电工学-基本放大电路.ppt

,本次课内容1、什么是半导体2、半导体的三大特性4、半导体的共价键结构5、本征半导体和杂质半导体6、PN结及其单向导电性7、二极管及其特性和应用8、特殊二极管及应用举例9、单相桥式整流电路10、滤波电路11、稳压二极管稳压电路,8-1半导体三极管,又叫晶体三极管，简称三极管或晶体管。,一、三极管的结构三极管的内部结构为两个PN结，由三层半导体区形成的。,三极管的结构特点1基区很薄，且掺杂浓度低；2发射区掺杂浓度比基区和集电区高得多；3集电结的面积比发射结大。,二、三极管的电流放大作用,根据实验可得1IEICIB，且ICIB,3当IB有微小变化时，IC即有较大的变化。即β值一般较大。,2基极电流IB增大时,集电极电流IC也随之增大,三极管的电流放大作用。近似认为≈β。,三、三极管的特性曲线,（1）输入特性曲线,（2）输出特性曲线,四、三极管的工作状态截止、放大和饱和。,放大状态的条件发射结正偏和集电结反偏。放大区的特征IC由IB决定，具有恒流的特性。,截止状态条件基极开路或发射结反偏。当三极管截止时，c、e之间的电压基本上等于UCC，而IC≈0，故三极管呈现出高电阻，c、e之间相当于断路。,饱和状态发射结、集电结都正偏。当三极管饱和时，无放大作用。基极电流的变化不会再引起集电极电流的改变。,硅管的UCES≈0.3V，锗管UCES≈0.1V。,判断三极管饱和的条件是,五、三极管主要参数（1）电流放大倍数,（2）穿透电流ICEO,（3）集射极反向击穿电压UCE（BR）,（4）集电极最大允许电流ICM集电极电流超过一定值时，β值将显著下降。β值下降到规定允许值（额定值的2/3）时的集电极电流值叫集电极最大允许电流。,（5）集电极最大允许功耗PCM结温过高，管子将烧坏。集电结最大允许承受的功率叫集电极最大允许功耗UCEIC＜PCM。,8-2基本放大电路,共发射极连接的单管交流放大电路是三极管放大电路的基本形式。一、放大电路各元件的作用,二、放大电路的工作状态（1）放大电路没有信号输入的情况（静态）,（2）放大电路有输入信号的情况,（1）三极管的线性化电路模型输入回路当三极管输入回路仅有很小的输入信号时，ib只能在静态工作点Q附近作微量变化，在Q点附近基本上是一段直线，此时三极管输入回路可用一等效电阻代替。,微变等效电路法当放大器中的交流信号变化范围很小时，三极管基本上可以看成是在线性范围内工作的。,对于小功率三极管，当IE（1～2）mA时，rbe约为1kΩ。输出回路当三极管输入回路仅有微小的输入信号时，可认为输出特性曲线是一组互相平行且间距相等的水平线。,（2）共发射极放大器的小信号等效电路,交流指标的估算,2）放大器的输入电阻ri放大电路的输入端和信号源相连接，放大电路相当于信号源的一个负载。该负载即为放大器的输入电阻riRb∥rbe,3）放大器的输出电阻放大电路的输出端和负载相连。对负载来说，放大电路相当于一个有内阻的信号源。这个信号源的内阻便是放大器的输出电阻。roRc注意ri和ro都是放大电路的交流动态电阻。一般情况下，要求输入电阻尽量大一些，以减小对信号源信号的衰减；输出电阻尽量小一些，以提高放大电路的负载能力。,8-4放大电路的图解法分析,一、放大电路无信号输入的情况（静态）,静态工作点的确定直流负载线MN和IB（静态基极电流）的交点Q便是静态工作点,二、放大电路有信号输入后的情况,（3）接入负载电阻RL时的电压放大倍数,三、电路参数对放大器工作的影响（1）若静态工作点设置不合适，将会使输出信号产生严重失真。,（2）基极偏置电阻对电路的影响集电极负载电阻对电路的影响；集电极工作电源对电路的影响。,8-5工作点稳定的放大电路,工作点不稳定的因素工作点不稳定对电路的影响工作点稳定的措施,射极电阻的负反馈作用。注意I1、UB均不能太大。UB也不能太大。经验值硅管I1（5～10）IB，UB（3～5）V锗管I1（10～20）IB，UB（1～3）V,8-6射极输出器,射极输出器的特点及应用同相放大，电压放大倍数小于1但接近于1；输入阻抗高，输出阻抗小。电压跟随，电压放大倍数接近于1而小于1。,8-7多级放大电路,一、级间耦合方式,常被用作多级放大电路的输入级和输出级或作为隔离用的中间级。,二、多级放大电路的动态指标,对n级放大电路，电压放大倍数为AuAu1Au2Aun,注意以上所指的每一级的电压放大倍数，是已经把后一级的输入电阻作为前一级的负载时得出的，因此它比每一级不带负载时的放大倍数要小。,输入电阻就是第一级的输入电阻；输出电阻就是最后一级的输出电阻。,8-8功率放大器,功率放大电路的任务和特点,1放大电路的输出电压和输出电流都要有足够大的变化量，以便提供足够的输出功率。2具有较高的效率。3尽量减少非线性失真。,,OCL互补对称功率放大电路（OCL电路）,电路中V1、V2两管材料和特性参数相同，特性对称。由UCC1和-UCC2两个对称直流电源供电。可以看成两个复合的射极跟随器。,静态时V1、V2均截止，电路中无功率损耗。动态时忽略发射结死区电压，在ui的正半周内，V1导通，V2截止。V1以射极输出器的形式将正方向的信号变化传递给负载。在负半周，V2导通，V1截止。V2以射极输出器的形式将负方向的信号变化传递给负载。,最大输出电压幅度受管子饱和压降限制，约比电源电压小1V。,特点电路简单，效率高，低频响应好，易集成化；但输出波形在过零的附近产生失真----“交越失真。”,（2）输出功率和效率,实用OTL功放,5G37集成功率放大器，内部是由两级直接耦合电路组成的功率放大电路，当电源电压为6～20V时，能向8Ω负载提供2～3W不失真功率。,四、单片集成功率放大电路,集成功放LM384，可以经阻容耦合向8Ω负载提供5W输出功率。,本次课内容1、半导体三极管2、基本放大电路3、放大电路的工程估算法4、放大电路的图解法分析5、工作点稳定的放大电路6、射极输出器7、多级放大电路8、功率放大电路,作业P.241.分析与思考P.244.分析与思考P.269.9.3.19.4.5,