《基本放大器的性能》PPT课件

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1、§16.4基本放大器的性能基本放大器分为共发射极放大器,共基极放大器和共集电极放大器三种,各种实际放大电路都是这三种基本放大电路的变形和组合。本节用等效电路法分析上述三种基本放大电路的性能,并对分析结果进行比较和讨论。注意其中适合于工程计算的简单实用的分析方法和概念。各种放大器均可统一表示为如图16-32所示的组成框图。图中,US,RS代表输入信号电压源的等效电动势和内阻。RL为放大器负载。图中所标注的电压和电流均为交流有效值,方向为假定正方向。衡量放大器放大性能的主要指标是增益、输入电阻、输出电阻、频率失真和非线性失真等

2、。一.放大器的性能指标图16-32小信号放大器的组成框图第(35)页图16-33放大器输出电阻1.输入电阻:定义2.输出电阻:将信号源US短路(如为电流源应开路),输出端加电压U0,如产生电流I0,则定义3.增益包括电压增益(又称电压放大倍数),电流增益(又称电流放大倍数)以及功率增益(功率放大倍数)(1).电压增益①.定义称为外观电压增益(简称电压增益)②.定义称为源电压增益。图16-34电压增益(16-30)两者之间关系是:(2).电流增益①.外观电流增益(简称电流增益)②.源电流增益两者关系:(16-30)图16-3

3、5电流增益(3).功率增益(4).电压增益的一般表达式任何放大电路(不管采用什么连接方式,不管是单级或多级),在图16-37中我们用四端网络框图来表示。图16-36功率增益图16-37一般放大系统第(36)页该系统的电流增益,输入阻抗为Ri,则该电路系统的电压增益(16-32)如果放大系统是同相放大器,式(16-32)取正号,正号可以省去;如果是反相放大器,应取负号。同时,注意Ai与Ri应该相互对应。4.频率响应它表示放大器的增益与信号频率之间的关系。由于放大电路一般含有电抗元件,因而放大器对于不同频率的输入信号具有不同的

4、放大能力。这样,相应的增益应是频率的复函数,即式中,A(w)是增益的幅值,jA(w)是增益的相角,图16-38是相应的曲线。幅值随w变化的特性A()称为幅频特性;相角随变化的特性A()称为相频特性。两者统称为放大器的频率特性(或频率响应),由图16-38(a)可见,信号频率太高或太低A()均要降低。A0称为中频增益,A()降为时,对应的频率fL及fH分别称为下限频率及上限频率,放大器的频带宽度定义为:图16-38频率响应曲线二.放大器性能分析的一般步骤1.步骤:①.根据实用电路画出交流通路(又称交流等效电路)②

5、.用混合型等效电路取代三极管③.根据克希荷夫定律列电路方程,求解,获得放大器2.交流通路交流通路是指与分析交流工作状态有关的电路(无关的删去),它反映出交流分量流通的路径。各项性能指标以图16-39(a)为例,直流电源UCC不产生交流压降,可认为交流短路;直流电源一端往往接地,电源短路即意味着电源端接地。电容C1﹑C2﹑CE是电介电容,电容量大,容抗几乎为零,可认为交流短路,于是便得图16-39(b)交流通路。图中注出交流电流的流向。3.画交流通路的原则:②.大电感量电感开路,因为L→∞③.直流电源端接地。①.大电容量

6、电容短路,因为图16-39第(37)页按画交流通路的原则,首先画出图16-40(a)实用电路的交流通路,如图16-40(b),再把三极管用混合型等效电路代替,便得图16-40(c)或图16-40(d)。三.共发射极放大电路分析根据微变等效电路,求放大器性能指标如下:1.共发输入电阻按定义(16-33)2.(外观)电压增益一般rce>>RL',故I0Ib解答图16-40共发射极电路交流分析3.电流增益(16-35)于是(16-34)4.输出电阻按定义,它应该是在US=0的条件下,由负载端向放大器看进去的一个电阻,由于r

7、ce>>RC故R0RC(16-37)R0=rce//RC(16-36)图16-41注:公式(16-34)亦可根据式(16-32)直接求得,只要把式(16-33)及式(16-35)代入式(16-32)即可:四.共基极放大电路分析图16-42(a)是共基放大器实用电路,发射极有电阻RE使发射极有直流通路,电源经RB1与RB2分压,给NPN管基极有一正向偏置电压交流通路为图16-42(b),根据交流电流的通路,该放大器输入与输出交流信号相位一致,故共基放大器是同相放大器,图16-42(c)是微变等效电路。注意:用三极管微变等效

8、电路代替三极管时管子各引线脚必须一一对应!*第(38)页图16-42共基极放大电路1.输入电阻按定义(16-38)一般RE>>re故根据图16-42(c)微变等效电路,求共基放大器性能指标如下:图16-43共基放大器输入阻抗2.电流增益(16-39)一般RE>>re故3.外观电压增益负号表示输出电流方向

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