半导体2-放大电路基础课件.ppt

1、1放大电路的目的是将微弱的放大电路的目的是将微弱的变化信号不失真的变化信号不失真的放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。电路。电压放大电路可以用有输入口和输出口的四电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图：端网络表示，如图：u ui iu uo oA Au u22.1 基本放大电路的组成基本放大电路的组成 三种三极三种三极管放大电路管放大电路共射极放大电路共射极放大电路共基极放大电路共基极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路以共射以共射极放大极放大电路为电路为例讲解例讲解工作原工作原理理3实现放大的条件实现放大的条件1.晶体

2、管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。反偏。2.正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。3.输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。4.输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。极电压，经电容滤波只输出交流信号。4放大元件放大元件iC=iB，工作，工作在放大区，要保证集电在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。结反偏，发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点RB+ECEBRCC

3、1C2T5作用：作用：使发射结使发射结正偏，并提供适正偏，并提供适当的静态工作点。当的静态工作点。基极电源基极电源与基极电阻与基极电阻RB+ECEBRCC1C2T6集电极电源，为电集电极电源，为电路提供能量。并保路提供能量。并保证集电结反偏。证集电结反偏。RB+ECEBRCC1C2T7集电极电阻，将集电极电阻，将变化的电流转变变化的电流转变为变化的电压。为变化的电压。RB+ECEBRCC1C2T8耦合电容：耦合电容：电解电容，有极性。电解电容，有极性。大小为大小为10 F50 F作用：作用：隔离输入隔离输入输出与电路直流输出与电路直流的联系，同时能的联系，同时能使信号顺利输入使信号顺利输入输出

4、。输出。RB+ECEBRCC1C2T9可以省去可以省去电路改进：采用单电源供电电路改进：采用单电源供电RB+ECEBRCC1C2T+ECRCC1C2T10符号规定符号规定UA大写字母、大写下标，表示直流量。大写字母、大写下标，表示直流量。uA小写字母、大写下标，表示交直流量。小写字母、大写下标，表示交直流量。ua小写字母、小写下标，表示交流分量。小写字母、小写下标，表示交流分量。uAua交直流量交直流量交流分量交流分量tUA直流分量直流分量 11 2.2 放大器的分析方法放大器的分析方法放大放大电路电路分析分析估算法估算法图解法图解法等效电路法等效电路法12直流通路和交流通路直流通路和交流通路

5、 放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号。但是，电容对交、直流的作用不同。加了小的交流信号。但是，电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同的。通道是不同的。交流通路：交流通路：只考虑交流信号的分电路。只考虑交流信号的分电路。直流通路：直流通路：只考虑直流信号的分电路。只考虑直流信号的分电路。信号的不同分量可以分别在不同的通路分析。信号的

6、不同分量可以分别在不同的通路分析。13例：例：对直流信号（只有对直流信号（只有+EC）开路开路开路开路RB+ECRCC1C2T直流通道直流通道RB+ECRC14对交流信号对交流信号(输入信号输入信号vi)短路短路短路短路置零置零RB+ECRCC1C2TRBRCRLvivo交流通路交流通路15vi=0时时由于电源的存由于电源的存在在IB 0IC 0IBQICQIEQ=IBQ+ICQ静态工作点静态工作点RB+ECRCC1C2T16IBQICQVBEQVCEQ(ICQ,VCEQ)(IBQ,VBEQ)RB+ECRCC1C2T17(IBQ,VBEQ)和和(ICQ,VCEQ)分别对应于输入输分别对应于输入

7、输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。出特性曲线上的一个点称为静态工作点。IBUBEQIBQVBEQICUCEQVCEQICQ18各点波形各点波形RB+ECRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB19估算法估算法（1）根据直流通道估算）根据直流通道估算IBIBVBEBBECBRVEIBCRE7.0BCRERB称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏偏置电流置电流。+EC直流通道直流通道RBRC20（2）根据直流通道估算）根据直流通道估算VCE、IBICUCECEOBCIIICCCCERIEVBI直流通道直流通道RBRC21直流负载线直流负载线ICUCE1.三极管的三极管的

8、输出特性。输出特性。2.UCE=ECICRC 。ICUCEECCCREQ直流直流负载线负载线与输出特与输出特性的交点性的交点就是就是Q点点IB直流通道直流通道RB+ECRC图解法图解法22交流负载线交流负载线ICUCEECCCREQIB过过Q点作一条直线，斜率为：点作一条直线，斜率为：LR1交流负载线交流负载线23vbeibvceicvbevceicrce很大，很大，一般忽略。一般忽略。rbe ibib rcerbe ibibbce等等效效cbe三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路微变等效电路微变等效电路242.3 静态工作点的稳定静态工作点的稳定为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、

9、稳定的为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由UBE、和和ICEO 决定，这三个参数随温度而变化。决定，这三个参数随温度而变化。TUBE ICEOQ25iCuCEuo可输出的最大可输出的最大不失真信号不失真信号选择静态工作点选择静态工作点ib26iCvCEvo1.Q点过低，信号进入截止区点过低，信号进入截止区放大电路产生放大电路产生截止失真截止失真输出波形输出波形输入波形输入波形ibib失真失真2

10、7iCvCE2.Q点过高，信号进入饱和区点过高，信号进入饱和区放大电路产生放大电路产生饱和失真饱和失真ib输入波形输入波形vo输出波形输出波形28小结小结TIC 固定偏置电路的固定偏置电路的Q点是不稳定的。点是不稳定的。Q点不稳定可能会点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、此，需要改进偏置电路，当温度升高、IC增加时，能够自增加时，能够自动减少动减少IB，从而抑制，从而抑制Q点的变化。保持点的变化。保持Q点基本稳定。点基本稳定。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。常采用分压式偏置电路

11、来稳定静态工作点。29分压式偏置电路：分压式偏置电路：RB1+ECRCC1C2RB2CERERLvivo一、静态分析一、静态分析I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路直流通路RE射极直流射极直流负反馈电阻负反馈电阻CE 交流交流旁旁路电容路电容30TUBEIBICVEIC本电路稳压的过程本电路稳压的过程实际是由于加了实际是由于加了RE形成了形成了负反馈负反馈过程过程I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE1.静态工作点稳定的原理静态工作点稳定的原理输入特性曲线输入特性曲线31BII 22121BBCRREII22BBRIV CBBBERRR212EEBEBBERIVVVVEBEBEB

12、ECRVRVVIII1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路直流通路EECCCCERIRIEV2.求静态工作点求静态工作点CBII32EBCRVI可以认为与温度无关。可以认为与温度无关。似乎似乎I2越大越好，但是越大越好，但是RB1、RB2太小，将增加功耗。太小，将增加功耗。因此一般取几十因此一般取几十k。I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路直流通路33例：例：已知已知=50，EC=12V，RB1=7.5k，RB2=2.5k，RC=2k，RE=1k，求该电路的静态工作点。求该电路的静态工作点。RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoV3212CBBBBERRRVmA

13、32.IEV15.UCE34CE的作用：交流通路中，的作用：交流通路中，CE将将RE短路，短路，RE对交流不起作用，放大倍数不受影响。对交流不起作用，放大倍数不受影响。如果去掉如果去掉CE，放大倍数怎样？，放大倍数怎样？I1I2IBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo35射极输出器射极输出器(共集电极电路共集电极电路)RB+ECC1C2RERLuiuoRB+ECRE直流通道直流通道36一、静态分析一、静态分析EBBECBBECEBBBR)1(RUEIUER)1(IRIBEI)1(IEECCERIEUIBIERB+ECRE直流通道直流通道37二、动态分析二、动态分析RB+ECC1C

14、2RERLvivoRBRERLvivo交流通道交流通道共集电极共集电极38，1uA1.电压放大倍数电压放大倍数2.输入电阻输入电阻3.输出电阻输出电阻射极输出器的输出电阻很小，带负载射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。能力强。所谓所谓带负载能力强带负载能力强，是指当负载变化时，放大，是指当负载变化时，放大倍数基本不变。倍数基本不变。输入电阻较大，作为前一级的负载，输入电阻较大，作为前一级的负载，对前一级的放大倍数影响较小且取得对前一级的放大倍数影响较小且取得的信号大。的信号大。射极输出器动态参数射极输出器动态参数39射极输出器的使用射极输出器的使用1.将射极输出器放在电路的首级，可以将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。提高输入电阻。2.将射极输出器放在电路的末级，可以将射极输出器放在电路的末级，可以降降 低输出电阻，提高带负载能。低输出电阻，提高带负载能。3.将射极输出器放在电路的两级之间，将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。可以起到电路的匹配作用。