心智圖資源庫 基本放大電路
基本放大電路有三種常見的組態,分別是共射極放大電路、共基極放大電路、共集電極放大電路。每種組態都有其特定的工作原理和應用場景。
編輯於2024-04-22 11:15:08基本放大電路
一、 放大概念
基本特徵:功率放大 前提:不失真
性能指標
通頻帶與截止頻率
幅頻特性曲線
fL和fH分別被稱為下限截止頻率和上限截止頻率
最大不失真輸出電壓
有效值Uom
峰-峰值Uopp(Uopp=2 √2Uom)
電壓/電流放大倍率(四種)
二、 電晶體單管放大電路的三種基本接法
基本共集放大電路(射極輸出器)
交流通路中集極接地,因此實際上輸入輸出共用集極 負載接在射極上,因此稱為射極輸出器
參數分析
電壓放大係數
此處分子應加上基極上可能存在的電阻Rb
電流放大係數
說明:Io為流經RL負載的電流,Iin為輸入端的電流
三種接法的比較
輸入電阻
(Ri‘為基極Ib方向的電阻)
輸出電阻
短路訊號源,將RL換成測試電壓源
基本共基放大電路
交流通路中基極接地
參數分析
電壓放大係數
電流放大係數
輸入電阻和輸出電阻
基本共射放大電路
靜態工作點Q:輸入端加上正確的偏壓,確保三極管處於工作狀態,能夠實現交流放大
靜態工作點Q的參數包含IBQ、ICQ、UCEQ和UBEQ,其中UBEQ一般視作已知,且知道前兩個一般可以在圖解法中作圖求出UCEQ
兩種實用放大電路
直接耦合
缺點
1||| 電阻分壓導致電壓損失
2||| 無法隔直通交
阻容耦合
三、 分析方法
直流通路與交流通路
直流通路
形成:直流電源作用下形成的電路 原則:電容斷路、電感短路、交流訊號源短路(保留內阻)
交流訊號源串聯的Rs不可忽視
分析目的:求靜態工作點Q
溝通通路
形成:交流電源作用下形成的電路 原則:電感斷路、大容量電容短路、無內阻的直流電源短路
分析目的:求動態參數
圖解法
輸入迴路負載
輸出迴路負載
應用
電壓放大倍率分析
uI輸入方程式求iI,iI輸出圖解求uO
波形非線性失真
截止失真(uo頂端失真)
原因:輸入訊號負半週峰值時,uBE小於Uon,電晶體截止
最大Uom:IbR負載/根號二
解釋:抵消Ic,使Rc分壓最小
解決方法:增加VBB,防止進入截止區
飽和失真(uo底部失真)
原因:輸入訊號正半週峰值時,ic過大,uce過小,電晶體進入飽和區
最大Uom:UCQ-UCES
解決方法:加大Vcc/減少Rc/加大Rb/換β小的管子
最好將Q點設定在放大區負載線的中點(Vcc VCES)/2,此時Uom最大
判斷隨著uI增大,哪一種失真較先出現
比較UCEQ-UCES和ICQ•RL‘,前者代表Q點到飽和失真臨界狀態的電壓差值、後者代表Q點到截止失真臨界狀態的電壓差值
直流負載線與交流負載線
二者都過Q點,而交流負載線還算上了負載RL,因此交流負載線斜率絕對值較大
直接耦合中二者重合,阻容耦合只有空載時二者重合
等效電路法
電晶體直流等效模型
UBEQ取固定壓降,ICQ僅取決於IBQ
共射h參數等效模型(適用於交流)
僅在三極管處於放大區時適用,因此必須先用直流通路法求出Q點,同時求出rbe
h11:小訊號作用下be間動態電阻rbe,且有rbe=Ube/Ib(靜態分析不涉及)
h12e:輸出迴路電壓對輸入迴路電壓的影響(極小)
h21e:電流放大係數β
h22e:ce間動態電阻rce的倒數(很小)
輸入迴路等效為只有一個動態電阻rbe,輸出迴路等效為只有一個受控源
共射放大電路動態參數分析
電壓放大倍率Au
輸出電壓和訊號源電壓的比值Aus
輸入電阻:輸入電壓有效值與輸入電流有效值之比
輸出電阻:諾頓等效可得總電阻為與負載並聯的電阻之和
四、 靜態工作點Q的穩定方法
溫度對Q點影響
(1) 輸入曲線:IB增大,曲線左移
(2) 輸出曲線:Ic增大,Q點上移,曲線間隔增大(IB的緣故),易出現飽和失真
解決方法:集電極串聯電阻Re
目的:使Icq穩定
原理:與IB相比Ic更大,Ic增大,Ue(Re分流)增大,Ube(基極電壓)減小,Ib減小
穩定條件是I1》Ib(即基極電流佔分流前的少數)
Re的值:Re》Rb/(1 β) 其中Rb為Rb1//Rb2
靜態工作點估算(Q點穩定電路適用)
透過戴維南變換推導得到
從I1》Ib得到的式子
當(1 β)Re》Re時,二者表達式相同,滿足穩定條件
動態參數估算
在Q點穩定電路中,滿足Q點穩定的條件時可以估算動態參數
電壓放大係數
估算前
估算後
輸入電阻
五、 場效管
備忘
场效应管特性曲线汇总:书43页
三種基本接法
基本共源
低頻小信號等效
基本共漏
基本共柵
偏壓方法
自給式偏壓:不在閘極額外加直流電源,透過源極電阻分壓抬高源極電位,形成閘-源極偏壓
分壓式偏壓:在自給式偏壓的基礎上,用Rg1和Rg2分壓Vcc到g極
rce倒數很小說明rce極大,因此靜態分析中若三極體與Re並聯,則UCEQ等於Re在Re Rc的分壓
供推導
供推導
rbe的近似表達
rbe由基極側的rbb'和射極處的rb'e組成,其中前者一般給定,後者可以計算
rbe=rbb‘ UT/Ib(UT固定為26mV)