2022-2023学年高二物理竞赛课件：基本放大电路

基本放大电路 基本放大电路 放大的概念与放大电路的性能指标 基本共射放大电路的工作原理 放大电路的分析方法 静态工作点的稳定 晶体管放大电路的三种接法 场效应管基本放大电路 基本放大电路的派生电路 ‹#› 一、放大的概念 放大的本质:能量的控制,利用有源元件实现 VCC 至少一路直流电源供电,是能源 判断电路能否放大的基本出发点 放大的特征:功率放大 常用正弦波做测试信号 放大的对象:变化量 放大的基本要求:不失真——放大的前提 输入信号为零时为静态。 能够控制能量的元件 放大的概念与放大电路的性能指标 ‹#› 二、性能指标 1. 放大倍数:输出量与输入量之比 电压放大倍数是最常被研究和测试的参数 信号源 信号源内阻 输入电压 输入电流 输出电压 输出电流 对信号而言,任何放大电路均可看成二端口网络。 ‹#› 2. 输入电阻和输出电阻 将输出等效成有内阻的电压源,内阻就是输出电阻。 空载时输出电压有效值 带RL时的输出电压有效值 输入电压与输入电流有效值之比。 从输入端看进去的 等效电阻 ‹#› 3. 通频带 4.最大不失真输出电压Uom:交流有效值。 由于电容、电感及放大管PN结的电容效应,使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降,并产生相移。 衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。 下限频率 上限频率 5.最大输出功率Pom和效率η:功率放大电路的主要指标参数 ‹#› 一、电路的组成及各元件的作用 VBB、Rb:使UBE> Uon,且有合适的IB。 VCC:使UCE≥UBE,同时作为负载的能源。 Rc:将ΔiC转换成ΔuCE(uo) 。 动态信号作用时: 输入电压ui为零时,晶体管各极的电流、b-e间的电压、管压降称为静态工作点Q,记作IBQ、 ICQ(IEQ)、 UBEQ、 UCEQ。 共射 基本共射放大电路的工作原理 ‹#› 二、设置静态工作点的必要性 输出电压必然失真! 设置合适的静态工作点,首先要解决失真问题,但Q点几乎影响着所有的动态参数! 为什么放大的对象是动态信号,却要晶体管在信号为零时有合适的直流电流和极间电压? ‹#› 三、基本共射放大电路的波形分析 饱和失真 底部失真 截止失真 顶部失真 输出和输入反相! 动态信号驮载在静态之上 与iC变化方向相反 要想不失真,就要在信号的整个周期内保证晶体管始终工作在放大区! ‹#› 四、放大电路的组成原则 静态工作点合适:合适的直流电源、合适的电路参数。 动态信号能够作用于晶体管的输入回路,在负载上能够获得放大了的动态信号。 对实用放大电路的要求:共地、直流电源种类尽可能少、负载上无直流分量。 ‹#› 两种实用放大电路:(1)直接耦合放大电路 问题: 1. 两种电源 2. 信号源与放大电路不“共地” 共地,且要使信号驮载在静态之上 静态时, 动态时,VCC和uI同时作用于晶体管的输入回路。 将两个电源合二为一 有直流分量 有交流损失 - + UBEQ ‹#› 两种实用放大电路:(2)阻容耦合放大电路 耦合电容的容量应足够大,即对于交流信号近似为短路。其作用是“隔离直流、通过交流”。 静态时,C1、C2上电压? 动态时, C1、C2为耦合电容! + - UBEQ - + UCEQ uBE=uI+UBEQ,信号驮载在静态之上。 负载上只有交流信号。 ‹#› t� uCE� UCEQ� VCC� O� t� uCE� UCEQ� VCC� O� $