模拟电子技术——基本放大电路

文章目录


前言

基本放大电路------三极管输入输出特性

基本放大电路------电路结构与工作原理

基本放大电路------静态工作点


提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考

一、三极管输入输出特性

三极管放大作用

三极管放大条件:三极管正常放大信号
发射结应加正向电压,集电结应加反向电压
电源VCC通过偏置电阻Rb为发射结提供正向偏置,Rc阻值小于Rb阻值,所以集电结处于反向偏置


三极管电流放大关系

电流分配关系:IE=IC+IB
电流放大倍数:β=ΔIC/ΔIB IC=βIB
当ΔIB有一微小变化,就能引起ΔIC较大的变化,这种现象称为三极管的电流放大作用

三极管的特性曲线

当输入电压vBE较小时,基极电流iB很小,通常近似为零

当vBE大于三极管的死区电压vth后,iC开始上升,三极管正常导通时,硅管VBE约为0.7V,锗管约为0.3V,此时的VBE值称为三极管工作时的发射结正向压降

输出特性曲线是反映三极管输出回路电压与电流关系的曲线,是指基极电流IB为某一定值时,集电极电流IC与集电极电压VCE对应关系的曲线

截止区:三极管发射结反偏或零偏,集电结反偏

放大区:三极管发射结正偏、集电结反偏;最主要特点是IC受IB控制,具有电流放大作用

饱和区:三极管的发射结和集电结都处于正偏,此时管子的集电极---------发射极间呈现低电阻,相当于开关闭合

二、基本放大电路-电路结构与工作原理

基本放大电路的构成

共发射极基本放大电路由三极管、电阻、电容所组成

V------晶体三极管,起电流放大作用

+VCC------直流供电电源

Rb------基极偏置电阻

C1------输入耦合电容

C2------输出耦合电容

RC------集电极负载电阻

基本放大电路放大原理

(1)输入交流信号vi

(2)vi通过电容C1的耦合送到三极管的基极和发射极

(3)交流信号vi与直流偏压VBEQ叠加的vBE波形

(4)基极电流iB产生相应的变化©

(5)电流iB经放大后获得对应的集电极电流iC

(6)集------射极电压vCE波形与输出电流iC变化情况相反

(7)vCE经耦合电容C2隔离直流成分,输出的只是放大信号的交流成分vo

三种基本放大电路比较

共发射极放大电路:电压、电流、功率放大倍数都较大,所以应用在多级放大器的中间

共集电极放大电路:只有电流放大作用无电压放大作用,输入电阻大,输出电阻小,常用作实现阻抗匹配或作为缓冲电路来使用,也可作为多级放大器的输出级

共基极放大电路:主要频率特性好,所以多用作高频放大器、高频振荡器、宽频带放大器

三、基本放大电路静态工作点

什么是静态工作点?

三极管应用在放大电路时,有两个基本要求;

一是不失真;二是能放大

要想正常不失真的放大,必须设置合适的静态工作点

静态工作点是指三极管放大电路中,交流输入信号为零时,电路处于直流工作状态,这些电流、电压的数值可用三极管特性曲线上一个确定的点表示,该点习惯上称为静态工作点Q

静态工作点的作用

确定放大电路的电压和电流的静态值

选取合适的静态工作点可以防止电路产生非线性失真

放大器的静态工作点是否设置得合适会直接影响到放大器是否能够正常工作

估算法分析静态工作点

在共射基本放大电路中,已知:VCC=12V,RC=4KΩ,RB=300KΩ,β=37.5试确定放大电路的静态工作点

如何确定静态工作点

静态工作点是直流负载线与三极管输出特性曲线的交点

随着IB的不同静态工作点;会沿直流负载线上下移动。

若IBQ=240uA、ICQ=100mA、UCEQ=12V

直流负载线如图所示


饱和失真与截至失真

饱和失真:若偏置电阻Rb偏小,基极电流IBQ就较大,就会产生饱和失真
产生饱和失真的原因是:IBQ偏大时,静态工作点偏高,当输入信号正半周幅度较大时管子进入饱和区,iB增大无法使iC相应增大,出现饱和失真


截止失真:若偏置电阻Rb偏大,此时基极电流IBQ很小,出现截止失真
饱和失真的原因是输入信号过大,使得三极管处于饱和状态;截至失真的原因是输入信号过小,使得三极管处于截至状态

三极管放大电路主要参数

电压放大倍数Av=Vo/Vi

电压增益Gv=20lgAv (dB)

电流放大倍数Ai=Io/Ii

电流增益G=20lgAi(dB)

输入电阻Ri=Vi/Ii

输出电阻Ro=Vo/Io

功率放大倍数Ap=Po/Pi

功率增益Gp=10lgAp(dB)

总结

1、(1)三极管的放大条件是什么?

(2)三极管正常导通时硅管VBE和锗管VBE的导通电压分别时多是?

(3)三极管输出特性是反应那两个量之间的关系?

2、(1)共发射极放大电路用于多级放大电路的那一级?

(2)共集电极放大电路电压放大倍数和电流放大各有什么特点?

(3)共基极放大电路主要用于那些场合?

3、固定偏置放大电路中,出现饱和失真和截至失真的原因是什么?

4、放大电路静态工作点不稳定的原因是什么?

5、(1)多级放大电路一般由那几部分组成?

(2)多级放大器耦合方式有那几种?

6、(1)什么是差模信号?

(2)零点漂移的原因是什么?

(3)差分放大器理想对称情况下有什么有点呢,比如克服零点漂移,还有那几个优点呢?

我的作业

题1

1.三极管这个厂放大信号:发射结应加正向电压,集电结应加反向电压

2.硅管VBE的导通电压约为0.7V,锗管VBE的导通电压约为0.3V

3.三极管输出特性反应了输入电压和输出电流之间的关系

题2

1.共发射极放大电路用于多级放大电路的中间级

2.只有电流放大作用,无电压放大作用,输入电阻大,输出电阻小,常用作实现阻抗匹配或作为缓冲电路来使用,也可作为多级放大器的输出级

3.共基极放大电路主要用于高频放大器、高频振荡器、宽频带放大器

题3

饱和失真的原因是输入信号过大,使得三极管处于饱和状态;截至失真的原因是输入信号过小,使得三极管处于截至状态

题4

温度影响、电源电压波动、元件参数改变

题5

1.输入级、中间级、输出级

2.阻容耦合、变压器耦合、和直接耦合

题6

1.从一个系统的一对输入端看,若信号的极性相反(同样,电流的方向相反)

差模又称串模,指的是两根线之间的信号差值;而共模噪声又称对地噪声,指的是两根线分别对地的噪声;所有的抗干扰措施都是针对共模噪声的

2.温度变化、电源被动

当放大电路输入信号为零时,由于受温度变化,电源电压不稳等因素的影响,使静态工作点发生变化,并被逐级放大和传输,导致电路输出端电压偏离固定值而上下漂动现象

3.克服零点漂移、抑制共模信号、放大差模信号、零输入零输出

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