第10章放大電路只講共射極電路

1、第10章放大電路只講共射極電路第第1010章章 基本放大電路基本放大電路第10章放大電路只講共射極電路第第 10 章章 基本基本放大電路放大電路10.1 共發(fā)射極放大電路的組成共發(fā)射極放大電路的組成10.2 共發(fā)射極放大電路的分析共發(fā)射極放大電路的分析10.3 靜態(tài)工作點的穩(wěn)定靜態(tài)工作點的穩(wěn)定第10章放大電路只講共射極電路第第 10 章章 基本基本放大電路放大電路10.1 共發(fā)射極放大電路的組成共發(fā)射極放大電路的組成電路中各元件的作用如下：電路中各元件的作用如下：C1RS+ui RCRB+UCCC2RL+es +uo +iB+ uBE iC+uCE T晶體管晶體管 T 晶體管是放大元件，利用它

2、的電流放大作用，晶體管是放大元件，利用它的電流放大作用，在集電極電路獲得放大了的電流在集電極電路獲得放大了的電流 iC，該電流受輸入信號的控制。，該電流受輸入信號的控制。集電極電源電壓集電極電源電壓 UCC電源電壓電源電壓 UCC 除為輸除為輸出信號提供能量外，出信號提供能量外，它還保證集電結(jié)處于它還保證集電結(jié)處于反向偏置，以使晶體反向偏置，以使晶體管具有放大作用。管具有放大作用。第10章放大電路只講共射極電路集集電極負載電阻電極負載電阻 RC集電極負載電阻簡稱集電極電阻，它集電極負載電阻簡稱集電極電阻，它主要是將電流的變化變換為電壓的變化，以實現(xiàn)電壓放大。主要是將電流的變化變換為電壓的變化，

3、以實現(xiàn)電壓放大。 偏置電阻偏置電阻 RB它的作用是提供大小適當?shù)幕鶚O電流，以使它的作用是提供大小適當?shù)幕鶚O電流，以使放大電路獲得合適的工作點，并使發(fā)射結(jié)處于正向偏置。放大電路獲得合適的工作點，并使發(fā)射結(jié)處于正向偏置。耦合電容耦合電容 C1 和和 C2它們一方面起到隔直作用，它們一方面起到隔直作用，C1 用來隔用來隔斷放大電路與信號源之間的直流通路，而斷放大電路與信號源之間的直流通路，而 C2 用來隔斷放大電路用來隔斷放大電路與負載之間的直流通路，使三者之間無直流聯(lián)系互不影響。另與負載之間的直流通路，使三者之間無直流聯(lián)系互不影響。另一方面又起到交流耦合的作用，其電容值應(yīng)足夠大，以保證在一方面又起

4、到交流耦合的作用，其電容值應(yīng)足夠大，以保證在一定的頻率范圍內(nèi)，耦合電容上的交流壓降小到可以忽略不計，一定的頻率范圍內(nèi)，耦合電容上的交流壓降小到可以忽略不計，即對交流信號可視為短路。即對交流信號可視為短路。返回返回第10章放大電路只講共射極電路10.2 共發(fā)射極放大電路的分析共發(fā)射極放大電路的分析10.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 放大電路沒有輸入信號時的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)。靜態(tài)分析放大電路沒有輸入信號時的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)。靜態(tài)分析是要確定放大電路的靜態(tài)值是要確定放大電路的靜態(tài)值( (直流值直流值) ) IB ， IC ， UBE 和和 UCE。返回返回1. 用放大電路的直流通路確定靜態(tài)值用放大電路的

5、直流通路確定靜態(tài)值 可用右圖所示的直流通路來計可用右圖所示的直流通路來計算靜態(tài)值算靜態(tài)值RCRB+UCCIB+ UBE IC+UCE TBCCBBECCBRURUUI BCII CCCCCEIRUU 硅管的硅管的 UBE 約為約為 0.6 V，比，比UCC 小得多，可以忽略不計。小得多，可以忽略不計。第10章放大電路只講共射極電路 例例 1 在在共發(fā)射極基本交流放大電路中，已知共發(fā)射極基本交流放大電路中，已知 UCC = 12V，RC = 4 k ，RB = 300 k ， ，試求，試求放大電路的靜態(tài)值。放大電路的靜態(tài)值。5 .37 解解 mA5 . 1mA04. 05 .37BC II A4

6、0A10300123BCCB RUIV6V)105 . 110412(33CCCCCE IRUU第10章放大電路只講共射極電路第第 2 章章 2.2OIB = 0 A20 A40 A60 A80 A123UCCRCN24681012UCCMQIC / mAUCE /VQ1Q22. 用圖解法理解靜態(tài)工作點用圖解法理解靜態(tài)工作點第10章放大電路只講共射極電路第第2章章 2.210.2.2 動態(tài)分析動態(tài)分析 放大電路有輸入信號時的工作狀態(tài)稱為動態(tài)，動態(tài)分析放大電路有輸入信號時的工作狀態(tài)稱為動態(tài)，動態(tài)分析是在靜態(tài)值確定后，分析信號的傳輸情況，確定放大電路的是在靜態(tài)值確定后，分析信號的傳輸情況，確定放大

7、電路的電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) Au ，輸入電阻，輸入電阻 ri 和輸入電阻和輸入電阻 roRCRB+UCCIB+ UBE IC+UCE TOIB UBE UCEIB Q IB UBE第10章放大電路只講共射極電路1. 微變等效電路法微變等效電路法 晶體管在小信號晶體管在小信號( (微變量微變量) )情況下工作時，可以在靜態(tài)工作情況下工作時，可以在靜態(tài)工作點附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的特性曲線，三點附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的特性曲線，三極管就可以等效為一個線性元件。這樣就可以將非線性元件晶極管就可以等效為一個線性元件。這樣就可以將非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為

8、一個線性電路。體管所組成的放大電路等效為一個線性電路。( (1) ) 晶體管的微變等效電路晶體管的微變等效電路OIB UBE UCEIB Q IB UBE 在晶體管的輸入特性曲線上，將工在晶體管的輸入特性曲線上，將工作點作點 Q 附近的工作段近似地看成直線，附近的工作段近似地看成直線，當當 UCE 為常數(shù)時，為常數(shù)時， UBE 與與 IB 之比之比CECEbbeBBEbeUUiuIUr 稱為晶體管的輸入電阻，在小信號的稱為晶體管的輸入電阻，在小信號的條件下，條件下，rbe是一常數(shù)，由它確定是一常數(shù)，由它確定 ube和和 ib 之間的關(guān)系。因此，晶體管的輸之間的關(guān)系。因此，晶體管的輸入電路可用入

9、電路可用 rbe 等效代替。等效代替。第10章放大電路只講共射極電路低頻小功率晶體管輸入電阻的常用下式估算低頻小功率晶體管輸入電阻的常用下式估算)mA()mV(26)1()(200EbeIr Rbe 是對交流而言的一個動態(tài)電阻。是對交流而言的一個動態(tài)電阻。QIC UCE IB ICICUCE 晶體管輸出特性曲線的線性工作區(qū)是一組近似等距離的晶體管輸出特性曲線的線性工作區(qū)是一組近似等距離的平行直線，當平行直線，當 UCE 為常數(shù)時，為常數(shù)時， IC 與與 IB 之比之比CECEbcBCUUiiII 即為晶體管的電流放大系即為晶體管的電流放大系數(shù)，在小信號的條件下，數(shù)，在小信號的條件下， 是一常數(shù)

10、，由它確定是一常數(shù)，由它確定 ic受受 ib 的控制關(guān)系。因此，的控制關(guān)系。因此，晶體管的輸出電路可用一晶體管的輸出電路可用一受控電流源受控電流源 ic = = ib 等效等效代替。代替。第10章放大電路只講共射極電路由以上分析可得出晶體管的微變等效電路由以上分析可得出晶體管的微變等效電路EBCrceicrbe ib ib+uce +ube CBE+ube +uce icibT第10章放大電路只講共射極電路( (2) ) 放大電路放大電路的微變等效電路的微變等效電路 先畫出下圖所示放大電路的交流通路，對交流分先畫出下圖所示放大電路的交流通路，對交流分量而言，電容可視作短路；一般直流電源的內(nèi)阻很

11、小，量而言，電容可視作短路；一般直流電源的內(nèi)阻很小，可忽略不計，對交流講直流電源也可以認為是短路的?？珊雎圆挥?，對交流講直流電源也可以認為是短路的。將交流通路中的三極管用其將交流通路中的三極管用其微變等效電路來代替，即微變等效電路來代替，即得到放大電路得到放大電路的微變等效電路。的微變等效電路。 第10章放大電路只講共射極電路C1RS+ui RCRB+UCCC2RL+es +uo +iBiCT固定偏置放大電路固定偏置放大電路+ube TRCiiibicRLRSRBEBC+ui +es +uo +uce 交流通路交流通路第10章放大電路只講共射極電路放大放大電路的電路的微變等效電路微變等效電路r

12、be EBCRCRLRBRSiiib+ui +es +uo ui = ubeuo = uceic ib當輸入的是當輸入的是正弦信號時，正弦信號時，各電壓和電各電壓和電流都可用相流都可用相量表示。量表示。( (3) ) 電壓放大倍數(shù)的計算電壓放大倍數(shù)的計算rbe EBCRCRLRBRSoUbIcIbIiI+ + SE+ LR iU第10章放大電路只講共射極電路bbeiIrU bLcLoIRIRU 由上圖可列出由上圖可列出故放大故放大電路的電路的電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)當放大當放大電路電路輸出端開路輸出端開路( (未接未接 RL ) )時時比接比接 RL 時高，可見時高，可見 RL 越小，電壓放大

13、倍數(shù)越低。越小，電壓放大倍數(shù)越低。beLiorRUUAu 式中式中LCL/ RRR beCrRAu 第10章放大電路只講共射極電路 例例 3 在在共發(fā)射極基本交流放大電路中，已知共發(fā)射極基本交流放大電路中，已知 UCC = 12 V，RC = 4 k ， RB = 300 k ， ，試求電壓放大，試求電壓放大倍數(shù)倍數(shù) Au。5 .37 解解 在例在例 1 中已求出中已求出ECmA1.5II k867. 0)mA(5 . 1)mV(26) 15 .37()(200ber5 .86867. 025 .37beL rRAu k2/LCLRRR第10章放大電路只講共射極電路( (4) ) 放大電路輸入

14、電阻的計算放大電路輸入電阻的計算IUr i如果放大電路的輸入電阻較?。喝绻糯箅娐返妮斎腚娮栎^?。旱谝唬瑢男盘栐慈∮幂^大的電流，從而增加信號源的負擔；第一，將從信號源取用較大的電流，從而增加信號源的負擔；第二，經(jīng)過內(nèi)阻第二，經(jīng)過內(nèi)阻 Rs 和和 ri 的分壓，使實際加到放大電路的輸入的分壓，使實際加到放大電路的輸入電壓電壓 Ui 減小，從而減小輸出電壓；減小，從而減小輸出電壓；第三，后級放大電路的輸入電阻，就是前級放大電路的負載第三，后級放大電路的輸入電阻，就是前級放大電路的負載電阻，從而將會降低前級放大電路電壓放大倍數(shù)。電阻，從而將會降低前級放大電路電壓放大倍數(shù)。 放大電路對信號源放大電路

15、對信號源( (或?qū)η凹壏糯箅娐坊驅(qū)η凹壏糯箅娐? )來說，是一個負來說，是一個負載，可用一個電阻來等效代替。這個電阻是信號源的負載電載，可用一個電阻來等效代替。這個電阻是信號源的負載電阻，也就是放大電路的輸入電阻阻，也就是放大電路的輸入電阻 ri ，即，即它是對交流信號而言的一個動態(tài)電阻。它是對交流信號而言的一個動態(tài)電阻。第10章放大電路只講共射極電路通常希望放大電路的輸入電阻越大越好。通常希望放大電路的輸入電阻越大越好。以共發(fā)射極基本放大電路為例，其輸入電阻為以共發(fā)射極基本放大電路為例，其輸入電阻為bebeBi/rrRr 共發(fā)射極基本放大電路的輸入電阻基本上等于晶體管的輸入電共發(fā)射極基本放大

16、電路的輸入電阻基本上等于晶體管的輸入電阻，是不高的。阻，是不高的。注意：注意： ri 與與 rbe 意義不同不能混淆。意義不同不能混淆。第10章放大電路只講共射極電路( (5) ) 放大電路輸出電阻的計算放大電路輸出電阻的計算 如果放大電路的輸出電阻較大如果放大電路的輸出電阻較大( (相當于信號源的內(nèi)阻較相當于信號源的內(nèi)阻較大大) )，當負載變化時，輸出電壓的變化較大，也就是放大電，當負載變化時，輸出電壓的變化較大，也就是放大電路帶負載的能力較差。因此，通常路帶負載的能力較差。因此，通常希望放大電路輸出級的輸希望放大電路輸出級的輸出電阻低一些。出電阻低一些。 放大電路對負載放大電路對負載( (

17、或?qū)蠹壏糯箅娐坊驅(qū)蠹壏糯箅娐? )來說，是一個信號來說，是一個信號源，其內(nèi)阻即為放大電路的輸出電阻源，其內(nèi)阻即為放大電路的輸出電阻 ro ，它也是一個動態(tài)電，它也是一個動態(tài)電阻。阻。第10章放大電路只講共射極電路 放大電路的輸出電阻可在信號源短路放大電路的輸出電阻可在信號源短路( )( )，和輸出，和輸出端開路的條件下求得。從基本放大電路的微變等效電路看，端開路的條件下求得。從基本放大電路的微變等效電路看，當當 ，電流源相當于開路，故，電流源相當于開路，故0i U000bcbi IIIU 時時，CoRr RC一般為幾千歐，因此，共發(fā)射極放大電路的輸出電阻較高。一般為幾千歐，因此，共發(fā)射極放

18、大電路的輸出電阻較高。第10章放大電路只講共射極電路第第 2 章章 2.3OuBE/VQ1QQ2604020OO6040200.580.60.62UBEttiB / A在輸入特性上作圖在輸入特性上作圖(ui )uBE/ViB / AIB(ib)(1)(1)交流信號交流信號傳輸情況傳輸情況：bbeiiuu) )( (即2. .圖解法圖解法第10章放大電路只講共射極電路OIB = 40 A2060803Q1. 5612N0MtOO2.250.752.251.50.75IC39369Q1tQ2iC / mAuCE/VuCE/ViC / mA(ic)UCEuo = uce) )( (ceocuui即第

19、10章放大電路只講共射極電路1)1)電壓和電流都含有直流分量和交流分量，即電壓和電流都含有直流分量和交流分量，即2)2)輸入信號電壓輸入信號電壓 ui 和輸出電壓和輸出電壓 uo 相位相反。相位相反。失真失真-是指輸出信號的是指輸出信號的波形不像輸入信號的波波形不像輸入信號的波形。形。引起失真最常見的原因引起失真最常見的原因1、靜態(tài)工作點太高、靜態(tài)工作點太高2、靜態(tài)工作點太低、靜態(tài)工作點太低3、信號太大。、信號太大。OQ15ibOttOuBE/ViB / AuBE/ViB / A 工作點偏低引起截止失真工作點偏低引起截止失真(ui )第10章放大電路只講共射極電路tO2.251.50.750.

20、25uo 波形波形iC / mA(iC)OIB = 5 A20608031. 5612OQ 2.250.75394000.25正半周正半周變平變平t截止截止失真失真uCE/VuCE/ViC / mAuo = uce第10章放大電路只講共射極電路O20 A40 A80 A123IB = 0QtOO 靜態(tài)工作點偏高引起飽和失真靜態(tài)工作點偏高引起飽和失真iC正半周被削平正半周被削平 IB = 60 A uo波形波形tuce負半周被削平負半周被削平飽和失真飽和失真第第 2 章章 2.3iC / mAuCE/VuCE/ViC / mAuo = uce第10章放大電路只講共射極電路10.3 靜態(tài)工作點的穩(wěn)

21、定靜態(tài)工作點的穩(wěn)定 放大電路不僅要有合適的靜態(tài)工作點，而且要保持靜態(tài)放大電路不僅要有合適的靜態(tài)工作點，而且要保持靜態(tài)工作點的穩(wěn)定。由于某種原因，例如溫度的變化，將使集電工作點的穩(wěn)定。由于某種原因，例如溫度的變化，將使集電極電流的靜態(tài)值極電流的靜態(tài)值 IC 發(fā)生變化，從而影響靜態(tài)工作點的穩(wěn)定。發(fā)生變化，從而影響靜態(tài)工作點的穩(wěn)定。上一節(jié)所討論的基本放大電路偏置電流上一節(jié)所討論的基本放大電路偏置電流BCCBBECCBRURUUI 當當 RB 一經(jīng)選一經(jīng)選定后，定后，IB 也就固定也就固定不變，這種稱為固不變，這種稱為固定偏置放大電路，定偏置放大電路，它不能穩(wěn)定靜態(tài)工它不能穩(wěn)定靜態(tài)工作點。為此，常采作

22、點。為此，常采用分壓式偏置放大用分壓式偏置放大電路。電路。+UCCRCC1C2TRLRE+CE+RB1RB2RS+ui +es +uo iBiC+uCE + uBE 分壓式偏置放大電路分壓式偏置放大電路第10章放大電路只講共射極電路+UCCRCTRERB1RB2IBIC+UCE + UBE I1I2IE直流通路直流通路由直流通路可列出由直流通路可列出B21III 若使若使B2II 則則B2B1CC21RRUII 基極電位基極電位CCB2B1B22B2BURRRIRV 可認為可認為VB 與晶體管的參數(shù)無關(guān)，不受溫度影響，而僅為與晶體管的參數(shù)無關(guān)，不受溫度影響，而僅為RB1和和RB2 的分壓電路所固定。的分壓電路所固定。EEBEBBEIRVVVU 若使若使BEBUV EBEBEBECRVRUVII 則則第10章放大電路只講共射極電路 因此，只要滿足因此，只要滿足 和和 兩個條件，兩個條件，VB 和和 IE 或或 IC 就與晶體管的參數(shù)幾乎無關(guān)，不受溫度變化的影響，使靜就與晶體管的參數(shù)幾乎無關(guān)，不受溫度變化的影響，使靜態(tài)工作點能得以基本穩(wěn)定。對硅管而言，在估算時一般可取態(tài)工作點能得以基本穩(wěn)定。對硅管而言，在估算時一般可取 I2 =( (5 10) ) IB 和和 VB = ( (5 10) )UBE 。B2II BEBU