注册电气工程师考试学习资料基本放大电路.ppt
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1、基本放大电路,考试大纲要求: 2 放大电路基础 2.1 掌握基本放大电路、静态工作点、直流负载和交流负载线 2.2 掌握放大电路的基本的分析方法 2.3 了解放大电路的频率特性和主要性能指标 2.4 了解反馈的概念、类型及极性;电压串联型负反馈的分析计算 2.5 了解正负反馈的特点;其它反馈类型的电路分析;不同反馈类型对性能的影响;自激的原因及条件 2.6 了解消除自激的方法,去耦电路,重点知识点:1.共射极基本放大电路基本结构2.静态分析:直流通路、工作点估算、图解法3.动态分析:交流通路、微变等效电路、动态参数计算4.放大电路的反馈类型及判断方法,1. 放大的概念和放大电路的主要性能指标,
2、放大的对象是变化量,放大的实质是能量控制和转换,电子电路放大的基本特征是功率放大,放大的基本要求(前提):不失真,放大电路的性能指标,输入电阻 Ri,输出电阻 Ro, 放大倍数,定义:,电压放大倍数,电流放大倍数,衡量放大电路的放大能力, 输入电阻 Ri,定义:,有效值,衡量放大电路获取信号的能力, 输出电阻 Ro,定义:,衡量放大电路带负载的能力,输入电阻和输出电阻对放大能力的影响,通频带 fbw,f,fH 上限截止频率,fL 下限截止频率,fbw=fH-fL,A=0.7Am,衡量放大电路对信号频率的适应能力,非线性失真系数 D,定义:,A1 基波幅值A2,A3 , 谐波幅值, 最大不失真输
3、出电压 Uom, 最大输出功率Pom与效率,负载获得的最大功率,电源消耗的功率,2. 基本共射放大电路的工作原理,一. 基本放大电路的组成,放大元件iC= iB,工作在放大区,要保证集电结反偏,发射结正偏。,输入,输出,耦合电容,隔离输入输出与电路直流的联系,同时能使信号顺利输入输出。,集电极电源,为电路提供能量。并保证集电结反偏。,集电极电阻,将变化的电流转变为变化的电压。,RC的值一般为几千欧到几十千欧。,使发射结正偏,并提供适当的静态工作点。,基极电源与基极电阻,RB的值一般为几十千欧到几百千欧。,可以省去,电路改进:采用单电源供电,RB需要相应地提高阻值。,在晶体管电路中,通常将输入电
4、压、输出电压以及电源的公共端称为“地”用表示,但并不见得真的接到大地,只是以“地”端为零电位,作为电路中各点电位的参考点。换句话说,电路中各点电位的极性和数值,如不特殊注明,都是指该点相对于“地”的电位差。,直流通路与交流通路,直流通路:直流量流经的通路,交流通路:交流信号流经的通路,放大电路的分析:(1)静态分析; (2)动态分析。,(1)直流通路:直流电流流经的通路,用于静态分析。对于直流通路:电容视为开路;电感视为短路;信号源视为短路,但保留其内阻。,(2)交流通路:交流电流流经的通路,用于动态分析。对于交流通路:大容量电容(耦合电容、旁路电容等)视为短路;大容量电感视为开路;直流电源视
5、为短路。,思考题:(1)为什么直流通路中“电容视为开路、电感视为短路、信号源视为短路” ? (2)为什么交流通路中“大容量电容视为短路、大容量电感视为开路、直流电源视为短路” ?,二. 放大电路的静态工作点,放大电路没有输入信号时的工作状态称为直流工作状态或静止状态,简称静态。 静态分析的目的就是确定放大电路的静态(直流)值,IB、IC和UCE。 这些值可以在晶体管特性曲线上确定一个点,称为静态工作点,用Q表示,分别记为IBQ、ICQ和UCEQ。,(1) 用直流通路法估算静态工作点,直流通道,计算公式如下:,在本放大电路中,电源电压EC和集电极电阻RC的大小确定后,静态工作点的位置就仅取决于偏
6、置电流IBQ的大小。 而IBQECRB,因此当RB一经选定,IBQ也就固定不变,故该电路又称为固定偏置电路。,(2) 用图解法确定静态工作点 利用晶体管的特性曲线,通过作图来分析放大器基本性能的方法,称为图解法。 图解法既可求取放大器的静态工作点,又可分析放大器的动态过程。,晶体管是一非线性元件,即其集电极电流IC与集-射电压UCE之间不是直线关系,而是图2-13所示的输出特性曲线的关系,但UCE=EC-ICRC则是一线性方程。 这就要求静态值既要符合非线性元件晶体管T的电压与电流的关系,同时又要符合电路中线性元件上的电压与电流的关系。显然,只有曲线与直线的交点才能同时满足两者要求。这一交点即
7、为静态工作点。,IC,UCE,根据UCE=ECICRC 确定横轴上的点N(IC=0)和纵轴上的点M(UCE=0),直线MN即为直流负载线。,1)在给出的输出特性曲线上作直流负载线,由于它是由直流通路得出的,且与集电极负载电阻Rc有关,故称为直流负载线。其斜率为tga=1Rc,Rc愈小直线愈陡。2)求基极偏流IB:IBEC/RB。 3)直流负载线MN与曲线IB的交点Q即为放大器的静态工作点,它所对应的值即为静态值IBQ、ICQ和UCEQ。, 共射放大电路的工作原理,UBE,UCE,IB,IC, 设置静态工作点的必要性,当ui ui,输入信号ui通过放大器后被放大了,而且放大后没有改变原来的形状,
8、但在相位上相差180。, 交流通路和交流负载线: 实际应用中,放大器总是带负载的,如带下一级放大器,也可能带一个表头或喇叭、显示装置中的偏转板等。 对于低频交流信号,这些负载可简化为一个负载电阻RL。放大器带负载时,相当于图2-17(b)中接入了虚线部分。,微变等效电路法进行共射放大电路的动态分析,交流负载线:由交流通路可以看到,输出电压uo实际上加于 RL上, RL就是放大器交流通路的等效负载,简称交流负载,为 RC/RL。 有交流输入时,反应输出回路中总的电压与电流关系的直线称为交流负载线。,比较放大器的直、交流负载线可知:根据电阻并联的规律知,RLtga,因此交流负载线比直流负载线陡。从
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