电工学第15章基本放大电路课件.ppt
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- 电工学 15 基本 放大 电路 课件
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1、第第1515章章 基本放大电路基本放大电路1电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作目目 录录15.1 15.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成15.2 15.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析15.3 15.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析15.4 15.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定15.6 15.6 射极输出器射极输出器15.7 15.7 差分放大电路差分放大电路15.8 15.8 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路15.9 15.9 场效晶体管及其放大电路场效晶体管及其放大电路2电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作15.1 15.1 共发射极
2、放大电路的组成共发射极放大电路的组成1 1 放大电路的作用放大电路的作用一、放大电路一、放大电路放大电路又叫做放大器,其作用是把微弱的电信号放大到所放大电路又叫做放大器,其作用是把微弱的电信号放大到所需要的数值,输出信号的波形要与输入信号的波形相同。需要的数值,输出信号的波形要与输入信号的波形相同。放大电路的输出端放大电路的输出端放大电路的输入端放大电路的输入端输输入入A输输出出3电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作15.1 15.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成第一,共发射极放大电路第一,共发射极放大电路第二,共集电极放大电路第二,共集电极放大电路第三,共基极放大电路第三
3、,共基极放大电路晶体管的三个电极晶体管的三个电极 哪一个作哪一个作为公共电极决定放大电路的为公共电极决定放大电路的连接形式。放大电路的连接连接形式。放大电路的连接形式有以下三种:形式有以下三种:2 2 放大电路的连接形式放大电路的连接形式3 3 放大电路的组成放大电路的组成放大电路主要由晶体管、直流电源、电阻和电容所组成。放大电路主要由晶体管、直流电源、电阻和电容所组成。固定偏置共射放大电路固定偏置共射放大电路+UCCuiuoRBRCC1C2 一、放大电路一、放大电路4电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作15.1 15.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成4 4 组成共射放大电
4、路各元件的作用组成共射放大电路各元件的作用晶体管是放大电路晶体管是放大电路的放大元件,利用的放大元件,利用它的基极电流对集它的基极电流对集电极电流的控制作电极电流的控制作用实现对电流的放用实现对电流的放大:大:i iC C=i iB B+UCCuiuoRBRCC1C2 一、放大电路一、放大电路5电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作15.1 15.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成4 4 组成共射放大电路各元件的作用组成共射放大电路各元件的作用通过电路的设置保证通过电路的设置保证晶体管的发射结处于晶体管的发射结处于正偏、集电结处于反正偏、集电结处于反偏,保证晶体管工作偏,保证晶
5、体管工作在放大状态。数量一在放大状态。数量一般在十几伏。般在十几伏。+UCCuiuoRBRCC1C2 一、放大电路一、放大电路6电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作15.1 15.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成4 4 组成共射放大电路各元件的作用组成共射放大电路各元件的作用和直流电源配合,使和直流电源配合,使发射结处于正偏,并发射结处于正偏,并提供大小适当的基极提供大小适当的基极电流。数量一般在几电流。数量一般在几十千欧十千欧 几百千欧。几百千欧。+UCCuiuoRBRCC1C2 一、放大电路一、放大电路7电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作15.1 15.1 共发射
6、极放大电路的组成共发射极放大电路的组成4 4 组成共射放大电路各元件的作用组成共射放大电路各元件的作用将集电极电流的变化将集电极电流的变化转换成电压的变化,转换成电压的变化,以实现电压放大。数以实现电压放大。数量一般在几千欧量一般在几千欧 几几十千欧。十千欧。+UCCuiuoRBRCC1C2 一、放大电路一、放大电路8电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作15.1 15.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成4 4 组成共射放大电路各元件的作用组成共射放大电路各元件的作用电容电容C C1 1用来隔断放大用来隔断放大电路与信号源之间的电路与信号源之间的直流通路;直流通路;电容电容C
7、C2 2用来隔断放大用来隔断放大电路与负载之间的直电路与负载之间的直流通路。流通路。+UCCuiuoRBRCC1C2 一、放大电路一、放大电路9电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作15.1 15.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成4 4 组成共射放大电路各元件的作用组成共射放大电路各元件的作用电容电容C C1 1、C C2 2的容量应的容量应足够大,使其在输入足够大,使其在输入交流信号频率范围内交流信号频率范围内的容抗很小,可视为的容抗很小,可视为短路。短路。结论:电容的作用是结论:电容的作用是隔离直流,通过交流隔离直流,通过交流+UCCuiuoRBRCC1C2 一、放大电路
8、一、放大电路10电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作二、放大电路的性能指标二、放大电路的性能指标15.1 15.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成riro信号源信号源放大电路放大电路负载负载Uo USRSRLUiUoIiIo 放大电路的示意图放大电路的示意图放大电路的输入端用一个等效电阻放大电路的输入端用一个等效电阻r ri i 表示,称为放大电路的输入表示,称为放大电路的输入电阻,是信号源的负载;放大电路的输出端用一个等效电压源和电阻,是信号源的负载;放大电路的输出端用一个等效电压源和一个等效电阻一个等效电阻 r ro o表示,是负载的电源,其内阻表示,是负载的电源,其内阻
9、 r ro o称为放大电路的称为放大电路的输出电阻。输出电阻。11电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作二、放大电路的性能指标二、放大电路的性能指标15.1 15.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成1 1 电压放大倍数电压放大倍数riro信号源信号源放大电路放大电路负载负载Uo USRSRLUiUoIiIo 放大电路的示意图放大电路的示意图电压放大倍数为输出电压与输入电压之比,即电压放大倍数为输出电压与输入电压之比,即oiuUAU 12电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作二、放大电路的性能指标二、放大电路的性能指标15.1 15.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的
10、组成2 2 输入电阻输入电阻iiiUrI 定义为输入电压与输入电流之比,即定义为输入电压与输入电流之比,即riro信号源信号源放大电路放大电路负载负载Uo USRSRLUiUoIiIo 放大电路的示意图放大电路的示意图13电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作二、放大电路的性能指标二、放大电路的性能指标15.1 15.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成3 3 输出电阻输出电阻oooUrI riro信号源信号源放大电路放大电路负载负载Uo USRSRLUiUoIiIo 放大电路的示意图放大电路的示意图定义为输出端开路电压与输出端短路电流之比,即定义为输出端开路电压与输出端短路电流
11、之比,即14电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作二、放大电路的性能指标二、放大电路的性能指标15.1 15.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成3 3 输出电阻输出电阻ooLo1UrRU LoooLRUUrR riro信号源信号源放大电路放大电路负载负载Uo USRSRLUiUoIiIo 放大电路的示意图放大电路的示意图15电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作一、放大电路的工作状态一、放大电路的工作状态15.2 15.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析1 1 放大电路的静态放大电路的静态定义:定义:放大电路的输入端未加输入信号时的工作状态。放大电路的输入端未加输入信号
12、时的工作状态。特点:特点:放大电路处于静态时,电路中各处的电压和电流都是放大电路处于静态时,电路中各处的电压和电流都是 直流量。直流量。特点:特点:放大电路处于动态时。电路中各处的电压和电流均在放大电路处于动态时。电路中各处的电压和电流均在 各自直流分量的基础上叠加一个由输入信号所引起的各自直流分量的基础上叠加一个由输入信号所引起的 正弦交流分量。正弦交流分量。2 2 放大电路的动态放大电路的动态定义:定义:放大电路的输入端加上输入信号时的工作状态。放大电路的输入端加上输入信号时的工作状态。16电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作二、放大电路中电压和电流的符号二、放大电路中电压和电流的符号
13、15.2 15.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析IBICIEUCEUBE名名 称称直流量直流量正弦交流量正弦交流量有效值有效值瞬时值瞬时值动态值动态值ibicieubeuceiBuBEuCEiEiCIbIcIeUceUbe基极电流基极电流集电极电流集电极电流发射极电流发射极电流集集-射极电压射极电压基基-射极电压射极电压17电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作三、用放大电路的直流通路确定静态值三、用放大电路的直流通路确定静态值15.2 15.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析1 1 放大电路的直流通路放大电路的直流通路因电因电容对交直流的作用不同,所容对交直流的作用不同,所以
14、交直流所走的路径是不同的。以交直流所走的路径是不同的。不同的信号可以分别在不同的通不同的信号可以分别在不同的通路来进行分析。路来进行分析。电容视为开路;电容视为开路;直流通路直流通路直流通路是在直流电源直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的作用下直流电流流经的通路。通路。画直流通路的方法画直流通路的方法 信号源视为短路;信号源视为短路;+UCCuiuoRBRCC1C2 18电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作三、用放大电路的直流通路确定静态值三、用放大电路的直流通路确定静态值15.2 15.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析1 1 放大电路的直流通路放大电路的直流通路因电因电容对交
15、直流的作用不同,所容对交直流的作用不同,所以交直流所走的路径是不同的。以交直流所走的路径是不同的。不同的信号可以分别在不同的通不同的信号可以分别在不同的通路来进行分析。路来进行分析。电容视为开路;电容视为开路;直流通路直流通路直流通路是在直流电源直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的作用下直流电流流经的通路。通路。画直流通路的方法画直流通路的方法 信号源视为短路;信号源视为短路;+UCCRBRC IBICIEUBEUCE直流通路直流通路19电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作三、用放大电路的直流通路确定静态值三、用放大电路的直流通路确定静态值15.2 15.2 放大电路的静态分析放大电路
16、的静态分析2 2 估算静态值估算静态值+UCCRBRC IBICIEUBEUCE直流通路直流通路BBBECCR IUUCCBEBBUUIR CBII CECCCCUUR I因为因为所以所以20电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作+UCCRBRC IBICIEUBEUCE四、用图解法确定静态值四、用图解法确定静态值15.2 15.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析1 1 输入回路静态图解分析输入回路静态图解分析RBRCUCCIBICUCC UCE UBE线性部分线性部分线性部分线性部分非线性部分非线性部分BECCBBUUR IBBEIf UUBE/V0IB/mA Q Q21电工学电子技
17、术部分哈理工大学 王亚军制作四、用图解法确定静态值四、用图解法确定静态值15.2 15.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析2 2 输出回路静态图解分析输出回路静态图解分析RBRCUCCIBICUCC UCE UBE线性部分线性部分线性部分线性部分非线性部分非线性部分CECCCCUUR IBCCEIIf U 常数常数0IC/mAUCE/VIB Q Q静态值静态值I IB B、U UBEBE、I IC C、U UCECE对应晶体管特性对应晶体管特性曲线上的一个点,称为静态工作点曲线上的一个点,称为静态工作点Q Q22电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作一、微变等效电路法一、微变等效电路法
18、15.3 15.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析+UCCuiuoRBRCC1C2 1 1 放大电路的交流通路放大电路的交流通路因电因电容对交直流的作用不同,所容对交直流的作用不同,所以交直流所走的路径是不同的。以交直流所走的路径是不同的。不同的信号可以分别在不同的通不同的信号可以分别在不同的通路来进行分析。路来进行分析。电容视为短路;电容视为短路;交流通路交流通路交流通路是在输入信号交流通路是在输入信号作用下交流电流流经的作用下交流电流流经的通路。通路。画交流通路的方法画交流通路的方法 直流直流电源视为短路;电源视为短路;23电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作一、微变等效电路法一
19、、微变等效电路法15.3 15.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析1 1 放大电路的交流通路放大电路的交流通路因电因电容对交直流的作用不同,所容对交直流的作用不同,所以交直流所走的路径是不同的。以交直流所走的路径是不同的。不同的信号可以分别在不同的通不同的信号可以分别在不同的通路来进行分析。路来进行分析。电容视为短路;电容视为短路;交流通路交流通路交流通路是在输入信号交流通路是在输入信号作用下交流电流流经的作用下交流电流流经的通路。通路。画交流通路的方法画交流通路的方法 直流直流电源视为短路;电源视为短路;uiuoRBRC ibic24电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作一、微变等效
20、电路法一、微变等效电路法15.3 15.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析2 2 晶体管简化的微变等效电路晶体管简化的微变等效电路BCErbe UbeUceIcIb IbBCE UbeUceIcIb从晶体管的基极和发射极看进去,可以用一个动态电阻从晶体管的基极和发射极看进去,可以用一个动态电阻r rbebe来等效代替,则把来等效代替,则把r rbebe叫做晶体管的输入电阻。叫做晶体管的输入电阻。beE26 mV200 1mA rI25电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作一、微变等效电路法一、微变等效电路法15.3 15.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析2 2 晶体管简化的微变
21、等效电路晶体管简化的微变等效电路BCErbe UbeUceIcIb IbBCE UbeUceIcIb从晶体管的集电极和发射极看进去,可以用一个基极电流从晶体管的集电极和发射极看进去,可以用一个基极电流 i ib b 控制的电流源控制的电流源 i ib b(为受控电流源为受控电流源)来等效代替。来等效代替。26电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作一、微变等效电路法一、微变等效电路法15.3 15.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析3 3 放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路uiuoRBRC ibic 先画出放大电路的交流通路。先画出放大电路的交流通路。将交流通路中的晶体管用其微
22、变等效电路来代替。将交流通路中的晶体管用其微变等效电路来代替。27电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作一、微变等效电路法一、微变等效电路法15.3 15.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析3 3 放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路 先画出放大电路的交流通路。先画出放大电路的交流通路。将交流通路中的晶体管用其微变等效电路来代替。将交流通路中的晶体管用其微变等效电路来代替。BCErbe UiUoIcIb IbRBRCRLRSUS 在低频小信号作用下,利用放大电路的微变等效电路定量地在低频小信号作用下,利用放大电路的微变等效电路定量地确定放大电路的动态性能指标。确定放大电路的动态
23、性能指标。28电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作习题习题15.3.115.3.1用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。+UCCuiuoRBRCC1C2 RSUS RL29电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作例题例题15.3.115.3.1【解解】用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。BCErbe UiUoIcIb IbRBRCRLRSUS ibebUr I oLcLbUR IR I LCL/RRRoLuibeURAUr 第一,计算电压放大倍数第一,计算电
24、压放大倍数(输出端接负载输出端接负载)30电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作例题例题15.3.115.3.1【解解】用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。BCErbe UiUoIcIb IbRBRCRLRSUS 第一,计算电压放大倍数第一,计算电压放大倍数(输出端未接负载输出端未接负载)ibebUr I oCcCbUR IR I LR oCibeuURAUr 31电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作例题例题15.3.115.3.1【解解】用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。用微变等效电路法对固定偏置共射
25、放大电路进行动态分析。BCErbe UiUoIcIb IbRBRCRLRSUS 第二,计算输入电阻第二,计算输入电阻iiiBbeUUIRriiBbeiUrRrI/32电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作例题例题15.3.115.3.1【解解】用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。BCErbe UiUoIcIb IbRBRCRLRSUS 第三,计算输出电阻第三,计算输出电阻oCrR oCcUR I ocII 33电工学电子技术部分哈理工大学 王亚军制作二、图解法二、图解法15.3 15.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析
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