简明电工学课件：分立元件放大电路.pptxVIP

分立元件放大电路;

控制器的输出端直接驱动直流电动机时,由于控制器的输出功率小,会出现无法带动电动机运转的现象。因此,通常在控制器与直流电动机之间设置放大电路,用来提高控制器的带载能力。类似的,传感器将采集到的信息转化为微弱的电信号后,只有将电信号放大到可以测量和利用的程度,才能驱使仪表或执行机构动作。可见,放大电路在电子设备中的应用十分广泛。;

能力要素

(1)能够识别固定式偏置、分压式偏置放大电路,射极输出器及多级放大电路。

(2)能够绘制共射极放大电路的直流通路,并求解其静态工作点。

(3)能够绘制共射极放大电路的微变等效电路,并求解其动态指标。;

知识结构;

10.1共射极放大电路的组成;

基极电阻RB的作用是获得合适的电流以保证三极管工作在放大状态,又称偏置电阻,其值约为几十千欧至几百千欧。集电极电阻RC将集电极电流的变化转换为电压的变化,实现电压放大,一般为几千欧至几十千欧。

图10.1.1(a)中采用了两个直流电源,不实用。可将RB接UBB正极的一端改接到UCC的正极,省去UBB,如图10.1.1(b)所示。;;

在输入信号为正弦量的情况下,既要保证交流信号能顺利输送(又称耦合)进来和输送出去,又使放大电路中的直流电源与“信号源和负载”隔离,通常在输入端和信号源之间以及输出端与负载之间分别接有电容C1和C2,如图10.1.1(c)所示。为了减小信号传递时的电压损失,C1、C2应选得较大,一般为几微法至几十微法,通常采用电解电容器。因输入回路和输出回路共用发射极,图10.1.1(c)所示电路通常称为共射极放大电路,其中ui为输入电压,RL为负载电阻,uo为输出电压。;

10.2电路的电压放大作用;

UCC经RB给发射结加上了正向偏置电压,同时,经RC给集电结加上了反向偏置电压,三极管处于放大状态。于是,发射极发射载流子形成了静态基极电流IB、集电极电流IC、发射极电流IE及集射极电压UCE。静态时的基极电流又称为偏置电流,简称偏流。各静态值的波形如图10.2.1所示。;;

静态时,由电流IB、IC和电压UBE、UCE在输入、输出特性曲线上确定的工作点称为静态工作点Q,如图10.2.2???示。;

10.2.2有信号输入

输入端加上输入信号时,放大电路的工作状态称为动态。

交流输入信号ui通过C1耦合到三极管的发射结两端,给发射结施加了交流偏置电压ube。此时,发射结电压uBE是UBE与ube的叠加。uBE始终大于零,三极管处于放大状态。发射结电压的变化引起各极电流和电压的相应变化,它们都包含有一个静态直流分量和一个动态交流分量,其波形如图10.2.3所示。需要注意的是:UBE、ube、uBBE这样的形式分别表示静态直流值、动态交流值、瞬时总值。;;

图10.2.3中,由于uCE=UCC-RCiC,所以uCE与iC的方向相反。同时由于uo=uce,所以ui与uo的相位也相反。需要注意的是:输入回路的电流为iB,输出回路的电流为iC,且iCiB,因此输出信号的功率大于输入信号的功率。

根据能量守恒原理,能量只能转换,不能凭空产生,当然也不可能放大,放大电路所增加的能量是由直流电源UCC提供的。在三极管放大电路中,三极管起电流放大作用,称为放大元件,进而控制输出信号随输入信号的变化而变化。;

由上可知,放大电路需要具备以下两点:一是要设置偏置电路,以产生合适的偏流,建立合适的静态工作点,保证输出信号与输入信号的波形相同;二是将输入信号耦合到三极管发射结两端,并通过集电极电阻将放大的电流信号转换成电压信号输送出去。因此,对于放大电路的分析包括静态分析和动态分析两部分。;

10.3共射极放大电路的静态分析;．

1.画直流通路

由于电容在直流电路中相当于开路,可得放大电路的直流通路如图10.3.1所示。;

2.估算静态工作点;．

【例10.3.1】如图10.1.1(c)所示共射极放大电路中,UCC=12V,RC=3kΩ,RB=200kΩ,β=40,UBE忽略不计,求放大电路的静态工作点。

解因UBE忽略不计,所以;

10.4波形失真与静态工作点的稳定;

1.饱和失真

Q点设置偏高,三极管进入饱和区。此时iB继续增大而iC不再随之增大,引起iC及uCE的波形失真,称为饱和失真。当发生饱和失真时,iC波形的正半周(顶部)发生畸变,uCE波形的负半周(底部)发生畸变,如图10.4.1(a)所示。可通过增大RB,减小IB的方法,使静态工作点下移,减小或消除饱和失真。;;

2.截止失真

Q点设置偏低,三极管进入截止区,因而引起iB、iC及uC