《电子技术基础》课件3-1.ppt

1、第3章:放大电路 p 放大器的组成及其性能指标（amplifier）p 放大器的图解分析法（amplifier analysis）p 放大器的微变等效电路分析法（amplifier analysis）p 放大器的偏置电路（biasing circuits）p 共集电极放大器 （common-collector and common-base amplifier）p 单管放大器的频率特性（frequency characteristic）p 多级放大器（multilevel amplifier）p 差分放大器（differential amplifiers）p 功率放大器（power ampli

2、fiers）p 集成运算放大器（operational amplifiers）3.1-1 放大器的组成放大的概念 声音 声音p 放大对象为变化量p 放大的本质为能量控制和转换p 放大电路的特征为功率放大p 放大后的信号应不失真p 放大电路常以正弦信号作为测试信号放大电路话筒 扬声器3.1 放大器的组成及其性能指标3.1-1 放大器的组成单管共射极放大电路的原理电路p NPN三极管：放大电路的核心p VBB与RB：为发射结提供正向偏置p VCC与RC：为集电结提供反向偏置，电流到电压转换p 工作原理：UIIBIC=IBUo=ICRCp 原理电路缺点：VBB、VCC两路电源，UI、Uo不共地 V

3、VBBBBI IB BV VccccU UI IU UO OR RC CR RB BI IC C3.1 放大器的组成及其性能指标3.1-1 放大器的组成单管共射极放大电路的实际电路p 单电源：Vccp RB：发射结正偏p RC：集电结反偏p UI、Uo共地p 输入、输出接耦合电容C1、C2p 负载电阻：RL +Vcc+VccU UI IU UO OR RC CR RB BR RL LC C1 1C C2 23.1 放大器的组成及其性能指标3.1-2 放大器的性能指标双口网络双口网络 AU、AIUsRsUiUoRLIoIiRiRop 放大倍数 电压放大倍数：输出电压的变化量与输入电压的变化量之比

4、 电流放大倍数：输出电流的变化量与输入电流的变化量之比IOUUUA/IOIIIA/3.1 放大器的组成及其性能指标3.1-2 放大器的性能指标p 输入电阻 由放大电路输入端看进去的等效电阻：IIIIUR/LOOORUUR)1(p 输出电阻 由放大电路输出端看进去的等效电阻：UoRLRoUoRoIoLRUsOOOIUR0|实际测试：3.1 放大器的组成及其性能指标3.1-2 放大器的性能指标p 通频带 中频放大倍数：Am 下限截止频率：fL 上限截止频率：fH 通频带：fBW=fH-fL12322.UUUDp 非线性失真系数 所有的谐波总量与基波成分之比：Af Am0.7AmfL fH BWp

5、最大不失真输出电压p 最大输出功率与效率3.1 放大器的组成及其性能指标3.2-1 放大电路中的直流通路与交流通路+VccUIUoRCRBRLC1C2+VccRCRBUIUoRCRBRLp 电容：直流通路开路、交流通路短路p 电感：直流通路短路、交流通路开路p 电压源：交流通路短路p 电流源：交流通路开路3.2 放大器的图解分析法直流通路 交流通路3.2-2 静态工作点（quiescent point）p 输入信号为0时，放大器所处的静态直流状态下，基极和集电极回路的直流电压和直流电流：IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQp 估算：IBQ=(Vcc-UBEQ)/RBUBEQ=0.7V（硅管）（硅

6、管）或或 0.2V（锗管）（锗管）ICQ=hFE*IBQUCEQ=Vcc ICQ*RC+Vcc+VccR RC CR RB B3.2 放大器的图解分析法3.2-3 图解法分析静态 p 输入回路：输入特性曲线与直流负载线交点 UBE=UBB-IB*RBp 输出回路：输入特性曲线与直流负载线交点 UCE=Vcc-IC*RCIBUBEQICUCE+UBBRBUBBUBBRBIBQUBEQ+VccRCQVccRCVccICQUCEQIBQ3.2 放大器的图解分析法3.2-4 图解法分析动态 IBUBEQUBBUBBRBIBQUBEQ+UBBRBUBEtIBtIBUBEICUCEQVccRCVccICQ

7、UCEQIBQRCRLUCEtICtUCEIC交流负载线交流负载线UIp UI UBE IB IC UCEp 交流负载线斜率：-1/（RC/RL）p 电压放大倍数：AU=UCE/UBE（反相）3.2 放大器的图解分析法3.2-4 图解法分析动态 各极电压、电流波形特点输入正弦电压UI时：p 各极电压、电流围绕各自的工作点按正弦规律变化p UBE、IB、IC、UCE在原来直流量的基础上叠加一个正弦交流成分，交直流并存p 输入电压的微小变化引起输出电压较大变化，电压放大作用p 输出正弦信号与输入正弦信号的相位相反，到相作用 UIUBEIBICUCEUOUBEQUCEQICQIBQtttttt3.2

8、 放大器的图解分析法3.2-4 图解法分析动态（例）1.输入特性曲线上画出输入直流负载线2.确定输入回路的静态工作点：IBQ=40uA、UBEQ=0.7V3.输出特性曲线上画出输出直流负载线4.确定输出回路的静态工作点：ICQ=2mA、UCEQ=6V5.过Q电画出输出交流负载线，斜率：-1/（RC/RL）6.取IB=40uA，UBE=0.04V、UCE=-3V，AU=-75IB(uA)UBE(V)Q6040200.68 0.7 0.72IBUBEIC(mA)UCE(V)QUCEIC交流负载线20uA40uA60uA4.5 6 7.5 9 12+Vcc(12V)UIUORC3K RB280KRL

9、3KC1C243213.2 放大器的图解分析法3.2-5 图解法分析非线性失真 ICUCEQUCEtICtICUCEQUCEtICtp 静态工作点设置过低：静态工作点设置过低：输入信号负半周时，工作点输入信号负半周时，工作点 进入截止区，进入截止区，截止失真截止失真p 静态工作点设置过高：静态工作点设置过高：输入信号正半周时，工作点输入信号正半周时，工作点 进入饱和区，进入饱和区，饱和失真饱和失真3.2 放大器的图解分析法3.2-6 图解法估算最大输出电压的动态范围p 最大输出电压的动态范围 无明显非线性失真时，最大输出电压的峰峰值p 最大输出电压幅度无明显非线性失真时，最大输出电压的有效值p

10、 工作点在负载线的中点UOPPM=AC、UOM=0.707*AB=0.707*BCp 工作点偏离负载线的中点 UOPPM=2*min(AB,BC)、UOM=0.707*min(AB,BC)ICUCEQA B C3.2 放大器的图解分析法3.2-7 图解法分析电路参数对静态工作点的影响ICUCEQ1+VccUIUORCRBRLC1C2Q2其它参数不变，增大RB，Q沿直流负载线下移ICUCEQ1Q2ICUCEQ1Q2ICUCEQ1Q2增大Vcc，直流负载线平行右移增大RC，直流负载线变得平坦增大，Q沿直流负载线上移3.2 放大器的图解分析法习题：P126 3-2P126 3-33.2 放大器的图解分析法