第四章第一节偏置电路.ppt

第四章 放大器基础 前言 放大器是最基本的电子电路，其功能就是将输入信号进行不失真的放大。放大器通常由三端器件(工作在放大区的晶体三极管或场效应管)，再配以合适的外围电路共同构成。例如：三种基本组态放大器、差分放大器等。 虽然三种组态放大器和差分放大器各自具有不同的特点，但它们的分析方法却是相同的。本章重点是掌握各种放大器的电路组成、工作原理、工程估算法及性能特点，熟悉集成电路中常用的电流源电路工作原理及应用。 第一节 偏置电路和耦合方式 * * 第四章 放大器基础 第四章 前言 第一节 偏置电路和耦合方式 第二节 放大器的性能指标 第三节 基本组态放大器 第四节 差分放大器 第五节 电流源电路及其应用 第六节 集成运算放大器 第七节 放大器的频率响应 教学要求： 掌握放大器组成原理，并能熟练判断放大电路组成是否合理。 熟悉理想情况下放大器的四种模型，并掌握增益、输入电阻、输出电阻等各项性能指标的基本概念及计算方法。 掌握三种组态放大器、差分放大器的电路组成、工作原理、工程估算及性能特点，并熟悉各种电路的应用场合。 掌握电流源电路的组成、工作原理及其应用。了解集成运放的组成原则。 了解三种组态放大器的频率特性，掌握节点阻抗与上限频率之间的关系，熟悉展宽通频带的方法。 本章4.8节根据教学需要，可作为扩展内容。 放大器的作用：是将输入信号进行不失真地放大。 放大器的分类 （1）、根据被放大信号不同特征划分 1、放大缓慢变化信号的直流放大器 2、放大语音信号的音频放大器 3、放大图像信号的视频放大器 4、放大脉冲信号的脉冲放大器 5、放大高频载波信号的或已调制 信号谐振放大器 （2）、根据信号的强弱划分 1、小信号放大器 2、大信号放大器 本章仅限于讨论有关小信号放大器的基础知识： 内容包括 1、放大电路的组成原理。 2、基本放大电路（三种基本组态电路、差 分放大电路）的性能特点及改进性能的基本途径。 3、偏置设定原理。 4、电流源电路及其应用，耦合方式等。 一、偏置电路 1、对偏置电路的要求： （1）、提供放大管所需要的静态工作点Q； （2）、提供的静态工作点Q，在环境温度、电源电压等外界环境因素变化或更换放大管时力求维持不变。 偏置电路：设置静态工作点的电路，基本上是由RB1、RB2、RC 、RE 、VBB 、VCC 等元件组成的晶体管的外电路构成。 2、设置合理的静态工作点的意义： VCC vO vi VBB RC RB 为了说明上述要求的必要性，现以图4—1—1(a)所示的放大器基本电路为例，用图解分析法画出输入正弦信号电压 vi 作用下的输出电压波形，如图4-1-1(b)所示。 3、热稳定性 VCC 0 VCE IC Q3 Q2 Q1 Q3 Q2 Q1 当温度升高时：β值增大工作点将从Q点，上升止Q，放大器的工作点发生变化，此时会影响放大器的输出。 二、静态工作点的热稳定性 环境温度对静态工作点的影响是通过：β、VBE(on)、ICBO三个对温度敏感的管子参数变化而产生的。 例如、 VCC +6V 2K 270K RC RB 设在室温下，T = 300K、β=100 VBE(on)=0.7V、ICBO=10-12A。 在室温下 　　当环境温度升高30oC时∶由于每升高1°C，β的相对值增加1%，即β=130； 每升高1°C，VBE(on)减小2.5mV； ∴VBE(on)=0.7-0.0025=0.625V 每升高10°C时，ICBO增大一倍； 通过分析数据，可知温度升高30°C，IBQ 略有增加，而ICQ却增大32%，导致静态工作点移向饱和区。 因此，设计具有较高热稳定性的偏置电路是保证放大器性能稳定的关键。主要是通过稳定ICQ来实现的。 三、分压式偏置电路 分压式偏置电路是一种 高稳定性的偏置电路。 RB1 RE RC RB2 I1 IBQ VCC RB1与RB2分别称为上偏置和下偏置电阻，它们构成VCC的分压电路，在晶体管基极产生静态电压VBQ RC称为直流负载电阻，VCC通过RC为集电极提供偏置电压。 RE称为发射极偏置电阻，流过发射极静态电流IEQ在其上产生静态电压VEQ。 RB1 RE RC RB2 I1 IBQ VCC RE的作用：是RE对ICQ有自动调节作用。 例如、由于某种原因ICQ升高， ICQ IEQ VEQ VBEQ=(VBQ-VEQ) IBQ ICQ 又如、ICQ 减小， ICQ IEQ VEQ VBEQ=(VBQ-VEQ) IBQ I