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第二章  基本放大电路

2.1  放大电路的构成

2.1.1  放大的概念

一、特征：功率放大

 

二、本质：能量的控制和转换

 

三、必要条件：有源元件

 

四、前提：不失真（保真）

 

五：测试信号：正弦波

 

2.1.2  怎样构建基本放大电路

一、目标：小功率信号→大功率

 

二、条件：1、元件  2、电源

 

三、技术路线

1、三极管→放大状态

2、小信号→i_B(U_BE)

3、合理的输出（构建的思路去设计：不加Rb，发射结烧掉，不加Rc，输出端口负载上的电压就是VCC）

 

四。放大电路

1、直接耦合共射放大电路

 

注：将V_BB用V_CC取代，输入输出回路共用一套电源，R_b1是为了让V_CC不从u_I端口走，以便在基极根据叠加定理产生交直流信号

 2、阻容耦合

 

注：输入回路从V_CC到R_b到发射结到地，导通，再加上（u_I交流信号）

 

五、工作原理

 u_BE→i_B(三极管输入特性曲线)→i_C(=βi_B）→u_CE（=U_CC-i_CR_C）→u_o

 交流的iB和uBE是线性关系

2.2  性能指标

一、示意图

 

二、放大倍数

 

三、Ri

 

四、Ro

 

五、通频带

 

六、非线性失真

 

七、最大不失真输出电压

 

八、最大输出功率与效率

 

2.3  分析方法

2.3.1  直流通路与交流通路

一、直流通路

交流源置0，电容=断路，电感=短路→判断静态是否合理

 

二、交流通路

1、直流源置0

2、电容→短路

 

2.3.2  图解法

输入回路

 

 

 输出回路同理

放大倍数=△u_CE/△u_I

 

2.3.3  等效电路法

一、直流通路

1、Q点

2、r_be=r_b’b+(1+β)U_T/I_EQ

 

二、交流通路

1、作出交流通路

2、将三极管变成rbe和受控源

 

2.3.4  h参数等效模型

（不应该记得太详细，把关键枝节点记下，展开部分应该记在自己脑子里，否则记完不想再看第二遍）

简化h参数等效模型即微变等效电路

rbe=rbb’+(1+β)rb’e’

rb’e’=UT/IEQ

rb‘e’的推导见二极管P23

 

1、静态

（1）直流通路

电位分析法：VCC=IEQ×RE+UBEQ+IB×RB，其中IEQ=（1+β）IBQ

rbe=rbb’+(1+β)rb’e’

 

2.  动态

（1）交流通路

在交流通路下，才能用h参数等效、才有rbe，即rbe和VCC不能同时出现

rbe上只能标ib

（2）h参数等效

 

2.4  放大电路Q点的稳定

2.4.1  必要性

一、对Q点有影响

1、温度

2、电源的波动

3、元器件的老化

 

二、稳定Q点的思路

 

2.4.2  Q点稳定的电路

一、构成

阻容式/直接耦合

 

二、分析

戴维南定理指出

①等效二端网络的电动势E等于二端网络开路时的电压

②它的串联内阻抗等于网络内部各独立源和电容电压、电感电流都为零时，从这二端看向网络的阻抗Zi

求出I_EQ即可求出r_be见2.3.4中加粗

 

Uo=-βi_b×R_C//R_L

Ui=(1+β)i_b×R_E+i_b×R_be

 

基本共集放大电路

Au=【（1+β)i_b×R_E//R_L】/【（1+β）i_b×R_E//R_L+i_b×r_be】<1→1

射极输出器，电压跟随器（功率变大）

 

输出电阻定义：信号源电路中的所有电压源短路，电流源断路，从输出端看进去的电阻

 

共射：基极入，集电极出

共集：基极入，发射极出

共基：发射极入，集电极出（电流几乎不变）

交流通路画的原则：直流源通通置0

be间连电阻，ce间连流控电流源

电流方向：

①b指向e，c指向e

②e指向b，e指向c

 

PNP和NPN的直流通路上正负不一样，简化h参数等效电路一样

 

Au=(βib·Rc//RL)/[(1+β)ib·Re+ib·rbe]=(β·Rc//RL)/[(1+β)Re+rbe]

 

 

求Ro是因为RL要看前端等效电阻，不能把RL放进去 

 

如何求Ri：端口加电压电流，求出Ui关系即Ri

 ib=i/(1+β)

U=i·Re+[i/(1+β)]·rbe

即Ri=Re+rbe/(1+β)

 

 

由左边回路KVL得，ie·Re+rbe·ib=0⇒ib=0⇒Ro=Rc

 

左边为什么电源视作短路：

 

 

下章预告：

类似三极管工作在放大区，场效应管工作在恒流区

且N沟道结型管工作在Ugs<0

 

2.6  派生电路

2.6.1  复合管放大电路

一、复合管的组成

ie分成了ib、ic

 

 

 

实际功率输出管（右边的）都是NPN，但功能上一个是一个是NPN，一个是PNP

合理通路下，前面管子是什么，后面等效出的功能就是什么

 

 

 交流通路

 

 

2.6.2  共射-共基放大电路

 

 共集-共基放大电路

 

这不得干掉一个管子？

 

场效应管放大电路的三种接法

 

写成△UGS/Ugs

 

 

类似三极管做交流等效时有个rce。MOS管可以不画rds即认为恒流区的线是水平的

恒流区倾斜度很小，rds很大，所以等效时rds可忽略。但当RL大到几十K到上百K时，rds重新提出，因为跟它的量级相同

 

Q：

 

Rg3什么用

 

 

 结型管不考虑温度对静态工作点影响，Rs是否可以去掉