单级低频小信号放大器全解.ppt

二、用图解法分析输出端带负载时的放大倍数 1．交流负载线 交流通路 交流负载电阻为 　　过 Q 点，作斜率为　　 的直线，得交流负载线 M?N?。 2．放大倍数的图解分析 　 如图所示。根据 iB 的变化范围 iBmax 和 iBmin，得到工作点的变化范围 Q1、Q2，可得输出电压的动态范围 VCEmax – VCEmin。 　 所以输出电压的幅值 Vom = VCEmax – VCEQ ,若输入信号的幅值为 Vim，则放大器的电压放大倍数为 放大倍数的图解分析 三、静态工作点与波形失真的图解 1．饱和失真 　　如果静态工作点接近于 QA ，在输入信号的正半周，管子将进入饱和区，输出电压 vce 波形负半周被部分削除，产生“饱和失真”。 2．截止失真 　 如果静态工作点接近于 QB，在输入信号的负半周，管子将进入截止区，输出电压 vce 波形正半周被部分削除，产生“截止失真”。 3．非线性失真 　 饱和失真和截止失真统称为非线性失真。是由于管子工作状态进入非线性的饱和区和截止区而产生的。为了获得幅度大而不失真的交流输出信号，放大器的静态工作点应设置在负载线的中点 Q 处。 工程应用 消除非线性失真的方法 由上页图可知，当静态工作点偏高时，IBQ 偏大，出现饱和失真，要消除饱和失真，可将偏置电阻 Rb 增大，即可使 IBQ 下降，静态工作点下移动。 当静态工作点偏低时，IBQ 偏小，出现截止失真，要消除截止失真，可将偏置电阻 Rb 减小，静态工作点上移动。 为调节静态工作点，常将偏置电阻设置成可调电阻，为防止可调偏置电阻调为零电阻时静态工作电流过大引起的三极管损坏，又常将可调偏置电阻与一固定电阻相串联。 3.3.2　估算法 　　估算法：应用数学方程式通过近似计算来分析放大器的性能。 一、估算静态工作点 　　由放大器的直流通路得出估算静态工作点的公式： [例 3.3.1]　如图所示放大器，设 VG =12 V ，Rb =200 k?，RC = 3 k? ，若晶体管电流放大系数 ? = 35，试估算静态工作点。 估算静态工作点 解 二、估算输入电阻、输出电阻和放大倍数 1．晶体管输入电阻 rbe 的估算公式 　 晶体管的输入电阻 rbe：晶体管基极和发射极之间交流电压 v i与相应交流电流 ib 之比。　　 估算公式为： 　　rbb是晶体管基区电阻，在小电流(IEQ 约几毫安)情况下，低频小功率管约为 300 ?，因此，在低频小信号时 　　从式可见，rbe 与静态电流 IEQ 有关，静态工作点不同，rbe 取值也不同。常用小功率管的 rbe 约为 1 k? 左右。 2．放大器的输入电阻 ri 和输出电阻 ro (1)输入电阻 ri 输入电阻 ri：从放大器输入端看进去的交流等效电阻。 从图中可以看出，ri = Rb // rbe 　 一般 Rb rbe ，所以 ri ? rbe 如图所示放大器的交流通路， 　ri 表示放大器从信号源吸取信号幅度的大小。ri 越大，信号源内阻损耗越小，放大器得到的有效输入信号越大。 　　结论：单级放大器的输入电阻 ri 近似等于晶体管的输入电阻 rbe。 交流通路 (2)输出电阻 ro 交流通路 　　输出电阻 ro：从放大器输出端(不包括外接负载电阻)看进去的交流等效电阻。 　　因晶体管输出端在放大区呈现近似恒流特性，其动态电阻很大，所以输出电阻近似等于集电极电阻。即 　　ro 表示放大器带负载的能力。输出电阻越小，输出信号时，自身损耗越小，带负载的能力越强。 3． 估算放大倍数的公式 　　放大器输出端外接负载电阻 RL 时，等效负载电阻 即 故 　　[例 3.3.2] 单级放大器中，Rc = 3 k?，设静态电流 IE = 2.1 mA ，晶体管 ? = 35。求输出端带负载电阻 RL = 3 k? 时，电压放大倍数 A?v 解 3.4 　放大器的偏置电路 3.4.1　固定偏置电路 3.4.2　分压式稳定工作点偏置电路 3.4.1　固定偏置电路 固定偏置电路 　　电路如图所示。由直流通路可见，偏置电流 IBQ 是通过偏置电阻 Rb 由电源 VG 提供，当 VG VBEQ 时 　　只要 VG 和 Rb 为定值， IBQ 就是一个常数，故把这种电路称为固定偏置电路。该电路由于　　　　　 　　因此，当环境温度升高时，虽然 IBQ 为常数，但 ? 和 ICEQ 的增大会导致 ICQ 的上升。可见，电路的温度稳定性较差。只能用在环境温度变化不大，要求不高的场合。 3.4.2　分压式稳定工作点偏置电路 1．元件作用 　　Rb1：上偏置电阻，Rb2：下偏置电阻，Re：发射极电阻，Ce：发射极旁路电容。 电路特点是静态工作点比较稳定。 动画　分