第3章-半導(dǎo)體三極管放大電路(25)改(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Q`Q``204060QICQVC E QvCE/ViC/ mAvCE/ViC/ mAtt交流負(fù)載線Q`Q ``交流負(fù)載線20 uA40 uA60 uA交流負(fù)載線交流負(fù)載線通過圖解分析，可得如下結(jié)論： 1. vo與 vi相位相反； 2. 可以測(cè)量出放大電路的電壓放大倍數(shù)； 3. 可以確定最大不失真輸出幅度 。 靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)波形非線性失真的影響： 非線性失真 ： 由于 BJT存在非線性，使輸 出信號(hào)產(chǎn)生的失真。 截止失真 放大電路工作點(diǎn)達(dá)到了 BJT的 截止區(qū)， 而引起的非線性失真 。 飽和失真 放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了 BJT的 飽和區(qū)， 而引起的非線性失真 。 Q uCE/V t t iB/?A IB t iC/mA IC iB/?A uBE/V t uBE/V UBE UCE iC/mA uCE/V O O O O O O Q ic Q1 Q2 ib ui uo 若 Q設(shè)置合適 如果 Q設(shè)置不合適，晶體管進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)工作，將造成非線性失真。 若 Q設(shè)置過高， 晶體管進(jìn)入飽和區(qū)工作，造成飽和失真。 Q2 uo 適當(dāng)減小基極電流可消除失真。 UCE Q uCE/V t t iC/mA IC iC/mA uCE/V O O O Q1 注意： 對(duì)于 PNP管 ，由于是負(fù)電源供電，失真的表現(xiàn)形 式，與 NPN管 正好相反。 若 Q設(shè)置過低， 晶體管進(jìn)入截止區(qū)工作，造成截止失真。 適當(dāng)增加基極電流可消除失真。 ui uo t iB/?A iB/?A uBE/V t uBE/V UBE O O O Q Q uCE/V t iC/mA uCE/V O O UCE 如果 Q設(shè)置合適，信號(hào)幅值過大也可產(chǎn)生失真，減小信號(hào)幅值 可消除失真。 微變等效電路法分析動(dòng)態(tài) 微變等效電路： 把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個(gè)線性電路。即把非線性的晶體管線性化，等效為一個(gè)線性元件。 線性化的條件： 晶體管在小信號(hào)（微變量）情況下工作。因此，在靜態(tài)工作點(diǎn)附近小范圍內(nèi)的特性曲線可用直線近似代替。 微變等效電路法： 利用放大電路的微變等效電路分析計(jì)算放大電路電壓放大倍數(shù) Au、輸入電阻 ri、輸出電阻 ro等。 ib ic ic B C E ib ?ib 晶體三極管 微變等效電路 ube + uce + ube + uce + （ 1） 晶體管的微變等效電路 rbe B E C 晶體管的 B、 E之間可用 rbe等效代替。 晶體管的 C、 E之間可用一受控電流源 ic=?ib等效代替。 )mA()mV(26)1()(200Ebe Iβr ????（ 2） 放大電路的微變等效電路 將交流通路中的晶 體管用晶體管微變等 效電路代替即可得放 大電路的微變等效電 路。 RB RC ui uo RL + + RS eS + ib ic B C E ii ib ic eS rbe ?ib RB RC RL E B C ui + uo + + RS ii 交流通路 微變等效電路 分析時(shí)假設(shè)輸入為正弦交流，所以等效電路中的電壓與電流可用相量表示。 ib ic eS rbe ?ib RB RC RL E B C ui + uo + + RS ii rbe RB RC RL E B C + + + RS iU?iI? bI? cI?oU?bβI?SE?微變等效電路 （ 2） 放大電路的微變等效電路 將交流通路中的晶 體管用晶體管微變等 效電路代替即可得放 大電路的微變等效電 路。 （ 3）電壓放大倍數(shù)的計(jì)算 bebi rIU ?? ? Lco RIU ??? ??beLrRAu??? ?LCL // RRR ??iu : UUA o???定義當(dāng)放大電路輸出端開路 (未接 RL)時(shí)， Lb RI ??? ??放大倍數(shù)與靜態(tài) IE有關(guān)。 負(fù)載電阻愈小，放大倍數(shù)愈小。 beCrRβAu ?? 式中的負(fù)號(hào)表示輸出電壓 的相位相反。 例 1： rbe RB RC RL E B C + + + RS iU?iI? bI? cI?oU?bβI?SE?（ 3）電壓放大倍數(shù)的計(jì)算 Lco RIU ??? ??LCL // RRR ??io :UUAu ???定義Lb RI ??? ??rbe RB RC RL E B C + + + RS iU?iI? bI? cI?oU?bβI?SE?eI?RE Eebebi RIrIU ??? ??Ebbeb ) 1( RIβrI ?? ???EbeL) 1( RβrRβAu ?????例 2： 由例 例 2可知，當(dāng)電路不同時(shí)，計(jì)算 電壓放大倍數(shù) Au 的公式也不同。 要根據(jù)微變等效電路找出 ui與 ib的關(guān)系、 uo與 ic 的關(guān)系。 （ 4）放大電路輸入電阻的計(jì)算 放大電路對(duì)信號(hào)源 (或?qū)η凹?jí)放大電路 )來說，是一個(gè)負(fù)載，可用一個(gè)電阻來等效代替。這個(gè)電阻是信號(hào)源的負(fù)載電阻 ,也就是放大電路的輸入電阻。 定義： 輸入電阻是對(duì)交流信號(hào)而言的，是動(dòng)態(tài)電阻。 iii IUr???輸入電阻+ 信號(hào)源 Au 放大電路 SE?SR iI?iU?+ 放大電路 ir信號(hào)源 SE?SR iI?iU?+ 輸入電阻是表明放大電路從信號(hào)源吸取電流大小的參數(shù)。 電路的輸入電阻愈大，從信號(hào)源取得的電流愈小，因此一般總是希望得到較大的輸入電阻。 iiIUri ???beB // rR?時(shí)，當(dāng) beB rR ??bRiBIIU?????ir例 1： rbe RB RC RL E B C + + + RS iU?ii bi cI?oU?bβI?SeBRI?Eebebi RIrIU ??? ??Ebbeb )1( RIβrI ?? ???Ebeib )1( RβrUI?????? ?EbeBi )1(// RβrRr ???bei rr ?rbe RB RC RL E B C + + + RS iU?iI? bI? cI?oU?bβI?SE?eI?RE 例 2： BRI?ir （ 5） 放大電路輸出電阻的計(jì)算 放大電路對(duì)負(fù)載 (或?qū)蠹?jí)放大電路 )來說，是一個(gè)信號(hào)源，可以將它進(jìn)行戴維寧等效，等效電源的內(nèi)阻即為放大電路的輸出電阻。 + _ RL tU?SU??ro + _ 定義： tto IUr???輸出電阻： 輸出電阻是動(dòng)態(tài)電阻，與負(fù)載無關(guān)。 輸出電阻是表明放大電路帶負(fù)載能力的參數(shù)。 電路的輸出電阻愈小，負(fù)載變化時(shí)輸出電壓的變化愈小，因此一般總是希望得到較小的輸出電阻。 RS RL tU?+ _ Au 放大 電路 + _ SE?rbe RB RC RL E B C + + + RS iU?iI? bI? cI?tU?bβI?SE?BRI?共射極放大電路特點(diǎn)： 1. 放大倍數(shù)高 。 2. 輸入電阻低 。 3. 輸出電阻高 . Co RIUrtt ????例 1： 求 ro的步驟： 1) 斷開 RL，求開路電壓 2) 求短路電流 3) 求 Ro orbCO IRU ?? ???bS II ?? ???tI?分析的一般步驟： 1 放大電路的靜態(tài)分析，求 Q(IB 、 IC （ IE ） 、 VCE )， 并求 rbe 2 畫放大電路的小信號(hào)等效電路 3 用線性電路分析法，求解放大電路的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) 電壓放大倍數(shù)（電壓增益）： .i.o /=A UUv輸入電阻 Ri 輸出電阻 Ro 用小信號(hào)模型法分析共射極放大電路： 小結(jié)： 分析方法總結(jié)： 圖解分析法 、 小信號(hào)模型法 是放大電路二種基本分析方法。它們形式上獨(dú)立，但實(shí)質(zhì)上互相補(bǔ)充、互相聯(lián)系。 ?圖解分析法特點(diǎn)： 真實(shí)反映非線性、全面反映放大電路交直工作 情況。 ?小信號(hào)模型分析法特點(diǎn)： 分析小信號(hào)工作情況，用線性電路分析方法求解 Ro、 Ri 、 。可分析復(fù)雜線路。 uA（ 1）用工程估算法求 Q。 （ 2）當(dāng) vi較小時(shí)，或 BJT工作在線性區(qū)時(shí)， 用小信號(hào)模型法分析電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)。 （ 3）當(dāng) vi較大時(shí)，或 BJT工作點(diǎn)到非線性區(qū)時(shí)， 用圖解分析法。 當(dāng)求電路的最大不失真輸出電壓范圍或 需合理安排 Q時(shí)，也需用圖解分析法。 選用分析方法的一般原則： 第三章 半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ) 167。 半導(dǎo)體三極管 167。 共射極放大電路 167。 放大電路的分析方法 167。 放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定問題 167。 共集電極放大電路與共基極放大電路 167。 多級(jí)放大電路 167。 差分放大電路 靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定 +UCC RS es RB RC C1 C2 T + + + – RL ui + – uo + – + + – uBE uCE – iC iB iE 溫度變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 溫度變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 在固定偏置放大電路中， 當(dāng)溫度升高時(shí)， UBE?、 ? ? 、 ICBO ?。 上式表明，當(dāng) UCC和 RB一定時(shí)， IC與 UBE、 ? 以及 ICEO 有關(guān) ，而這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化。 C B OBBECCC E OBC)1( IRUUIII?????????溫度升高時(shí)， IC將增加，使 Q點(diǎn)沿負(fù)載線上移。 iC uCE Q 溫度升高時(shí)，輸出特性曲線上移 Q180。 固定偏置電路的工作點(diǎn) Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的，為此需要改進(jìn)偏置電路。當(dāng)溫度升高使 IC 增加時(shí)，能夠自動(dòng) 減少 IB，從而抑制 Q點(diǎn)的變化，保持 Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。 結(jié)論： 當(dāng)溫度升高時(shí)， IC將增加，使 Q點(diǎn)沿負(fù)載線上移，容易使晶體管 T進(jìn)入飽和區(qū)造成飽和失真。 ０ 2０ 4０ 6０ 8０ 分壓式偏置電路 1. 穩(wěn)定 Q點(diǎn)的原理 B2 II ??若滿足： 基極電位基本恒定，不隨溫度變化。 2B2B RIV