第10章放大电路只讲共射极电路

1、第10章放大电路只讲共射极电路第第1010章章 基本放大电路基本放大电路第10章放大电路只讲共射极电路第第 10 章章 基本基本放大电路放大电路10.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成10.2 共发射极放大电路的分析共发射极放大电路的分析10.3 静态工作点的稳定静态工作点的稳定第10章放大电路只讲共射极电路第第 10 章章 基本基本放大电路放大电路10.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成电路中各元件的作用如下：电路中各元件的作用如下：C1RS+ui RCRB+UCCC2RL+es +uo +iB+ uBE iC+uCE T晶体管晶体管 T 晶体管是放大元件，利用它

2、的电流放大作用，晶体管是放大元件，利用它的电流放大作用，在集电极电路获得放大了的电流在集电极电路获得放大了的电流 iC，该电流受输入信号的控制。，该电流受输入信号的控制。集电极电源电压集电极电源电压 UCC电源电压电源电压 UCC 除为输除为输出信号提供能量外，出信号提供能量外，它还保证集电结处于它还保证集电结处于反向偏置，以使晶体反向偏置，以使晶体管具有放大作用。管具有放大作用。第10章放大电路只讲共射极电路集集电极负载电阻电极负载电阻 RC集电极负载电阻简称集电极电阻，它集电极负载电阻简称集电极电阻，它主要是将电流的变化变换为电压的变化，以实现电压放大。主要是将电流的变化变换为电压的变化，

3、以实现电压放大。 偏置电阻偏置电阻 RB它的作用是提供大小适当的基极电流，以使它的作用是提供大小适当的基极电流，以使放大电路获得合适的工作点，并使发射结处于正向偏置。放大电路获得合适的工作点，并使发射结处于正向偏置。耦合电容耦合电容 C1 和和 C2它们一方面起到隔直作用，它们一方面起到隔直作用，C1 用来隔用来隔断放大电路与信号源之间的直流通路，而断放大电路与信号源之间的直流通路，而 C2 用来隔断放大电路用来隔断放大电路与负载之间的直流通路，使三者之间无直流联系互不影响。另与负载之间的直流通路，使三者之间无直流联系互不影响。另一方面又起到交流耦合的作用，其电容值应足够大，以保证在一方面又起

4、到交流耦合的作用，其电容值应足够大，以保证在一定的频率范围内，耦合电容上的交流压降小到可以忽略不计，一定的频率范围内，耦合电容上的交流压降小到可以忽略不计，即对交流信号可视为短路。即对交流信号可视为短路。返回返回第10章放大电路只讲共射极电路10.2 共发射极放大电路的分析共发射极放大电路的分析10.2.1 静态分析静态分析 放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。静态分析放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。静态分析是要确定放大电路的静态值是要确定放大电路的静态值( (直流值直流值) ) IB ， IC ， UBE 和和 UCE。返回返回1. 用放大电路的直流通路确定静态值用放大电路的

5、直流通路确定静态值 可用右图所示的直流通路来计可用右图所示的直流通路来计算静态值算静态值RCRB+UCCIB+ UBE IC+UCE TBCCBBECCBRURUUI BCII CCCCCEIRUU 硅管的硅管的 UBE 约为约为 0.6 V，比，比UCC 小得多，可以忽略不计。小得多，可以忽略不计。第10章放大电路只讲共射极电路 例例 1 在在共发射极基本交流放大电路中，已知共发射极基本交流放大电路中，已知 UCC = 12V，RC = 4 k ，RB = 300 k ， ，试求，试求放大电路的静态值。放大电路的静态值。5 .37 解解 mA5 . 1mA04. 05 .37BC II A4

6、0A10300123BCCB RUIV6V)105 . 110412(33CCCCCE IRUU第10章放大电路只讲共射极电路第第 2 章章 2.2OIB = 0 A20 A40 A60 A80 A123UCCRCN24681012UCCMQIC / mAUCE /VQ1Q22. 用图解法理解静态工作点用图解法理解静态工作点第10章放大电路只讲共射极电路第第2章章 2.210.2.2 动态分析动态分析 放大电路有输入信号时的工作状态称为动态，动态分析放大电路有输入信号时的工作状态称为动态，动态分析是在静态值确定后，分析信号的传输情况，确定放大电路的是在静态值确定后，分析信号的传输情况，确定放大

7、电路的电压放大倍数电压放大倍数 Au ，输入电阻，输入电阻 ri 和输入电阻和输入电阻 roRCRB+UCCIB+ UBE IC+UCE TOIB UBE UCEIB Q IB UBE第10章放大电路只讲共射极电路1. 微变等效电路法微变等效电路法 晶体管在小信号晶体管在小信号( (微变量微变量) )情况下工作时，可以在静态工作情况下工作时，可以在静态工作点附近的小范围内用直线段近似地代替三极管的特性曲线，三点附近的小范围内用直线段近似地代替三极管的特性曲线，三极管就可以等效为一个线性元件。这样就可以将非线性元件晶极管就可以等效为一个线性元件。这样就可以将非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为

8、一个线性电路。体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。( (1) ) 晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路OIB UBE UCEIB Q IB UBE 在晶体管的输入特性曲线上，将工在晶体管的输入特性曲线上，将工作点作点 Q 附近的工作段近似地看成直线，附近的工作段近似地看成直线，当当 UCE 为常数时，为常数时， UBE 与与 IB 之比之比CECEbbeBBEbeUUiuIUr 称为晶体管的输入电阻，在小信号的称为晶体管的输入电阻，在小信号的条件下，条件下，rbe是一常数，由它确定是一常数，由它确定 ube和和 ib 之间的关系。因此，晶体管的输之间的关系。因此，晶体管的输入电路可用入

9、电路可用 rbe 等效代替。等效代替。第10章放大电路只讲共射极电路低频小功率晶体管输入电阻的常用下式估算低频小功率晶体管输入电阻的常用下式估算)mA()mV(26)1()(200EbeIr Rbe 是对交流而言的一个动态电阻。是对交流而言的一个动态电阻。QIC UCE IB ICICUCE 晶体管输出特性曲线的线性工作区是一组近似等距离的晶体管输出特性曲线的线性工作区是一组近似等距离的平行直线，当平行直线，当 UCE 为常数时，为常数时， IC 与与 IB 之比之比CECEbcBCUUiiII 即为晶体管的电流放大系即为晶体管的电流放大系数，在小信号的条件下，数，在小信号的条件下， 是一常数

10、，由它确定是一常数，由它确定 ic受受 ib 的控制关系。因此，的控制关系。因此，晶体管的输出电路可用一晶体管的输出电路可用一受控电流源受控电流源 ic = = ib 等效等效代替。代替。第10章放大电路只讲共射极电路由以上分析可得出晶体管的微变等效电路由以上分析可得出晶体管的微变等效电路EBCrceicrbe ib ib+uce +ube CBE+ube +uce icibT第10章放大电路只讲共射极电路( (2) ) 放大电路放大电路的微变等效电路的微变等效电路 先画出下图所示放大电路的交流通路，对交流分先画出下图所示放大电路的交流通路，对交流分量而言，电容可视作短路；一般直流电源的内阻很

11、小，量而言，电容可视作短路；一般直流电源的内阻很小，可忽略不计，对交流讲直流电源也可以认为是短路的。可忽略不计，对交流讲直流电源也可以认为是短路的。将交流通路中的三极管用其将交流通路中的三极管用其微变等效电路来代替，即微变等效电路来代替，即得到放大电路得到放大电路的微变等效电路。的微变等效电路。 第10章放大电路只讲共射极电路C1RS+ui RCRB+UCCC2RL+es +uo +iBiCT固定偏置放大电路固定偏置放大电路+ube TRCiiibicRLRSRBEBC+ui +es +uo +uce 交流通路交流通路第10章放大电路只讲共射极电路放大放大电路的电路的微变等效电路微变等效电路r

12、be EBCRCRLRBRSiiib+ui +es +uo ui = ubeuo = uceic ib当输入的是当输入的是正弦信号时，正弦信号时，各电压和电各电压和电流都可用相流都可用相量表示。量表示。( (3) ) 电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算rbe EBCRCRLRBRSoUbIcIbIiI+ + SE+ LR iU第10章放大电路只讲共射极电路bbeiIrU bLcLoIRIRU 由上图可列出由上图可列出故放大故放大电路的电路的电压放大倍数电压放大倍数当放大当放大电路电路输出端开路输出端开路( (未接未接 RL ) )时时比接比接 RL 时高，可见时高，可见 RL 越小，电压放大

13、倍数越低。越小，电压放大倍数越低。beLiorRUUAu 式中式中LCL/ RRR beCrRAu 第10章放大电路只讲共射极电路 例例 3 在在共发射极基本交流放大电路中，已知共发射极基本交流放大电路中，已知 UCC = 12 V，RC = 4 k ， RB = 300 k ， ，试求电压放大，试求电压放大倍数倍数 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章放大电路只讲共射极电路( (4) ) 放大电路输入

14、电阻的计算放大电路输入电阻的计算IUr i如果放大电路的输入电阻较小：如果放大电路的输入电阻较小：第一，将从信号源取用较大的电流，从而增加信号源的负担；第一，将从信号源取用较大的电流，从而增加信号源的负担；第二，经过内阻第二，经过内阻 Rs 和和 ri 的分压，使实际加到放大电路的输入的分压，使实际加到放大电路的输入电压电压 Ui 减小，从而减小输出电压；减小，从而减小输出电压；第三，后级放大电路的输入电阻，就是前级放大电路的负载第三，后级放大电路的输入电阻，就是前级放大电路的负载电阻，从而将会降低前级放大电路电压放大倍数。电阻，从而将会降低前级放大电路电压放大倍数。 放大电路对信号源放大电路

15、对信号源( (或对前级放大电路或对前级放大电路) )来说，是一个负来说，是一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻，也就是放大电路的输入电阻阻，也就是放大电路的输入电阻 ri ，即，即它是对交流信号而言的一个动态电阻。它是对交流信号而言的一个动态电阻。第10章放大电路只讲共射极电路通常希望放大电路的输入电阻越大越好。通常希望放大电路的输入电阻越大越好。以共发射极基本放大电路为例，其输入电阻为以共发射极基本放大电路为例，其输入电阻为bebeBi/rrRr 共发射极基本放大电路的输入电阻基本上等于晶体管的输入电共发射极基本放大

16、电路的输入电阻基本上等于晶体管的输入电阻，是不高的。阻，是不高的。注意：注意： ri 与与 rbe 意义不同不能混淆。意义不同不能混淆。第10章放大电路只讲共射极电路( (5) ) 放大电路输出电阻的计算放大电路输出电阻的计算 如果放大电路的输出电阻较大如果放大电路的输出电阻较大( (相当于信号源的内阻较相当于信号源的内阻较大大) )，当负载变化时，输出电压的变化较大，也就是放大电，当负载变化时，输出电压的变化较大，也就是放大电路带负载的能力较差。因此，通常路带负载的能力较差。因此，通常希望放大电路输出级的输希望放大电路输出级的输出电阻低一些。出电阻低一些。 放大电路对负载放大电路对负载( (

17、或对后级放大电路或对后级放大电路) )来说，是一个信号来说，是一个信号源，其内阻即为放大电路的输出电阻源，其内阻即为放大电路的输出电阻 ro ，它也是一个动态电，它也是一个动态电阻。阻。第10章放大电路只讲共射极电路 放大电路的输出电阻可在信号源短路放大电路的输出电阻可在信号源短路( )( )，和输出，和输出端开路的条件下求得。从基本放大电路的微变等效电路看，端开路的条件下求得。从基本放大电路的微变等效电路看，当当 ，电流源相当于开路，故，电流源相当于开路，故0i U000bcbi IIIU 时时，CoRr RC一般为几千欧，因此，共发射极放大电路的输出电阻较高。一般为几千欧，因此，共发射极放

18、大电路的输出电阻较高。第10章放大电路只讲共射极电路第第 2 章章 2.3OuBE/VQ1QQ2604020OO6040200.580.60.62UBEttiB / A在输入特性上作图在输入特性上作图(ui )uBE/ViB / AIB(ib)(1)(1)交流信号交流信号传输情况传输情况：bbeiiuu) )( (即2. .图解法图解法第10章放大电路只讲共射极电路OIB = 40 A2060803Q1. 5612N0MtOO2.250.752.251.50.75IC39369Q1tQ2iC / mAuCE/VuCE/ViC / mA(ic)UCEuo = uce) )( (ceocuui即第

19、10章放大电路只讲共射极电路1)1)电压和电流都含有直流分量和交流分量，即电压和电流都含有直流分量和交流分量，即2)2)输入信号电压输入信号电压 ui 和输出电压和输出电压 uo 相位相反。相位相反。失真失真-是指输出信号的是指输出信号的波形不像输入信号的波波形不像输入信号的波形。形。引起失真最常见的原因引起失真最常见的原因1、静态工作点太高、静态工作点太高2、静态工作点太低、静态工作点太低3、信号太大。、信号太大。OQ15ibOttOuBE/ViB / AuBE/ViB / A 工作点偏低引起截止失真工作点偏低引起截止失真(ui )第10章放大电路只讲共射极电路tO2.251.50.750.

20、25uo 波形波形iC / mA(iC)OIB = 5 A20608031. 5612OQ 2.250.75394000.25正半周正半周变平变平t截止截止失真失真uCE/VuCE/ViC / mAuo = uce第10章放大电路只讲共射极电路O20 A40 A80 A123IB = 0QtOO 静态工作点偏高引起饱和失真静态工作点偏高引起饱和失真iC正半周被削平正半周被削平 IB = 60 A uo波形波形tuce负半周被削平负半周被削平饱和失真饱和失真第第 2 章章 2.3iC / mAuCE/VuCE/ViC / mAuo = uce第10章放大电路只讲共射极电路10.3 静态工作点的稳

21、定静态工作点的稳定 放大电路不仅要有合适的静态工作点，而且要保持静态放大电路不仅要有合适的静态工作点，而且要保持静态工作点的稳定。由于某种原因，例如温度的变化，将使集电工作点的稳定。由于某种原因，例如温度的变化，将使集电极电流的静态值极电流的静态值 IC 发生变化，从而影响静态工作点的稳定。发生变化，从而影响静态工作点的稳定。上一节所讨论的基本放大电路偏置电流上一节所讨论的基本放大电路偏置电流BCCBBECCBRURUUI 当当 RB 一经选一经选定后，定后，IB 也就固定也就固定不变，这种称为固不变，这种称为固定偏置放大电路，定偏置放大电路，它不能稳定静态工它不能稳定静态工作点。为此，常采作

22、点。为此，常采用分压式偏置放大用分压式偏置放大电路。电路。+UCCRCC1C2TRLRE+CE+RB1RB2RS+ui +es +uo iBiC+uCE + uBE 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路第10章放大电路只讲共射极电路+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 则则B2B1CC21RRUII 基极电位基极电位CCB2B1B22B2BURRRIRV 可认为可认为VB 与晶体管的参数无关，不受温度影响，而仅为与晶体管的参数无关，不受温度影响，而仅为RB1和和RB2 的分压电路所固定。的分压电路所固定。EEBEBBEIRVVVU 若使若使BEBUV EBEBEBECRVRUVII 则则第10章放大电路只讲共射极电路 因此，只要满足因此，只要满足 和和 两个条件，两个条件，VB 和和 IE 或或 IC 就与晶体管的参数几乎无关，不受温度变化的影响，使静就与晶体管的参数几乎无关，不受温度变化的影响，使静态工作点能得以基本稳定。对硅管而言，在估算时一般可取态工作点能得以基本稳定。对硅管而言，在估算时一般可取 I2 =( (5 10) ) IB 和和 VB = ( (5 10) )UBE 。B2II BEBU