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项目二、电子电路应用

项目二、电子电路应用. 任务六 单级放大电路的安装调试. U CC. R B. R C. C 2. +. 组成原则：. 1. 合理的直流偏置电路，发射结正偏 , 集电结反偏。. C 1. i C. +. U C2. u O. 2. 能使交流信号有效的输入、输出。. R 2. u i. U C1. u BE. 任务分析：共射放大电路分析方法. 1. 电路组成. 基极 电阻. 直流电源. 集电极电阻. 输入 电容. 输出电容. 返回. 翻页. 各种符号关系：. U CC. R B. R C. i B.

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Presentation Transcript

  1. 项目二、电子电路应用 任务六 单级放大电路的安装调试

  2. UCC RB RC C2 + 组成原则： 1.合理的直流偏置电路，发射结正偏,集电结反偏。 C1 iC + UC2 uO 2.能使交流信号有效的输入、输出。 R2 ui UC1 uBE 任务分析：共射放大电路分析方法 1.电路组成 基极 电阻 直流电源 集电极电阻 输入 电容 输出电容 返回 翻页

  3. 各种符号关系： UCC RB RC iB C2 + Ibm C1 iC ib + UC2 IB uO R2 ui UC1 uBE t 0 符号含义：IB，IC，UBE，UCE 直流分量 ib，iC，ube，uce 交流分量 iB，iC，UBE，UCE 总量 Ib，IC，Ube，Uce 交流分量有效值 返回 翻页

  4. 交流通道和直流通道 UCC RB RC C2 + C1 iC + UC2 uO R2 ui UC1 uBE +UCC IC RB RC IB UCE UBE 电容开路 直流通路 返回 翻页

  5. UCC RB RC C2 + C1 iC + UC2 uO R2 ui UC1 uBE ic C ii B RC ib RL u0 uce ui RB ube E 电容短路 直流电源短路 交流通路 返回 翻页

  6. UCC RB RC 当放大器没有输入信号（ui=0)时，电路中各处的电压电流都是直流恒定值，称为直流工作状态，简称静态。 C2 + C1 iC + UC2 uO R2 ui UC1 uBE 估算法 图解法 2.静态分析 静态分析内容：就是分析放大电路的直流工作情况，以确定三极管各电极的直流电压和直流电的数值。 静态分析方法： 返回 翻页

  7. +UCC IC RB RC UCC－UBE IB IB = ———— UCE RB UBE 静态估算法： UCC = RB IB + UBE UCC = UCE + RCIC IC = βIB IC = βIB UCE = UCC － RC IC 返回 翻页

  8. UCC RB RC C2 + C1 iC + UC2 uO R2 ui UCi uBE +UCC IC RB RC IB C UCE 12 UCC IB ≈ —— = —— = 50μA E RB 240 UBE 例2.2 在图示放大电路中，已知UCC=12V，RC=3KΩ， RB=240 kΩ，β=40。试求放大电路的静态工作点。 解：根据直流通路可得出： IC = βIB = 40 ×50 = 2mA UCE = UCC－RCIC = 12－3 ×2 = 6V 返回 翻页

  9. iC iB iB ic ic iB M` M` Q Q IB IC ICm Q Q IC IB UBE IB=0 ICEO ωt N` uCE O 0 ωt 0 UCE uBE O UCE N` O uCE uCE ui UCES uCE Uom 2.2.1 静态工作点的设置 一. 非线性失真 Q点过高引起的饱和失真 Q点过低引起的截止失真 返回 翻页

  10. UCC RB RC 当放大器有输入信号（ui 0)时，电路中各处的电压电流都处于变动工作状态，简称 动态。 C2 + C1 iC + UC2 uO R2 ui UC1 uBE 图 解法 微变等效电路分析 ＝ 动态分析方法： 3. 动态分析 动态分析任务：在静态值确定后，当接入变化的输入信号时，电路中各种变化量的变动情况和相互关系。 返回 翻页

  11. C B + + ic ib ube rbe ib  uce _ _ E 三极管简化的微变等效电路 由于rce阻值比输出端的负载大很多,通常可视为 开路,从而得到简化的微变等效电路 三极管的微变等效电路只能用来分析放大电路变化量 之间的关系。 返回 翻页

  12. C ＋ ib  ib iB B uce ＋ ube － E － 0 uBE △uBE ube △iB ib 26（mv） IE（mA） 微变等效电路分析法： 晶体管的微变等效电路 Uce≥1V Q IB △iB △uBE rbe = ——— = —— rbe = 300Ω+ （1+β）———— 输入回路 返回 翻页

  13. UCC • RB RC Ic C2 C1 iC • • uO Us Ui • R2 Uo ui UC1 uBE C B • Ii ib ii ic RS T • RL RC IRB rbe RB • uo uce RL Ib •  ui Ib RC ube RS E us ri RB 基本放大电路的微变等效电路 + UC2 + 返回 翻页

  14. • Ic • • Us Ui • • • Uo Uo Uo C B • Ii RS • RL RC IRB rbe RB • • （RC//RL） Ib Ib • •  – Ib Ib = （RC//RL） RC = – = – E rbe rbe rbe • • Ui Ui ri • • Au Au = = A、电压放大倍数 （1）带负载时的电压放大倍数 （2）不带负载时的电压放大倍数 返回 翻页

  15. • Ic • Ii C B • • • Us Ui Ui • Uo RS RL RC rbe RB • Ii E • IRB ri ri = • Ib •  Ib 放大电路的输入电阻定义为： ri RB// rbe = B、放大电路的输入电阻 对基本放大电放大电路 返回 翻页

  16. • Ic 放大电路 • • I I • • RS U0 U =0 C B • • • Us Ui Ui RS ro RL RC rbe RB • Ii E U0 • IRB • Ib •  ro Ib ro  RC = = C、放大电路的输出电阻 对负载而言,放大电路相当于一个具有內阻的信号源，这个信号源的內阻就是放大电路的输出电阻。 可用外加电压法U0 求ro 返回 翻页

  17. 任务实施：单级放大电路安装调试

  18. 理论升华：共射放大电路设计方法 • 1.设计时应该先考虑发射极电阻 • 2.(1+beta)>>Rb这里的Rb是基极电阻的总和R1||R2 • 3.相对于信号源内阻，Rb过小会影响信号的输入， • 4.Rb增大的前提是相应的提高Re,但为此付出的代价是放大倍数的减小。放大倍数与Re成反比 • 5.对Re的交流旁路能够增加放大倍数，但是需要选择较大的旁路电容 • 6.设计时我们应当多运用一些有用的经验估值

  19. 能力拓展 • 分压式偏置电路 • 共集电极放大电路 • 差动放大电路

  20. +UCC +UCC RB1 RC RB1 RC IC I1 C2 + C1 iB iC IB + UCE VB uCE uBE RL RB2 IE UBE u0 ui RB2 RE + CE RE UE I2 I1>>IB UBE VB>>UBE 一：分压式偏置电路 稳定静态工作点的物理过程： 温度升高 IC IE UE （= VB－UE） IC IB 返回 翻页

  21. +UCC +UCC RB2 RB1 RC VB = ———— UCC RB1 RC IC I1 C2 RB1 + RB2 + C1 iB IB VB－ UBE iC + UCE IC ≈IE = ————— VB uCE RE uBE RL RB2 IE UBE u0 ui RB2 RE + CE RE UE I2 IC IB = —— β 静态工作点的估算 UCE ≈ UCC－（RC + RE）IC 返回 翻页

  22. +UCC 12V RB1 RC 10 RB2 20KΩ 2KΩ C2 VB = ———— UCC= —— ×12 = 4V + RB1 +RB2 20+10 C1 iB iC + 10KΩ uCE uBE RL u0 ui RB2 10KΩ RE 2KΩ + CE VB －UBE 4－ 0.7 IC ≈ IE = ———— = ———— = 1.65mA RE 2 1.65 IC IB = — = —— = 0.044mA β 37. 5 例3.1 用估算法计算图示电路的静态工作点 。 解：静态工作点为： UCE ≈ UCC －（RC+RE）IC = 12－（2+2）1.65 = 5.4V 返回 翻页

  23. . UO RB2 30 . VB = ————UCC = ———— ×20 = 4.62V RB1 + RB2 100 + 30 US VB－UBE 4.62－0.7 IS = ———— = ———— = 1.96mA RE 2 +UCC 例3.2已知UCC = 20V，RC =5.1KΩ， RL = 5.1KΩ,β = 80 试求: RC RB1 100K C2 + C1 + RL (1)放大电路的电压放大倍数Au, 输入电阻ri和输出电阻ro RS 2K + 30K CE RE RB2 解：晶体管的静态基极电位为 设静态时晶体管基极发射极间电压为0.7V，则发射极电流为 返回 翻页

  24. . . Ib Ib rbe rbe RS e e RB1 RS RC RC RL RB2 RB1 RB2 RE RE ri r`i rO . . . . . U US UO Ui Ui β R`L 80×（5.1//5.1） Au = － —— = －———————— = －148.9 rbc 1.37 ri = RB1 // RB2 // rbe= 100 // 30 // 1.37 = 1.29KΩ 26 26 rbe = 300 +（1+β）—— = 300 + （1+80）× —— 1.37KΩ IE 1.96 β β rO = RC= 5.1KΩ b c c b 返回 翻页

  25. 静态分析 +UCC RB IB IC C1 + . . U0 . C2 Ui RS + UBE . UCE = UCC－RE IE . RE IE RL US 二：共集电极放大电路 UCC－UBE IB = ——————— RB +（1+β）RE IE = （1+β）IB 射极输出器 UCC = RBIB + UBE + RE(1+β）IB 返回 翻页

  26. 动态分析 +UCC RB . . . . C1 + Ui US UO βIb RS C2 + . . Ii . . Ib b c RE RL Ie IC rbe . RS . . e U0 US Ui RB RE RL ri r`i 微变等效图 射极输出器 返回 翻页

  27. . . Ii Ib b c . rbe βIb . . . . RS UO US Ui （1+β）RL`Ib e Au = —— = . . RB rbe Ib + （1+β）RL`Ib . . RE RL IC Ie . . Ui UO ri r`i （1+β）RL` . = ———————— Ui ri` = —— = ———————— = rbe +（1+β）RL` rbe +（1+β） . . . RL` . Ib Ib rbeIb +（1+β）IbRL` 电压放大倍数： 输入电阻： ri = RB//ri` = RB//［rbe +（1+β）RL`］ 返回 翻页

  28. rbe . b e I Ib` Ie` . . . . . I = －Ie`+ — = －（1+β）Ib`+ — RE U0 Ui US RS RB RE . . . U RE Ib` = －——————— rbe +（RS// RB） . . . Ib Ie . rbe B E c . U ∴ I = ——————— + —— rbe +（RS// RB） RE RS . . RB RE RL βIb . rO = RE// —————— . = ——————— + —— . . U rbe +（RS// RB） . RE I 1+β . U U U U —————— （1+β）U 1 1 1 1+β ∴ — = — ——————— + —— RE . C rO rbe +（RS// RB） U ————— . ri r`i 1+β βIb` 输出电阻： （b）微变等效图 计算rO的等效电路 rbe +（RS// RB） 返回 翻页

  29. 直接耦合放大器的零点漂移 u o t 0 三：差动放大电路 当放大器的输入电压 ui = 0 时，其输出电压uO往往不为常数，称这种现象为放大器的零点漂移。 出现零点漂移的原因： 多级直接耦合放大器的放大倍数很高；输入级由于管子特性、参数随温度变化等因素引起输出电压很大的变化。从而导致整个放大器无法正常工作。 差分放大器能够很好地抑制零点漂移。 上页 下页 返回

  30. +UCC uO RC RC C1 C2 RL RB RB UC1 T1 T2 UC2 IB1 IB2 IE1 IE2 RE IE －UEE 同时利用RE的负反馈作 用进一步抑制每个管子的零漂。 利用电路对称性抑制零漂。 1.典型差分放大电路对零漂的抑制 电路对称 静态时 IC1 = IC2 UC1 = UC2 UO = UC1－UC2 = 0 上页 下页 返回

  31. +UCC uO RC RC iC1 iC2 RL Uc2 + uO2 Uc1 + uO1 iB1 RB T1 RB iB2 T2 ui1 ui2 UC1 Rp iE1 iE2 UC2 iE RE －UEE 有信号时 UO = （UC1+uO1）－（UC2+uO2）= UO1－UO2 根据ui1 与ui2 的关系分以下几种情况 上页 下页 返回

  32. +UCC RC uO RC + － T1 RL T2 RB uo1d uo2d ib1 + RB ib2 － ie1 + － ie2 E uid uid ui1 = —— RE ie ui2 = —— 2 2 UEE + － 2.差分放大电路对差模信号的放大作用 输出uO1d = －uO2d 差模输入 ui1 = －ui2 上页 下页 返回

  33. uOd RB RB ib1 βib1 ib2 βib2 uO1d uid uid ui1= —— ui2= —— uO2d 2 2 rbe RC RC rbe E RL RL RL β（RC//—） uO1d－uO2d uOd uO1d — — 2 Aud（2）= —— = ———— = —— = －—————— 2 2 uid ui1－ui2 ui1 RB + rbe uO1d uO1d 1 1 β（RC//RL） Aud（1）= —— = — —— = －— ————— . uid ui1 RB + rbe 2 2 电压放大倍数 双端输出时 单端输出时 上页 下页 返回

  34. +UCC RC uOC RC － － T1 RL T2 RB uO1C uO2C ib1 + RB ib2 + ie1 + + ie2 E uiC uiC ui2 = ui1 = RE ie UEE － － 3.差分放大电路的共模放大倍数 输出 uO1C = uO2c 共模输入 ui1 =ui2 = uic 上页 下页 返回

  35. uOC ib2 ib1 RB RB βib1 rbe βib2 rbe uO1C RC uO2C RC Ad 2RE 2RE Ac uiC uiC ui1 = ui2 = uO1C－ uO2OC 双端输出时：Auc（2）= ———— = 0 uiC uo1C β（RC//RL） uiC 单端输出时：Auc（1）= —— = －———————— RB + rbe +（1+β）2RE KCMR= —— 共模抑制比 RC//RL ≈－ ———— 2RE 共模电压放大倍数 上页 下页 返回

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