组合放大电路.pptx
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1、4 双极结型三极管及放大电路基础双极结型三极管及放大电路基础 5.掌握共集电极放大电路和共基极放大电路的组成、工作原理、静态分析、动态分析、性能特点和用途。6.熟悉组合放大电路的特点及分析方法、复合管的组成、类型、主要参数、特点和判断。7.了解放大电路的频率响应,幅度失真、相位失真、频率失真、线性失真、产生频率响应的原因、上限频率、下限频率、通频带。作原理、静态分析、动态分析、性能特点和用途。第1页/共58页4 双极结型三极管及放大电路基础双极结型三极管及放大电路基础重点难点重点难点 重点:双极结型三极管(BJT)的符号、电流关系、特性曲线、参数、使用和应用;三种基本放大电路(共射、共集和共基
2、)的组成、工作原理、静态分析(估算法)、动态分析(小信号模型分析法)、性能特点和用途;稳定静态工作点的措施,基极分压式射极偏置电路的组成、工作原理、静态分析、动态分析、性能特点和用途。难点:双极结型三极管(BJT)的工作原理和特性曲线,放大电路的工作原理、静态分析(图解分析法、估算法)和动态分析(图解分析法、小信号模型分析法),放大电路的频率响应。第2页/共58页4.6 组合放大电路组合放大电路本节内容本节内容 4.6.1 共射共基放大电路 1.电路结构 2.静态分析 3.动态分析 4.特点 4.6.2 共集共集放大电路 1.复合管 2.电路结构 3.静态分析 4.动态分析 5.特点第3页/共
3、58页4.6 组合放大电路组合放大电路本节要求本节要求 1.熟悉共射共基放大电路的静态分析、动态分析和特点。2.熟悉共集共集放大电路的静态分析、动态分析和特点,复合管的组成、类型、主要参数、特点和判断。第4页/共58页4.6 组合放大电路组合放大电路重点难点重点难点 重点:共射共基放大电路和共集共集放大电路的静态分析、动态分析和特点,复合管的组成、类型、主要参数、特点和判断。难点:共射共基放大电路和共集共集放大电路的静态分析、动态分析,复合管的组成和判断。第5页/共58页4.6 组合放大电路组合放大电路组合放大电路是什么?组合放大电路是什么?1.多级放大电路 2.耦合方式 3.组合放大电路第6
4、页/共58页4.6 组合放大电路组合放大电路1.多级放大电路多级放大电路 单级放大电路的A、Ri、Ro等往往不满足要求,常将多个基本放大电路适当连接起来,构成多级放大电路,发挥各自优势,改善放大电路的性能。第一级与信号源连接称为输入级;最后一级与负载连接称为输出级(末级);其余称为中间级。vi+vs+RSRi1vin+Rin+vo+RLRon+vooRo1+voo1vo1+vi2=Ri2RL1=vo2+vi 输入级 第二级次末级 输出级 vo第7页/共58页4.6 组合放大电路组合放大电路2.耦合方式耦合方式 组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级,级与级之间、信号源与输入级之间、输出级
5、与负载之间的连接称为级间耦合。对级间耦合的要求:各级都有合适的静态工作点;前一级的输出信号能顺利地(不失真、衰减小)传送到后一级的输入端(含信号源到输入级、输出级到负载)。常见的耦合方式有:(1)阻容耦合 (2)直接耦合 (3)变压器耦合 (4)光电耦合第8页/共58页4.6 组合放大电路组合放大电路(1)阻容耦合阻容耦合 优点:电容隔直,各级Q点相互独立、互不影响,设计、计算、调试时可按单级处理,简单易行;电容足够大信号就能顺利通过;温漂小;体积小,重量轻,成本低。放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端。缺点:低频时容抗大,衰减大,只能放大交流,不能放大直流或变化缓慢的信号,低频特性差;
6、集成电路中制造大电容困难,甚至不可能,不便于集成,只适用于分立电路;只能让信号直接通过,不能改变其参数。ri2第9页/共58页4.6 组合放大电路组合放大电路例例A 信号源通过电容 C1 和第一级的输入电阻 ri1 加到第一级的 输入 端;第一 级的 输出信号通过电 容 C2 和第二 级的输入电 阻 ri2 加到第二级的 输入 端;第二 级的 输出信号通过电容 C4 和负载加到输出端。vivo第10页/共58页4.6 组合放大电路组合放大电路(2)直接耦合直接耦合 优点:直接耦合放大器不仅能放大快变的交流信号,还能放大缓变信号或直流信号,具有良好的低频特性;没有大电容和变压器,电路简单,便于集
7、成,在集成电路中得到广泛的应用。放大电路的前级输出端通过导线接到后级输入端。缺点:各级Q点相互牵制、相互影响,分析、设计和调试困难;前后级的直流电平需匹配;存在着严重的零点漂移现象。第11页/共58页4.6 组合放大电路组合放大电路例例B 图 a 中 T1 集电极电位被 T2 基极限制在 0.7V,处于临界饱和状态。需提高T2发射极电位,如图b、c、d。直接耦合放大电路又称为直流放大电路。第12页/共58页4.6 组合放大电路组合放大电路(3)变压器耦合变压器耦合 优点:变压器隔离直流信号,各级Q点相互独立、互不影响;改变匝数比可变换电流、电压及阻抗,使功率匹配,输出功率最大;输出电压极性可改
8、变;原、副边可不共地;前后级相互绝缘,电隔离性能好;零漂很小。放大电路的前级输出端通过变压器接到后级输入端。缺点:不能放大直流或缓变信号,高频和低频特性都差,一般应用于低频功率放大和中频调谐放大电路;体积大,笨重,成本高;不能集成,只能用于分立电路。Tr第13页/共58页4.6 组合放大电路组合放大电路例例C 信号源通过电容 C1 和第一级的输入电阻 ri1 加到第一级的 输入 端;第一 级的 输出信号通过变压器Tr1加到第二级的 输入 端;第二 级的 输出信号通过变压器Tr2加到输出端。Tr1Tr2vivo+VCC第14页/共58页4.6 组合放大电路组合放大电路(4)光电耦合光电耦合 放大
9、电路前级输出端通过光电耦合器接后级输入端。光电耦合器 光电耦合器也称光电隔离器或光耦合器(Optical Coupler,O C),简称光耦。发光器(红外发光二极管)与受光器(光敏二极管、光敏三极管等)封装在管壳内,输入电信号时发光器发光,受光器受光后产生输出电流,实现电光电转换,以光为媒介把输入电信号传送到输出端。前 级放大电路后 级放大电路发光器受光器第15页/共58页4.6 组合放大电路组合放大电路 三极管接收型 三极管接收型双发光管输入 三极管接收型可控硅接收型双二极管接收型 光电耦合器几种类型 第16页/共58页4.6 组合放大电路组合放大电路例例D 单片机输出接口电路采用光电耦合器
10、,单片机输出数字量驱动光电耦合器工作,光电耦合器使继电器线圈通电或断电,触点吸合或断开而接通或断开负载,完全隔离了单片机输出电路与负载的电磁联系,负载产生的冲击干扰不会返送到单片机输出电路,电磁隔离效果非常理想。单片机89C51KA第17页/共58页4.6 组合放大电路组合放大电路3.组合放大电路组合放大电路 把两种基本电路适当连接起来或将多个三极管组成复合管代替基本电路中的一个管的放大电路叫做组合放大电路,如共射共基放大电路、共集共集放大电路、共集共基放大电路、共集共射放大电路等。他们是三极管基本放大电路的派生电路。第18页/共58页4.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路怎样分析共射怎
11、样分析共射共基电路?共基电路?1.电路结构 2.静态分析 3.动态分析 4.特点第19页/共58页4.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路1.电路结构电路结构 T1组成共射放大电路,T2组成共基放大电路。输入信号从T1基极加入,T1输出信号从集电极取出后输入到T2发射极,输出信号从T2集电极输出给负载。+-vo1=vi2第20页/共58页4.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路2.静态分析静态分析(1)直流通路直流通路+VCC第21页/共58页4.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路(2)静态工作点静态工作点+VCC+VCEQ1IBQ1VEQ1+VBEQ1IEQ1ICQ1VBQ1V
12、BEQ2+IBQ2 ICQ2IEQ2+VCEQ2VBQ2 阻容耦合 由于电容的隔直作用,各级放大器的静态工作点相互独立,分别估算。直接耦合 各放大级的工作点互相影响,要综合考虑。第22页/共58页Cb3Cb1Cb24.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路3.动动态分析态分析(1)交流通路交流通路Rb22被Cb2短路Rb12被Cb2和VCC短路第23页/共58页4.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路(2)小信号等效电路小信号等效电路第24页/共58页Ri24.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路(3)Av 前一级的负载电阻是后一级的输入电阻。第25页/共58页RL24.6.1 共射
13、共射共基放大电路共基放大电路第26页/共58页4.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路=vi2 前一级输出电压是后一级输入电压。总放大倍数是各级放大倍数的乘积。第27页/共58页4.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路与单级 相当第28页/共58页 设 1=40,2=50,Rc2=3k、RL=6k、rbe1=1.2k、rbe2=1.5k。为什么总放大倍数与单级放大倍数相当?4.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路思考题思考题 Av1第29页/共58页 总输入电阻是第一级的输入电阻。第一级为电压跟随器时总输入电阻与第一级负载即第二级输入电阻有关。4.6.1 共射共射共基放大电路共基放
14、大电路(4)RiRiRi=Ri1=Rb/rbe1=Rb11/Rb21/rbe1 与共射相同第30页/共58页4.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路(5)Ro 总输出电阻是最后一级的输出电阻。当最后一级为电压跟随器时总输出电阻与前一级的输出电阻即最后一级的信号源内阻有关。Ro=Ro2=Rc2Ro与共基相同第31页/共58页4.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路4.特点特点 Av、Ri、Ro 与单级相当。共基电路 T2 的电流增益接近 1,ic2 ie2=ic1,把共射电路 T1 的输出电流几乎全部传送到负载 RL 上,因此组合电路的电压增益相当于负载为RL的一级共射电路。输入电阻取决
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