【电路】电路与电子技术基础 课堂笔记 第7章 晶体管放大电路

7.1 放大的概念

7.1.1 放大电路基础

放大电路可以将电信号不失真地进行放大,而且是幅度放大;

本质上,放大是对能量进行控制和转换,

由一个能量较小的输入信号控制直流电源,

将直流电源的能量转换成与输入信号频率相同、但幅度增大的输出信号。

7.1.2 放大电路的概念

放大电路的作用是,将微弱的变化信号放大成较大的放大信号,主要是将电压放大。

 7.1.3 放大电路的性能指标

电压和电流放大倍数,都是 O/I ( Output / Input );

输入电阻,是从输入端看进去的电阻;

输出电阻则是从输出端看进去的电阻;

输出电阻计算:

 7.1.4 符号规定

7.2 放大电路的组成

7.2.1 放大电路的组成原则

1. 有直流电源,设置合适的静态工作点,为输出提供能量,同时晶体管的发射结正向偏置,集电结反向偏置,使其工作在放大区;图中的直流电源UBB和UCC分别保证了发射结的正偏和集电结的反偏

2. 被放大的信号加至晶体管的发射结,以控制晶体管的基极电流;

3. 既要保证放大电路静态工作点的设置,又要保证被放大的交流信号送到放大电路,也就是放大后的信号输出。图中使用了耦合电容C1、C2使交流信号通过,而直流信号被隔离。

 上面使用了两个直流电源,较为不便,如果控制好电阻的大小,就可以只用一个直流电源,如下:

 如果使用的是PNP型晶体管,则电源和电容的极性都要反过来。

7.2.2 直流通路和交流通路

直流通路

用于研究放大电路的静态工作点

静态工作点就是,确定放大电路的电压和电流的静态值,

选取合适的静态工作点可以防止电路产生非线性失真,保证放大效果。

在直流通路中,电容视为开路,所以将电容断开就得到直流通路。

 交流通路

就是交流量经过的通路,用于动态分析,将电容和直流电源视为短路。

7.3 放大电路的静态分析

首先,再次声明两个名词的含义——

晶体管放大区:要将发射结正向偏置、集电结反向偏置

直流工作点(静态工作点 Quiescent):晶体管在直流通路的电压值和电流值,简称Q点。

7.3.1 图解法确定静态工作点

先对放大电路的基极回路使用KVL,得到等式:

 通过这个等式,在题目给出的晶体管的输出特性曲线中画出直流负载线:

 然后由基极输入回路,计算IBQ,由此在图中确定ICQ和UCEQ。

7.3.2 解析法确定静态工作点

静态工作点就是在直流通路里的几个重要的量,

分别是基极直流电流IB、集电极直流电流IC和集电极与发射极之间的直流电压UCE。

 首先求的是,

 然后是,

 7.3.3 电路参数对静态工作点的影响

 

 

7.4 放大电路的动态分析

在放大电路的输入端加入交流信号后,晶体管的基极电流就会在静态电流IBQ附近变化;

动态分析,就是分析放大电路加入交流信号后的响应。

7.4.1 图解法分析动态特性

输入交流信号ui,晶体管的iB、uCE等随ui在静态工作点附近沿交流负载线变化,

 

 

 

 

 iC、iB和uBE的相位相同,uCE与它们相位相反,因此输出电压与输入电压的相位是相反的

7.4.2 放大电路的非线性失真

1. 由三极管特性曲线非线性引起的失真

 

 2. 静态工作点不合适引起的失真

 

 

 图解法适用于分析输出幅度较大而工作频率又不太高的情况。

对于信号幅度较小和信号频率较高的放大器,常采用微变等效电路法分析。

7.4.3 晶体管的微变等效电路

思路:当信号变化的范围很小时,认为晶体管电压、电流变化量之间的关系是线性的。

晶体管微变等效电路:晶体管的小信号线性模型。

h参数微变等效电路

 

 计算rbe

 

 7.4.4 三种基本组态放大电路分析

只研究共发射极放大电路。

 

 

 

 

 

 

 7.5 静态工作点的稳定及偏置电路

 

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