电子技术基础与技能茆有柏项目二

电子技术基础与技能茆有柏项目二内容摘要：

称为 固定偏置电路。 四、 共射极基本放大电路的动态分析 动态 是指有交流信号输入时，电路中的电流、电压随输入信号作相应变化的状态。 此 时放大电路是在直流电源 UCC 和交流输入信号 ui 共同作用下工作，电路中的电压uCE、电流 iB和 iC均包含 交、直流两个分量，放大电路交、直流并存。 动态分析只考虑电流和电压的交流分量。 放大电路的 估算分析 包括估算静态工作点和估算动态指标。 电压放大倍数、输入电阻和输出电阻都是很重要的动态性能指标。 【 画交流通路图 】 由于对交流信号而言，直流电源和电容可视为短路。 对于图 29b 所示的基本放大电路，对 应的交流通路如图 211 所示。 【估算放大器常用性能指标】 【晶体管的输入电阻 rbe】 晶体管基极和发射极之间交流电压 ui 与相应交流电流 ib 之比，称为 晶体管的输入电阻。 bibe iur  估算公式为  mAI mVrr Ebbbe 261  （ 26） rbb 是 晶体管基区电阻 ，在小电流 （ IEQ 约几毫安 ） 情况下，低频小功率管约为，因此，在低频小信号时 图 211 交流通路图 RB + ui － RL + uo － VT RC ic ib 中等职业教育课程改革国家规划新教材 《电 子 技术基础 与技能 》 电子教案 第 15 页 共 60 页 教学内容  mAI mVr Ebe 2613 0 0  （ 27） 常用小功率管的 rbe约为 1k左右。 【电压放大 倍数 Au 】 电压放大倍数 反映了放大电路对电压的放大能力，定义为输出电压比输入电压，用 Au 表示，即 iou uuA （ 28） 放大电路的 电压放大倍数 为 beLbebLbiou rRri RiuuA   （ 29） 式 29 中， 负号 “ ” 表示 输出信号 uo 与 输入信号 ui 反相 ，这种现象称为共射放大电路的 倒相作用。 放大电路的输出端 接负载 时 ， 集电极负载电阻 RC与放大电路的负载电阻 RL 是并联的 ， 并联后称为交流等效负载 RL′ ， 即 LCLCLCL RR RRR//RR  放大电路的输出端 未接负载 时， CL RR 。 【输入电阻 ri 和输出电阻 ro】 从放 大器的输入端看进去的交流等效电阻 ri 称 为放大器的 输入电阻 ， beBiii r//Riur  （ 211） 一般情况下，放大电路的输入电阻大，表示向前一级电路吸取的电流小，有利于减小前一 级 电路的负担。 从放大电路的输出端看进去的电阻就是放大电路的 输出电阻 ro， Co Rr  （ 212） 输出电阻是衡量放大电路带负载能力的性能指标。 放大电路的输出电阻小 越 ，向外输出信号时，自身消耗 越 少， 放大电路的 带负载能力 越强。 例 22 共射极基本放大电路中，已知 UCC =12V， RB =300kΩ， RC=RL=2kΩ， β = 80。 求接入负载电阻 RL 前后放大电路的电压放大倍数 Au、输入电阻 ri 和 输出电阻 ro。 中等职业教育课程改革国家规划新教材 《电 子 技术基础 与技能 》 电子教案 第 16 页 共 60 页 教学内容 解：根据相应估算公式可得 mA040mA30012 .RUI BCCQB     950mA040 mV26300mAmV26300mAmV261300 .IIr BQEbe  未接入负载电阻 RL 前，电压放大倍数 168950202080  be Cu rRA  接入负载电阻 RL 后，电压放大倍数  k122 22LCL R//RR 84950100080  be Lu rRA  输入电阻  228950300 950300beBiii r//Riur 输出电阻  k2Co Rr 【结论】 放大电路接上负载电阻后，电压放大倍数将下降。 五、静态工作点的设置与波形失真 所谓 失真 ，指输入信号经放大器输出后产生了畸变。 【 饱和失真 】 静态工作点 Q 设置 偏 高，当 ib 按正弦规律变化时， Q39。 进入饱和区，输出电压 uo（即 uce）的负半周出现平顶畸变 ，如图 212ａ 所示。 可通过增大 RB减小 IBQ，从而降低静态工作点，减小或消除饱和失真。 【截止失真】 Q 点 设置 偏低，则进入截止区，输出电压 uo 的正半周出现平顶畸变， 如图 212b 所示。 可通过减小 RB增大 IBQ，从而提高静态工作点，减小或消除截止失真。 饱和失真和截止失真 都是由于工作点进入晶体管非线性区而引起的， 统称为 非线性失真。 若调节 RB不能消除失真，也可以考虑调节 VCC和 RC。 六、静态工作点的稳定 放大电路设置了合适的静态工作点，还希望它能稳定工作。 中等职业教育课程改革国家规划新教材 《电 子 技术基础 与技能 》 电子教案 第 17 页 共 60 页 教学内容 温度变化、电源电压波动、元件老化等原因都可能使参数发生变化，其中最重要的 原因是 温度变化 的影响。 温度增加将使 ic增大，静态工作点 Q 上移。 因此，需要通过在电路结构上采 用一定的措施来稳定工作点。 分压式偏置放大电路 如 图 213a 所示分压式偏置放大电路，是一种应用最广泛的工作点稳定的放大电路。 它与共射基本放大电路的区别是 在基极增加了一个偏置电阻，在发射极增加了一个射极电阻 RE。 两个基极偏置电阻 RB1 和 RB2 对直流电源 VCC 分压，使基极电位 VB近似不变（忽略基极静态电流 IB），因此称为 分压式偏置电路。 分压式偏置放大电路实现工作点稳定的自动调节过程如下： IC↑→IE↑→VE↑→UBE（ UBE = VBVE ） ↓→IE↓→IC↓ 图 212 非线性失真 a) 饱和失真 b) 截止 失真 0 a) 0 Q ICQ iC t 0 t Q ′ Q UCEQ 0 uCE iC b) 0 Q t t Q ′ Q 0 UCEQ uCE uCE ICQ iC iC 图 213 分压式偏置放大电路 a) 分压式偏置放大电路 图 b) 直流通路图 b) +UCC RC RB1 RB2 RE I1 I2 ICQ IBQ + UCEQ － + UBEQ － + ui － RL + uo － +UCC RC C1 C2 VT RB1 RB2 RE CE + + + a) 中等职业教育课程改革国家规划新教材 《电 子 技术基础 与技能 》 电子教案 第 18 页 共 60 页 教学内容 【静态工作点的估算】 分压式偏置放大电路直流通路如图 213b 所示。 忽略基极静态电流，基极电位为CCBB BBQ URR RU 21 2 发射极静态电流为 EBEBQEQ R UUI  （ 213） 集电极静态电流 EQCQ II  （ 214） 集电极 发射极电压为   CQCECCC E Q IRRUU  （ 215） 【 动态性能指标的估算 】 分压式偏置放大电路的交流通路如图 214 所示。 电压放大 倍数 beLiou rRuuA   （ 216） 其中 LCL R//RR  ，若电路未接负载，则 CL RR 。 输入电阻 ri 和输出电阻 ro beBBiii r//R//Riur 21 （ 217） Co Rr  （ 218） 集电极 基极偏置放大电路 如图 215 所示， 集电极 基极偏置放大 电路通过 RB将输出电压 UCEQ 的变化送回到输入端，来稳定静态工作点。 集电极 基极偏置放大 电路实现工作点稳定的自动调节过程如 右图所示 ： RB2 + ui － RL + uo － VT RC ic ib ii RB1 图 214 分压式偏置放大电路的交流通路 T（温度） ↑→IC↑→UCE↓→IB↓→IC↓ 中等职业教育课程改革国家规划新教材 《电 子 技术基础 与技能 》 电子教案 第 19 页 共 60 页 教学内容 七、共集电极放大电路 根据输入和输出回路公共端不同，放大电路有 三种基本组态 ： 共射电路、共集电路和共基电路。 下面简单介绍共集电极电路。 【 电 路的基本组成 】 共集电极放大电路如图 216 所示， 其直流通路和交流通路 见 图 217。 由交流通路图可见 ，输入 信号 ui 是加在 基极和集电极之间 ，输出 信号 uo取自于发射极和集电极之间 ， 集电极是输入和输出回路的公共 端， 所以称 这种电路为 共集 电极放大电路。 另外，由于输出信号 uo 是从射极输出的，因此又称为射极输出器。 【 静态分析 】 由 图 215a 所示 直流通路可得 ， 基极静态电流 为   EB B E QCCBQ RR UVI   1 （ 219） 集电极静态电流 为 BC II  （ 220） 集电极发射极之间电压 为 ECQCCEEQCCC E Q RIURIUU  （ 221） 【动态性能指标】 由 图 217b 所示交 流通路 分析 可得 ，电压放大倍数为 图 216 共集电极放大电路 + － RL + uo － +UCC C1 C2 VT RB RE + + ui a) RB +UCC ICQ UCEQ + － + IBQ － UBEQ RE 图 217 共集电极放大电路的直流通路 a) 直流通路图 b) 交 流通路图 b) RB + ui － RL + uo － VT RE 中等职业教育课程改革国家规划新教材 《电 子 技术基础 与技能 》 电子教案 第 20 页 共 60 页 教学内容   LbeLLbeLiou Rr RRr RuuA    11。