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三极管放大电路的组成原理 一、放大电路的组成与各元件的作用 Rb和Rc：提供适合偏置--发射结正偏，集电结反偏。C1、C2是隔直(耦合)电容，隔直流通交流。 共射放大电路 Vs ，Rs：信号源电压与内阻； RL：负载电阻，将集电极电流的变化ic转换为集电极与发射极间的电压变化VCE 二、放大电路的基本工作原理 静态(Vi=0,假设工作在放大状态) 分析，又称直流分析，计算三极管的电流和极间电压值，应采用直流通路(电容开路)。 基极电流：IB=IBQ=(VCC-VBEQ)/Rb 集电极电流：IC=ICQ=βIBQ 集-射间电压：VCE=VCEQ=VCC-ICQRc 动态(vi≠0)分析： ，， ，，其中。 放大电路对信号的放大作用是利用三极管的电流控制作用来实现 ，其实质上是一种能量转换器。 三、构成放大电路的基本原则 放大电路必须有合适的静态工作点：直流电源的极性与三极管的类型相配合，电阻的设置要与电源相配合，以确保器件工作在放大区。输入信号能有效地加到放大器件的输入端，使三极管输入端的电流或电压跟随输入信号成比例变化，经三极管放大后的输出信号(如ic=β*ib)应能有效地转变为负载上的输出电压信号。 电压传输特性和静态工作点 一、单管放大电路的电压传输特性 图解分析法： 输出回路方程： 输出特性曲线： AB段：截止区，对应于输出特性曲线中iB＜0的部分。 BCDEFG段：放大区 GHI段：饱和区 作为放大应用时：Q点应置于E处(放大区中心)。若Q点设置C处，易引起载止失真。若Q点设置F处，易引起饱和失真。 用于开关控制场合：工作在截止区和饱和区上 二、单管放大电路静态工作点(公式法计算) 单电源固定偏置电路：选择合适的Rb，Rc，使电路工作在放大状态。 工作点稳定的偏置电路：该方法为近似估算法。 分压式偏置电路： 稳定工作点的另一种解释：温度T↑→IC↑→IE↑→VE↑(=IERe)↓(VB固定) ，则 IC↓ IB↓ VBE↓ (=VB-VE)。 在静态情况下，温度上升引起IC增加，由于基极电位VB基本固定，该电流增量通过Re产生负反馈，迫使IC自动下降,使Q点保持稳定。Re愈大，负反馈作用愈强，稳定性也愈好。但Re过大，输出的动态范围(ΔVCE)变小，易引起失真。Rb1、Rb2愈小，VB愈稳定。但它们过小将使放大能力下降。工程设计时，应综合考虑电阻阻值的影响。经验公式：I1=(5～10)IBQ，VEQ=IEQRe=0.2VCC(或VEQ=1～3V)。 三极管的放大与开关应用举例 一、用作放大器 第一步:进行静态分析，求静态工作点； 第二步:动态分析，求放大倍数等动态值； 下面用作图法进行分析： 静态分析（Vi＝0时）求。 方法：写出输入回路负载方程，将方程作在输入特性曲线上，求得：， 写出输出回路负载方程 并将它作在输出特性曲线上，负载线与IBQ对应的输出特性相交于Q点，求得： 动态分析（加入Vi后），先由输入特性求基极电流变化量ib： 由输出特性曲线与iC求VCE： 二、用作可控开关（或反相器） VI=0：三极管截止， iC=0，VO=20V；VI=3V：三极管饱和导电。 逻辑函数化简 一、逻辑函数化简的意义 逻辑函数的化简就是使一个最初的逻辑函数经过化简后得到式中的“与”项，“或”项项数最少，而每项中的变量数也最少。从而使组成的逻辑电路最简(逻辑门数和每门的输入端数最少)。 二、逻辑函数的代数法化简 代数法是利用逻辑代数工具来达到使式子简化的目的。化简依据：逻辑代数定律、常用公式、和运算规则进行化简。常用方法：有吸收法、配项法、合并法、消去法、 冗余法等。代数法化简虽然简单，但必须熟悉逻辑代数运算规则等，且具有一定的试探性，否则达不到最简的目的。 三、逻辑函数的卡诺图法化简 1. 卡诺图：用方格图来描述逻辑函数，由于该方法由卡诺首先提出，所以把方格图称为卡诺图。 2. 如何画卡诺图：n个变量的函数，就有个小方格，一个小方格对应一个最小项，下面是2～5变量卡诺图。 (a) 二变量A、B卡诺图：，。 (b) 三变量A、B、C卡诺图 三变量的八个最小项：。8个最小项在卡诺图小方格上的位置必须以相邻放置→相邻方格中的最小项只差一个变量不同，其他相同。 (c) 四变量卡诺图和五变量卡诺图 3. 逻辑函数的卡诺图表示 方法：首先将函数化成标准的“与—或”式，(最小项之和表达式)，将式中最小项相应的小方格填“1”，式中没有的最小项代表的小方格填“0”。填写好后的图形就是该函数的卡诺图了。 4. 卡诺图化简的依据 利用了相邻二个小方格代表的最小项只差一个变量的相邻性,它们可以合并成一项,消去一个变量的性质进行。下面用四变量卡诺图为例加以说明。 如：m0与m1结合(画包围圈)，即：。 m0与m4结合(画包围圈)，