文档介绍：基本放大电路的组成及工作原理
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放大电路的频率特性
放大电路设计举例
第2章基本放大电路
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第2章基本放大电路
2. 1基本放大电路的组成及工作原理
在生产实践和科学研究中需要利用放大电路放大微弱的信号,以便观察、测量和利用。(a)所示各组成部分:输入信号源、晶体三极管、输出负载以及直流电源和相应的偏置电路。其中,直流电源和相应的偏置电路用来为晶体三极管提供静态工作点,以保证晶体三极管工作在放大区。就双极型晶体三极管而言,就是保证发射结正偏,集电结反偏。
输入信号源一般是将非电量变为电量的换能器, 如各种传感器,将声音变换为电信号的话筒,将图像变换为电信号的摄像管等。它所提供的电压信号或电流信号就是基本放大电路的输入信号。
(b)是最简单的共发射极组态放大器的电路原理图。我们先介绍各部件的作用。
1. 晶体管V
2.
3. 基极偏流电阻Rb
4. 集电极电阻Rc
5. 耦合电容C1、 C2
(b)所示基本放大电路中,我们只要适当选取Rb、的值,三极管就能够工作在放大区。下面我们以它为例,分析放大电路的工作原理。
1. 无输入信号时放大器的工作情况
(b)所示的基本放大电路中, 后,当ui=0时, 由于基极偏流电阻Rb的作用,晶体管基极就有正向偏流IB流过,由于晶体管的电流放大作用,那么集电极电流IC=βIB,集电极电流在集电极电阻Rc上形成的压降为UC=ICRc。
显然, 晶体管集电极-发射极间的管压降为UCE=UCC-ICRc。当ui=0时,放大电路处于静态或叫处于直流工作状态, 这时的基极电流IB、集电极电流IC和集电极发射极电压UCE用IB、 ICQ、UCEQ表示。它们在三极管特性曲线上所确定的点就称为静态工作点,其习惯上用Q表示。这些电压和电流值都是在无信号输入时的数值,所以叫静态电压和静态电流。
2. 输入交流信号时的工作情况
当在放大器的输入端加入正弦交流信号电压ui时,信号电压ui将和静态正偏压UBE相串连作用于晶体管发射结上,加在发射结上的电压瞬时值为
uBE=UBE+ui
如果选择适当的静态电压值和静态电流值,输入信号电压的幅值又限制在一定范围之内,则在信号的整个周期内,发射结上的电压均能处于输入特性曲线的直线部分,如图(a),此时基极电流的瞬时值将随uBE变化,(b)。
基极电流iB由两部分组成, 一个是固定不变的静态基极电流IB;一个是作正弦变化的交流基极电流ib。
iB=IB+ib
由于晶体管的电流放大作用, 集电极电流iC将随基极电流iB变化,(c)所示。
同样,iC也由两部分组成:一个是固定不变的静态集电极电流IC;一个是作正弦变化的交流集电极电流ic。其瞬时值为
iC=IC+ic( )
现在讨论集电极电阻Rc上的电压降uRc。因为uRc=iCRc, 所以它要随iC变化,(d)所示。=iCRc+uCE,(d)上,虚线下面的空白部分。把它单独画出,(e)所示。显然, uCE也由两部分组成:一个是固定不变的静态管压降UCE, 另一个是作正弦变化的交流集电极-发射极电压uce。
如果负载电阻RL通过耦合电容C2接到晶体管的集电极-发射极之间,则由于电容C2的隔直作用,负载电阻RL上就不会出现直流电压。但对交流信号uce,很容易通过隔直电容C2加到负载电阻RL上,形成输出电压uo。如果电容C2的容量足够大,则对交流信号的容抗很小,忽略其上的压降,则管压降的交流成分就是负载上的输出电压,因此有
uo=uce()
把输出电压uo和输入信号电压ui进行对比,我们可以得到如下结论: