第8章交流放大电路.ppt

第第8章章基本放大电路基本放大电路（下）（下）返回返回后一页后一页返回返回后一页后一页前一页前一页返回返回后一页后一页前一页前一页返回返回后一页后一页前一页前一页返回返回参考点参考点后一页后一页前一页前一页返回返回后一页后一页前一页前一页返回返回后一页后一页前一页前一页RB+UCC返回返回3.共射放大电路的电压放大作用共射放大电路的电压放大作用后一页后一页前一页前一页返回返回3.共射放大电路的电压放大作用共射放大电路的电压放大作用uBEtuitiBtiCtuCEtuotUBEIBICUCE？无输入信号时无输入信号时有输入信号时有输入信号时 uCE=VCC iC RC 跳转跳转后一页后一页前一页前一页返回返回1）无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定）无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定 的电压和电流的电压和电流:IB、UBE和和 IC、UCE。(IB、UBE)和和(IC、UCE )分别对应于输入、分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点称为输出特性曲线上的一个点称为静态工作点静态工作点。IBUBEQIBUBEICUCEQUCEIC后一页后一页前一页前一页返回返回2）加上输入信号电压后，各电极电流和电压的）加上输入信号电压后，各电极电流和电压的 大小均发生了变化，都在直流量的基础上叠大小均发生了变化，都在直流量的基础上叠 加了一个交流量，但方向始终不变。加了一个交流量，但方向始终不变。iCtiCtIC+iCtic集电极电流集电极电流直流分量直流分量交流分量交流分量静态分析静态分析动态分析动态分析跳转跳转后一页后一页前一页前一页返回返回3）若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，）若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，即电路具有电压放大作用。即电路具有电压放大作用。4）输出电压与输入电压在相位上相差）输出电压与输入电压在相位上相差180,即即 共发射极电路具有反相作用。共发射极电路具有反相作用。uituot后一页后一页前一页前一页返回返回3.实现放大的条件实现放大的条件 1 1）晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集）晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集 电结反偏。电结反偏。2 2）正确设置静态工作点，使整个波形处于放大）正确设置静态工作点，使整个波形处于放大 区。区。3 3）输入回路将变化的电压转化成变化的基极电）输入回路将变化的电压转化成变化的基极电 流。流。4 4）输出回路将变化的集电极电流转化成变化的）输出回路将变化的集电极电流转化成变化的 集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。后一页后一页前一页前一页返回返回4 4、直流通路和交流通路、直流通路和交流通路 因电容对交、直流的作用不同。在放大电路因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如果中如果电容的容量足够大，可以认为它对交流电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起作用，即对交流短路。而对直流可以分量不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。看成开路。这样，交直流所走的通路是不同的。这样，交直流所走的通路是不同的。直流通路：无信号时电流（直流电流）的通路，直流通路：无信号时电流（直流电流）的通路，用来计算静态工作点。用来计算静态工作点。交流通路：有信号时交流分量（变化量）的通交流通路：有信号时交流分量（变化量）的通 路，用来计算电压放大倍数、输入路，用来计算电压放大倍数、输入 电阻、输出电阻等动态参数。电阻、输出电阻等动态参数。后一页后一页前一页前一页返回返回例：例：对直流信号（只有对直流信号（只有+UCC作用作用）C可看作开路可看作开路开路开路直流通路直流通路用来计算静态工作点用来计算静态工作点Q开路开路VT+RB+UCCRC返回返回后一页后一页前一页前一页+UCCRCC1C2+RBuoRL +-+-返回返回对交流信号对交流信号(有输入信号有输入信号u ui i时的交流分量时的交流分量)XC 0，C可看作短路。忽略电源的内阻，电源可看作短路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒定，直流电源对交流可看作短路。的端电压恒定，直流电源对交流可看作短路。后一页后一页前一页前一页uo+-+-uo+-返回返回交流通路交流通路 用来计算电压放大倍数、输入电阻、用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。输出电阻等动态参数。后一页后一页前一页前一页RBRCuiuoRL+-+-返回返回静态：放大电路无交流信号输入（静态：放大电路无交流信号输入（u ui i =0=0）时的）时的 工作状态。工作状态。后一页后一页前一页前一页返回返回1.1.估算法：估算法：1 1）根据直流通路估算）根据直流通路估算 IBRBRCIBBBECCBRUVIKVL 由由BCCRV70.BCCRV RB称为称为 偏置电阻偏置电阻，IB 称为称为 偏置电流偏置电流。后一页后一页前一页前一页返回返回RBRC+UCC2 2）根据直流通道估算）根据直流通道估算UCE、ICIC根据电流放大作用根据电流放大作用后一页后一页前一页前一页CEOBC III BB II CCCCCE:KVLRIUU 由由返回返回RBRCIB+UCCIC后一页后一页前一页前一页例例1：用估算法计算静态工作点。：用估算法计算静态工作点。已知：已知：VCC=12V，RC=4K，RB=300K，=37.5。解：解：请注意电路中请注意电路中IB和和 IC的数量级的数量级A4030012RUIBCCB mA5.104.05.37 BCII V645.112 CCCCCE RIUU返回返回ICRB+UCCREIB例例2：用估算法计算图示电路的静态工作点。：用估算法计算图示电路的静态工作点。跳转跳转后一页后一页前一页前一页ECCCRIUUCE EBBECCB)1(RRUUI BC II EBBEBBEEBEBBCC)1(RIURIRIURIU 返回返回8.2.2 8.2.2 图解法：图解法：输入特性曲线上输入特性曲线上交点交点Q的坐标的坐标(IB、UBE)即为所求即为所求静态工作点静态工作点。IBUBEQIBUBEUBE=VCCIBRB常常数数CEBEBUUfI)(由输入特性由输入特性确定确定IB 和和UBE后一页后一页前一页前一页RBRCIBIC+UCC用作图的方法用作图的方法确定静态值确定静态值返回返回8.2.2 8.2.2 图解法：图解法：ICUCEBBECCBRUVI由输出特性确定由输出特性确定IC 和和VCC。常数常数 BICECUfI)(UCE=UCCICRC 直流负载线直流负载线CR1 tan直流负载线斜率直流负载线斜率后一页后一页前一页前一页RBRCIBIC+UCCCCCRUQ返回返回后一页后一页前一页前一页返回返回1 1）输入回路）输入回路iBuBE 当信号很小时，当信号很小时，将输入特性在小范将输入特性在小范围内近似线性。围内近似线性。对输入的小交流对输入的小交流信号而言，三极管信号而言，三极管相当于电阻。相当于电阻。rbe称称为晶体管输入电阻。为晶体管输入电阻。对于小功率三极管：对于小功率三极管：)mA(I)mV(26)1()(300rEbe rbe的量级从几百欧到几千欧。的量级从几百欧到几千欧。后一页后一页前一页前一页bbeBBEbeiuIUr 返回返回2 2）输出回路）输出回路iCuCE)(bBcCCiIiIi bBiI 所以：所以：bcii 输出端相当于一个受输出端相当于一个受 ib控制的电流源。控制的电流源。后一页后一页前一页前一页 IC UCE特性曲线特性曲线近似平行近似平行输出端还要并联一个输出端还要并联一个大电阻大电阻r rcece。BBIcceICCEceiuIUr 返回返回ibicicBCEib ib rceCrbeBE晶体三极管晶体三极管微变等效电路微变等效电路后一页后一页前一页前一页ube+-uce+-ube+-uce+-r rcece很大，一般忽略。很大，一般忽略。返回返回2.2.放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路将交流通路中的三极管用微变等效电路代替将交流通路中的三极管用微变等效电路代替后一页后一页前一页前一页+-+-+-rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI+-+返回返回3.3.电压放大倍数的计算：电压放大倍数的计算：bebirIU LcoRIU beLurRA LCLR/RR iouUUA :定义定义负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。LbRI 跳转跳转1跳转跳转2后一页后一页前一页前一页rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI+-+返回返回3.3.电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算后一页后一页前一页前一页EebebiRIrIU LboRIU EbbebiRIrIU)1(EbeLuRrRA)1(iUiIbIcIoUbIBR eI+-返回返回后一页后一页前一页前一页Au放大电路放大电路+-SE信号源信号源SRiIiU+-放大放大电路电路+-SE信号源信号源SRiIiU+-iriiiIUr 输入电阻输入电阻返回返回iiiIUr beBr/R ber bRiIIUB rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI+-+ir后一页后一页前一页前一页返回返回EbbebiRIrIU)1()1(EbeBiRrRr/bRiiiiIIUIUrB iUiIbIcIoUbIBR eI+-ir后一页后一页前一页前一页返回返回+_RL0USUr0+_Au+_RL0U放大放大电路电路SERS+_后一页后一页前一页前一页返回返回oooIUr 后一页后一页前一页前一页+_无无 源源网网 络络SE0IAu+_RL0U放大放大电路电路SERS+_0U+_ro返回返回RL000rbeRBRCiUiIbIcIbI外加外加oIoUoI共发射极放大电路共发射极放大电路输出电阻输出电阻共射极放大电路共射极放大电路特点：特点：1.1.放大倍数高放大倍数高;2.2.输入电阻低输入电阻低;3.3.输出电阻高输出电阻高.oU后一页后一页前一页前一页返回返回 如果如果Q设置不合适，管子进入截止区或饱设置不合适，管子进入截止区或饱和区，将造成和区，将造成非线性失真非线性失真。如果如果Q设置过高设置过高，管子工作进入饱和区，管子工作进入饱和区，造成造成饱和失真饱和失真，减小基极电流减小基极电流可消除失真。可消除失真。如果如果Q设置过低设置过低，管子工作进入截止区，管子工作进入截止区，造成造成截止失真截止失真，增加基极电流增加基极电流可消除失真。可消除失真。如果如果Q设置合适，设置合适，信号幅值过大信号幅值过大也可产生也可产生失真，失真，减小信号幅值减小信号幅值可消除失真。可消除失真。后一页后一页前一页前一页跳转跳转返回返回 合理设置静态工作点是保证放大电路正常合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先决条件。但是放大电路的静态工作工作的先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条件的变化而发生变动。点常因外界条件的变化而发生变动。前述的固定偏置放大电路，简单、容易调前述的固定偏置放大电路，简单、容易调整，但在温度变化、三极管老化、电源电压整，但在温度变化、三极管老化、电源电压波动等外部因素的影响下，将引起静态工作波动等外部因素的影响下，将引起静态工作点的变动，严重时将使放大电路不能正常工点的变动，严重时将使放大电路不能正常工作，其中影响最大的是温度的变化。作，其中影响最大的是温度的变化。跳转跳转后一页后一页前一页前一页返回返回8.4.1 温度变化对静态工作点的影响温度变化对静态工作点的影响在固定偏置放大电路中在固定偏置放大电路中 上式表明，当上式表明，当VCC和和 RB一定时，一定时，IC与与 UBE、以及以及 ICEO 有关有关，而这三个参数随温度而变化。，而这三个参数随温度而变化。CBOBBECCCEOBCIRUVIII)1(当温度升高时，当温度升高时，UBE、ICBO 。温度升高时，温度升高时，IC将增加，使将增加，使Q点沿负载线上移。点沿负载线上移。后一页后一页前一页前一页返回返回iCuCEQ温度升高时，输温度升高时，输出特性曲线上移出特性曲线上移结论：结论：当