基本放大電路的總結

2021-10-12 07:25:11 字數 4258 閱讀 3423

問題一、在電子線路的分析計算中,哪些因素可以忽略,哪些因素不能忽略?

問題二、在放大電路中,交流訊號源為什麼要標出正、負(+、-)?

問題三、在下圖的共射電路中,cb1和cb2的作用是什麼?它們兩端電壓的極性和大小如何確定?

問題四、如果用pnp型三極體組成的共射電路,直流電源和耦合電容的極性應當如何考慮?直流負載線的方程式有何變化?

問題五、工作點是乙個什麼概念? 除了直流靜態工作點之外,有沒有交流動態工作點? 問題

六、什麼是管子的靜態功耗?如果交流輸入訊號幅值較大,如何減小這一功耗?

問題七、放大電路負載最大的情況究竟是ro→∞還是rl=0?為什麼經常說rl愈小,電路負載愈大?

問題八、交流電阻和直流電阻區別何在?線性電阻元件有沒有這兩種電阻?為什麼rbe不能用於靜態計算?

問題九、在的放大電路中,如果rl→∞(空載),調節使電路在一定的時產生最大不失真輸出電壓,問應為多大?怎樣才能調到最佳位置?

問題十、在採用npn型管組成放大電路時,如何判斷輸出波形的失真是由於飽和還是截止?如果彩pnp型管,判斷的結果又如何?

問題十一、對於圖 (a)的放大電路如果要用**法求最大不失真輸出電壓幅值,應該怎樣進行?

問題十二、一般認為放大電路的輸入電阻ri愈大愈好,但在某些情況下則要求ri小些。這些是什麼情況?

問題十三、「共射放大電路的交流輸入量和輸出量反相」,這種說法確切嗎?   問題十

四、在用微變等效電路求放大電路的輸出電阻時,對受控電流源應該如何處理?

問題十五、共射放大電路的電壓增益。選擇電流放大係數β大的管子是否可以提高放大電路的電壓增益?

答案如下:

一、 在電子線路的分析計算中,哪些因素可以忽略,哪些因素不能忽略?

答:在電子線路的分析計算中,經常根據工程觀點,採用近似的計算方法。這是為了簡化複雜的實際問題,突出主要矛盾,使分析計算得以比較順利地進行。

在這裡,過分追求嚴密,既無必要,也不可能。但是,近似計算又必須是合理的,必須滿足工程上對計算精度的要求。例如,在固定偏置的放大電路中,偏置電流中如vcc=12v,vbeq=0.

7v,則相對於vcc,在計算時完全可以略去vbeq,而認為這樣做,計算誤差小於10%,滿足工程要求。但是,如果是兩個數值較大而又比較接近的電流之差:此時第乙個除式中的vbeq就不能忽略,而且兩個除式的計算都要比較精確,要有較多的有效數字位數,否則會得出不合理的結果。

又如,在求兩個電阻併聯後的總電阻時,如果乙個電阻比另乙個大10倍以上,則可認為總電阻近似等於較小的電阻,這樣的近似計算誤差也不大於10%。再如,在求放大電路的輸出電阻時,管子的rec往往是和乙個比它小得多的電阻(例如rc)併聯。這時,因為rce>>rc,在併聯時rce就可略去 ,而認為輸出電阻ro≈rc。

但是,在電晶體恆流源中,如果略去管子的rce,則恆流源的輸出電阻ro→∞。在這裡,rce是和乙個無限大的電阻併聯,當然就不能略去。乙個電阻是否可忽略,要看他和其他電阻相比所起作用的大小。

二、 在放大電路中,交流訊號源為什麼要標出正、負(+、-)?

答:前面說過,放大電路的特點之一是交、直流共存。直流電壓和電流的方向(極性)是固定的,而交流電壓和電流的方向(極性)是隨時間變化的。

為了分析的方便,對交流電壓和電流要標出假定的正方向,即參考方向。對交流電壓,參考方向是以放大電路的輸入和輸出迴路的共同端(⊥)作為負(-)端,其它各點為正 (+)端。對交流電流,參考方向則是ic、ib以流入電極為正,ie以流出電極為正。

對於微變等效電路中的受控源,受控量的參考方向取決於控制量的參考方向。例如,對雙極型三極體,當ib的參考方向為從b極到e極時,ic的參考方向必為從c極到e極。對場效電晶體,當id的參考方向為 g(+)s(-)時, 的參考方向為流入d極。

參考方向是電路分析的重要工具,必須正確理解和掌握。

三、 cb1和cb2的作用是什麼?它們兩端電壓的極性和大小如何確定?

答:弄清這個問題有助於真正理解放大電路的工作原理和交、直流共存的特點,也是初學者容易產生疑問的地方。放大電路在靜態(νi=0)和動態(νi≠0)時,各處的電壓如上圖所示。

對cb1:在靜態時,+vcc通過rb對它充電,穩態時,它兩端的電壓必然等於vbeq,而通過它的直流電流為零。電壓極性是右正左負。

所以,它的作用之一是"隔斷直流",不使它影響訊號源。在動態時,如果電容量很大,而vi幅值很小,cb1兩端的電壓將保持不變。這樣,cb1兩端的交流電壓將為零,而全部vi都加在管子的b-e結上,使vce=vcbq+vi所以,cb1的另乙個作用是"傳送交流",使交流訊號順利通過。

對cb2情況相似。在靜態時,vcc通過rc對它充電。穩態時,它兩端的電壓必然等vbeq,極性是左正右負,而通過它的直流電流為零,所以rl上的電壓vo=0。

這是cb2的隔直作用。在動態時,如果電容量很大,cb2兩端的電壓將保持不變,仍為vbeq。這樣,cb2兩端的交流電壓將為零,而vce=vcbq+vce中的交流分量全部出現在rl上,即vo=vce。

這是cb2的傳送交流作用。

四、 如果用pnp型三極體組成的共射電路,直流電源和耦合電容的極性應當如何考慮?直流負載線的方程式有何變化?

答:這裡也有初學者容易產生混淆的問題。

在採用pnp型管時,首先電源的極性要反接,耦合電容(一般用電解電容器)的極性也要反接。電路中ib、ic和vce的方向也要和npn型管的相反。這樣,直流負載線的的方程式應為 -vce=vcc-icrc。

它的形式與採用npn管時略有不同。所以,建議放大電路中直流電壓和電流的極性和方向以npn管為準,對pnp管則全部反號。這時,直流負載線的方程式仍為 vce=vcc-icrc,式中vce、vcc、ic都為負值。

五、 工作點是乙個什麼概念? 除了直流靜態工作點之外,有沒有交流動態工作點?

答:工作點是放大電路分析中乙個十分重要的概念,它指的是電路中二極體或電晶體的工作狀態,經常用它們極間的電壓和流入電極的電流的大小來表示。例如,二極體的vd、id,三極體的vbe,ib,vce,ic。

管子的工作狀態和工作點分兩類。一類是不加交流輸入訊號,電路中只有直流量的工作狀態和工作點,叫"靜態"和"靜態工作點"。另一類是加了交流輸入訊號後,電路中直流和交流量共存的工作狀態和工作點。

此時,電路和管子中的電壓和電流都隨時間變動,所以叫"動態"和"動態工作點"。前面說過,在直流電源、 元件引數和管子特性(有時還包括負載電阻)確定之後,直流靜態工作點只有乙個。而在交流動態時,工作點隨交流輸入訊號在時間上不斷變化,它的變化軌跡就是交流負載線。

在某一交流輸入訊號下,管子的交流動態工作點在交流負載線上的變化範圍就是動態範圍。

六、 什麼是管子的靜態功耗?如果交流輸入訊號幅值較大,如何減小這一功耗?

答:管子的靜態功耗pvq就是在靜態時管子集電極上消耗的功率:pvq=vceqicq。

為了減少這一功耗,就要盡量降低管子的靜態工作點q。但是,在交流輸入訊號幅度較大時,降低q點會使放大電路輸出訊號失真。此時,可以採用新的電路組成方案來解決,如乙類推挽或互補對稱電路(見功率放大器)。

七、 放大電路負載最大的情況究竟是ro→∞還是rl=0?為什麼經常說rl愈小,電路負載愈大?

答:電路負載的大小是指負載上輸出功率的大小。在中頻時,放大電路可以等效畫成交流空載輸出電壓與輸出電阻的串聯,如圖所示,其中v∞是電路的空載輸出電壓,ro是內阻,rl是負載電阻。

不難求出,負載上的輸出功率為利用上式可求出po為最大值pomax時,負載電阻rlo=ro,而這就是說,從rl=0到rl=plo,電路的輸出功率p0隨rl的增大而增大:從rl=plo到rl→∞,p0則隨rl的增大而減小,如圖(b)所示。放大電路一般工作在rl>rlo=ro的情況,所以說負載電阻rl愈小,po也就是電路負載愈大。

如果rl→∞(空載)或rl=0(短路),則均有po=0,是負載最小的情況。

八、 交流電阻和直流電阻區別何在?線性電阻元件有沒有這兩種電阻?為什麼rbe不能用於靜態計算?

答:對線性電阻元件,只要工作頻率不太高,它的電阻是個常數。也就是說,它在直流工作和交流工作時電阻相同,沒有直流(靜態)電阻與交流(動態)電阻之分。

非線性電阻元件則不然。它的伏安特性i=f(v )不是直線,是曲線。即使是在直流工作時,只要電壓和電流不同,或者說靜態工作點不同,它的直流(靜態)電阻r=也不同(見圖)。

如果直流訊號上還疊加著交流小訊號,則非線性電阻元件對交流小訊號的交流(動態)電阻就是伏安特性在靜態工作點處切線斜率的倒數,即。所以,非線性電阻元件的交流(動態)電阻隨工作點的不同而不同。從幾何上說,非線性電阻元件的直流電阻由伏安特性在靜態工作點處的割線斜率決定,而交流電阻則由伏安特性在靜態工作點處的切線斜率決定。

電晶體的發射結是pn結,它的伏安特性是非線性的。,其中第二部分就是pn結的伏安特性在靜態工作點處切線斜率的倒數折合到基極迴路後的值,是發射結的交流(動態)電阻,當然不能用來求靜態電流,也不能由靜態的vbeq和ibq來求。否則,就是混淆了放大電路中直流量和交流量的區別,混淆了非線性元件直流(靜態)電阻和交流(動態)電阻的區別。

2章基本放大電路題

1 在圖1所示電路中,已知vcc 12v,電晶體的 100,100k 填空 要求先填文字表示式後填得數。1 當 0v時,測得ubeq 0.7v,若要基極電流ibq 20 a,則和rw之和rbk 而若測得uceq 6v,則rck 2 若測得輸入電壓有效值 5mv時,輸出電壓有效值 0.6v,則電壓放大...

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