共射极放大电路分析

模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/181课程目标1、掌握放大电路的耦合方式2、掌握共射放大电路的组成及其元件作用3、掌握共射放大电路的静态通路及其静态工作点的设置计算方法4、理解共射放大电路的动态通路及其信号传输过程5、掌握共射放大电路动态指标的估算方法模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/182直接耦合方式2.3.1信号的输入与输出2.3共发射极放大电路电容耦合方式变压器耦合模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1831）晶体管构成的放大电路中，放大的主要作用是利用晶体管的电流或电压控制作用，将微弱的电压或电流不失真地放大到需要的数值。2）“放大”的实质是利用有源元件具有的对直流能量的控制作用将较小能量的交流输入信号转换为较大能量的交流输出信号1.“放大电路”的作用模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/184“信号放大”在电子系统中起着十分重要的作用电子系统中一般都存在微弱的电信号，如：a）前级放大器的输出信号；b）收音机天线接收到的广播电台发射的无线电信号；c）温、湿度控制系统中采集的温、湿度变化转化的电信号；d）光敏器件检测到的光信号变化转化的电信号等，模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/185实际中需要将这些微弱的电信号加以放大，放大到需要的数值，最后送到功率放大电路中，功率放大到一定值，才能推动喇叭、继电器、电动机、显示仪表等执行元件工作。2.放大电路系统框图模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1862.3.2共射极放大电路的组成1.放大电路的基本组成模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1872.共射极放大电路的组成模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/188电路中各元件的作用如下⑴三极管：电流放大⑵电容C1和C2：隔直耦合⑶基极偏置电阻：Rb⑷基极回路电源：UBB⑸集电极电源:UCC⑹集电极负载电阻:Rc模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/189固定偏置共射放大电路图模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1810共射放大电路实现信号放大的工作过程模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1811►静态分析---直流通路1）输入信号ui=0的等效电路2）画直流通路有两个要点：①电容视为开路②电感视为短路3）估算电路的静态工作点Q时必须依据直流通路。模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1812►动态分析---交流通路画交流通路时有两个要点：①耦合电容视为短路。②直流电压源（内阻很小，忽略不计）视为短路。③直流电流源视为开路。计算动态参数Au、Ri、R0时必须依据交流通路。模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/18131.近似估算法由直流通路应用KVL可算的静态时的基极电流为BBECCBQRU-UI注：UBEQ近似为常数，硅管约为0.6V～0.7V，锗管约为0.2V～0.3V一、静态工作点确定模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/18141）通常UCCUBEQ，故基极电流改为BCCBQRUI注：当UCC和RB确定后，IBQ即为固定值，故此电路称为固定偏置式放大电路。2）集电极电流CQCCCCEQIRUU3）三极管输出电压BQCQII模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1815静态工作点Q的定位模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/18162.图解法1）先用估算法求出基极电流IBQ2）根据IBQ在输出特性曲线中找到对应的曲线3）作直流负载线由输出方程UCE=UCC-ICRC确定注：静态工作点由直流负载线和输出特性曲线上的IBQ线共同确定Q点，属两者的交点模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1817图解法求放大电路的静态工作点模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1818放大电路的交流动态指标包括电压放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro放大电路动态分析的方法有图解法和微变等效法两种二、共射放大电路的动态分析模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1819)R//RUULCcCEQceCEQCE（iuu1）共射放大电路的负载线直流负载线CCCCCERIUU交流负载线1.图解法模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/18202）放大电路动态工作情况模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1821)//R(RLCcce0iuu注：1）称交流负载电阻；2）负号表示电流ic和电压uo的方向相反LCLR//RR/3）共射放大电路的交流输出信号ceCEQCEuUu模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1822(1)截止失真:输出波形的正波被削4）放大电路的失真消除截止失真的方法：设法使VB增大，使VBE增大，从而增大IB数值，使Q点上移。模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1823（2）饱和失真：输出波形的负波被削消除饱和失真的方法：设法使VB减小，以减小IB数值，使Q点下移，思考：如果两种失真都有，该如何解决？模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/18242.微变等效电路法为什么放大电路要用微变等效电路来分析？模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/18251）三极管的微变线性模型EQbeImVr261200）（小功率三极管的输入电阻模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/18262）共射放大电路的微变等效电路（1）电压倍数Aube/LurRA3）动态指标（2）输入电阻RibebeBirr//RR（3）输出电阻R0C0RRR0Ri①接负载RL②断开RLbeCurRALC/LR//RRusiisousARrrUUU注：源电压放大倍数AusP50例2-3模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1827例2-3如图(a)所示固偏式共射放大器，已知三极管为硅管，β＝50，求：（1）静态工作点Q（参数）；（2）电压放大器数Au及输入、输出电阻Ri、Ro。RCVCCRBRL++REC1C2+-uo+-ui（a）+CE+(12V)4k510k1k4kRBRC+VCC(b)IBQIEQRERCRBRL（c）+--+uouiRCRBRL+--+uouirbeibRiRo(d)βib模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1828注：静态工作点稳定的放大电路——分压式偏置式电路1.温度变化对静态工作点Q的影响影响Q点的因素有很多，如电源波动、偏置电阻的变化、管子的更换、元件的老化及温度的变化等等。主要的影响因素则是环境温度的变化。模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1829温度对工作点的影响具体表现在以下几点：1)温度升高，三极管的反向电流增大2)温度升高，三极管的电流放大系数β增大3)温度升高，相同基极电流IB下，UBE减小，三极管的输入特性具有负的温度特性。温度每升高1℃，UBE大约减小（2~2.5）mV。模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/18302.分压式偏置电路1)电路的组成为保证Q点的稳定，要求电路：BQ1II一般取BQ1I10~5I）（模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/18312)稳定静态工作点的原理CBBEEECIIUVIIT(1）基极电位VBCCB2B1B2BURRRV(2）稳定静态工作点的过程存在VB基本固定的特点借助RE形成的电流负反馈，稳定静态工作电流IC的过程为模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1832(3）静态分析CCB2B1B2BURRRUEBEQBQECQRUVIICQBQII）（ECCCCEECCCCCEQRRIURIRIUU模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1833(4）动态分析►交流通路模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1834►微变等效电路►动态指标1）电压倍数be/LurRA2）输入电阻beBrR////RR2B1i3）输出电阻C0RR①接负载RL②断开RLbeCurRAP50例2-4模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1835如果断开CE的交流通路动态指标1）电压倍数be/LurRA2）输入电阻])1(//[//RR2B1iEbeBRrR3）输出电阻C0RR①接负载RL②断开RLbeCurRA模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1836例2-4如图a所示分压偏置共射放大器，RB1=75kΩ、RB2=18kΩ、RC=4kΩ、RE＝1kΩ、RL＝4kΩ、VCC＝9V，三极管为硅管β＝50，（1）试求静态工作点Q；（2）若更换管子使β变为100，确定此时的静态工作点；（3）求Au，Ri，Ro（β＝100时）。模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1837模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1838模拟电子技术第2章晶体三极管及其应用2020/9/1839共射放大电路特点小结1.电压放大倍数较大，输出电压与输入电压反相；2.既有电压放大作用，又有电流放大作用；3.输入电阻大小适中，一般为几kΩ；4.输出电阻大小适中，一般为几kΩ。作业：P68习题2-12思考题P402、3、5P522、3、6