放大电路的组成和工作原理介绍课件.ppt

1、第第5 5讲讲基本放大电路基本放大电路 放大电路的组成和工作原理放大电路的组成和工作原理目 录 导 航共射极接法的基本放大电路的组成共射极接法的基本放大电路的组成基本放大电路的工作原理基本放大电路的工作原理放大器的静态工作点放大器的静态工作点直流通路和交流通路直流通路和交流通路各点波形各点波形总结实现放大的条件总结实现放大的条件三极管放三极管放大电路有大电路有三种形式三种形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放大以共射放大器为例讲解器为例讲解工作原理工作原理1.基本放大电路的组成和工作原理观看观看FLASHFLASH动画动画三极管的偏置电压和三种连接方式三极管的

2、偏置电压和三种连接方式三极管的偏置电压和三种连接方式三极管的偏置电压和三种连接方式共射极接法的基本放大电路的组成共共射射极极接接法法的的基基本本放放大大电电路路的的组组成成共射放大电路共射放大电路放大元件放大元件iC=iB,工作在放大区工作在放大区,要要保证保证集电结反偏集电结反偏,发射结正偏发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点RLRB+ECEBRCC1C2T共射放大电路组成共射放大电路组成使发射结正偏，并使发射结正偏，并提供提供适当的适当的静态工静态工作点作点IB和和UBE基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻RB+ECEBRCC1C2TRL共射放大电路共射放大电路集电极电源集电极

3、电源,为电为电路路提供提供能量。并能量。并保证保证集电结反偏。集电结反偏。RB+ECEBRCC1C2TRL共射放大电路共射放大电路集电极电阻集电极电阻,将变将变化的电流转变为化的电流转变为变化的电压。变化的电压。RB+ECEBRCC1C2TRL共射放大电路组成共射放大电路组成耦合电容：耦合电容：电解电容电解电容,有极性有极性,大小为大小为10 F50 F作用：作用：隔隔离输离输入输出与电路入输出与电路直直流的联系流的联系,同同时能使信号顺时能使信号顺利输入输出。利输入输出。+uiuoRB+ECEBRCC1C2TRL基极电源基极电源ECC2+RCRB+C13DG6ICIBIEEB RL输入回路输

4、入回路输出回路输出回路集电极电阻集电极电阻,约为几至几十欧约为几至几十欧NPN型管型管耦合电容耦合电容耦合电容耦合电容基极电阻基极电阻,约几约几十至几百千欧十至几百千欧集电极电集电极电源源,约为几约为几至几十伏至几十伏负载电阻负载电阻电路中发射极是输入、输出回路的电路中发射极是输入、输出回路的公共支路公共支路,而且放大的是电压信号而且放大的是电压信号,因此称之为因此称之为共发射极电压放大器共发射极电压放大器。晶体管晶体管T：放大器的核：放大器的核心部件心部件,在电路中起电在电路中起电流放大作用；流放大作用；电源电源EC：为放大电路：为放大电路提供能量和保证晶体提供能量和保证晶体管工作在放大状态

5、；管工作在放大状态；电源电源EB和电阻和电阻RB：使管：使管子发射结处于正向偏置子发射结处于正向偏置,并提供适当的基极电流并提供适当的基极电流IB耦合电容耦合电容C1和和C2：一般为：一般为几微法至几十微法几微法至几十微法,利用利用其通交隔直作用其通交隔直作用,既隔离既隔离了放大器与信号源、负载了放大器与信号源、负载之间的直流干扰之间的直流干扰,又保证又保证了交流信号的畅通；了交流信号的畅通；电阻电阻RC：将集电极的电：将集电极的电流变化变换成集电极的流变化变换成集电极的电压变化电压变化,以实现电压以实现电压放大作用。放大作用。共发射极电压放大器小结:可以省去可以省去RB+ECEBRCC1C2

6、TRL单电源供电RB单电源供电单电源供电+ECRCC1C2TRL使发射结正偏，使发射结正偏，并提供并提供适当的适当的静静态工作点态工作点IB和和UBE静态和动态 静态静态:时时,放大电路的工作状态，放大电路的工作状态，也称也称直流工作状态直流工作状态。0iv 放大电路建立正确的静态点，是保证动态工放大电路建立正确的静态点，是保证动态工作的作的前提前提。分析放大电路必须要正确地区分静态。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分和动态，正确地区分直流通路直流通路和和交流通路交流通路。动态动态:时时,放大电路的工作状态放大电路的工作状态,也也称称交流工作状态交流工作状态。0iv引入基本放大

7、电路的工作原理基本放大电路的工作原理RB+ECRCC1C2Tui=0时时由于电源的由于电源的存在存在IB 0IC 0ICIE=IB+ICRLIB无信号输入时无信号输入时静态工作点静态工作点基本放大电路的工作原理基本放大电路的工作原理RB+ECRCC1C2TICUBEUCE(IC,UCE)(IB,UBE)RLIB静态工作点静态工作点(IB,UBE)和和(IC,UCE)分别对应于输入输出特性曲线上的分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。一个点称为静态工作点。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB观看观看FLASHFLASH动画动画放大器的静态工作点放大器的静态工作点放大器的

8、静态工作点 直流电源直流电源和和耦合电容耦合电容对交流相当于短路对交流相当于短路直流通路和交流通路(a)(a)直流通路直流通路 直流通路直流通路 能通过直流的通路。能通过直流的通路。交流通路交流通路 能通过交流的电路通路。能通过交流的电路通路。(b)(b)交流通路交流通路引入下节还要详细分析之下节还要详细分析之!RB+ECRCC1C2开路开路开路开路RL放大电路的直流通道放大电路的直流通道RB+ECRC直流通道直流通道（1）估算估算IB（UBE 0.7V)RB+ECRCIBUBEBBECBRUEI BCR7.0E BCRE RB称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏置电流偏置电流。用估算法分

9、析放大器的静态工作用估算法分析放大器的静态工作点（点（IB、UBE、IC、UCE）（2）估算估算UCE、IcRB+ECRCICUCECCCCERIEU Ic=IB用估算法计算静态工作点。用估算法计算静态工作点。已知已知：EC=12V，RC=4K，RB=300K ，=37.5。解解：A40mA04.030012REIBCB mA5.104.05.37IIBC V645.112RIUUCCCCCE 请注意电路中请注意电路中I IB B和和I IC C的数量级的数量级!RB+ECRC例：已知如图所示电路中，三极管均为硅管，且已知如图所示电路中，三极管均为硅管，且=50=50，试估，试估算静态值算静态

10、值I IB B、I IC C、U UCECE。课堂课堂练习练习解：（解：（a）751)501(1007.012BI（A）75.3BCII（mA）825.3)1(BEII（mA）75.01825.3275.312CEU(V)(b)BEBBCCBCCURIRIIU)(1610)501(2007.012)1(CbBECCBRRUUI（A）8.0BCII(mA);84.310)016.08.0(12CEU(V)用图解法分析放大器的静态工作点ICUCEUCE=ECICRCECCCRE直流负载线直流负载线与与IB所决定的所决定的那一条输出特那一条输出特性曲线的交点性曲线的交点就是就是Q点点QIB静态静态U

11、CE静态静态ICy=b+kxk=-RCIBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么变化怎么变化交流放大原理交流放大原理假设假设uBE静态工作点的基静态工作点的基础上有一微小的变化础上有一微小的变化 ui静态工作点静态工作点ICUCEicuCE的变化沿一条直的变化沿一条直线线交流负载线交流负载线uCERB+ECRCC1C2uiiBiCuCEuo各点波形各点波形uo比比ui幅度放大且幅度放大且相位相反相位相反基本放大电路的放大作用实现放大的条件实现放大的条件1、晶体管必须、晶体管必须偏置在放大区偏置在放大区。发射结正偏，发射结正偏，集电结反偏集电结反偏。2、正确设置静态工作点、正确设置静态工作

12、点,使整个波形处于放大区。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极电压,经电容滤波只输出交流信号。经电容滤波只输出交流信号。试判断下列各电路图对正弦交流电压信号有试判断下列各电路图对正弦交流电压信号有无放大作用？为什么？无放大作用？为什么？解：解：无放大作用无放大作用,因为因为电源电源VccVcc极性不对。极性不对。无放大作用无放大作用,因为无因为无基极偏置电流。基极偏置电流。无放大作用无放大作用,因为因为VccVcc与基极相

13、与基极相连连,集电结正偏集电结正偏,管子处于饱和管子处于饱和状态。同时状态。同时,基极与地之间对交基极与地之间对交流是短路的流是短路的,交流信号无法输入。交流信号无法输入。有放大作用有放大作用,因为电路采因为电路采用了用了P P沟结型场效应管沟结型场效应管,自自给偏压给偏压U UGSGS0,0,只要适当选只要适当选取取R Rs s值就可以。值就可以。无放大作用无放大作用,因为因为R RC C=0,=0,输输出交流信号对地短路出交流信号对地短路.如图所示为共射基本放大电路如图所示为共射基本放大电路,已知晶体管的已知晶体管的=50=50，Vcc=12VVcc=12V。1 1）当）当R Rc c=2

14、.4K,R=2.4K,Rb b=300K=300K时时,确定晶体管的静态工作点参数确定晶体管的静态工作点参数I IBQBQ、I ICQCQ、U UCEOCEO。2 2）若要求）若要求U UCEQCEQ=6V,I=6V,ICQCQ=2mA,=2mA,问问R Rb b和和R Rc c应改为多少？应改为多少？例：已知已知=50=50，Vcc=12VVcc=12V。1 1）确定晶体管的静态工作点参数确定晶体管的静态工作点参数：I IBQBQ=12/(300=12/(300*1000)=0.04mA1000)=0.04mA I ICQ CQ=I=IBQBQ =50=50*0.04=2mA0.04=2mA

15、 U UCEQ CEQ=Vcc=Vcc-I-ICQ CQ Rc=12-2Rc=12-2*2.4=7.2V2.4=7.2V2 2）若要求符合条件则若要求符合条件则：RcRc=（12-612-6）/0.002=3K/0.002=3KU UCEQCEQICQ Rb=12/0.00004=300KIBQ 解：晶体管放大电路如图所示晶体管放大电路如图所示,已知已知U UCCCC=15V,=15V,R RB B=500k,=500k,R RC C=5k,5k,R RL L=5k,=5k,=50=50。（。（1 1）求静态工作点；（）求静态工作点；（2 2）画出）画出微变等效电路；（微变等效电路；（3 3）

16、求放大倍数、输入电阻、输出电阻。）求放大倍数、输入电阻、输出电阻。解：解：(1)30BBECCBRUUI5.1BCII53.1)1(BEII5.7CCCCCERIUU167.126)1(300EbeIr（AA）(mA)(mA)(mA)(mA)(V)(V)(K)课堂课堂练习练习解：解：(2)(3)107/beLCurRRA167.1/beBirRR5CORR (K)(K)(K)(K)画出微变等效电路画出微变等效电路在上题图的电路中在上题图的电路中,已知已知I IC C=1.5 mA,=1.5 mA,U UCCCC =12V,=12V,=37.5,=37.5,r rbebe=1k,=1k,输出端开

17、路输出端开路,若要求若要求Au=-150,Au=-150,求该电路的求该电路的R RB B 和和R RC C值。值。解：解：由于 150/beCbeLCurRrRRA4CR(K)则则 KIURBCCB3001040126 已知某放大电路的输出电阻已知某放大电路的输出电阻R Ro o=7.5K,=7.5K,其开路输出电压为其开路输出电压为U Uo o=2V=2V。问该放大电路在负。问该放大电路在负 载电阻载电阻R RL L=2.5K=2.5K时，输出电压是多少？时，输出电压是多少？例：已知放大电路的已知放大电路的R Ro o=7.5K,=7.5K,开路输出开路输出电压电压U Uo o=2V,=2V,当负载电阻当负载电阻RL=2.5KRL=2.5K时，时，其输出电压其输出电压U Uo o 为：为：Uo=Uo =2 =0.5V解：5.25.75.2LLRRR0思考题思考题P.186 4.2.3;P.186 4.2.3;4.3.1;4.3.1;4.3.2;4.3.2;4.3.3;4.3.3;4.3.4 4.3.4课堂课堂练习练习作业作业:P.188 4.3.5 P.188 4.3.5