共射極放大電路

1、教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容：共發(fā)射極基本放大電路中的共發(fā)射極基本放大電路中的“圖解分析法圖解分析法” ” （分析靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)。）（分析靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)。）教學(xué)對(duì)象及分析教學(xué)對(duì)象及分析 1 1、基礎(chǔ)知識(shí)：學(xué)生已基本掌握了共發(fā)射、基礎(chǔ)知識(shí)：學(xué)生已基本掌握了共發(fā)射極放大電路組成及工作原理。極放大電路組成及工作原理。2 2、分析與理解能力：由于放大電路的工、分析與理解能力：由于放大電路的工作原理比較抽象，本次課堂將結(jié)合共發(fā)射極放大電作原理比較抽象，本次課堂將結(jié)合共發(fā)射極放大電路演示測(cè)試方式調(diào)動(dòng)同學(xué)們的主動(dòng)性和積極性路演示測(cè)試方式調(diào)動(dòng)同學(xué)們的主動(dòng)性和積極性。共射極基本放大電路分析 教學(xué)目的 1

2、 1、了解、掌握放大電路的分析方法：圖解分析法；、了解、掌握放大電路的分析方法：圖解分析法； 2 2、培養(yǎng)分析問(wèn)題的能力。、培養(yǎng)分析問(wèn)題的能力。 教學(xué)方法：演示法、啟發(fā)法、講練結(jié)合法演示法、啟發(fā)法、講練結(jié)合法教學(xué)重點(diǎn) 1 1、從圖中求出共射極放大電路的靜、從圖中求出共射極放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)；態(tài)工作點(diǎn)； 2 2、從圖中求出放大器的電壓放大倍、從圖中求出放大器的電壓放大倍數(shù)。數(shù)。 教學(xué)難點(diǎn)： 圖解法求圖解法求靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)。溫故知新導(dǎo)入新課1 1、復(fù)習(xí)舊知識(shí)、復(fù)習(xí)舊知識(shí) （1 1）簡(jiǎn)述共發(fā)射極放大電路的工作原理）簡(jiǎn)述共發(fā)射極放大電路的工作原理 （2 2）基本放大電路的工作狀態(tài)分：靜態(tài)和動(dòng)

3、態(tài)。）基本放大電路的工作狀態(tài)分：靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。 （3 3）設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的目的是什么？）設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的目的是什么？2 2、啟發(fā)、提出問(wèn)題、啟發(fā)、提出問(wèn)題 （1 1）放大電路設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的目的是為了避免產(chǎn)生非線(xiàn)）放大電路設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的目的是為了避免產(chǎn)生非線(xiàn)性失真，那么如何設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)才能避免非線(xiàn)性失真呢？性失真，那么如何設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)才能避免非線(xiàn)性失真呢？ （2 2）放大器的主要功能是放大信號(hào)，那怎樣計(jì)算放大器的）放大器的主要功能是放大信號(hào)，那怎樣計(jì)算放大器的放大能力呢？放大能力呢？ 共射極放大電路共射極放大電路一一. . 用圖解分析法確定靜態(tài)工作點(diǎn)用圖解分析法確定靜態(tài)工作點(diǎn) 首先，畫(huà)出直

4、流通路首先，畫(huà)出直流通路直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)視頻中的實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖，畫(huà)出共射極基本放大請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)視頻中的實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖，畫(huà)出共射極基本放大電路的電路圖電路的電路圖 列輸出回路方程（直流負(fù)載線(xiàn)）：列輸出回路方程（直流負(fù)載線(xiàn)）：VCE=VCCICRc 列輸入回路方程：列輸入回路方程：VBE =VCCIBRb直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+- 對(duì)于一個(gè)給定的放大電路來(lái)說(shuō)，該方程為一線(xiàn)性方程對(duì)于一個(gè)給定的放大電路來(lái)說(shuō)，該方程為一線(xiàn)性方程式，可以在式，可以在UCEIC坐標(biāo)系中畫(huà)出這條直線(xiàn)，即直流負(fù)載坐標(biāo)系中畫(huà)出這條直線(xiàn)，即直流負(fù)載 線(xiàn)，斜率為線(xiàn)，斜率

5、為-1/RC。斜率斜率 -1RcQICQIBQRcVCCVCCvCEiC圖解分析放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)的步驟可圖解分析放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)的步驟可歸納為：歸納為： 1 1）求）求I IBQBQ。 2 2）列出關(guān)于）列出關(guān)于I IC C與與U UCECE的線(xiàn)性方程式，的線(xiàn)性方程式，畫(huà)直流負(fù)載線(xiàn)。畫(huà)直流負(fù)載線(xiàn)。 3 3）確定靜態(tài)工作點(diǎn)。直流負(fù)載線(xiàn)與）確定靜態(tài)工作點(diǎn)。直流負(fù)載線(xiàn)與I IBQBQ所在輸出特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)即為靜態(tài)所在輸出特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)即為靜態(tài)工作點(diǎn)工作點(diǎn)Q Q。 例例2-4 2-4 在共射極基本放大電路中，己知在共射極基本放大電路中，己知U UCCCC=12V,=12V,R RB B=40k =

6、40k ，R RC C=3k=3k，三極管的輸出特性曲線(xiàn)試?yán)脠D解法求電路靜態(tài)工作點(diǎn)。，三極管的輸出特性曲線(xiàn)試?yán)脠D解法求電路靜態(tài)工作點(diǎn)。解：求靜態(tài)基極電流解：求靜態(tài)基極電流 IBQ=UCC/RB=12/(40103)=0.3mA=30A 在輸出特性曲線(xiàn)簇中找到在輸出特性曲線(xiàn)簇中找到IBQ=30A對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)。對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)。 列出關(guān)于列出關(guān)于IC與與UCE的線(xiàn)性方程式的線(xiàn)性方程式UCE=UCC-ICRC=12-3IC。 畫(huà)出直流負(fù)載線(xiàn)畫(huà)出直流負(fù)載線(xiàn)MN。 確定靜態(tài)工作點(diǎn)確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q 直流負(fù)載線(xiàn)直流負(fù)載線(xiàn)MN與與IBQ所在的輸出特性曲所在的輸出特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)線(xiàn)的交點(diǎn)Q即為靜態(tài)工作點(diǎn)即為靜態(tài)工作點(diǎn)

7、 IBQ=30A, ICQ2mA，UCEQ 6V。（2）靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整）靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整 由以上分析可知靜態(tài)工作點(diǎn)的位置與由以上分析可知靜態(tài)工作點(diǎn)的位置與UCC、RB、RC大小有關(guān)，這三個(gè)大小有關(guān)，這三個(gè)參數(shù)中任一個(gè)改變，靜態(tài)工作點(diǎn)都將會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。參數(shù)中任一個(gè)改變，靜態(tài)工作點(diǎn)都將會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。RC、 UCC不變，改變不變，改變RBRB、UCC不變不變 , 改變改變RC 在實(shí)際應(yīng)用中，一般在實(shí)際應(yīng)用中，一般RC和和UCC一定情況下，調(diào)整一定情況下，調(diào)整靜態(tài)工作是通過(guò)改變靜態(tài)工作是通過(guò)改變RB的阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。的阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。RB、RC不變不變 , 改變改變UCC 由交流通路可知由交流通

8、路可知U UCECE=-=-I IC CR RL L ，這是一個(gè)線(xiàn)性方程，直線(xiàn)的斜，這是一個(gè)線(xiàn)性方程，直線(xiàn)的斜率為率為-1/RL -1/RL ，該真線(xiàn)叫交流負(fù)載線(xiàn)。，該真線(xiàn)叫交流負(fù)載線(xiàn)。 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q Q是指無(wú)信號(hào)為零時(shí)的動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)，也可以理是指無(wú)信號(hào)為零時(shí)的動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)，也可以理解為輸入信號(hào)為零時(shí)的動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)，所以放大器的交流負(fù)載線(xiàn)解為輸入信號(hào)為零時(shí)的動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)，所以放大器的交流負(fù)載線(xiàn)經(jīng)過(guò)靜態(tài)工作點(diǎn)。經(jīng)過(guò)靜態(tài)工作點(diǎn)。（3）圖解分析放大器的動(dòng)態(tài)工作情況）圖解分析放大器的動(dòng)態(tài)工作情況交流負(fù)載線(xiàn)的作法：交流負(fù)載線(xiàn)的作法：1）做交流負(fù)載線(xiàn)的輔）做交流負(fù)載線(xiàn)的輔助線(xiàn)。輔助線(xiàn)與橫軸助線(xiàn)。輔助線(xiàn)與

9、橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為的交點(diǎn)坐標(biāo)為N（UCC，0），與縱軸的交點(diǎn)坐），與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為標(biāo)為L(zhǎng)（0，UCC/RL ）。）。2）過(guò)）過(guò)Q點(diǎn)做輔助線(xiàn)的點(diǎn)做輔助線(xiàn)的平行線(xiàn)，即為交流負(fù)平行線(xiàn)，即為交流負(fù)載線(xiàn)，如圖載線(xiàn)，如圖221所示。所示。 2. 動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分析動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分析由交流通路得純交流負(fù)載線(xiàn)：由交流通路得純交流負(fù)載線(xiàn)： 共射極放大電路共射極放大電路交流通路交流通路icvce+-uo= -ic (Rc /RL)又又 uo= UCC - UCEQ ic= iC - ICQ 1） 交流通路及交流負(fù)載線(xiàn)交流通路及交流負(fù)載線(xiàn)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 過(guò)輸出特性曲線(xiàn)上過(guò)輸出特性曲線(xiàn)上的的Q點(diǎn)做一條斜率為點(diǎn)做一條斜率為- -1/R L 直線(xiàn)，該直線(xiàn)即為直線(xiàn)，該直線(xiàn)即為交流負(fù)載線(xiàn)交流負(fù)載線(xiàn)。 令令 RL= RLRc， 交流負(fù)載電阻。交流負(fù)載電阻。 交流負(fù)載線(xiàn)是有交流負(fù)載線(xiàn)是有交流輸入信號(hào)時(shí)工作交流輸入信號(hào)時(shí)工作點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。 共射極放大電路共射極放大電

11、路對(duì)于對(duì)于直流負(fù)載線(xiàn)直流負(fù)載線(xiàn)，無(wú)論輸出端接否，無(wú)論輸出端接否RL，對(duì)于對(duì)于交流負(fù)載線(xiàn)交流負(fù)載線(xiàn)，輸出端接有輸出端接有RL ，交流負(fù)載線(xiàn)斜率為，交流負(fù)載線(xiàn)斜率為 -1(Rc RL)，且經(jīng)過(guò)，且經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)；點(diǎn)；輸出端沒(méi)接輸出端沒(méi)接RL ，交流負(fù)載線(xiàn)斜率為，交流負(fù)載線(xiàn)斜率為 -1Rc ，為直流負(fù)載線(xiàn)。，為直流負(fù)載線(xiàn)。 VCE=VCCICRc ，斜率為，斜率為 -1/RCQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uA204060QICQVCEQvCE/ViC/m

12、AvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線(xiàn)交流負(fù)載線(xiàn)QQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線(xiàn)交流負(fù)載線(xiàn)20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線(xiàn)交流負(fù)載線(xiàn)20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線(xiàn)交流負(fù)載線(xiàn)20uA40uA60uA設(shè)輸入設(shè)輸入 vi = 0.02 sin t (V) 的交流小信號(hào)的交流小信號(hào)(1)根據(jù)根據(jù) vi 在輸入特性曲線(xiàn)上求在輸入特性曲線(xiàn)上求 iB(2)根據(jù)根據(jù) iB 在輸出特性曲線(xiàn)上求在輸出特性曲線(xiàn)上求 iC和和vCEQIBQVBE

13、QvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uA204060QICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線(xiàn)交流負(fù)載線(xiàn)QQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線(xiàn)交流負(fù)載線(xiàn)20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線(xiàn)交流負(fù)載線(xiàn)20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線(xiàn)交流負(fù)載線(xiàn)20uA40uA60uA設(shè)輸入設(shè)輸

14、入 vi = 0.02 sin t (V) 的交流小信號(hào)的交流小信號(hào)(1)根據(jù)根據(jù) vi 在輸入特性曲線(xiàn)上求在輸入特性曲線(xiàn)上求 iB(2)根據(jù)根據(jù) iB 在輸出特性曲線(xiàn)上求在輸出特性曲線(xiàn)上求 iC和和vCE vi+ vBE iB iC vCE vo- 因此因此 vo與與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 共射極放大電路共射極放大電路（1）增大）增大Rc時(shí)，負(fù)載線(xiàn)將如時(shí)，負(fù)載線(xiàn)將如何變化？何變化？Q點(diǎn)怎樣變化？點(diǎn)怎樣變化？（2）增大）增大Rb時(shí)，負(fù)載線(xiàn)將如時(shí)，負(fù)載線(xiàn)將如何變化？何變化？Q點(diǎn)怎樣變化？點(diǎn)怎樣變化？（

15、3）減?。p小VCC時(shí)，負(fù)載線(xiàn)將時(shí)，負(fù)載線(xiàn)將如何變化？如何變化？Q點(diǎn)怎樣變化？點(diǎn)怎樣變化？（4）減小）減小RL時(shí)，負(fù)載線(xiàn)將如時(shí)，負(fù)載線(xiàn)將如何變化？何變化？Q點(diǎn)怎樣變化？點(diǎn)怎樣變化？3、圖解法分析電路參數(shù)的變化對(duì)、圖解法分析電路參數(shù)的變化對(duì) Q點(diǎn)的影響點(diǎn)的影響4. Q點(diǎn)的確定對(duì)輸出波形非線(xiàn)性失真的影響點(diǎn)的確定對(duì)輸出波形非線(xiàn)性失真的影響當(dāng)放大電路當(dāng)放大電路 Q點(diǎn)選擇不當(dāng)（過(guò)高或過(guò)低），點(diǎn)選擇不當(dāng)（過(guò)高或過(guò)低）， 輸入信號(hào)幅值過(guò)大，輸入信號(hào)幅值過(guò)大，斜率斜率 -1RcQICQIBQRcVCCVCCvCEiCQQ使工作點(diǎn)沿交流負(fù)載線(xiàn)進(jìn)入飽和區(qū)或使工作點(diǎn)沿交流負(fù)載線(xiàn)進(jìn)入飽和區(qū)或截止區(qū)，產(chǎn)生波形失真截止區(qū)

16、，產(chǎn)生波形失真。 飽和失真、截止失真飽和失真、截止失真Q點(diǎn)應(yīng)取在交流負(fù)載線(xiàn)線(xiàn)性段的中央。點(diǎn)應(yīng)取在交流負(fù)載線(xiàn)線(xiàn)性段的中央。Q點(diǎn)過(guò)高點(diǎn)過(guò)高如如Q 易飽和失真。易飽和失真。Q點(diǎn)過(guò)低點(diǎn)過(guò)低如如Q 易截止失真。易截止失真。非線(xiàn)性失真非線(xiàn)性失真：為了消除截止失真，為了消除截止失真，可可增大增大VCC 或或 減小減小Rb來(lái)來(lái)增大增大 IB 放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的截止區(qū)。放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的截止區(qū)。 ic表現(xiàn)為底部失真。表現(xiàn)為底部失真。對(duì)于對(duì)于NPN管，管，vo表現(xiàn)為頂部失真。表現(xiàn)為頂部失真。 共射極放大電路共射極放大電路截止失真截止失真iB 峰值峰值為了消除飽和失真，可為了消除飽和失真，可增大增大Rb來(lái)來(lái)減小減小 IB減小減小Rc來(lái)增大負(fù)載線(xiàn)斜率，進(jìn)而增大來(lái)增大負(fù)載線(xiàn)斜率，進(jìn)而增大UCE、 ICS 選選 較低的管子較低的管子 IBQ值一定時(shí)，值一定時(shí)， ICQ較低較低 共射極放大電路共射極放大電路放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的飽和區(qū)放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的飽和區(qū)ic表現(xiàn)為頂部失真表現(xiàn)為頂部失真,對(duì)于對(duì)于NPN管，管，vo表現(xiàn)為底部失真。表現(xiàn)為底部失真。 注意：對(duì)于PNP管，由于是負(fù)電源供電，失真的表現(xiàn)形式，與NPN管正好相反。： vo依舊與依舊與vi反相反相 對(duì)于對(duì)于PNP管，管，iC的變化與的變化與vCE的變化同相的變化同相 因此，飽和失真時(shí)，因此，