电工电子技术项目项目六ppt课件.pptx

《电工电子技术项目项目六ppt课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子技术项目项目六ppt课件.pptx（67页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、电工电子技术项目项目六电子课件项目六项目六 基本放大电路的分析与测量基本放大电路的分析与测量任务二 电路的基本物理量的计算与测量任务一共发射极放大电路分析任务二共集电极放大电路分析技能训练共发射极放大电路的测量技能训练常用电路测量仪器的使用所谓放大，从表面上看来是将信号由小变大，实质上，放大的过程是实现能量转换的过程。由于在电子电路中输入信号往往很小（大约为几毫伏至几十毫伏，频率为20200 Hz），它所提供的能量不能直接推动负载工作，因此需要另外提供一个能源，由能量较小的输入信号控制这个能源，经三极管使之放大去推动负载工作。把这种小能量对大能量的控制作用称为放大作用。三极管只是一种能量控制元

2、件，而不是能源。三极管对小信号实现放大作用时在电路中可有三种不同的连接方式（或称三种组态），即共（发）射极接法、共集电极接法和共基极接法。任务一共发射极放大电路分析一、共射极基本放大电路的组成三极管用于电子电路时，通常是将一对端点作为输入，一对端点作为输出。对于三端电路就有一端是输入电路和输出电路的公共端。如果输入信号加到基极和发射极之间，而输出信号从集电极和发射极间取出，这样的电路称为共射极基本放大电路，如图61所示。它由信号源、直流电源、三极管、电容、电阻等元件组成，信号源电压ui从AO端输入，放大后的信号电压uo从BO端输出。图6-1共射极放大电路在图6-1所示的放大电路中，采用NPN型

3、晶体管，UCC是集电极回路的直流电源(一般在几伏到几十伏的范围)，它的负端接发射极,正端通过电阻Rc接集电极，以保证集电结为反向偏置；Rc是集电极电阻(一般在几千欧至几十千欧的范围)，它的作用是将晶体管的集电极电流iC的变化转变为集电极电压UCE的变化。UBB是基极回路的直流电源,它的负端接发射极，正端通过基极电阻Rb接基极，以保证发射结为正向偏置，并通过基极电阻 Rb(一般在几十千欧至几百千欧的范围)，由UBB供给基极一个合适的基极电流，即IB=(UBB-UBE)/Rb对于硅管，UBE约为0.7 V，对于锗管，UBE约为0.2-V，而UBB一般在几伏至几十伏的范围内(常取UBB=UCC)，即

4、UBBUBE，所以近似有IB=(UBB-UBE0/RbUBB/Rb（6-1）任务一共发射极放大电路分析由上式可见，这个电路的偏流IB决定于UBB和Rb的大小，UBB和Rb确定后，偏流IB就是固定的，所以这种电路称为固定偏流电路,Rb又称为基极偏置电阻。电容C1和C2称为隔直电容或耦合电容(一般在几微法到几十微法的范围)，它们在电路中的作用是“隔离直流，传送交流”。对直流来说，容抗为无穷大，可近似为开路，使直流电源不加到信号源和负载上；而对交流信号而言，容抗很小，可近似为短路，使输入、输出信号顺畅地传输；其容量较大，一般是几微法至几十微法的电解电容，连接时应注意极性。值得注意的是，放大作用是利用

5、晶体管的基极对集电极的控制作用来实现的，即在输入端加一个能量较小的信号，通过晶体管的基极电流去控制流过集电极电路的电流，从而将直流电源UCC的能量转化为所需要的形式供给负载。因此，放大作用实质上是放大器件的控制作用，放大器是一种能量控制部件。同时还要注意放大作用是针对变化量而言的。任务一共发射极放大电路分析二、共射极基本放大电路的分析对于一个放大电路的分析一般包括两个方面的内容：静态工作情况和动态工作情况的分析。前者主要确定静态工作点，后者主要研究放大电路的性能指标。1.静态工作情况所谓静态，是指输入信号为零（即ui=0）时放大电路的工作状态，此时放大电路中只有直流电源作用，各处的电压和电流都

6、是直流量，称为直流工作状态或静止状态，简称静态。静态分析的目的是通过直流通路分析放大电路中三极管的工作状态。为了使放大电路能够正常工作，三极管必须处于放大状态。因此，要求三极管各极的直流电压、直流电流必须具有合适的静态工作参数IB、IC、UBE、UCE，即放大电路的静态工作点。静态工作点是放大电路工作的基础，它设置的合理及稳定与否，将直接影响放大电路的工作状况及性能质量。任务一共发射极放大电路分析1）估算法确定静态工作点对应于以上四个数值，可在三极管的输入特性曲线和输出特性曲线上各确定一个固定不动的点“Q”（即静态工作点），在图6-1电路中将UBB和UCC取同一大小，就可将原电路简化为如图6-

7、2所示的直流通路图，其中当UCC、Rb、Rc确定以后，IC、UBE、UCE也就确定了。可由式（6-1）估算IB，由IB可得出静态时的集电极电流为IC=IB+ICEOIB（6-2)由图6-2的输出回路可知静态时的集电极与发射极间电压为图6-2共射放大电路直流通路图任务一共发射极放大电路分析UCE=UCC-ICRc（6-3)从式（6-1），由图6-2所示参数可求得IB12-V300k=0.04mA=40A设晶体管的=37.5，则由式（6-2）可得IC=37.50.04mA=1.5mA将参数代入式（6-3）可得UCE=12-V-1.5mA4k=6V由此估算得图6-1所示共射极放大电路的静态工作点是：

8、IB=40A，IC=1.5mA，UCE=6V。任务一共发射极放大电路分析2）图解法确定静态工作点同时，也可采用图解法确定放大电路的静态工作点，步骤如下：由图6-2可知电路是由晶体三极管和外部电路一起构成输出回路的整体，因此在这个电路中既要满足晶体管的伏安特性，又要满足外部电路的伏安关系，于是，由这两条伏安关系曲线的交点便可确定出IC和UCE。而外部电路的伏安特性关系为uCE=UCC-iCRc这是直线方程，可用截距法在输出特性曲线的坐标平面内作出这条直线，如图6-3所示，由于该直线由直流通路定出，其斜率为tan=-tan(180-)=-UCC/RcUCC=-1Rc即由集电极负载电阻Rc决定，故称

9、之为输出回路的直流负载线。由图6-3可知直流负载线与IB输出特性曲线的交点，即为静态工作点Q。从Q点查出结果与估算法所得结果一样。任务一共发射极放大电路分析图6-3共射放大电路直流通路图任务一共发射极放大电路分析2.动态工作情况当接入正弦信号时，电路将处在动态工作情况，可以根据输入信号电压ui通过图解确定输出电压uo，从而可以得出ui与uo之间的相位关系和动态范围。图解的步骤是先根据输入信号电压ui在输入特性上画出iB的波形，然后再根据iB的变化在输出特性上画出iC和UBE的波形，如图6-4所示。任务一共发射极放大电路分析图6-4图解法分析动态工作情况任务一共发射极放大电路分析设放大电路的输入

10、电压为正弦波，当它加到放大电路的输入端后，三极管的基极和发射极之间的电压UBE就在原有直流电压UBE的基础上叠加了一个交流量ui（ube），根据UBE的变化规律，便可从输入特性画出对应的iB的波形图，如图6-4所示。由图上可读出对应于峰值的输入电压，基极电流iB将在60A与20A之间变动。因为放大电路的直流负载线是不变的，当iB在60A与20A之间变动时，直流负载线与输出特性的交点也会随之而变，对应于iB=60A的一条输出特性与直流负载线的交点是Q1点，对应于iB=20A的一条输出特性与直流负载线的交点是Q2点，所以放大电路只能在负载线的Q1Q2段上工作，即放大电路的工作点随着iB的变动将沿着

11、直流负载线在Q1与Q2点之间移动，因此，直线段Q1Q2是工作点移动的轨迹，通常称为动态工作范围。由图可见，在ui的正半周，ui先由40A增大到60A，放大电路的工作点将由Q点移到Q1点，相应的iC由IC增大到最大值;然后iB由60A减小到40A，放大电路的工作点将由Q1点回到Q点，相应的iC也由最大值回到IC。在ui的负半周，其变化规律恰好相反，放大电路的工作点先由Q点移到Q2点，再由Q2点回到Q点。这样，就可在坐标平面上画出对应的iB、iC和uCE的波形图，如图6-4(b)所示，uCE中的交流量uce的波形就是输出电压uo的波形。任务一共发射极放大电路分析综上分析，可总结如下几点：（1）没有

12、输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的电流和电压（IB，IC，UCE），当在放大电路输入端加入输入信号电压后，iB、iC、uCE都在原来静态直流量的基础上叠加了一个交流量，即iB=IB+ib,iC=IC+ic,uCE=UCE+uce因此，放大电路中电压、电流包含两个分量：一个是静态工作情况决定的直流成分IB、IC、UCE；另一个是由输入电压引起的交流成分ib、ic和uce。虽然这些电流、电压的瞬时值是变化的，但它们的方向始终不变。（2）uCE中的交流分量 uce（即经C2隔直后的交流输出电压uo)的幅度远比ui大，且同为正弦波电压，体现了放大作用。（3）由图6-4中还可知，uo与ui相位相反。

13、这种现象称为放大电路的反相作用，因而共射极放大电路又叫做反相电压放大器，它是一种重要的电路组态。（4）合适的静态工作点是电路实现不失真放大的必要条件。放大电路在工作时，输出端总要接上一定的负载，如在图6-5（a）中，负载电阻RL=4 k，这时放大电路的工作情况是否会因为RL的接入而受到影响呢？这是下面所要讨论的问题。任务一共发射极放大电路分析在静态时，由于隔直电容C2的作用，RL对电路的Q点无影响。动态工作时的情况则不同，隔直电容C1和C2在具有一定频率的信号作用下，其容抗可以忽略；同时考虑到电源UCC的内阻很小，可视为短路，这样便可画出如图6-5（b）所示的交流通路图，此时图中的电压和电流都

14、是交流成分。任务一共发射极放大电路分析图6-5共射极放大电路任务一共发射极放大电路分析由图可以看出，放大电路的交流负载的等效电阻RL为RL与Rc的并联值，即RL=RLRc=RLRc/RL+Rc（6-4)则RL1/Rc可见，交流负载线要比直流负载线更陡一些。另外交流负载线和直流负载线必然在Q点相交，这是因为在线性工作范围内，输入电压在变化过程中一定会经过零点。任务一共发射极放大电路分析3.微变等效电路分析法晶体管是非线性元件，这可从它的输入、输出特性曲线看出。这给放大电路的分析与计算带来了很多不便，在电路分析中学过的各种线性电路的分析方法均不能使用。但如果放大电路的输入信号电压很小，就可以设想把

15、晶体管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把晶体管这个非线性器件所组成的电路当做线性电路来处理，这就是晶体管小信号模型的指导思想。这种方法是把非线性问题线性化的工程处理方法,而且得到的结果与使用非线性模型分析得到的结果，仅有很小的误差，对工程计算来说这样的误差是允许的。1）晶体管的简化小信号模型图6-4（a）中所示的输入特性曲线上，选择适当的IB值，在晶体管工作点已确定为Q点的附近选取一小段，可近似认为是直线，即输入特性的线性区，则uBE与iB成正比，为一个常数，其比值用线性电阻rbe表示，称为晶体管的输入电阻，取代管子的输入回路，如图6-6所示。rbe=uBE/iB=常数它是对信号

16、变化量而言的，因此它是一个动态电阻。对于低频小功率管常用下式估算:rbe=300+(1+)26mV/IE（6-5)任务一共发射极放大电路分析其值与IE发射极静态工作点电流有关，当Q点越高，IE越大，则rbe越小。该式适用的范围为0.1 mAIE5 mA，否则将产生较大误差。若晶体管工作在图6-4所示的输出特性Q点附近，即工作在特性曲线的线性区，可以认为该区域的特性曲线是间隔均匀的水平直线，由图可见，iC是受iB控制的受控电流源，与uCE无关，因此晶体管电流放大系数为=iC/iB=常数所以iC=iB（7-6)如图6-6所示，其输出回路可用受控电流源ib代替。这样在小信号模型法中就可以用图6-6（

17、b）所示的简化小信号模型电路来取代晶体管。任务一共发射极放大电路分析图6-6晶体管的简化小信号模型任务一共发射极放大电路分析2）用小信号模型法分析共射极放大电路现在应用小信号模型分析法分析图6-7（a）所示共射极基本放大电路的电压放大倍数Au、输入电阻Ri和输出电阻Ro等动态性能指标。图6-7共射极放大电路的小信号模型任务一共发射极放大电路分析首先把图6-7（a）的电路图转换成交流通路图，再将交流通路图中的晶体管用其小信号模型代替，就得到图6-7（a）共射极放大电路的简化小信号模型电路，如图6-7（b）所示。在小信号模型电路中的电压和电流用相量表示正弦量，其方向均为参考方向。电压放大倍数是放大

18、电路的输出电压与输入电压的变化量Uo和Ui之比，即Au=Uo/Ui（6-7）由图6-7（b）可知Ui=Ube=IbrbeUo=-Ic（RcRL）=-IbRL式中，RL按公式（6-4）计算。故共射放大电路电压放大倍数为Au=Uo/Ui=-IbRL/Ibrbe=-RLrbe（6-8）任务一共发射极放大电路分析式中，负号表示输出电压与输入电压相位相反。共射极放大电路的电压放大倍数较大，通常为几十倍到几百倍。对于信号源来说，放大电路相当于一个负载电阻，这个电阻就是放大电路的输入电阻，它是从图6-7（b）所示的Ri处往右看的等效电阻，定义为Ri=Ui/Ii（6-9）由小信号模型电路可知Ii=Ui/Rb+

19、Ui/rbe据公式（6-9）可求得共射极放大电路的输入电阻为Ri=Ui/Ii=rbeRb（6-10）若信号源有内阻，则放大电路输入电压是信号源电压在输入内阻上的分压，所以输入电阻是衡量输入电压衰减程度的参数。任务一共发射极放大电路分析对于负载，放大电路相当于一个具有内阻和电压的信号源。这个内阻Ro称为放大电路的输出电阻，等于从如图6-7（b）所示电路中的Ro处往左看的等效电阻。令US=0，将负载开路，则有Ib=0，故Ib=0，受控电流源相当于开路，则输出电阻为Ro=Rc（6-11)由此可见，Ro越大，则负载变化时，输出电压的变化也越大，说明放大电路带负载能力弱；Ro越小，则负载变化时，输出电压

20、的变化也越小，说明放大电路带负载能力强。因此，输出电阻是表征放大电路带负载能力的参数。任务一共发射极放大电路分析例7.1.1试用小信号模型法分析图6-6（a）所示电路，已知晶体三极管为硅管，=40，其他参数已在电路图中标出。求放大电路的电压放大倍数Au、输入电阻Ri和输出电阻Ro。解为了计算rbe，需先求IE，由图可知IB=UCC-UBERb=（12-0.7)V300k=38AIEIC=IB=4038A=1.52-mArbe=300+(1+)26 mVIE=300+(1+40)26 mV1.52-mA=1k据公式（6-8）得电压放大倍数为Au=-RLrbe=-RLRcrbe=-40444+4k

21、1k=-80据公式（6-10）得输入电阻为Ri=rbeRb=3001300+1k1k据公式（6-11）得输出电阻为Ro=Rc=4k任务一共发射极放大电路分析技能训练 共发射极放大电路的测量一、实验目的（1）学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。（2）掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。（3）熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。二、实验器材（1）12V直流电源（2）函数信号发生器（3）双踪示波器（4）交流毫伏表（5）直流电压表（6）直流毫安表（7）频率计（8）万用电表（9）晶体三极管3DG61(50100)或90111（10

22、）电阻器、电容器若干三、实验原理图6-8为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号ui后，在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反，幅值被放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。图6-8共射极单管放大器实验电路技能训练 共发射极放大电路的测量放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。1.放大器静态工作点的测量与调试1)静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号ui0的情况下进行，即将

23、放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位UB、UC和UE。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压UE或UC，然后算出IC的方法，例如，只要测出UE，即可用ICIE=UERE算出IC（也可根据IC=UCCUCRC，由UC确定IC），同时也能算出UBEUBUE，UCEUCUE。为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。技能训练 共发射极放大电路的测量2)静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流IC（或UCE）的调整与测试。静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如

24、工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时uO的负半周将被削底，如图6-9(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即uO的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图6-9(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压ui，检查输出电压uO的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。图6-9静态工作点对uO波形失真的影响技能训练 共发射极放大电路的测量改变电路参数UCC、RC、RB（RB1、RB2）都会引起静态工作点的变化，如图6-10所示。但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来

25、改变静态工作点，如减小RB2，则可使静态工作点提高等。图6-10电路参数对静态工作点的影响技能训练 共发射极放大电路的测量最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。技能训练 共发射极放大电路的测量2.放大器动态指标测试放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态范围）和通频带等。1)电压放大倍数AV的测量调整放大器到合适的静

26、态工作点，然后加入输入电压ui，在输出电压uO不失真的情况下，用交流毫伏表测出ui和uo的有效值Ui和UO，则AV=U0/Ui技能训练 共发射极放大电路的测量2)输入电阻Ri的测量为了测量放大器的输入电阻，按图6-11电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻R，在放大器正常工作的情况下，用交流毫伏表测出US和Ui，则根据输入电阻的定义可得Ri=Ui/Ii=Ui/UR/R=Ui/(USUi)R图6-11输入、输出电阻测量电路技能训练 共发射极放大电路的测量测量时应注意下列几点:由于电阻R两端没有电路公共接地点，所以测量R两端电压UR时必须分别测出US和Ui，然后按URUSUi求出UR值

27、。电阻R的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取R与Ri为同一数量级为好，本实验可取R12K。3)输出电阻R0的测量按图6-11电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载RL的输出电压UO和接入负载后的输出电压UL，根据UL=RL/(RO+RL)UO即可求出RO=(UO/UL1)RL在测试中应注意，必须保持RL接入前后输入信号的大小不变。技能训练 共发射极放大电路的测量4)最大不失真输出电压UOPP的测量（最大动态范围）如上所述，为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大器正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节RW（改变静态工作点），用

28、示波器观察uO，当输出波形同时出现削底和缩顶现象（见图6-12）时，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时，用交流毫伏表测出UO（有效值），则动态范围等于221/2U0。或用示波器直接读出UOPP来。图6-12静态工作点正常，输入信号太大引起的失真技能训练 共发射极放大电路的测量5)放大器幅频特性的测量放大器的幅频特性是指放大器的电压放大倍数AU与输入信号频率f之间的关系曲线。单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线如图6-13所示，Aum为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的1/2倍，即0.707Aum所对应的

29、频率分别称为下限频率fL和上限频率fH，则通频带fBWfHfL放大器的幅率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数AU。为此，可采用前述测AU的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时应注意取点要恰当，在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几点。此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形不得失真。图6-13幅频特性曲线技能训练 共发射极放大电路的测量四、实验内容实验电路如图6-8所示，连接时为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。1.调试静态

30、工作点接通直流电源前，先将RW调至最大，函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通12-V电源、调节RW，使IC2.0 mA（即UE2.0 V），用直流电压表测量UB、UE、UC及用万用电表测量RB2值。记入表2.1。技能训练 共发射极放大电路的测量2.测量电压放大倍数在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号uS，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Ui10 mV，同时用示波器观察放大器输出电压uO波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的UO值，并用双踪示波器观察uO和ui的相位关系，记入表2.2。技能训练 共发射极放大电路的测量3.观察静态工作点对电压放大倍数的影响置RC

31、2.4 K，RL，Ui适量，调节RW，用示波器监视输出电压波形，在uO不失真的条件下，测量数组IC和UO值，记入表2.3。技能训练 共发射极放大电路的测量4.观察静态工作点对输出波形失真的影响置RC2.4 K，RL2.4 K，ui0，调节RW使IC2.0 mA，测出UCE值，再逐步加大输入信号，使输出电压u0足够大但不失真。然后保持输入信号不变，分别增大和减小RW，使波形出现失真，绘出u0的波形，并测出失真情况下的IC和UCE值，记入表2.4中。每次测IC和UCE 值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。技能训练 共发射极放大电路的测量5.测量最大不失真输出电压置RC2.4 K，RL2.4 K，按照

32、实验原理2.4)中所述方法，同时调节输入信号的幅度和电位器RW，用示波器和交流毫伏表测量UOPP及UO值，记入表2.5。技能训练 共发射极放大电路的测量6.测量输入电阻和输出电阻置RC2.4K，RL2.4K，IC2.0 mA。输入f1KHz的正弦信号，在输出电压uo不失真的情况下，用交流毫伏表测出US，Ui和UL记入表2.6。技能训练 共发射极放大电路的测量7.测量幅频特性曲线取IC2.0 mA，RC2.4 K，RL2.4 K。保持输入信号ui的幅度不变，改变信号源频率f，逐点测出相应的输出电压UO，记入表2.7。技能训练 共发射极放大电路的测量五、报告要求（1）列表整理测量结果，并把实测的静

33、态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较（取一组数据进行比较），分析产生误差原因。（2）总结RC，RL及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响。（3）讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。（4）分析讨论在调试过程中出现的问题。技能训练 共发射极放大电路的测量任务二 共集电极放大电路分析一、共集电极放大电路的组成共集电极放大电路如图6-14（a）所示。输入信号从基极输入，发射极输出，这样的电路称为共集电极放大电路，又称为射极输出器。共集电极放大电路与上述的共射极电路有很多不同之处，要注意其特点和用途。如图6-14（b）所示为其交流通路图。（a)电路图

34、（b)交流通路图图6-14共集电极放大电路二、共集电极放大电路的分析1.静态分析共集电极放大电路的直流通路图如图6-15所示。根据直流通路可确定其静态工作点。因为UCC=URb+UBE+URe=RbIB+UBE+ReIE=RbIB+UBE+(1+)ReIB所以IB=(UCC-UBE)/(Rb+(1+)Re)（6-17)IE=IB+IC=(1+)IB（6-18)UCE=UCC-IERe（6-19)2.动态分析如图6-16所示的共集电极放大电路的小信号模型电路的输出电压为任务二 共集电极放大电路分析图6-15直流通路图图6-16小信号模型电路任务二 共集电极放大电路分析Uo=RLIe=（1+)RL

35、Ib式中RL=ReRL输入电压为Ui=rbeIb+RLIe=rbeIb+(1+)RLIb电压放大倍数为Au=Uo/Ui=(1+)RLIb/(rbeIb+(1+)RLIb)=(1+)RL(rbe+(1+)RL)（6-20)上式表明：共集电极放大电路的电压放大倍数小于1，但接近于1。从小信号模型电路可看出输出电压与输入电压同相，大小近似相等，所以共集电极放大电路又称为射极电压跟随器。输入电阻也可从小信号模型电路中计算得出，即Ri=Ui/Ii=Ui/(Ui/Rb+Ui(rbe+(1+)RL)=Rbrbe+(1+)RL（6-21)由上式可见，共集电极放大电路的输入电阻是由偏置电阻Rb和电阻rbe+（1

36、+）RL并联而得的。通常阻值都比共射极放大电路的输入电阻rbe大得多。因此，共集电极放大电路的输入电阻很高，可达几十千欧到几百千欧。计算共集电极放大电路的输出电阻时，需要将输入信号源置零（考虑信号源的内阻RS），负载开路，然后在输出端加一个电压已知的电压源，如图6-17所示。任务二 共集电极放大电路分析图6-17共集电极放大电路输出电阻电路任务二 共集电极放大电路分析计算方法如下：Ro=U/IoIo=U/Re+U(rbe+RbRS)+(Urbe+RbRS)由以上两式可以求出共集电极放大电路的输出电阻为Ro=Re(rbe+RbRS/(1+)由上式可知共集电极放大电路的输出电阻很小。一般为几十欧到

37、几百欧，比共射极放大电路的输出电阻低得多。共集电极放大电路的特点有：输入电阻大，输出电阻小；电压放大倍数小于1而接近于1；输出电压与输入电压相位相同；虽无电压放大作用，但仍有电流和功率放大作用。这些特点在电子电路中获得广泛应用。任务二 共集电极放大电路分析1）作多级放大电路的输入级。由于输入电阻大可使输入到放大电路的信号电压基本上等于信号源电压。因此常用在测量电压的电子仪器中作为输入级。（2）作多级放大电路的输出级。由于输出电阻小提高了放大电路的带负载能力，故常用于负载电阻较小和负载电阻变动较大的放大电路的输出级，如在互补型功率放大电路中获得广泛应用。（3）做多级放大电路的缓冲级。将共集电极放

38、大电路接在两级放大电路之间，利用其输入电阻大、输出电阻小的特点，可作阻抗变换用，在两级放大电路中间起缓冲作用。任务二 共集电极放大电路分析技能训练 共集电极放大电路的测量一、实验目的（1）研究射极跟随器的性能。（2）进一步掌握放大器性能指标的测量方法。二、实验器件（1）直流稳压电源。（2）函数信号发生器。（3）双路示波器。（3）双路毫伏表。（5）万用表。（6）电阻若干。（7）电容若干。（8）三极管3DG12。三、实验原理射极跟随器的原理图如图6-18所示。它是一个电压串联负反馈放大电路，它具有输入电阻高，输出电阻低，电压放大倍数接近于1，输出电压能够在较大范围内跟随输入电压作线性变化以及输入、

39、输出信号同相等特点。图6-18射极跟随器技能训练 共集电极放大电路的测量射极跟随器的输出取自发射极，故称其为射极输出器。1.输入电阻RiRirbe(1)RE如考虑偏置电阻RB和负载RL的影响，则RiRBrbe(1)(RERL)由上式可知射极跟随器的输入电阻Ri比共射极单管放大器的输入电阻RiRBrbe要高得多，但由于偏置电阻RB的分流作用，输入电阻难以进一步提高。输入电阻的测试方法同单管放大器，实验线路如图6-19所示。图6-19射极跟随器实验电路技能训练 共集电极放大电路的测量Ri=Ui/Ii=Ui/(UsUi)R即只要测得A、B两点的对地电位即可计算出Ri。2.输出电阻RO图4.1路RO=

40、rbe/RErbe/如考虑信号源内阻RS，则RO=(rbe+(RSRB)RE(rbe+(RSRB)由上式可知射极跟随器的输出电阻R0比共射极单管放大器的输出电阻RORC低得多。三极管的愈高，输出电阻愈小。输出电阻RO的测试方法亦同单管放大器，即先测出空载输出电压UO，再测接入负载RL后的输出电压UL，根据UL=RL/(RO+RL)UO即可求出RORO=(UO/UL1)RL技能训练 共集电极放大电路的测量3.电压放大倍数图4.1电路AV=(1+)(RERL)/(rbe+(1+)(RERL)1上式说明射极跟随器的电压放大倍数小于近于1，且为正值。这是深度电压负反馈的结果。但它的射极电流仍比基流大(

41、1)倍，所以它具有一定的电流和功率放大作用。技能训练 共集电极放大电路的测量4.电压跟随范围电压跟随范围是指射极跟随器输出电压uO跟随输入电压ui作线性变化的区域。当ui超过一定范围时，uO便不能跟随ui作线性变化，即uO波形产生了失真。为了使输出电压uO正、负半周对称，并充分利用电压跟随范围，静态工作点应选在交流负载线中点，测量时可直接用示波器读取uO的峰峰值，即电压跟随范围；或用交流毫伏表读取uO的有效值，则电压跟随范围U0PP221/2UO技能训练 共集电极放大电路的测量四、实验内容按图6-19组接电路1.静态工作点的调整接通12-V直流电源，在B点加入f1KHz正弦信号ui，输出端用示

42、波器监视输出波形，反复调整RW及信号源的输出幅度，使在示波器的屏幕上得到一个最大不失真输出波形，然后置ui0，用直流电压表测量晶体管各电极对地电位，将测得数据记入表4.1。UE(V)UB(V)UC(V)IE（mA）表4.1静态工作点参数表在下面整个测试过程中应保持RW值不变（即保持静工作点IE不变）。技能训练 共集电极放大电路的测量2.测量电压放大倍数Av接入负载RL1K，在B点加f1KHz正弦信号ui，调节输入信号幅度，用示波器观察输出波形uo，在输出最大不失真情况下，用交流毫伏表测Ui、UL值。记入表4.2。Ui（V）UL（V）AV表4.2电压放大倍数测量记录表技能训练 共集电极放大电路的

43、测量3.测量输出电阻R0接上负载RL1K，在B点加f1KHz正弦信号ui，用示波器监视输出波形，测空载输出电压UO，有负载时输出电压UL，记入表4.3。U0（V）UL（V）RO(K)表4.3输出电阻测量记录表技能训练 共集电极放大电路的测量4.测量输入电阻Ri在A点加f1KHz的正弦信号uS，用示波器监视输出波形，用交流毫伏表分别测出A、B点对地的电位US、Ui，记入表4.4。Us（V）Ui（V）Ri(K)表4.4输入电阻测量记录表技能训练 共集电极放大电路的测量5.测试跟随特性接入负载RL1K，在B点加入f1KHz正弦信号ui，逐渐增大信号ui幅度，用示波器监视输出波形直至输出波形达最大不失真，测量对应的UL值，记入表4.5。UI(V)UL(V)表4.5跟随特性测试记录表技能训练 共集电极放大电路的测量6.测试频率响应特性保持输入信号ui幅度不变，改变信号源频率，用示波器监视输出波形，用交流毫伏表测量不同频率下的输出电压UL值，记入表4.6。f(KHz)UL(V)表4.6频率响应特性记录表技能训练 共集电极放大电路的测量五、实验报告（1）整理实验数据，并画出曲线ULf(Ui)及ULf(f)曲线。（2）分析射极跟随器的性能和特点。技能训练 共集电极放大电路的测量谢谢大家谢谢大家