【正文】 第二章 放大器基礎 這里學的放大器是由雙極晶體管和場效應管組成，主要用來作交流信號的放大。 放大器組成及功能 ~ uS RS 信號源 Av 輸入端 輸出端 RL 共發(fā)射極放大器 ui uo 輸入 輸出 參考點 RL RB +EC EB RC C1 C2 T 放大器的性能指標 一般可以把放大器看出線性有源雙端口網絡。 (1)電壓放大倍數 Au Ui和 Uo分別是輸入和輸出電壓的有效值。 ui uo Av 其中 A= Uo/Ui， ?是 Uo和 Ui的相位差 Av=Uo/Ui=A?? (2)輸入電阻 ri 輸入電阻是從放大電路輸入端看進去的等效電阻 ii ui 輸入電阻： ri=ui / ii ri ~ uS RS 信號源 一般來說， ri越大越好。 ri越大， ii就越小， ui就越接近 uS Av 輸入端 輸出端 (3)輸出電阻 ro 放大電路對其 負載 而言，相當于信號源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個戴維南等效電路的內阻就是輸出電阻。 輸出端 ~ ro uso 輸出端 Av ~ uS 如何確定電路的輸出電阻？ 在電路的計算中求 ro有兩個方法： 所有的電源（包括信號源）置零，保留受控源。然后采用 加壓求流法 。 u i ~ ro uso ro=u/i uo 測量開路電壓 uo = uso 開路電壓除以短路電流法 。 ~ ro uso ~ ro uso io 測量短路電流 io = uso / ro 輸出電阻： uo / io = uso / （ uso / ro ） = ro (4)通頻帶 f A Am fL 下限截止頻率 fH 上限截止頻率 通頻帶： fbw=fH–fL 放大倍數隨頻率變化曲線 ——幅頻特性曲線 三分貝帶寬 放大器圖解分析方法 共射放大電路 放大元件 iC=?iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結反偏，發(fā)射結正偏。 ui uo 輸入 輸出 參考點 RL RB +EC EB RC C1 C2 T RB +EC EB RC C1 C2 T RL 共射放大電路組成 使發(fā)射結正偏，并提供適當的靜態(tài)工作點 IB和 UBE。 基極電源與基極電阻 RB +EC EB RC C1 C2 T RL 共射放大電路 集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結反偏。 RB +EC EB RC C1 C2 T RL 共射放大電路 集電極電阻，將變化的電流轉變?yōu)樽兓碾妷骸? RB +EC EB RC C1 C2 T RL 共射放大電路組成 耦合電容： 電解電容，有極性， 大小為 10?F~50?F 作用：隔離輸入輸出與電路直流的聯系，同時能使信號順利輸入輸出。 + + ui uo RB +EC EB RC C1 C2 T RL 單電源供電 可以省去 RB +EC EB RC C1 C2 T RL RB 單電源供電 +EC RC C1 C2 T RL 基本放大電路的工作原理 RB +EC RC C1 C2 T ui=0時 由于電源的存在 IB?0 IC?0 IC IE=IB+IC RL IB 無信號輸入時 靜態(tài)工作點 基本放大電路的工作原理 RB +EC RC C1 C2 T IC UBE UCE ( IC,UCE ) (IB,UBE) RL IB 靜態(tài)工作點 (IB,UBE) 和 ( IC,UCE )分別對應于輸入輸出特性曲線上的一個點稱為靜態(tài)工作點。 IB UBE Q IB UBE Q UCE IC IC UCE IB RB +EC RC C1 C2 開路 開路 RL 放大電路的直流通道 RB +EC RC 直流通道 （ 1）估算 IB（ UBE ?) RB +EC RC IB UBE BBECBRUEI ??BCRE ??BCRE?RB稱為 偏置電阻 ， IB稱為 偏置電流 。 用估算法分析放大器的靜態(tài)工作點（ IB、 UBE、 IC、 UCE） （ 2）估算 UCE、 Ic RB +EC RC IC UCE CCCCE RIEU ??Ic= ?IB 例：用估算法計算靜態(tài)工作點。 已知： EC=12V， RC=4K?， RB=300K ?，?=。 解： 30012REIBCB ????? BC ????? CCCCCE ??????請注意電路中 IB和 IC的數量級 ? UBE ? 用圖解法分析放大器的靜態(tài)工作點 IC UCE UCE=EC–ICRC EC CCRE直流負載線 與 IB所決定的那一條輸出特性曲線的交點就是Q點 Q IB 靜態(tài) UCE 靜態(tài) IC IB UBE Q IC UCE ui ib ib ic uCE怎么變化 交流放大原理 假設 uBE靜態(tài)工作點的基礎上有一微小的變化 ui 靜態(tài)工作點 IC UCE ic uCE的變化沿一條直線 —— 交流負載線 uCE RB +EC RC C1 C2 ui iB iC uCE uo 各點波形 uo比 ui幅度放大且相位相反 實現放大的條件 晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結正偏，集電結反偏。 正確設置靜態(tài)工作點，使整個波形處于放大區(qū)。 輸入回路將變化的電壓轉化成變化的基極電流。 輸出回路將變化的集電極電流轉化成變化的集電極電壓，經電容濾波只輸出交流信號。 為了得到盡量大的輸出信號，要把 Q設置在交流負載線的中間部分。如果 Q設置不合適，信號進入截止區(qū)或飽和區(qū)，造成 非線性失真 。 失真 ——輸出波形較輸入波形發(fā)生畸變，稱為失真 失真分析 iC uCE uo 可輸出的最大不失真信號 合適的靜態(tài)工作點 ib iC uCE uo Q點過低，信號進入截止區(qū) 稱為截止失真 信號波形 iC uCE uo Q點過高，信號進入飽和區(qū) 稱為飽和失真 信號波形 微變等效電路分析方法 放大電路分析 靜態(tài)分析 動態(tài)分析 估算法 圖解法 微變等效電路法 圖解法 計算機仿真 放大電路的分析方法： RB +EC RC C1 C2 對交流信號 (輸入信號 ui) 短路 短路 置零 RL ui uo 1/?C?0 RB RC RL ui uo 交流通道 RB RC RL ui uo ic uce 其中： CLL R//RR ??uce=ic（ RC//RL） = ic RL’ 交流量 ic和 uce有如下關系： 這就是說，交流信號的變化沿著斜率為： LR1??的直線。 這條直線通過 Q點，稱為 交流負載線 。 uce=ic（ RC//RL） = ic RL 或 ic=（ 1/ RL） uce 交流負載線的作法 IC UCE EC CCREQ IB 過 Q點作一條直線 ,斜率為 : LR1??交流負載線 直流負載線 三極管的 微變等效電路 首先考察輸入回路 iB uBE 當信號很小時，將輸入特性在小范圍內近似線性 。 ?uBE ?iB bbeBBEbe iuiur ????對輸入的小交流信號而言，三極管 BE間等效于電阻 rbe。 動態(tài)分析 對輸入的小交流信號而言，三極管 BE間等效于電阻rbe。 b e c rbe ib b e u