1、放大的概念,应用场合以及放大电路。新课介绍:第二章 基本放大电路 21 概述 2.1.1 放大的概念 放大对象:主要放大微弱、变化的信号(交流小信号),使V或I、P得到放大! OOO放大实质:能量的控制和转换,三极管换能器。基本特征:功率放大。有源元件:能够控制能量的元件。放大的前提是不失真,即只有在不失真的情况下放大才有意义。2.1.2 放大电路的性能指标 为了反映放大电路的各方面的性能,引出如下 主要性能指标。 、放大倍数1输出量与输入量之比,根据输入量为电流、电压和输 出量为电流、电压的不同,可以得到四种放大倍数。 2、输入电阻 为从放大电路输入端看进去的等效电阻,输入电阻Ri Ri=U
2、i/Ii。和输入电流有效值Ii之比,即定义为输入电压有效值Ui 、输出电阻3任何的放大电路的输出都可以等效成一个有内阻的电压源,从放大电路输出端看进去的等效 。内阻称为输出电阻Ro 、通频带4 通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。-f=f 上限截止频率 f 中频放大倍数 下限截止频率 L bwH 页15共 页1第 章2第5、非线性失真系数 6、最大不失真输出电压 定义:当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压,用U表示。 om7、最大输出功率与效率 最大输出功率P:在输出信号不失真的情况下,负载上能够获得的最大功率。 om效率:直流电源能量的利用率。2.2 基本共射
3、放大电路的工作原理 2.2.1 基本共射放大电路的组成及各元件的作用 基本组成如下:晶体管T 负载电阻Rc 、R L、CC 耦合电容 偏置电路V、R 2 b CC1 晶体管起着核心的能量控制与转化作用。 偏置电路及负载电阻使晶体管工作在放大区。 耦合电容隔离直流信号,通过交流信号。2.2.2 设置静态工作点的必要性 一、 静态工作点 当输入信号为零时,晶体管的基极电流I、集电极电流I、U、U称为放大电路的静态CEBECB工作点。二、设置静态工作点的原因 要保证在输入信号的整个周期内晶体管始终工作在放大状态,输入信号驮载在直流信号上,这样才能将输入信号进行放大。2.2.3 基本共射放大电路的工作
4、原理及波形分析 2.2.4 放大电路的组成原则 一、组成原则 1、设置合适的静态工作点 2、电阻取值得当,与电源配合,使放大管有合适的静态工作电流。3、输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。4、当负载接入时,必须保证放大管输出回路的动态电流能作用于负载。二、常见的两种共射放大电路 1、直接耦合共射放大电路 2、阻容耦合共射放大电路 耦合电容 阻容 课堂小结:共射电压放大器及偏置电路,放大电路的技术指标和基本分析方法 作业布置:课堂思考题:静态工作点为什么是必须的? 页15共 页2第 章2第 授 课 教 案 6 课题: 放大电路的分析方法 理解放大电路工作原理 能够求解静态工作点 能够求解各项
5、动态参数 直流通路、交流通路 图解法 静态工作点、放大倍数 直流负载线 交流负载线 图解分析法 交流负载线 放大的概念 放大电路的各项性能指标 放大电路中静态工作点的作用 晶体管的输入、输出特性曲线 静态工作点 正弦信号 23 两种分析方法 2.3.1直流通路与交流通路 一般情况下,放大电路中直流信号与交流信号总是共存的。直流通路:在直流电源作用下直流电流流经的通路。用于研究静态工作点。对于直流通路:1、电容视开路。 2、电感线圈视为短路。 3、信号源视为短路。交流通路:在输入信号作用下交流信号流经的通路。用于研究动态参数。对于交流通路:1、容量大的电容视为短路。 2、无内阻的直流电源视为短路
6、。根据上述原则,可将前面所述共射放大电路分离出直 流通路和交流通路。在分析放大电路时,应遵循“先静态,后动态”的原则,求解静态工作点时应利用直流通路,求解动态参 数时应利用交流通路。 共射放大电路如图: 页15共 页3第 章2第 直流通路 交流通路 图解分析法2.3.2 概念:在已知放大管的输入特性、输出特性以及放大电路中其它各元件参数的情况下,利用 作图的方法对放大电路进行分析。 一、静态工作点的分析 对于如图所示的直流通路可以求解其静态工作点: U。,I,U,ICEBEBC 并作出其输入输出特性曲线: 二、电压放大倍数 其输入、输出波形可以如图所示: 、交直流迭加。结论:1 v2、与v相位
7、相反。io、非线性失真:饱和失真、3 截止失真。 、最大不失真输出幅度。4 页15共 页4第 章2第三、图解法的适用范围 用于分析输出幅值比较大而工作频率不太高 的情况。点位置、最大不失真输出应用范围:分析Q 电压、失真情况。 课堂小结:晶体管的输入、输出特性曲线 静态工作点 放大倍数的分析 失真的种类及产生原因 图解法的适用范围 2.3a 2.4作业布置: 页15共 页5第 章2第 7 课题:放大电路的分析方法(等效电路法) 掌握等效电路法 应用简化的等效电路法求解电路参数 h参数等效模型 简化的h参数等效模型 等效电路分析法 直流通路的作法 交流通路的作法 作图法求解静态工作点Q的过程 等
8、效电路 建立线性模型,用线性电路的分析方法来分析晶体管电路。2.3.3 等效电路分析法 等效电路法:在一定的条件下将晶体管的特性线性化,建立线性模型,用线性电路的分析方法来分析晶体管电路。一、晶体管的直流模型及静态工作点的估算法 使用条件:UU且UUBE on BECE h参数等效模型二、晶体管共射概念:在共射接法放大电路中,在低频小信号作用下,将晶体参数来表示输入、输出的管看成一个线性双口网络,利用网络的h 电压与电流的相互关系所得到的等效电路。 参数的由来、 h1b-e将晶体管看成一个双口网络,并以 作为输入端口则网络外部的端电c-e为输出端口,以 压和电流关系 就是晶体管的输入特性和输出
9、特性。 h、 参数的物理意义2 页15共 页6第 章2第 h参数等效模型3、 简化的间的动态电晶体管工作在放大区时,管子的内反馈可忽略不计,同样可以认为c-e 阻无穷大。 这样可以得到其简化的等效电路如图所示: 的近似表达式 r4、be+ r= r + r 200 W I(1+) 26 / |ebbb EQQbe 二、共射放大电路动态参数的分析Au 、电压放大倍数:1 Ri 、输入电阻:2Ro 、输出电阻:3 Avs4、源电压放大倍数: h参数等效模型 简化的h参数等效模型 共射放大电路动态参数的分析 )作业布置:2.13 (1、(2 页15共 页7第 章2第 8 课题: 微变等效电路法 掌握
10、微变等效电路分析方法及其应用 动态分析 微变等效电路分析方法 等效电路的画法 h参数等效模型 课前提问及复习:图解法比较直观,但对多级放大电路来说,太繁。因此,采用微变等效电路法。微变等效电路的应用(习题课) r等指标。A:据右图,计算出、r、例1oUi 2:电路如图,试用等效电路分析法进行分析三个指标。例 等指标。、:如下图,计算出A、rr例3oUi 页15共 页8第 章2第A、r、4例:如下图,计算出oUi 掌握微变等效电路分析方法及其应用,关键是会应用2.7 2.6、 作业布置: 页15共 页9第 章2第 9 课题:静态工作点Q的稳定 掌握静态工作点的稳定电路 掌握稳定电路的静态工作点求
11、解方法 掌握稳定电路的动态参数求解方法 静态工作点的稳定电路 静态工作点的稳定电路的分析方法 静态工作点Q的重要性 静态工作点的稳定方法 利用简化的h参数等效模型求解共射电路 静态工作点的影响因素 稳定工作点的常用方法 静态工作点稳定电路的求解 24 静态工作点的稳定 一、稳定的必要性 由于电源电压的波动、元件的老化以及因为温度变化所引起的晶体管参数变化,都会造成静态工作点的不稳定,从而使动态参数不稳定,有时电路甚至无法正常工作。工作点的稳定问题:工作点不稳定的原因是温度对参数的影响。在引起Q点不稳定的诸多因素中,温度对晶体管参数的影响是最为主要的。三极管V、I参数均为温度的函数: CBOBE V BE 温度T IQ CI CEO二、典型的静态工作点稳定电路 稳定过程: 1、Re的直流负反馈作用 2、在II的情况下,U在温度变化时基本不变。 BQBQRb2三、静态工
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