电工学辅导资料九
电工学辅导资料九主 题:第九章 基本放大电路的辅导资料
学习时间:2010年12月13日—12月19日
内 容:
(一)学习要求
第九章基本放大电路
这周我们将学习第九章,基本放大电路。本章的学习要求及需要掌握的重点内容如下:
1.了解放大电路的功能和工作原理;
2.理解放大电路静态分析的内容和方法;
3.理解放大电路动态分析的内容和方法;
4.了解双极型晶体管的基本放大电路的电路组成和主要特点,掌握静态分析和动态分析的计算;
5.了解多级放大的概念,掌握阻容耦合放大电路静态和动态分析的计算;
6.了解差分放大电路的电路组成、工作原理和输入、输出方式;
7.了解功率放大电路的特点和工作原理。
重点掌握内容:
1.重点:放大电路的工作原理、共射放大电路。
2.难点:放大电路的工作原理。
基本概念: 静态、动态、非线性失真、多级放大
知识点:放大电路的功能和工作原理,放大电路静态分析的内容和方法,放大电路动态分析的内容和方法,双极型晶体管的基本放大电路的电路组成和主要特点,静态分析和动态分析的计算,阻容耦合放大电路静态和动态分析的计算,差分放大电路的电路组成、工作原理和输入、输出方式,功率放大电路的特点和工作原理
(二)主要内容
9.1放大电路的工作原理
放大器的作用:
把微弱的电信号(电压、电流和功率)放大到所需的量级。
(一)电路
(二)信号放大过程
静态:未加输入信号时放大器的工作状态。
动态:加上输入信号时放大器的工作状态。
放大电路工作原理:
静态
动态
9.2放大电路的静态分析
静态工作点:
在晶体三极管输入、输出特性上所对应的工作点Q (IB、IC、UCE)
(一) 静态工作点的确定
1、 图解分析法
作法:
输入特性
由电路结构® IBQ
输出特性
由IB值 一条曲线与直流负载线(UCE=Ucc-ICRC) 相交® Q
输入特性
输出特性
2、 计算法
9.3放大电路的动态分析
(一)放大器的主要性能指标
1、电压放大倍数Au:
对于正弦交流信号:
绝对值:
分贝值:
2、输入电阻ri:
对于正弦交流信号:
当信号源有内阻时:
3、输出电阻ro:
对于正弦交流信号:
放大器输出端开路电压:
(受控电压源)
当输出端接有负载时:
放大器的电压放大倍数:
注:放大器只有工作在通频带范围内才能避免产生频率失真。
(一) 放大电路的微变等效电路
1、 晶体管小信号模型
基本思路
(1)放大的信号为小信号
(2)保证工作在特性曲线的线性段
(3)把三极管等效成线性电路模型
其中 ,Ic的单位为mA。
2、 放大电路的微变等效电路
基本思路
(1)找出放大器的的交流通道
(2)用三极管的小信号模型取代三极管
9.4 双极型晶体管基本放大电路
一、共射放大电路
(一)电路组成
电路特点
1、因 I1 »I2 >>IB (通常取I2=(5~10)IB)故B点电位基本被固定,
2、因接有RE,可固定IC,从而稳定放大器的静态工作点
3、接有旁路电容CE,避免了电压放大倍数的降低
(二)静态分析
(三)动态分析
(5)因为共射极单级放大器的uO与ui反相,据uO的波形可以判断出ui的波形为
,因此可以判断出由于放大器的静态工作点太低,在ui的前半个周期当 ui >UBE时,三极管发生了截止,使uO发生了失真,因此该失真为截止失真。
若要消除失真必须改变RB1与RB2的比例,适当抬高放大器的静态工作点,如:调节RB2使其变小则适当抬高了UBE。
二、共集放大电路
(一) 电路组成
(二) 静态分析
(三) 动态分析
三、共基放大电路
(一) 静态分析
(二) 动态分析
9.5多级放大电路
(一)多级放大电路
(二)静态
阻容耦合式:由于耦合电容的隔直作用,各级有各自独立的静态工作点,可分别按前述方法求解。
直接耦合式:由于前后级直接相连,故前后级的工作点相互制约,必须配合妥当不能独立求解各级静态工作点。
(三)动态
1、电压放大倍数:
注:
2、输入电阻:
3、 输出电阻:
注:
阻容耦合多级放大器只能放大交流信号
直接耦合多级放大器可放大交、直流信号,但存在着“零点漂移”。尤其第一级的“零漂”可被逐级放大,致使放大器无法区分信号电压和漂移电压而不能正常放大。
9.7差分放大电路
(一) 工作原理
1、静态
抑制零漂原理:
(1) 靠电路的对称性,抵消掉每个管子的零漂,来抑制总输出的零漂。
(2) 靠RE负反馈作用尽量减少每个管子的零漂,从而抑制总输出的零漂。
(3) 为了增大抑制零漂的效果可用恒流源代替RE(恒流源的直流电阻R 小,交流电阻r大)。
2、动态
(1)共模电压放大倍数:
(2)差模电压放大倍数:
RE上无交流信号压降——对交流信号相当于短路
\差模放大倍数:
(3)输入输出电阻:
(4)共模抑制比: (理想状态)
(二) 输入输出方式
1、输入输出方式
双入双出
双入单出
单入双出
单入单出
9.8 功率放大器
功率放大器
a、 尽可能大地输出功率
b、 工作效率要高
一、放大器的工作状态
二、乙类放大互补对称电路
1、 电路
2、 工作原理
静态:IB=0,IC=0,uo=0
动态:ui的正半周NPN管放大,PNP管截止,RL中通过iC1; ui的负半周PNP管放大NPN管截止,RL中通过iC2;
3、存在缺点
产生交越失真
三、甲乙类放大互补对称电路
电路特点:
a、增加了RB1、RB2,提供一定的偏流,避免产生交越失真。
b、增加了二极管D1、D2,使静态时B1与B2二点保持不同的电位,而动态时信号ui能很顺利地送到B1、B2点。
三、 集成功率放大器
(三)重要考点
一、单选题
1、在两边完全对称的差分放大电路中,若两输入端电压ui1=ui2,则双端输出电压u0=()V。
A、0 B、1 C、2 D、3
答案:A
2、直接耦合放大电路的输出漂移电压均为10mV,若要放大0.1mV的信号,放大倍数可用的是()。
A、 5 B、10 C、100 D、10000
答案:D
二、计算题
1、电路如图所示,求(1)放大器的静态工作点;(2)画出放大器的微变等效电路(有CE、无CE);(3)放大器的电压放大倍数Au(有CE、无CE);(4)放大器的输入输出电阻(有CE、无CE);(5)若测得输出波形为
判断放大器出现的是何种失真,如何消除失真?
解:(1)
(2)
有CE:
无CE:
(3)有CE:
无CE:
(4)有CE:
无CE:
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