《晶体管放大原理》课件.ppt

*************************************温度补偿技术负反馈稳定负反馈是最基本的温度补偿方法。当温度升高时，晶体管的VBE降低，β增大，这两个因素都会导致集电极电流增加。通过在发射极引入电阻RE，电流增加会导致发射极电压升高，减小了实际的VBE，形成自动调节机制，抑制了温度变化的影响。二极管补偿二极管补偿利用二极管的正温度系数与晶体管VBE的负温度系数相抵消。在电路中加入一个或多个与晶体管基极-发射极结相同工艺的二极管，串联在偏置网络中。当温度升高时，二极管的压降减小，与晶体管VBE的减小相抵消，保持了偏置电流的稳定。热敏元件补偿在要求更高的场合，可以使用热敏电阻或PTC元件进行精确温度补偿。热敏电阻的电阻值随温度变化而变化，通过合理设计电路，可以使其产生的电压或电流变化正好补偿晶体管参数的温度漂移，实现高精度温度稳定。第五部分：多级放大电路必要性了解为什么需要多级放大耦合方式掌握各种耦合技术的优缺点性能计算学习多级电路的总体性能分析单级放大电路往往难以满足实际应用的需求，无论是增益、带宽还是其他性能指标。多级放大电路通过级联多个放大器，结合各级的优势，可以实现更高的性能和更灵活的设计。本部分将详细介绍多级放大的基本原理、常用耦合方式和性能分析方法。多级放大中，各级之间的信号传递方式（耦合方式）对整个电路的性能有重大影响。合理选择耦合方式，不仅能够优化电路性能，还能解决阻抗匹配、带宽限制等问题。理解各种耦合技术的优缺点，是设计高性能多级放大电路的基础。多级放大的必要性10000增益提高单级晶体管放大电路的电压增益通常限制在几十到几百倍。当需要更高增益时，例如将微伏级信号放大到伏级，单级放大器无法满足要求。多级放大可以将增益累乘，例如三级放大器每级增益为20，总增益可达8000倍。1MHz带宽扩展通过合理组合不同类型的放大级，可以扩展系统的频率响应范围。例如，第一级使用低噪声设计优化低频性能，后级使用共基极配置改善高频响应，最终级使用共集电极配置提供低输出阻抗。120dB阻抗匹配多级放大允许在各级之间插入特定的缓冲或匹配电路，优化信号传输。这对于连接不同阻抗特性的电路部分尤为重要，如高阻抗传感器与低阻抗负载之间的匹配。多级放大还可以实现单级难以完成的特殊功能，如选频放大、波形整形和信号调制等。通过适当设计各级的功能和参数，多级放大电路可以灵活满足复杂系统的各种需求，这是现代电子设备中不可或缺的技术。直接耦合原理直接耦合是最简单的多级连接方式，它将前一级的输出直接连接到后一级的输入，中间没有任何耦合元件。在晶体管电路中，这通常意味着前一级的集电极直接连接到后一级的基极。直接耦合的工作原理基于直流电平的匹配。前一级的集电极电压必须适合作为后一级的基极偏置电压，这要求精确的直流偏置设计。每一级的工作点会直接影响下一级的工作状态，形成级联依赖关系。优缺点直接耦合的主要优点包括：电路简单，元件数量少无低频截止，能够传输直流信号无相位畸变，适合脉冲和方波信号然而，直接耦合也存在显著缺点：直流工作点设计困难直流漂移累积问题严重各级之间互相影响大难以进行故障隔离和调试电容耦合原理电容耦合是最常用的多级连接方式，它通过耦合电容将前一级的输出信号传递给后一级的输入，同时阻断直流分量。耦合电容起到了交流通路、直流隔离的作用，使各级的直流工作点相互独立。优点电容耦合的主要优势在于各级直流工作点独立设置，互不影响，大大简化了电路设计。同时，它还能有效阻止直流漂移在级间累积，提高了电路的稳定性和可靠性。此外，电容耦合电路的故障诊断和维修也相对容易，因为各级可以独立测试。缺点电容耦合的主要缺点是无法传输直流信号，对低频信号的传输也有一定限制，形成低频截止。此外，耦合电容会在方波等含有丰富谐波的信号中引入相位畸变。在大信号应用中，耦合电容的容量需要足够大，可能增加电路尺寸和成本。在实际应用中，耦合电容的选择非常重要。容量太小会导致低频响应不足；容量过大则会增加尺寸和成本，并可能引入漏电流问题。一般来说，耦合电容的阻抗在最低工作频率应该远小于后级输入阻抗，通常取后级输入阻抗的1/10或更小。变压器耦合原理变压器耦合使用变压器将前一级的输出信号传递给后一级的输入。变压器的初级绕组连接到前一级的输出，次级绕组连接到后一级的输入。信号通过电磁感应从初级传递到次级，实现电气隔离和阻抗变换。优点变压器耦合的主要优势包括：实现直流隔离可以进行阻抗变换能够提供平衡-不平衡转换可以实现多路输出缺点变压器耦合的主要缺点包括：体积大，重量重成本高频率响应受