共射極放大電路分析教材課件

課程目標(biāo)1、掌握放大電路的耦合方式2、掌握共射放大電路的組成及其元件作用3、掌握共射放大電路的靜態(tài)通路及其靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置計(jì)算方法4、理解共射放大電路的動(dòng)態(tài)通路及其信號(hào)傳輸過程5、掌握共射放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)的估算方法2022/11/261課程目標(biāo)2022/11/261直接耦合方式2.3.1

信號(hào)的輸入與輸出2.3共發(fā)射極放大電路電容耦合方式變壓器耦合2022/11/262直接耦合方式2.3.1信號(hào)的輸入與輸出2.3共發(fā)射極放大1）晶體管構(gòu)成的放大電路中，放大的主要作用是利用晶體管的電流或電壓控制作用，將微弱的電壓或電流不失真地放大到需要的數(shù)值。2）“放大”的實(shí)質(zhì)是利用有源元件具有的對(duì)直流能量的控制作用將較小能量的交流輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為較大能量的交流輸出信號(hào)1.“放大電路”的作用2022/11/2631）晶體管構(gòu)成的放大電路中，放大的主要作用是利用晶體管的電流“信號(hào)放大”在電子系統(tǒng)中起著十分重要的作用電子系統(tǒng)中一般都存在微弱的電信號(hào)，如：a）前級(jí)放大器的輸出信號(hào)；b）收音機(jī)天線接收到的廣播電臺(tái)發(fā)射的無線電信號(hào)；c）溫、濕度控制系統(tǒng)中采集的溫、濕度變化轉(zhuǎn)化的電信號(hào)；d）光敏器件檢測(cè)到的光信號(hào)變化轉(zhuǎn)化的電信號(hào)等，2022/11/264“信號(hào)放大”在電子系統(tǒng)中起著十分重要的作用2022/11/2實(shí)際中需要將這些微弱的電信號(hào)加以放大，

放大到需要的數(shù)值，最后送到功率放大電路中，功率放大到一定值，才能推動(dòng)喇叭、繼電器、電動(dòng)機(jī)、顯示儀表等執(zhí)行元件工作。2.放大電路系統(tǒng)框圖2022/11/265實(shí)際中需要將這些微弱的電信號(hào)加以放大，放大到需要的數(shù)值2.3.2共射極放大電路的組成1.放大電路的基本組成2022/11/2662.3.2共射極放大電路的組成1.放大電路的基本組成2022.共射極放大電路的組成2022/11/2672.共射極放大電路的組成2022/11/267電路中各元件的作用如下⑴三極管：電流放大⑵電容C1和C2：隔直耦合⑶基極偏置電阻：Rb⑷基極回路電源：UBB⑸集電極電源:UCC⑹集電極負(fù)載電阻:Rc2022/11/268電路中各元件的作用如下2022/11/268固定偏置共射放大電路圖2022/11/269固定偏置共射放大電路圖2022/11/269共射放大電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大的工作過程2022/11/2610共射放大電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大的工作過程2022/11/2610?靜態(tài)分析---直流通路1）輸入信號(hào)ui=0的等效電路2）畫直流通路有兩個(gè)要點(diǎn)：①電容視為開路②電感視為短路3）估算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q時(shí)必須依據(jù)直流通路。2022/11/2611?靜態(tài)分析---直流通路1）輸入信號(hào)ui=0的等效電路2）畫?動(dòng)態(tài)分析---交流通路畫交流通路時(shí)有兩個(gè)要點(diǎn)：①耦合電容視為短路。②直流電壓源（內(nèi)阻很小，忽略不計(jì)）視為短路。③直流電流源視為開路。計(jì)算動(dòng)態(tài)參數(shù)Au、Ri、R0時(shí)必須依據(jù)交流通路。2022/11/2612?動(dòng)態(tài)分析---交流通路畫交流通路時(shí)有兩個(gè)要點(diǎn)：計(jì)算動(dòng)態(tài)參數(shù)1.近似估算法

由直流通路應(yīng)用KVL可算的靜態(tài)時(shí)的基極電流為注：UBEQ近似為常數(shù)，硅管約為0.6V～0.7V，鍺管約為0.2V～0.3V一、靜態(tài)工作點(diǎn)確定2022/11/26131.近似估算法注：UBEQ近似為常數(shù)，一、靜態(tài)工作點(diǎn)確定1）通常UCC>>UBEQ，故基極電流改為注：當(dāng)UCC和RB確定后，IBQ即為固定值，故此電路稱為固定偏置式放大電路。2）集電極電流3）三極管輸出電壓2022/11/26141）通常UCC>>UBEQ，故基極電流改為注：當(dāng)UCC和R靜態(tài)工作點(diǎn)Q的定位2022/11/2615靜態(tài)工作點(diǎn)Q的定位2022/11/26152.圖解法

1）先用估算法求出基極電流IBQ2）根據(jù)IBQ在輸出特性曲線中找到對(duì)應(yīng)的曲線3）作直流負(fù)載線

由輸出方程UCE=UCC-ICRC確定注：靜態(tài)工作點(diǎn)由直流負(fù)載線和輸出特性曲線上的IBQ線共同確定Q點(diǎn)，屬兩者的交點(diǎn)2022/11/26162.圖解法2022/11/2616圖解法求放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)2022/11/2617圖解法求放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)2022/11/2617放大電路的交流動(dòng)態(tài)指標(biāo)包括電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻Ri、輸出電阻Ro放大電路動(dòng)態(tài)分析的方法有圖解法和微變等效法兩種二、共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析2022/11/2618放大電路的交流動(dòng)態(tài)指標(biāo)包括二、共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析2021）共射放大電路的負(fù)載線直流負(fù)載線交流負(fù)載線1.圖解法2022/11/26191）共射放大電路的負(fù)載線直流負(fù)載線交流負(fù)載線1.圖解法202）放大電路動(dòng)態(tài)工作情況2022/11/26202）放大電路動(dòng)態(tài)工作情況2022/11/2620注：1）稱交流負(fù)載電阻；2）負(fù)號(hào)表示電流ic和電壓uo的方向相反3）共射放大電路的交流輸出信號(hào)2022/11/2621注：1）稱交流負(fù)載電阻；3）共射放大(1)截止失真:輸出波形的正波被削

4）放大電路的失真消除截止失真的方法：設(shè)法使VB增大，使VBE增大，從而增大IB數(shù)值，使Q點(diǎn)上移。2022/11/2622(1)截止失真:輸出波形的正波被削4）放大電路的失真消除截（2）飽和失真：輸出波形的負(fù)波被削

消除飽和失真的方法：設(shè)法使VB減小，以減小IB數(shù)值，使Q點(diǎn)下移，思考：如果兩種失真都有，該如何解決？2022/11/2623（2）飽和失真：輸出波形的負(fù)波被削消除飽和失真的方法：設(shè)法2.微變等效電路法為什么放大電路要用微變等效電路來分析？2022/11/26242.微變等效電路法為什么放大電路要用微變等效電路來分析？201）三極管的微變線性模型小功率三極管的輸入電阻2022/11/26251）三極管的微變線性模型小功率三極管的輸入電阻2022/112）共射放大電路的微變等效電路（1）電壓倍數(shù)Au3）動(dòng)態(tài)指標(biāo)（2）輸入電阻Ri（3）輸出電阻R0R0Ri①接負(fù)載RL②斷開RL注：源電壓放大倍數(shù)AusP50例2-32022/11/26262）共射放大電路的微變等效電路（1）電壓倍數(shù)Au3）動(dòng)態(tài)指例2-3如圖(a)所示固偏式共射放大器，已知三極管為硅管，β＝50，求：（1）靜態(tài)工作點(diǎn)Q（參數(shù)）；（2）電壓放大器數(shù)Au及輸入、輸出電阻Ri、Ro。2022/11/2627例2-3如圖(a)所示固偏式共射放大器，已知三極管為硅管，注：靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大電路

——分壓式偏置式電路

1.溫度變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)Q的影響影響Q點(diǎn)的因素有很多，如電源波動(dòng)、偏置電阻的變化、管子的更換、元件的老化及溫度的變化等等。主要的影響因素則是環(huán)境溫度的變化。2022/11/2628注：靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大電路

——分壓式偏置式溫度對(duì)工作點(diǎn)的影響具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：1)溫度升高，三極管的反向電流增大2)溫度升高，三極管的電流放大系數(shù)β增大3)溫度升高，相同基極電流IB下，UBE減小，三極管的輸入特性具有負(fù)的溫度特性。溫度每升高1℃，UBE大約減小（2~2.5）mV。2022/11/2629溫度對(duì)工作點(diǎn)的影響具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：2022/11/2622.分壓式偏置電路1)電路的組成為保證Q點(diǎn)的穩(wěn)定，要求電路：一般取2022/11/26302.分壓式偏置電路為保證Q點(diǎn)的穩(wěn)定，要求電路：一般取2022)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理(1）基極電位VB(2）穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的過程存在VB基本固定的特點(diǎn)借助RE形成的電流負(fù)反饋，穩(wěn)定靜態(tài)工作電流IC的過程為2022/11/26312)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理(1）基極電位VB(2）穩(wěn)定靜態(tài)工作(3）靜態(tài)分析2022/11/2632(3）靜態(tài)分析2022/11/2632(4）動(dòng)態(tài)分析?交流通路2022/11/2633(4）動(dòng)態(tài)分析2022/11/2633

?微變等效電路?動(dòng)態(tài)指標(biāo)1）電壓倍數(shù)2）輸入電阻3）輸出電阻①接負(fù)載RL②斷開RLP50例2-42022/11/2634?微變等效電路?動(dòng)態(tài)指標(biāo)1）電壓倍數(shù)2）輸入電阻3）輸出電如果斷開CE的交流通路動(dòng)態(tài)指標(biāo)1）電壓倍數(shù)2）輸入電阻3）輸出電阻①接負(fù)載RL②斷開RL2022/11/2635如果斷開CE的交流通路動(dòng)態(tài)指標(biāo)1）電壓倍數(shù)2）輸入電阻3）輸例2-4如圖a所示分壓偏置共射放大器，RB1=75kΩ、RB2=18kΩ、RC=4kΩ、RE＝1kΩ、RL＝4kΩ、VCC＝9V，三極管為硅管

β＝50，（1）試求靜態(tài)工作點(diǎn)Q；（2）若更換管子使β變?yōu)?00，確定此時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)；（3）求Au，Ri，Ro（β＝100時(shí)）。2022/11/2636例2-4如圖a所示分壓偏置共射放大器，RB1=75kΩ、2022/11/26372022/11/26372022/11/26382022/11/2638共射放大電路特點(diǎn)小結(jié)電壓放大倍數(shù)較大，輸出電壓與輸入電壓反相；既有電壓放大作用，又有電流放大作用；輸入電阻大小適中，一般為幾kΩ；輸出電阻大小適中，一般為幾kΩ。作業(yè)：P68習(xí)題2-12思考題P402、3、5P522、3、62022/11/2639共射放大電路特點(diǎn)小結(jié)作業(yè)：P68習(xí)題2-122022/課程目標(biāo)1、掌握放大電路的耦合方式2、掌握共射放大電路的組成及其元件作用3、掌握共射放大電路的靜態(tài)通路及其靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置計(jì)算方法4、理解共射放大電路的動(dòng)態(tài)通路及其信號(hào)傳輸過程5、掌握共射放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)的估算方法2022/11/2640課程目標(biāo)2022/11/261直接耦合方式2.3.1

信號(hào)的輸入與輸出2.3共發(fā)射極放大電路電容耦合方式變壓器耦合2022/11/2641直接耦合方式2.3.1信號(hào)的輸入與輸出2.3共發(fā)射極放大1）晶體管構(gòu)成的放大電路中，放大的主要作用是利用晶體管的電流或電壓控制作用，將微弱的電壓或電流不失真地放大到需要的數(shù)值。2）“放大”的實(shí)質(zhì)是利用有源元件具有的對(duì)直流能量的控制作用將較小能量的交流輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為較大能量的交流輸出信號(hào)1.“放大電路”的作用2022/11/26421）晶體管構(gòu)成的放大電路中，放大的主要作用是利用晶體管的電流“信號(hào)放大”在電子系統(tǒng)中起著十分重要的作用電子系統(tǒng)中一般都存在微弱的電信號(hào)，如：a）前級(jí)放大器的輸出信號(hào)；b）收音機(jī)天線接收到的廣播電臺(tái)發(fā)射的無線電信號(hào)；c）溫、濕度控制系統(tǒng)中采集的溫、濕度變化轉(zhuǎn)化的電信號(hào)；d）光敏器件檢測(cè)到的光信號(hào)變化轉(zhuǎn)化的電信號(hào)等，2022/11/2643“信號(hào)放大”在電子系統(tǒng)中起著十分重要的作用2022/11/2實(shí)際中需要將這些微弱的電信號(hào)加以放大，

放大到需要的數(shù)值，最后送到功率放大電路中，功率放大到一定值，才能推動(dòng)喇叭、繼電器、電動(dòng)機(jī)、顯示儀表等執(zhí)行元件工作。2.放大電路系統(tǒng)框圖2022/11/2644實(shí)際中需要將這些微弱的電信號(hào)加以放大，放大到需要的數(shù)值2.3.2共射極放大電路的組成1.放大電路的基本組成2022/11/26452.3.2共射極放大電路的組成1.放大電路的基本組成2022.共射極放大電路的組成2022/11/26462.共射極放大電路的組成2022/11/267電路中各元件的作用如下⑴三極管：電流放大⑵電容C1和C2：隔直耦合⑶基極偏置電阻：Rb⑷基極回路電源：UBB⑸集電極電源:UCC⑹集電極負(fù)載電阻:Rc2022/11/2647電路中各元件的作用如下2022/11/268固定偏置共射放大電路圖2022/11/2648固定偏置共射放大電路圖2022/11/269共射放大電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大的工作過程2022/11/2649共射放大電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大的工作過程2022/11/2610?靜態(tài)分析---直流通路1）輸入信號(hào)ui=0的等效電路2）畫直流通路有兩個(gè)要點(diǎn)：①電容視為開路②電感視為短路3）估算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q時(shí)必須依據(jù)直流通路。2022/11/2650?靜態(tài)分析---直流通路1）輸入信號(hào)ui=0的等效電路2）畫?動(dòng)態(tài)分析---交流通路畫交流通路時(shí)有兩個(gè)要點(diǎn)：①耦合電容視為短路。②直流電壓源（內(nèi)阻很小，忽略不計(jì)）視為短路。③直流電流源視為開路。計(jì)算動(dòng)態(tài)參數(shù)Au、Ri、R0時(shí)必須依據(jù)交流通路。2022/11/2651?動(dòng)態(tài)分析---交流通路畫交流通路時(shí)有兩個(gè)要點(diǎn)：計(jì)算動(dòng)態(tài)參數(shù)1.近似估算法

由直流通路應(yīng)用KVL可算的靜態(tài)時(shí)的基極電流為注：UBEQ近似為常數(shù)，硅管約為0.6V～0.7V，鍺管約為0.2V～0.3V一、靜態(tài)工作點(diǎn)確定2022/11/26521.近似估算法注：UBEQ近似為常數(shù)，一、靜態(tài)工作點(diǎn)確定1）通常UCC>>UBEQ，故基極電流改為注：當(dāng)UCC和RB確定后，IBQ即為固定值，故此電路稱為固定偏置式放大電路。2）集電極電流3）三極管輸出電壓2022/11/26531）通常UCC>>UBEQ，故基極電流改為注：當(dāng)UCC和R靜態(tài)工作點(diǎn)Q的定位2022/11/2654靜態(tài)工作點(diǎn)Q的定位2022/11/26152.圖解法

1）先用估算法求出基極電流IBQ2）根據(jù)IBQ在輸出特性曲線中找到對(duì)應(yīng)的曲線3）作直流負(fù)載線

由輸出方程UCE=UCC-ICRC確定注：靜態(tài)工作點(diǎn)由直流負(fù)載線和輸出特性曲線上的IBQ線共同確定Q點(diǎn)，屬兩者的交點(diǎn)2022/11/26552.圖解法2022/11/2616圖解法求放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)2022/11/2656圖解法求放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)2022/11/2617放大電路的交流動(dòng)態(tài)指標(biāo)包括電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻Ri、輸出電阻Ro放大電路動(dòng)態(tài)分析的方法有圖解法和微變等效法兩種二、共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析2022/11/2657放大電路的交流動(dòng)態(tài)指標(biāo)包括二、共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析2021）共射放大電路的負(fù)載線直流負(fù)載線交流負(fù)載線1.圖解法2022/11/26581）共射放大電路的負(fù)載線直流負(fù)載線交流負(fù)載線1.圖解法202）放大電路動(dòng)態(tài)工作情況2022/11/26592）放大電路動(dòng)態(tài)工作情況2022/11/2620注：1）稱交流負(fù)載電阻；2）負(fù)號(hào)表示電流ic和電壓uo的方向相反3）共射放大電路的交流輸出信號(hào)2022/11/2660注：1）稱交流負(fù)載電阻；3）共射放大(1)截止失真:輸出波形的正波被削

4）放大電路的失真消除截止失真的方法：設(shè)法使VB增大，使VBE增大，從而增大IB數(shù)值，使Q點(diǎn)上移。2022/11/2661(1)截止失真:輸出波形的正波被削4）放大電路的失真消除截（2）飽和失真：輸出波形的負(fù)波被削

消除飽和失真的方法：設(shè)法使VB減小，以減小IB數(shù)值，使Q點(diǎn)下移，思考：如果兩種失真都有，該如何解決？2022/11/2662（2）飽和失真：輸出波形的負(fù)波被削消除飽和失真的方法：設(shè)法2.微變等效電路法為什么放大電路要用微變等效電路來分析？2022/11/26632.微變等效電路法為什么放大電路要用微變等效電路來分析？201）三極管的微變線性模型小功率三極管的輸入電阻2022/11/26641）三極管的微變線性模型小功率三極管的輸入電阻2022/112）共射放大電路的微變等效電路（1）電壓倍數(shù)Au3）動(dòng)態(tài)指標(biāo)（2）輸入電阻Ri（3）輸出電阻R0R0Ri①接負(fù)載RL②斷開RL注：源電壓放大倍數(shù)AusP50例2-32022/11/26652）共射放大電路的微變等效電路（1）電壓倍數(shù)Au3）動(dòng)態(tài)指例2-3如圖(a)所示固偏式共射放大器，已知三極管為硅管，β＝50，求：（1）靜態(tài)工作點(diǎn)Q（參數(shù)）；（2）電壓放大器數(shù)Au及輸入、輸出電阻Ri、Ro。2022/11/2666例2-3如圖(a)所示固偏式共射放大器，已知三極管為硅管，注：靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大電路

——分壓式偏置式電路

1.溫度變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)Q的影響影響Q點(diǎn)的因素有很多，如電源波動(dòng)、偏置電阻的變化、管子的更換、元件的老化及溫度的變化等等。主要的影響因素則是環(huán)境溫度的變化。2022/11/2667注：靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大電路

——分壓式偏置式溫度對(duì)工作點(diǎn)的影響具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：1)溫度升高，三極管的反向電流增大2)溫度升高，三極管的電流放大系數(shù)β增大3)溫度升高，相同基極電流IB下，UBE減小，三極管的輸入特性具有負(fù)的溫度特性。溫度每升高1℃，UBE大約減?。?~2.5）mV。2022/11/2668溫度對(duì)工作點(diǎn)的影響具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：2022/11/2622.分壓式偏置電路1)電路的組成為保證Q點(diǎn)的穩(wěn)定，要求電路：一般取2022/11/26692.分壓式偏置電路為保證Q點(diǎn)的穩(wěn)定，要求電路：一般取2022)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理(1）基極電位VB(2）穩(wěn)