共射放大电路.pptx

2.2共射放大电路,2.2.1共射电路组成及工作原理,一.放大电路中各元件的作用：,T是放大电路的核心，VCC提供输出信号能量，,RC将iC的变化量转化为uCE的变化量，,RB和VBB提供发射结偏置电压UBE和静态基极电流IB。,定性分析:在输入端加一微小电压，将依次产生一下过程：,适当选择参数，可使uCE可比ui大得多，从而实现放大作用。,二.放大电路的工作原理：,工作波形:,uBEQ,uCEQ,iBQ,iCQ,uo,ui,1.三极管必须工作在放大区，,原理电路缺点:,放大电路组成原则：,3.iC能够转化为uCE,并传送到放大电路的输出端。,2.ui能够传送到三极管的基极回路,产生相应的iB,1.需要两路直流电源,既不方便也不经济,2.输入、输出电压不共地。,共射放大电路的改进电路：,C1、C2是隔直或耦合电容，RL是放大电路的负载电阻，省去了基极直流电源VBB。,2.2.2放大电路的分析方法,一、直流通路与交流通路,1.直流通路,用于放大电路的静态分析。,电容相当于开路电感相当于短路,在直流通路中:,2.交流通路,用于放大电路的动态分析。,电容和理想电压源相当于短路电感和理想电流源相当于开路,在交流通路中:,二、静态工作点的近似估算,静态工作点:外加输入信号为零时,三极管的IBQ,ICQ,UBEQ,UCEQ在输入输出特性曲线上对应一个点Q点。,一般UBEQ可近似认为：硅管(0.60.8)V锗管(0.10.3)V,静态分析(估算静态工作点)讨论对象是直流成分。,估算方法:,三.图解分析法,图解法即可分析静态,也可分析动态。过程一般是先静态后动态。,任务:用作图法确定静态工作点,求出IBQ,ICQ和UCEQ。,一般用近似估算法求IBQ和UBEQ。,1.图解法分析静态,直流输出回路的等效电路,直流负载线和静态工作点的求法,直流负载线方程,M,N,iB=IBQ,VCC,ICQ,UCEQ,根据输出回路方程uCE=VCCiCRc作直流负载线，与横坐标交点为VCC,与纵坐标交点为VCC/Rc，,直流负载线与特性曲线Ib=IBQ的交点即Q点,如图示。,Q,直流负载线和静态工作点的求法,斜率为-1/RC，是静态工作点的移动轨迹。,2.图解法分析动态,动态分析(估算动态技术指标)讨论对象是交流成分。,交流输出回路的等效电路,交流负载线：过静态工作点Q，作一条斜率为-1/（RC/RL）的直线。,交流负载线,画法：过静态工作点Q，作一条斜率为-1/（RC/RL）的直线。,uCE=-iC(RC/RL),交流负载线：描述放大电路的动态工作情况。,Q,IBQ,40,20,60,0.7,uBE,UBEQ,UCEQ,uCE,0.72,0.68,iB,放大电路动态工作情况,交流负载线,用图解法求放大电路的放大倍数：,假设IBQ附近有一个变化量iB，在输入特性上找到相应的uBE，在输出特性的交流负载线上找到相应的iC和uCE。,则电压放大倍数：,结论：,单管共射放大电路中:1.交直流并存，2.有电压放大作用，3.有倒相作用。,图解法的步骤:,（一）画输出回路的直流负载线，（二）估算IBQ，确定Q点，得到ICQ和UCEQ，（三）画交流负载线，（四）求电压放大倍数。,3.图解法分析非线性失真,当Q点过低时，输入信号的负半周进入截止区,-截止失真,Q,UCEQ,ICQ,截止失真,uCE波形出现顶部失真。,交流负载线,iB,当Q点过高时，输入信号的负半周进入饱和区,-饱和失真,饱和失真,交流负载线,ICQ,UCEQ,uCE波形出现底部失真。,iB,4.图解法分析电路参数对静态工作点的影响,Q1,Q2,VCC,Rb1RC1,增大RCQ点向右侧移动,增大RbQ点向右下方移动,Q1,Q2,VCC,21,Q1,Q2,VCC2,VCC2VCC1,VCC1,VCC升高Q点向右上方移动,增大Q点向左上方移动,四.微变等效电路法,适用条件：微小交流工作信号，三极管工作在线性区。解决问题：处理三极管的非线性问题。,等效：从线性电路的三个引出端看进去，其电压、电流的变化关系和原来的三极管一样。,1.用简化的微变等效电路计算单管共射放大电路,电压放大倍数为,rbe,ui,iC,ib,uo,ib,e,c,b,Rc,RL,RB,单管共射放大电路的等效电路,Au=,uo,ui,=,-ibRc/RL,ibrbe,=,rbe,-Rc/RL,输入电阻,=Rb/rbe,Ri=,ui,ii,输出电阻,io,Ro,ui=0RL=,uo,io,=,=Rc,2.等效电路法的步骤,确定放大电路的静态工作点Q，,(3)画出放大电路的微变等效电路，,(2)求出Q点处的和rbe，,(4)列出电路方程求解和。,、,3.有射极电阻的共射放大电路,+,+,-,-,rbe,ui,iC,ib,uo,ib,e,c,b,Rc,RL,RB,RE,ui=ibrbe+(1+)ibRe,ui,RL,uo,Au=,=-,rbe+(1+)Re,uo=-ibRL,其中RL=Rc/RL,电压放大倍数,Ri=rbe+(1+)Re/Rb,RoRc,ui,+,-,ui=ibrbe+(1+)ibRe,ii=ib,Ri=rbe+(1+)Re,Ri,Ri,Ri=Ri/Rb,输入电阻和输出电阻,该放大电路与基本共射放大电路相比较：电压放大倍数减小了输入电阻提高了输出电阻没有变化,例2.3图示放大电路中,=501.试估算放大电路的静态工作点,2.求电压放大倍数,3.求输入电阻和输出电阻。,240,3k,3k,解:直流通路如图所示,IBQRb+UBEQ+IEQRe=VCC,IBQ=,VCC-UBEQ,Rb+(1+)Re,=0.04mA,ICQ=IBQ=500.04=2mAIEQ,UCEQ=VCC-ICQRc-IEQRe=12-2(3+0.82)=4.36V,RL,Au,=-,rbe+(1+)Re,=-1.75,Ri=rbe+(1+)Re/Rb=36.3K,RoRc=3K,射极电阻Re使电压放大倍数降低,小结,图解法,优点:1.即能分析静态,也能分析动态工作情况；2.直观形象；3.适合分析具有特殊输入/输出特性的管子；4.适合分析工作在大信号状态下的放大电路。缺点:1.特性曲线存在误差；2.作图麻烦,易带来误差；3.无法分析复杂电路和高频小工作信号。,微变等效电路法,优点:1.简单方便；2.适用于分析任何基本工作在线性范围的简单或复杂的电路。缺点:1.只能解决交流分量的计算问题；2.不能分析非线性失真；3.不能分析最大输出幅度。,2.2.3放大电路的工作点稳定问题,一.温度的变化对三极管的工作点的影响,温度升高，静态工作点移近饱和区，使输出波形产生饱和失真。,可见：,解决措施:保持放大电路的工作温度恒定。2.从放大电路自身解决。,二.分压式工作点稳定电路,基极静态工作点电位,基本不变,由以上分析可知：,该电路是通过发射极电流的负反馈作用，牵制集电极电流的变化。也称为电流负反馈式工作点稳定电路。,Re愈大,电路的温度稳定性愈好，但将影响输出电压幅度。,Rb2和Rb2值的选用：,一般取i1=(510)iB,且uBQ=(510)UBEQ,1.静态分析,从估算入手,静态发射极电流为,静态基极电流为,静态电压为:,UB,IE,IC,IB,uE,2.动态分析,e,rbe,ic,ib,ib,c,b,Rc,RL,RB2,ui,uo,io,ii,RB1,e,rbe,ic,ib,ib,c,b,Rc,RL,RB2,ui,uo,io,ii,RB1,Au=,uo,ui,=,rbe,-Rc/RL,电压放大倍数为,输入电阻为,输出电阻为,Ri=rbe/Rb1/Rb2,Ro=Rc,uo=,-ibRc/RL,ui=,ibrbe,Ri,Ro,例2.4：已知晶体管的=60，rbe=1.8k，信号源电压us=15mV，内阻Rs=0.6k，其它参数已标在电路图中。求该放大电路的静态工作点；求该放大电路的输入电阻和输出电阻；试求输出电压uo；若RF=0，uo等于多少？,+VCC,us,解：求静态工作点,UB,RB1+RB2,RB1,VCC,IEQ=,ICQ,UEQ,=,UBQ-UBEQ,IEQ=1mA,UCEQ=,VCC,-ICQRc,-IEQ(RE+RF),VCC,-ICQ(Rc+RE+RF),IBQ,ICQ,UB,IE,IC,IB,UE,3V,=,30.7,RB+RF,RE+RF,2