放大电路基础.ppt

第二章 放大电路基础 1、概述: 放大电路（即放大器）是应用最为广泛的一类电子线路，它的功能是: 将输入信号不失真地放大。 在通信、自动控制、电子测量及广播、电视等方面和电子设备中，放大器是必不可少的组成部分。 一、放大电路的基本概念 所谓放大电路，就是指:由放大元件（如 三极管、场效应管等）为核心元件构成的电路。 由于三极管、场效应管是非线性的，故放大电路就是非线性电路。 其作用是:将输入信号不失真地放大，使输出信号的强度（功率、电压或电流）大于输入信号，且不失真地重现输入信号的波形。 在放大电路中，三极管是一个放大元件，它是组成放大电路的核心。其输出信号的幅度必须忠实地反映输入信号的变化，不能任意波动。（二极管、稳压管没有放大作用） 另外，根据三极管的输入特性和输出特性，我们必须掌握一点：为实现线性放大，不应使三极管工作在输入特性的死区，而必须使之工作在放大区。（场效应管则必须工作在饱和区） 二、放大电路的分类： 1.根据非线性元件的数量分： 简单放大电路： 由一只晶体管（或FET）组成。 且有（基本放大电路）共射极、共基极、共集电极、共源极、共漏极等。 多级放大电路： 由两只以上晶体管（或FET）组成，也可以有多种其他组合电路形式。 2.根据放大信号不同特征来分： 直流放大器：其工作信号（被放大的对象）是缓慢变化的信号。 音频放大器：其工作信号（被放大的对象）是语言信号的放大器。 视频放大器：其工作信号（被放大的对象）是图像信号。 高频放大器：其工作信号（被放大的对象）是高频载波信号或已调制的信号。 3.根据工作信号的强弱分： 小信号放大器——工作信号幅度很小。 大信号放大器——工作信号幅度很大，常用作功率放大。 三、在这一章里，我们将以几种基本放大电路为例。介绍放大电路的组成原则、工作原理、性能指标、计算分析方法等；在此基础上再扩展到多级放大电路、差分放大电路、集成运算放大电路、功率放大电路等的工作原理及其频率特性。 第一节 放大电路的组成原则 这一节我们将以NPN型管的单级共射放大电路为例，说明放大电路的组成原则以及电路中各元器件的作用。 T是一只NPN型晶体管。在电路中起放大作用，是核心元件。 VCC或Ec是集电极回路的电源，为输出信号提供能量，没有它放大电路就无法工作。 RC是集电极电阻。可以将电流的变化量转变为电压的变化量并反映到输出端。 VBB或Eb是基极电源、Rb 为基极电阻，它们一方面为发射结提供正向偏置电压，同时也决定了基极电流的大小，而IB的大小与放大作用的好坏密切有关。 所以，VBB和Rb 一方面要提供放大电路所需的IB另一方面又要控制IB的大小。 同时，在一般的单管共射电路中，为了使三极管能够工作在正常的放大状态，必须使Je 正偏，Jc 反偏。故VCC、 VBB、 RC 、Rb 之间一定要有一定的配合关系。 当我们不希望电路中的固定电压被引到信号源或负载时（我们只希望被放大的对象是信号源，然后输出到输出端上），就要采取隔离措施。 使用C1和 C2等耦合电容，它们的作用是隔直通交。 C1的作用： 隔离VBB与交流输入Vi，将Vi耦合到Je上 C2的作用： 隔离Vcc对RL的影响，使RL只获得变化量。 2、输入信号在放大电路中的传输过程 2、输入信号在放大电路中的传输过程 Ui的波形如图，输入时相当于加在Je和Rb上的电压发生了变化如： VBB→VBB+△UI=UBB IB→IB+△IB=iB 基极电流的变化放大了β倍后成为集电极电流的变化。 IC→Ic+△Ic=ic Ic流过Rc后产生电压变化为： URC→URC+△URC Vo→Vo = Vcc-(URC+△URC) = Uo+△Uo 放大管三个极端的电量均由两部分构成： 第一部分：IB、Ic、UCE等不随输入信号变化，称为直流量。 第二部分：△IB、△IC、△URC、△UCE都随输入信号变化，称为交流量。 而且，所有交流量都是迭加在直流量之上的，具体到分析时，要用叠加定理。 讨论： 如果放大电路中晶体管工作在截止区，所有的直流量将很小，则输入信号在传输过程中将产生截止失真； 如果它工作在饱和区，Ic将增大很多，输入信号在传输过程中产生饱和失真； 这两种失真都是由于管子的非线性造成的，又称为非线性失真或平顶失真。 4、组成原则 根据放大电路的工作原理的分析，我们不难总结出放大电路的组成必须遵循以下原则： （1）必须要有直流电源，而且电源的极性必须与晶体管的类型相配合，以保证晶体管正常工作。即Je正偏，Jc反偏。