三极管放大电路分析方法.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,.,*,二极管电路分析方法,例1,例1,：判断D,1,、D,2,的状态，并求V,O,。已知,R,D,2,10V,+,-,15V,D,1,+,+,-,-,A,B,1,B,2,解：,、假定,D,1,、D,2,管断开,、由,得，,D,2,管,优先导通,、,假定D1管断开,得，,D,1,管,截止,1,.,D,1,V,1,+,-,D,2,+,+,-,-,V,2,+,-,R,二极管构成的限幅电路,例5,当,v,I,V,IH,，D,1,导通，D,2,截止，,v,o,V,IH,当V,IL,v,I,V,IH,，D,1,、D,2,均截止，,v,o,v,I,O,v,O,v,I,V,IH,V,IH,V,IL,V,IL,2,.,v,i,I,Z,I,Zmax,V,Z,I,Z,曲线越陡，电压越稳定。,-,+,V,Z,动态电阻：,r,z,越小，稳压性能越好。,Q,-,V,Z,0,一、稳压二极管,利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管稳压时工作在,反向电击穿,状态。,3.5 特殊二极管,3,.,（4）稳定电流,I,Z,、,最大、最小稳定电流,I,ZM,、,I,Zmin,。,（5）耗散功率,稳压二极管的参数:,（1）稳定电压,V,Z,（2）电压温度系数,C,TV,（,%/,）,稳压值受温度变化影响的的系数。,（3）动态电阻,R,LD,+,-,+,-,R,I,R,I,Z,I,O,并联式稳压电路,4,.,B,E,C,N,N,P,基极,发射极,集电极,基区：较薄，掺杂浓度低,集电区：面积较大,发射区：掺,杂浓度较高,发射结,集电结,简介,B,C,E,NPN,5,.,放大状态下BJT的工作原理,BJT内部有两个PN结，在应用中可能有三种工作状态,：,放大,：发射结,正偏,，集电结,反偏,饱和,：两个PN结均,正偏,截止,：两个PN结均,反偏,6,.,思考,：试判断三极管的工作状态,放大,截止,截止,放大,饱和,放大,7,.,BJT的电流分配关系（1）,电流分配关系,是指晶体三极管在放大状态下各级电流之间的关系式。,三种连接方式,共,发射极,接法、共,集电极,接法、共,基极,接法,无论哪种连接方式，要使三极管能放大电流，必须使,发射结正偏，集电结反偏,。,8,.,注意:,1、只有三极管工作在放大模式，上述基本关系式才成立,2、上述电流分配基本关系式与组态（连接方式）无关,3、在一定的电流范围内，,与,为常数，则,I,C,与,I,E,，,I,C,与,I,B,之间成线性控制关系。,BJT的电流分配关系（3）,9,.,放大电路的分析方法,放大电路分析,3、利用小信号等效电路分析电路动态指标（,R,i,、,R,o,、,A,v,或,A,i,）。,1、画直流通路,1、画交流通路,2、由交流通路画出小信号等效电路，并计算小信号电路参数。,直流分析,交流分析,2、计算静态工作点,10,.,用BJT小信号模型分析基本放大电路,一、直流分析,11,.,1、画直,流通路，计算静态工作点,12,.,二、交流分析,1.画出交流通路和小信号等效电路（耦合电容短路，V,CC,=0）,R,C,R,L,R,b,R,s,v,s,+,-,v,o,13,.,2.利用小信号等效电路求,Ri,、,Ro,、,Av,。,（1）输入电阻,（2）输出电阻,（3）电压增益,（4）负载开路时电压增益,14,.,v,be,i,b,v,ce,i,c,r,be,i,b,i,b,b,c,e,等效,c,b,e,BJT的微变等效电路,15,.,例4.4.1 如图所示电路中,R,b,1,V,CC,R,C,C,1,C,2,R,b,2,R,e,R,L,v,o,R,s,v,s,+,-,16,.,I,1,I,2,I,BQ,R,b,1,+,V,CC,R,C,T,R,b,2,R,e,I,CQ,V,BQ,(2)静态工作点的估算,若,可以认为与温度无关。,17,.,2、动态性能分析,R,b,1,R,c,R,L,v,i,v,o,R,b,2,R,e,r,be,R,C,R,L,R,e,R,b,R,b,1,V,CC,R,C,C,1,C,2,R,b,2,R,e,R,L,v,o,R,s,v,s,+,-,18,.,R,B,1,+,V,CC,R,C,C,1,C,2,T,R,B,2,C,E,RE,1,R,L,v,i,v,o,R,E,2,问题：,如果电路如下图所示，如何分析？,19,.,多级放大器,为了实现高增益和其它某些特定的要求，实际放大器一般都是由多级组成。,20,.,第六章 差动放大电路的工作原理,3、,任意输入信号,任意输入信号可分解为一对差模信号与一对共模信号的组合，即：,其中：,v,ic,为共模信号，,v,id,与,-,v,id,为一对差模信号，有：,差动放大电路只对其中的,差模信号,进行放大。,结论,（1）,无论差动放大电路的输入信号为何种类型，电路,只对其中的差模信号进行放大,。,（2）与单管放大电路相比，差动放大电路的特点是有效的放大差模信号、有效的抑制共模信号即,有效的抑制零漂,。,当两个输入信号满足 时，称为任意输入信号。,21,.,（1),静态分析,直流通路,令,v,i,1,=,v,i,2,=0,2、工作原理,射极耦合差分式放大电路分析（2）,V,EQ,22,.,R,EE,对差模信号作用：,v,id,1,v,id,2,i,b,1,i,c,1,i,b,2,i,c,2,i,c,1,=-,i,c,2,i,ee,=,i,e,1,+,i,e,2,=0,v,ee,=0,R,EE,对差模信号不起作用，可视为短路,R,L,差模分析的处理：,R,L,一分为二，各与,R,C,并联,i,b,2,i,b,1,i,c,2,i,c,1,i,ee,射极耦合差分式放大电路分析（4）,23,.,差模交流通路：,射极耦合差分式放大电路分析（5）,24,.,半边,差模特性:,输入电阻,输出电阻,电压增益,差模特性：,差模输入电阻,差模输出电阻,单端输出,双端输出,v,od,1,R,L,/2,R,C,i,b,v,id,1,r,be,i,b,射极耦合差分式放大电路分析（6）,25,.,差模电压增益,单端输出,双端输出,总结：,1、单端输出增益为共射增益的一半，双端输出增益为共射增益。,2、单端输出时，T,1,管反相端，T,2,管同相端。,射极耦合差分式放大电路分析（7）,26,.,集成运算放大器组成,输入级：,多采用各种改进型的差动放大电路，以抑制温漂。,中间级：,多采用一级或两级有源负载的共射放大电路，以提供高电压放大倍数。,输出级：,多采用功率放大电路，以输出一定的功率。,偏置电路：,多采用镜像恒流源电路。,电路有电平位移功能,输出级经常加有过载保护电路,两级之间插入隔离级,集成运放中常采取的改进电路性能措施,27,.,理想运放的条件,虚短路,放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时可以分别对每个运放进行。,虚断路,运放工作在线性区的特点,第二章 集成运放理想化条件,28,.,例2.4.1 求图所示电路的输出电压,v,o,2,的表达式，并说明该电路的特点。,-,R,2,1,+,A,1,v,i,1,v,o,1,R,1,R,2,-,R,2,2,+,A,2,v,o2,R,22,v,i2,v,N,R,2,电路的输入电阻为无穷大。,当,R,1,=R,21,时,29,.,i,1,i,F,t,v,i,0,t,v,o,0,输入方波，输出是三角波。,v,i,-,+,+,R,R,2,C,v,o,1、积分电路,应用举例,2.4.4 积分电路,30,.,v,i,-,+,+,R,R,2,C,v,o,31,.,第七章,判断反馈类型：,正、负反馈,串、并联反馈,电压、电流反馈,负反馈对放大电路主要参数的影响：,增益、输入电阻、输出电阻,32,.,例7.5.1 试写出在深度负反馈条件下该电路的闭环电压增益表达式。,电压串联负反馈,从发射极断开,增益,理想的电,压放大器,33,.,假设,v,i,为正弦波且幅度足够大，,T,1,、,T,2,导通时均能饱和，此时输出达到最大值。,V,om,i,L,-,V,CC,R,L,v,i,T,1,T,2,v,o,+,V,CC,若忽略晶体管的饱和压降,，,则负载（,R,L,)上的电压和电流的最大幅值分别为：,L,CC,om,CC,om,R,V,I,V,V,=,=,第八章、乙类功放功率性能分析,34,.,v,i,-,V,CC,T,1,T,2,v,o,+,V,CC,R,L,i,L,交越失真,死区电压,v,i,v,o,v,o,v,o,t,t,t,t,交越失真：,输入信号,v,i,在过零前后，输出信号出现的失真便为交越失真。,乙类功放存在的问题(交越失真),35,.,功放如图所示。已知,V,CC,=26V，R,L,=8，T,1,T,2,的饱和压降,|V,CES,|=2V，D,1,、D,2,导通压降为0.7V,T,1,，T,2,的|V,BE,|=0.7V。,甲乙类功放 例题,试求静态时,V,A,，,V,B1,，,V,B2,的值,若测得负载R,L,上的电压有效值为15V，求,P,O,，,P,T,，,P,V,及。,求该电路不失真的最大输出功率,P,Omax,和。,求管耗最大时的输出功率和效率。,R,1,D,1,D,2,R,2,V,CC,-,V,CC,v,O,v,i,i,L,R,L,T,1,T,2,A,B,1,B,2,36,.静态时,v,i,=0，,V,A,=0，,V,B1,=0.7V，,V,B2,=-0.7V,解：,R,1,D,1,D,2,R,2,V,CC,-,V,CC,V,O,v,i,i,L,R,L,T,1,T,2,由,V,O,=15V，得,每管耗,37,.,最大不失真输出功率,管耗最大时,38,.,第九章.单门限比较器（与参考电压比较）,0,运放处于开环状态,39,.,解：,例,图示为另一种形式的单门限电压比较器，试求出其门限电压(阈值电压),V,T,，画出其电压传输特性。设运放输出的高、低电平分别为,V,OH,和,V,OL,。,理想情况下，输出电压发生跳变时对应的,v,P,v,N,0，即,门限电压,40,.,三端稳压器的典型接法,220V,50Hz,+,-,+,-,+,470uF,0.33uF,0.1uF,W78XX,+,-,V,0,1,2,3,输出直流电压,V,0,=XX,V,I,整流输出电压V,I,大于V,O,3-5V,防止电路产生自激振荡,滤除输出高频信号,（1）,单电源稳压电路,470uF,电容作用？,41,.,