【文章內(nèi)容簡介】 24 第二章 常用放大器 基本共射極放大電路 一、 三極管在放大電路中的三種連接方式 上圖所示為三極管在放大電路中的三種連接方式：圖（ a）從基極輸入信號，從集電極輸出信號，發(fā)射極作為輸入信號和輸出信號的公共端，此即共發(fā)射極（簡稱共射極）放大電路；圖（ b）從基極輸入信號，從發(fā)射極輸出信號，集電極作為輸入信號和輸出信號的公共端，此即共 集電極放大電路；圖（ c）從發(fā)射極輸入信號，從集電極輸出信號，基極作為輸入信號和輸出信號的公共端，此即共基極放大電路。 二、 基本放大電路的組成和工作原理 組成 在三種組態(tài)放大電路中，共發(fā)射極電路用得比較普遍。這里就以 NPN 共射極放大電路為例，討論放大電路的組成、工作原理以及分析方法。 電路中各元件的作用如下。 （ 1）晶體管 V。放大元件，用基極電流 iB 控制集電極電流 iC。 （ 2）電源 UCC 和 UBB。使晶體管的發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，晶體管處在放大狀態(tài)，同時也是放大電路的能量來源， 提供電流 iB 和 iC。 UCC 一般在幾伏到十幾伏之間。 25 （ 3）偏置電阻 RB。用來調(diào)節(jié)基極偏置電流 IB，使晶體管有一個合適的工作點，一般為幾十千歐到幾百千歐。 （ 4）集電極負載電阻 RC。將集電極電流 iC 的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，以獲得電壓放大，一般為幾千歐。 （ 5）電容 Cl、 C2。用來傳遞交流信號，起到耦合的作用。同時，又使放大電路和信號源及負載間直流相隔離，起隔直作用。為了減小傳遞信號的電壓損失，Cl、 C2 應(yīng)選得足夠大，一般為幾微法至幾十微法，通常采用電解電容器。 共射極放大電路的工作原理 26 167。 共射極放大電路的分析 目的與要求 1. 掌握 共射極放大電路 分析方法種類 2. 初步掌握 共射極放大電路分析的具體方法計算法 3. 會一些簡單 共射極放大電路分析 計算應(yīng)用 4. 了解多級放大器 重點與難點 重點 計算法分析共射極放大電路 難點 計算法分析共射極放大電路和應(yīng)用 教學(xué)方法 講授法 ,列舉法 ,啟發(fā)法 教具 三極管，三角尺 小結(jié) 靜態(tài)工作點 抑制零漂的方法有多種，如采用溫度補償電路、穩(wěn)壓電源以及精選電路元件等方法。最有效且廣泛采用的方 法是輸入級采用差動放大電路。 布置作業(yè) BB E QCCBQ R UUI ??BQCQ II ??CCQCCC E Q RIUU ?? 27 167。 共射極放大電路的分析 靜態(tài) 是指無交流信號輸入時，電路中的電流、電壓都不變的狀態(tài)，靜態(tài)時三極管各極電流和電壓值稱為靜態(tài)工作點 Q（主要指 IBQ、 ICQ 和 UCEQ）。靜態(tài)分析主要是確定放大電路中的靜態(tài)值 IBQ、 ICQ 和 UCEQ。 一、 直流通路和交流通路 直流通路 ：耦合電容可視為開路。 交流通路 ：（ ui 單獨作用下的電路）。由于電容 C C2 足夠大，容抗近似為零（相當(dāng)于短路），直流電源 UCC 去掉（短接）。 二、 計算法（近似估算法） 靜態(tài)工 作點 輸入電阻和輸出電阻 微變等效電路法 ， 基本思路 把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效成一個線性電路，就是放大電路的微變等效電路，然后用線性電路的分析方法來分析，這種方法稱為微變等效電路分析法。 等效的條件 是晶體管在小信號（微變量）情況下工作。這樣就能在靜態(tài)工作點附近的小范圍內(nèi)，用直線段近似地代替晶體管的特性曲線。 R C+ U CCVR B+U CE Q－+U BE Q －I CQI BQR sR Bu s+－+u i－R L+u o－VR Ci bi cBBEQCCBQ R UUI ??BQCQ II ??CCQCCC E Q RIUU ?? 28 （ 1）輸入電阻 （ 2）輸出電阻 電壓放大倍數(shù) R s R B u s + － + u i － R L + u o － V R C i b i c r be + oU?－ cI? bI? C B E + iU?－ bI?? R C R L R B R s + sU? － beB // rRIURiii ?? ??)mA(m V )(26)1(300 EQbe Ir ????Co RIUR ?? ??例： 圖示電路，已知 V12CC ?U， 300B ?Rk Ω ， 3C ?Rk Ω ，3L ?R k Ω ， 3s ?R k Ω ， 50?? ，試求： （ 1 ） R L 接入和斷開兩種情況下電路的電壓放大倍數(shù)uA?； （ 2 ）輸入電阻 R i 和輸出電阻 R o ； （ 3 ）輸出端開路時的源電壓放大倍數(shù)sus UUA??? o?。 R su s+－+u i－R L+u o－+ U CCR CC 1C 2VR B++ 29 解：先求靜態(tài)工作點 40A3 0 012BCCBB E QCCBQ ?????RURUUI μ A ???? II ? V63212CCQCCC E Q ?????? RIUU 再求三極管的動態(tài)輸入電阻 963)mA(2 m V )(26)501(300)mA(m V )(26)1(300EQbe ??????? Ir ?Ω 9 ? k Ω R C + U CC V R B + U C E Q － + U B E Q － I CQ I BQ （ 1 ） R L 接入時的電壓放大倍數(shù)uA?為： 789 6 333350beL??????????rRA u?? R L 斷開時的電壓放大倍數(shù)uA?為： 1 5 69 6 350beC ???????rRA u?? （ 2 ）輸入電阻 R i 為： 6 ??? rRR ik Ω 輸出電阻 R o 為： 3Co ?? RR k Ω （ 3 ）39)156(131oo??????????? uisiisisus ARRRUUUUUUA ???????? 30 三、 靜態(tài)工作點穩(wěn)定的放大電路 條件 ： I2IB，則 與溫度基本無關(guān)。 調(diào)節(jié)過程： 四、 多級放大器 多級放大電路是指兩個或兩個以上的單級放大電路所組成的電路。通常稱多級放大電路的第一級為輸入級。對于輸入級，一般采用輸入阻抗較高的放大電路，以便從信號源獲得較大的電壓輸入信號并對信號進行放大。中間級主要實現(xiàn)電壓信號的放大，一般要用幾級放大電路才能完成信號的放大。通常把多級放大電路的最后一級稱為輸出級，主要用于功率放大，以驅(qū)動負載工作。 R s u s + － + u i － R L + u o － + U CC R C C 1 C 2 V R B1 R B2 R E C E + + + + U CCRCVR B1R B2R EU BI 1I 2I CQI BQU E+U CE Q－+ U BE Q －CCB2B1 B2B URR RU ?? 溫度 t ↑→ I C ↑→ I E ↑→ U E (= I E R E ) ↑→ U BE (= U B － I E R E ) ↓→ I B ↓ I C ↓ 輸入級電壓放大級電壓放大級功率輸出級推動級～信號源中間級小信號放大電路 功率放大電路負載 31 它是指各單級放大電路之間通過隔直耦合電容連接。圖 所示為阻容耦合兩級放大電路。 各極之間通過耦合電容及下級輸入電阻連接。優(yōu)點：各級靜態(tài)工作點互不影響，可以單獨調(diào)整到合適位置；且不存在零點漂移問題。缺點：不能放大變化緩慢的信號和直流分量變化的信號；且由于需要大容量的耦合電容，因此不能在集成電路中采用。 它是指各級放大電路之間通過變壓器耦合傳遞信號。圖 所示為變壓器耦合放大電路。通過變壓器 T1 把前級的輸出信號 uo1，耦合傳送到后級，作為后一級的輸入信號 ui2。變壓器 T2 將第二級的輸出信號耦合傳遞給負載 RL。 變壓器具有隔離直流、通交流的特性，因此變壓器耦合放大電路具有如下特點： （ 1）各級的靜態(tài)工作點相互獨立，互不影響，利于放大器的設(shè)計、調(diào)試和維修。 （ 2）同阻容耦合一樣，變壓器耦合低頻特性差，不適合放大直流及緩慢變化的信號 ,只能傳遞具有一定頻率的交流信號。 （ 3）可以實現(xiàn)電壓、電流和阻抗的變換，容易獲得較大的輸出功率。 （ 4）輸出溫度漂移比較小。 （ 5）變壓器耦合電路體積和重量較大，不便于做成集成電路。 3. 直接耦合放大 電路 優(yōu)點：能放大變化很緩慢的信號和直流分量變化的信號；且由于沒有耦合電容，故非常適宜于大規(guī)模集成。 缺點：各級靜態(tài)工作點互相影響；且存在零點漂移問題。 R s u s + － + u i － R C1 C 1 C 2 V 1 R B 1 1 R B 1 2 C E1 R L + u o － + U CC R C2 C 3 V 2 R B 2 1 R B 2 2 C E2 R E1 R E2 + u o1 － + + + + + 32 零點漂移 ：放大電路在無輸入信號的情況下，輸出電壓 uo 卻出現(xiàn)緩慢、不規(guī)則波動的現(xiàn)象。 產(chǎn)生零點漂移的原因很多，其中最主要的是溫度影響。 抑制零漂的方法有多種，如采用溫度補償電路、穩(wěn)壓電源以及精選電路元件等方法。最有效且廣泛采用的方法是輸入級采用差動放大電路。 差動放大電路的工作原理（了解） 抑制零點漂移的原理 靜態(tài)時 ， uil=ui2＝ 0 ， 此時由負電源 UEE 通過電阻 RE 和兩管發(fā)射極提供兩管的基極電流。由于電路的對稱性，兩管的集電極電流相等，集電極電位也相等，即： IC1= IC2 UC1= UC2 輸出電壓： uo＝ UC1 － UC2=0 溫度變化時 ，兩管的集電極電流都會增大，集電極電位都會下降。由于電路是對稱的，所以兩管的變化量相等。即： Δ IC1=Δ IC2 Δ UC1= Δ UC2 輸出電壓： uo＝ (UC1 + Δ UC1)－ ( UC2 +Δ UC2 )=0 即消除了零點漂移。 o2o1o21 uuu uuu iii ?? ??R C RCR E－ U EE+ U CCV 1 V2+u i 1－+ u o －+u i 2－+u o1－+u o2－ 33 167。 功率放大電路 目的與要求 1. 掌握 功 率放大器的要求 2. 掌握 功率放大器按 工作狀態(tài)進行 的分類 3. 了解 OCL 功率放大電及 OTL 功率放大電路 重點與難點 重點 功率放大器的類型 難點 OCL 功率放大電及 OTL 功率放大電路 教學(xué)方法 講授法 ,