本文首先講述放大電路的基本概念、性能指標(biāo)、組成原則;然后闡述基本放大電路的工作原理及分析方法;最后介紹放大電路的反饋、多級(jí)放大電路、功能放大器等。
一、基本放大電路概念
基本放大電路是電路的一種,可以應(yīng)用在電路施工中。基本放大電路輸入電阻很低,一般只有幾歐到幾十歐,但其輸出電阻卻很高。
基本直放大電路既可以放大交流信號(hào),也可放大直流信號(hào)和變化非常緩慢的信號(hào),且信號(hào)傳輸效率高,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于集成化等優(yōu)點(diǎn),集成電路中多采用這種耦合方式。
二、基本放大電路的組成
放大電路的作用就是將電信號(hào)放大,既然是放大電路,所以必須達(dá)到兩個(gè)要求:
一、是要有放大能力(電壓放大或功率放大)。
二、就是失真要小,也就是說,要按比例最好是一模一樣的放大,就像你的一張照片,放大后,還是你,如果看不出是你就不行了。
放大器有很多種類,按頻率分有低頻,中頻,高頻以及直流放大器,這里,主要講解低頻電壓放大器,從最簡(jiǎn)單的三極管放大電路的組成和工作原理。
以PNP型晶體管為核心組成元件進(jìn)行分析。
Ui是輸入部分,Uo是輸出部分,T 代表晶體三極管,C1和C2的作用是隔直通交。輸入信號(hào)一般都是有一定的波形的,輸出信號(hào)也是放大的波形信號(hào),加入C1就是防止給定電源Ucc對(duì)輸入信號(hào)Ui的影響,C2的作用也是隔絕Ucc的直流信號(hào),只取放大后的輸入信號(hào)。
Ucc的電源的作用:
1、為電路供能
2、為電路提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)
RB的作用:為電路提供合適的靜態(tài)電流(IB)
RC的作用:把放大的電流信號(hào),轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)
C1和C2作用:隔直通交作用
各器件的取值范圍
1、三極管放大電路是小信號(hào)的放大,常用器件最大通過的電流也只有幾百毫安,所以輸入信號(hào)不能太大
2、對(duì)于三極管放大電路的設(shè)計(jì),基極電阻取值Rb一般為幾十到幾百千歐。集電極電阻Rc一般為幾千到幾十千歐。
3、C1、C2作為隔直通交的電容,取值一般為幾微法到幾十微法
三、放大器分析
放大電路性能指標(biāo)
電壓放大倍數(shù)/電壓增益:輸出電壓的幅值比輸入電壓的幅值。Au=Uo/Ui
電流放大倍數(shù)/電流增益:輸出電流比輸入電流。Ai=Io/Ii
輸入電阻ri:信號(hào)頻率不高,不考慮電抗效應(yīng),則ri=Ui/Ii
輸出電阻ro:從輸出端看進(jìn)去的等效電阻,一般將輸入信號(hào)置零,在輸出端外接電壓源求解(詳見戴維南等效電路含受控源解法)
1.電流放大倍數(shù)
共發(fā)射極電路的輸入電流是基極電流IB,輸出電流是集電極電流IC, 電流放大倍數(shù)β=△IC/△IB,通常β值是較大的。
共基極電路的輸入電流是發(fā)射極電流IE,輸出電流是集電極電流IC, 電流放大倍數(shù)α=△IC/△IE。由于△IC小于△IE,所以α 總是小于1的。
共集電極的輸入電流是基極電流lB,輸出電流是發(fā)射極電流IE,電流放大倍數(shù)K=△IE/△IB=(△IB+△IC)/△IB=1+β,可見其電流放大倍數(shù)也是較大的。
2. 電壓放大倍數(shù)
共發(fā)射極電路的輸入端實(shí)際上是三極管的發(fā)射結(jié),由于三極管處于正向電壓工作狀態(tài),所以它的輸入阻抗是很低的、而輸出端的集電結(jié)是處于反向電壓工作狀態(tài),它的輸出阻抗是很大的。由于共發(fā)射極電路的電流放大倍數(shù)較大,輸出電流就會(huì)在輸出端產(chǎn)生較大的輸出電壓,因而共發(fā)射極電路的電壓放大倍數(shù)較大。
共基極電路的電流放大倍數(shù)雖然小于1,但可以選擇較大的集電極負(fù)載電阻RL和合適的集電極電源EC,使RL的阻值增大后IC不變,那么在RL上仍可以得到較大的輸出電壓. .使電壓放大倍數(shù)遠(yuǎn)大于1。
共集電極電路的輸入端是集電站,它處于反向電壓工作狀態(tài),所以有較高的輸入阻抗而輸出阻抗很低.使得共集電極的電壓放大倍數(shù)總小于1。
3. 功率放大倍數(shù)
這三種電路都有功率放大的能力已對(duì)于共基極電路來說,雖然它的電流放大倍數(shù)α<1,但電壓放大倍數(shù)較大,所以仍有功率放大倍數(shù)。在這三種電路中,共發(fā)射極電路的功率放大倍數(shù)最高。
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