《基本放大電路》PPT課件.pptVIP

1,第 9 章 基本 放大電路,9.8 功率放大電路,9.7 差分放大電路,*9.5 場(chǎng)效晶體管基本放大電路,9.1 放大電路的工作原理,9.3 放大電路的動(dòng)態(tài)分析,9.2 放大電路的靜態(tài)分析,9.4 雙極型晶體管基本放大電路,9.6 多級(jí)放大電路,下一章,上一章,返回主頁,2,9.1 放大電路的工作原理,一、電路組成,兩個(gè)電源的放大電路,一個(gè)電源的放大電路,3,二、信號(hào)的放大過程,1. 靜態(tài)時(shí) ui= 0，直流電源單獨(dú)作用。,2. 動(dòng)態(tài)時(shí) 輸入信號(hào) ui，,輸出信號(hào) uo= uce =ic RC,4,9.2 放大電路的靜態(tài)分析,一、靜態(tài)工作點(diǎn)的確定 圖解法 在輸入特性曲線上,已知 IB , 可確定 Q 點(diǎn), 可知 UBE 。 在輸出特性曲線上 已知 IB , 可確定 Q 點(diǎn)， 可知 IC , UCE 。,5,2. 計(jì)算法 ui = 0, 直流電源單獨(dú)作用。,直流通路的做法： (1) 信號(hào)源中的電動(dòng)勢(shì)短路； (2) 電容開路。,根據(jù)KVL定律： IBRB + UBE = UCC,IC =IB UCE = UCCRCIC,6,例 9.2.1 在如圖所示的固定偏置放大電路中，已知 UCC = 6 V， Rs = 180 k， RC = 2 k, = 50，晶體管為硅管。試求放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。,解,IC = IB UCE = UCCRC IC,= 0.029 4 mA,= 500.029 4 mA,= 1.47 mA,= (621.47 ) V,=3.06 V,7,二.靜態(tài)工作點(diǎn)的影響,1. 當(dāng) IB 太小，Q 點(diǎn)很低，引起后半周截止失真。 2. 當(dāng) IB 太大，Q 點(diǎn)很高，引起前半周飽和失真。, 截止失真和飽和失真統(tǒng)稱為非線形失真。,截止失真,飽和失真,8,9.3 放大電路的動(dòng)態(tài)分析,一、放大電路的主要性能指標(biāo) 1. 電壓放大倍數(shù) Au,其分貝值: | Au | (dB) = 20lg | Au |,定義：,當(dāng)輸入信號(hào)為正弦交流信號(hào)時(shí),9,在放大電路中:,2. 輸入電阻 ri,定義：,當(dāng)輸入信號(hào)為正弦交流信號(hào)時(shí)：,10,ri 大 Ui 大 Uo 大； ri 大 Ii 小 可減輕信號(hào)源的負(fù)擔(dān)；,ri 越大越好， ri RS 。,可見：,11,3. 輸出電阻 ro,當(dāng)輸入信號(hào)為正弦交流信號(hào)時(shí)：,定義：,12,若 ro 小，帶載能力強(qiáng)；反之帶載能力差。,可見：,ro 越小越好，ro RL。,13,4. 放大電路的頻率特性,幅頻特性:,相頻特性:,通頻帶,14,解 (1),= 9 mV,UOC = | A0 | Ui,= 1009 10 -3 V,= 0.9 V = 900 mV,例 9.3.1 某放大電路的空載電壓放大倍數(shù) | A0 | = 100，輸入電阻 ri = 9 k ，輸出電阻 ro = 1 k，試問: (1) 輸入端接到 Us = 10 mV，Rs = 1 k 的信號(hào)源上，開路電壓 UOC 應(yīng)等于多少？(2) 輸出端再接上 RL= 9 k 的負(fù)載電阻時(shí)，負(fù)載上的電壓 UoL 應(yīng)等于多少？這時(shí)電壓放大倍數(shù) | Au | 是多少？,15,(2),= 810 mV,= 0.81 V,= 90,16,二、放大電路的微變等效電路,1. 晶體管的交流小信號(hào)電路模型, 輸入端電壓和電流的關(guān)系, 稱為晶體管的輸入電阻。,rbe =,17,晶體管從輸入端看，可以用一個(gè)等效的動(dòng)態(tài)電 阻 rbe代替。,18,(2) 輸出端電壓和電流的關(guān)系,從輸出端看，可以用一個(gè) 受控電流源代替。,19, 交流通路,2. 放大電路的微變等效電路, 微變等效電路,作法: C 短路，UCC 短路。,20,= RB rbe, rbe,= RC,21,例9.3.2 求例9.2.1放大電路的空載電壓放大倍數(shù)、輸入電阻 和輸出電阻 。,(1) 空載電壓放大倍數(shù),解,= 1084 ,=92.25,ri = RB rbe,(2) 輸入電阻,= 1.078 k,(3) 輸出電阻,ro = RC,= 2 k,22,9.4 雙極型晶體管基本放大電路,一、共射放大電路,1. 電路組成 增加一個(gè)偏流電阻 RB2， 可以固定基極電位。 只要滿足: I2 IB,選擇參數(shù)時(shí)，一般取 I2(510) IB。,23,(2) 增加發(fā)射極電阻 RE， 可以穩(wěn)定 IC。,只要滿足 UB UBE,選擇參數(shù)時(shí),一般取 UB(510)UBE。,T ,ICEO ,IE ,URE ,IC,IC , UBE ,(3) 增加 CE , 避免 Au下降。,24,2. 靜態(tài)分析,直流通路：,IC = IB,UCE = UCCRC ICRE IE UCC(RCRE) IC,25,3. 動(dòng)態(tài)分析,(1)交流通路,(2) 微變等效電路,26,= RB1RB1rbe,rbe,= RC,27,1. 電路組成,二、共集放大電路,2. 靜態(tài)分析,RBIBUBERE (1) IB = UCC,IC = IB UCE = UCCREIE =UCCRE (1 ) IB,直流通路,28, 交流通路,3. 動(dòng)態(tài)分析, 微變等效電路,29,1,30,三、共基放大電路 1. 電路組成,2. 靜態(tài)分析,IC =IB,UCE = UCCRC ICRE IE UCC(RCRE) IC,直流通路,31,3. 動(dòng)態(tài)分析, 交流通路, 微變等效電路,32,= RC,33,9.5 場(chǎng)效晶體管基本放大電路,一、增強(qiáng)型MOS管共源放大電路,1. 靜態(tài)時(shí),當(dāng)UGS UGS(th)時(shí), 才能建立起反型層導(dǎo)電溝道。 ID = IS UGS = UGRSIS UD= UDDRDID,34,2. 動(dòng)態(tài)時(shí),uo=idRD,uG= UG ui,uD= UDDiDRD,uGS= UGS ugs,iD= IDid,35,只要 UGS UGS(off), 導(dǎo)電溝道都不會(huì)消失。 IG = 0 1. 靜態(tài)時(shí) uGS =RS IS 2. 動(dòng)態(tài)時(shí) 與增強(qiáng)型一樣。,二、耗盡型MOS管共源放大電路,36,9.6 多級(jí)放大電路,級(jí)間耦合方式 阻容耦合、直接耦合、變壓器耦合。,一、阻容耦合,1. 靜態(tài)分析,前、后兩級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)彼此獨(dú)立，互不影響。,37,2. 動(dòng)態(tài)分析,微變等效電路:,38, Au = Au1Au2 其中：RL1 = ri2, ri = ri1 ro = ro2,阻容耦合放大電路，只能放大交流信號(hào)， 無法傳遞直流信號(hào)。,39,1. 靜態(tài)分析 前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，相互制約；不能 獨(dú)立設(shè)置。 2. 動(dòng)態(tài)分析 分析方法同直接耦合放大電路。 可以放大直流信號(hào)。 3. 零點(diǎn)漂移,二、直接耦合,40,例 9.6.1 如圖所示放大電路, 已知 RB1 = 33 k， RB2 = RB3 = 10 k, RC = 2 k, RE1 = RE2 = 1.5 k, 兩晶體 管的 1 = 2 = 60, rbe1 = rbe2 = 0.6 k。求總電壓放大倍數(shù)。,RL1 = ri2,解,第一級(jí)為共射放大電路, 它的負(fù)載電阻即第二級(jí)的輸入電阻。,= RB3rbe2(12)RE2,41,= 9.02 k,= 1.64 k,=164,第二級(jí)為共集放大電路, 可取 Au = 1，,Au = Au1Au2 =1641,=164,RL1 = RB3rbe2(12)RE2,解,42,9.7 差分放大電路,IC1IC2 UC1 = UC2 Uo = UC1UC2 = 0,一、電路組成,二、靜態(tài)分析 ui1 = ui2 = 0,43,1. 共模輸入信號(hào) ui1 = ui2 uc1 = uc2 uo = uc1uc2 = 0 對(duì)共模信號(hào)無放大作用； 即Ac= 0 。,三、動(dòng)態(tài)分析,RE抑制零點(diǎn)漂移的過程,T,uRE, iB1 iB2 ,44,2. 差模輸入信號(hào) ui1= ui2,uc1= uc2 uo= uc1 uc2 = 2uc1 對(duì)差模信號(hào)有放大作用, 即Ad0。,RE 對(duì) Ad 是否有影響? ic1= ic2，ie1= ie2 uRe= RE iRe = 0 不影響 Ad 。,45,雙端輸入 單端輸入 雙端輸出 單端輸出,四、輸入和輸出方式,1. 反相輸入,設(shè) ui 增加，,ui 0 ,uBE1 0,ic1 0, uo 0,可見: 輸入和輸出電壓 的相位相反，故稱反相 輸入。,46,2. 同相輸入, ui 0, ube1 0, ic1 0, uo 0,設(shè) ui 增加,雙端輸出時(shí)，uo= 2uc1； 單端輸出時(shí)，uo= uc1。,可見: 輸入和輸出電壓 的相位相同，故稱同相輸入。,47,9.8 功率放大電路,一、功率放大電路概述 特點(diǎn)是輸出功率大；效率高。,，但波形嚴(yán)重失真。 3. 甲乙類放大 界于以上二者之間。,1. 甲類放大,波形不失真, 但低。 2. 乙類放大,甲類放大,乙類放大,48,二、乙類放大互補(bǔ)對(duì)稱放大電路,兩個(gè)獨(dú)立的共集放大電路,乙類放大互補(bǔ)對(duì)稱電路,1. 電路組成,靜態(tài)時(shí) ui = 0 IB = 0，IC = 0； iL= 0， uo = 0。,故為乙類放大。,49,3. 動(dòng)態(tài)時(shí),負(fù)半周 ui 0， NPN管截止, PNP管放大。,正半