⑶饱和区:
发射结正偏和集电结正偏。
6.BJT的电流分配关系:
IE=IC+IB
7.BJT工作状态分析方法
⑴首先判断发射结是否处于正偏,若发射结未正偏导通,则BJT处于截止状态;
⑵若发射结正偏导通,则可能处于放大或饱和状态。
1放大状态:
IC=βIB或VCE>VBE
2饱和状态:
VCE≤0.3V
3临界饱和:
VCES=0.7V
四、放大电路
1.放大电路是在保证信号不失真的前提下,将微弱的电信号(电压、电流、功率)放大到所需要的量级,且功率放大倍数(增益)大于1的电子线路。
⑴放大倍数与增益关系:
电压增益通常用对数表示,单位为分贝。
10倍⇒20dB;100倍⇒40dB;1000倍⇒60dB;10000倍⇒80dB。
2.放大电路的直流通路和交流通路
⑴直流通路:
当放大电路处于静态时,直流电流流经的通路称为放大电路的直流通路。
用来计算和分析放大器的静态工作点。
画直流通路时应将交流信号源置零(交流电压源短路,交流电流源开路),但保留内阻,电容开路,电感短路。
⑵交流通路:
当放大电路处于动态时,交流电流流经的通路称为放大器的交流通路。
用来计算和分析放大电路的交流指标及其动态特性。
画交流通路时应将直流源置零(直流电压源短路,直流电流源开路),但保留内阻,电容短路,电感开路。
3.放大电路分析的基本原则
遵循“先直流,后交流”原则,直流是基础,交流是目的。
只有静态工作点Q合适,保证放大信号不失真,进行交流分析才有意义。
4.放大电路分析的基本方法
⑴图解分析法:
适用于大信号分析。
①直流分析一般步骤:
a.画出其直流通路;b.由基—射回路写出输入直流负载线方程,iB=f(UBE);由集—射回路写出输出直流负载线方程,iC=f(UCE);c.在输入伏安特性曲线上作输入直流负载线iB=f(UBE),其交点坐标值为静点;在输出伏安特性曲线上作输出直流负载线iB=f(UBE),其交点坐标值为静态工作点;IBQ、ICQ、UCEQ
②交流分析一般步骤:
a.画出其交流通路;b.由集—射回路写出输出交流负载线方程,iC=f(UCE);c.利用交流负载线必经过静态工作点Q,在输出伏安特性曲线上作输出交流负载线iC=f(UCE);d..利用交流负载线iC=f(UCE)与横轴的交点,可确定出放大电路最大不截止失真幅度和不饱和失真幅度,通过比较两者大小,可确定放大电路的动态范围。
⑵微变等效电路法:
适合于分析交流小信号复杂放大电路。
①直流分析:
用估算法求静态工作点Q,UBEQ=0.7V(硅管)
②交流分析:
微变等效电路法
A.求出静态工作点处的微变等效电路参数rbe
B.画出放大电路的微变等效电路。
可先画出三极管的等效电路,然后再画出放大电路其余部分的交流通路。
C.列出电路方程,并求解Au、Ri和Ro
5.BJT放大偏置电路
⑴如图2所示,基本共射放大电路(固定基极偏置电路)
图2图3
先确定IBQ⇒ICQ⇒UCEQ
⑵如图3所示,分压式负反馈偏置电路
分压式静态工作点稳定电路求解步骤:
UBQ⇒UEQ⇒IEQ(=ICQ)⇒IBQ⇒UCEQ
6.BJT三种基本组态放大电路交流特性的分析
⑴BJT三种基本组态
①共射组态:
B入,C出
②共基组态:
E入,C出
③共集组态:
B入,E出
⑵放大器交流性能指标
电压放大倍数:
输出量与输入量之比。
②输入电阻:
从放大器输入端看进去的等效电阻。
③输出电阻:
从放大器输出端看进去的等效电阻。
⑶.BJT三种基本组态放大电路性能比较
①共射(共E)放大电路:
是反相放大电路,电压和电流都有放大;输入电阻适中,输出电阻较大。
②共基(共B)放大电路:
是同相放大电路,有电压放大,无电流放大;输入电阻最小,输出电阻较大。
③共集(共C)放大电路:
是同相放大电路,有电流放大,无电压放大;输入电阻最大,输出电阻最小。
16.在图4所示电路中,已知晶体管的β=80,rbe=1kΩ,Ui=20mV;静态时UBEQ=0.7V,UCEQ=4V,IBQ=20µA。
⑴Au=-4/20×10-3=-200()
⑵Au=-4/0.7≈-5.71()
⑶Au=-80×5/1=-400()
⑷Au=-80×2.5/1=-200()
⑸Ri=20/20kΩ=1kΩ()
⑹Ri=0.7/0.02kΩ=35kΩ()
⑺Ri≈3kΩ()
⑻Ri≈1kΩ()
⑼Ro=5kΩ()
⑽Ro=2.5kΩ()
⑾Us≈20mV()
⑿Us≈60mV()
17.电路如图5所示,晶体管的β=60,rbb,=100Ω。
(1)求解静态工作点;
(2)求Au、Ri和Ro。
图5图6
五、集成运算放大器及其应用
1.集成运算放大器是一个高增益直接耦合多级放大器,并且具有很高的输入电阻和很低的输出电阻。
2.理想运放的特性
⑴参数理想化的集成运算放大称为理想运放。
其中开环电压增益AU=∞;输入电阻Rid=∞;输出电阻RO=0。
⑵理想运放线性应用下有两个特点:
虚短路:
U+=U-;虚断路i+=i-=0
注意!
运放只有在反相输入端输入信号,同相端电位为零时,虚短路才等效为虚地U+=U-=0
⑶运放处于线性工作状态,需要在集成运放外部引入深度负反馈。
3.各种运算电路的计算方法
⑴在判定运放引入深度负反馈,处于线性工作状态下。
⑵依据运放两个特点:
虚短路:
U+=U-;虚断路i+=i-,及线性电路分析法,如①叠加定理,②节点电流法,求解输出与输入之间的函数关系。
UO=f(Ui)
⑶同相比例电路和反相比例电路的输出与输入之间的函数关系可作为直接引用的基本公式。
4.集成运算放大器应用
⑴正弦波振荡器是属于信号产生电路。
是利用正反馈技术,在没有外部输入情况下,依靠足够的正反馈自行激励产生指定频率、固定振幅的正弦周期性振荡电路。
1电路组成:
由A.放大电路、B.正反馈网络、C.选频网络、D.稳幅电路四个功能部分组成。
2振荡条件:
。
环路增益,,振幅平衡条件:
,相位平衡条件:
3起振条件:
>1
④振荡频率
⑵电压比较器是属于信号处理电路。
是通过输出状态来比较两个输入电压的大小。
它的输入量是模拟量,输出量一般只有高、低两个稳定状态的电压。
利用电压比较器可以把各种周期信号转换为矩形波。
①运放工作在非线性状态,集成运放处于开环或仅正反馈状态。
②有过零比较器、滞回比较器等。
同相比较器、反相比较器等。
③传输特性三要素:
A.输出电压高、低电平
B.阈值电压UT
C.输入电压变化经过UT时,输出电压的跃变方向。
④阈值电压UT计算。
⑶非正弦波发生器用于产生方波、三角波、锯齿波等。
一般由三部分组成
1滞回电压比较器(用于实现高、低电平两种状态);
2实现时间延迟的延时环节(由RC积分电路组成),用于使高、低电平的状态维持一定时间;
3正反馈网络,用于产生振荡。
暂态过程的三要素:
初始值、稳态值、时间常数
占空比
5.图10是文氏桥式振荡电路,现有正温度系数电阻Rt阻值为10K,试问将该电阻放入哪个方框中,为保证振荡电路正常工作,另一方框中所接电阻值为多少?
该电路振荡频率是多少?
⑴NTC:
负温度系数的热敏电阻RF,当温度升高,电阻值减小。
⑵PTC:
正温度系数的热敏电阻R1,当温度升高,电阻值增大。
⑶利用通过二极管的电流增大时,二极管的动态电阻减小;反之,利用通过二极管的电流减小时,二极管的动态电阻增大。
图10
6.在图11(a)所示电路中,已知输入电压uI的波形如图(b)所示,当t=0时uO=0。
试画出输出电压uO的波形。
图11
7.如图12所示,电路中的运算放大器是理想的,已知R1=R4=10kΩ,R2=R3=20kΩ,R5=100kΩ,试求:
⑴;⑵。
图12
六、放大电路中负反馈
1.反馈—----将输出量(输出电压或输出电流)的一部分或全部通过一定的电路作用到输入回路称反馈。
是否存在连接输入回路和输出回路的反馈通路元件,该元件会影响净输入信号的大小,若有存在反馈,否则不存在反馈。
2.开、闭环放大电路
⑴开环放大电路:
未引入了反馈的放大电路称为开环放大电路;
⑵闭环放大电路:
把引入了反馈的放大电路称为闭环放大电路。
3.正、负反馈