模擬電子電路第二章.ppt

第二章基本放大電路 2 1放大的概念和放大電路的主要性能指標(biāo)2 2基本共射放大電路的工作原理2 3放大電路的分析方法2 4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定2 5晶體管單管放大電路的三種基本接法2 6場(chǎng)效應(yīng)管放大電路2 7基本放大電路的派生電路 本章要求 掌握 1 放大 靜態(tài)工作點(diǎn) 飽和失真與截止失真 直流通路與交流通路 直流負(fù)載線與交流負(fù)載線 h參數(shù)等效模型 放大倍數(shù) 輸入電阻和輸出電阻 最大不失真輸出電壓 靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定 2 放大電路的組成原則和各種基本放大電路的工作原理及特點(diǎn) 3 放大電路的分析方法 能夠正確估算基本放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)和動(dòng)態(tài)參數(shù)Au Ri R0 理解 派生電路的特點(diǎn) 電路輸出波形產(chǎn)生截止失真和飽和失真的原因 了解 穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性及穩(wěn)定的方法 2 1放大的概念和放大電路主要性能指標(biāo) 2 1 1放大的概念 電子學(xué)中的放大 放大的對(duì)象 變化量 表象 將信號(hào)的幅值由小變大 本質(zhì) 實(shí)現(xiàn)能量的控制和轉(zhuǎn)換 基本特征 是功率放大 有源元件 具有能量作用的元件 三極管 揚(yáng)聲器所獲得的能量遠(yuǎn)大于話筒送出的能量 2 1 2放大電路的性能指標(biāo) 1 放大倍數(shù) Au 衡量放大電路放大能力的重要指標(biāo) 其值為輸出量 電壓放大倍數(shù) 電流放大倍數(shù) 2 輸入電阻Ri 從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻 定義為輸入電壓有效值Ui和輸入電 表明放大電路從信號(hào)源吸取電 或 與輸入量 或 之比 流有效值Ii之比 即 號(hào)源吸取的電流愈小 反之則愈大 流大小的參數(shù) Ri愈大放大電路從信 輸出電阻是表明放大電路帶負(fù) 3 輸出電阻Ro 從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效內(nèi)阻 或 載的能力差 反之則強(qiáng) 載的能力 Ro大表明放大電路帶負(fù) 4 通頻帶 圖2 1 4放大電路的頻率指標(biāo) 當(dāng)A f 下降到中頻電壓放大倍數(shù)Am的1 時(shí) 即 放大電路的增益A f 是頻率的函數(shù) 在一定的頻率范圍內(nèi) fL 下限截止頻率 fH 稱為上限截止頻率 fbw為通帶頻率 反應(yīng)對(duì)不同頻率的通過能力 5 非線性失真系數(shù)D 輸出波形中的諧波成分總量與基波成分之比稱為非線性失真系數(shù)D A1為基波幅值 A2 A3為諧波幅值 6 最大不失真輸出Uom 當(dāng)輸入電壓再增大就會(huì)使輸出波形產(chǎn)生非線性失真時(shí)的輸出電壓 7 最大輸出功率與效率 在輸出信號(hào)不失真的情況下 負(fù)載上能夠獲得的最大功率 記為Pom 直流電源能量的利用率稱為效率 Pv為電源消耗的功率 2 2基本共射放大電路的工作原理 基本放大電路 22 1基本共射放大電路的組成及各元件的作用 基本組成如下 晶體管T 基極電阻Rb 集電極電源VCC 集電極電阻Rc 輸入信號(hào)ui 基極電源VBB 核心元件 起放大作用 與基極電源一起共同決定基極電流IB 使晶體管b e間電壓UBE Uon 使晶體管的集電結(jié)反向偏置 以保證晶體管工作在放大狀態(tài) 將IC轉(zhuǎn)換為c e間的電壓UCE Vcc IcRc 正弦波電壓 信號(hào)源 負(fù)載 由一個(gè)三極管所組成的簡(jiǎn)單放大電路 單電源供電時(shí)的習(xí)慣畫法 共發(fā)射極基本電路 2 2 2 放大電路的工作特點(diǎn) 1 無輸入信號(hào) ui 0 時(shí) 0 UBE 2 有輸入信號(hào) ui 0 時(shí) 交直流信號(hào)共存 無輸入信號(hào) ui 0 時(shí) 有輸入信號(hào) ui 0 時(shí) uCE VCC iCRC uo 0uBE UBE uiiB IB ibiC IC icuCE UCE uo 結(jié)論 1 加上輸入信號(hào)電壓后 各電極電流和電壓的大小均發(fā) 2 若參數(shù)選取得當(dāng) 輸出電壓可比輸入電壓大 即電路 3 輸出電壓與輸入電壓在相位上相差180 即共發(fā)射 極電路具有反相作用 具有電壓放大作用 終不變 生了變化 都在直流量的基礎(chǔ)上疊加了一個(gè)交流量 但方向始 uBE 0 三極管截止 2 2 3靜態(tài)和靜態(tài)工作點(diǎn) 1 靜態(tài)和靜態(tài)工作點(diǎn) 靜態(tài) 時(shí) 放大電路的工作狀態(tài)稱為靜態(tài) 直流工作狀態(tài) 靜態(tài)工作點(diǎn) 靜態(tài)時(shí)電路中各電極電流和各電極之間的電壓 2 為什么要設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn) 圖2 2 2沒有設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn) IBQ ICQ UBEQ UCEQ 1 ui 0時(shí) Uon VCC 避免失真 不產(chǎn)生失真的條件 在輸入信號(hào)一個(gè)周期內(nèi) 直流分量 交流分量 uBE ui 2 Ui 0時(shí) Uon 2 2 4放大電路的組成原則 1 組成原則 1 發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏 有適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn) 2 輸入信號(hào)能順利傳遞 3 失真度不超過允許范圍 2 常見的兩種共射放大電路 直接耦合共射放大電路 必不可少 若Rb1 0 則靜態(tài)時(shí) 由于輸入端短路 晶體管截止 電路不可能正常工作 2 阻容耦合共射放大電路 2 3放大電路的分析方法 分析的任務(wù) 求靜態(tài)時(shí)的IBQ ICQ UCEQ 求動(dòng)態(tài)時(shí)的 分析方法 估算法 求靜態(tài)工作點(diǎn) 圖解法 適用于動(dòng)態(tài)和靜態(tài)分析 微變等效法 適用于動(dòng)態(tài)分析 2 3 1直流通路與交流通路 1 直流通路 在直流電源作用下直流電流流經(jīng)的通路 畫法 電容視為開路 電感視為短路 信號(hào)源視為短路 即靜態(tài)電流流經(jīng)的通路 用于研究靜態(tài)工作點(diǎn) 但應(yīng)保留其內(nèi)阻 直流通路 斷開 斷開 2 交流通路 容量大的電容 如耦合電容 視為短路 畫法 短路 短路 對(duì)地短路 交流通路 無內(nèi)阻的直流電源 如 VCC 視為短路 用于研究動(dòng)態(tài)參數(shù) 動(dòng)態(tài)時(shí) ui 0 交流信號(hào)電流流經(jīng)的通路 P138 題2 2 畫出如圖所示各電路的直流通路和交流通路 所有電容對(duì)交流信號(hào)均可視為短路 在分析放大電路中 應(yīng)遵循 先靜態(tài) 后動(dòng)態(tài) 的原則 求解靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)應(yīng)利用直流通路 求解動(dòng)態(tài)參數(shù)時(shí)應(yīng)利用 交流通路 兩種通路切不可混淆 解 畫出圖示電路的交流通路 R1 R4 R3 R2 R5 T1 T2 ui u0 2 3 2估算法求靜態(tài)工作點(diǎn) 求靜態(tài)工作點(diǎn) A B C 令ui RL 例 用估算法計(jì)算圖示電路的靜態(tài)工作點(diǎn) 由KVL可得 由KVL可得 Re 2 3 3圖解法 在已知放大管的輸入特性 輸出特性以及放大電路中其它各元件參數(shù)的情況下 利用作圖的方法對(duì)放大電路進(jìn)行分析即為圖解法 1 圖解法分析靜態(tài)靜態(tài)值 當(dāng)uI 0時(shí) 在輸出回路 1 直流負(fù)載線 直流負(fù)載線 Q iB IBQ ICQ VCC VCC VCC RC UCEQ 2 確定iB IBQ 直流負(fù)載線方程 iC 0 uCE 0 3 參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 Rb對(duì)Q點(diǎn)的影響 直流負(fù)載線不變 Q1 Q2 工作點(diǎn)在Q1 Q2間移動(dòng) Rc對(duì)Q點(diǎn)的影響 Q1 Q2 特性曲線不變 工作點(diǎn)在Q1 Q2 間移動(dòng) Vcc對(duì)Q點(diǎn)的影響 直流負(fù)載線斜率不變 工作點(diǎn)在直流負(fù)載線上移動(dòng) 2 圖解法分析動(dòng)態(tài) 1 直流負(fù)載線 IBQ Q ICQ VCC UCEQ 直流負(fù)載線 1 Rc 2 交流負(fù)載線 ui 0信號(hào)遵循的負(fù)載線 在輸出特性曲線上觀察放大電路在ui 0的工作情況 斜率為 1 Rc RL 交流負(fù)載線的畫法 A B 交流負(fù)載線 1 Rc RL 交流負(fù)載線應(yīng)具備的兩個(gè)特征 必過Q點(diǎn) 1 交流負(fù)載線是有交流輸入信號(hào)時(shí)工作點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡 2 空載時(shí) 交流負(fù)載線與直流負(fù)載線重合 注意 3 動(dòng)態(tài)分析 RL uo比ui幅度大且相位相反 RL對(duì)uo的影響 在輸入信號(hào)ui不變的情況下 輸出電壓uo的幅值變小 電壓放大倍數(shù)變小 最大不失真輸出電壓也變小 RL 3 圖解分析法的應(yīng)用 1 圖解分析法分析波形的非線性失真 三極管特性曲線的非線性引起的失真 非線性失真 截止失真 工作點(diǎn)太低 抑制失真的方法 2 飽和失真 工作點(diǎn)太高 抑制飽和失真的方法 或 退出飽和 o t 思考題在圖所示電路中 由于電路參數(shù)不同 在信號(hào)源電壓為正弦波時(shí) 測(cè)得輸出波形如圖 a b c 所示 試說明電路分別產(chǎn)生了什么失真 如何消除 b 截止失真 減小Rb 解 a 飽和失真 增大Rb 減小Rc c 同時(shí)出現(xiàn)飽和失真和截止失真 應(yīng)減小ui或增大VCC 以UCEQ為中心 取VCC UCEQ和UCEQ UCES這兩段距離中小的數(shù)值 就是能輸出的最大不失真幅值 峰值 為使電路不失真輸出幅值最大 Q點(diǎn)應(yīng)設(shè)在負(fù)載線對(duì)應(yīng)于uCE UCES和IB 0兩點(diǎn)間的中點(diǎn) 1 若Q點(diǎn)已定 在放大區(qū) 能輸出的不失真最大幅度是多大 2 Q點(diǎn)設(shè)在什么地方能使電路不失真輸出幅值最大 4 圖解法分析最大不失真電壓 對(duì)于放大電路與負(fù)載直接耦合的情況 直流負(fù)載線與交 5 圖解法的適用范圍 在實(shí)際應(yīng)用中 多用于分析Q點(diǎn)位置 最大不失真輸出電壓和失真情況 流負(fù)載線是同一條直線 而對(duì)于阻容耦合放大電路情況 只有在 空載情況下 兩條直線才和二為一 結(jié)論 2 3 3等效電路法 1 晶體管簡(jiǎn)化h參數(shù)等效模型2 共射放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析 將晶體管的模型以電路的形式表達(dá)后 用解電路的方法來進(jìn)行分析和計(jì)算的 輸入端口 輸出端口 在輸入特性Q點(diǎn)附近 在輸出特性Q點(diǎn)附近 與uCE無關(guān) 在共射接法放大電路中 在低頻小信號(hào)作用下 將晶體管看成一個(gè)線性雙口網(wǎng)絡(luò) 利用網(wǎng)絡(luò)的h參數(shù)來表示輸入 輸出的電壓與電流的相互關(guān)系 便可得出等效電路 成為共射h參數(shù)等效模型 該模型只能用于放大電路動(dòng)態(tài)小信號(hào)參數(shù)分析 1 簡(jiǎn)化h參數(shù)等效模型 1 晶體管簡(jiǎn)化h參數(shù)等效模型 2 rbe的近似表達(dá)式 或 該式表明 Q點(diǎn)愈高 即IEQ ICQ 愈大 rbe愈小 基區(qū)體電阻 發(fā)射區(qū)體電阻 2 共射放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析 us 號(hào)表示u0與ui相差1800 1 電壓放大倍數(shù)的計(jì)算 2 輸入電阻的計(jì)算 ri 3 輸出電阻的計(jì)算 0 0 R0 Rs 例2 3 3 在圖所示電路中 已知VCC 12V Rb 510k Rc 3k 晶體管的rbb 150 80 導(dǎo)通時(shí)的UBEQ 0 7V RL 3k 求 1 求出電路的 和 2 若所加信號(hào)源內(nèi)阻RS為2k 求出 解 1 首先求出Q點(diǎn)和rbe UCEQ大于UBEQ 說明Q點(diǎn)在晶體管的放大區(qū) 畫出交流等效電路如圖所示 2 根據(jù)的定義 的數(shù)值總是小于的數(shù)值 輸入電阻愈大 愈接近 也就愈接近 2 4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定 2 4 1靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性2 4 2典型的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路2 4 3穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的措施 2 4 1靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性 放大電路的主要性能指標(biāo)與靜態(tài)工作點(diǎn)有關(guān) 影響靜態(tài)工作點(diǎn)的因素 電源電壓的波動(dòng) 元件參數(shù)的老化 晶體管的溫度特性 溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 T 穩(wěn)定Q點(diǎn) 是指在環(huán)境溫度變化時(shí)靜態(tài)集 措施 1 置放大電路于恒溫槽中 2 從電路結(jié)構(gòu)入手T IBQ 2 4 2典型的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路 UBQ B UEQ 1 電路的組成和Q點(diǎn)穩(wěn)定原理 電極電流ICQ和管壓降UCEQ基本不變 1 結(jié)構(gòu) 2 穩(wěn)定Q點(diǎn)原理 因此 I2 I1 因而B點(diǎn)電位 圖 c 中 B點(diǎn)的電流方程為I2 I1 IBQ 若滿足I1 IBQ 表明基極電位幾乎僅決定于Rb1與Rb1對(duì)VCC的分壓 而與環(huán)境溫度無關(guān) 即當(dāng)溫度變化時(shí) UBQ基本不變 T ICQ IEQ ICQ 射極電阻Re VCC通過電阻Rb1 Rb2分壓接入三極管 UEQ 因?yàn)閁BQ基本不變 UBEQ IBQ 該電路穩(wěn)定Q點(diǎn)的原因 1 Re的直流負(fù)反饋?zhàn)饔?2 在I1 IBQ的情況下 UBQ在溫度變化時(shí)基本不變 這種電路又稱為分壓式電流負(fù)反饋Q點(diǎn)穩(wěn)定電路 從理論上講 Re愈大 反饋愈強(qiáng) Q點(diǎn)愈穩(wěn)定 但是實(shí)際上 對(duì)于一定的集電極電流IC 由于VCC的限制 Re太大會(huì)使晶體管進(jìn)入飽和區(qū) 電路將不能正常工作 2 靜態(tài)工作點(diǎn)的估算 I1 IBQ 發(fā)射極電流 由于ICQ IEQ 管壓降 基極電流 可以指出 不管電路參數(shù)是否滿足I1 IBQ Re的反饋?zhàn)饔枚即嬖?當(dāng) 1 Re Rb時(shí) I1 IBQ是成立 3 動(dòng)態(tài)參數(shù)的估算 求放大倍數(shù) 輸入電阻 輸出電阻 實(shí)際阻容耦合Q點(diǎn)穩(wěn)定電路 Ce 輸入電阻 輸出電阻 射極旁路電容 2 4 3穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的措施 節(jié)點(diǎn) 的電流方程為 二極管的反向電流 晶體管基極靜態(tài)電流 IC IR T IC UE UD UB T UBE IC IB IC 2 5晶體管單管放大電路的三種基本接法 2 5 1基本共集放大電路2 5 2基本共基放大電路2 5 3三種接法的比較 2 5 1基本共集放大電路 1 電路組成 2 靜態(tài)分析 電壓放大倍數(shù) 3 動(dòng)態(tài)分析 電壓放大倍數(shù)Au 1且輸入輸出同相 輸出電壓跟 隨輸入電壓 故稱電壓跟隨器 但是輸出電流Ie遠(yuǎn) 大于輸入電流Ib 所以電路仍有功率放大作用 輸入電阻 發(fā)射極電阻Re等效到基極回路時(shí) 將增大 1 倍 因此共 集放大電路輸入電阻比共射放大電路的輸入電阻大得多 可達(dá)幾 十千歐到幾百千歐 輸出電阻 基極回路電阻 R s rbe 等效 結(jié)論 1 Ri大 從信號(hào)源索取的電流小 2 R0小 帶負(fù)載能力強(qiáng) 3 Au 1 u0與ui同相 到發(fā)射極回路時(shí) 應(yīng)減小到原 來的1 1 R0可小到幾十歐 2 5 2基本共基放大電路 1 電路的組成 圖2 5 4 a 基本共基放大電路 2 靜態(tài)分析 b 基本共基交流通路 3 動(dòng)態(tài)分析 電壓放大倍數(shù) 2 Au R L rbe 有電壓放大能力 從而實(shí)現(xiàn)功率放大 特點(diǎn) 1 無電流放大能力 輸入電流為iE 輸出電流為iC 3 輸出電壓與輸入電壓同相 4 頻帶寬 輸入電阻 輸出電阻 2 5 3三種接法的比較 大 1 大 頻率響應(yīng) 差 較好 好 小 阻容耦合共基放大電路 2 7晶體管基本放大電路的派生電路 2 7 1復(fù)合管放大電路2 7 2共射 共基放大電路2 7 3共集 共基放大電路 2 7 1復(fù)合管放大電路 一 復(fù)合管組成及其電流放大系數(shù) 由兩只或兩只以上三極管適當(dāng)連接而成 T1 T2 組成原則 1 每只三極管均工作在放大狀態(tài) 且各極電流均有合適的通路 2 前一只三極管的輸出電流與后一只三極管的輸入電流實(shí)際方向一致 1 同類型三極管復(fù)合 1 電流放大系數(shù) 2 輸入電阻rbe 2 不同類型三極管復(fù)合 二 復(fù)合管共射放大電路 該式說明輸入電阻比沒有復(fù)合管時(shí)明顯增大 即當(dāng)相同時(shí) 從信號(hào)源 若 1 1 rbe2 rbe1 且 1 1 則 電壓放大倍數(shù)與沒用復(fù)合管時(shí)相當(dāng) 索取的電流將明顯減小 三 復(fù)合管共集放大電路 由于采用復(fù)合管 輸入電阻Ri中與Rb相并聯(lián)的部分大大提高 而輸出電阻Ro中與Re相并聯(lián)的的部分大大降低 使共集放大電路Ri大 Ro小的特點(diǎn)得到進(jìn)一步的發(fā)揮 2 7 2共射 共基放大電路 由于T1管以輸入電阻小的共基電路為負(fù)載 使T1管集電結(jié)電容對(duì)輸入回路的影響減小 從而使共射電路高頻特性得到改善 因?yàn)?2 1 即 2 1 2 1 所以 與單管共射放大電路的相同 2 7 3共集 共基放大電路 圖所示為共集 共基放大電路的交流通路 它以T 管組成的共集電路作為輸入端 故輸入電阻較大 以T2管組成的共基電路作為輸出端 故具有一定電壓放大能力 由于共集電路和共基電路均有較高的上限截止頻率 故電路有較寬的通頻帶 圖中的哪些接法可以構(gòu)成復(fù)合管 標(biāo)出它們等效管的類型 如NPN型 PNP型 N溝道結(jié)型 及管腳 b e c d g s P144題2 18 c 構(gòu)成NPN型管 上端為集電極 中端為基極 下端為發(fā)射極 解 a 不能 b 不能 d 不能 f PNP型管 上端為發(fā)射極 中端為基極 下端為集電極 g 構(gòu)成NPN型管 上端為集電極 中端為基極 下端為發(fā)射極 e 不能 習(xí)題課 1 二極管 三極管伏安特性 2 二極管應(yīng)用電路分析 3 三極管電極的確定及工作狀態(tài)的判斷 4 用基本放大電路的組成原則判斷電路對(duì)信號(hào)是否具有放大作用 5 靜態(tài)工作點(diǎn)的估算及圖解法求靜態(tài)工作點(diǎn) 6 放大電路的微變等效法 晶體管 場(chǎng)效應(yīng)管 7 復(fù)合管特點(diǎn) UGS th 0 UGS th 0 UGS off 0 UGS off 0 UGS off 0 UGS off 0 IG 0 ID IS a uGD UGS off b uGD UGS off c uGD UGS off 擊穿電壓U BR DS 指uDS增大到使iD開始急劇增加 發(fā)生雪崩擊穿時(shí)的uDS值 使用時(shí)uDS不能超過此值 擊穿電壓U BR GS 指G S間P N結(jié)的反向擊穿電壓 若UGS超過此值 P N結(jié)將被擊穿 擊穿電壓U BR DS 指uDS增大到使iD開始急劇增加 發(fā)生雪崩擊穿時(shí)的uDS值 使用時(shí)uDS不能超過此值 擊穿電壓U BR GS 使絕緣層擊穿的UGS 超過此值 絕緣層將被擊穿 題1 12分別判斷圖示各電路中的場(chǎng)效應(yīng)管是否有可能工作在恒流區(qū) 解 a 可能 c 不能 b 不能 d 可能 IG 0 ID IS uGS IDRS 0 uGS 0 uGS IDRS 0 uGS VGG 0 例 P137二試分析圖所示各電路是否能夠放大正弦交流信號(hào) 簡(jiǎn)述理由 設(shè)圖中所有電容對(duì)交流信號(hào)均可視為短路 分析方法 1 畫出直流通路 判斷發(fā)射結(jié)和集電結(jié)偏置情況 2 若發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏 再畫出交流通路判斷 若ui 0時(shí) u0 0且 1 則有放大作用 反之 則無放大作用 解 a 無放大作用 ui被VBB短路 不能順利傳輸 c 無放大作用 圖為共集電極電路 b 可能 偏置Rb可以使T導(dǎo)通 工作在放大區(qū) d 無放大作用 VBB 1 2V 0 7V 使T飽和 e 無放大作用 ui被C2短路 不能順利傳輸 d 無放大作用 u0恒為VCC 或ui 0 u0 0 例 電路如圖所示 設(shè)三極管的 80 UBEQ 0 6V 試分析當(dāng)開關(guān)分別置于A B C三個(gè)位置時(shí) 三極管工作在什么狀態(tài) 并求出相應(yīng)的輸出電壓 UCES 0 3V 解 三極管處于臨界飽和狀態(tài)時(shí) 開關(guān)置于A時(shí) IBS 三極管處于飽和狀態(tài) 分析方法 1 求臨界飽和電流 2 求實(shí)際基極電流 3 若IB IBS三極管處于飽和狀態(tài)若0 IB IBS三極管處于放大狀態(tài)否則為截止?fàn)顟B(tài) 80 0 0228 1 824mA 開關(guān)置于B時(shí) IBS 三極管工作在放大狀態(tài) 12 1 824 4 4 7V 開關(guān)置于C時(shí) 三極管發(fā)射結(jié)反偏 所以工作在截止?fàn)顟B(tài) IB 0 IC 0 U0 VCC 12V 3 在 1mV時(shí) 將Rw調(diào)到輸出電壓最大且剛好不失真 若此時(shí)增大輸入電壓 則輸出電壓波形將A 頂部失真B 底部失真C 為正弦波 P137四 已知圖示電路中VCC 12V RC 3k 靜態(tài)管壓降UCEQ 6V 并在輸出端加負(fù)載電阻RL 其阻值為3k 選擇一個(gè)合適的答案填入空內(nèi) 1 該電路的最大不失真輸出電壓有效值Uom A 2VB 3VC 6V 2 當(dāng) 1mV時(shí) 若在不失真的條件下 減小RW 則輸出電壓的幅值將 A 減小B 不變C 增大 4 若發(fā)現(xiàn)電路出現(xiàn)飽和失真 則為消除失真 可將 A RW減小B Rc減小C VCC減小 直流負(fù)載線 交流負(fù)載線 VCC ICQRL UCEQ P138題2 4 電路如圖 a 所示 圖 b 是晶體管的輸出特性 靜態(tài)時(shí)UBEQ 0 7V 利用圖解法分別求出RL 和RL 3k 時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)和最大不失真輸出電壓Uom 有效值 解 1 當(dāng)RL開路且ui 0時(shí) 輸出回路直流負(fù)載線方程為 直流負(fù)載線 Q 最大不失真輸出電壓 6 0 7 5 3V 12 6 6V UCES 2 當(dāng)RL 3K 且ui 0時(shí) 等效為 輸出回路直流負(fù)載線方程為 Q UCEQ 3 0 7 2 3V 6 3 3V 例題 設(shè)圖所示電路所加輸入電壓為正弦波 試問 2 畫出輸入電壓和輸出電壓ui uo1 uo2的波形 解 1 交流等效電路為 Re 2 兩個(gè)電壓放大倍數(shù)說明uo1 ui uo2 ui 波形如解所示 3 求靜態(tài)工作點(diǎn) ICQ 4 求Ri R01 R02 2 6 1場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的三種接法2 6 2場(chǎng)效應(yīng)管放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法及其分析估算2 6 3場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 2 6場(chǎng)效應(yīng)管放大電路 2 6 1場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的三種接法 一 基本共源放大電路 靜態(tài)時(shí) UGSQ VGG 共射 共集 共基 ui 0 IG 0 2 6 2場(chǎng)效應(yīng)管放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法及其分析估算 二 自給偏壓電路 靜態(tài)時(shí) IGQ 0 因而UGQ 0 由于結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的電流方程為 所以靜態(tài)時(shí) 管壓降為 源極電位為USQ IDQRs 三 分壓式偏置電路 Rg1與Rg2對(duì)電源VDD分壓來設(shè)置偏壓 故稱為分壓式偏置電路 Rs穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn) Rg3提高輸入電阻 靜態(tài)時(shí) 柵極電位 源極電位 柵 源電壓 2 7 3場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 1 場(chǎng)效應(yīng)管的低頻小信號(hào)等效模型 因場(chǎng)效應(yīng)管iG 0 g s視為斷路 對(duì)上式兩端求全微分 得 令式中 當(dāng)信號(hào)幅值較小時(shí) 可以認(rèn)為在Q點(diǎn)附近的特性是線性的 gm與rds近 1 低頻小信號(hào)等效模型 似為常數(shù) 用有效值Id Ugs和Uds取代變化量diD duGD和duDS 交流等效模型 2 gm的求解 在小信號(hào)作用時(shí)IDQ iD 得出 該式表明 gm與Q點(diǎn)緊密相關(guān) Q點(diǎn)愈高 gm愈大 因此 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路與晶體管放大電路相同 Q點(diǎn)不僅影響電路是否會(huì)產(chǎn)生失真 而且影響電路的動(dòng)態(tài)參數(shù) 對(duì)耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管 2 共源放大電路的動(dòng)態(tài)分析 不考慮電容時(shí) 考慮電容時(shí) 輸入電阻 輸出電阻 與共射放大電路類似 共源放大電路具有一定的電壓放大能力 且輸 出電壓與輸入電壓反相 只是共源電路比共射電路的輸入電阻大得多 3 共漏放大電路的動(dòng)態(tài)分析 交流等效電路 輸入電阻 輸出電阻 已知圖P2 15 a 所示電路中場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性分別如圖 b c 所示 1 利用圖解法求解Q點(diǎn) 2 利用等效電路法求解 Ri和Ro 解 1 Q 由特性曲線 b 可知 Q 2 2 6 4場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的特點(diǎn) 場(chǎng)效應(yīng)管 單極型管 與晶體管 雙極型管 相比 最突出的優(yōu)點(diǎn)是可以 組成高輸入電阻的放大電路 此外 由于它還有噪聲低 溫度穩(wěn)定性好 抗 輻射能力強(qiáng)等優(yōu)于晶體管的特點(diǎn) 而且便于集成化 所以被廣泛地應(yīng)用于各 種電子電路中 場(chǎng)效應(yīng)管的放大能力比晶體管差 共源放大電路的電壓放大倍數(shù)的數(shù)值 只有幾到幾十 而共射放大電路電壓放大倍數(shù)的數(shù)值可達(dá)百倍以上 另外 由于場(chǎng)效應(yīng)管柵源之間的等效電容只有幾皮法到幾十皮法 而柵源電阻又很 大 若有感應(yīng)電荷則不易釋放 從而形成高壓 以至于將柵源間的絕緣層擊 穿 造成永久性損壞 使用時(shí)應(yīng)注意保護(hù)