汽車電工電子技術(shù)課件 任務(wù)1基本共射放大電路

7.1基本共射放大電路演講人7.1.1電路的組成及各元件的作用1.基本共射放大電路的組成三極管具有電流放大作用，但只有當三極管與相關(guān)元件組成不同的放大電路才能實現(xiàn)這一功能。放大電路可以使微弱的電壓或電流信號在幅度上得到放大，輸出信號的能量得到了加強，負載上獲得足夠大的功率。例如導游、教師經(jīng)常使用的擴音器就是先將不大的聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栠M行放大，然后再將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇粜盘枴Ｋ^基本共射放大電路是指以三極管為核心，電路的輸入回路與輸出回路以三極管的發(fā)射極為公共端，并將這個公共端“接地”?；竟采浞糯箅娐啡鐖D7.1所示。圖7.1基本共射放大電路7.1.1電路的組成及各元件的作用2.電路中各元件的作用在上圖中，VT采用NPN型三極管，圖中三極管各電極的電壓、電流若是直流，用大寫字母表示，如直流電源

；若是交流信號，用小寫字母表示，如輸入信號

；當放大電路輸入交流信號時，三極管各極電壓、電流既有直流的成分，又有交流的成分，用小寫字母代表電量性質(zhì)，而下標采用大寫字母，如基極電流

。電路中各元件的作用如下。（1）三極管VT。是一個控制能量的元件，起電流放大作用，是整個放大電路的核心。（2）直流電源

。為整個放大電路提供能量，同時保證三極管的發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏，使其工作在放大狀態(tài)，

的大小一般為幾到幾十伏。7.1.1電路的組成及各元件的作用（3）基極偏置電阻

。為三極管提供合適的基極電流，大小一般為幾十

到幾千

。（4）集電極負載電阻

。將電流的變化轉(zhuǎn)變?yōu)榧姌O電壓的變化，并傳送到電路的輸出端，大小一般為1

到10

。（5）耦合電容

。作用是隔直流通交流，大小一般取

。對直流信號，電容可看成開路，使電路的靜態(tài)工作點不受輸入端的信號源和輸出端負載的影響；對交流信號，電容呈現(xiàn)的容抗很小，可近似看成短路，以便更有效地傳遞交流信號。電路中

是整個放大電路的交流輸入信號，

是負載，

是整個放大電路的輸出信號。7.1.2放大電路的靜態(tài)分析1.靜態(tài)及直流通路當放大電路的輸入端不加交流輸入信號，但電路中存在直流電源，此時電路中三極管的各極電流和電壓都是直流量，將電路的這種工作狀態(tài)稱為放大電路的靜態(tài)。靜態(tài)時三級管b-e間的結(jié)電壓、基極電流、發(fā)射級電流及c-e間的管壓降稱為靜態(tài)工作點Q，因這些電壓、電流值在三極管的輸出特性曲線上會唯一地對應(yīng)一個點，將這個點稱為靜態(tài)工作點Q。對于NPN型的硅管來說，b-e間的結(jié)電壓約0.7V，鍺管約為0.2V，則靜態(tài)分析實際就是求出放大電路靜態(tài)時的

的值，也稱為求靜態(tài)工作點。7.1.2放大電路的靜態(tài)分析要分析一個給定放大電路的靜態(tài)工作點可以采用圖解法和估算法。圖解法就是利用三極管的特性曲線，用作圖的方法分析放大電路的電壓、電流之間關(guān)系的一種分析方法。這種方法作圖過程比較繁瑣，求解結(jié)果也不夠準確，此處不再贅述。估算法可通過畫直流通路來求解，當放大電路處于靜態(tài)時，兩個耦合電容應(yīng)視為開路，此時放大電路圖7.1可以等效畫成圖7.2，這就是放大電路的直流通路。圖7.2直流通路7.1.2放大電路的靜態(tài)分析2.估算法求靜態(tài)工作點就是分析放大電路的靜態(tài)工作點Q設(shè)置是否合適。在圖7.2的直流通路中，由歐姆定律和基爾霍夫電壓定律可求出靜態(tài)基極電流為：

因

（硅管）比

小得多，經(jīng)常將其忽略不計，則在該電路中三極管處于放大狀態(tài)，則由歐姆定律和基爾霍夫電壓定律可求出c-e間的管壓降為:

7.1.3放大電路的動態(tài)分析1.放大電路的性能指標當放大電路的輸入端加上交流信號后，電路中的參數(shù)相當于在原有靜態(tài)的基礎(chǔ)上疊加了交流分量，此時電路的工作狀態(tài)稱為動態(tài)。當放大電路處于動態(tài)時，直流電源應(yīng)視為短路，兩個耦合電容應(yīng)視為短路，此時放大電路圖7.1可以等效畫成圖7.3，這就是放大電路的交流通路。放大電路的動態(tài)分析主要是求放大電路的性能指標，放大電路的主要性能指標如下。圖7.3交流通路7.1.3放大電路的動態(tài)分析（1）電壓放大倍數(shù)Au將三級管的輸入回路等效為一個電阻稱為結(jié)電阻，一般用公式估算，即則放大電路的電壓放大倍數(shù)為其中，

上式中負號說明輸出電壓與輸入電壓反相。（2）輸入電阻Ri如圖7.3所示，放大電路的輸入信號是信號源提供的，對于信號源來說，放大電路可以看成是一個負載，即從輸入端向放大電路內(nèi)看進去的等效電阻就是輸入電阻，用Ri表示。輸入電阻是表明放大電路從信號源獲取電流大小的參數(shù)，Ri大，獲取的電流越大，因此一般希望放大電路的輸入電阻越大越好。7.1.3放大電路的動態(tài)分析（3）輸出電阻Ro如圖7.3所示，對于負載來說放大電路可以看成是一個信號源，其內(nèi)阻即為放大電路的輸出電阻，即當負載RL開路時，從輸出端向放大電路內(nèi)看進去的等效電阻就是輸出電阻，用Ro表示，可求得：

輸出電阻是表明放大電路帶負載的能力，Ro若大，則放大電路帶負載的能力就差，因此一般希望放大電路的輸出電阻越小越好。對于共發(fā)射極放大電路來說，Rc一般為幾千歐姆，所以共射放大電路的帶負載能力較差。7.1.3放大電路的動態(tài)分析2.非線性失真放大電路的輸入信號為正弦波電壓，經(jīng)過放大后輸出信號應(yīng)是與輸入信號成比例放大的正弦波電壓，所謂失真是指輸出信號的波形與輸入信號的波形不一致的現(xiàn)象。對于放大電路來說，靜態(tài)工作點Q必須設(shè)置合適，因為Q點不僅影響放大電路的幾乎所有的動態(tài)參數(shù)，而且由于靜態(tài)工作點設(shè)置不合適引起放大電路的失真通常稱為非線性失真。非線性失真包括飽和失真和截止失真。7.1.3放大電路的動態(tài)分析（1）飽和失真。由于放大電路的工作點Q1設(shè)置的太高，如圖7.4所示，此時三極管工作在飽和狀態(tài)，輸出波形產(chǎn)生了嚴重的失真，這種失真稱為飽和失真。對于NPN型管，輸出電壓的波形表現(xiàn)為底部失真。圖中的交流負載線是放大電路加了交流輸入信號后Q點的運動軌跡，它與直流負載線相交于Q點（圖解法）。圖7.4飽和失真7.1.3放大電路的動態(tài)分析（2）截止失真。由于放大電路的工作點Q2設(shè)置的太低，如圖7.5所示，此時三極管工作在截止狀態(tài)，輸出波形產(chǎn)生了嚴重的失真，這種失真稱為截止失真。對于NPN型管，輸出電壓的波形表現(xiàn)為頂部失真。當放大電路選用的三極管是PNP型管時，