建筑电工学第5章基本放大电路

第 5 章 基本放大电路5.1 晶体管单管放大电路 5.2 工作点的稳定的放大电路 5.3 5.4 5.5 5.6 射极输出器 多级放大电路 差动放大电路 互补对称功率放大电路退出

第 5 章 基本放大电路5.1.1 共发射极放大电路的组成电路中各元件的作用如下：

晶体管 VT 晶体管是放大元件，利用它的电流放大作用， 在集电极电路获得放大了的电流 iC,该电流受输入信号的控制。+UCC RB C1 + + RC iC uBE

iB+

C2 + + uCE

+ RL uo

RS + es

ui

VT

集电极电源电压 UCC 电源电压 UCC 除为输 出信号提供能量外， 它还保证集电结处于 反向偏置，以使晶体 管具有放大作用。

集电极负载电阻 RC 集电极负载电阻简称集电极电阻，它 主要是将电流的变化变换为电压的变化，以实现电压放大。 偏置电阻 RB 它的作用是提供大小适当的基极电流，以使 放大电路获得合适的工作点，并使发射结处于正向偏置。 耦合电容 C1 和 C2 它们一方面起到隔直作用，C1 用来隔

断放大电路与信号源之间的直流通路，而 C2 用来隔断放大电路与负载之间的直流通路，使三者之间无直流联系互不影响。另 一方面又起到交流耦合的作用，其电容值应足够大，以保证在 即对交流信号可视为短路。返回

一定的频率范围内，耦合电容上的交流压降小到可以忽略不计，

共发射极放大电路的分析5.1.2 静态分析放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。静态分析 是要确定放大电路的静态值(直流值) IB , IC , UBE 和 UCE。 1. 用放大电路的直流通路确定静态值 可用右图所示的直流通路来计 算静态值 U CC U BE U CC IB RB RB 硅管的 UBE 约为 0.6 V,比 UCC 小得多，可以忽略不计。 IC IB +UCC RB RC IB + IC + T U CE

UBE

UCE UCC RC IC

返回

[例 1] 在共发射极基本交流放大电路中，已知 UCC = 12V,

RC = 4 k ,RB = 300 k , 37.5,试求放大电路的静态值。 [解]U CC 12 IB A 40 A 3 RB 300 10

IC IB 37.5 0.04 mA 1.5 mA

UCE UCC RC IC (12 4 103 1.5 10 3 )V 6 V

2. 用图解法确定静态值 根据

UCE UCC RC IC

可得出：

IC 0 时

UCE 0 时

在晶体管的输出特性曲线组上作出一直线，它称为直 流负载线，与晶体管的某条(由 IB 确定)输出特性曲线的交 点 Q 称为放大电路的静态工作点，由它确定放大电路的电 压和电流的静态值。 基极电流 IB 的大小不同，静态工作点在负载线上的位 置也就不同，改变 IB 的大小，可以得到合适的静态工作点， IB 称为偏置电流，简称偏流。通常是改变 RB 的阻值来调整 IB 的大小。

UCE UCC U CC IC RC

第 2 章 2.2

图解过程:IC / mA UCC N RC 32

直

流负载线

80 µ A Q1Q 60 µ A

40 µ AQ2 20 µ A M IB = 0 µ A

1

O

2

4

6

8

10

12UCC

UCE /V

[例 2] 在共发射极基本交流放大电路中，已知 UCC = 12V,RC = 4 k , RB = 300 k ,晶体管的输出特性曲线如 上图。(1)作出直流负载线，(2)求静态值。 [解] (1) 由 IC = 0 时， UCE = UCC = 12 V,和 UCE = 0 时，

U CC 12 IC A 3 mA 3 RC 4 10可作出直流负载线 (2) 由

U CC 12 IB A 40 A 3 RB 300 10I C 1.5 mA

得出静态工作点 Q,静态值为

I B 40 A

U CE 6 V

第2章 2.2

IC / mA3

80 µ A60 µ A

21.5 1

静态工作点 40 µ A

Q20 µ A M IB = 0 µ A

UCE /V 求得静态值为 : IB = 40 A ,IC = 1.5 mA , UCE = 6V

O

2

4

6

8

10

12

5.1.3

动态分析

放大电路有输入信号时的工作状态称为动态，动态分析 是在静态值确定后，分析信号的传输情况，确定放大电路的 电压放大倍数 Au ,输入电阻 ri 和输入电阻 ro

1. 微变等效电路法 晶体管在小信号(微变量)情况下工作时，可以在静态工 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。 (1) 晶体管的微变等效电路IB UCE Q 在晶体管的输入特性曲线上，将工 作点 Q 附近的工作段近似地看成直线， 当 UCE 为常数时， UBE 与 IB 之比

IB

IB

U BE rbe I B U

CE

ube ib

U CE

UBE O UBE

称为晶体管的输入电阻，在小信号的 条件下，rbe 是一常数，由它确定 ube 和 ib 之间的关系。因此，晶体管的输 入电路可用 rbe 等效代替。

低频小功率晶体管输入电阻的常用下式估算

26 (mV ) rbe 200 ( ) ( 1) I E (mA )Rbe 是对交流而言的一个动态电阻。 晶体管输出特性曲线的线性工作区是一组近似等距离的 平行直线，当 UCE 为常数时， IC 与 IB 之比 I C ic IC I B U ib UCE CE

即为晶体管的电流放大系 数，在小信号的条件下， 是一常数，由它确定 ic IC IC 受 ib 的控制关系。因此， 晶体管的输出电路可用一 受控电流源 ic = ib 等效 代替。

Q

IB

UCE

UCE

晶体管的输出特性曲线不完全与横轴平行，当 IB 为常数 时， UCE 与 IC 之比 ICQ IB UCE

U CE rce I C

IB

uce ic

IB

IC

IC

UCE

UCE

称为晶体管的输出 电阻，在小信号的条件下， rce 也是一常数，在等效 电路中与 ib 并联，由于 rce 的阻值很高，可以将 其看成开路。

由以上分析可得出晶体管的微变等效电路

ic C ib B + ube

ic B + ube

C +

+ T E uce

rbe

ib

ib

rce

uce

E (2) 放大电路的微变等效电路 先画出下图所示放大电路的交流通路，对交流分量而言， 电

容可视作短路；一般直流电源的内阻很小，可忽略不计， 对交流讲直流电源也可以认为是短路的。将交流通路中的三 极管用其微变等效电路来代替，即得到放大电路的微变等效 电路。

+UCC

RBC1 + iB

RC iC

C2 +

基本放大电路 + RL

+RS + es

T

ui

uo

C ii RS + es

交流通路 + RC RL uo

B ib

T +

+ ic uce

+ ui RB

ube

E

基本放大电路的 微变等效电路RS + es

ii + ui RB

B

ib

ic

C

+ rbe

ibE

RC

RL

uo

(3) 电压放大倍数的计算当输入的是 正弦信号时， R S 各电压和电 + 流都可用相 量表示。 ES

ui = ube

uo = uce

Ii+

Ib B

Ic C RL+

U i RB

rbe

β IbE

RC

RL

Uo

由上图可列出

Ui rbe Ib

Uo RL Ic RL Ib RL RC // RL 式中 故放大电路的电压放大倍数

Uo RL Au Ui rbe 当放大电路输出端开路(未接 RL )时RC Au rbe

比接 RL 时高，可见 RL 越小，电压放大倍数 …… 此处隐藏：1619字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……