保證器件工作在放大模式 ， 并使放大電路具有足夠的輸出動(dòng)態(tài)范圍 ? 當(dāng)環(huán)境溫度等因素變化時(shí) ， 能穩(wěn)定電路的 Q 點(diǎn) Q iC ?t ICQ ?t vCE O VCEQ ib Q 點(diǎn)在中點(diǎn)，動(dòng)態(tài)范圍最大，輸出波形不易失真。 Q 點(diǎn)波動(dòng)對輸出波形的影響： Q 點(diǎn)升高，不失真動(dòng)態(tài)范圍減小，輸出易飽和失真。 Q 點(diǎn)降低，不失真動(dòng)態(tài)范圍減小，輸出易截止失真。 Q ib ib iC vCE O Q O ? 三極管 偏置電路 (1)固定偏流電路 VCC RC RB IB IC ? Q 點(diǎn)估算 ： BB E ( o n )CCBQ RVVI ??BQC B OBQCQ )1( IIII ??? ????CCQCCC E Q RIVV ??? 電路優(yōu)點(diǎn) ： Q 點(diǎn)設(shè)置方便，計(jì)算簡單 ? 電路缺點(diǎn) ： 不具有穩(wěn)定 Q 點(diǎn)的功能 T? 時(shí) ? ??、 ICBO?、 VBE(on)? ICQ? Q 點(diǎn)升高 BJT的 對溫度敏感 C B OonBE IV 、 )(??????????C E QCQCQBQVIIITT%)(%).(32141130 ，?? 隨溫度變化對 Q點(diǎn)的影響最大，直接反映在對 ICQ 的影響 (2)分壓偏置電路 ? Q 點(diǎn)估算 B2B1CCB2BQ RRVRV??EB E ( o n )BQEQCQ RVVII ???)( ECCQCCC E Q RRIVV ???? 電路優(yōu)點(diǎn)： 具有穩(wěn)定 Q 點(diǎn)的功能 。 T?? ICQ? VCC RC RB1 IBQ I1 RB2 RE CE (固定 ) ?/CQBQ II ?? VEQ?( = ICQRE) ? VBEQ?(= VBQ ? VEQ) IBQ? ICQ? 假設(shè) I1 IBQ 則 ? 存在問題： 工程上，常選用 ： VCC RC RB1 IBQ I1 RB2 RE CE RE 越大 ?VBEQ 越大 ? Q 點(diǎn)越穩(wěn)定 VCEQ 越小 ? 輸出動(dòng)態(tài)范圍越小 VEQ = 或 VEQ = 1 ~ 3 V RB RB2 過大 ? 不滿足 I1 IBQ 工程 上，常選用 ： I1 = (5 ~ 10)IBQ 則 VBQ 不穩(wěn)定 RB RB2 過小 ? 放大器 Ri 減小 耦合方式 放大器與信號源 、 放大器與負(fù)載以及放大器級與級之間的連接方式稱為耦合方式 。 ? 交流信號正常傳輸 。 為保證交流信號正常傳輸 、 不失真放大 ， 耦合方式必須保證： ? 盡量減小有用信號在傳輸過程中的損失 。 實(shí)際電路常采用兩種耦合方式： 電容耦合 、 直接耦合 。 ? 電容耦合 VCC R3 R1 R2 R4 RS vS + + CB vi T1 + R7 R5 R6 R8 CC T2 + ? 直流工作時(shí) ： 信號源不影響放大器 Q 點(diǎn)正常設(shè)置 ， 且各級 Q 點(diǎn) 相互獨(dú)立 。 ? 交流工作時(shí)： CB 的接入不會影響信號的正常傳輸 。 ? 電路缺點(diǎn)： 體積大 ， 不易集成 。 ? 直接耦合 各級之間不經(jīng)過任何元件直接相連 。 直接耦合方式 ： 電路優(yōu)點(diǎn) ： 頻率特性好 ， 便于集成 。 存在問題 ： 級間直流電平配置問題 。 零點(diǎn)漂移問題 。 VCC RC2 RE2 T2 RC1 T1 RC3 RE3 T3 RCn REn Tn ?問題一 級間直流電平配置 結(jié)果： T1 管 Q 點(diǎn)靠近飽和區(qū) ， 輸出易出現(xiàn)失真 由圖 E2C Q 2B E ( o n ) 2C E Q 1 RIVV ??若 RE2 = 0， 。則 V B E(o n) 2C EQ 1 ?? VV后級接入 RE， 擴(kuò)大前級動(dòng)態(tài)范圍 。 解決方法 ： VCC RC2 RE2 T2 RC1 T1 RC3 RE3 T3 RCn REn Tn 工作在放大模式時(shí)： 加電平位移電路 解決方法 ： B Q 1B Q 2B Q 3C Q 3 VVVV ???由圖 E3C Q 3B E ( o n ) 3BQ3 RIVV ??越往后級 VBQ3? ? ICQ3? )(E3C3C Q 3CCC E Q 3 RRIVV ???? ? ? 輸出動(dòng)態(tài)范圍 ? VCC RC2 RE2 T2 RC1 T1 RC3 RE3 T3 RCn REn Tn 采用 PNP 管的電平位移電路 ： 利用 NPN 管與 PNP 管電位極性相反的特點(diǎn) ， 將直流電平下移 ， 擴(kuò)大后級的輸出動(dòng)態(tài)范圍 。 VCC RC2 RE T2 RC1 T1 RB + + VBQ1 VCQ2 + VCQ1 VCQ1 VBQ1 放大模式 NPN 管 放大模式 PNP 管 VCQ2 VBQ2 = VCQ1 ?問題二 零點(diǎn)漂移問題 零點(diǎn)漂移： 指 vi = 0 時(shí)，輸出端靜態(tài)電壓的波動(dòng) 。 第一級采用低溫漂的差分放大器 。 解決方法 ： ? 則第一級 Q 點(diǎn) 變 (VCEQ1 + ?V)
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