共射放大电路分析精.ppt

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1、共射放大电路分析共射放大电路分析第1页，本讲稿共21页二、单电源二、单电源共射极放大电路共射极放大电路共射极放大电路共射极放大电路 实际电路中一般采用实际电路中一般采用实际电路中一般采用实际电路中一般采用单单单单电源电源电源电源供电供电供电供电,在图在图在图在图(1)(1)中中中中 令令令令 V VBBBB=V VCCCC 合并合并合并合并V VBBBB与与与与V VCCCC成图成图成图成图(2)(2)，V VCCCC用电位表示成图用电位表示成图用电位表示成图用电位表示成图(3)(3)。RB+C1C2viVBBVCCRCvO图图图图(1)(1)RB+C1C2viVCCRCvO图图图图(2)(2

2、)RB+C1C2vi+VCCRCvO图图图图(3)(3)第2页，本讲稿共21页三、工作状态分析三、工作状态分析三、工作状态分析三、工作状态分析静态静态:当放大电路当放大电路vi=0时时,电路电路中各处的电压、电流都中各处的电压、电流都为直流为直流,称为直流工作称为直流工作状态状态,简称静态。简称静态。静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点：静态下，：静态下，：静态下，：静态下，I IB B、I IC C、V VCECE在管子特性曲线上有一在管子特性曲线上有一在管子特性曲线上有一在管子特性曲线上有一 确确确确定的点，此点为静态工作点，又叫定的点，此点为静态工作点，又叫定的点，此点为静态工作点，

3、又叫定的点，此点为静态工作点，又叫QQ点。点。点。点。动动动动态态态态：当当当当放放放放大大大大电电电电路路路路输输输输入入入入信信信信号号号号后后后后(v vi i 0),0),电电电电路路路路中中中中各各各各处处处处的的的的电电电电压压压压、电电电电流流流流处处处处于于于于变变变变动动动动状状状状态态态态，这这这这时时时时电电电电路路路路处处处处于于于于动动动动态态态态工工工工作作作作情情情情况况况况，简简简简称称称称动动动动态。态。态。态。V VCECE(V)(V)I IC C(m(mA A)I IB B5 5I IB B4 4I IB B3 3I IB2B2i iB B=I IB B1

4、 1i iB B=0=0V VCEQCEQICQQIBQ第3页，本讲稿共21页四、动态工作情况分析四、动态工作情况分析四、动态工作情况分析四、动态工作情况分析目的：得出目的：得出目的：得出目的：得出v vOO与与与与v vi i 的的的的相位相位相位相位关系和关系和关系和关系和动态范围动态范围动态范围动态范围。1.放大电路接入正弦信号时放大电路接入正弦信号时 的工作情况的工作情况0 0I IB Bi iB Bt ti iC C0 0I IC Ct t0 0v v0 0t tv vCECE0 0V VCECEt t设设设设:v vs s=10sin=10sinw w w wt mVt mVRSv

5、 vs s+RLi iB BRB+C1C2vi+VCCRCvOv vCECEi iC C+第4页，本讲稿共21页1.直流通路直流通路 当放大电路处于静态当放大电路处于静态(vi=0)时，电路中各处的电压、电流都为时，电路中各处的电压、电流都为直流，直流电流流经的直流，直流电流流经的通路通路称为称为直流通路直流通路。在在直流通路直流通路中中,应将电容开路应将电容开路;电感短路。电感短路。直流通路直流通路由放大电路的由放大电路的直流通路直流通路确定晶体管的静态工作点。确定晶体管的静态工作点。4 4 放大器的直流通路和交流通路放大器的直流通路和交流通路放大器的直流通路和交流通路放大器的直流通路和交流

6、通路RSv vs s+RLRB+C1C2vi+VCCRCvOR RB B+V VCCCCR RC C第5页，本讲稿共21页2.交流通路交流通路 当放大电路处于动态当放大电路处于动态(vi0)时，交流电流流经的时，交流电流流经的通路通路称为称为交流通路交流通路。在在交流通路交流通路中中,应将大容量电容短路应将大容量电容短路;直流电压源短路。直流电压源短路。电压源的交流等效电阻电压源的交流等效电阻由由交流通路交流通路计算放大电路的交流参数。计算放大电路的交流参数。RSRLv vs sR RB B +v vi iR RC Cv vo o交流通路交流通路+RSv vs s+RLRB+C1C2vi+VC

7、CRCvO第6页，本讲稿共21页CE电路电路直流通路直流通路交流通路交流通路例例1.CE电路电路+T Tv vi iR R2 2R RC CC C1 1C C2 2R RL Lv vo oR R1 1R RE EC CE E+VCCT TR R2 2R RC CR R1 1R RE EVCCR1+viRCvOTRLR2第7页，本讲稿共21页v vo o+v vi iR R2 2R RC CC C1 1C C2 2R RL LR R1 1C CB B R RS Sv vs sV VCCCCR RE E例例2.CB电路电路直流通路直流通路直流通路直流通路v vo o+v vi iR RC CR R

8、L L R RS Sv vs sR RE E交流通路交流通路R R2 2V VCCCCR RC CR RE ER R1 1V VB B第8页，本讲稿共21页RSv vs s+RLRB+C1C2vi+VCCRCvO 3 3 静态分析静态分析静态分析静态分析直直流流通通路路R RB B+V VCCCCR RC C设设设设b b b b=100;=100;V VCCCC=12V;=12V;R RB B=750K=750K;R RC C=4K=4K 。由由:I IC C=b b b bI IB B、V VCECE=V VCC CC-I IC CR RC CI IBQBQ=15=15 A A、I ICQ

9、CQ=1.5m=1.5mA A、V VCEQCEQ=6V=6VI IB BI IC CV VBEBEV VCECE+估算估算估算估算I IB B、I IC C、V VCECE第9页，本讲稿共21页QQ点坐标为：点坐标为：点坐标为：点坐标为：I IBQBQ=15=15 A A、I ICQCQ=1.5m=1.5mA A、V VCEQCEQ=6V=6VV VCECE(V)(V)I IC C(m(mA A)4 43 32 21 10 2 4 6 80 2 4 6 81.51.5QQ I IBQBQ第10页，本讲稿共21页 三极管是非线性元件，对电路进行交流分析时，理论上只能三极管是非线性元件，对电路进

10、行交流分析时，理论上只能三极管是非线性元件，对电路进行交流分析时，理论上只能三极管是非线性元件，对电路进行交流分析时，理论上只能用图解法分析；但如果满足条件：用图解法分析；但如果满足条件：用图解法分析；但如果满足条件：用图解法分析；但如果满足条件：输入信号为微变量输入信号为微变量输入信号为微变量输入信号为微变量;BJTBJT工作在线性区。工作在线性区。工作在线性区。工作在线性区。则晶体管在交流电路中可视为线性元件，放大电路中的晶体管可用则晶体管在交流电路中可视为线性元件，放大电路中的晶体管可用则晶体管在交流电路中可视为线性元件，放大电路中的晶体管可用则晶体管在交流电路中可视为线性元件，放大电路

11、中的晶体管可用BJTBJT的的的的交流小信号简化模型代替交流小信号简化模型代替。(Small-Signal Models and analytical method)Small-Signal Models and analytical method)i iC Ci ib bbbbbi ib bC CB BE Er rbebe44 放大电路的动态分析放大电路的动态分析放大电路的动态分析放大电路的动态分析微变等效电路分析法微变等效电路分析法微变等效电路分析法微变等效电路分析法i iC Ci ib bv vbebev vcece+-1.BJT交流小信号简化模型交流小信号简化模型一、简化模型及放大器的

12、微变等效电路一、简化模型及放大器的微变等效电路一、简化模型及放大器的微变等效电路一、简化模型及放大器的微变等效电路第11页，本讲稿共21页 在简化模型中在简化模型中在简化模型中在简化模型中r rbebe 是是是是BJTBJT的小信号交的小信号交的小信号交的小信号交流等效输入电阻，室温下计算公式流等效输入电阻，室温下计算公式流等效输入电阻，室温下计算公式流等效输入电阻，室温下计算公式为：为：为：为：I IE E 是是是是BJTBJT静态射极电流静态射极电流静态射极电流静态射极电流,单位为单位为单位为单位为mA;mA;式中式中式中式中:r rbbbb 为基区体电阻为基区体电阻为基区体电阻为基区体电

13、阻,是是是是BJTBJT结构参数。结构参数。结构参数。结构参数。iCibbbbbibCBEr rbebe 由放大器的直流通路计算由放大器的直流通路计算由放大器的直流通路计算由放大器的直流通路计算I IE E，再再再再由上式求得由上式求得由上式求得由上式求得 r rbe be。R RB B+V VCCCCR RC CI IE EI IB B I IE E=(1+=(1+b)b)b)b)I IB B I IC C第12页，本讲稿共21页2.共发射极放大电路的微变等效电路共发射极放大电路的微变等效电路 在放大电路的交流通路中，晶体管用其简化模型代替，此时在放大电路的交流通路中，晶体管用其简化模型代替

14、，此时在放大电路的交流通路中，晶体管用其简化模型代替，此时在放大电路的交流通路中，晶体管用其简化模型代替，此时对应的电路称为放大器的对应的电路称为放大器的对应的电路称为放大器的对应的电路称为放大器的微变等效电路微变等效电路。RSv vs s+RLRB+C1C2vi+VCCRCvORSRLv vs sR RB B +v vi iR RC Cv vo o交流通路交流通路+CBEBJTBJT用模型代替用模型代替用模型代替用模型代替微变等效电路微变等效电路(incremental equivalent circuit)RSRLv vs sR RB B +v vi iR RC Cv vo o+iCibb

15、bbbibr rbebeB BEC第13页，本讲稿共21页二、共射放大电路的动态分析二、共射放大电路的动态分析二、共射放大电路的动态分析二、共射放大电路的动态分析 由放大器的微变等效电路计算由放大器的微变等效电路计算由放大器的微变等效电路计算由放大器的微变等效电路计算A AV V、R Ri i、R ROO 。目的目的目的目的:把放大器进行代维宁等效。把放大器进行代维宁等效。把放大器进行代维宁等效。把放大器进行代维宁等效。RSRLv vs sR RB B +v vi iR RC Cv vo o+iCibbbbbibr rbebe1).1).求求求求A AV Vv vi i=ibr rbebev

16、vo o=-bbbbib(R RC C/R RL L)=-bbbbibR R L L负号说明负号说明v vo o与与与与v vi i 反相反相RSRLv vs sR Ri i +v vi iv vo o+ROv vOCOC+第14页，本讲稿共21页2).2).计算计算计算计算R Ri i、R RO O 。当当当当v vi i=0=0 时，时，时，时，i ib b=0,=0,bbbbi ib b =0=0，受控源开路受控源开路受控源开路受控源开路。R ROO=R RC CR Ri i=R RB B/r rbebeRLR RB B +v vi iR RC Ciibbbbibr rbebeR Ri

17、iRSv vs sR RB B +v vi iR RC C+iOibbbbbibr rbebeR ROO+v vOO 第15页，本讲稿共21页例例1:已知已知BJT工作点处的工作点处的 b b=40，rbb200。(1)求求AV(2)若若RS=500,求源电压放大倍数求源电压放大倍数解解：(1)求求rbeI IE E=(1+=(1+bbbb)I IB B=1.64mA1.64mA I IC CRSv vs s+RLRB+C1C2vi+VCCRCvO280280k k4 4k k4 4k k1212V V第16页，本讲稿共21页解：解：(2)求求AV ,AVS 由于信号源内阻由于信号源内阻RS

18、的存在，的存在，输入信号在输入信号在RS上损失了一部分，上损失了一部分，使放大倍数下降。使放大倍数下降。Ri=RB/rbe0.85KRSRLv vs sR RB B +v vi iR RC Cv vo o+iCibbbbbibr rbebeRSv vs s+RLRB+C1C2vi+VCCRCvO280280k k4 4k k4 4k k1212V V500 第17页，本讲稿共21页例例2：在图示电路中，在图示电路中，R1=50KW W,R2=10KW,W,RC=5KW,W,RE=1KW,W,RL=10KW,bW,b=80,r rbbbb=300=300W W。1.1.求电路的静态工作点；求电路

19、的静态工作点；求电路的静态工作点；求电路的静态工作点；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A AV V;和输入电阻和输入电阻和输入电阻和输入电阻R Ri i,输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻R RO O 。3.3.若若若若v vi i=5sin=5sinw w w wt(mv)t(mv)定性画出定性画出定性画出定性画出v vb b、v vc c和和和和i ib b、i ic c的波形。的波形。的波形。的波形。解解解解:求电路的静态工作点求电路的静态工作点求电路的静态工作点求电路的静态工作点R R1 1+V VCCCCR RC CR RE ER R2 2V VB BI

20、 IB BI IC CV VCECE50K10K5K1K+12+12V V+12+12V V10K50K5K1K10K+T Tv vi iR R2 2R RC CC C1 1C C2 2R RL Lv vo oR R1 1R RE EC CE E+VCCRSv vs s+第18页，本讲稿共21页求电路的静态工作点求电路的静态工作点求电路的静态工作点求电路的静态工作点V VC C=V VCECE+I IE ER RE E=4.3+1.3=5.6V=4.3+1.3=5.6VR R1 1+V VCCCCR RC CR RE ER R2 2V VB BI IB BI IC CV VCECE50K10K

21、5K1K+12+12V V第19页，本讲稿共21页解解解解:求求求求A AV V、R Ri i、R ROO R R1 1R R2 2R RC CR RL Lr rbebe+v vi iv vo oi ib bbbbbi ib bv vi i=ibr rbebev vo o=-=-bbbbib(R RC C/R RL L)=-bbbbibR R L L+12+12V V10K50K5K1K10K+T Tv vi iR R2 2R RC CC C1 1C C2 2R RL Lv vo oR R1 1R RE EC CE E+VCCRSv vs s+第20页，本讲稿共21页.若若若若v vi i=5sin=5sinw w w wt(mv),t(mv),定性画出定性画出定性画出定性画出v vB B、v vC C和和和和 i ib b、i ic c的波形。的波形。的波形。的波形。0 0I IB Bi iB Bt t0 0I IC Ci iC Ct t0 0V VC Cv vC Ct t0 0v vOOt t第21页，本讲稿共21页