三极管工作原理H21能用什么替代?还有H21的...

M-FIAM9H21 制造商:Vicor Corporation 功能描述:Military COTS M-FIAM
Filter Input Attenuator Module
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第二章半导体三极管及其放大电路
第二章 半导体三极管及其放大电路2.1 半导体三极管 2.2 基本共射放大电路 2.3 射级偏置放大电路 2.4共集电极放大电路和共基极放大电路 2.5 多级放大电路 本章重点和考点:1.共射放大电路的静态工作点分析和动态参数计算。2.放大电路失真分析和最大输出电压计算。3.BJT三种组态的特点 本章讨论的问题:1.什么是放大?放大电路放大信号与放大镜放大物体意义 相同吗?放大的特征是什么? 2.为什么晶体管的输入、输出特性说明它有放大作用? 如何将晶体管接入电路才能起到放大作用?组成放大 电路的原则是什么?有几种接法? 3.如何评价放大电路的性能?有哪些主要指标? 4.晶体管三种基本放大电路各有什么特点?如何根据它 们的特点组成派生电路? 第三讲?? ? ? ???? ? ? ? ? ? ?一、讲授内容 2.1半导体三极管 2.2共射级放大电路 二、教学目的及要求(学生掌握、了解的要点) 1.掌握内容 掌握三极管结构特点及其特性曲线;掌握放大电路的性能指标; 掌握设置静态工作点的必要性;掌握基本共射放大电路的工作 原理。 2.了解内容 了解放大的概念;了解基本共射放大电路的组成及各元件的作 用;了解放大电路的组成原则。 三、教学重点 1、放大的本质; 2、利用放大电路的组成原则判断放大电路能否正常工作; 四、教学难点 1、放大电路静态工作点的设置方法及估算; 2、利用放大电路的组成原则判断放大电路能否正常工作; 五、本讲计划学时及时间分配 2.1 半导体三极管(BJT)第三讲又称双极型晶体管、晶体三极管,或简称晶体管。 (Bipolar Junction Transistor) 三极管的外形如下图所示。X:低频小功率管D:低频大功率管G:高频小功率管 A:高频大功率管 图 1.3.1 三极管的外形三极管有两种类型:NPN 型和 PNP 型。主要以 NPN 型为例进行讨论。 2.1.1 晶体管的结构及类型常用的三极管的结构有硅平面管和锗合金管两种类型。二氧化硅eb Nb 发射区 e发射区N P基区 集电区P集电区 P cNc(a)平面型(NPN)e 发射极, b基极, c 集电极。 (b)合金型(PNP)基区图2.1.1a三极管的结构 集电极 c集电区N基极 b集电结 基区 发射结 bcP N发射区符号 发射极 e 图 2.2.1(b) 三极管结构示意图和符号NPN 型e 集电极 c 集电区 P N 基极 bN集电结cN P基区发射结 b发射区发射极 ee符号(b)PNP 型图 2.1.1? 三极管结构示意图和符号 2.1.2 三极管的工作原理1.晶体管的电流分配关系IE=ICn + IBn + IEp = IEn+ IEpICBOICc ICnIC = ICn + ICBORc IBbIBnIB=IEP+ IBN-ICBO ~ IBN-ICBO IE =IC+IBI Cn ? ? IERbIEp eIEnΔiC ?? ΔiEe图2.1.2晶体管内部载流子的运动与电流分配 以 NPN 型三极管为例讨论c N bc三极管若实 现放大,必须从 三极管内部结构 和外部所加电源 的极性来保证。表面看PNb不具备 放大作用e e c N b P P N N三极管内部结构要求: 1. 发射区高掺杂。 2. 基区做得很薄。通常只有 几微米到几十微米,而且掺杂较 少。 3. 集电结面积大。e三极管放大的外部条件:外加电源的极性应使发射 结处于正向偏置状态,而集电结处于反向偏置状态。 实验iB共射极放大电路uBE - e UBB iEb +c+iCuCEUCC表1-1电流单位:mAi iB0 &0.001 &0.0010.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.70 1.50 2.30 3.10 3.95 0.72 1.54 2.36 3.18 4.05CiE 晶体管的共射电流放大系数1、共射直流电流放大系数 IC C1 IB + Rb VBB VCC共发射极接法+C2 RcI C ? I CBO ? ? I B ? I CBO整理可得:TI C ? ? I B ? (1 ? ? ) I CBO ? ? I B ? I CEOIC ? ? IBI E ? 1 ? ?)I B (2、共射交流电流放大系数ICBO 称反向饱和电流ICEO 称穿透电流? ?ΔI C ΔI B? ?? 2.1.3 三极管的特性曲线1. 输入特性曲线 iB=f(uBE)? UCE=const(1) 当uCE=0V时,相当于发射结的正向伏安特性曲线。 (2) 当uCE≥1V时, uCB= uCE - uBE&0,集电结已进入反偏状态,开始收 集电子,基区复合减少,在同样的uBE下 IB减小,特性曲线右移。 iCuCE = 0V uCE ? 1V CEiBuBE - e UBBuBE /V uBE /V 共射极放大电路b +c+uCEUCC 2.输出特性曲线 iC=f(uCE)? IB=const输出特性曲线的三个区域: 饱和区:iC明显受uCE控 放大区:iC平行于u 截止区:iC接近零的CE 制的区域,该区域内, 轴的 区域,曲线基本平行等距。 区域,相当iB=0的曲 一般uCE<0.7V(硅管)。 此时,发射结正偏,集电 线的下方。此时, 此时,发射结正偏,集 结反偏。 uBE小于死区电压, 电结正偏或反偏电压很 集电结反偏。 小。 2.1.4晶体管的主要参数 三极管的参数分为三大类:直流参数、交流参数、极限参数一、直流参数1.共发射极直流电流放大系数?=(IC-ICEO)/IB≈IC / IB ?vCE=const2.共基直流电流放大系数?IC ? ? IEICEO=(1+ ? )ICBO3.集电极基极间反向饱和电流ICBO集电极发射极间的反向饱和电流ICEO 二、交流参数 1.共发射极交流电流放大系数?? =?iC/?iB?UCE=const2. 共基极交流电流放大系数αα =?iC/?iE? UCB=const 3.特征频率 fT?值下降到1的信号频率 三、 极限参数1.最大集电极耗散功率PCM 2.最大集电极电流ICM 3. 反向击穿电压 ? UCBO——发射极开路时的集电结反 向击穿电压。 ? UCEO——基极开路时集电极和发射 极间的击穿电压。 ? U EBO——集电极开路时发射结的反 向击穿电压。 几个击穿电压有如下关系 UCBO>UCEO>UEBO PCM= iCuCE 2.1.5晶体管分立器件的型号命名方法 三极管工作状态的判断[例1]:测量某NPN型BJT各电极对地的电压值如下, 试判别管子工作在什么区域?(1) VC =6V(2) VC =6V (3) VC =3.6VVB =0.7VVB =4V VB =4VVE =0VVE =3.6V VE =3.4V原则:截止放大饱和发射结集电结反偏反偏正偏反偏正偏正偏解:对NPN管而言,放大时VC > VB > VE 对PNP管而言,放大时VC < VB <VE (1)放大区 (2)截止区(3)饱和区 [例2] 某放大电路中BJT三个电极的电流如图所示。IA=-2mA,IB=-0.04mA,IC=+2.04mA,试判断管脚、管型。解:电流判断法。电流的正方向和KCL。IE=IB+ ICC为发射极 B为基极 A为集电极。 管型为NPN管。BAIA IB ICC管脚、管型的判断法也可采用万用表电阻法。参考实验。 例[3]:测得工作在放大电路中几个晶体管三个电极的电位U1、U2、 U3分别为: (1)U1=3.5V、U2=2.8V、 U3=12V (2)U1=3V、 U2=2.8V、 U3=12V (3)U1=6V、 U2=11.3V、 U3=12V (4)U1=6V、 U2=11.8V、 U3=12V 判断它们是NPN型还是PNP型?是硅管还是锗管?并确定e、b、c。解: 原则:先求UBE,若等于0.6-0.7V,为硅管;若等于0.2-0.3V,为锗管。发射结正偏,集电结反偏。 NPN管 UBE>0, UBC<0,即UC > UB > UE 。 PNP管 UBE<0, UBC<0,即UC < UB < UE 。(1)U1 b、U2 e、U3 c NPN 硅 (2)U1 b、U2 e、U3 c NPN 锗 (3)U1 c、U2 b、U3 e PNP 硅 (4)U1 c、U2 b、U3 e PNP 锗 小结两种半导体放大器件双极型半导体三极管(晶体三极管 BJT) 两种载流子导电 单极型半导体三极管(场效应管 FET) 多数载流子导电 晶体三极管 NPN 三区、三极、两结 1. 形式与结构 PNP2. 特点基极电流控制集电极电流并实现放大 放 大 条 件内因:发射区载流子浓度高、 基区薄、集电区面积大 外因:发射结正偏、集电结反偏3. 电流关系 IE = IC + IB IC = ? IB + ICEO IE = (1 + ?) IB + ICEOIE = IC + IB IC = ? IB IE = (1 + ? ) IB 4. 特性iB / ?A80 60iC / mA4饱 3和 区4020210.4 0.8OuBE / VO截止区3 6100 ? A 80 ? A 60 ? A 40 ? A 20 ? A IB = 0 uCE/V9 120.5 V (硅管) 0.1 V (锗管) 工作电压(UBE(on) ) :0.6 ? 0.8 V 取 0.7 V (硅管) 0.2 ? 0.3 V 取 0.2 V (锗管) 死区电压(Uth): 放大区特点: 1)iB 决定 iC100 ? A 80 ? A 60 ? A 40 ? A 20 ? A IB = 0 uiC / mA4饱3 2 1和 区 放大区截止区3 62)曲线水平表示恒流 3)曲线间隔表示受控/VCEO9 12 5. 参数 特性参数 电流放大倍数 极间反向电流 ICM 极限参数 PCM? ? = ? /(1 ? ? ) ? ? = ? /(1 + ? )ICBO ICEO = (1 + ?) ICBOICM iCU(BR)CEOICEO O安 全 PCM 工 作 区 u U(BR)CEO CE 晶体管电路的基本问题和分析方法三种工作状态判断导通还是截止: 以 NPN为 例: UBE & U(th) 则导通UBE & U(th) 则截止 状态放大电流关系 I C = ? IBI C ? ? IB ICS = ? IBS IB & 0, IC = 0条件饱和 临界 截止发射结正偏 集电结反偏 两个结正偏 集电结零偏 两个结反偏 判断饱和还是放大: 1. 电位判别法 NPN 管UC & UB & U E UE & UC ? U B放大 饱和 放大 饱和PNP 管 2. 电流判别法UC & UB & UE UE & UC ? U BIB & IBS 则放大 IB & IBS 则饱和 I CS VCC ? U CE(sat) I BS ? ? ? ? ( RC ? RE ) 2.2 基本共射极放大电路引子:放大的概念和电路主要指标1. 放大的概念电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大 的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络 (二端口)表示,如图:uiAuuo放大电路放大的本质是能量的控制和转换。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.放大电路的性能指标放大电路示意图图2.2.2放大电路示意图 3.放大倍数表示放大器的放大能力根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求, 放大器可分为四种类型,所以有四种放大倍数的定义。 (1)电压放大倍数为: (2)电流放大倍数为: (3)互阻放大倍数为: (4)互导放大倍数为: Auu=UO/UI(重点)Aii=IO/IIAui=UO/II Aiu=IO/UI本章重点研究电压放大倍数:? Auu 4.输入电阻 ri放大电路一定要有前级(信号源)为其提供信号, 那么就要从信号源取电流。 输入电阻是衡量放大电路从其前级取电流大小的 参数。输入电阻越大,从其前级取得的电流越小, 对前级的影响越小。 Ii US ~UiAuri=ui / ii一般来说, ri越大越好。Why? 5.输出电阻 ro? Uo 从放大电路输出端看进去的等效电阻。ro ? ? Io? U S ?0 RL ? ?? 输入端正弦电压 U i ,分别测量空载和输出端接负载 ?? ? RL 的输出电压 U o 、U 。o?? U o RL ? Uo ? Ro ? RL?? Uo ro ? ( ? 1) RL ? Uo输出电阻愈小,带载能力愈强。 6.通频带Au 放大倍数 随频率变 化曲线Aum 0.7AumfL 下限截 止频率通频带: fbw= fH – fL上限截 fH 止频率f通频带越宽,表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。 2.1共射放大电路2.2.1 共射放大电路的组成及各元件作用T:NPN 型三极管,为放大元件; VCC:为输出信号提供能量; RC:当 iC 通过 Rc,将 电流的变化转化为集电极 电压的变化,传送到电路 T 的输出端; VBB 、Rb:为发射结提 供正向偏置电压,提供静 图 2.2.1 基本共射放大电路 态基极电流(静态基流)。 放大电路的组成原则1.必须有为放大管提供合适Q点的直流电源。 保证晶体管工作在放大区。 2.电阻适当,同电源配合,使放大管有合适Q点。 3.输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。 对于晶体管能产生△uBE,从而改变输出回路的电流, 放大输入信号。 4.当负载接入时,必须保证放大管的输出回路的动态 电流能够作用于负载,从而使负载获得比输入信号 大得多的信号电流或信号电压。 放大电路中电压、电流的方向及符号规定1.电压、电流正方向的规定(关联正方向) 2.电压、电流符号的规定 A.直流分量 IC ,IB ,IE(大写字母大写下标) B.交流分量 ic, ib, ie (小写字母小写下标) C.交直流叠加 iB= IB + ib(小写字母大写下标) D.交流有效值Ui(大写字母小写下标) 2.2.2基本共射极电路的分析 分析 放大 电路{静态工作情况 动态工作情况确定静态工作点 研究放大电路的性能指标1.静态分析:当输入信号为0 (ui=0) ,放大电路只有直流 Rb RC C2 + 电源VCC作用,各处的电压 C1 I + B T IC 和电流都是直流量。 + 静态分析:又称为直流分析, ui 所以要用直流通路进行分析。 _B+VCC+IIER u0L_ 直流通路及静态工作点直流通路:电容相当于开路电感相当于短路+VCC RC Rb C1 IB ++ IC T IE+VCCC2+RbRCIBT+ ui _IC IERL u0_ 共发射极放大电路的直流通路和静态工作点+VCCQ Q静态时IB、IC、UBE、UCE代表着输入输出特性曲 线上的一点,称为静态工作点,记为Q。 静态工作点的分析有两种方法 :?估算法?图解法 1)估算法确定静态工 作点输入回路 VCC ? IBRb ? UBEVCC ? UBE VCC IB ? ? Rb Rb+VCC RbIBRCIC+ IE uCE _BJT的电流分配关系IC ? ?IB输出回路UCE ? VCC ? ICRC 2)图解法确定静态工作点第一步:作直流负载线 N点VCC第二步:求静态工作点Q0直流负载线与 i B = I B 对 应的那条输出 特性曲线的交 点 Q,即为静 态工作点。连接 MN由uCE=VCC-iCRCM点直流负载线令 iC=0时,uCE=VCC,得M点(VCC,0) 令 uCE=0时,ic= VCC/RC,得N点(0,VCC/RC) 例:试用估算法和图解法求共发射极放大电路的静 态工作点,已知电路中的三极管 β =37.5 , 直流 通路,输出特性曲线如图所示。 解:(1) 用估算法VCC 12V IB ? ? Rb 300 K? ? 0.04mA ? 40 ?AI C ? ? I B ? 37.5 ? 0.04mA ? 1.5mAU CE ? V CC - I C R C ? 12 -1.5 ? 4 ? 6V (2)用图解法u CE = V CC - i C R C = 12 - 4 i C 连接 MN 即直流负载线 得 M 点 (12 , 0) N 点 (0 , 3)N点Q 40μA直流负载线与 i B = I B 对应的那条输出特性曲线 的交 点 Q,即为静态工 作点。0M点 电路参数对静态工作点的影响与RB无关 与RB有关直流负载线方程uCE=VCC-iCRC静态基极电流IB=(VCC-UBE)/Rb?RB增大时,IB减小,Q点降低,三极管趋向于截止。 ?RB减小时,IB增大,Q点抬高,三极管趋向于饱和。此时三极管均会失去放大作用 直流负载线方程uCE=VCC-iCRC 静态基极电流IB=(VCC-UBE)/Rb与RC有关 与RC无关?RC增大时,IB不变,直流负载线斜率减小 M点(VCC,0) N点(0,VCC/RC)直流负载线 以M点为中心 逆时针旋转 2.动态分析方法:图解法和微变等效电路法+VCC (+12V) RC I C +△I C 3 T 2 U CE +△U CE +UO各电压、电流的波形 uiO iB IBQ O iC ICQtRb VBBUI1I B +△I B U BE +△U BE-tu BE ? U BEQ ? ube 基本共射放大电路的电压放 大作用是利用晶体管的电流 iB ? I BQ ? ib 放大作用,并依靠RC将电流 iC ? I CQ ? ic 的变化转化成电压的变化来 uCE ? U CEQ 实现的。(反相) ? u ceuCEUCEQ O uoOtt tO 1)用图解法分析动态工作情况 动态:放大电路的输入端接入输入信号ui后的工作状 态,放大电路在输入电压ui和直流电源Vcc共同作用下 工作,电路中既有直流分量,又有交流分量。 特点:交、直流共存于同一电路中,各极的电流和各 极间电压都在静态值的基础上叠加一个随输入信号ui 作相应变化的交流分量。 分析:?用交流通路来分析各交流量的变化规律和动态性能。?用直流通路来分析静态值,即静态工作点Q。 用图解法分析 动态工作情况ui +VCC 置 C2 零 短 路 RL RbRC RLuoRb C1RC短 ui 路uo电容短路 电感开路 直流电源对公共端短路 用图解法分析动态工作情况1.根据ui波形在输入特性曲线上求iBibiBQui ? Uim sin ?tuBE ? UBE ? ui静态工 作点? UBE ? Uim sin ?tiB ? IB ? ib ? IB ? Ibm sin ?tuBE假设在静态工 作点的基础上 ,输入一微小 的正弦信号 uiuI 2.作交流负载线 交流量ic和uce有如下关系:交流负载 电阻uce ? ?ic( RC // RL) ? ?icR?L交流负载线的作法:①uCE与iC的关系 斜率为 -1/R’LuCE ? UCE ? uce ? UCE ? iCR?L②经过Q。 方法⑴先作出直流负载线 MN ,确定 Q 点。: ⑵在 u CE 坐标轴上,以 U CE 为起点向正方向 取一段 I C R’ L 的电压值,得到 C 点。 ⑶过 CQ 作直线 CD ,即为交流负载线,iCD交流负载线 直流负载线 Q IBC VCCuCEI C R’ L 3.由输出特性曲线和交流负载线求ic和uce波形iCicic ? IC ? ic ? IC ? Icm sin ?tibuCE ? UCE ? uce ? UCE ? ucem sin(?t ? 180 0 )u 0 ? uce ? ucem sin(?t ? 180 0 )uCE uceUce与Ui反相! 放大电路图解分析法总结在三极管的输入、输出特性曲线上直接用作图的方 法求解放大电路的工作情况。一、静态工作点的分析1. 先用估算的方法计算输入回路 IBQ、 UBEQ。 2. 用图解法确定输出回路静态值。 方法:根据 uCE = VCC ? iCRc 式确定两个特殊点当 iC ? 0 时,uCE ? VCC 当 uCE VCC ? 0 时,iC ? Rc 输出回路iC ? 0,uCE ? VCC uCE VCC ? 0,iC ? RC输出特性Q 直流负载线由静态工作点 Q 确 定 的 ICQ、 UCEQ 为静态值。 【例】图示单管共射放大电路及特性曲线中,已知 Rb = 280 k?,Rc = 3 k? ,集电极直流电源 VCC = 12 V, 试用图解法确定静态工作点。 解:首先估算 IBQRb 12 ? 0.7 ?( )mA ? 40 μA 280 做直流负载线,确定 Q 点 IBQ ? VCC ? U B EQT根据 UCEQ = VCC – ICQ Rc iC = 0,uCE = 12 V ; uCE = 0,iC = 4 mA . iC /mA4 380 ? A60 ? A静态工作点 40 ? A2 1 0Q20 ? A M2 4 6 8 10 12iB = 0 ? AuCE /V由 Q 点确定静态值为: IBQ = 40 ? ,ICQ = 2 mA,UCEQ = 6 V. A 二、 电压放大倍数的分析1. 交流通路的输出回路 输出通路的外电路是 Rc 和 RL 的并联。2. 交流负载线iC / mA交流负载线 静态工作点交流负载线斜率为:? 1 ? ,其中 RL ? RC // RL ? RLO IBQuCE /V 3. 动态工作情况图解分析iB60 4020iB / ? AQ?iB0uBE/V t0 00.68 0.7 0.72?uBEuBE/V UBEt(动画3-1) iC / mA iC / mA4交流负载线 80 60ICQ?iC 2QIB = 4 0 ?A20 直流负载线 00t0 04.5?uCE67.5912 uCE/VuCE/V t UCEQ输出回路工作 情况分析 ΔuO ΔuCE ? ΔuI ΔuBE 【例】用图解法求图示电路电压放大倍数。输入、输 出特性曲线如右图,RL = 3 k? 。4. 电压放大倍数Au ?解: 求 RL 确定交流负载线 ?R? ? RC // RL ? 1.5 k? L取 ?iB = (60 – 20) ?A = 40??A 则输入、输出特性曲线上有 ?uBE = (0.72 – 0.68) V = 0.04 V ?uCE = (4.5 – 7.5) V = ? 3 VΔ uCE Au ? Δ uB E图 (a) ?3 ? ? ?75 0.04T 补充知识:图解分析Q点的位置对放大质量的影响(1)非线性失真的分析 1. 静态工作点 过低,引起 iB、iC、 uCE 的波形失真 —— 截止失真 结论:iB 波形失真iB / ? AiB / ? Aib IBQOQ t OOuBE/V uBE/Vtui(动画3-2) iC 、 uCE (uo )波形失真iC / mA iCNPN 管截止失真时 的输出 uo 波形。 uo 波形顶部失真QtO OICQOUCEQuCE/V uCE/Vtuo = uce 2. Q 点过高,引起 iC、uCE的波形失真—饱和失真iC iC / mA ib(不失真) NPN 管 uo波形ICQQIB = 0 Ot OOUCEQuCE/VuCE/Vtuo = uceuo 波形底部失真 总结:用图解法分析电路参数对静态工作点的影响 (1) 改变 Rb,保持 VCC ,Rc ,? 不变;iC(2)改变 VCC,保持 Rb, Rc ,? 不变;iCQ3 Q1 OIBQ2uCEQ2Q1 OIBuCERb 增大, Q 点下移; Rb 减小, Q 点上移;升高 VCC,直流负载线平 行右移,动态工作范围增大, 但管子的动态功耗也增大。 3. 改变 Rc,保持 Rb, VCC ,? 不变;iC4. 改变 ?,保持 Rb,Rc , VCC 不变;iCQ1 Q2 OIBOQ2Q1uCEIB图 (c)图 (d)uCE增大 Rc ,直流负载 线斜率改变,则 Q 点向 饱和区移近。增 大 ? , ICQ 增 大 , UCEQ 减小,则 Q 点移近饱 和区。 图解法小结1. 能够形象地显示静态工作点的位置与非线性 失真的关系; 2. 方便估算最大输出幅值的数值; 3. 可直观表示电路参数对静态工作点的影响;4. 有利于对静态工作点 Q 的检测等。 例:已知电路、直流负载线MN和静态工作点Q如图所示。 (1)试绘出该电路的交流负载线。 (2)当输出端不接负载时,该电路的交流负载线如何?iCDR?L ? RC // RL ? RCQ交流负载线与 IB直流负载线重合C VCC解:(1)交流负载电阻R?L ? RC // RL ? 1/ 2RCuCEI C R’ L在输出特性曲线上取点C0C ? UCE ? ICR' L ? 6V ? 1.5mA ? 2k? ? 9V连接CQ并延长与纵轴交于D,则CD为交流负载线。 放大电路如图所示。已知BJT的 ? =80, Rb=300k, Rc=2k, VCC= +12V, 求:(1)放大电路的Q点。此时BJT工作在 哪个区域? (2)当Rb=100k时,放大电路的Q点。此 时BJT工作在哪个区域?(忽略BJT的饱 和压降) V ? U BE 12V I BQ ? CC ? ? 40uA 解:(1) Rb 300k例题共射极放大电路I C ? ? ? I B ? 80 ? 40uA ? 3.2mAU CEQ ? VCC ? Rc ? I C ? 12V - 2k ? 3.2mA ? 5.6V静态工作点为Q(40uA,3.2mA,5.6V),BJT工作在放大区。 V 12V I B ? CC ? ? 120uA I C ? ? ? I B ? 80 ? 120uA ? 9.6mA (2)当Rb=100k时, Rb 100kU CEQ ? VCC ? Rc ? I C ? 12V - 2k ? 9.6mA ? ?7.2VUCEQ不可能为负值,VCC ? U CES 12V ? ? 6mA Rc 2k其最小值也只能为0,即IC的最大电流为:I CM ?此时,Q(120uA,6mA,0V), 由于 ? ? I B ? I CM所以BJT工作在饱和区。 第四讲? ? ??? ? ? ? ? ? ?一、讲授内容 2.1共射级放大电路——微变等效电路法 二、教学目的及要求(学生掌握、了解的要点) 熟练掌握微变等效电路法,理解BJT的h参数等效模型,学会 用微变等效电路法求解放大电路的动态参数。 三、教学重点 晶体三极管的h参数等效模型及放大电路输入电阻、输出电阻 与电压放大倍数的计算; 四、教学难点 1、放大电路的微变等效电路的画法; 2、放大电路输入电阻、输出电阻与电压放大倍数的计算; 五、本讲计划学时及时间分配 2学时 微变等效电路法(第四讲)晶体管在小信号(微变量)情况下工作时,可以在静态工作点附近的小范围内用直线段近似地代替三极管的 特性曲线,三极管就可以等效为一个线性元件。这样就 可以将非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个 线性电路。 研究的对象仅仅是变化量 一、微变等效条件 信号的变化范围很小 1. H(hybrid)参数的引出 输入、输出特性如下:iB bciCiB=f(vBE)? vCE=const iC=f(vCE)? iB=const可以写成:vBE ? f ( iB , vCE )vBEevCEiC ? f ( iB , vCE )BJT双口网络在小信号情况下,对上两式取全微分得dvBE ? ?vBE ?iBVCE ? diB ??vBE ?vCEIB? dvCE?iC diC ? ?iBVCE?iC ? diB ? ?vCEIB? dvCE用小信号交流分量表示 vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce 2. H参数的物理意义其中:h ie h11e ? ?vBE ?iBVCEvbe= h11eib+ h12evce ic= h21eib+ h22evceUbe= h11eIb+ h12eUce Ic= h21eIb+ h22eUce输出端交流短路时的输入电阻; 输出端交流短路时的正向电流传输比或电 流放大系数; 输入端交流开路时的反向电压传输比;h fe h21e ?h re h12e ? h oe h22e ??iC ?iBVCE?vBE ?vCE ?iC ?vCEIBIB输入端交流开路时的输出电导。四个参数量纲各不相同,故称为混合参数。hybrid (H参数) 3. H参数小信号模型 根据 vbe= h11eib+ h12evcec iB vBE eBJT双口网络iCic= h21eib+ h22evce可得小信号模型bvCEib h11e ic ? H参数都是小信号参数,即微变参数或交流参数。 h21eib ? H参数与工作点有关,在放大区基本不变。 vbe h12evce vce h22e ? H参数都是微变参数,所以只适合对交流信号的分析。BJT的H参数模型 4. 简化的H参数等效模型一般采用习惯符号即 rbe= h11euT = h12e? = h21erce= 1/h22eib hie vbe hrevce hfeibic hoe vce则BJT的H参数模型为 ? uT很小,一般为10-3?10-4 , ? ? ib 是受控源 ,且为电流 ? rce很大,约为100k?。故一 控制电流源(CCCS)。 ?般可忽略它们的影响,得到 电流方向与ib的方向是关联 简化电路 的。ib rbe vbe uT vceic? ibrce vce ? ? 一般用测试仪测出; ? rbe 与Q点有关,可用图5. H参数的确定示仪测出。一般也用公式估算 rbe rbe= rb + (1+ ? ) re 对于低频小功率管 而 rb≈(100-300)?(T=300K)VT (mV) 26(mV) re ? ? I EQ (mA) I EQ (mA)则26( mV) rbe ? 200? ? (1 ? ? ) I EQ ( mA) 共射放大电路动态参数的分析电路动态参数的分析就是 求解电路电压放大倍数、 输入电阻、输出电阻。 解题的方法是:作出h参数的交流等效电路图2.2.5共射极放大电路? Ibv? Vi i Rb? Ic ? IbRc? RL VO(动画3-7) 1. 求电压放大倍数(电压增益)? IbVi v? i? Ic ? IbRc? RL VORb根据? ? Vi ? I b ? rbe? ? Ic ? ? ? Ib? ? VO ? ? I c ? ( Rc // RL )则电压增益为? ? VO ? I c ? ( Rc // RL ) ? *** ? ? ? ? Vi I b ? rbe ? ? ? ? I b ? ( Rc // RL ) ? ? ( Rc // RL ) ????? ?? ? ?r I rb be be(可作为公式) 2. 求输入电阻? Ii? I?b IbRb Rb Ri? ? I I cc ??b R c IIb R c? Vi RLV ?O Ri ? I ? Rb // rbe V ? RL ?O iRo? V?ii V? Uo 3. 求输出电阻 Ro ? ? U? ?0 I o R ?? ? ? 令 Vi ? 0 Ib ? 0S L? ? ? Ib ? 0所以Ro = Rc 4.当信号源有内阻时:求Ri为放大电路的 输入电阻. UO = . Ui. Ui . Us 例如图,已知BJT的β =100,UBE=-0.7V。 (1)试求该电路的静态工作点; (2)画出简化的小信号等效电路; (3)求该电路的电压增益*** , 输出电阻Ro、输入电阻Ri。 解(1)求Q点,作直流通路VCC ? U BE ? 12 ? (?0.7) IB ? ? ? ?40uA Rb 300K I C ? β I B ? 100 ? (?40) ? ?4mA U CE ? VCC ? I C Rc ? ?12 ? 4 ? 2 ? ?4VIBICUCE 2. 画出小信号等效电路 3. 求电压增益rbe ? 200? ? (1 ? ? ) 26( mV) I EQ ( mA)=200+(1+100)26/4=865欧I?c U O ? I?c ? ( Rc // RL )I?b ? *** ? ? Ui I?b ? rbe v?i ? VUi Rb I?b Rc RL V o U ? ? ? I?b ? ( Rc // RL ) ? ? ( Rc // RL ) ????? ?? ? ?155.6 I?b ? rbe rbeiO 4. 求输入电阻? IiI?bRb? Ic I?b Rc? RL Vo UOUi Ri ? ? Rb // rbe ? Ii ? 865?? V ii URi5. 求输出电阻Ro = Rc = 2K 等效电路法的步骤(归纳)1. 首先利用图解法或近似估算法确定放大电路 的静态工作点 Q 。 2. 求出静态工作点处的微变等效电路参数 ? 和 rbe 。 3. 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,然后画出放大电路其余部分的交 流通路。 4. 列出电路方程并求解。 复习:用解析式求基极电流,1.如何用图解法求静态工作点?作直线UCEQ = VCC – ICQRc与 BJT输出特性曲线的交点。2.NPN管共射放大电路Q点设置太低,输出电压将会如何? 如何调节? 3.直流通路、交流通路如何绘制? 4.共射放大电路静态、动态分析包括哪些参数?5.为什么要稳定静态工作点?如何稳定? 第五讲? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ?一、讲授内容 2.3射极偏置放大电路 二、教学目的及要求(学生掌握、了解的要点) 1.掌握内容 掌握射极偏置电路的工作原理及其静态和动态分析! 2.了解内容 了解静态工作点稳定的必要性;了解稳定静态工作点的措施 三、教学重点 射极偏置电路的分析。 四、教学难点 1、稳定静态工作点的原理和措施; 2、射极偏置电路Q的估算和动态参数的计算; 五、本讲计划学时及时间分配 2学时 2.3.1温度对放大电路静态工作点的影响三极管是一种对温度十分敏感的元件。温度变化对管 子参数的影响主要表现有: 1. UBE 改变。UBE 的温度系数约为 –2 mV/?C,即温度 每升高 1?C,UBE 约下降 2 mV 。 2. ? 改变。温度每升高 1?C, ? 值约增加 0.5% ~ 1 %, ? 温度系数分散性较大。 3. ICBO 改变。温度每升高 10?C ,ICBQ 大致将增加一 倍,说明 ICBQ 将随温度按指数规律上升。动画avi\3-8.avi 温度升高将导致 IC 增大,Q 上移。波形容易失真。iCVCC RCT = 20 ?CQ?T = 50 ?CQ OiBVCCuCE图晶体管在不同环境温度 下的输出特性曲线 其他稳定静态工作点的措施I / mAI Rb IB– 5015Rb2– 2510 5–0.01 0 0.2 –0.02 0.4+U/Vvi-DIDRb1图:静态工作点稳定电路a利用二极管的反向特性进行温度补偿 b利用二极管的正向特性进行温度补偿 2.3.2典型的静态工作点稳定电路——射极偏置 放大电路稳定Q点常引入直流负反馈或温度补偿的方法 使IBQ在温度变化时与ICQ产生相反的变化。 一、电路组成和Q点稳定原理 +VCCRb2 Rb1T+ReRb2 C1 +ReRc + C2+ uo?ui Rb1?RL + Ce图 a直接耦合的静态工作点稳定电路a图 b阻容耦合的静态工作点稳定电路b 1.工作原理+VCC 由于 IR && IBQ, 可得(估算)Rb2 IR C1 IB +UBRb1 U BQ ? VCC Rb1 ? Rb2所以 UBQ 不随温度变化,Rc C + 2 IC UE RL + Ce+ uo?+ui Rb1?IE Re图 b1阻容耦合的静态工作点稳定电路T ? ? ICQ ? ? IEQ ? ? UEQ ? ? UBEQ (= UBQ – UEQ) ? ? IBQ ? ? ICQ ? ——电流负反馈式工作点稳定电路 2.静态工作点的估算由于 IR && IBQ, 可得(估算)Rb1 U BQ ? VCC Rb1 ? Rb2U EQ U B Q ? U B EQ 则 I CQ ? I EQ ? ? Re ReU CEQ ? VCC ? I CQ Rc ? I EQ Re ? VCC ? I CQ ( Rc ? Re )静态基极电流Rb2IBQ IR ICQRb1IEQIB Q ?I CQ? 3.动态参数的估算+VCC +VCC RRc c RRb2 i b2 + C2 + + R C1 iB iC + ++ RRL uouo iE L uiui RRb1 b1 + C RRe e e?? ??? ? ? ? ? RL Au rbe? RL ? Rc // RLRi ? rbe // Rb1 // Rb2 Ro ? Rc? Icb +i? Ibc+RcRL? Uo? URb1Rb2rbe? ?I b?e? 第六讲? ??? ? ??? ? ? ? ? ? ?一、讲授内容 2.4 共集放大电路与共基放大电路 二、教学目的及要求(学生掌握、了解的要点) 1.掌握内容 熟练掌握基本共集放大电路;掌握基本共基放大电路; 2.了解内容 了解三种放大电路基本接法的比较;了解共射-共基放大电路; 了解共集-共基放大电路;三、教学重点 1、共集和共基放大电路的性能指标计算; 2、三种接法放大电路的特点及应用场合; 四、教学难点 1、共集和共基放大电路微变等效电路的画法; 2、共集和共基放大电路微变等效电路的输入、输出电阻计算; 五、本讲计划学时及时间分配 2学时 引子:晶体管单管放大电路的三种基本接法共射组态 CE+ C1 +? UiT Re VEE Rc+C2+RL VCC? UO_共射极放大电路_Rb C1 ++VCC C2 + RL共基组态 CBRS共集组态 CC? + Us ~?Re? Uo?+ 2.4 共集放大电路与共基放大电路 2.4.1 基本共集放大电路一、电路的组成信号从基极输入, 从发射极输出 RS? + Us ~?Rb C1 + Re+VCCC2 + RL+ ? Uo?图 2.4.1基本共集放大电路 二、静态工作点由基极回路求得静态基极电流VCC ? U BEQ I BQ ? Rb ? (1 ? ? ) Re则I CQ ? ? I BQRS? USRb C1 + ++VCC C2 + +U CEQ ? VCC ? I EQ Re ? VCC ? I CQ Re~?ReRL? UO?图 2.4.1共集电极放大电路 三、电流放大倍数? ? Ii ? Ib? ? I o ? ? I e 所以? RS? ? I i b Ib +erbe? Ie+? Io? Io ? Ai ? ? Ii?? US ~ ? Ie ? ? ? ? ? ? ?(1 ? ? ) Ib? + U i_? ? Ibc? UO? Ic _? Re图2.4.2交流等效电路? Uo (1 ? ? ) Re? ? ? Au ? ? ? ? ? ? Uo ? I e Re ? (1 ? ? ) I b Re ? U i rbe ? (1 ? ? ) Re? ? ? ? ? ? ? ? U i ? I b rbe ? I e Re ? I b rbe ? (1 ? ? ) I b Re ? Re ? Re // RL结论:电压放大倍数恒小于 1,而接近 1,且输出电 压与输入电压同相,又称射极跟随器。四、电压放大倍数 五、输入电阻? ? ? ? U i ? I b rbe ? I e Re? RS? ? I i b Ib +erbe? Ie+? Io? Ui ? ri ? ? rbe ? (1 ? ? ) Re ? Ii?? US ~ ??? + U i_? ? Ibc? UO? Ic _? ReRi图2.4.2交流等效电路输入电阻较大。 六、输出电阻? ? U o ? ? I b ( rbe ? Rs? ) 式中 Rs? ? Rs // Rb如输出端无发射极电阻Re? Uo ro ? ? Io? U S ?0 RL ? ?b? Ibrbee? Ie? Io+? RS? ? Ib ? IccRe而 所以? ? ? I o ? ? I e ? ?(1 ? ? ) I b ? U o rbe ? Rs? ro ? ? ? I 1? ?o_~? UORo图 2.4.3 共集放大电路的输出电阻如输出端加上发射极电阻Rerbe ? Rs? ro ? Re // 1? ?输出电阻低,故带载能力比较强。 2.4.2 共基极放大电路C1 +? UiT Re VEE(a)原理电路+ RcC2 +C1 ++ Rb2C2 ++? U i Re+RL VCC? UO+ Cb Rb1Rc ? RL U OVCC ____(b)实际电路图 2.4.5共基极放大电路VEE 保 证 发 射 结 正 偏 ; VCC 保证集电结反偏;三极管 工作在放大区。实际电路采用一个电 源 VCC ,用 Rb1、Rb2 分 压提供基极正偏电压。 2.4.2 共基极放大电路ReT+ Rc? UORe +? UiT+ Rc? UO+? Ui_VBBVCC(a)电路__(b)交流通路_图 2.4.6共基极放大电路VEE 保 证 发 射 结 正 偏 ; VCC 保证集电结反偏;三极管 工作在放大区。 一、静态工作点(IBQ , ICQ , UCEQ)ReT+? UOI EQ ? I BQ ? U CEQVBB ? U BEQ Re I EQ 1? ? ? U CQ ? U EQ ? VCC ? I CQ RC ? U BEQ(a)直流通路Rc VBBVCC_ 二、电压放大倍数微变等效电路 由图可得:? ?? Iee Re? Ib? ICc? ? Ib+? Ui+ RC? UOrbe__Au ?Uo??I C RC I e Re ? Ib rbe? ??? RCrbe ? (1 ? ? ) Reb交流等效电路UiU i U i I e Re ? I b rbe rbe Ri ? ? ? ? Re ? Ii Ie Ie 1? ? R0 ? RC试讨论Re为零时的放大倍数 ? Iee Re? Ib? ICc? ? Ib++ RC? UO三、电流放大倍数? Uirbe b__由微变等效电路可得,共基极放大电路没有电流放大作用, 因为:输入电流 Ii=Ie,输出电流 IO=IC,Ai= IO/Ii= Ic /Ie =a但是具有电压放大作用。电压放大倍数与共射电路相等, 但没有负号,说明该电路输入、输出信号同相位。 四、输入电阻? ? rbe U i U i I e Re ? I b rbe ri ? ? ? ? Re ? ? ? Ii Ie Ie (1 ? ? ) 若Re为零 rbe 则:ri ? 1? ?五、输出电阻ro ? RC 2.4.3三极管放大电路三种基本组态的比较 表2-4-1 三种基本组态的比较组态 性能 共 射 组 态+VCC共 集 组 态+VCC + Re C2 RL? UO?共 基 组 态C1 + +? U i Re电RbC1 + +? Ui?Rc+C2 RLC1? UO?Rb++ C2 + Rb2? RL U O路++? Ui?+_+ CbRb1VCC _? Ai? Au大 ? (几十 ~ 一百以上)大 1? ? (几十 ~ 一百以上) 小(小于、近于 1 )小?大(十几 ~ 一几百)?? ?RL rbe? (1 ? ? ) Re ? rbe ? (1 ? ? ) Re大(数值同共射 电路,但同相)? ?RL rbe 表2-4-1 三种基本组态的比较组态 性能 共 射 组 态 共 集 组 态 共 基 组 态Ri中 (几百欧~几千欧)rbe大 (几十千欧以上)? rbe ? (1 ? ? ) Re小 (几欧 ~几十欧) rbe 1? ?Ro小 大 中 (几十千欧~几百千欧) (几欧 ~ 几十欧) (几百千欧 ~几兆欧) rce? rbe ? Rs 1? ?较好(1 ? ? )rce好频率 响应差 例 如图属于何种组态?其输出电压的波形是否正确? 若有错,请改正。R1 Reuo ui ui解共集电极组态+R3uo不正确。R2-Vcc共集电极电路特点: ◆ 电压增益小于1但接近于1, UO与Ui同相。 ◆ 输入电阻大,对电压信号源衰减小 ◆ 输出电阻小,带负载能力强 例 电路如图题所示,BJT的 电流放大系数为β ,输入电阻为rbe, 略去了偏置电路。试求下列三种情况下 的电压增益***、输入电阻Ri和输出电阻RORc b c T e + vs1 Re + vs2 -①vs2=0,从集电极输出; ②vs1=0,从集电极输出; ③vs2=0,从发射极输出。解 ①共发射极接法? Vo ? ? ? I?b Rc ? ? Rc ? ? ? *** ?? ? I? [r ? (1 ? ? ) R ] r ? (1 ? ? ) R Vi b be e be e? Vi Ri ? ? rbe ? (1 ? ? ) Re ? IiRo ? Rcb rbe Ie Ib e Re+ vi -c β Ib+ Rc vo - vs1=0,从集电极输出Re+ vs2 Re e + vs2 Ie rbee T bc Rc②共基极组态b vs1 +Rc c T e Re + v - s2+vo -β Ib c Ib b Rc + vo -? Vo ? ? ? I?b Rc ? ? Rc ? ? ? *** ? ? Vi ? I?b [rbe ? (1 ? ? ) Re ] rbe ? (1 ? ? ) Re? r Vi Ri ? ? Re ? be ? Ii ? ?1R o ? RC vs2=0,从发射极输出 ③共集电极组态 b vs1 + Rc c T e Re + vs2 vs1+ -cb e Re + vo Rc+ vs1 -Ib rbebcβ Ib Rc e + Re Ie vo -Ic? Vo ( ? ? 1) ? I?b Re ( ? ? 1) ? Re ? ? ? *** ? ? ? Vi I b [rbe ? (1 ? ? ) Re ] rbe ? (1 ? ? ) Re? Vi Ri ? ? rbe ? (1 ? ? ) Re ? Iirbe Ro ? Re // ? ?1 晶体管基本放大电路的派生电路(选修)复合管放大电路(放在功放电路中讲)一、复合管的组成及其电流放大系数复合管的构成: 由两个或两个以上三极管组成。 1.复合管共射电流放大系数 ? 值因为 ΔiC ? ? ΔiB Δ iB ? Δ iB1biB iC1 T1ciC iC2+ iB1uBE由图可见 Δ iC ? Δ iC1 ? Δ iC2 ? ? 1Δ iB1 ? ? 2Δ iB 2iE1 = iB2T2iEeΔ iB 2 ? Δ iE1 ? (1 ? ?1 )Δ iB1 则Δ iC ? ? 1Δ iB1 ? ? 2 (1 ? ? )Δ iB1 ? ( ? 1 ? ? 2 ? ? 1 ? 2 )Δ iB 2ΔiC 所以    ? ? ? ?1 ? ? 2 ? ?1? 2 ? ?1? 2 ΔiBciC1 T1iC2.复合管输入电阻 rbe 其中Δ uB E ? Δ iB1rbe1 ? Δ iB 2 rbe2 ? Δ iB1[rbe1 ? (1 ? ? 1 )rbe2 ]Δu rbe ? B E ? rbe1 ? (1 ? ? 1 )rbe2 Δ iBbiB+ iB1uBEiC2iE1 = iB2T2 iE所以e显然,?、rbe 均比一个管子 ?1、rbe1 提高了很多倍。 3.构成复合管时注意事项(1). 前后两个三极管连接关系上,应保证前级输 出电流与后级输入电流实际方向一致。(2). 外加电压的极性应保证前后两个管子均为发 射结正偏,集电结反偏,使管子工作在放大区。 复合管的接法c ? cb?T1T2bT1T2(a) NPN 型e 图 2.6.1(b) PNP 型?e复合管? c?bT1cT2T2b?T1(c) NPN 型e(d) PNP 型?e图 2.3.1复合管? 结论1. 两个同类型的三极管组成复合管,其类型与原来相同。复 合管的 ? ? ?1 ?2,复合管的rbe = rbe1 +(1+?1 )rbe2 。 2. 两个不同类型的三极管组成复合管,其类型与前级三极管 相同。复合管的 ? ? ?1 ?2,复合管的 rbe = rbe1 +(1+?1 ) rbe2 。3. 在集成运放中,复合管不仅用于中间级,也常用于输入级 和输出级。优点可以获得很高的电流放大系数 ? ; 提高中间级的输入电阻; 提高了集成运放总的电压放大倍数。 二、复合管共射放大电路阻容耦合复合管共射放大电路电压放大倍数与没用复合管时相当,但输入电阻大大增 加,增强了电流放大能力。 三、复合管共集放大电路阻容耦合复合管共集放大电路复合管共集放大电路使输入电阻大大增加,输出电阻大大减小。 第七讲? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??一、讲授内容 2.5多级放大电路 二、教学目的及要求(学生掌握、了解的要点) 1、单管放大电路的局限性和多级放大电路的提出 2、多级放大电路的基本耦合方式及其特点 3、直接耦合多级放大电路静态工作点的设置 4、直接耦合多级放大电路的零点漂移问题 5、多级放大电路的静态分析 6、多级放大电路的动态分析 1.掌握内容 掌握多级放大电路的动态分析方法 2.了解内容 了解直接耦合与阻容耦合;了解变压器耦合; 三、教学重点 1、多级放大电路的耦合方式及其特点、直接耦合放大电路静态工作点的设置; 2、两级阻容耦合电路的动态分析; 四、教学难点 1、直接耦合放大电路静态工作点的设置; 2、多级放大电路的动态分析方法; 五、本讲计划学时及时间分配 2学时 2.5 多级放大电路2.5.1 多级放大电路的级间耦合方式?多级放大电路的组成可用图2-5-1所示的框图来表示。?其中,输入级和中间级的主要作用是实现电压放大,输出级的主要作用是功率放大,以推动负载工作。?在多级放大电路中,通常把级与级之间的连接方式称为耦合方式。级与级之间耦合时,需要满足:?(1) 耦合后,各级放大电路的静态工作点合适;下一页 返回 2.5 多级放大电路? ? ? ?(2) 耦合后,多级放大电路的性能指标满足实际工作要求; (3) 前一级的输出信号能够顺利地传输到后一级的输入端。 一般常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。 1) 阻容耦合:放大电路级与级之间通过电容连接的耦合方式称为阻容耦合。如图2-5-2所示,?阻容耦合多级放大电路的特点:上一页 下一页 返回 2.5 多级放大电路?①优点:因电容的“隔直流”作用,前后两级放大电路的静态工作点相互独立,互不影响,所以阻容耦合放大电路的分析、设计和调试方便。此外,阻容耦合电路还有 体积小、重量轻等优点。?②缺点:因耦合电容对交流信号具有一定的容抗,在传输过程中,信号会受到一定的衰减。特别对于变化缓慢的信号,其容抗很大,不便于传输。此外,在集成电路中, 制造大容量的电容很困难,所以阻容耦合多级放大电路不便于集成。?2) 直接耦合:将放大电路级与级之间用导线直接连接,这种连接方式称为直接耦合。如图2-5-3所示。上一页 下一页 返回 2.5 多级放大电路? ?直接耦合多级放大电路的特点: ①优点:既可以放大交流信号,又可以放大直流和变化缓慢的信号;电路便于集成,所以集成电路中多采用直接耦合方式。?②缺点:各级静态工作点存在相互牵制和零点漂移问题(零点漂移问题将在本书后续章节中详细讨论)。?3) 变压器耦合 :放大电路级与级之间通过变压器连接的耦合方式称为变压器耦合。如图2-5-4所示。上一页 下一页 返回 2.5 多级放大电路??变压器耦合多级放大电路的特点:①优点:因变压器只能传输交流信号和进行阻抗变换,所以各级电路的静态工作点相互独立,互不影响。通过改变变压器的匝数比可以实现阻抗变换, 从而获得较大的输出功率。?②缺点:变压器体积大、重量大,不便于集成。同时,频率特性差,也不能传送直流和变化非常缓慢的信号。??2.5.2 多级放大电路的性能指标计算1. 多级电压放大倍数?现以图2-33所示的两级阻容耦合放大电路为例,说明多级放大电路电压放上一页 下一页 返回大倍数的计算方法。 2.5 多级放大电路?在图2-5-2中,由Au 2放大电路电压放大倍数为? ? ? ? ? ?u ? o u i2, u1 ? u o1 Aui,且 i2 ? u o1 u,得两级u o u o u o1 Au ? ? ? ? Au1 Au 2 u i u i2 u i推广到n级放大电路,其电压放大倍数为Au ? Au1 Au 2 ? ? ? Aun即多级放大电路的电压放大倍数为各级电压放大倍数之乘积。 2. 输入电阻与输出电阻 输入电阻:多级放大电路的输入电阻,就是输入级的输入电阻。?输出电阻:多级放大电路的输出电阻,就是输出级的输出电阻。上一页 返回 2.5.3 常见组合电路 共射-共基放大电路共射-共基放大电路的交流通路特点:电路的输入电阻较大,具有一定的电 压放大能力,有较宽的通频带。 共集-共基放大电路共集-共基放大电路的交流通路输入电阻较大,具有一定的电压放大能力,有较宽的通频带。
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参考资料

 

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