模拟电子技术教案第2章-基本放大电路-课件.ppt

1、io :UUAu 定义定义SESRiIiUoUoU12322UUUDiiiIUR oooIUR 0U SLR f|Au|0.707|Auo|Auo|VomPP 2ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEUBEIBICUCE无输入信号无输入信号(ui=0)时时:uo=0uBE=UBEuCE=UCE+UCCRBRCC1C2T+ui+

2、uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOICUCEOIBUBEO结论：结论：QIBUBEQUCEICUBEIB无输入信号无输入信号(ui=0)时时:uo=0uBE=UBEuCE=UCE？uCE=UCC iC RC uo 0uBE=UBE+uiuCE=UCE+uoIC+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO+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动态分析动态分析iCtOiCtICOiCticO静态分析静态分析uitOuotO直流通路直流通路(IB、IC、UCE)对直流信号电容

3、对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）可看作开路（即将电容断开）断开断开断开断开+UCCRBRCT+UBEUCEICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiERBRCuiuORLRSes+XC 0，C 可看作可看作短路。忽略电源的短路。忽略电源的内阻，电源的端电内阻，电源的端电压恒定，直流电源压恒定，直流电源对交流可看作短路对交流可看作短路短路短路短路短路对地短路对地短路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE放大电路无信号输入（放大电路无信号输入（ui=0）时的工作状态。时的工作状态。估算法、图解法。估算法

4、、图解法。各极电压电流的直流分量。各极电压电流的直流分量。放大电路的直流通路。放大电路的直流通路。(1)静态工作点静态工作点Q：IB、IC、UCE 。静态分析：静态分析：确定放大电路的静态值。确定放大电路的静态值。BBECCB RUUI 所以所以BCCBRUI 根据电流放大作用根据电流放大作用CEOBC III BB II 当当UBE UCC时，时，+UCCRBRCT+UBEUCEICIB已知：已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5。解：解：mAmABCCB04030012.RUImAmABC51040537.II VV CCCCCE645112 .RIUU+UCCRBR

5、CT+UBEUCEICIBEECCCCCERIRIUU EBBECCB)1(RRUUI BC II EEBEBBCCRIURIU EBBEBB)1(RIURI 由由KVL可得：可得：由由KVL可得：可得：IE+UCCRBRCT+UBEUCEICIB常常数数 B)(CECIUfIUCE=UCC ICRC +UCCRBRCT+UBEUCEICIBBBECCBRUUI CtanR1 ICQUCEQCCCRUUCC常常数数 B)(CECIUfIUCE/VIC/mA直流负载线直流负载线Q由由IB确定的那确定的那条输出特性与条输出特性与直流负载线的直流负载线的交点就是交点就是Q点点O 放大电路的动态分析放

6、大电路的动态分析 把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一把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。即把非线性的晶体管线性化，等效为个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件。一个线性元件。晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。似代替。利用放大电路的微变等效电路分析利用放大电路的微变等效电路分析计算计算放大电路放大电路电压放大倍数电压放大倍数Au、输入电阻输入电阻ri、输出电阻输出电阻ro等。等。beE26(mV)200()(

7、1)(mA)rI CEBBEbeUIUr CEbbeUiu OCEBCUII CEbcUii BCCEceIIUr BcceIiu OibicicBCEib ib晶体三极管晶体三极管微变等效电路微变等效电路ube+-uce+-ube+-uce+-rbeBEC 晶体管的晶体管的B、E之间之间可用可用rbe等效代替。等效代替。晶体管的晶体管的C、E之间可用一之间可用一受控电流源受控电流源ic=ib等效代替。等效代替。ibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSiiRBRCuiuORL+-RSeS+-ibicBCEiiibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+-uo+-+

8、-RSiiiUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+-+-+-RSbebirIU LcoRIU beLrRAu LCL/RRR io :UUAu 定义定义Lb RI rbebeCrRAu iUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+-+-+-RS LcoRIU LCL/RRR io :UUAu 定义定义Lb RI rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSiUiIbIcIoUbISEeIREEebebiRIrIU Ebbeb)1(RIrI EbeL)1(RrRAu iii IUr 输入电阻输入电阻SESRiIiUirSESRiIiUiiIUri beB/rR 时时，当当be

9、BrR bRiBIIU EebebiRIrIU Ebbeb)1(RIrI Ebeib)1(RrUI EbeBi)1(/RrRr beirr rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSiUiIbIcIoUbISEeIREiUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+-+-+-RSririBRIBRIoUoEoooIUr 输出电阻：输出电阻：oUSEiUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+-+-+-RSCoooRIUr 例例3：求求ro的步骤：的步骤：1)断开负载断开负载RLoU3)外加电压外加电压oI4)求求or外加外加oICRcoIII bcII CoRCRUI 0 0 c

10、b II所所以以2)令令 或或0i U0S ErbeRBRLEBC+-+-+-RSiUbIcIoUbISEeIREiIERbbo IIII EoSBbeoSBbeoRUR/RrUR/RrU ESbeo1/11RRRrr 外加外加oIor1)断开负载断开负载RLoU3)外加电压外加电压oI4)求求2)令令 或或0i U0S EERI 在固定偏置放大电路中，在固定偏置放大电路中，当温度升高时，当温度升高时，UBE、ICBO 。上式表明，当上式表明，当UCC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。CBOBBECC

11、CEOBC)1(IRUUIII 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。iCuCEQQ 固定偏置电路的工作点固定偏置电路的工作点Q点是不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升点是不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升高使高使 IC 增加时，能够自动减少增加时，能够自动减少IB，从而抑制从而抑制Q点的变点的变化，保持化，保持Q点基本稳定。点基本稳定。OB2II 若若满满足足：基极电位基本恒定，基极电位基本恒定，不随温度变化。不随温度变化。2B2BRIV 2B1BCC21RRUII CC2B1B2BBURRRV VBRB1RCC1C2RB2CERERLI

12、1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+VBEBEBECRUVII BEBUV 若若满满足足：EBEBEBEC RVRUVII RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+从从Q点点稳定的角度来稳定的角度来看似乎看似乎I2、VB越大越好。越大越好。但但 I2 越大，越大，RB1、RB2必须取得较小，将增加必须取得较小，将增加损耗，降低输入电阻。损耗，降低输入电阻。而而VB过高必使过高必使VE也增也增高，在高，在UCC一定时，势一定时，势必使必使UCE减小，从而减减小，从而减小放大电路输出电压的小放大电路输出电压的动态范围。动态范围。I2=(5 10)IB，

13、VB=(5 10)UBE，RB1、RB2的阻值一般为几十千欧。的阻值一般为几十千欧。VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+TUBEIBICVEICVB 固定固定CC2B1B2BURRRVB EBEBECRUVII CBII EECCCCCERIRIUU VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+对交流：对交流：旁路电容旁路电容 CE 将将R 短路短路，R 不起不起作用作用，Au，ri，ro与固定偏置电路相同与固定偏置

14、电路相同。如果去掉如果去掉CE，Au，ri，ro？旁路电容旁路电容RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+2B1BB/RRR iUiIbIcIoUbISEeIBRIEbeL)1(RrRAu beLrRAu EbeB2B1i)1(R/R/Rrr CoRr beBir/Rr CoRr？即：即：Sos EUAu考虑信号源内阻考虑信号源内阻RS 时时iSibeLs rRrrRAu 所以所以SosEUAu SiioEUUU SiEUAu iSiSirRrEU irRB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+

15、RSeS+在图示放大电路中，已知在图示放大电路中，已知UCC=12V,RC=6k,RE1=300，RE2=2.7k，RB1=60k，RB2=20k RL=6k，晶体管晶体管=50，UBE=0.6V,试求试求:(1)(1)静态工作点静态工作点 IB、IC 及及 UCE；(2)(2)画出微变等效电路；画出微变等效电路；(3)(3)输入电阻输入电阻ri、ro及及 Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL+UCCuiuo+RE2V3V12206020CCB2B1B2B URRRVmA8.0 mA36.03EBEBEC RUVII A16 A500.8CB IIV8.4V38.068.012)(1E

16、1EECCCCCE RRIRIUURB1RCRB2RE1+UCCRE2+UCEIEIBICVBk6Co Rrk86.18.02651200I26)1(200Ebe rk 15/2B1BB RRR其其中中 EbeBi)1(/RrRr k03.8 EbeL)1(RrRAu 69.8 iUiIbIcIoUbISEeIBRIRB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSEBBECCB)1(RRUUI BE)1(II EECCCERIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBICRB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSLEL/RRR LeoRIU Lb1RI ）（LebebiRIrIU Lbb

17、eb)1(RIrI LbbebLb)1()1(RIrIRIAu LbeL)1(1RrR ）（rbeRBRLEBC+-+-+-RSiUbIcIoUbISEeIREiIrbeRBRLEBC+-+-+-RSiUbIcIoUbISEeIREiIiBi/rRr LbeBi)1(/RrRr LbebLEebebbii)1(/RrIRRIrIIUr LEL/RRR irir 1sbeoRrrSBS/RRR RrRr 1/sbeEosbeE)1 (RRr 通通常常：rbeRBRLEBC+-+-+-RSiUbIcIoUbISEeIREiIorLbeL)1()1(RrRAu LbeBi)1(/RrRr Rrr 1

18、sbeo性能性能:正常充电时间正常充电时间7 7小时左右小时左右;充充电电流为恒定电电流为恒定值；充电电流值；充电电流大小由电池额定容量确定。大小由电池额定容量确定。LED电电池池R3u2TrDR2SDZ+R5R4R1C+T LED发光二极发光二极管承受正向电管承受正向电压导通发光压导通发光,发光强度与通发光强度与通过的电流大小过的电流大小有关。有关。LED与与R5串联后，串联后，接于接于R4 两端，两端，R4两端电压两端电压的大小，反映充电电流的的大小，反映充电电流的大小，大小，LED发光的亮、暗发光的亮、暗指示指示S的位置的位置,R5是是LED的限流电阻的限流电阻,使通过使通过LED的电流

19、限制在一定数值。的电流限制在一定数值。LED电电池池R3u2TrDR2SDZ+R5R4R1C+T.在图示放大电路中，已知在图示放大电路中，已知UCC=12V,RE=2k,RB=200k，RL=2k，晶体管晶体管=60，UBE=0.6V,信号源内阻信号源内阻RS=100，试求试求:(1)静态工作点静态工作点 IB、IE 及及 UCE；画出微变等效电路；画出微变等效电路；(3)Au、ri 和和 ro。RB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSmA035.0mA260)(12006.012)(1EBBECCB RRUUImA14.2 0.035mA60)(1 )(1BE II V727V142212EECCCE.RIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBIC3.176010094.0Sbeo Rrrk94.024.1266120026)(1200Ebe Ir LbeBi)1(/RrRr k7.41 LbeL)1()(1RrRAu 98.0 rbeRBRLEBC+-+-+-RSiUbIcIoUbISEeIRE