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第二章放大电路分析基础
实际中常常需要把一些微弱信号,放大到便于测量和利用的程度。例如,从收音机天线接收到的无线电信号或者从传感器得到的信号,有时只有微伏或毫伏的数量级,必须经过放大才能驱动扬声器或者进行观察、记录和控制。所谓放大,表面上是将信号的幅度由小增大,但是,放大的实质是能量的转换,即由一个较小的输入信号控制直流电源,使之转换成交流能量输出,驱动负载。
§1放大电路工作原理
一、放大电路的组成原理
以共发射极放大电路为例放大电路的组成的原则是:⑴为保证三极管工作在放大区,发射结必须正向偏置;集电结必须反向运用。⑵电路中应保证输入信号能加至三极管的发射结,以控制三极管的电流。同时,也要保证放大了的信号从电路中输出。耦合电容隔直电容的作用:使交流信号顺利通过,而无直流联系。耦合电容容量较大,一般采用电解电容器,而电解电容分正负极,接反就会损坏。
上图是NPN型三极管组成的放大电路,若用PNP型,则电源和电解电容极性反接就可以了。实际中,为了方便,采用单电源,如下左图。习惯画法如下右图。
f二、直流通路和交流通路
当输入信号为零时,电路只有直流电流;当考虑信号的放大时,我们应考虑电路的交流通路。所以在分析、计算具体放大电路前,应分清放大电路的交、直流通路。由于放大电路中存在着电抗元件,所以直流通路和交流通路不相同。直流通路:电容视为开路,电感视为短路交流通路:电容和电感作为电抗元件处理,一般电容按短路处理,电感按开路处理。直流电源因为其两端的电压固定不变,内阻视为零,故在画交流通路时也按短路处理。
要求同学能画出一个放大电路的直流通路和交流通路。下面我们画出基本共发射极电路的交、直流通路。同样,放大电路的分析也包含两部分直流分析:又称为静态分析,用于求出电路的直流工作状态,即基极直流电流IB;集电极直流电流IC;集电极与发射极间的直流电压UCE。交流分析:又称为动态分析,用来求出电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
§2放大电路的直流工作状态
放大电器核心器件是具有放大能力的三极管,而三极管要保证在放大区,其e结应正向偏置,c结应反向偏置,即要求对三极管设置正常的直流工作状态,如何计算出一个放大电路的直流工作状态,是本节讨论的主要问题。直流工作点,又称静态工作点,简称Q点(Quiesce
tkwaI5esE
tadj静止的)。它可通过公式求出,也可以通过作图的方法求出。
一、解析法确定静r