三种基本放大电路及静态工作点ppt课件.ppt
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1、三种接法的比较,1.共射电路既能放大电流又能放大电压,输入电阻居中,输出电阻较大,常用于低频放大电路的单元电路。常做为低频放大电路的单元电路。2.共集电路只能放大电流不能放大电压,是三种接法中输入电阻最大,输出电阻最小的电路,并具有电压跟随的特点,常用于电压放大电路的输入级和输出级,在功率放大电路中也常采用射极输出的形式。3.共基电路只能放大电压而不能放大电流,输入电阻小,电压放大倍数和输出电阻与共射电路相当,频率特性最好,常用于宽频带放大电路。,2.2 基本共射极放大电路, 电路组成, 简化电路及习惯画法, 简单工作原理, 放大电路的静态和动态, 直流通路和交流通路, 书中有关符号的约定,2
2、.2 共射极放大电路,1. 电路组成,输入回路(基极回路),输出回路(集电极回路),2. 简化电路及习惯画法,习惯画法,共射极基本放大电路,3. 简单工作原理,Vi=0,Vi=Vsint,4. 放大电路的静态和动态,静态:输入信号为零(vi= 0 或 ii= 0)时,放大电路的工作状态,也称直流工作状态。,动态:输入信号不为零时,放大电路的工作状态,也称交流工作状态。,电路处于静态时,三极管个电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点,称为静态工作点,常称为Q点。一般用IB、 IC、和VCE (或IBQ、ICQ、和VCEQ )表示。,# 放大电路为什么要建立正确的静态?,2.3 图解分析法, 用近
3、似估算法求静态工作点, 用图解分析法确定静态工作点, 交流通路及交流负载线, 输入交流信号时的图解分析, BJT的三个工作区, 输出功率和功率三角形,2.3.1 静态工作情况分析,2.3.2 动态工作情况分析,共射极放大电路,2.3.1 静态工作情况分析,1. 用近似估算法求静态工作点,根据直流通路可知:,采用该方法,必须已知三极管的 值。,一般硅管VBE=0.7V,锗管VBE=0.2V。,采用该方法分析静态工作点,必须已知三极管的输入输出特性曲线。,共射极放大电路,2. 用图解分析法确定静态工作点, 首先,画出直流通路,2.3.1 静态工作情况分析, 列输入回路方程:VBE =VCCIBRb
4、, 列输出回路方程(直流负载线):VCE=VCCICRc, 在输入特性曲线上,作出直线 VBE =VCCIBRb,两线的交点即是Q点,得到IBQ。, 在输出特性曲线上,作出直流负载线 VCE=VCCICRc,与IBQ曲线的交点即为Q点,从而得到VCEQ 和ICQ。,2.3.2 动态工作情况分析,由交流通路得纯交流负载线:,共射极放大电路,vce= -ic (Rc /RL),因为交流负载线必过Q点,即 vce= vCE - VCEQ ic= iC - ICQ 同时,令RL = Rc/RL,1. 交流通路及交流负载线,则交流负载线为,vCE - VCEQ= -(iC - ICQ ) RL,即 iC
5、 = (-1/RL) vCE + (1/RL) VCEQ+ ICQ,2. 输入交流信号时的图解分析,2.3.2 动态工作情况分析,共射极放大电路,通过图解分析,可得如下结论: 1. vi vBE iB iC vCE |-vo| 2. vo与vi相位相反; 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数; 4. 可以确定最大不失真输出幅度。,# 动态工作时, iB、 iC的实际电流方向是否改变,vCE的实际电压极性是否改变?,2.3.2 动态工作情况分析,3. BJT的三个工作区,当工作点进入饱和区或截止区时,将产生非线性失真。,饱和区特点: iC不再随iB的增加而线性增加,即,此时,截止区特点:iB=
6、0, iC= ICEO,vCE= VCES ,典型值为0.3V,波形的失真,饱和失真,截止失真,由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管,输出电压表现为底部失真。,由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管,输出电压表现为顶部失真。,2.3.2 动态工作情况分析,3. BJT的三个工作区,放大电路的动态范围,放大电路要想获得大的不失真输出幅度,要求:,工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位;,2.3.2 动态工作情况分析,3. BJT的三个工作区,要有合适的交流负载线。,4. 输出功率和功率三角形,要想PO大,就要使功率三角形
7、的面积大,即必须使Vom 和Iom 都要大。,功率三角形,放大电路向电阻性负载提供的输出功率,在输出特性曲线上,正好是三角形ABQ的面积,这一三角形称为功率三角形。,2.3.2 动态工作情况分析,共射极放大电路,放大电路如图所示。已知BJT的 =80, Rb=300k, Rc=2k, VCC= +12V,求:,(1)放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域?,(2)当Rb=100k时,放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域?(忽略BJT的饱和压降),解:(1),(2)当Rb=100k时,,静态工作点为Q(40uA,3.2mA,5.6V),BJT工作在放大区。,其最小值也只能为0,即IC的最大
8、电流为:,所以BJT工作在饱和区。,VCE不可能为负值,,此时,Q(120uA,6mA,0V),,例题,end,?,思 考 题,1. 试分析下列问题:,共射极放大电路,(1)增大Rc时,负载线将如何变化?Q点怎样变化?,(2)增大Rb时,负载线将如何变化?Q点怎样变化?,(3)减小VCC时,负载线将如何变化?Q点怎样变化?,共射极放大电路,?,思 考 题,2. 放大电路如图所示。当测得BJT的VCE 接近VCC的值时,问管子处于什么工作状态?可能的故障原因有哪些?,截止状态,答:,故障原因可能有:, Rb支路可能开路,IB=0, IC=0, VCE= VCC - IC Rc= VCC 。, C
9、1可能短路, VBE=0, IB=0, IC=0, VCE= VCC - IC Rc= VCC 。,end,2.4 放大电路的工作点稳定问题, 温度变化对ICBO的影响, 温度变化对输入特性曲线的影响, 温度变化对 的影响, 稳定工作点原理, 放大电路指标分析, 固定偏流电路与射极偏置电路的比较,2.4.1 温度对工作点的影响,2.4.2 射极偏置电路,2.4.1 温度对工作点的影响,1. 温度变化对ICBO的影响,2. 温度变化对输入特性曲线的影响,温度T 输出特性曲线上移,温度T 输入特性曲线左移,3. 温度变化对 的影响,温度每升高1 C , 要增加0.5%1.0%,温度T 输出特性曲线
10、族间距增大,5. 直流通路和交流通路,交流通路,直流通路,共射极放大电路,end,此时,,不随温度变化而变化。,一般取 I1 =(510)IB , VB =3V5V,2.4.2 射极偏置电路,1. 稳定工作点原理,目标:温度变化时,使IC维持恒定。,如果温度变化时,b点电位能基本不变,则可实现静态工作点的稳定。,T , IC, IE,IC, VE、VB不变, VBE , IB,(反馈控制),静态工作点稳定的放大器,UBE=UB-UE =UB - IE RE,I2=(510)IBI1= I2 + IB I2,IE = IC +IB IC,分压式偏置电路,RE射极直流负反馈电阻,CE 交流旁路电容
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