第5讲基本共射放大电路的工作原理.pptx

一、放大的概念及放大电路的性能指标一、放大的概念及放大电路的性能指标1.放大的概念放大的概念放大的本质：放大的本质：实现能量的控制和转换。实现能量的控制和转换。在在放放大大电电路路中中提提供供一一个个能能源源，由由能能量量较较小小的的输输入入信信号号控控制制这这个个能能源源，使使之之输输出出较较大大的的能能量量，然然后后推推动动负载。负载。小能量对大能量的控制作用称为小能量对大能量的控制作用称为放大作用放大作用。放大的放大的对象对象是是变化量。变化量。元件：元件：双极型三极管和场效应管。双极型三极管和场效应管。放大的放大的基本要求基本要求：不失真，是放大的前提：不失真，是放大的前提u放大的放大的特征特征：功率放大：功率放大2.性能指标性能指标1)1)放大倍数：输出量与输入量之比放大倍数：输出量与输入量之比电压放大倍数是最常被研究和测试的参数电压放大倍数是最常被研究和测试的参数信号源信号源信号源信号源内阻内阻输入电压输入电压输出电压输出电压输入电流输入电流输出电流输出电流任何放大电路均可看成为二端口网络。任何放大电路均可看成为二端口网络。2)2)输入电阻输入电阻输入电压与输入电流有效值之比。输入电压与输入电流有效值之比。从输入端看进去的从输入端看进去的等效电阻等效电阻不同性质的信号源对电路输入电阻的要求不同；不同性质的信号源对电路输入电阻的要求不同；3）输出电阻）输出电阻 Ro从输出端看进去的等效电阻。从输出端看进去的等效电阻。实验室测法：实验室测法：Ro愈小，带载能力愈强。愈小，带载能力愈强。分别测量空载和带载分别测量空载和带载 RL 的的 、。4 4）通频带通频带 由于电容、电感及半导体器件由于电容、电感及半导体器件PN结的电容效应，使放大电路结的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。下限频率下限频率上限频率上限频率5）非线性失真系数）非线性失真系数 D所有谐波总量与基波成分之比，即所有谐波总量与基波成分之比，即6）最大不失真输出电压）最大不失真输出电压Uom：交流有效值。：交流有效值。当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。失真时的输出电压。7）最大输出功率与效率）最大输出功率与效率 输出无明显失真的最大输出功率（输出无明显失真的最大输出功率（Pom）。）。：效率：效率PV：直流电源消耗的功率：直流电源消耗的功率二、基本共射放大电路的组成及各元件的作用二、基本共射放大电路的组成及各元件的作用VBB、Rb：使：使UBE Uon，且有合适，且有合适的的IB。VCC：使：使UCEUon，且为能源。，且为能源。Rc：将：将iC转换成转换成uCE(uo)。动态信号作用时：动态信号作用时：uiib ic iRc uCE(uo)ui0时，晶体管各极电流、管压降称为时，晶体管各极电流、管压降称为Q，记作，记作IBQ、ICQ（IEQ）、）、UBEQ、UCEQ。VT：三极管，放大元件；三极管，放大元件；单管共射放大电路的放大作用单管共射放大电路的放大作用VCCRBVBBRCVT+ui+uo+iCiB什么是静态工作点？什么是静态工作点？ui0时，晶体管各极电流、管压降称为时，晶体管各极电流、管压降称为Q，记作，记作IBQ、ICQ（IEQ）、）、UBEQ、UCEQ。三设置三设置静态工作点静态工作点的必要性的必要性静态工作点静态工作点Q的计算的计算ICQ IBQUCEQ=VCC ICQ RCVCCRBVBBRCVT+ui+uo+iCiB【例例】图示放大电路中，图示放大电路中，VCC=12 V，Rc=3 k，Rb=280 k，NPN 硅管的硅管的 =50，试估算，试估算Q点。点。解：解：设设 UBEQ=0.7 VICQ IBQ =(50 0.04)mA=2 mAUCEQ=VCC ICQ Rc =(12-2 3)V=6 V三设置三设置静态工作点静态工作点的必要性的必要性 Q点过低点过低 截止失真截止失真ibui首先首先 iB 波形失真波形失真OQOttOuBE/ViB/AuBE/ViB/AIBQ 输出电压必然失真！输出电压必然失真！设置合适的设置合适的Q点，解决失真问题！点，解决失真问题！四、基本共射放大电路的工作原理四、基本共射放大电路的工作原理饱和失真饱和失真截止失真截止失真底部失真底部失真顶部失真顶部失真动态信号动态信号驮载在静驮载在静态之上态之上输出和输入反相输出和输入反相！要不失真，就要要不失真，就要保证晶体管始终保证晶体管始终工作在放大区！工作在放大区！波形分析波形分析五、组成放大电路的原则：五、组成放大电路的原则：1.外外加加直直流流电电源源的的极极性性必必须须使使发发射射结结正正偏偏，集集电结反偏。则有：电结反偏。则有：2.输输入入回回路路的的接接法法应应使使输输入入电电压压 u 能能够够传传送送到到三三极管的基极回路，使基极电流产生相应的变化量极管的基极回路，使基极电流产生相应的变化量 iB。3.输输出出回回路路的的接接法法应应使使变变化化量量 iC 能能够够转转化化为为变变化化量量 uCE，并传送到放大电路的输出端。，并传送到放大电路的输出端。三、原理电路的缺点：三、原理电路的缺点：1.双电源供电；双电源供电；2.uI、uO 不共地。不共地。五、放大电路的组成原则五、放大电路的组成原则Q点合适：合适的直流电源、合适的电路参数。点合适：合适的直流电源、合适的电路参数。外外加加直直流流电电源源的的极极性性必必须须使使发发射射结结正正偏偏，集集电电结结反偏。则有：反偏。则有：输入信号能有效加在发射结上，输入信号能有效加在发射结上，使输入电压使输入电压 u 能能够传送到三极管的基极回路，使基极电流产生相应的够传送到三极管的基极回路，使基极电流产生相应的变化量变化量 iB。输出信号有效加在负载上。输出信号有效加在负载上。使变化量使变化量 iC 能够转化能够转化为变化量为变化量 uCE，并传送到放大电路的输出端。，并传送到放大电路的输出端。共地、电源种类尽量少、负载上无直流分量。共地、电源种类尽量少、负载上无直流分量。两种实用放大电路两种实用放大电路直接耦合放大电路直接耦合放大电路问题：问题：1.两种电源两种电源2.信号源与放大电路不信号源与放大电路不“共地共地”将两个电源将两个电源合二为一合二为一共地，且要使信号共地，且要使信号驮载在静态之上驮载在静态之上静态时，静态时，动态时，动态时，b-e间电压是间电压是uI与与Rb1上的电压之和。上的电压之和。两种实用放大电路两种实用放大电路阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路 耦合电容的容量应足够耦合电容的容量应足够大，即对于交流信号近似大，即对于交流信号近似为短路。其作用是为短路。其作用是“隔离隔离直流、通过交流直流、通过交流”。静态时，静态时，C1、C2上电压？上电压？CEQC2BEQC1UUUU=，动态时，动态时，C1、C2为耦合电容！为耦合电容！UBEQUCEQuBEuIUBEQ，信号驮载在静态之上。，信号驮载在静态之上。负载上只有交流信号。负载上只有交流信号。简单工作波形分析原理简单工作波形分析原理Vi=0Vi=Vsin t清华大学 华成英 讨论1.用用NPN型晶体管组成一个在本节课中未见过型晶体管组成一个在本节课中未见过的共射放大电路。的共射放大电路。2.用用PNP型晶体管组成一个共射放大电路。型晶体管组成一个共射放大电路。照葫芦画瓢照葫芦画瓢！注意注意:直流电源直流电源和和电容电容对交流短路对交流短路练习：练习：判断下面电路能否实现放大。判断下面电路能否实现放大。判断电路能否放大：判断电路能否放大：小结：小结：一、放大的本质：一、放大的本质：能量的控制。能量的控制。放大作用：放大作用：小能量对大能量的控制作用。小能量对大能量的控制作用。放大的对象是放大的对象是变化量变化量二、组成放大电路的原则：二、组成放大电路的原则：1.发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，集电结反偏。2.输入信号能够有效加到发射结上；输入信号能够有效加到发射结上；3.输出信号能够有效加到负载上。输出信号能够有效加到负载上。