第二章 交流放大电流.doc

第二章 交流放大电路 内容提要： 本章首先介绍基本放大电路的组成及各元件在电路中的作用，然后介绍放大电路的静态工作点求法、图解分析法和微变变等效电路分析小信号放大器的方法。接下来对分压式放大电路、射极输出器的电路组成以及静态和动态情况逐一简单介绍。最后介绍放大电路中反馈的概念和对电路的影响以及多级放大电路的联接方式。 晶体管的主要用途之一是利用其放大作用组成放大电路。 放大电路在广播、通讯、测量和自动控制中都有广泛的应用。例如，收音机、电视机从天线接收到的电信号是很微弱的，必须经过放大电路加以放大才能推动扬声器和显像管工作。再如在机舱的温度测控系统中，用热电偶或热电阻把温度的变化转换成微弱的电信号，这样的电信号既不能用来直接驱动显示器件显示温度的变化情况，又不能直接推动控制元件接通或切断加热电路。必须经过由三极管或运算放大器组成的放大电路放大以后才能驱动显示器件显示温度的变化情况和推动控制元件接通或切断加热电路。可见放大电路的应用十分广泛，它是各种电子设备中最普通的基本单元。 信号放大的实质是用一个小的变化量去控制一个较大的量的变化，使变化量得到放大，常用的简单放大电路是利用三极管的电流控制作用或场效应晶体管的电压控制作用实现对微弱信号的放大。 2.1 基本交流电压放大电路 一．基本交流电压放大电路的组成 图 2.1.1 虚线框内的部分是由三极管构成的共发射极接法的基本交流放大电路。放大电路的输入电压是ui，与信号源（用一个电动势eS与电阻RS串联的电压源等效表示）相连，输出电压是uo，与负载 RL（RL是扬声器、继电器、电动机、测量仪表、下一级放大电路等的等效电阻）相连 。在电子电路中常把公共端接地（用符号表示），说明电路中各点电位都以它为参考。电源 UCC 就是对这点而言，如 UCC 为＋ 12V即该点与参考点之间的电位差为 12V。 电路中各元件的作用如下： 三极管 T 起电流放大作用，当微弱的输入信号 ui 引起三极管基极电流微小变化时，通过其电流放大作用，可以使集电极电流有较大变化。 集电极电源 UCC 为三极管的发射结提供正向偏置，为集电结提供反向偏置，从而保证三极管工作在放大状态。UCC 还是整个放大电路的能源，放大电路向负载提供输出功率比输入信号给放大电路的输入功率要大得多，能量不能放大，负载所得到的较大能量是由直流电源 UCC 提供的。UCC一般为几伏到几十伏。 基极电阻RB 它的作用是使发射结处于正向偏置，并与 UCC 配合使三极管有合适的静态基极电流IB。RB的阻值一般为几十千欧到几百千欧。 集电极电阻RC 它的作用是将集电极电流的变化转化成电压的变化，以实现电压放大。RC的阻值一般为几千欧到几十千欧。 耦合电容 C1 和 C2 它们一方面起到隔离直流作用，C1用来隔断放大电路与信号源之间的直流通路, 而C2用来隔断放大电路与负载之间的直流通路。另一方面又起到交流耦合作用，保证交流信号畅通无阻地经过放大电路。为使交流信号在电容上的压降小到可以忽略不计，两个电容器的容抗应尽可能小。在低频（几十赫兹至几十千赫兹）放大电路中， C1和C2 通常为几微法至几十微法，用的是极性电容器，联接时要注意极性。 二、静态分析 在图 2.1.1 中，输入信号 ui=0 时的工作状态称为静态。这时在直流电源 UCC 的作用下，三极管的各极之间的电压和流过各极的电流都是直流量。放大电路的静态分析就是根据电路求出 UBE、IB、IC、UCE的值，这些值也称为静态值。放大电路的质量与其静态值关系很大。 由于电容 C1 和 C2 的隔直作用，直流电源 UCC 提供的直流电不能流到信号源电路（ RS,eS 构成的支路）和负载电阻 RL 上去，因此可得到交流电压放大电路的直流通路，如图 2.1.2 所示。 放大电路的静态分析可用两种方法：估算法和图解法。 1.估算法 条件：已知电路中各元件的参数值，以及三极管的β 值。 目的：求出UBE、IB、IC和UCE的值，即静态值。 方法：由于三极管的输入特性曲线很陡，三极管的发射结正向偏置导通后，其正向压降UBE的变化范围不大，一般可认为总等于它的导通电压，即硅管UBE=0.6V、锗管UBE=0.2V。 然后在输入回路中求出IB： 三极管工作在放大区时，近似认为它的电流放大系数β是不变的，故有 IB= β IC 再由输出回路可求出 UCE=UCC-ICRC 【例2.1.1】已知UCC=12V， RB=285KΩ，RC=3.75 KΩ，电流放大系数β=40，用估算法求其静态值。 【解】 UBE=0.6V 2.图解法 条件：已知放大电路中各元件的参数值，已通过查