【正文】 基本共發(fā)射極放大電路 放大電路的靜態(tài)分析 射極輸出器 功率放大電路 場效應(yīng)管及其放大電路 放大電路的動態(tài)分析 差動放大電路 多級放大電路 放大電路的主要技術(shù)指標 第 2章 基本放大電路 本章要求： 1. 理解單管交流放大電路的放大作用和共發(fā)射極、 共集電極放大電路的性能特點； 2. 掌握靜態(tài)工作點的估算方法和放大電路的微變等 效電路分析法； 3. 了解放大電路輸入、輸出電阻和多級放大的概念， 了解互補功率放大電路的工作原理； 4. 了解差動放大電路的工作原理和性能特點； 第 2章 基本放大電路 放大的概念 : 放大的目的是將微弱的變化信號放大成較大的信號。 放大的實質(zhì) : 用小能量的信號通過三極管的電流控制作用，將放大電路中直流電源的能量轉(zhuǎn)化成交流能量輸出。 對放大電路的基本要求 ： 1. 要有足夠的放大倍數(shù) (電壓、電流、功率 )。 2. 盡可能小的波形失真。 另外還有輸入電阻、輸出電阻、通頻帶等其它技術(shù)指標。 本章主要討論電壓放大電路，同時介紹功率放大電路。 放大電路的概念及主要技術(shù)指標 基本放大電路的組成 單電源供電時常用的畫法 共發(fā)射極基本電路 +UCC RS es RB RC C1 C2 T + + + – RL ui + – uo + – + + – uBE uCE – iC iB iE EC RS es RB EB RC C1 C2 T + + + – RL + + – – ui + – uo + – + + – uBE uCE – iC iB iE 共發(fā)射極 基本放大電路 共發(fā)射極 基本放大電路 基本放大電路各元件作用 晶體管 T放大元件 , iC=? iB。要保證集電結(jié)反偏 ,發(fā)射結(jié)正偏 ,使晶體管工作在放大區(qū) 。 基極電源 EB與基極電阻 RB使發(fā)射結(jié) 處于正偏，并提供大小適當?shù)幕鶚O電流。 共發(fā)射極基本電路 EC RS es RB EB RC C1 C2 T + + + – RL + + – – ui + – uo + – + + – uBE uCE – iC iB iE 共發(fā)射極 基本放大電路 基本放大電路各元件作用 集電極電源 EC 為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。 集電極電阻 RC將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸? 耦合電容 C1 、 C2 隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯(lián)系，同時使信號順利輸入、輸出。 信號源 共發(fā)射極基本電路 EC RS es RB EB RC C1 C2 T + + + – RL + + – – ui + – uo + – + + – uBE uCE – iC iB iE 負載 共射放大電路的工作原理 UBE IB IC UCE 無輸入信號 (ui = 0)時 uo = 0 uBE = UBE uCE = UCE uBE t O iB t O iC t O uCE t O +UCC RB RC C1 C2 T + + ui + – uo + – + + – uBE uCE – iC iB iE IC UCE O IB UBE O 結(jié)論： (1) 無輸入信號電壓時，三極管各電極都是恒定的 電壓和電流 :IB、 UBE和 IC、 UCE 。 (IB、 UBE) 和 (IC、 UCE)分別對應(yīng)于輸入、輸出特性曲線上的一個點，稱為靜態(tài)工作點。 Q IB UBE Q UCE IC UBE IB 無輸入信號 (ui = 0)時 : uo = 0 uBE = UBE uCE = UCE ？ 有輸入信號 ≠ 時 uCE = UCC－ iC RC uo ? 0 uBE = UBE+ ui uCE = UCE+ uo IC 共射放大電路的工作原理 ui + – +UCC RB RC C1 C2 T + + uo + – + + – uBE uCE – iC iB iE uBE t O iB t O iC t O uCE t O ui t O UCE uo t O 結(jié)論： (2) 加上輸入信號電壓后，各電極電流和電壓的大 小均發(fā)生了變化，都在直流量的基礎(chǔ)上疊加了 一個交流量，但方向始終不變。 + 集電極電流 直流分量 交流分量 動態(tài)分析 iC t O iC t IC O iC t ic O 靜態(tài)分析 結(jié)論： (3) 若參數(shù)選取得當，輸出電壓可比輸入電壓大， 即電路具有電壓放大作用。 (4) 輸出電壓與輸入電壓在相位上相差 180176。 ， 即共發(fā)射極電路具有反相作用。 ui t O uo t O 1. 實現(xiàn)放大的條件 (1) 晶體管必須工作在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。 (2) 正確設(shè)置靜態(tài)工作點，使晶體管工作于放大區(qū)。 (3) 輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。 (4) 輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓，經(jīng)電容耦合只輸出交流信號。 總結(jié)： 2. 直流通路和交流通路 因電容對交、直流的作用不同，在放大電路中如果電容的容量足夠大，可以認為它對交流分量不起作用，即對交流短路，而對直流可以看成開路。這樣，交直流所走的通路是不同的。 直流通路： 無信號時電流（直流電流）的通路， 用來計算靜態(tài)工作點。 交流通路： 有信號時交流分量（變化量）的通路， 用來計算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、 輸出電阻等動態(tài)參數(shù)。 +UCC RS es RB RC C1 C2 T + + + – RL ui + – uo + – + + – uBE uCE – iC iB iE 例： 畫出下圖放大電路的直流通路 直流通路 直流通路用來計算靜態(tài)工作點 Q ( IB 、 IC 、 UCE ) 對直流信號電容 C 可看作開路（即將電容斷開） 斷開 斷開 +UCC RB RC T + + – UBE UCE – IC IB IE RB RC ui uO RL RS es + + – + – – 對交流信號 (有輸入信號 ui時的交流分量 ) XC ? 0， C 可看作短路。忽略電源的內(nèi)阻，電源的端電壓恒定，直流電源對交流可看作短路。 交流通路 用來計算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動態(tài)參數(shù)。 +UCC RS es RB RC C1 C2 T + + + – RL ui + – uo + – + + – uBE uCE – iC iB iE 短路 短路 對地短路 放大電路的靜態(tài)分析 靜態(tài)： 放大電路無信號輸入（ ui = 0）時的工作狀態(tài)。 分析方法： 估算法、圖解法。 分析對象： 各極電壓電流的直流分量。 所用電路： 放大電路的直流通路。 設(shè)置 Q點的目的： (1) 使放大電路的放大信號不失真； (2) 使放大電路工作在較佳的工作狀態(tài)，靜態(tài)是動態(tài)的基礎(chǔ)。 ——靜態(tài)工作點 Q： IB、 IC、 UCE 。 靜態(tài)分析： 確定放大電路的靜態(tài)值。 用估算法確定靜態(tài)值 1. 直流通路估算 IB BBECCB RUUI ??所以BCCB RUI ?根據(jù)電流放大作用 C E OBC III ?? ? BB IβIβ ??2. 由直流通路估算 UCE、 IC 當 UBE UCC時， 由 KVL: UCC = IB RB+ UBE 由 KVL: UCC = IC RC+ UCE 所以 UCE = UCC – IC RC +UCC RB RC T + + – UBE UCE – IC IB 例 1： 用估算法計算靜態(tài)工作點。 解： mAmABCCB 0403 0 012 .???RUI ???? II ?VV CCCCCE645112 ??????.RIUU+UCC RB RC T + + – UBE UCE – IC IB 已知： UCC=12V， RC=4k?， RB=300k?， ? =。 例 2： 用估算法計算圖示電路的靜態(tài)工作點。 )( ECCCCEECCCCCERRIURIRIUU??????EBBECCB ) 1( RβRUUI????BC IβI ?EEBEBBCC RIURIU ???EBBEBB ) 1( RIβURI ???? 由例 例 2可知，當電路不同時，計算 靜態(tài)值的公式也不同。 由 KVL可得出 由 KVL可得： IE +UCC RB RC T + + – UBE UCE – IC IB 用圖解法確定靜態(tài)值 用作圖的方法確定靜態(tài)值 步驟： 1. 用估算法確定 IB 優(yōu)點： 能直觀地分析和了解靜 態(tài)值的變化對放大電路 的影響。 2. 由輸出特性確定 IC 和 UCC 常數(shù)?? B)( CEC IUfIUCE = UCC– ICRC 直流負載線方程 +UCC RB RC T + + – UBE UCE – IC IB UCE /V IC/mA O 用圖解法確定靜態(tài)值 BBECCB RUUI ??? Ct an R1???直流負載線斜率 ICQ UCEQ CCCRUUCC 常數(shù)?? B)( CEC IUfIUCE =UCC–ICRC 直流負載線 Q 由 IB確定的那條輸出特性與直流負載線的交點就是 Q點 靜態(tài)工作點的穩(wěn)定 合理設(shè)置靜態(tài)工作點是保證放大電路正常工作的先決條件。但是放大電路的靜態(tài)工作點常因外界條件的變化而發(fā)生變動。 前述的固定偏置放大電路，簡單、容易調(diào)整，但在溫度變化、三極管老化、電源電壓波動等外部因素的影響下，將引起靜態(tài)工作點的變動，嚴重時將使放大電路不能正常工作，其中影響最大的是溫度的變化。 1. 溫度變化對靜態(tài)工作點的影響 在固定偏置放大電路中， 當溫度升高時， UBE?、 ? ? 、 ICBO ?。 上式表明，當 UCC和 RB一定時， IC與 UBE、 ? 以及 ICEO 有關(guān) ，而這三個參數(shù)隨溫度而變化。 C B OBBECCC E OBC)1( IβRUUβIIβI??????溫度升高時， IC將增加，使 Q點沿負載線上移。 iC uCE Q 溫度升高時，輸出特性曲線上移 Q180。 固定偏置電路的工作點 Q點是不穩(wěn)定的，為此需要改進偏置電路。當溫度升高使 IC 增加時，能夠自動減少IB，從而抑制 Q點的變化，保持 Q點基本穩(wěn)定。 結(jié)論： 當溫度升高時， IC將增加，使 Q點沿負載線上移，容易使晶體管 T進入飽和區(qū)造成飽和失真，甚至引起過熱燒壞三極管。 O 2. 分壓式偏置電路穩(wěn)定 Q點的原理 B2 II ??若滿足： 基極電位基本恒定，不隨溫度變化。 2B2B RIV ?2B1BCC21 RRUII???CC2B1B2BB URRRV??VB RB1 RC C1 C2 RB2 CE RE RL I1 I2 IB + +