电子元器件基础知识
> 电子元器件基础知识
电子元器件基础知识
　　导读：电子?无非就是以电阻、电容、电感、二极管、三极管等为代表，经常出现于电路中的啦。本文就详解电子基础知识，大神请飘过～～本文引用地址：一、- -电阻器　　电阻，符号为R，单位为欧姆，是一种限流元件，表示导体对电流的阻碍作用的大小。可分为线绕电阻器、碳膜电阻器、保险电阻、敏感电阻器等等等等，其中敏感电阻器根据其敏感特性不同，又可分为压敏电阻、光敏电阻、热敏电阻等等。现已广泛存在于各种电路中，起到分压、分流、阻抗匹配、滤波等不同的作用。二、- -电容器　　电容，符号为C，单位为法拉，是一种装电的容器，由两块金属极板和一层绝缘介质构成，具有“通交流，阻直流”的特性。在电路中具有耦合、滤波、退耦、谐振、旁路、中和、微分、积分等多种作用，同电阻一样，是一种电路中随处可见的电子元器件。三、- -电感器　　电感，符号为L，单位为亨利，是一种可把电能转换为磁能存储起来的元件，又称为扼流器、电抗器等。电感器完成阻碍电流变化的功能;电感器在无电流流过时，会试图阻碍欲流过的电流;在有电流流过时，会试图维持流过电流不变。具有“通直流，阻交流”的特性，经常与电容器一起以LC电路形式出现。四、电子元器件基础知识- -二极管　　二极管，是一种只有两个电极的装置，其实质上就是一个P型半导体和N型半导体构成的PN结。具有“正向导通，反向截止”的特性，仅允许电流单一方向流过，在电路中可完成整流、检波、稳压等多种功能。根据其用途的不同，也可将其分为整流二极管、检波二极管、稳压二极管、发光二极管、开关二极管等多种。五、电子元器件基础知识- -三极管　　三极管，是一种具有三个电极的装置，也称为双极型晶体管、晶体三极管，实质上就是一块半导体基片上的两个PN结将其隔成基区、发射区和集电区，从而引出基极、发射机和集电极三个电极，按结构可将其分为NPN型和PNP型。　　三极管是一种电流控制电流的半导体器件，具有电流放大、用作开关、代换等多种作用，现已广泛存在于各电路中。　　电子元器件基础知识相关文章推荐阅读：　　1、　　2、　　3、　　4、
电容器相关文章:
稳压二极管相关文章:
电气符号相关文章:
手机电池相关文章:
电容相关文章:
电抗器相关文章:
分享给小伙伴们：
我来说两句……
最新技术贴
微信公众号二
微信公众号一模拟电子线路_大学生考试网
当前位置： >>
模拟电子线路
第2章放大器基础2.1 放大电路的主要性能指标和电路组成 2.2 放大器的分析方法 2.3 放大电路性能指标的分析 2.4 多级放大电路符号规定UA uA ua全量大写字母、大写下标，表示直流量。 小写字母、大写下标，表示全量。 小写字母、小写下标，表示交流分量。 ua交流分量uAUA直流分量t2.1 放大电路的主要性能指标和电路组成2.1.1 放大电路模型信号源+ Vs C Ii Rs + Vi C 放大电路 + V C o Io RL负载放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大 电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。? 输入端口特性可以等效为一个输入电阻 ? 输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式（1） 电压放大模型Rs Ro + Vi C C Ri C + AVOVi + Vo C RL? AVO ――负载开路时的电压增益+ VsRi ――输入电阻Ro ――输出电阻? ? ? 由输出回路得 Vo ? AVOVi RL Ro ? RL? RL Vo ? ? ? 则电压增益为 AV ? AVO ? Ro ? RL Vi由此可见RL ?? AV ?即负载的大小会影响增益的大小要想减小负载的影响，则希望…？ （考虑改变放大电路的参数）Ro ?? RL理想情况 Ro ? 0另一方面，考 虑到输入回路对信 号源的衰减? 有 Vi ? Ri ? Vs Rs ? RiRs + Vs C + Vi C Ri C +Ro + AVOVi Vo C RL要想减小衰减，则希望…？Ri ?? Rs理想Ri ? ?电压放大型电路适用于信号源内阻较小且负载电阻较大的场合。（2）. 电流放大模型RsIiRo + + V Vii C CIo+ Vo C R RLL关心输出电 流与输入电流的 关系+ + VV s s CCRs+ AVOVi Ri 放大电路 Vo C C+电压放大模型电流放大模型（2） 电流放大模型? AIS ――负载短路时的电流增益 由输出回路得? ? ? I o ? AIS I i则电流增益为Ro Ro ? RL? Ro Io ? ? ? ? AIS AI ? Ro ? RL Ii? ? Ii ? Is Rs Rs ? Ri由此可见RL ?? AI ?要想减小负载的影响，则希望…？ 由输入回路得Ro ?? RL理想情况 Ro ? ?要想减小对信号源的衰减，则希望…？Ri ?? Rs理想Ri ? 03. 互阻放大模型 4. 互导放大模型 5. 隔离放大电路模型Ro + Vi C Ri C + AV ViO+ V? o C输入输出回路没有公共端2.1 放 大电路 的性能 指标2.1.2放大电路的主要性能指标Rs + Vs C Ii + Vi C 放 大 Ri 电 路（1）. 输入电阻? Vi Ri ? ? Ii输入电阻的大小决定了放大电路从信号源吸取信号幅值 的大小。对输入为电压信号的放大电路即电压放大和互导放 ? 大， R i 越大则输入端的 V i 值越大；若输入为电流信号放 ? 大电路，即电流放大和互阻放大， R i 越小则输入电流 I i 越 大。（2）. 输出电阻放 大 电 路 Ro + AVOVi C + Vo C 放 大 电 路 Ro + AVOVi C + Vo C RL? ? ? Vo? ? AVOVi? ? ? Vo ? AVOVi所以RL Ro ? RL? Vo? Ro ? ? RL ? RL Vo另一方法+ Vs =0? Vs ? 0IT + 放大电路 C Ro C VT? VT Ro ? ? IT注意：输入、输出电阻为交流电阻（3）. 放大倍数（增益）反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量 转换为输出信号能量的能力四种增益? Vo ? AV ? ? Vi? Io ? AI ? ? Ii? Vo ? AR ? ? Ii? Io ? AG ? ? Vi? ? 其中 AV 、AI 常用分贝（dB）表示? 电压增益 ? 20 lg AV(dB)? 电流增益 ? 20 lg AI(dB)功率增益 ? 10lg AP(dB)“甲放大电路的增益为-20倍”和“乙放大电路的增益为-20dB”， 问哪个电路的增益大？（4）. 频率响应及带宽（频域指标）A.频率响应及带宽在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态 响应，称为放大电路的频率响应。电压增益可表示为? ? ( j? ) ? Vo ( j? ) AV ? Vi ( j? ) ? Vo ( j? ) ? ? ?[? o (? ) ? ? i (? )] V ( j? )iIi + Vs C Rs + Vi C 放大电路 + Vo CIo RL或写为 其中? AV ? AV (? )?? (? )? Vo ( j? ) AV (? ) ? ? Vi ( j? )?? (? ) ? ? o (? ) ? ? i (? )称为幅频响应称为相频响应A.频率响应及带宽普通音响系统放大电路的幅频响应其中f H ― ―上限频率 f L ― ―下限频率 称为带宽60中频区20lg|AV|/dB3dB 频率点 3dB 频率点 （半功率点） （半功率点）高频区3dBBW ? f H ? f L当 f H ?? f L时，BW ? f H低频区40带宽 20直流放大电路的幅频响应 与此由何区别？0 2 20 fL 2? 102 2? 103 2? 104 fH f/Hz（4）. 频率响应及带宽（频域指标）?I输入信号 基波?tB.频率失真（线性失真）幅度失真： 对不 同 频率 的 信号 增 益不同，产生的失真。 二次谐波O?O输出信号 基波?tO二次谐波2.2 放大电路的分析方法估算法 静态分析图解法放大 电路 分析 动态分析 图解法微变等效电路法2.2.1 共射放大电路的基本组成+ECRB C1输入放大元件iC=?iB，工 作在放大区，要保证 集电结反偏，发射结 正偏。RC TC2uiuo 输出固定偏置单管放大电路+EC RC C1 RB C2集电极电源， 为电路提供能 量，并保证集 电结反偏,发 射结正偏 。T基极偏置 电阻,使发 射结正偏+EC RB RC T C1C2集电极电阻， 将变化的电流 转变为变化的 电压。+EC耦合电容RC C1 RB TC2隔离输入输 出与电路直 流的联系， 同时能使交 流信号顺利 输入输出。2.2 放 大电路 的分析 方法2.2.2. 放大电路的静态和动态静态：输入信号为零（vi= 0 或 ii= 0）时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。 动态：输入信号不为零时，放大电路的工作 状态，也称交流工作状态。电路处于静态时，三极管三个电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点，称为静态工作点，常称为Q点。一般用IB、 IC、和VCE （或IBQ、ICQ、和VCEQ ）表示。 # 放大电路为什么要建立正确的静态？2.2 放大 电路的分 析方法2.2.2. 直流通路和交流通路放大电路中各点的电压或电流都是在静态直 流上叠加了小的交流信号。但是，电容对交、直流的作用不同。如果电 容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即 对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交 直流所走的通道是不同的。 交流通道：只考虑交流信号的分电路。 直流通道：只考虑直流信号的分电路。 信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。2.2.2. 直流通路和交流通路（思考题）共射极放大电路? 耦合电容：通交流、隔 直流 ? 直流电源和耦合电容 对交流相当于短路end2.3 画出图示各电路的直流通路和交流通路。 设所有电容对交流信号均可视为短路。(a)(a)(b)(b)(c)(c)2.2 放 大电路 的分析 方法2.2.3 图解分析法采用该方法，必须已知三极管的? 值。 根据直流通路可知：1. 用近似估算法求静态工作点VCC ? VBE IB ? Rb IC ? ? ? I B+-VCE ? VCC ? I C RC直流通路 共射极放大电路一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V。2.2.3 图 解分析法2. 用图解分析法确定静态工作点 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极 管的输入输出特性曲线。IB + VBE 共射极放大电路IC + VCE -直流通路? 首先，画出直流通路? 列输入回路方程：iC VCC Rc 1 斜率 IB + RcVBE =VCC－IBRb? 列输出回路方程（直流负载线）：VCE=VCC－ICRcVCEQICQQIBQVBE -I+ C VCE -VCCvCE 直流通路? 在输入特性曲线上，作出直线 VBE =VCC－IBRb，两 线的交点即是Q点，得到IBQ。 ? 在输出特性曲线上，作出直流负载线 VCE=VCC－ICRc， 与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ。2.2.3 图 解分析法动态工作情况分析iC 斜率 VCC Rc 斜率 ICQ Q IBQ 1 Rc 1 Rc// RL1. 交流通路及交流负载线由交流通路得纯交流负载线：vce= -ic? (Rc //RL) R'L= RL∥Rc， 是 因为交流负载线必过Q点交流负载电阻。 即 vce= vCE - VCEQic= iC - ICQ 交流负载线是 同时，令R?L = Rc//RL共射极放大电路VCEQVCCvCE有交流输入信号时 则交流负载线为Q点的运动轨迹。 vCE - VCEQ= -(iC - ICQ )? R?Lic 过输出特性曲线上 + 的 Q 点 做 一v 斜 率 为 条 ce 1/R?L ?直线，该直线即为 交流负载线。交流通路即 iC = (-1/R?L)? vCE + (1/R?L) VCEQ+ ICQ2.2.3 图 解分析法2.通过图解分析，可得如下结论： 3.3.2 v动态工作情况分析? 1. vi?? BE?? iB?? iC?? vCE?? |-vo| 2. vo与vi相位相反； 输入交流信号时的图解分析 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数； 4. 可以确定最大不失真输出幅度。iB /uAiC /mA iC /mA60 40 20交流负载线iB /uA Q` Q IBQ Q`` vBE/VQ` Q ICQ t60uA 40uAQ`` 20uA vC E/V vC E/VtBE 共射极放大电路v /VVBEQ tVCEQ t# 动态工作时， iB、 iC的实际电流方向是否改变，vCE的实 际电压极性是否改变？2.2.3 图 解分析法动态工作情况分析iC /mA 饱和区200uA 160uA Q13. BJT的三个工作区放大区 Q120uA 80uAiB =40uA Q2 0 vCE/V截止区饱和区特点： iC不再随iB的增加而线性增加，即 iC ? ? ? iB vCE= VCES ，典型值为0.3V此时 ? ? iB ? iC截止区特点：iB=0， iC= ICEO当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真。2.2.3 图 解分析法动态工作情况分析3. BJT的三个工作区由于放大电路的工作点达到了三极管 ①波形的失真 的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为底部失真。饱和失真由于放大电路的工作点达到了三极管 的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为顶部失真。截止失真注意：对于PNP管，由于是负电源供 电，失真的表现形式，与NPN管正好相反。2.2.3 图 解分析法动态工作情况分析不产生削波失真的条件：3. BJT的三个工作区式中，Icm、Ucem为输出交流电流、电压的振幅；ICEO为穿透电 流是晶体管放大区与截止区交界线电流；VCES为饱和压降是晶 体管放大区与饱和区交界电压线。②放大电路 的动态范围放大电路要想获得大的不失真输 出幅度，要求： ? 工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位； ? 要有合适的交流负载线。2.2.3 图 解分析法动态工作情况分析放大电路向电阻性负载提供的输出功率（思考题）4. 输出功率和功率三角形Vom I om 1 Po ? ? ? Vom I om 2 2 2在输出特性曲线上，正 好是三角形?ABQ的面积，这 一三角形称为功率三角形。 功率三角形要想PO大，就要使功率三角形的 面积大，即必须使Vom 和Iom 都要大。例题1 如何判断三极管的管脚、管型？电位判断法，电流判断法。例：测得工作在放大电路中几个晶体管三 个电极的电位U1、U2、U3分别为： （1）U1=3.5V、U2=2.8V、 U3=12V （2）U1=3V、 U2=2.8V、 U3=12V （3）U1=6V、 U2=11.3V、 U3=12V （4）U1=6V、 U2=11.8V、 U3=12V 试判断它们是NPN型还是PNP型？是硅管还 是锗管？并确定e、b、c。原则：发射结正偏，集电结反偏。 NPN管 UBE＞0， UBC＜0。 先求UBE，若等于0.6-0.7V，为硅管； 若等于0.2-0.3V，为锗管。 PNP管自己分析。（1）U1 b、U2 e、U3 c （2）U1 b、U2 e、U3 c （3）U1 c、U2 b、U3 e （4）U1 c、U2 b、U3 eNPN 硅 NPN 锗 PNP 硅 PNP 锗例题2 某放大电路中BJT三个电极的电流如 图所示。 IA＝-2mA,IB＝-0.04mA,IC＝ +2.04mA,试判断管脚、管型。解：电流判断法。AIA电流的正方向和KCL。IE=IB+ ICC为发射极 B为基极BIB IC CA为集电极。管型为NPN管。管脚、管型的判断法也可采用万用表电阻法。三极管工作区域的判断原则： 例：测量某硅材料BJT各电极对地的电压值如 发射结 反偏 正偏 正偏 下，试判别管子工作在什么区域？反偏 正偏 集电结 反偏（1） VC ＝6V VB ＝0.7V VE ＝0V （2） VC ＝6V VB ＝4V VE ＝3.6V （3） VC ＝3.6V VB ＝4V VE ＝3.4V 对NPN管而言，放大时VC ＞ VB ＞ VE 解：对PNP管而言，放大时VC ＜ VB ＜VE （1）放大区 （2）截止区 （3）饱和区截止放大饱和放大电路如 图所示。已知BJT的 ?=80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，例题3共射极放大电路求： （1）放大电路的Q点。此时BJT工 作在哪个区域？ （2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此 时BJT工作在哪个区域？（忽略BJT的饱和 压降）end解：（1）VCC ? VBE 12V IB ? ? ? 40uA Rb 300k+ -I C ? ? ? I B ? 80 ? 40uA ? 3.2mA直流通路VCE ? VCC ? Rc ? I C ? 12V - 2k ? 3.2mA ? 5.6V静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V）BJT工作在放大区。（2）当Rb=100k时，VCC 12V IB ? ? ? 120uA Rb 100k+ -I C ? ? ? I B ? 80 ? 120uA ? 9.6mA直流通路VCE ? VCC ? Rc ? I C ? 12V - 2k ? 9.6mA ? ?7.2VVCE不可能为负值，其最小值也只能为0，即IC的 最大电流为： VCC ? VCES 12V I CM ? ? ? 6mA Rc 2k 此时，Q（120uA，6mA，0V）， 由于 所以BJT工作在饱和区。? ? I B ? I CM2.2 放大 电路的分 析方法2.2.4 小信号模型分析法（意义、思路）1 BJT的小信号建模? ? ? ? H参数的引出 H参数小信号模型 模型的简化 H参数的确定2 共射极放大电路的小信号模型分析? 利用直流通路求Q点 ? 画小信号等效电路 ? 求放大电路动态指标2.2 .4 小 信号模型 分析方法1 . BJT的小信号建模建立小信号模型的意义由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路 的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件 做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。建立小信号模型的思路当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三 极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而 可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性 电路来处理。2.2 .4 小 信号模型 分析方法1. H参数的引出iB vBE bciC对于BJT双口网络，我 们已经知道输入输出特性曲 线如下： i =f(v )? v =constB BECEvCEeBJT双口网络iC=f(vCE)? iB=const 可以写成：vBE ? f ( iB , vCE )iC ? f ( iB , vCE )在小信号情况下，对上两式取全微分得 ?vBE ?vBE dvBE ? VCE ? diB ? I B ? dvCE ?iB ?vCE ?iC ?iC diC ? VCE ? diB ? I B ? dvCE ?iB ?vCE 用小信号交流分量表示 vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce2.2 .4 小 信号模型 分析方法1. H参数的引出vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce其中：?vBE h ie ? ?iBVCE输出端交流短路时的输入电阻； 输出端交流短路时的正向电流传输比或电 流放大系数；输入端交流开路时的反向电压传输比；?iC h fe ? ?iBVCE?vBE h re ? ?vCE ?iC h oe ? ?vCEIBIB输入端交流开路时的输出电导。四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H参数）。2.2 .4 小 信号模型 分析方法2. H参数小信号模型iB bciCvbe= hieib+ hrevce ?根据 H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。 vCE vBE ic= hfeib+ hoevce ? H参数与工作点有关，在放大区基本不变。 e? H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。 BJT双口网络可得小信号模型 ib hieichfeib hoe vcevbe hrevceBJT的H参数模型2.2 .4 小 信号模型 分析方法3. 模型的简化 ib hie ic? ? 一般采用习惯符号 ib 是受控源 ，且为电流 即 rbe= hie ? = hfe 控制电流源(CCCS)。 ur= hre rce= 1/hoe ? 电流方向与ib的方向是关联 的。 则BJT的H参数模型为 ? ur很小，一般为10-3?10-4 ， ? rce很大，约为100k?。故一vbe hrevcehfeibhoevceib rbe vbe Ur vceic般可忽略它们的影响，得到简化电路? ibrce vce2.2 .4 小 信号模型 分析方法4. H参数的确定（思考题）? ? 一般用测试仪测出； ? rbe 与Q点有关，可用图示仪测出。一般也用公式估算 rbe rbe= rb + (1+ ? ) re 其中对于低频小功率管 而 rb≈200?(T=300K)VT (mV) 26(mV) re ? ? I EQ (mA) I EQ (mA)则26( mV ) rbe ? 200? ? (1 ? ? ) I EQ ( mA )2.2 .4 小 信号模型 分析方法2 用H参数小信号模型分析共 射极基本放大电路VCC ? VBE IB ? Rb IC ? β ? IBVCE ? VCC ? I C Rc共射极放大电路1. 利用直流通路求Q点一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V，? 已知。2.2 .4 小 信号模型 分析方法2. 画出小信号等效电路ic + vce 交流通路共射极放大电路? Ibv? Vi i Rb? Ic ? I b Rc? RL VOH参数小信号等效电路2.2 .4 小 信号模型 分析方法3. 求电压增益? Ibv? Vi i Rb? Ic ? I b Rc? RL VO根据? ? Vi ? I b ? rbe? ? Ic ? ? ? Ib? ? VO ? ? Ic ? ( Rc // RL )则电压增益为? ? VO ? I c ? ( Rc // RL ) ? AV ? ? ? ? Vi I b ? rbe ? ? ? ? I b ? ( Rc // RL ) ? ? ( Rc // RL ) ???? ? ?? ? ?r I rb be be（可作为公式）2.2 .4 小 信号模型 分析方法4. 求输入电阻? Ii? IbRb Ri? Ic ? I b Rc? Vi Ri ? ? Rb // rbe ? IiRo? Vi? RL VO5. 求输出电阻? 令 Vi ? 0所以 Ro = Rc? Ib ? 0? ? ? Ib ? 0例题4 1. 电路如图所示。试画 出其小信号等效模型 电路。解：Rb1 Cb1 + + vi Rb2 b-VCC Rc c e Re Cb2 + RL +voNPN型管和PNP 型管的微变等效电 路相同，它们的区 别只是在这两种三 极管中，其直流电 压和电流的实际方 向相反。Rb1? Ii+? Ibb rbe Rb2 e Re c + Rc RL? Vi-? ?I b? Vo-Rb1? Ii+? Ibb rbe Rb2 e Re c + Rc RL+ VCC Rb b e Rc c? Vi-? ?I b? Vo-例题5如 图 ， 已 知 BJT 的 β =100， VBE=-0.7V。 （1）试求该电路的静态工作点； （2）画出简化的小信号等效电路； （3）求该电路的电压增益AV， 输出电阻Ro、输入电阻Ri。 解（1）求Q点，作直流通路IB ?VCC ? VBE ? 12 ? (?0.7) ? ? ?40uA Rb 300K- VCC Rb b e Rc cIC ? β I B ? 100? (?40) ? ?4mAVCE ? VCC ? I C Rc ? ?12 ? 4 ? 2 ? ?4V直流通路2. 画出小信号等效电路 3. 求电压增益26( mV ) rbe ? 200? ? (1 ? ? ) I EQ ( mA )I?b? v V iiRbI?c I?bRc RL V ?O＝200+（1+100）26/4=865欧? ? VO ? I c ? ( Rc // RL ) ? AV ? ? ? ? Vi I b ? rbe ? ? ? ? I b ? ( Rc // RL ) ? ? ( Rc // RL ) ????? ?? ? ?155.6 ? I ?r rb be be4. 求输入电阻? Vi Ri ? ? Rb // rbe ? Ii ? 865?5. 求输出电阻 Ro = Rc ＝2KI?bV vi?iRbI?c I?bRc? RL VOVs6.非线性失真判断t Vo底部失真即截止失真 基极电流太小，应减 小基极电阻。t例题6? Vo ? （2） AV ? ? Vi解： （1）2. 放大电路如图所示,已知?=50。试求：（1）Q点；? Vo ? AVS ? ? VsRi 、RoVCC ? VBE VCC 12V IB ? ? ? ? 40uA Rb Rb 300k?I C ? β I B ? 50 ? 40uA ? 2mAVCE ? VCC ? I C Rc ? 12 ? 2mA ? 4k? ? 4V（2） 26( mV) rbe ? 200? ? (1 ? ? ) I E ( mA )26( mV ) ? 200? ? (1 ? ? ) I C ( mA ) ? 863?? AVS ?Ri ? ? AV Ri ? Rs863 ? ? ( ?115.87 ) 863 ? 500 ? ?73.36? Vo ? ? ( Rc // RL ) ? ? AV ?? ? ?115.87 ? Vi rbeRi ? Rb // rbe ? rbe ? 863?Ro ? Rc ? 4k2.2 放大 电路的分 析方法2.2.5 放大电路的工作点稳定问题 1 温度对工作点的影响? 温度变化对ICBO的影响 ? 温度变化对输入特性曲线的影响 ? 温度变化对? 的影响2 射极偏置电路? 稳定工作点原理? 放大电路指标分析? 固定偏流电路与射极偏置电路的比较2.2.5 放 大电路工 作点稳定 问题1. 温度对工作点的影响iC/mA iC/mA1. 温度变化对ICBO的影响ICBO ? ICBO( T0 ?25? C) ? e k (T ?T0 )温度T ? ? 输出特性曲线上移总之： 2. 温度变化对输入特性曲线的影响VBE ? VBE(T0 ?25?C) ? (T ?CEO? 2.2 ? 10 V ICBO ? ? I T0 ) ?温度T ? ? 输入特性曲线左移?3Q1 Q Q1 QIB IB iB =0 i =0BvCE/V vCE/V3. 温度变化对? 的影响T ? ? VBE ? 、IB ? ? IC ?温度每升高1 °C ， ? 要增加0.5%?1.0% ?? 温度T ? ? 输出特性曲线族间距增大2.2.5 放 大电路工 作点稳定 问题2 射极偏置电路1. 稳定工作点原理目标：温度变化时，使IC维持恒定。 如果温度变化时，b点电位能基 本不变，则可实现静态工作点的稳 定。稳定原理： b点电位基本不变的条件： I1 &&IB ，Rb1 ? Rb2VB &&VBEeT 此时， CVB ? IEb2 ?CC E?、VB不变 ? VBE ? 且R 可取 ? ? I ? ? R ? ?V V ? IB? 不随温度变化而变化。IC? 大些，反馈控制作用更强。一般取 I1 =(5~10)IB ， VB =(3~5) VBE（反馈控制）2.2.5 放 大电路工 作点稳定 问题2. 放大电路指标分析①静态工作点VB ? Rb2 ? VCC Rb1 ? Rb2VB ? VBE IC ? IE ? ReVCE ? VCC ? IC Rc ? IE Re ? VCC ? IC ( Rc ? Re )IB ? ICVCC?RB1 I1 RC IC IB B UCE RB2 I2 R IE E直流通路2.2.5 放 大电路工 作点稳定 问题2. 放大电路指标分析②电压增益&A&画小信号等效电路 &B&确定模型参数 ?已知，求rbe &C&增益26( mV ) rbe ? 200? ? (1 ? ? ) I EQ ( mA )? ? 输出回路： Vo ? ?? ? Ib ( Rc // RL ) ? ? ? ? ? 输入回路：Vi ? Ibrbe ? Ie Re ? Ibrbe ? Ib (1 ? ? ) Re? ? Vo ? ? ? I b ( Rc // RL ) ? ? ( Rc // RL ) 电压增益：A ? ? ? ?? V ? I [r ? (1 ? ? ) R ] ? Vi rbe ? (1 ? ? ) Re b be e2.2.5 放 大电路工 作点稳定 问题2. 放大电路指标分析? VT Ri ? ? IT③输入电阻根据定义由电路列出方程? ? ? I T ? I Rb ? I b ? ? VT ? IRb ( Rb1 // Rb2 ) ? ? ? ? ? VT ? Ibrbe ? Ie Re ? Ibrbe ? Ib (1 ? ? ) Re则输入电阻? VT Ri ? ? Rb1 // Rb2 //[rbe ? (1 ? ? ) Re ] ? IT放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻2.2.5 放 大电路工 作点稳定 问题2. 放大电路指标分析④输出电阻求输出电阻的等效电路?网络内独立源置零 ?负载开路 ?输出端口加测试电压rce对分析过程影响很大，此处不能忽略对回路1和2列KVL方程? ? ? ? I b (rbe ? Rs ) ? ( I b ? I c ) Re ? 0 ? VT ? ( I?c ? ? ? I?b )rce ? ( I?c ? I?b ) Re ? 0? VT ? ? Re ? ? rce (1 ? ) 则 Ro ? ? Ic rbe ? Rs? ? Re当其中Rs? ? Rs // Rb1 // Rb2 ? Ro ? Rc // Ro考虑 rce&&Re输出电阻? Ro ?? Rc 时， Ro ? Rc（ 一般? Ro ? rce ?? Rc ）2.2.5 放 大电路工 作点稳定 问题3. 固定偏流电路与射极偏置电路的比较共射极放大电路静态：VCC ? VBE IB ? RbRb2 VB ? ? VCC Rb1 ? Rb2IC ? β ? IB VCE ? VCC ? I C RcIC ? IE ?VB ? VBE ReVCE ? VCC ? IC ( Re ? Re ) I IB ? C ?2.2.5 放 大电路工 作点稳定 问题3. 固定偏流电路与射极偏置电路的比较? Ib ? Ic ? I b Rc? RL VOVii v?RbRe的接入稳定了Q点,但却使电压增益下降了,为此,常在Re 固定偏流共射极放大电路 上并联旁路电容Ce, 消除了Re对交流分量的影响。固定偏流共射极放大电路? 电压增益： A ? ? ? ? ( Rc // RL ) V输入电阻：输出电阻：? Vi Ri ? ? Rb // rbe ? Iirbe? ? ( Rc // RL ) ? AV ? ? rbe ? (1 ? ? ) ReRi ? Rb1 // Rb2 //?rbe ? (1 ? ? ) Re ?Ro ? RcRo = Rc# 射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性， 又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？2.2.5 放 大电路工 作点稳定 问题? ? ? ? ? ( Rc // RL ) ? ? ? ? ( Rc // RL ) AV rbe ? (1 ? ? ) Re rbeRi ? Rb1 // Rb2 //?rbe ? (1 ? ? ) Re ? ? Rb1 // Rb2 // rbeend例题7电路如下图所示，已知β =60。 （1）用估算法计算Q点； （2）求输入电阻； （3）用小信号模型分析法求电压增益。解： (1)静态工作点Rb2 VB ? ?VCC ? 4V Rb1 ? Rb2V ?V I C ? I E ? B BE ? 1.65m A Re I I B ? C ? 28uAVCCRB1 I1 RC IC IB B UCE RB2 I2 R IE ? E VCE ? VCC ? I C Rc ? I E Re ? VCC ? I C ( Rc ? Re )? 7.8V直流通路(2) 求输入电阻26( mV ) rbe ? 200? ? (1 ? ? ) I EQ ( mA )＝1.2KRi ? Rb1 // Rb2 //?rbe ? (1 ? ? ) Re ? ? Rb1 // Rb2 // rbe ? rbe ? 1.2K?（3）求电压增益? ? ? ? ? ( Rc // RL ) ? ? ? ? ( Rc // RL ) ? ?100 AV rbe ? (1 ? ? ) Re rbe2.2 放大 电路的分 析方法2.2.6 共集电极电路和共基极电路1 共集电极电路? 电路分析 ? 复合管2 共基极电路? 静态工作点 ? 动态指标 ? 三种组态的比较2.2.6 共 集电极电 路和共基 极电路1 共集电极电路1. 电路分析共集电极电路 结构如图示该电路也称为 射极输出器 ①求静态工作点VCC ? I B Rb ? VBE ? I E Re得 IB ?由VCC ? VBE Rb ? (1 ? ? ) ReI E ? (1 ? ? ) I BIC ? ? ? IB VCE ? VCC ? I E Re ? VCC ? I C Re2.2.6 共 集电极电 路和共基 极电路1. 电路分析②电压增益&A&画小信号等效电路 &B&确定模型参数 ? 已知，求rberbe ? 200? ? (1 ? ? ) 26( mV ) I EQ ( mA )&C&增益? ? ? ? ? ? V ? 输入回路： ?i ? I b rbe ? ( I b ? ? ? I b ) RL ? I b rbe ? I b (1 ? ? ) RL ? ? ? ? ? 输出回路： Vo ? ( I b ? ? ? I b ) RL ? I b (1 ? ? ) RL ?电压增益：其中? RL ? Re // RL? ? ? ? ? Vo I b (1 ? ? ) RL (1 ? ? ) RL ? ? RL ? AV ? ? ? ? ?1 ? ? [r ? (1 ? ? ) R? ] r ? (1 ? ? ) R? r ? ? ? R? Vi I b be L be L be L? ? Vo与Vi同相? ? 一般 ? ? RL ?? rbe ，则电压增益接近于1， 即 AV ? 1 电压跟随器2.2.6 共 集电极电 路和共基 极电路1. 电路分析④输出电阻 ③输入电阻由电路列出方程 根据定义? ? VT ? I T ? I b ? ???b ? I Re I Ri ? ? ? ? I? VT ? I b ( rbe T Rs?)? ? I R // I ? ? 其中ITRs? ? Rbs ? Rb b? 则输出电阻 共集电极电路特点： VT Rs? ? rbe RI ( R ? ? VT ? I b rbe ? o?b?1 ? ?? RLe // RL ? Re // RL ? ) ? IT 1 ?? ? ? V ◆ 电压增益小于1但接近于1， ?o与Vi同相 ? Rs? ? rbe ? VT ? R //[r ? (1 ? ? Rs? ?? rbe Ri ， ? ?? 1 时， R ? ) RL ] 则输入电阻 Re 输入电阻大，对电压信号源衰减小 b be 当 ◆ ?? 输出电阻小 ? o IT 1? ? ? ◆ 输出电阻小，带负载能力强 ? ? 当 ? ?? 1 ， ? ? RL ?? rbe 时， Ri ? Rb // ? ? RL 输入电阻大# 既然共集电极电路的电压增益小于1（接近于1），那么 它对电压放大没有任何作用。这种说法是否正确？? ?I R ? V由电路列出方程 T Re e ? ? VT ? I Rb Rb2.2.6 共 集电极电 路和共基 极电路2. 复合管作用：提高电流放大系数，增大电阻rbe 复合管也称为达林顿管2.2.6 共 集电极电 路和共基 极电路2 共基极电路1. 静态工作点 直流通路与射极 偏置电路相同VB ? Rb2 ? VCC Rb1 ? Rb2VB ? VBE IC ? IE ? ReVCE ? VCC ? IC Rc ? IE Re ? VCC ? IC ( Rc ? Re )IB ? IC?2.2.6 共 集电极电 路和共基 极电路2. 动态指标①电压增益? ? Vi ? ? Ib rbe ? ? ? ? ? 输出回路： Vo ? ? I c RL ? ? ?I b RL RL ? Rc // RL ? ? ? ? ? ? ? Vo ? ? ?I b RL ? ?RL 电压增益： A V ? ? Vi ? I b rbe rbe输入回路：2.2.6 共 集电极电 路和共基 极电路2. 动态指标② 输入电阻? Vi Ri? ? reb ? ? ? Ie ? ? I b rbe rbe ? ? ? ? (1 ? ? ) I 1? ?b? Vi rbe rbe Ri ? ? Re // reb ? Re // ? ? Ii 1? ? 1? ?③ 输出电阻Ro ? Rc# 共基极电路的输入电阻很小，最适合用来放大何种信号源的信号？2.2.6 共 集电极电 路和共基 极电路3. 三种组态的比较? ? ( Rc // RL ) ? 电压增益： rbe电流增益：?(1 ? ? ) ? ( Re // RL ) rbe ? (1 ? ? )( Re // RL )? ? ( Rc // RL )输入电阻：输出电阻：Rb // rbeRb //?rbe ? (1 ? ? )( Re // RL )? Re //Re // ( Rs // Rb ) ? rbe 1? ??(1? ? )??rberbe 1? ?RcRcend2.2 放 大电路 的分析 方法2.2.7 场效应管电路的分析（2）分压式自偏压电路1. 直流偏置电路（1）自偏压电路vGSvGS = - iDRVGS ? VG ? VS Rg2 ? VDD ? I D R Rg1 ? Rg22.2.7 场 效应管电 路的分析 方法2. 静态工作点Q点： VGS 、 VDS、 ID已知VP ，由vGS =- iDRVDS =VDD- ID (Rd + R )vGS 2 i D ? I DSS (1 ? ) VP可解出Q点的VGS 、 ID 、 VDS2.2.7 场 效应管电 路的分析 方法3. FET小信号模型（1）低频模型2.2.7 场 效应管电 路的分析 方法场效应管的微变等效电路 iD iD ? f (uGS , uDS )D GuDS SuGS?i D ?i D ?i D ? ? ?uGS ? ? ?uDS ?uGS ?uDS? gm ? ?uGS ? 1r ? ?uDS DS跨导?i D gm ? ?uGSrDS?uDS ? ?i D漏极输出电阻2.2.7 场 效应管电 路的分析 方法场效应管的微变等效电路为：iD DGuDSugsDgmugs rDS udsG uGSSS GugsDgmugs uds很大， 可忽略。S（2）高频模型2.2.7 场 效应管电 路的分析 方法4. 动态指标分析（1）中频小信号模型2.2.7 场 效应管电 路的分析 方法4. 动态指标分析由输入输出回路得（2）中频电压增益忽略 rD? ? ? ? Vi ? Vgs ? gmVgs R ? Vgs (1 ? gm R) ? ? Vo ? ? gmVgs Rd? ? ? gm Rd 则 AVm 1 ? gm R输出电压与输入电压反相。? ? ? (Vgs Vgs rgs ? Vgs（3）输入电阻? Vi Ri? ? ? ? Ig? ? gmVgs ) R rgsrgs极大,g、s间可 视为开路? rgs ? (1 ? rgs gm ) RRi ? Ri? // [ Rg3 ? ( Rg1 // Rg2 )]则 Ri ? Rg3 ? ( Rg1 // Rg2 )通常 rgs ? (1 ? rgs gm ) R ?? [ Rg3 ? ( Rg1 // Rg2 )]（4）输出电阻Ro ? Rd例题8共漏极放大电路如图示。试求中频 电压增益、输入电阻和输出电阻。 解： （1）中频小信号模型（2）中频电压增益? ? ? ? 由 V ? Vgs ? gmVgs ( R // RL ) ? Vgs ?1 ? gm ( R // RL )? i ? ? Vo ? gmVgs ( R // RL )得? ? ? Vo ? gm ( R // RL ) ? 1 AVm ? Vi 1 ? gm ( R // RL )（3）输入电阻Ri ? Rg3 ? ( Rg1 // Rg2 )（4）输出电阻由图有? ? ? ? ? I ? gmVgs ? VT ? gmVgs ? IT R R ? ? Vgs ? ? VT所以? VT 1 1 Ro ? ? ? ? R // 1 IT gm ? gm R5. 三种基本放大电路的性能比较组态对应关系： BJT CE CC CB BJT CE：?FET CS CD CG FET CS： ? gm ( Rd // RL )gm ( R // RL ) CD： 1 ? g ( R // R ) m L电压增益：? ? ( Rc // RL )rbe(1 ? ? ) ? ( Re // RL ) CC： r ? (1 ? ? )( R // R ) be e LCB：? ? ( Rc // RL )rbeCG： gm ( Rd // RL )5. 三种基本放大电路的性能比较输入电阻： BJT Rb // rbe FET CS： Rg3 ? ( Rg1 // Rg2 )CE：CC： Rb //?rbe ? (1 ? ? )( Re // RL )? rbe Re // CB： 1? ?输出电阻： CE：CD： Rg3 ? ( Rg1 // Rg2 )1 CG： R // g mRc( Rs // Rb ) ? rbe 1? ?CS：RdCC：Re // CB：CD： CG：R //Rd1 gmRc例题9放大电路如图所示。已知 gm ? 18 ms，? ? 100， rbe ? 1 k?，试求电路的中频增益、输入电阻和输出电阻。 解： 画中频小信号等效电路 根据电路有? ? ? Vi ? Vgs ? gmVgsR2 ? ? ? ? gmVgs ? I b ? ?I b ? ?I b ? ? V ? ? ?I Ro b c则电压增益为? ? ? V o ? ? gm Rc ? ? 128.6 AVM ? 1 ? gm R2 ViRi ? Rg ? 5 M?Ro ? Rc ? 20 k?由于 Rg ?? Rs则? ? ? ? ? ? V o ? V i ? V o ? R i ? AVM ? A ? ?128.6 end ? AVsM ? VM ? ? Rs ? R i Vs Vi Vs场效应管的共源极放大电路UDD=20V R1 C1 G RG ui R2 1M 50k S RS 10k 10k RL uo 150k RD 10k C2 D一、静态分析求：UDS和 ID。 设：UG&&UGS 则：UG?US 而：IG=0 所以：CSU S UG R2 ID ? ? ? 0.5 mA UG ? ?U DD ? 5 V RS RS R1 ? R2 U DS ?U DD?I D ? ( RS ? RD ) ? 10 V二、动态分析UDD=20VR1C1150kG RGRD 10k C2 D微变等效电路S RS 10k 10k RL CSui 1M R2 50kuog dRGRL'? U gsR1 R2 s? gmU gs RD RLRL'gRGd RD? UiR1R2? U gsRL? gmU gs? Uos? ? Ui ? U gsri ? RG ? R1 // R2? 1.0375M?ro=RD=10k?? ? Uo ? ?gm ?U gs ? (RD // RL )? Au ? ? g m ? R'L源极输出器一、静态分析+UDD R1 150kDG S C2R1 UG ? ?U DD ? 5V R1 ? R2US?UG uoC1RGui1M R2 50kRS R L 10kU S UG ID ? ? ? 0.5mA RS RSUDS=UDD- US =20-5=15V二、动态分析+UDD R1 150k RG D G S RS R L 10k RGg? Id? U gss RS RLC1? UiC2? UoR1R2? gmU gsro ? roui1M R2 50kuorid微变等效电路? ? ? g mU gs ? RL Uo ? g m RL Au ? ? ? ?1 ? ? ? U i U gs ? g mU gs RL 1 ? g m RL ?输入电阻 riRGgsR1RSRLR2d ro ?riro微变等效电路ri ? RG ? R1 // R2? 1.0375M?输出电阻 rog RG加压求流法I?ds RS? I? U gs? ? ? U gs U 1 ro? ? ? ? ? ? I d ? g mU gs g m? U? gmU gsdR1R2ro ? ro? // RSroro ?微变等效电路场效应管放大电路小结(1) 场效应管放大器输入电阻很大。(2) 场效应管共源极放大器(漏极输出)输入 输出反相，电压放大倍数大于1；输出电 阻=RD。 (3) 场效应管源极跟随器输入输出同相，电 压放大倍数小于1且约等于1；输出电阻 小。2.4输 入 第一级 放大电路 输 出多级放大电路第二级 放大电路功放级 第n级 放大电路 第n-1级 放大电路 ……耦合：即信号的传送。 耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。多级放大电路对耦合电路要求：1. 静态：保证各级Q点设置2.动态:传送信号。要求：波形不 失真，减少压 降损失。1、多级阻容耦合放大器的特点：1) 由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作 点相互独立，分别估算。 2) 前一级的输出电阻是后一级的信号源内阻。 3) 后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。 4) 总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。5) 总输入电阻 ri 即为第一级的输入电阻ri1 。6) 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。2、典型电路R1 1M R2 RC2+UCC (+24V) 设: ? =? =50, 1 2 rbe1 = 2.9k? , rbe2 = 1.7 k? RL R3 43k RE2 8k 10k CEC282k10kT2C1 T1RS 20kC3求：A、ri、ro? UiRE1 27k? Uo? US前级后级性能分析1. 静态: Q点同单级。+UCC R2 C2 82k2. 动态性能:关键:考虑级间影响。 1 R1M C1RC2 10kT2(+24V)方法:RS 20kT1C3 RL 10k CE? Ui2? UiRE1 27k R3 43k RE2 8kri2 = RL1? Uo? ? Uo1 ? Ui 2? US? U o1ri21? ? ? U o U o U o1 Aus ? ? ? ? Aus1 ? Au 2 ? ? ? U s Ui 2 U s考虑级间影响+UCCRC2 10k (+24V)2 ri , ro : 概念同单级R1 R2 C2 T1 82k1MC1T2C3RS 20k? Ui2? UiRE1RL10k CER343kRE2 8k? Uo? US? U o127kri2riroR1 1M C1C2 T1R2 82kRC2 10k? Ui2+UCC (+24V) T2 C3 RL 10k CE? UoRS 20k U i ?? US? U o1RE1 R3 27k 43kRE2 8k微变等效电路:ri2ib1RSib 2rbe1?ib1R2 R3 r be 2? US? Ui?ib2RC2? UORLR1 RE1riri 2ro1. ri = R1 //[ rbe1 +（? +1)RL1']其中: RL1?= RE1// ri2 = RE1// R2 // R3 // rbe1=RE1//RL1 = RE1//ri2= 27 // 1.7 ? 1.7k?? ri =1000//(2.9+51×1.7) ? 82k?2. ro = RC2= 10k?∵已知: ?1=?2=50rbe1 = 2.9k? rbe2 = 1.7 k?ib1RSib 2rbe1?ib1R2 R3 r be 2? US? Ui?ib2RC2? UORLR1 RE1riri 2ro3. 电压放大倍数: 其中：ri Aus1 ? ? Au1 ri ? Rs? ( ?1 ? 1) RL1 51?1.7 Au1 ? ? ? 0.968 ? rbe1 ? ( ?1 ? 1) RL1 2.9 ? 51?1.7ri1 82 Aus1 ? ? Au1 ? ? 0.968 ? 0.778 ri1 ? RS 82 ? 20ib1RSib 2rbe1?ib1R2 R3 r be 2? US? Ui?ib2RC2? UORLR1RE1riri 2ro50? ( 10 // 10 ) Au 2 ? ? ?? ? ?147 rbe 2 1.7 Aus ? Aus1 ? Au 2 ? ?147? 0.778 ? ?114.4? ? 2 RL 2ib1RSib 2rbe1?ib1R2 R3? US? Ui?ib2? UORC2RLR1 RE1rbe 2riri 2ro3、阻容耦合电路的频率特性 A耦合电 容造成 三极管结 电容造成f采用直接耦合的方式可降低放大电路的下 限截止频率，扩大通频带。差动放大器即 采用直接耦合方式。?祝同学们学习进步!
更多搜索：
All rights reserved Powered by
文档资料库内容来自网络，如有侵犯请联系客服。