2022-2023学年高二物理竞赛课件：信号放大与运算电路

信号放大与运算电路 1. 理解单管放大电路的放大作用和共发射极放大电路的工作原理。 掌握共发射极放大电路的静态工作点的估算方法和放大电路的微变等效电路分析法。 3. 熟练分析集成运放构成的比例、加法、减法运算电路的工作原理和应用。 信号放大与运算电路 第四章 信号放大与运算电路 放大的目的: 将微弱的变化信号放大成较大的信号。 放大的实质: 用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将 放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。 对放大电路的基本要求 ： 1. 要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。 2. 尽可能小的波形失真。 还有输入电阻、输出电阻、通频带等技术指标。 第四章 信号放大与运算电路 一、基本放大电路组成 共发射极放大电路 EC RS us RB EB RC C1 C2 T + + + – RL + + – – ui + – uo + – + + – uBE uCE – iC iB iE 共发射极放大电路的工作原理 晶体管T--放大元件iC= iB。要保证集电结反偏,发射结正偏,使晶体管工作在放大区 。 基极电源EB与基极电阻RB--使发射结 处于正偏，并提供大小适当的基极电流。 第四章 信号放大与运算电路 集电极电源EC --为电路提供能量。保证集电结反偏。 集电极电阻RC--将变化的电流转变为变化的电压。 耦合电容C1 、C2 --隔直通交作用。 即隔离输入、输出与直流的联系，同时使交流信号顺利输入、输出。 信号源 负载 EC RS us RB EB RC C1 C2 T + + + – RL + + – – ui + – uo + – + + – uBE uCE – iC iB iE 一、基本放大电路组成 共发射极放大电路 共发射极放大电路 第四章 信号放大与运算电路 单电源供电时常用的画法 共发射极放大电路 +VCC RS us RB RC C1 C2 T + + + – RL ui + – uo + – + + – uBE uCE – iC iB iE EC RS us RB EB RC C1 C2 T + + + – RL + + – – ui + – uo + – + + – uBE uCE – iC iB iE 第四章 信号放大与运算电路 1.放大倍数 二、放大电路的主要技术指标 + - 信号源 Au 放大电路 +- + _ Ro RL + _ Ri 3. 输出电阻 2. 输入电阻 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第四章 信号放大与运算电路 UBE IB IC UCE 无输入信号(ui = 0)时: uo = 0 uBE = UBE uCE = UCE +VCC RB RC C1 C2 T + + ui + – uo + – + + – uBE uCE – iC iB iE uBE t O iB t O iC t O uCE t O 三、共射放大电路的电压放大作用 第四章 信号放大与运算电路 IC UCE O IB UBE O 结论： (1) 无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的 电压和电流:IB、UBE和 IC、UCE 。 (IB、UBE) 和(IC、UCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为静态工作点。 Q IB UBE Q UCE IC IB 第四章 信号放大与运算电路 UBE IB 无输入信号(ui = 0)时: uo = 0 uBE = UBE uCE = UCE ？ 有输入信号(ui ≠ 0)时 uCE = VCC－ iC RC uo  0 uBE = UBE+ ui uCE = UCE+ uo IC +VCC RB RC C1 C2 T + + ui + – uo + – + + – uBE uCE – iC iB iE uBE t O iB t O iC t O uCE t O ui t O UCE uo t O 三、共射放大电路的电压放大作用 第四章 信号放大与运算电路 结论： (2) 加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大 小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了一个交流量，但方向始终不变。 + 集电极电流 直流分量 交流分量 动态分析 iC t O iC t IC O iC t ic O 静态分析 第四章 信号放大与运算电路 结论： (3) 若参数选取得当，输出电压可比输入电压大， 即电路具有电压放大作用。 (4) 输出电压与输入电压在相位上相差180°， 即共发射极电路具有反相作用。 ui t O uo t O 第四章 信号