共射放大电路.ppt

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1、2.2 共射放大电路共射放大电路2.2.1 共射电路组成及工作原理共射电路组成及工作原理一一.放大电路中各元件的作用：放大电路中各元件的作用：T是放大电路的核心，是放大电路的核心，VCC提供输出信号能量，提供输出信号能量，RC将将iC的变化量转化的变化量转化为为uCE的变化量，的变化量，RB和和VBB提供发射结偏置电压提供发射结偏置电压UBE和静态基极电流和静态基极电流IB。V VBBBBu ui iR RB BR RC C T T+-u uo oV VCCCC 原理电路I IB Bi iC Cu uCECEU UBEBE定性分析定性分析:在输入端加一微小电压，在输入端加一微小电压，将依次产生

2、一下过程：将依次产生一下过程：适当选择参数，可使适当选择参数，可使u uCECE可比可比u ui i大得多，从而实现放大得多，从而实现放大作用。大作用。二二.放大电路的放大电路的工作原理工作原理：V VBBBBu ui iR RB BR RC C T T+-u uo oV VCCCC I IB Bi iC Cu uCECEU UBEBE工作波形工作波形:u uBEQBEQ u uCEQCEQ i iBQBQi iB B O Ot t O Ot t u uBEBE O Ot t u uCECE O Ot ti iC C i iCQCQu uo ou ui i1.1.三极管必须工作在放大区，三极管

3、必须工作在放大区，原理电路缺点原理电路缺点:放大电路组成原则：放大电路组成原则：3.3.i iC C能够转化为能够转化为u uCECE,并传送到放大电路的输出端。并传送到放大电路的输出端。2.2.u ui i 能够传送到三极管的基极回路能够传送到三极管的基极回路,产生相应的产生相应的i iB B1.1.需要两路直流电源需要两路直流电源,既不方便也不经济既不方便也不经济 2.2.输入、输出电压不共地。输入、输出电压不共地。共射放大电路的改进电路：共射放大电路的改进电路：C1、C2 是隔直或耦合电容，是隔直或耦合电容，RL是放大电路的负载电阻，是放大电路的负载电阻，省去了基极直流电源省去了基极直流

4、电源VBB。R RB BR RC C T T+-u uo o单管共射放大电路+-u ui iR RL LC C1 1C C2 2+V VCCCC+2.2.2 放大电路的分析方法放大电路的分析方法一、直流通路与交流通路一、直流通路与交流通路1.1.直流通路直流通路用于放大电路的静态分析。用于放大电路的静态分析。电容相当于开路电容相当于开路电感相当于短路电感相当于短路在直流通路中在直流通路中:R RB BR RC C T T+-u uo o单管共射放大电路+-u ui iR RL LC C1 1C C2 2+V VCCCC+R RB BR RC C T T+V VCCCC直流通路2.2.交流通路交

5、流通路用于放大电路的动态分析。用于放大电路的动态分析。电容和理想电压源相当于短路电容和理想电压源相当于短路电感和理想电流源相当于开路电感和理想电流源相当于开路在交流通路中在交流通路中:R RB BR RC C T T+-u uo o单管共射放大电路+-u ui iR RL LC C1 1C C2 2+V VCCCC+R RB BR RC C T T+-u ui iR RL L+-u uo o交流通路二、二、静态工作点的近似估算静态工作点的近似估算静态工作点静态工作点:外加输入信号为零时外加输入信号为零时,三极管的三极管的 IBQ,ICQ,UBEQ,UCEQ 在输入输出特性曲线上对应一个点在输入

6、输出特性曲线上对应一个点 Q Q点。点。一般一般UBEQ可近似认为：可近似认为：硅管硅管 (0.6 0.8)V锗管锗管 (0.1 0.3)V静态分析静态分析(估算静态工作点估算静态工作点)讨论对象是直流成分。讨论对象是直流成分。估算方法估算方法:R RB BR RC C T T+V VCCCC直流通路三三.图解分析法图解分析法图解法即可分析静态图解法即可分析静态,也可分析动态。过程一般是先也可分析动态。过程一般是先静态后动态。静态后动态。任务任务:用作图法确定静态工作点用作图法确定静态工作点,求出求出IBQ,ICQ和和UCEQ。一般用近似估算法求一般用近似估算法求IBQ和和UBEQ。1.图解法

7、分析静态图解法分析静态直流输出回路的等效电路直流输出回路的等效电路直流负载线和静态工作点的求法直流负载线和静态工作点的求法直流负载线方程直流负载线方程R RB BR RC C T T+-u uo o单管共射放大电路+-u ui iR RL LC C1 1C C2 2+V VCCCC+-u uCECE+-u uCECE T TR Rc cV VCCCCMMN Ni iC Ci iC Ci iB B=I IBQBQV VCCCCI ICQCQR Rc cV VCCCCU UCEQCEQi iC C/mA/mAu uCECE/V/VO O根据输出回路方程根据输出回路方程uCE=VCC iCRc 作直

8、流负载线，作直流负载线，与横坐标交点为与横坐标交点为VCC,与纵坐标交点为与纵坐标交点为VCC/Rc，直流负载线与特性曲线直流负载线与特性曲线 Ib=IBQ 的交点即的交点即Q点点,如图示。如图示。Q Q直流负载线和静态工作点的求法直流负载线和静态工作点的求法直流负载线和静态工作点的求法直流负载线和静态工作点的求法斜率为斜率为-1/RC，是静态工作点的移动轨迹。是静态工作点的移动轨迹。+-u uCECE+-u uCECE T TR Rc cV VCCCCMMN Ni iC Ci iC C2.图解法分析动态图解法分析动态动态分析动态分析(估算动态技术指标估算动态技术指标)讨论对象是交流成分。讨论

9、对象是交流成分。交流输出回路的等效电路交流输出回路的等效电路交流负载线：交流负载线：过静态工作点过静态工作点Q，作一条斜率为作一条斜率为-1/（RC/RL）的直线。的直线。R RB BR RC C T T+-u uo o+-u ui iR RL LC C1 1C C2 2+V VCCCC+VTVT+-u uCECE+-u uCECEMMN N i iC C i iC C 交流通路的输出回路R RC CR RL L交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线i iB B=80=806060404020200 012122 26 6Q Qi iC C/mA/mAO Ou uCECE/V/V4 4直流负

10、载线直流负载线直流负载线直流负载线画法：画法：画法：画法：过静态工作点过静态工作点过静态工作点过静态工作点Q Q ，作一条斜率为作一条斜率为作一条斜率为作一条斜率为-1/-1/（R RC C/R RL L）的直线。的直线。的直线。的直线。u uCECE =-=-i iC C(R RC C/R RL L)交流负载线：交流负载线：交流负载线：交流负载线：描述放大电路的动态工作情况。描述放大电路的动态工作情况。描述放大电路的动态工作情况。描述放大电路的动态工作情况。VTVT+-u uCECE+-u uCECEMMN N i iC C i iC C 交流通路的输出回路R RC CR RL LQ QI

11、IBQBQ404020206060i iB B/u uBEBE/V/VO Oi iC CO Ot ti iB BO Ot t0.70.7 u uBEBEU UBEQBEQO Ot tu uBEBEO Ot tu uCECEU UCEQCEQ u uCECE0.720.720.680.68 i iB B放大电路动态工作情况放大电路动态工作情况放大电路动态工作情况放大电路动态工作情况交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线i iB B=80=806060404020200 012122 26 6Q Qi iC C/mA/mAO Ou uCECE/V/V4 4直流负载线直流负载线直流负载线直流负载线

12、用图解法求放大电路的放大倍数：用图解法求放大电路的放大倍数：假设假设IBQ附近有一个变化量附近有一个变化量iB，在输入特性上找到相应的在输入特性上找到相应的uBE，在输出特性的交流负载线上找到相应的在输出特性的交流负载线上找到相应的iC和和uCE。则电压放大倍数：则电压放大倍数：结论：结论：单管共射放大电路中单管共射放大电路中:1.交直流并存，交直流并存，2.有电压放大作用，有电压放大作用，3.有倒相作用。有倒相作用。图解法的步骤图解法的步骤:（一）画输出回路的直流负载线，一）画输出回路的直流负载线，（二）估算（二）估算 IBQ，确定确定Q 点，得到点，得到 ICQ和和 UCEQ，（三）画交流

13、负载线，三）画交流负载线，（四）求电压放大倍数。（四）求电压放大倍数。3.图解法分析非线性失真图解法分析非线性失真 当当Q点过低时，点过低时，输入信号的负半周进入截止区输入信号的负半周进入截止区-截止失真截止失真 i iC C/mA/mAO Ou uCECEi iC C/mA/mAt tO OQ Qu uCECEt tO OU UCEQCEQI ICQCQ截止失真截止失真截止失真截止失真u uCECE波形出现波形出现波形出现波形出现 顶部失真。顶部失真。顶部失真。顶部失真。交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线i iB B当当Q点过高时，点过高时，输入信号的负半周进入饱和区输入信号的负半周进

14、入饱和区-饱和失真饱和失真 饱和失真饱和失真饱和失真饱和失真交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线i iC C/mA/mAO Ou uCECEQ QI ICQCQt tO Oi iC C/mA/mAu uCECEt tO OU UCEQCEQu uCECE波形出现底部失真。波形出现底部失真。波形出现底部失真。波形出现底部失真。i iB B4.图解法分析电路参数对静态工作点的影响图解法分析电路参数对静态工作点的影响 O Ou uCECEi iC CO Ou uCECEi iC CQ Q1 1Q Q2 2V VCCCCR RC CV VCCCCR Rb1b1 R RC1C1V VCCCCR RC

15、2C2增大增大增大增大R RC C Q点向右侧移动点向右侧移动增大增大增大增大R Rb b Q点向右下方移动点向右下方移动O Ou uCECEi iC Cu uCECEO Oi iC CQ Q1 1Q Q2 2V VCCCCR RC CV VCCCC 2 2 1 1Q Q1 1Q Q2 2V VCC2CC2R RC CV VCC2CC2V VCC2CC2 V VCC1CC1V VCC1CC1R RC CV VCC1CC1V VCCCC升高升高升高升高 Q Q点向右上方移动点向右上方移动点向右上方移动点向右上方移动 增大增大增大增大 Q Q点向左上方移动点向左上方移动点向左上方移动点向左上方移动

16、四四.微变等效电路法微变等效电路法适用条件：适用条件：微小交流工作信号，微小交流工作信号，三极管工作在线性区。三极管工作在线性区。解决问题：解决问题：处理三极管的非线性问题。处理三极管的非线性问题。等效：等效：从线性电路的三个引出端看进去，从线性电路的三个引出端看进去，其电压、电流的变化关系和原来的三极管一样。其电压、电流的变化关系和原来的三极管一样。1.用简化的微变等效电路计算单管共射放大电路用简化的微变等效电路计算单管共射放大电路电压放大倍数为电压放大倍数为R RB BR RC C T T+-u uo o+-u ui iR RL LC C1 1C C2 2+V VCCCC+-+-r rbe

17、be u ui ii iC C i ib b u uo oi ib be ec cb bR Rc cR RL LR RB B单管共射放大电路的等效电路A Au u=uo ui=-i ib b R Rc c/R RL Li ib b rbe=rbe-R Rc c/R RL L输入电阻输入电阻=R Rb b/r rbebeR Ri i=u ui ii ii i输出电阻输出电阻+-u uo oi io o u ui i+-r rbebei iC C i ib bi ib be ec cb bR Rc cR Rb bR Ro ou ui i =0 0 R RL L=u uo oi io o =R Rc

18、 c2.等效电路法的步骤等效电路法的步骤(1)确定放大电路的静态工作点确定放大电路的静态工作点Q，(3)画出放大电路的微变等效电路，画出放大电路的微变等效电路，(2)求出求出Q点处的点处的和和rbe，(4)列出电路方程求解列出电路方程求解 和和 。、3.有射极电阻的共射放大电路有射极电阻的共射放大电路+-r rbebe u ui ii iC C i ib b u uo oi ib be ec cb bR Rc cR RL LR RB BR RE E R RB BR Rc c T T+-u ui iR RL LC C1 1C C2 2+V VCCCC+-u uo oR RE Eui=ib rbe

19、+(1+)ib Re ui R RL L uoAu=-rbe+(1+)Reuo=-ib RL其中其中RL=Rc/RL电压放大倍数电压放大倍数+-r rbebe u ui ii iC C i ib b u uo oi ib be ec cb bR Rc cR RL LR Rb bR Re e R Ri i=r rbebe +(1+(1+)R Re e/R Rb bR Ro o R Rc cu ui i+-u ui i =i ib b r rbebe +(1+(1+)i ib b R Re ei ii i =i ib b R Ri i =r rbebe +(1+(1+)R Re eR Ri i R

20、 Ri i R Ri i =R Ri i /R Rb b输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻该放大电路与基本共射放大电路相比较：该放大电路与基本共射放大电路相比较：电压放大倍数减小了电压放大倍数减小了输入电阻提高了输入电阻提高了 输出电阻没有变化输出电阻没有变化 例例例例2.32.3 图示放大电路中图示放大电路中图示放大电路中图示放大电路中,=50=501.1.试估算放大电路的静态工作点试估算放大电路的静态工作点试估算放大电路的静态工作点试估算放大电路的静态工作点,2.2.求电压放大倍数求电压放大倍数求电压放大倍数求电压放大倍数,3.3.求输入电阻和输出电阻。求输入电阻和输出电阻。求输入电阻和

21、输出电阻。求输入电阻和输出电阻。接有发射极电阻的单管共射放大电路R RB BR Rc c T T+-u ui iR RL LC C1 1C C2 2+V VCCCC+-u uo oR Re e2402403k3k3k3k解解解解:直流通路如图所示直流通路如图所示直流通路如图所示直流通路如图所示I IBQBQR Rb b +U UBEQBEQ +I IEQ EQ R Re e=V VCCCCI IBQ BQ=V VCCCC-U UBEQBEQR Rb b+(1(1+)R Re e=0.04mA0.04mAI ICQ CQ=I IBQ BQ=50 50 0.040.04 =2 2 mAmA I I

22、EQEQU UCEQCEQ =V VCCCC -I ICQCQ R Rc c -I IEQ EQ R Re e =1212-2(3 2(3+0.82)0.82)=4.36 V4.36 VI IBQBQI ICQCQI IEQEQ+-U UBEQBEQ+V VCCCCR Rb bR Rc cVTVTR Re e直流通路r rbebe r rbbbb +(1+(1+)2626I IEQEQ =300+(1+50)=300+(1+50)26262 2=963=963 R RL L A Au u=-r rbebe +(1+(1+)R Re e=-=-1.751.75 R Ri i=r rbebe +(

23、1+(1+)R Re e/R Rb b =36.3 =36.3KKR Ro o R Rc c =3 3KK射极电阻射极电阻射极电阻射极电阻R Re e使电压使电压使电压使电压放大倍数降低放大倍数降低放大倍数降低放大倍数降低+-r rbebe u ui ii iC C i ib b u uo oi ib be ec cb bR Rc cR RL LR Rb bR Re e小小 结结 图解法图解法优点优点:1.1.即能分析静态即能分析静态,也能分析动态工作情况；也能分析动态工作情况；2.2.直观直观 形象；形象；3.3.适合分析具有特殊输入适合分析具有特殊输入/输出特性的管子；输出特性的管子；4.

24、4.适合分析工作在大信号状态下的放大电路。适合分析工作在大信号状态下的放大电路。缺点缺点:1.1.特性曲线存在误差；特性曲线存在误差；2.2.作图麻烦作图麻烦,易带来误差；易带来误差；3.3.无法分析复杂电路和高频小工作信号。无法分析复杂电路和高频小工作信号。微变等效电路法微变等效电路法优点优点:1.简单方便；简单方便；2.适用于分析任何基本工作在线性范围的简单适用于分析任何基本工作在线性范围的简单或复杂的电路。或复杂的电路。缺点缺点:1.只能解决交流分量的计算问题；只能解决交流分量的计算问题；2.不能分析非线性失真；不能分析非线性失真；3.不能分析最大输出幅度不能分析最大输出幅度。2.2.3

25、 放大电路的工作点稳定问题放大电路的工作点稳定问题一一.温度的变化对三极管的工作点的影响温度的变化对三极管的工作点的影响 TUBEQICBOICQ温度升高，静态工作点移近饱和区，使输出波温度升高，静态工作点移近饱和区，使输出波形产生饱和失真。形产生饱和失真。可见：可见：可见：可见：解决措施解决措施解决措施解决措施:1.保持放大电路的工作温度恒定。保持放大电路的工作温度恒定。保持放大电路的工作温度恒定。保持放大电路的工作温度恒定。2.2.2.从放大电路自身解决。从放大电路自身解决。从放大电路自身解决。从放大电路自身解决。二二.分压式工作点稳定电路分压式工作点稳定电路 基极静态工作点电位基极静态工

26、作点电位 基本不变基本不变基本不变基本不变 TU UBEQBEQI IBQBQI ICQCQ U UEQEQICQR RL LC C2 2R RB1B1R RB2B2R Rc c T T+-u ui iC C1 1+V VCCCC+-u uo oR RE EC CE EU UB BU UE Ei iR Ri iB Bi iC C由以上分析可知：由以上分析可知：该电路是通过发射极电流的负反馈作用，该电路是通过发射极电流的负反馈作用，牵制集电极电流的变化。牵制集电极电流的变化。也称为电流负反馈也称为电流负反馈式工作点稳定电路。式工作点稳定电路。Re愈大愈大,电路的温度稳定性愈好，电路的温度稳定性愈

27、好，但将影响输出电压幅度。但将影响输出电压幅度。Rb2和和Rb2值的选用：值的选用：一般取一般取i1=(510)iB,且且uBQ=(510)UBEQ 1.静态分析静态分析从估算从估算 入手入手 静态发射极电流为静态发射极电流为静态基极电流为静态基极电流为静态电压为静态电压为:U UB B I IE EI IC CI IB Bu uE E R RB1B1R RB2B2R Rc c T T+V VCCCCR RE ER RL LC C2 2R RB1B1R RB2B2R Rc c T T+-u ui iC C1 1+V VCCCC+-u uo oR RE EC CE EU UB BU UE Ei

28、iR Ri iB Bi iC C 2.动态分析动态分析e+-r rbebei ic c i ib bi ib bcbR Rc cR RL LR RB2B2+-ui u uo oi io o i ii iR RB1B1e+-r rbebei ic c i ib bi ib bcbR Rc cR RL LR RB2B2+-ui u uo oi io o i ii iR RB1B1A Au u=u uo o u ui i=r rbebe-R Rc c/R RL L电压放大倍数为电压放大倍数为电压放大倍数为电压放大倍数为输入电阻为输入电阻为输入电阻为输入电阻为输出电阻为输出电阻为输出电阻为输出电阻为R

29、 Ri i =r rbebe /R Rb1b1/R Rb2b2R Ro o=R Rc cu uo o =-i ib b R Rc c/R RL L u ui i =i ib b r rbebeR Ri iR Ro o 例例例例2.42.4：已知晶体管的已知晶体管的已知晶体管的已知晶体管的 =6060 ，r rbebe=1.81.8 k k ，信号源电压信号源电压信号源电压信号源电压u us s =1515mVmV，内阻内阻内阻内阻R Rs s =0.60.6 k k ，其它参数已标在电路图中。其它参数已标在电路图中。其它参数已标在电路图中。其它参数已标在电路图中。求该放大电路的静态工作点；求该

30、放大电路的静态工作点；求该放大电路的静态工作点；求该放大电路的静态工作点；求该放大电路的输入电阻和输出电阻；求该放大电路的输入电阻和输出电阻；求该放大电路的输入电阻和输出电阻；求该放大电路的输入电阻和输出电阻；试求输出电压试求输出电压试求输出电压试求输出电压 u uo o ；若若若若R RF F =0 0，u uo o等于多少？等于多少？等于多少？等于多少？+V VCCCCu us sU UB BU UE ER RL LC C2 2R RB1B1R RB2B2R Rc c T T+-u ui iC C1 1+-u uo oR RE EC Ce eR RF FR Rs s+-1001002k2k

31、3.9k3.9k120k120k39k39k3.9k3.9k+12+12V VR RB1B1R RB2B2R Rc c T T+V VCCCCR RE ER RF F10010039k39k120k120k3.9k3.9k2k2k12V12V解：解：解：解：求静态工作点求静态工作点求静态工作点求静态工作点U UB B R RB1B1+R RB2B2R RB1B1V VCCCCI IEQ EQ=I ICQ CQ U UEQEQ=U UBQBQ -U UBEQBEQI IEQ EQ=1 1 mAmAU UCEQCEQ =V VCCCC-I ICQCQ R Rc c-I IEQEQ (R RE E+

32、R RF F)V VCCCC-I ICQCQ(R Rc c +R RE E+R RF F )I IBQ BQ I ICQ CQ U UB B I IE EI IC CI IB BU UE E 3 3V V=3 3 0.70.7R RB B+R RF FR RE E+R RF F2 2+0.10.1=6 6 V V 1 1 mAmA=17 17 A AR RL LR Rb1b1R Rb2b2R Rc cVTVT+-u ui i+-u uo oR RF FR Rs su us sR RL LC C2 2R Rb1b1R Rb2b2R Rc cVTVT+-u ui iC C1 1+V VCCCC+-

33、u uo oR Re eC Ce eR RF Fu us sR Rs sr rbebei ic c i ib bi ib bcbR Rc cR RL LR Rb2b2+-ui+-u uo oei io o i ii iR Rb1b1R RF FR Rs su us s动态分析动态分析动态分析动态分析r rbebei ic c i ib bi ib bcbR Rc cR RL LR Rb2b2+-ui+-u uo oei io o i ii iR Rb1b1R RF FR Rs su us sA Au u=u uo o u ui i=r rbebe +(+(1 1+)R RF F-R Rc c/

34、R RL L电压放大倍数为电压放大倍数为电压放大倍数为电压放大倍数为输入电阻为输入电阻为输入电阻为输入电阻为输出电阻为输出电阻为输出电阻为输出电阻为R Ri i =r rbebe +(+(1 1+)R RF F /R Rb1b1/R Rb2b2R Ro o=R Rc cu uo o =-i ib b R Rc c/R RL L u ui i =i ib b r rbebeR Ri iR Ro o+(+(1 1+)i ib b R RF FR Rs su us s+-uiR Ri ir rbebei ic c i ib bi ib bcbR Rc cR RL LR Rb2b2+-ui+-u uo oei io o i ii iR Rb1b1R RF FR Rs su us s