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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 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 _,
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