共射极放大电路

1、教学内容教学内容：共发射极基本放大电路中的共发射极基本放大电路中的“图解分析法图解分析法” ” （分析静态工作点、电压放大倍数。）（分析静态工作点、电压放大倍数。）教学对象及分析教学对象及分析 1 1、基础知识：学生已基本掌握了共发射、基础知识：学生已基本掌握了共发射极放大电路组成及工作原理。极放大电路组成及工作原理。2 2、分析与理解能力：由于放大电路的工、分析与理解能力：由于放大电路的工作原理比较抽象，本次课堂将结合共发射极放大电作原理比较抽象，本次课堂将结合共发射极放大电路演示测试方式调动同学们的主动性和积极性路演示测试方式调动同学们的主动性和积极性。共射极基本放大电路分析 教学目的 1

2、 1、了解、掌握放大电路的分析方法：图解分析法；、了解、掌握放大电路的分析方法：图解分析法； 2 2、培养分析问题的能力。、培养分析问题的能力。 教学方法：演示法、启发法、讲练结合法演示法、启发法、讲练结合法教学重点 1 1、从图中求出共射极放大电路的静、从图中求出共射极放大电路的静态工作点；态工作点； 2 2、从图中求出放大器的电压放大倍、从图中求出放大器的电压放大倍数。数。 教学难点： 图解法求图解法求静态工作点。静态工作点。温故知新导入新课1 1、复习旧知识、复习旧知识 （1 1）简述共发射极放大电路的工作原理）简述共发射极放大电路的工作原理 （2 2）基本放大电路的工作状态分：静态和动

3、态。）基本放大电路的工作状态分：静态和动态。 （3 3）设置静态工作点的目的是什么？）设置静态工作点的目的是什么？2 2、启发、提出问题、启发、提出问题 （1 1）放大电路设置静态工作点的目的是为了避免产生非线）放大电路设置静态工作点的目的是为了避免产生非线性失真，那么如何设置静态工作点才能避免非线性失真呢？性失真，那么如何设置静态工作点才能避免非线性失真呢？ （2 2）放大器的主要功能是放大信号，那怎样计算放大器的）放大器的主要功能是放大信号，那怎样计算放大器的放大能力呢？放大能力呢？ 共射极放大电路共射极放大电路一一. . 用图解分析法确定静态工作点用图解分析法确定静态工作点 首先，画出直

4、流通路首先，画出直流通路直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-教学内容及过程请同学们根据视频中的实验实物图，画出共射极基本放大请同学们根据视频中的实验实物图，画出共射极基本放大电路的电路图电路的电路图 列输出回路方程（直流负载线）：列输出回路方程（直流负载线）：VCE=VCCICRc 列输入回路方程：列输入回路方程：VBE =VCCIBRb直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+- 对于一个给定的放大电路来说，该方程为一线性方程对于一个给定的放大电路来说，该方程为一线性方程式，可以在式，可以在UCEIC坐标系中画出这条直线，即直流负载坐标系中画出这条直线，即直流负载 线，斜率为线，斜率

5、为-1/RC。斜率斜率 -1RcQICQIBQRcVCCVCCvCEiC图解分析放大器的静态工作点的步骤可图解分析放大器的静态工作点的步骤可归纳为：归纳为： 1 1）求）求I IBQBQ。 2 2）列出关于）列出关于I IC C与与U UCECE的线性方程式，的线性方程式，画直流负载线。画直流负载线。 3 3）确定静态工作点。直流负载线与）确定静态工作点。直流负载线与I IBQBQ所在输出特性曲线的交点即为静态所在输出特性曲线的交点即为静态工作点工作点Q Q。 例例2-4 2-4 在共射极基本放大电路中，己知在共射极基本放大电路中，己知U UCCCC=12V,=12V,R RB B=40k =

6、40k ，R RC C=3k=3k，三极管的输出特性曲线试利用图解法求电路静态工作点。，三极管的输出特性曲线试利用图解法求电路静态工作点。解：求静态基极电流解：求静态基极电流 IBQ=UCC/RB=12/(40103)=0.3mA=30A 在输出特性曲线簇中找到在输出特性曲线簇中找到IBQ=30A对应的曲线。对应的曲线。 列出关于列出关于IC与与UCE的线性方程式的线性方程式UCE=UCC-ICRC=12-3IC。 画出直流负载线画出直流负载线MN。 确定静态工作点确定静态工作点Q 直流负载线直流负载线MN与与IBQ所在的输出特性曲所在的输出特性曲线的交点线的交点Q即为静态工作点即为静态工作点

7、 IBQ=30A, ICQ2mA，UCEQ 6V。（2）静态工作点的调整）静态工作点的调整 由以上分析可知静态工作点的位置与由以上分析可知静态工作点的位置与UCC、RB、RC大小有关，这三个大小有关，这三个参数中任一个改变，静态工作点都将会发生相应的变化。参数中任一个改变，静态工作点都将会发生相应的变化。RC、 UCC不变，改变不变，改变RBRB、UCC不变不变 , 改变改变RC 在实际应用中，一般在实际应用中，一般RC和和UCC一定情况下，调整一定情况下，调整静态工作是通过改变静态工作是通过改变RB的阻值来实现的。的阻值来实现的。RB、RC不变不变 , 改变改变UCC 由交流通路可知由交流通

8、路可知U UCECE=-=-I IC CR RL L ，这是一个线性方程，直线的斜，这是一个线性方程，直线的斜率为率为-1/RL -1/RL ，该真线叫交流负载线。，该真线叫交流负载线。 静态工作点静态工作点Q Q是指无信号为零时的动态工作点，也可以理是指无信号为零时的动态工作点，也可以理解为输入信号为零时的动态工作点，所以放大器的交流负载线解为输入信号为零时的动态工作点，所以放大器的交流负载线经过静态工作点。经过静态工作点。（3）图解分析放大器的动态工作情况）图解分析放大器的动态工作情况交流负载线的作法：交流负载线的作法：1）做交流负载线的辅）做交流负载线的辅助线。辅助线与横轴助线。辅助线与

9、横轴的交点坐标为的交点坐标为N（UCC，0），与纵轴的交点坐），与纵轴的交点坐标为标为L（0，UCC/RL ）。）。2）过）过Q点做辅助线的点做辅助线的平行线，即为交流负平行线，即为交流负载线，如图载线，如图221所示。所示。 2. 动态工作情况的图解分析动态工作情况的图解分析由交流通路得纯交流负载线：由交流通路得纯交流负载线： 共射极放大电路共射极放大电路交流通路交流通路icvce+-uo= -ic (Rc /RL)又又 uo= UCC - UCEQ ic= iC - ICQ 1） 交流通路及交流负载线交流通路及交流负载线UCC - UCEQ= -(iC - ICQ ) R L iC = (

10、-1/R L) vCE + (1/R L) UCEQ+ ICQ斜率斜率 -1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC斜率斜率 -1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC斜率斜率 -1Rc斜率斜率1Rc/ RLQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC 过输出特性曲线上过输出特性曲线上的的Q点做一条斜率为点做一条斜率为- -1/R L 直线，该直线即为直线，该直线即为交流负载线交流负载线。 令令 RL= RLRc， 交流负载电阻。交流负载电阻。 交流负载线是有交流负载线是有交流输入信号时工作交流输入信号时工作点的运动轨迹。点的运动轨迹。 共射极放大电路共射极放大电

11、路对于对于直流负载线直流负载线，无论输出端接否，无论输出端接否RL，对于对于交流负载线交流负载线，输出端接有输出端接有RL ，交流负载线斜率为，交流负载线斜率为 -1(Rc RL)，且经过，且经过Q点；点；输出端没接输出端没接RL ，交流负载线斜率为，交流负载线斜率为 -1Rc ，为直流负载线。，为直流负载线。 VCE=VCCICRc ，斜率为，斜率为 -1/RCQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uA204060QICQVCEQvCE/ViC/m

12、AvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线QQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线20uA40uA60uA设输入设输入 vi = 0.02 sin t (V) 的交流小信号的交流小信号(1)根据根据 vi 在输入特性曲线上求在输入特性曲线上求 iB(2)根据根据 iB 在输出特性曲线上求在输出特性曲线上求 iC和和vCEQIBQVBE

13、QvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uA204060QICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线QQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线20uA40uA60uA设输入设输

14、入 vi = 0.02 sin t (V) 的交流小信号的交流小信号(1)根据根据 vi 在输入特性曲线上求在输入特性曲线上求 iB(2)根据根据 iB 在输出特性曲线上求在输出特性曲线上求 iC和和vCE vi+ vBE iB iC vCE vo- 因此因此 vo与与vi相位相反；相位相反；vivo倒相放大器倒相放大器斜率斜率 -1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC 共射极放大电路共射极放大电路（1）增大）增大Rc时，负载线将如时，负载线将如何变化？何变化？Q点怎样变化？点怎样变化？（2）增大）增大Rb时，负载线将如时，负载线将如何变化？何变化？Q点怎样变化？点怎样变化？（

15、3）减小）减小VCC时，负载线将时，负载线将如何变化？如何变化？Q点怎样变化？点怎样变化？（4）减小）减小RL时，负载线将如时，负载线将如何变化？何变化？Q点怎样变化？点怎样变化？3、图解法分析电路参数的变化对、图解法分析电路参数的变化对 Q点的影响点的影响4. Q点的确定对输出波形非线性失真的影响点的确定对输出波形非线性失真的影响当放大电路当放大电路 Q点选择不当（过高或过低），点选择不当（过高或过低）， 输入信号幅值过大，输入信号幅值过大，斜率斜率 -1RcQICQIBQRcVCCVCCvCEiCQQ使工作点沿交流负载线进入饱和区或使工作点沿交流负载线进入饱和区或截止区，产生波形失真截止区

16、，产生波形失真。 饱和失真、截止失真饱和失真、截止失真Q点应取在交流负载线线性段的中央。点应取在交流负载线线性段的中央。Q点过高点过高如如Q 易饱和失真。易饱和失真。Q点过低点过低如如Q 易截止失真。易截止失真。非线性失真非线性失真：为了消除截止失真，为了消除截止失真，可可增大增大VCC 或或 减小减小Rb来来增大增大 IB 放大电路的工作点达到了三极管的截止区。放大电路的工作点达到了三极管的截止区。 ic表现为底部失真。表现为底部失真。对于对于NPN管，管，vo表现为顶部失真。表现为顶部失真。 共射极放大电路共射极放大电路截止失真截止失真iB 峰值峰值为了消除饱和失真，可为了消除饱和失真，可增大增大Rb来来减小减小 IB减小减小Rc来增大负载线斜率，进而增大来增大负载线斜率，进而增大UCE、 ICS 选选 较低的管子较低的管子 IBQ值一定时，值一定时， ICQ较低较低 共射极放大电路共射极放大电路放大电路的工作点达到了三极管的饱和区放大电路的工作点达到了三极管的饱和区ic表现为顶部失真表现为顶部失真,对于对于NPN管，管，vo表现为底部失真。表现为底部失真。 注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与NPN管正好相反。： vo依旧与依旧与vi反相反相 对于对于PNP管，管，iC的变化与的变化与vCE的变化同相的变化同相 因此，饱和失真时，因此，