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05 第五章 基本放大电路.pptx

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本课件先给出放大电路的基本概念与放大倍数、输入电阻、输出电阻、通频带等性能指标,随后以共射极放大电路为主线,讲解电路组成与放大原理、静态工作点的估算与图解法、小信号模型动态分析,并讨论射极偏置电路与射极输出器的特点。

基本放大电路封面页,展示本份课件标题与本章知识框架,属于《电工电子学》课程内容
本章主要内容(目录页),主要内容•放大电路的基本概念及其性能指标•共射极放大电路。
5.1放大电路的基本概念及其性能指标5.(讲解页),1.1放大电路的基本概念放大电路RL++−−Rs+−信号源负载•放大的对象:输入信号(电。
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第1页:基本放大电路

Chapter 5基本放大电路

第2页:本章主要内容

  • 主要内容
  • 放大电路的基本概念及其性能指标
  • 共射极放大电路

第3页:5.1放大电路的基本概念及其性能指标5.

  • 5.1放大电路的基本概念及其性能指标5.1.1放大电路的基本概念放大电路RL++−−Rs+−信号源负载
  • 放大的对象:输入信号(电压或电流——正弦量)
  • 放大的本质:能量的控制
  • 放大的基本要求:不失真放大

第4页:5.1.2性能指标1.放大倍数电压增益

5.1.2性能指标1.放大倍数电压增益(电压放大倍数)电流增益功率增益表征放大电路对微弱信号的放大能力,它是输出信号(Uo、Io、Po)比输入信号增大的倍数,又称增益。

放大电路的基本概念及性能指标放大电路RL++−−Rs+−

第5页:2.输入电阻和输出电阻Ri反映了放大

2.输入电阻和输出电阻Ri反映了放大电路对信号源的衰减程度。Ri越大,放大电路从信号源索取的电流越小,加到输入端的信号Ui越接近信号源电压Us。输入电阻放大电路有严格的输入输出端定义,其输入输出端可以用不同的电路来等效。

RL++−−Rs+−+−RoRi放大电路的基本概念及性能指标(1)输入端:

第6页:输出电阻Ro的大小

  • 输出电阻Ro的大小,反映了放大电路带负载能力的强弱。Ro越小,带负载能力越强。RL++−−Rs+−+−RoRi输出电阻:放大电路的基本概念及性能指标
  • 输出端
  • Ro:将信号源Us短路,负载RL开路,从输出端口看进去的等效电阻。

第7页:3.通频带衡量放大电路对不同频率信号

3.通频带衡量放大电路对不同频率信号的适应能力4.最大不失真输出电压Uom5.最大输出功率Pom和效率η

第8页:5.2共发射极放大电路

  • 5.2共发射极放大电路
  • 共射极放大电路的组成及放大原理
  • 静态分析
  • 动态分析
  • 射极偏置电路

第9页:组成1.共射极放大电路的组成及放大原

组成1.共射极放大电路的组成及放大原理三极管及其放大电路起放大作用保证ui加到发射结,且UCC不影响us保证只将信号输送到负载将iC转换为uo保证T处于放大状态,并提供电路能量放大电路应由放大器件、直流电源和偏置电路、输入电路和输出电路几部分组成。

第10页:放大原理直流量

放大原理直流量:字母大写,下标大写。IB,IC,UCE。交流量:字母小写,下标小写。ib,ic,uce。瞬时量:字母小写,下标大写。iB,iC,uCE。

放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号(交直流共同作用放大交流信号)。

第11页:2.静态分析当输入信号us=0时

2.静态分析当输入信号us=0时,电路中各电压、电流均为直流,故称静态。静态分析:确定电路静态时的IB、IC、UCE即静态工作点Q。(1)用估算法确定静态工作点QC开路

第12页:输入回路输出回路由直流通路

输入回路输出回路由直流通路

第13页:例4.4 共发射极放大电路

例4.4求:当Rb=600kΩ,200kΩ时,三极管的静态工作点Q位于哪个区?而iC最大饱和电流:∵Q位于放大区已知:β=50,VCC=12V,RC=6kΩ解:当Rb=560kΩ时

第14页:共发射极放大电路:位于饱和区

当Rb=200kΩ时∵Q位于饱和区

第15页:共发射极放大电路:称放大电路的直流负载

  • uCEiCoVCCMNMN称放大电路的直流负载线,斜率为−1/RC。图解步骤
  • 用估算法求出基极电流IB。
  • 根据IB在输出特性曲线中找到对应的曲线。
  • 作直流负载线。
  • 用图解法确定静态工作点QUCE=VCC–ICRCIBμ确定静态工作点Q。ICUCEQ

第16页:3.动态分析图解分析法动态当放大电路

3.动态分析图解分析法动态当放大电路输入信号ui后,电路中各电压、电流便在其静态值附近随信号变化的动态。动态分析分析信号的传输情况,即计算放大电路的性能指标如Au、ri、ro等。动态分析法小信号模型分析法

第17页:图解分析法①加入ui后

  • 图解分析法
  • 加入ui后,iB、iC、uCE都在静态直流量上叠加了一个交流量,即iB=IBQ+ibiC=ICQ+icuCE=UCEQ+uce
  • uCE中的交流成分uce(uo)远大于ui,波形相同且与ui相位相反,称反相放大。

第18页:静态工作点Q设置得不合适

③静态工作点Q设置得不合适,会出现非线性失真。若Q点偏高,出现饱和失真;若Q点偏低,出现截止失真。

第19页:小信号模型分析法分析思路

  • 小信号模型分析法分析思路:在小信号(微变量)情况下工作时,可在静态工作点附近的小范围内用直线段近似地代替三极管的特性曲线,三极管就可以等效为一个线性元件。这样就可以将非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。然后用线性电路的分析方法来计算放大电路的性能指标。
  • 三极管的小信号等效电路
  • 放大电路的微变等效电路
  • 计算放大电路的性能指标

第20页:三极管的小信号等效电路输入回路

①三极管的小信号等效电路输入回路rbeubeib+−be三极管的输入电阻低频小功率管输入电阻的估算公式rbe的量级从几百欧到几千欧。++−−iBiCuBEuCE三极管及其放大电路oiBuBEUCEIBQΔIBΔUBE

第21页:输出回路输出特性曲线在放大区域内可认

输出回路输出特性曲线在放大区域内可认为呈水平线。当UCE为常数时,集电极和发射极之间可等效为一个受ib控制的电流源βib+−uceicce三极管及其放大电路QiCuCEΔIBΔICICUCE++−−iBiCuBEuCE

第22页:三极管的小信号等效电路++−−

三极管的小信号等效电路++−−ibicubeucebeecβib+−uceiccerbeubeib+−be

第23页:放大电路的微变等效电路a.画交流通路

②放大电路的微变等效电路a.画交流通路C短路VCC对地短路b.画出小信号等效电路

第24页:计算放大电路的性能指标电压放大倍数

③计算放大电路的性能指标电压放大倍数Au由输入回路:由输出回路:负号表示uo与ui反相

第25页:输入电阻ri输出电阻ro受控电流源相

输入电阻ri输出电阻ro受控电流源相当于开路,ro

第26页:例4.5 共发射极放大电路

例4.5分析图示各电路有无正常电压放大的能力。三极管及其放大电路分析:组成放大电路的原则是:1)直流通路→是否发射结正偏,集电结反偏。2)交流通路(微变等效电路)→ui能否引入uo能否引出无电压放大能力。

因为没接入RC,交流输出短路,uo无法引出。

第27页:无电压放大能力

无电压放大能力。因为UBEQ=0,发射结不正偏,管子静态时工作于截止区。三极管及其放大电路无电压放大能力。因为VBB对交流输入信号短路,ui无法引入。

第28页:例4.6 共发射极放大电路

例4.6电路如图所示。已知三极管的UBE=0.7V,β=50,Rb=377kΩ,Rc=6kΩ,RL=3kΩ,Rs=100Ω,VCC=12V。试计算:1、电路的静态工作点Q。2、电压放大倍数Au。

3、输入电阻ri、输出电阻ro。

第29页:求静态工作点Q根据直流通路

解:1、求静态工作点Q根据直流通路,有则IC=βIB= 50×0.03 =1.5(mA)UCE=VCC-ICRc=12-1.5×6 =3VIBQ

第30页:电压放大倍数Au画出小信号等效电路

2、电压放大倍数Au画出小信号等效电路。

第31页:输入电阻

3、输入电阻ri、输出电阻rori=Rb//rbe≈1kΩro=Rc= 6kΩ

第32页:4.射极偏置电路电路结构T↑→

4.射极偏置电路1)电路结构T↑→IC↑→IE↑→URe↑→UBE↓→IB↓IC↓自动调节过程:该电路又称分压偏置电路或工作点稳定电路。分压式电路固定基极电位Re电阻实现自动调节

第33页:静态分析直流通路如图当I1&

2)静态分析直流通路如图当I1>>IB且β足够大时,可有:

第34页:动态分析小信号等效电路如图

3)动态分析小信号等效电路如图。指标计算与固定偏置电路相同。

第35页:5.3射极输出器1

5.3射极输出器1、静态分析信号由基极输入,由发射极输出。

第36页:动态分析①电压增益

2、动态分析①电压增益:画出小信号等效电路故又称电压跟随器。

第37页:射极输出器:输出电阻

  • ri=Rb//[rbe+(1+β)R'L]
  • 输出电阻
  • 输入电阻:射极输出器的主要特点
  • 电压放大倍数接近1;
  • 输入电阻高;
  • 输出电阻低。常被用作多级放大电路的输入级或输出级。riro
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