极管共射放大电路分析.ppt

模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用课程目标课程目标1 1、掌握掌握放大电路的耦合方式放大电路的耦合方式2 2、掌握掌握共射放大电路的组成共射放大电路的组成及其元件作用及其元件作用3 3、掌握掌握共射放大电路的共射放大电路的静态通路及其静态静态通路及其静态工作点的设置工作点的设置计算方法计算方法4 4、理解理解共射放大电路的共射放大电路的动态通路及其信号动态通路及其信号传输过程传输过程5 5、掌握掌握共射放大电路共射放大电路动态指标的估算方法动态指标的估算方法2023/4/121模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用直接直接耦合耦合方式方式 信号的输入与输出信号的输入与输出2.2.3 3 共发射极放大电路共发射极放大电路电容耦电容耦合方式合方式变压器变压器耦合耦合2023/4/122模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用1 1）晶体管构成的放大电路中，）晶体管构成的放大电路中，放大的主要作放大的主要作用用是是利用晶体管的电流或电压控制作用利用晶体管的电流或电压控制作用，将微将微弱的电压或电流弱的电压或电流不失真地放大到需要的数值不失真地放大到需要的数值。2 2）“放大放大”的实质的实质是是利用有源元件具有的对利用有源元件具有的对直流能量的控制作用直流能量的控制作用将较小能量的交流输入信将较小能量的交流输入信号转换为较大能量的交流输出信号号转换为较大能量的交流输出信号1.1.“放大电路放大电路”的作用的作用2023/4/123模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用“信号放大信号放大”在电子系统中起着十分重要的作用在电子系统中起着十分重要的作用电子系统中一般都存在微弱的电信号，如：电子系统中一般都存在微弱的电信号，如：a a）前级放大器的输出信号前级放大器的输出信号；b b）收收音音机机天天线线接接收收到到的的广广播播电电台台发发射射的的无无线线电电信信号；号；c c）温温、湿湿度度控控制制系系统统中中采采集集的的温温、湿湿度度变变化化转转化化的电信号；的电信号；d d）光敏器件检测到的光信号变化转化的电信号光敏器件检测到的光信号变化转化的电信号等，等，2023/4/124模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用实际中实际中需要需要将这些微弱的电信号加以放大将这些微弱的电信号加以放大，放放大大到到需需要要的的数数值值，最最后后送送到到功功率率放放大大电电路路中中，功功率率放放大大到到一一定定值值，才才能能推推动动喇喇叭叭、继继电电器器、电动机、显示仪表等执行元件电动机、显示仪表等执行元件工作。工作。2.2.放大电路系统框图放大电路系统框图2023/4/125模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用2.2.3 3.2 2 共射极放大电路的组成共射极放大电路的组成1.1.放大电路的基本组成放大电路的基本组成2023/4/126模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用2.2.共射极放大电路的组成共射极放大电路的组成2023/4/127模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用电电路中各元件的作用如下路中各元件的作用如下三极管三极管：电电流放大流放大电电容容C C1 1和和C C2 2：隔直耦合隔直耦合基极偏置基极偏置电电阻阻：R Rb b基极回路基极回路电电源源：U UBBBB集集电电极极电电源源:U UCCCC集集电电极极负载电负载电阻阻:R Rc c2023/4/128模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用固定偏置固定偏置共射放大电路图共射放大电路图2023/4/129模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用共射共射放大电路实现信号放大的工作过程放大电路实现信号放大的工作过程 2023/4/1210模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用静态静态分析分析-直流通路直流通路1 1）输入信号）输入信号u ui i=0=0的等效电路的等效电路2）画直流通路有两）画直流通路有两个要点：个要点：电容视为开路电容视为开路电感视为短路电感视为短路3 3）估算电路的）估算电路的静态工作点静态工作点Q Q时时必须依据直流通路。必须依据直流通路。2023/4/1211模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用动态动态分析分析-交流通路交流通路画交流通路时有两个要点：画交流通路时有两个要点：耦合电容视为短路。耦合电容视为短路。直流电压源（内阻很小，直流电压源（内阻很小，忽略不计）视为短路。忽略不计）视为短路。直流电流源视为开路。直流电流源视为开路。计算计算动态参数动态参数A Au u、R Ri i、R R0 0时时必须依据交流必须依据交流通路。通路。2023/4/1212模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用1.1.近似估算法近似估算法 由直流通路应用由直流通路应用KVLKVL可算的静态时的可算的静态时的基极电流为基极电流为注：注：U UBEQBEQ近似为常数，近似为常数，硅管约为硅管约为0.6V0.6V0.7V0.7V，锗管约为锗管约为0.2V0.2V0.3V0.3V一、一、静态工作点确定静态工作点确定2023/4/1213模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用1 1）通常）通常U UCC CC U UBEQBEQ，故基极电流改为故基极电流改为注：注：当当U UCCCC和和R RB B确定后，确定后，I IBQBQ即为固定值即为固定值，故此故此电路电路称为固定偏置式称为固定偏置式放大电路。放大电路。2 2）集电极电流）集电极电流3 3）三极管输出电压）三极管输出电压2023/4/1214模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用静态工作点静态工作点Q Q的定位的定位2023/4/1215模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用2.2.图解法图解法 1 1）先用估算法求出基极电流）先用估算法求出基极电流I IBQBQ2 2）根据）根据I IBQBQ在输出特性曲线中找到在输出特性曲线中找到对应的曲线对应的曲线3 3）作直流负载线）作直流负载线 由输出方程由输出方程 U UCECE=U=UCCCC-I-IC CR RC C确定确定注：静态工作点由直流负载线和注：静态工作点由直流负载线和输出特性曲线上的输出特性曲线上的I IBQBQ线共同确线共同确定定Q Q点，属两者的交点点，属两者的交点2023/4/1216模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用图解法求放大电路的静态工作点图解法求放大电路的静态工作点2023/4/1217模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用放大电路的交流动态指标包括放大电路的交流动态指标包括 电压电压放大倍数放大倍数A Au u、输输入入电电阻阻R Ri i、输输出出电电阻阻R Ro o放大电路动态分析的方法有放大电路动态分析的方法有图解图解法法和和微变等效法微变等效法两种两种二、二、共射放大电路的动态分析共射放大电路的动态分析2023/4/1218模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用1）共射放大电路的负载线共射放大电路的负载线直流负载线直流负载线交流负载线交流负载线1.1.图解法图解法2023/4/1219模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用2）放大电路动态工作情况放大电路动态工作情况2023/4/1220模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用注注：1 1）称交流负载电阻；称交流负载电阻；2 2）负号表示电流负号表示电流ic c和电压和电压uo o的方向相反的方向相反3 3）共射放大电路的交流输出信号共射放大电路的交流输出信号2023/4/1221模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用(1)(1)截止失真截止失真:输出波形的正波被削输出波形的正波被削 4 4）放大电路的失真放大电路的失真消除截止失真的方法消除截止失真的方法：设法使设法使V VB B增大，使增大，使V VBEBE增大，从而增大增大，从而增大I IB B数值，使数值，使Q Q点上移。点上移。2023/4/1222模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用（2 2）饱饱和失真：和失真：输出波形的负波被削输出波形的负波被削 消除饱和失真的方法消除饱和失真的方法：设法使设法使V VB B减小，减小，以以减小减小I IB B数值，使数值，使Q Q点下移，点下移，思考思考：如果两种失真都有，该如何解决？：如果两种失真都有，该如何解决？2023/4/1223模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用2 2.微变等效电路法微变等效电路法为什么放大电路要用微变等效电路来分析？为什么放大电路要用微变等效电路来分析？2023/4/1224模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用1 1）三极管的微变线性模型）三极管的微变线性模型小功率三极管小功率三极管的输入电阻的输入电阻2023/4/1225模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用2 2）共射放大电）共射放大电路的微变等效路的微变等效电路电路 （1 1）电压倍数电压倍数AuAu3）动态指标动态指标（2 2）输入电阻）输入电阻R Ri i（3 3）输出电阻）输出电阻R R0 0R0R Ri i接负载接负载R RL L断开断开R RL L注：注：源电压源电压放大倍数放大倍数A AususP P5050 例例2 2-3 32023/4/1226模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用例例2-3 如图如图(a)所示固偏式共射放大器，已知三极管为硅管，所示固偏式共射放大器，已知三极管为硅管，5050，求：，求：（1）静态工作点静态工作点Q（参数）；（参数）；（2）电压放大电压放大器数器数Au及输入、输出电阻及输入、输出电阻Ri、Ro。2023/4/1227模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用注：注：静态工作点稳定的放大电路静态工作点稳定的放大电路 分压式偏置式电路分压式偏置式电路 1 1.温度变化对静态工作点温度变化对静态工作点Q Q的影响的影响影响影响Q Q点的因素有很多，如点的因素有很多，如电源波动电源波动、偏置电阻的变化偏置电阻的变化、管子的更换管子的更换、元件的元件的老化及温度的变化老化及温度的变化等等。等等。主要的影响因素则是环境温度的变化。主要的影响因素则是环境温度的变化。2023/4/1228模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用温度对工作点的影响具体表现在以下几点：温度对工作点的影响具体表现在以下几点：1 1)温度升高，三极管的反向电流增大温度升高，三极管的反向电流增大2 2)温度升高，三极管的电流放大系数温度升高，三极管的电流放大系数增大增大3 3)温度升高，相同基极电流温度升高，相同基极电流I IB B下，下，U UBEBE减小，减小，三极管的输入特性具有负的温度特性。温度三极管的输入特性具有负的温度特性。温度每升高每升高11，U UBEBE大约减小（大约减小（2 22.52.5）mVmV。2023/4/1229模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用2.2.分压式偏置电路分压式偏置电路1 1)电路的组成电路的组成为保证为保证Q Q点的稳点的稳定，要求电路：定，要求电路：一般取一般取2023/4/1230模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用2 2)稳定静态工作点的原理稳定静态工作点的原理(1 1）基极电位）基极电位V VB B(2 2）稳稳定静态工作点的定静态工作点的过程过程存在存在V VB B基本固定的特点基本固定的特点借助借助R RE E形成的电流负反馈，形成的电流负反馈，稳稳定静态工作电流定静态工作电流I IC C的的过程过程为为2023/4/1231模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用(3(3）静态分析静态分析2023/4/1232模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用(4(4）动态分析动态分析交流通路交流通路2023/4/1233模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用 微变微变等效电路等效电路动态指标动态指标1 1）电压倍数）电压倍数2 2）输入电阻）输入电阻3 3）输出电阻）输出电阻接负载接负载R RL L断开断开R RL LP P5050 例例2 2-4-42023/4/1234模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用如果断开如果断开C CE E的交流通路的交流通路动态指标动态指标1 1）电压倍数）电压倍数2 2）输入电阻）输入电阻3 3）输出电阻）输出电阻接负载接负载R RL L断开断开R RL L2023/4/1235模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用例例2-4 如图如图a所示分压偏置共射放大器所示分压偏置共射放大器，RB1=75k、RB2=18k、RC=4k、RE1k、RL4k、VCC9V，三极管为硅管三极管为硅管 50，（，（1）试求静态工作点试求静态工作点Q；（2）若更换管子使若更换管子使变为变为100，确定此时的静态工作点；，确定此时的静态工作点；（3）求）求Au，Ri，Ro（100时）。时）。2023/4/1236模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用2023/4/1237模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用2023/4/1238模拟电子技术模拟电子技术第第2章章 晶体三极管及其应用晶体三极管及其应用共射放大电路特点小结共射放大电路特点小结1.1.电压放大倍数较大，输出电压与输入电压放大倍数较大，输出电压与输入电压反相；电压反相；2.2.既有电压放大作用，又有电流放大作既有电压放大作用，又有电流放大作用；用；3.3.输入电阻大小适中，一般为几输入电阻大小适中，一般为几kk；4.4.输出电阻大小适中，一般为几输出电阻大小适中，一般为几kk。作业：作业：P68习题习题 2-12思考题思考题 P40 2、3、5 P52 2、3、62023/4/1239