2022-2023学年高二物理竞赛课件：放大器基础

放大器基础 基本放大器 电流源电路及其应用 差分放大器 放大器的噪声 放大器的基本概念 放大器基础 多级放大器 放大器的频率响应 概 述 在广播、通信、自动控制、电子测量等各种电子设备中，放大器是必不可少的组成部分。 放大器是应用最广泛的电子线路。 主要功能:将输入信号进行不失真、放大。 按信号强弱分： 小信号放大器 大信号放大器 按电路结构分： 直流放大器 交流放大器 （线性放大器、本章） （功率、非线性放大器） （DC、缓慢变化的。多用于集成电路） （多用于分立元件电路） 1、放大器分类 按信号特征分： 宽带 放大器 音频放大器 视频放大器 脉冲放大器 谐振放大器 （放大语音信号）A （放大图像信号）V （放大脉冲信号） （放大高频载波或已调制信号） + - iB VBB iC - + VCC RB RL + - vBE + - vCE + - 放大的原理与实质 （4-1-1） （4-1-2） （4-1-3） （4-1-4） 放大的实质,功率有 （4-1-5） 输入端： （4-1-6） 放大器的基本概念 放大器基本电路 电源VCC提供的功率： 三极管集电极上的功率： 负载电阻RL 上的功率： （4-1-7） （4-1-8） 输出端： （4-1-9） （4-1-10） 放大器放大的实质：利用三极管的正向受控作用，将电源VCC提供的直流功率， PC减少的部分，等于转换为输出的交流功率。 结论：电源VCC 不仅要为三极管提供偏置，保证管子工作在放大区，同时还是整个电路的能源。 电源提供的功率PD 除了转换成负载上有用的输出功率PL 外，其余均消耗在晶体三极管上（ PC ）。 三极管仅是一个换能器。 放大的实质,在输出伏安特性曲线上用图解法分析功率。略。 就信号而言，各种小信号放大器均可统一表示为有源线性四端网络：约定，图4-1-4。 放大器的性能指标 有源线性四端网络 RS RL vS + - + - vi ii io vo + - Ri Ro 反映放大器性能的主要指标有： 输入Ri 、输出Ro、增益A(4种)、频响、失真。 注意：输入、输出电阻为交流等效电阻，非实际。 8 需两个动画 有源线性网络中存在电抗性元件，容抗大小为1/ωC 如电容值C足够小（极间P65、分布电容），呈现出很大的容抗可忽略不计，开路。 如电容值C足够大（耦合、旁路电容），就可认为电容容抗可忽略不计，作短路处理。 即，有源线性四端网络=电阻性的。 一、输入电阻、输出电阻 对输入信号源而言，放大器相当于它的一个负载，而这个等效负载电阻就是放大器输入电阻Ri 。 或 RS Ri vS + - + - vi ii RS Ri iS + - vi ii 定义 Ri 大小表示放大器输入端口对信号源的获取程度。 左： Ri越大好，右：越小好。 (4-1-11) P164，与参数、RL有关。 1、输入电阻Ri 10 需两个动画 2、输出电阻Ro 对输出负载而言（根据戴维宁定理和诺顿定理），任何放大器均可看作它的信号源，该信号源内阻即放大器输出电阻Ro 或 Ro RL vot + - + - vo io Ro RL ion + - vo io 负载开路时，vi 或ii 在输出端产生的开路电压。 vot ： 负载短路时，vi 或ii 在输出端产生的短路电流。 ion ： (4-1-13) 定义1 P164：与参数、RS有关。 11 需两个动画 输出电阻Ro计算： RL vS + - vo 放大器 RS + - （放大器一般框图） i v + - 放大器 RS （ Ro 的定义） 令信号源为零(vs=0或is=0)，保留Rs和受控源(共C有)。 令负载RL开路，在输出端外加v，则产生电流i。 定义2: Ro 大小反映放大器受负载电阻RL的影响程度。 (4-1-12) P164与参数、RS有关。 12 需两个动画 $