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1、第6章基本放大電路6.1基本放大電路的組成6.2放大電路的靜態(tài)分析6.3放大電路的動態(tài)分析6.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定6.5差分放大電路6.6功率放大電路返回６.１ 基本放大電路的組成在各種各樣的檢測電路及控制電路中經(jīng)常遇到用微弱的電信號去控制較大功率的負載.這就需要將微弱的電信號在不失真的條件下通過放大電路對其放大,使其獲得更多的能量,電路放大的基本特征是功率放大.為實現(xiàn)這一目的,任何放大電路都需要直流電源供電,在微弱信號的作用下,通過放大電路的控制將直流能量轉換為交流能量輸出到負載.這就是放大作用的實質,而三極管就是能夠控制能量的元件
2、,它們是放大電路中的核心元件.將放大電路看成一個兩端口的有源網(wǎng)絡,如圖６-１所示,從輸入端看進去可等效為一個電阻Ri,相當于信號源的負載;從輸出端看進去可等效為一個有內(nèi)阻的電壓源,其內(nèi)阻為輸出電阻Ro.圖中為正弦波信號源,Rs為信號源內(nèi)阻,RL為放大電路的負載電阻,是放大電路的驅動對象.將框圖中放大電路設計為基本共射放大電路,如圖６-２所示.下一頁返回６.１ 基本放大電路的組成在圖６-２所示電路中,三極管為核心元件,起放大作用,將輸入信號的變化體現(xiàn)在基極上微小的電流變化,再放大成較大的集電極電流.直流電源＋VCC與基極電阻Rb相配合使發(fā)射結
3、電壓正偏同時為三極管提供一個合適的直流基極電流;直流電源＋VCC與集電極電阻Rc相配合使集電結反偏,形成集電極回路電流,同時又是負載的能源.集電極電阻Rc將集電極電流的變化轉換成電壓的變化,使電路有電壓放大的作用.耦合電容C１和C２分別將信號源與放大電路、放大電路與負載連接起來,耦合電容的容量應足夠大,一般選微法級電容,在輸入電壓的頻率范圍內(nèi)其容抗可忽略不計,即對交流信號可視為短路,使信號幾乎無損失地進行傳遞.耦合電容對于直流量的容抗為無窮大,因此,C１和C２又分別將信號源與放大電路、放大電路與負載的直流量隔離開來.所以可將耦合電容的作用概
4、括為“隔直通交”上一頁返回６.２ 放大電路的靜態(tài)分析６.２.１ 用直流通路分析靜態(tài)指標靜態(tài)分析要確定放大電路的靜態(tài)指標:IBQ、ICQ、UCEQ.可在直流通路中求.直流通路是直流電源單獨作用下直流電流流經(jīng)的通路,畫直流通路時:①US視為短路,但保留RS;②電容視為開路;③電感相當于短路(線圈電阻近似為０).在分析中,將UBEQ作為已知條件,令ICQ＝βIBQ,列寫三極管輸入、輸出回路方程,估算出靜態(tài)指標.６.２.２ 用圖解法分析靜態(tài)指標用圖解法分析靜態(tài)指標就是利用非線性電阻圖解法的原理,將三極管這個非線性元件的工作情況由其輸出的伏安特性曲線
5、和三極管所在輸出回路的負載線的交點來確定.這個交點即靜態(tài)工作點,由它確定靜態(tài)指標.下一頁返回６.２ 放大電路的靜態(tài)分析在圖６-３所示的直流通路中,輸出回路應滿足方程UCE＝VCC－ICRc(６２)這是基本共射放大電路的直流負載線,其在橫軸的截距為VCC,在縱軸的截距為VCC/Rc,斜率為－１/Rc.另一條線為輸出特性曲線中IB＝IBQ的曲線.兩條線的交點即靜態(tài)工作點.由它確定靜態(tài)指標.上一頁返回６.３ 放大電路的動態(tài)分析６.３.１ 用微變等效電路法分析由于三極管具有非線性的輸入特性和輸出特性,使得電路分析方法較復雜.為簡化分析,在低頻小信號
6、作用下,將三極管看成為一個線性兩端口網(wǎng)絡(圖６-５),用一個線性等效模型電路來等效三極管,采用一般電路的方法來分析電路.因其只適用于動態(tài)分析,故還可稱之為交流等效模型,又因交流等效模型只適用于小信號變化量作用時的情況,故又稱為微變等效電路.１.三極管的微變等效模型三極管的微變等效模型是在低頻小信號作用下,根據(jù)三極管的輸入、輸出特性曲線在靜態(tài)工作點附近的小范圍內(nèi),用直線近似替代特性曲線而得到的.下一頁返回６.３ 放大電路的動態(tài)分析輸入特性曲線用Q點切線來近似替代Q點附近的曲線.當UCE為常量時,b-e間動態(tài)電壓與基極動態(tài)電流之比,記作rbe,
7、如圖６-６所示,因其物理意義是b-e間的動態(tài)電阻,因此三極管輸入特性可用rbe等效代替.三極管低頻小信號輸入電阻常用下列公式估算:式中:rbb′＝１００~３００Ω,可在手冊中查出.常溫下,UT＝２６mV.IEQ為發(fā)射極靜態(tài)電流,因而靜態(tài)電流越大,rbe愈小.三極管輸出特性曲線是一組近似與橫軸平行的直線,在UCE為常量時動態(tài)集電極電流與基極電流之比,就是電流放大系數(shù)β,如圖６-７所示.上一頁下一頁返回６.３ 放大電路的動態(tài)分析由此三極管輸出回路可用受控電流源ic＝βib代替,表示輸入電流ib對輸出電流ic的控制作用.此外,由三極管的輸出特性曲
8、線還可以看出輸出特性曲線略向上翹,可用管壓降變化量與集電極動態(tài)電流之比來描述,稱rce為管子的輸出電阻,如圖６-８所示.因為三極管的輸出特性曲線較為平直,因此,rce數(shù)值很大,通
