第10章 基本放大电路(讲课8学时,共4次课)
第1次课 共射放大电路组成与分析
学时:2学时
目的和要求:
看懂基本交流放大、了解其元件作用并有数量级概念
了解图解法,掌握微变等效电路分析法
重点:
微变等效电路法
2、计算单级放大电路的静态值和电压放大倍数Au
难点:
微变等效电路法
教学方法:多媒体
习题安排:10.2.3、10.2.5
教学内容:
10.1共射极放大电路的组成:
电路图(如图10.1.1)
各组成部分及其作用:
三极管T:“放大”作用
EB、EC: 提供放大导通的外部条件
RB: 调节合适的静态工作值
RC:把电流放大转变为电压放大
C1、C2通交隔直使u0、ui与放大器无直接影响
10.2 共射极放大电路的分析
1、静态分析
解析法(已知()
断开电容支路得到直流通路如图10.1.2由此电路得:
IB =
IC = (IB
VCE = VCC-RCIC
(2)图解法(已知特性曲线)
由:VCE = VCC-RCIC可得直流负载线方程:
IC= (直流负载线)
IB=
已知输出特性曲线、交点Q即求。
动态分析:
(1)微变等效电路法:
①近似线性化
=
三极管可视为一个动态电阻
和一个受控电流源组合
r be=300+(1+()
②微变等效电路(如图10.2.4(b)所示)
③求Au
Au=
负号表示相位相反
④求ri
较小 不宜做输入级
⑤求r0
较高, 不宜做输出级
(2)图解法(了解)
已知输入、输出特性曲线,做交流负载线,斜率为
根据坐标值读数uce与ube幅值之比为Au
(此法不够准确)
例题讨论:
在图10.1.1中,VCC=12V,RC=4K(,RB=300K(,(=37.5,RL=4K(,试求静态工作点、电压放大倍数。
已知图示电路中晶体管的( =100,rbe=1kΩ。
现已测得静态管压降UCEQ=6V,估算Rb约为多少千欧;
(2)若测得和的有效值分别为1mV和100mV,则负载电阻RL为多少千欧?
解:(1)求解Rb
(2)求解RL:
第2 次课 静态工作点的稳定
学时:2学时
目的和要求:
了解静态工作点稳定的必要性
掌握分压式偏置放大电路稳定工作点的条件及静态工作点的估算
理解射极旁路电容的作用
重点:
掌握分压式偏置放大电路稳定工作点的条件及静态工作点的估算
难点
理解射极旁路电容的作用
教学方法:多媒体
习题安排:10.3.2、10.2.4
教学内容:
10.3 静态工作点的稳定
静态工作点的不稳定原因:
T(((((ICEO((IC(、UCE(、Q升高
当Q过高输出u0出现饱和失真
2.解决方法:
恒温措施:难
反馈法:( 利用IC等,反馈给IB,再由IB对IC进行负反馈控制,实现稳定
补偿法:( 利温度敏感元件,在IB侧适当补偿
3.分压式射极偏置电路
图10.3.1 分压式偏置放大电路
原理:T((ICQ((IEQ((VE((UBE((=VB-VE()(IB((ICQ(
工作点稳定的条件:
①: I2>> IB
应用: RB1的静态电流I1与RB1的静态电流I1近似为RB1、RB2串联支路的电流
I1=I2=,因此VB= I2RB2= RB2
②: UB >>UBE IC(IE=,但是为了减少误差VBE一般要计入
CE:防止降低Au,起交流旁路作用
静态工作点估算公式
VB= I2RB2= RB2
VE=VB-VBE
IE=VE/RE
IC≈IE
IB=IC/(
VCE=VCC-ICRC-VE
动态分析
由于CE交流短路使发射极交流接地因此分析与共射基本放大电路一致,即
Au=
负号表示相位相反
, 其中有RB=RB1 //RB2
例题分析:
电路如图所示,晶体管的(=100,=100Ω。
(1)求电路的Q点、、Ri和Ro;
(2)若电容Ce开路,则将引起电路的哪些动态参数发生变化?如何变化?
解:(1)静态分析:
动态分析:
(2)Ri增大,Ri≈4.1kΩ;减小,≈-1.92。
电路如图所示,晶体管的(=60,=100Ω。
(1)求解Q点、、Ri和Ro;
(2)设=10mV(有效值),问=?=?若C3开路,则=?=?
解:(1)Q点:
、Ri和Ro的分析:
(2)设=10mV(有效值),则
若C3开路,则
第 3次课 射极输出器,习题讨论
时:2学时
目的和要求:
了解射极输出器的结构
掌握射极输出器静态、动态分析
理解射极输出器特点及应用
三、重点:
1.射极输出器静态、动态分析
2.射极输出器特点及应用
四、难点:
射极输出器输出电阻的分析计算
五、 教学方式:多媒体
六、 习题安排:10.3.2、10.3.3
七、教学内容:
10.4射极输出器
1.静态分析:
IBQ=(VCC-VBE)/(RB+(1+()RE)
ICQ=(IBQ
UCE=UCC - REIE
2.动态分析
Au=
结论:
①U0跟(随Ui变,Au=1稳定;
②
③
④条件:在放大区工作,否则不跟随
ri=RB//[rbe+(1+()RL’] 较共射电路高,可做输入级
r0=RE//〔(rbe+RS//RB) /(1+β)〕 很小
例题讨论:
在压式偏置电路已知VCC=12V,RC=2K(,RE=2K(,RB1=20K(,RB2=10K(,RL=6K(,(=37.5,确定静态工作点;画出微变等效电路;在接上电容CE与未接上电容CE两种情况下分别求Au,ri,r0
电路如图所示,晶体管的(=80,rbe=1kΩ。
(1)求出Q点;
(2)分别求出RL=∞和RL=3kΩ时电路的和Ri;
(3) 求出Ro。
解:(1)求解Q点:
求解输入电阻和电压
放大倍数:
RL=∞时
RL=3kΩ时
(3)求解输出电阻:
第4次课 差动放大电路与功率放大电路
学时:2学时
目的和要求:
1.了解差动放大电路、功率放大电路的结构
2.掌握差动放大电路、功率放大电路的工作原理
重点:工作原理
难点:零点漂移抑制、交越失真的克服
教学方法:多媒体
习题安排:10.5.1、10.5.2
教学内容:
10.5 差分放大电路
1.静态分析:
在静态时, ui1=ui2,由对称性,有:
因此:
电路的优点:
具有抑制零点漂移的能力。
什么是零点漂移?由于环境温度等的变化,输入电压为零时,输出电压并不保持恒定,而是在缓慢地、无规则地变化着,这种现象就称为零点漂移(或称温漂),它影响放大电路的工作。
零点漂移抑制原理:
差分放大电路,由于电路对称,当温度升高时,两管的集电极电流都增大了,集电极电位都下降了,并且两边的变化量相等,即
由于两集电极电位的变化是互相抵消的,所以输出电压依然为零,即
零点漂移完全被抵制了。
RP的作用
因电路不会完全对称,静态时输出电压不一定等于零,故图10.5.1的电路中有一电位器RP,作调零用。其值很小,一般为几十欧到几百欧。
(5)RE的作用:
在静态时,设,则由基极电路可列出(因RP的阻值很小,可略去)
上式中前两项一般较第三项小得多,故可略去,则每管的集电极电流
并由此可知发射极电位
每管的集-射极电压
可见:接入发射极电阻RE和用来抵偿RE上直流压降的负电源EE,是为了稳定和获得合适的静态工作点。
动态分析
共模输入
定义:
两个输入信号电压的大小相等极性相同,即ui1=ui2,这样的输入称为共模输入。
② 共模放大能力:
在共模输入信号的作用下,对于完全对称的差分放大电路来说,显然两管的集电极电位变化相同,因而输出电压等于零,所以它对共模信号没有放大能力,亦即放大倍数为零。
差模输入
定义:
两个输入电压的大小相等,而极性相反,即ui1=,这样的输入称为差模输入。
② 差模放大倍数:
= 差模输入(大小相等,相位相反)
差模放大倍数 Ad=Au=()
共抑制比:
KCMR= 其值越大,抑制共模信号的能力越强
10.6 互补对称功率放大电路
1.对功放的基本要求:
(1)不失真尽量输出大功率
(2)效率尽可能高
2.分类:
(1)按三极管导通角(分
①甲类:(=3600
②乙类:(=1800
③甲乙类:1800〈(〈3600
(2)按耦合方式分:
①有变压器输出互补对称功放
②无变压器输出互补对称功放
3 无输出变压器互补对称功放(OTL)
电路图(如图)
(2)工作原理:
静态分析
ui = 0时,IB=0,IC=ICEO(0,VBE=0,VCE=,VA =
动态分析:
ui?0时T1导通,T2截止,如图所示,由 形成u0正半周
ui<0时,T2导通、T1截止,ic2如图所示,由ic2形成u0负半周
(3)缺点:产生交越失真,ui小于死区电压时,u0为零。
(4)措施:工作于甲乙类即可避免失真。
(5)最大输出
POM=
(6)电源功率:
无输出电容互补对称功放(OCL)
电路图
工作原理:当有信号输入时,两管轮流导通,其工作情况与OTL电路基本相同。
交越失真的克服:
R1、D1、D2上的静态压降补偿了T1、T2发射结死区电压,从而克服了交越失真。
问题讨论:选择合适的答案,填入空内。只需填入A、B或C。
(1)功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时,输出基本不失真情况下,负载上可能获得的最大 。
A.交流功率 B.直流功率 C.平均功率
(2)功率放大电路的转换效率是指 。
A.输出功率与晶体管所消耗的功率之比
B.最大输出功率与电源提供的平均功率之比
C.晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比
(3)在OCL乙类功放电路中,若最大输出功率为1W,则电路中功放管的集电极最大功耗约为 。
A.1W B.0.5W C.0.2W
(4)在选择功放电路中的晶体管时,应当特别注意的参数有 。
A.β B.ICM C.ICBO
D.BUCEO E.PCM F.fT
解:(1)A (2)B (3)C (4)B D E