第二节 单管共射放大电路

1、一、直流分析一、直流分析二、交流分析二、交流分析第二章半导体三极管及放大电路基础第二章半导体三极管及放大电路基础(1)图解法图解法输入直流负载线方程：输入直流负载线方程：uCE = VCC iC RCuBE = VBB iBRB输出直流负载线方程：输出直流负载线方程：输入回路图解输入回路图解QuBE/ViB/ A静态工作点静态工作点VCC(VCC-UBEQ)/RBUBEQIBQ0.730输出回路图解输出回路图解uCE/ViC/mAVCCVCC/RCOQ33UCEQICQOiB = 30 A+VCCRCRBVIBQICQUBEQ_+UCEQ+_6V1K176K硅管硅管=100=100一、直流分析

2、一、直流分析第二章半导体三极管及放大电路基础第二章半导体三极管及放大电路基础uBE/ViB/ AO0.7 V30QuiOt tuBE/VO tiBIBQ( (交流负载线交流负载线) )uCE/ViC/mA41O23iB=10 A20304050505Q6直流负载线直流负载线Q Q 6O tiCICQUCEQOt tuCE/VUcemibicuceL1R 2、交流分析、交流分析(动态分析动态分析)(1) 图解法图解法/LcoceRiuu/LC/LRRR ceCEQCEuUucCQCEiIiCQCEQCE/LC)(1IUuRiibRCRLRB+ uo +ui ViCiCE第二章半导体三极管及放大电

3、路基础第二章半导体三极管及放大电路基础当当 ui = 0 uBE = UBEQ iB = IBQ iC = ICQ uCE = UCEQ 当当 ui = Uim sin t ib = Ibmsin t ic = Icmsin t uce = Ucem sin t uo = uceiB = IBQ + Ibmsin tiC = ICQ + Icmsin tuCE = UCEQ Ucem sin t = UCEQ +Ucem sin (180 t)uBE/ViB/ A0.7 V30Quit tuBE/VtiBIBQ( (交流负载线交流负载线) )uCE/ViC/mA4123iB=10 A20304

4、050605Q6直流负载线直流负载线Q Q 6tiCICQUCEQ Qt tuCE/VUcemibicuceOOOOOOiouu 第二章半导体三极管及放大电路基础第二章半导体三极管及放大电路基础基本共发射极基本共发射极电路的波形：电路的波形：IBQuiOt iB OtuCEOtuoOt iC OtICQUCEQ+VCCRCC2RL+RB+ uo C1+ui V第二章半导体三极管及放大电路基础第二章半导体三极管及放大电路基础一、放大电路的基本组成一、放大电路的基本组成(一一) 单管共射放大电路单管共射放大电路VCC( (直流电源直流电源) )： 使发射结正偏，使发射结正偏，集电结反偏集电结反偏

5、向负载和各元件向负载和各元件提供功率提供功率C1、C2( (耦合电容耦合电容) )： 隔直流、通交流隔直流、通交流RB1 、RB2( (基极偏置电阻基极偏置电阻) )： 提供合适的基极电流提供合适的基极电流RC( (集电极负载电阻集电极负载电阻) )： 将将 IC UC ，使电流放大，使电流放大 电压放大电压放大+VCCRCC2RL+RB+ uo C1+ui +VBB V+VCCRCC2RL+RB+ uo C1+ui V注意：注意：电解电容的正极接电路的电解电容的正极接电路的高电位端，负极接低电位高电位端，负极接低电位端。端。 第二章半导体三极管及放大电路基础第二章半导体三极管及放大电路基础(

6、二二) 放大电路的组成原则放大电路的组成原则1. 应有为放大器提供能源的直流电源。电源的极性应有为放大器提供能源的直流电源。电源的极性应满足使管子工作于放大区的条件。应满足使管子工作于放大区的条件。 2. 让输入信号电压让输入信号电压ui在基极产生电流在基极产生电流ib以控制集电极以控制集电极电流电流ic，且在输入端应能最大限度地获取信号。，且在输入端应能最大限度地获取信号。 3. 在输出端应能方便地把放大的信号以尽可能小的在输出端应能方便地把放大的信号以尽可能小的损耗输送到负载。损耗输送到负载。 4. 为对信号进行不失真地放大，偏置电路应保证放为对信号进行不失真地放大，偏置电路应保证放大电路

7、静态工作点合适而稳定。大电路静态工作点合适而稳定。第二章半导体三极管及放大电路基础第二章半导体三极管及放大电路基础说明：说明：电量的符号表示规则电量的符号表示规则A AA大写大写表示电量与时间无关表示电量与时间无关( (直流、平均值、有效值直流、平均值、有效值) )；A小写小写表示电量随时间变化表示电量随时间变化( (瞬时值瞬时值) )。大写大写表示直流量或总电量表示直流量或总电量( (总最大值，总瞬时值总最大值，总瞬时值) )；小写小写表示交流分量。表示交流分量。总瞬时值总瞬时值直流量直流量交流瞬时值交流瞬时值beU交流有效值交流有效值直流量往往在下标中加注直流量往往在下标中加注 QA 主要

8、符号；主要符号； A 下标符号。下标符号。tuOBEuBEUbeubeUuBE = UBE + ube(三三) 静态工作点设置及放大原理静态工作点设置及放大原理如：如：IBQ、ICQ、UCEQ等等第二章半导体三极管及放大电路基础第二章半导体三极管及放大电路基础 当输入交流信号为零时，称放大电路处于当输入交流信号为零时，称放大电路处于静态静态。 +VCC为三极管提供发射结正偏压为三极管提供发射结正偏压UBE、基极电流、基极电流IB、集、集电极电流电极电流IC、集电极与发射极间电压、集电极与发射极间电压UCE等直流量，它们决定等直流量，它们决定了放大器的直流工作状态。这些量在输入输出特性曲线上表了

9、放大器的直流工作状态。这些量在输入输出特性曲线上表示成一个点，因而叫做示成一个点，因而叫做静态工作点静态工作点，用，用Q表示。即静态工作表示。即静态工作点表示为点表示为UBEQ、IBQ、 ICQ、UCEQ。 1.设置静态工作点的必要性设置静态工作点的必要性 为使放大器能对输入信号进行为使放大器能对输入信号进行不失真地放大不失真地放大，必须设，必须设置合适的静态工作点。置合适的静态工作点。 2.放大原理放大原理 由于三极管具有较强的电流放大作用，可使由于三极管具有较强的电流放大作用，可使iB（IBQ+ib）控制控制iC（ iB =ICQ+ic）作更大的变化。只要电路参数选择合作更大的变化。只要电

10、路参数选择合适，输出电压适，输出电压uo比输入电压比输入电压ui要大得多，从而实现电压放大要大得多，从而实现电压放大作用。作用。第二章半导体三极管及放大电路基础第二章半导体三极管及放大电路基础图解法图解法 用微变等效电路法分析计算电路动态参数用微变等效电路法分析计算电路动态参数，分分析放大电路的交流性能指标析放大电路的交流性能指标 。主要计算放大电路的。主要计算放大电路的Au、Ri、Ro等等 。二、放大电路的分析方法二、放大电路的分析方法放大电路分析放大电路分析静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法静态分析：静态分析：动态分析：动态分析： 主要是计

11、算放大电路的静态工作点，并判断放主要是计算放大电路的静态工作点，并判断放大器件是否工作在放大状态大器件是否工作在放大状态 。第二章半导体三极管及放大电路基础第二章半导体三极管及放大电路基础+VCCRCC2RL+RB+ uo C1+ui V(一一) 直流通路与交流通路直流通路与交流通路1.直流通路画法：直流通路画法：电容开路；电感短路；信号源保留内阻，且电容开路；电感短路；信号源保留内阻，且电压源视为短电压源视为短路，电流源应视为开路路，电流源应视为开路。共射放大电路共射放大电路直流通路直流通路交流通路交流通路2.交流通路画法：交流通路画法：电容视为短路；无内阻电容视为短路；无内阻电源视为短路电

12、源视为短路。+VCCRCC2RLRB+ uo C1+ui V+VCCRCC2RL+RB+ uo C1+ui V+VCCRCRBVRCRLRB+ uo +ui V第二章半导体三极管及放大电路基础第二章半导体三极管及放大电路基础放大电路的非线性失真问题放大电路的非线性失真问题因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。出了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。1. “Q”过低引起截止失真过低引起截止失真Q点点过低过低时，输出信号出现时，输出信号出现顶部顶部失真称为失真称为截止失真截止失

13、真。不发生截止失真的条件：不发生截止失真的条件：IBQ Ibm 。OQibOttOuBE/ViBuBE/ViBui uCEiCict OOiCOtuCEQuce交流负载线交流负载线第二章半导体三极管及放大电路基础第二章半导体三极管及放大电路基础2. “Q”过高引起饱和失真过高引起饱和失真ICS集电极临界集电极临界饱和电流饱和电流Q点点过高过高时，输出信号时，输出信号出现出现底部底部失真称为失真称为饱饱和失真和失真。uCEiCt OOiCO tuCEQV CC不接负载时，交、不接负载时，交、直流负载线重合，直流负载线重合，V CC= VCC合理设置静态工作点可合理设置静态工作点可以避免放大电路产

14、生非以避免放大电路产生非线性失真。线性失真。注意：注意：信号过大时，可能即信号过大时，可能即发生发生饱和失真饱和失真，又产生，又产生截止截止失真失真。消除的方法：。消除的方法：减小信减小信号幅度号幅度。第二章半导体三极管及放大电路基础第二章半导体三极管及放大电路基础选择工作点选择工作点Q的原则：的原则：当当 ui 较小时，为减少功耗和噪声，较小时，为减少功耗和噪声，“Q” 可设可设得低一些；得低一些；为提高电压放大倍数，为提高电压放大倍数，“Q”可以设得高一些；可以设得高一些；为获得最大输出，为获得最大输出，“Q” 可设在交流负载线中点。可设在交流负载线中点。特别提醒：特别提醒：无论无论Q点设

15、在何处，都要确保信号点设在何处，都要确保信号不失真。不失真。第二章半导体三极管及放大电路基础第二章半导体三极管及放大电路基础(2)微变等效微变等效电路法电路法( (小信号等效分析法小信号等效分析法) )1. 晶体三极管电路小信号等效电路分析法晶体三极管电路小信号等效电路分析法三极管电路三极管电路可当成双口可当成双口网络来分析网络来分析晶体三极管晶体三极管 H ( (Hybrid) )参数微变等效电路模型参数微变等效电路模型C CE bbebe uIUr从输入端口看进去，相当于电阻从输入端口看进去，相当于电阻 rbemAmV26)1(300EQBQbb IIUrT 从输出端口看进去为一个从输出端

16、口看进去为一个受受 ib 控制的电流源控制的电流源 ic = ib ， 电流放大系数电流放大系数+uce+ube ibicCBErbe Eibic ic+ube +uce BCrbb 三极管基区体电阻三极管基区体电阻第二章半导体三极管及放大电路基础第二章半导体三极管及放大电路基础( (2) ) 晶体三极管交流分析晶体三极管交流分析步骤：步骤： 分析直流电路，求出分析直流电路，求出“Q”，计算，计算 rbe。 画电路的交流通路画电路的交流通路 。 在交流通路上把三极管画成在交流通路上把三极管画成 H 参数模型。参数模型。 分析计算叠加在分析计算叠加在“Q”点上的各极交流量。点上的各极交流量。第二

17、章半导体三极管及放大电路基础第二章半导体三极管及放大电路基础【例例】 共射电路中，共射电路中， = 0，UBEQ=0.7V，求求： (1)静态工作点；静态工作点； (2)画出微变等效电路；画出微变等效电路； (3)计算计算Au、Ri、Ro。12 V3 k510 k3k 解解 令令 ui = 0，求静态电流，求静态电流 IBQ 求求“Q”，计算，计算 rbeBBEQCCBQRUVI EQbe 26)1(300Ir ICQ = IBQUCEQ = VCC-ICRC)K( 49. 177. 126)801(300 +VCCRCC2RL+RB+ uo C1+ui V22.22mA)( 0222. 05107 . 012 800.0222mA = 1.77 mA= 12 1.77 3 =6.69 (V)第二章半导体三极管及放大电路基础第二章半导体三极管及放大电路基础 交流