[工学]第2章 单级交流放大电路.pptVIP

直流负载线的确定方法： 交流工作状态的图解分析 ①波形的失真 ②放大电路的最大不失真输出幅度 放大电路要想获得大的不失真输出幅度，需要： （4）非线性失真 【解】 (2)微变等效电路如图 同半导体三极管类似，场效应管是一种电压控制器件也具有放大作用。场效应管的源极、漏极、栅极分别对应半导体三极管的发射极、集电极、基极。因此，场效应管同样可以接成共源极放大电路、共漏极放大电路和共栅极放大电路。场效应管放大电路在许多方面和三极管放大电路十分相似，在学习过程中，注意用对比法掌握场效应管放大电路原理及其特点。 饱和失真 截止失真 由于放大电路的工作点达到了三极管 的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为底部失真。 由于放大电路的工作点达到了三极管 的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为顶部失真。 最大不失真输出幅度 注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与NPN管正好相反。 （动画2-2） （动画2-3） 1.工作点Q要设置在输出特性曲线放 大区的中间部位； 2.要有合适的交流负载线。 放大器的最大不失真输出幅度 （动画2-4） 放大器要求输出信号与输入信号之间是线性关系，不能产生失真。 由于三极管存在非线性，使输出信号产生了非线性失真。 非线性失真系数的定义：在某一正弦信号输入下，输出波形因非线性而产生失真，其谐波分量的总有效值与基波分量之比，用THD表示，即 把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效成一个线性电路，就是放大电路的微变等效电路，然后用线性电路的分析方法来分析，这种方法称为微变等效电路分析法。等效的条件是晶体管在小信号（微变量）情况下工作。这样就能在静态工作点附近的小范围内，用直线段近似地代替晶体管的特性曲线。 （1）基本思路 2.3.2 微变等效电路法 （2）晶体管微变等效电路 输入特性曲线在Q点附近的微小范围内可以认为是线性的。当uBE有一微小变化ΔUBE时，基极电流变化ΔIB，两者的比值称为三极管的动态输入电阻，用rbe表示，即： 输出特性曲线在放大区域内可认为呈水平线，集电极电流的微小变化ΔIC仅与基极电流的微小变化ΔIB有关，而与电压uCE无关，故集电极和发射极之间可等效为一个受ib控制的电流源，即： （3）放大电路微变等效电路 (动画2-6) ①电压放大倍数 式中RL=RC//RL。当RL=∞（开路）时 ②输入电阻 Ri 输入电阻Ri的大小决定了放大电路从信号源吸取电流(输入电流)的大小。为了减轻信号源的负担，总希望Ri越大越好。另外，较大的输入电阻Ri，也可以降低信号源内阻Rs的影响，使放大电路获得较高的输入电压。在上式中由于RB比rbe大得多，Ri近似等于rbe，在几百欧到几千欧，一般认为是较低的，并不理想。 ③输出电阻 对负载而言，放大器的输出电阻Ro越小，负载电阻RL的变化对输出电压的影响就越小，表明放大器带负载能力越强，因此总希望Ro越小越好。上式中Ro在几千欧到几十千欧，一般认为是较大的，也不理想。 2.4.1 温度对静态工作点的影响 温度升高 UBE减小 ICBO增大 β增大 IC增大 2.4 静态工作点的稳定 2~2.5mV/℃ 一倍/10℃ 0.5~2%/℃ 温度升高将导致 IC 增大，Q 上移。波形容易失真。 iC uCE O iB Q VCC T = 20 ?C T = 50 ?C 温度对 Q 点和输出波形的影响 综上所述，在实用的放大电路中必须稳定工作点，以保证尽可能大的输出动态范围和避免非线性失真。 条件：I2IB，则 与温度基本无关。 调节过程： 2.4.2 静态工作点稳定的放大电路 分压式偏置电路 (动画2-5) （1）静态分析 （2）动态分析 例：图示电路（接CE），已知UCC=12V，RB1=20kΩ，RB2=10kΩ，RC=3kΩ，RE=2kΩ，RL=3kΩ，β=50。试估算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 解：（1）用估算法计算静态工作点 （2）求电压放大倍数 （3）求输入电阻和输出电阻 RB1 +UCC RC C1 C2 RB2 CE RE2 RL ui uo RE1 + + ? ? 例题:在图示放大电路中，已知UCC=12V, RC= 2kΩ, RE1= 200Ω， RE2= 1.8KΩ， RB1= 20kΩ， RB2= 10kΩ，RL= 3kΩ ，晶体管β=50， UBE=0.6V