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1、單級交流放大電路理解共發(fā)射極單管放大電路的基本結(jié)構(gòu)和工作原理掌握放大電路靜態(tài)工作點的估算和微變等效電路的分析方法了解放大電路輸入電阻和輸出電阻的概念理解射極輸出器的電路結(jié)構(gòu)、性能特點及應(yīng)用了解場效應(yīng)管共源極放大電路的結(jié)構(gòu)和性能特點學習要點1放大電路的組成和工作原理2放大電路的靜態(tài)分析3放大電路的動態(tài)分析4靜態(tài)工作點的穩(wěn)定5射極輸出器6場效應(yīng)晶體管放大電路單級交流放大電路1放大電路的組成和工作原理1.1共發(fā)射極放大電路的組成根據(jù)放大電路連接方式的不同,可分為共發(fā)射極放大電路、共集電極放大電路和共基極放大電
2、路3種,其中共發(fā)射極放大電路應(yīng)用最廣。(1)晶體管V。放大元件,用基極電流iB控制集電極電流iC。(2)電源UCC和UBB。使晶體管的發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏,晶體管處在放大狀態(tài),同時也是放大電路的能量來源,提供電流iB和iC。UCC一般在幾伏到十幾伏之間。(3)偏置電阻RB。用來調(diào)節(jié)基極偏置電流IB,使晶體管有一個合適的工作點,一般為幾十千歐到幾百千歐。(4)集電極負載電阻RC。將集電極電流iC的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化,以獲得電壓放大,一般為幾千歐。(5)電容Cl、C2。用來傳遞交流信號,起到耦合的作用。
3、同時,又使放大電路和信號源及負載間直流相隔離,起隔直作用。為了減小傳遞信號的電壓損失,Cl、C2應(yīng)選得足夠大,一般為幾微法至幾十微法,通常采用電解電容器。1.2共發(fā)射極放大電路的工作原理ui→ΔuBE→ΔiB→ΔiC=βΔiB→ΔuCE→uo如果電路的參數(shù)選擇適當,uo的幅度將比ui大得多,從而達到放大的目的。(1)工作原理(2)放大電路的組成原則1)外加直流電源的極性必須使晶體管的發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反向偏置,以保證晶體管工作在放大區(qū)。2)輸入回路的接法,應(yīng)該使輸入電壓的變化量能傳送到晶體管的基極回
4、路,并使基極電流產(chǎn)生相應(yīng)的變化量。3)輸出回路的接法,應(yīng)該使集電極電流的變化量能轉(zhuǎn)化為集電極電壓的變化量,并傳送到放大電路的輸出端。4)要合理地設(shè)置放大電路的靜態(tài)工作點。2.1估算法靜態(tài)是指無交流信號輸入時,電路中的電流、電壓都不變的狀態(tài),靜態(tài)時三極管各極電流和電壓值稱為靜態(tài)工作點Q(主要指IBQ、ICQ和UCEQ)。靜態(tài)分析主要是確定放大電路中的靜態(tài)值IBQ、ICQ和UCEQ。直流通路:耦合電容可視為開路。2放大電路的靜態(tài)分析圖解步驟:(1)用估算法求出基極電流IBQ(如40μA)。(2)根據(jù)IBQ在
5、輸出特性曲線中找到對應(yīng)的曲線。(3)作直流負載線。根據(jù)集電極電流IC與集、射間電壓UCE的關(guān)系式UCE=UCC-ICRC可畫出一條直線,該直線在縱軸上的截距為UCC/RC,在橫軸上的截距為UCC,其斜率為-1/RC,只與集電極負載電阻RC有關(guān),稱為直流負載線。(4)求靜態(tài)工作點Q,并確定UCEQ、ICQ的值。晶體管的ICQ和UCEQ既要滿足IB=40μA的輸出特性曲線,又要滿足直流負載線,因而晶體管必然工作在它們的交點Q,該點就是靜態(tài)工作點。由靜態(tài)工作點Q便可在坐標上查得靜態(tài)值ICQ和UCEQ。2.2圖
6、解法IB=40μA的輸出特性曲線由UCE=UCC-ICRC所決定的直流負載線兩者的交點Q就是靜態(tài)工作點過Q點作水平線,在縱軸上的截距即為ICQ過Q點作垂線,在橫軸上的截距即為ICQ動態(tài)是指有交流信號輸入時,電路中的電流、電壓隨輸入信號作相應(yīng)變化的狀態(tài)。由于動態(tài)時放大電路是在直流電源UCC和交流輸入信號ui共同作用下工作,電路中的電壓uCE、電流iB和iC均包含兩個分量。交流通路:(ui單獨作用下的電路)。由于電容C1、C2足夠大,容抗近似為零(相當于短路),直流電源UCC去掉(短接)。3放大電路的動態(tài)分
7、析圖解步驟:(1)根據(jù)靜態(tài)分析方法,求出靜態(tài)工作點Q。(2)根據(jù)ui在輸入特性上求uBE和iB。(3)作交流負載線。(4)由輸出特性曲線和交流負載線求iC和uCE。3.1圖解法從圖解分析過程,可得出如下幾個重要結(jié)論:(1)放大器中的各個量uBE,iB,iC和uCE都由直流分量和交流分量兩部分組成。(2)由于C2的隔直作用,uCE中的直流分量UCEQ被隔開,放大器的輸出電壓uo等于uCE中的交流分量uce,且與輸入電壓ui反相。(3)放大器的電壓放大倍數(shù)可由uo與ui的幅值之比或有效值之比求出。負載電阻R
8、L越小,交流負載電阻RL'也越小,交流負載線就越陡,使Uom減小,電壓放大倍數(shù)下降。(4)靜態(tài)工作點Q設(shè)置得不合適,會對放大電路的性能造成影響。若Q點偏高,當ib按正弦規(guī)律變化時,Q'進入飽和區(qū),造成ic和uce的波形與ib(或ui)的波形不一致,輸出電壓uo(即uce)的負半周出現(xiàn)平頂畸變,稱為飽和失真;若Q點偏低,則Q"進入截止區(qū),輸出電壓uo的正半周出現(xiàn)平頂畸變,稱為截止失真。飽和失真和截止失真統(tǒng)稱為非線性失真。把非線性元件晶體管所組