放大电路的基本原理和分析方法.ppt

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1、第一章放大电路的基本原理和分析方法,要点：一.重点1.放大，静态与动态，直流通路交流通路，静态工作点，负载线，放大倍数，输入输出电阻等的概念。2.用近似计算法估算单管共射放大电路，分压式工作点稳定电路的静态工作点。3.用微变等效电路法分析计算单管共射放大电路，分压式工作点稳定电路的电压放大倍数Au（Aus），输入电阻和输出电阻。二.一般掌握1.用图解法确定单管共射放大电路的静态工作点，定性分析波形失真，观察电路参数对静态工作点的影响，估算最大不失真输出的动态范围。2.三种不同组态放大电路的特点。3.多级放大电路三种耦合方式的特点，放大倍数的计算规律。,三.一般掌握的内容1.单管共射放大电路的f

2、 l 和fH与电路参数的关系，波特图的一般知识。2.用估算法估算场效应管的静态工作点。,1.1概述,一.放大的定义1.指能量的控制作用，即用一个能量较小的信号控制另一个能源，使负载上得到较大的能量信号。2.针对变化量而言，即输入信号有一个微小的变化量，则输出端得到一个较大的变化量,1.2单管共射放大电路,1.21单管共射放大电路的组成,一、电路的组成,VCC,RC,Rb,iB,iC,uI,+-,VBB,1.VCC:：直流电源输出端较大能量的提供者2.VBB：基极直流电源，使三极管的发射极正向偏执的电源，同时为三极管基极回路提供回路电流。3.RC：他将集电极电流的变化转换成集电极电压的变化，再传

3、送到放大电路的输出端。4.Rb：他和VBB共同决定当输入信号等于零时放大电路的基极电流。5.uI:：外加电源代表变化量。6.T：NPN型三极管，放大元件。,二、各部分的作用,1.2.2工作原理,一、静态1.定义：输入交流信号uI0时电路的状态（此时外接电源uI相当于短接）2.电路,3.静态工作原理电路中的电源VBB和VCC主要是使三极管工作在放大区此时输入端在VBB的作用下基极有个电流，称为静态基流用IBQ表示,此时基极与发射极之间相应的电压为UBEQ，根据放大系数的定义得到集电极电流ICQ，此电流流过集电极负载RC产生一个压降，则静态时的集电极电压VCEQ=VCC-ICQ*RC,输入回路,输

4、出回路,VCC,VBB,Rb,Rc,二、动态 1.定义：输入端在原有的静态基础上叠加一个动态的微小变化量UI 的电路的状态。2.工作电路,3.工作原理 在VBB的基础上在输入端加一个微小的变化量UI，则三极管的基极电流将在原来的静态基流IBQ的基础上产生一个变量Ib(三极管工作在放大区）基极电流的变化将使集电极电流同样在静态基流ICQ的基础上产生一个变化量ic即：icib，同时这个变化量流过负载电阻，使集电极电压有一个变化量Uce，,VCC,RC,Rb,iB,iC,uI,+-,VBB,uo,Uceu0icRC则上述放大过程可以用表示如下UI Ib Uce u0四、总结 放大电路能够放大的基本要

5、求：1.单管共射放大电路若完成放大功能必须使三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置。2.为了将加在电路输入端的信号放大，必须使输入信号的变化能够传送到三极管的输入回路中，并引起基极电流的变化，即在输入回路中有输入电阻Rb。3.为了最终在电路的输出端能够得到放大了的信号在输出回路中，应使集电极电流的变化能够引起集电极电压的变化，即在输出回路中要有电阻Rc。五、电路的改进 1.改进的原因：（1)原来的电路不经济不实用（2)交流，直流电路混杂不便分析。2.改进措施：（1)将输入电压UI通过一个电容C1接到三极管的基极，的 另一端接放大电路的公共端。,（2)三极管的集电极通过一个电容C2接到放大电路的

6、输出端，此电容的作用是将信号电压中的直流成分隔离开，但在适当的频率下，信号电压的交流成分可以顺利的通过。此中的电容C2称为隔直电容或耦合电容。（3)去掉基极电源VBB，将基极电阻Rb接到VCC上，从而整个电路静态公用一个直流电源VCC。,3.电路,+VCC,+U0_,T,C2,C1,RC,Rb,UI_,1.3放大电路的主要技术指标,一、放大倍数1.定义：输出信号的变化量与输入信号的变化量之比。2.分类：（1）电压放大倍数Au，（在放大电路的输入端加上一个正弦波电压信号 时）AuU0/Ui 在输出端测定的输出电压的有效值 指 输入电压的有效值（2)电流放大倍数Ai（在放大电路的输入端加上一个正弦

7、波电压信号 时）AiI0/Ii 输入电流的有效值 输出电流的有效值,二、输入电阻,1.定义：（前提条件是在输入端接一个正弦波电压）输入电压与输入电 流的有效值之比。2.计算公式：RiUi/Ii,三、输出电阻 1.定义：当输入端信号电压Us0（保留信号源内阻Rs），输出端开路，即负载电阻Rl无穷大时，外加的输出电压Uo与相应的输出电流I0之比。2.计算公式：R0U0/I0 Us0 Rs 3.试验测试：（1)测试方法：在输入端加上一个正弦信号电压Us，首先测出负载开路时的输出电压U0,接上阻值已知的负载电阻，测出此时的输出电压U0则得到 U0=,四、最大输出幅度 1.定义：放大电路输出的电压（或电

8、流）的幅值能够达到的最大限度一般用电压的有效值表示。,五、最大输出功率与效率 1.最大输出功率：表示在输出波形基本不失真的情况下，能够向负载提供的最大输出功率，用Pom表示。2.指放大电流的最大输出功率Pom与直流电源消耗的功率Pv之比，即 Pom/Pv六、失真系数 定义：各次谐波总量与基波分量之比，即 D=B22+B32+/B1(B1,B2,B3分别为输出信号的基波、二次谐波、三次谐波的幅值）七、通频带 定义：放大倍数下降到中频放大倍数的0.707倍的两点所限定的频率范围。,1.4放大电路的基本分析方法,定性分析放大电路的工作分为两方面的内容：1.静态分析，即计算不加输入信号时放大电路的工作

9、状态，估算静态工作点。2.动态分析，即计算出加上输入信号后放大电路的各项技术指标，电压放大倍数Au，输入电阻Ri，输出电阻R0,1.41直流通路与交流通路,一、静态电路的分析(一)、直流电路的画法 1.交直流共存的电路,+U0_,T,C2,C1,RC,Rb,UI_,+VCC,2.静态电路的画法（1)电容在直流通路中相当于开路（电感在直流通路中相当于短路）,T,RC,Rb,+VCC,在画直流通路时，电容c1左边的部分相当于断开、c2右边的部分也相当于断开，去掉断开的部分则直流通路就画出来了如图,ICQ,IBQ,+VCEQ-,3.静态分析,定义：即分析只有直流电压VCC作用时电路中的电流和电压。亦

10、即求IBQ、ICQ、VCEQ,一般来说三极管的基极和发射极的电压为VBEQ=0.7V则：IBQ=(VCC-VBEQ)/Rb ICQ=IBQ VCEQ=VCC-ICQ*RC,例题1电路如图请你画出其直流通路图，并进行静态分析,已知50。,15,5k,280k,5k,U0_,+U1,C1,C2,注意：c1、c2在直流通路中相当于开路所有去掉C1左边的部分，同时去掉C2右边的部分则电路变成了如下的电路：,15,5k,280k,5k,+U1,C1,c1,被切断的部分,被切断的部分,电路整理得：,15,280k,5K,根据我们分析的可以知道:VCC=IBQ280+VBEQ 15=IBQ280+0.7 IBQ=(15-0.7)/280 IBQ=5mA ICQ=IBQ500.0050.25A VCEQ=VCC-ICQRC VCEQ=15-0.,IBQ,ICQ,+U0_,T,C2,C1,RC,Rb,UI_,+VCC,二、.动态电路的画法 1.交直流并存的电路 说明：（1)电容在交流电路中相当于短路（2）理想电源在交流通路中视为短路,+U0_,T,C2,C1,RC,Rb,UI_,（2)整理，因为三极管的发射极接地是地，同时理想电压接地，他们可以共地。如下图,2.交流通路的画法（1）在画交流通路时，c1、c2用导线代替，理想的直 流电压源VCC接地。如图,+U0_,T,RC,Rb,UI_,