模电课件第五讲

1、4.2 共射极放大电路 基本放大电路组成 简单工作原理 放大电路的静态和动态 直流通路和交流通路 放大的概念1、放大的概念 放大一般是指把微弱的电信号增强到所要求的数值； 基本放大电路一般是指由一个三极管组成的三种基本组态放大电路，利用三极管的电流控制作用把微弱的电信号（电压或电流）在幅度上得到放大，使输出信号的能量得到加强。 在放大电路中，输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。2、共射极放大电路的组成voviVCC三 极 管 T负载电阻 RC 、RL偏置电路 VCC 、Rb耦合电容 C1 、C2将变化的集电极电流转换为电压输出使三极管工

2、作在线性区给输出信号提供能量起隔直作用对交流起耦合的作用组成原则：1、发射结正偏，集电结反偏2、输入信号能加到三极管上3、输出信号能有效地传送到负载4、不失真地放大信号起放大作用Vi=0Vi=Vsint3、简单工作原理4. 放大电路的两种工作状态（静态和动态） 静态：输入信号为零时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。 动态：输入信号不为零时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。 电路处于静态时,三极管各电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点,称为静态工作点,常称为Q点.常用IB、 IC和VCE (或IBQ、ICQ和VCEQ)表示。# 放大电路为什么要建立合适的静态工作点？工作点偏低工作点

3、偏高工作点合适5. 直流通路和交流通路交流通路 共射极放大电路画直流通路的原则：耦合电容相当于开路；画交流通路的原则：直流电源和耦合电容对 交流相当于短路。 直流通路4.3.1 图解分析法 用近似估算法求静态工作点 用图解分析法确定静态工作点 交流通路及交流负载线 输入交流信号时的图解分析 BJT的三个工作区与波形失真 输出功率和功率三角形1 静态工作情况分析2 动态工作情况分析*静态vi=0时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。静态分析确定放大电路的静态值IBQ、ICQ、VCEQ,即静态工作点Q。静态工作点的位置直接影响放大电路的质量。静态分析方法计算法图解分析法 要借助于放大电路的直流

4、通路，直流通路是直流电流的通路。 只要将电路中的耦合电容和旁路电容开路，即可得到直流通路。VoViVCC 1 静态工作情况分析VCCIBQICQVBEQVCEQSi管：VBEQ=0.6V0.7VGe管: VBEQ=0.2V0.3V（2）求静态值（1） 首先画出直流通路求解顺序是先求IBQICQVCEQVCEQ=VCC-ICQRC 计算法 1 静态工作情况分析 图解法放大电路的输入和输出直流负载线三极管的输入和输出特性曲线确定静态工作点（1）由输入特性曲线和输入直流负载线求IBQ、VBEQVCCIBICVBEVCEVBE=VCC-IBRb 直流负载线iBVBEVcc/RbVccIBQVBEQQ-

5、 1/Rb作出直流负载线，直流负载线和输入特性曲线的交点即是静态工作点Q，由Q可确定IBQ、VBEQ 静态工作情况分析求两点IB=0 VBE=VCCVBE=0 IB=VCC/RbVCE=VCC-ICRc 直流负载线（2）由输出特性曲线和输出直流负载线求ICQ、VCEQVCCIBICVBEVCE求两点IC=0 VCE=VCCVCE=0 IC=VCC/Rc 作出直流负载线，它和输出特性曲线有多个交点。只有与iB=IBQ对应的那条曲线的交点才是静态工作点。2. 图解法 静态工作情况分析若改变IB，便可改变静态工作点的位置，从而影响放大电路的放大质量。动态输入信号vi0时放大电路的工作状态，也称交流工

6、作状态。动态分析要借助于交流通路动态分析确定放大电路的放大倍数AV 或AI，输入电阻ri和输出电阻ro(1)将放大电路中电容视作短路；1、交流通路的画法：(2)直流电源内阻很小，对交流信号可视作短路。voviVCCvoviIiIcIbvivBEVBEtvovoviVCCvoviIiIcIb2.放大电路的工作过程当交流信号加到放大器输入端时,管子各点的电压和电流将在静态值基础上叠加一交流分量, 电路中的信号既有直流又有交流。vo与Vi的相差为1800由交流通路得纯交流负载线： 共射极放大电路交流通路icvce+-vce= -ic (Rc /RL) 因为交流负载线必过Q点，即 vce= vCE -

7、 VCEQ ic= iC - ICQ 同时，令RL = Rc/RL3. 交流通路及交流负载线则可求出交流负载线：vCE - VCEQ= -(iC - ICQ ) RL 即 iC = (-1/RL) vCE + (1/RL) VCEQ+ ICQ 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/RL 直线，该直线即为交流负载线。 RL= RLRc， 是交流负载电阻。 交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。 IbmIcmUom不截止Ucm1不饱和Ucm24. 输入交流信号时的图解分析4. 输入交流信号时的图解分析 3.3.2 动态工作情况分析 共射极放大电路通过图解分析，可得如下结论： 1. vi v

8、BE iB iC vCE |-vo| 2. vo与vi相位相反； 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数； 4. 可以确定最大不失真输出幅度。# 动态工作时， iB、 iC的实际电流方向是否改变，vCE的实际电压极性是否改变？5. BJT的三个工作区与波形失真饱和区特点： iC不再随iB的增加而线性增加，即此时截止区特点：iB=0， iC= ICEO。当工作点进入饱和区或截止区时，将产生 非线性失真。vCE= VCES ，典型值为0.3V。放大区特点：BJT输出特性比较平坦，接近于恒流特性，在这个区域符合 iB=iC的规律，是放大器的工作部分。特性曲线判断三极管工作状态的依据：饱和区:发射结正

9、偏，集电结正偏截止区：发射结反偏，集电结反偏或：Ube0.5V（Si)|Ube | 0.2V（Ge)放大区:发射结正偏，集电结反偏iCuCEuo Q点过低，动态工作点进入截止区会产生截止失真输出波形输入波形ib 由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为顶部失真。iCuCEib输入波形uo输出波形 由于放大电路的工作点到达了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为底部失真。 Q点过高，动态工作点进入饱和区会产生饱和失真饱和失真截止失真由于放大电路的工作点到达了三极管的饱和区而引起的非线性失真。由于放大电路的工作点到达了三极管的

10、截止区而引起的非线性失真。波形的失真双向失真 放大电路要想获得大的不失真输出幅度，需要： 1.工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位。2.要有合适的交流负载线。3. 输入信号的幅度不能太大。静态工作点位置合适，但信号过大所引起的非线性失真。 *6. 输出功率和功率三角形 要想PO大，就要使功率三角形的面积大，即必须使Vom 和Iom 都要大。功率三角形放大电路向电阻性负载提供的输出功率 在输出特性曲线上，正好是三角形ABQ的面积，这一三角形称为功率三角形。 共射极放大电路 放大电路如图所示。已知BJT的 =80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，求： （1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？（2）当Rb=100k时，放大电路的