2晶体管的共射放大电路

1、1 晶体管共射放大电路晶体管共射放大电路 2 一、实验目的 加深对共射放大电路工作原理及特点的理解，牢固 掌握基本概念。 掌握放大电路静态工作点的测量和调整方法；掌握 放大器电压增益、输入电阻、输出电阻、最大不失 真输出电压、幅频响应等动态参数的测量和确定方 法；注意放大器的非线性失真问题。 深入理解射极电阻及其旁路电容在负反馈中所起的 作用、及对放大电路性能的影响。 学习晶体管放大电路元件参数选取方法，掌握单级 放大器设计的一般原则。 3 二、实验原理 1、共射放大电路、共射放大电路 图1是单电源供电分立电路最普遍采用的、分压式电流 负反馈共射放大电路。 图1 4 （1）静态分析）静态分析

2、EB 0.7VVV BCC212 ()VVRRR EEE IVR CE II 晶体管偏置在正向放大区，基极偏压约为： 射极偏压约为： 射极静态电流： 集电极电流： 5 （2）动态分析）动态分析 B VV EB VVV CEEE1E1 IIVRVR CCE1 ()VRV R vCE1 ARR 在vi 处输入交流信号V，则： 因此： 即该共射放大器的电压增益为： 6 改接CE与整个RE并联，则： E1 0R v A 事实上， CBECTme 1IVIVgr 根据上式，（不可能） 对于 ： E 1 0R BEB VVV CBEe IVr CCe ()VRV r vCe ARr 因此： 电压增益为：

3、注意：re 是IC 的函数，这使得电压增益AV 与输出信号大小有关，导致非线性失 真，输出信号幅度越大、失真越严重；另一方面，电源电压VCC的变化引起的IC 改变也将使电压增益AV 不稳定。此外，re 与VT 成正比，因此AV 还受绝对温度影 响。 （2）动态分析）动态分析 7 可以看出，RE1 的存在可减小re 效应所造成的电压增益不稳定，但 同时|AV| 也减小了，实际上这是由于RE1起了负反馈的作用。RE1 相 对re 越大、负反馈越强，电压增益越稳定、但|AV| 也越小。 vCE1e ()ARRr 考虑re，共射放大器的电压增益应为： （2）动态分析）动态分析 8 2、静态工作点与非线

4、性失真、静态工作点与非线性失真 静态工作点选得过高或过低都会产生非线性失真。 Q点选得过高，如图2中的Q1，信号波形产生饱和失真。 Q点选得过低，如图2中的Q2，信号波形产生截止失真。 图2 9 大信号工作时，为得到最大不失真输出电压幅度，静态 工作点应设在交流负载线的中间位置，如图3所示。 2、静态工作点与非线性失真、静态工作点与非线性失真 图3 10 2、静态工作点与非线性失真、静态工作点与非线性失真 由于晶体管输入特性iB-vBE的非线性，如图4所示，引起的输出电压 失真称为非线性失真。 由于晶体管输出特性的不均匀，也会引起非线性失真。 适当选择静态工作点，可以减小这种失真，但不能完全消

5、除。 这些晶体管特性的非线性或不均匀性引起的非线性失真，又称为固 有失真。 对于小信号放大器，非线性失真不是主要问题。 图4 11 3、单级放大电路的设计原则、单级放大电路的设计原则 单级放大电路设计就是按照指标要求，选择有 源器件、电路形式、电源电压，确定静态工作点， 计算各元件参数值的整个过程。 12 (1)电路参数计算的一些原则或经验公式电路参数计算的一些原则或经验公式 高频小信号晶体管的最佳工作电流通常为： IC = 0.5 3mA 1 BCC3 VV ECC (0.2 0.3)VV BBE (510)VV 其他的静态参数一般取值： 或： 或： 或3V5V（对硅管） R 1B (5 1

6、0)II R1E (0.11)II 流过 偏置电阻R1的电流： 或： 注：具体可参考实验教材例子。 13 （2）晶体管的选取）晶体管的选取 注：具体可参考实验教材例子。 极限参数：集电极最大允许电流、集电极最大允许 耗散功率、反向击穿电压等。 频率特性 噪声系数 值 晶体管的选取依据主要有： 14 4、动态指标与测试方法、动态指标与测试方法 动态指标包括电压增益、输入电阻、输出电阻、最大不失真 输出电压、通频带等。 （1）电压增益）电压增益Av : 给定输入信号，在确定输出波形无明显失真的情况下， 分别测量输出电压vo和输入电压vi，vo与vi之比即为电压增益。 （2）输入电阻）输入电阻Ri

7、如图5所示，在信号源与被测放大器之间串入一个与Ri （理论估算）同一数量级的已知电阻R，当输出波形不失真 时，分别测出vs 和vi ，则放大器的输入电阻为 voi Avv 15 ii i sisi () vv RR vvRvv 图5 16 （3）输出电阻）输出电阻Ro 放大器的输出电阻反映该放大器驱动负载的能力，为后 级电路设计提供条件。 如图6所示，在输出波形不失真、且输入电压幅度确定相 等的情况下，分别测出输出端空载时的输出电压vo、和接入 负载RL后的输出电压vo，则放大器的输出电阻为： ooo oL oLo (1) vvv RR vRv 图6 17 （4）最大不失真输出电压峰）最大不失

8、真输出电压峰-峰值峰值VOPP的测量的测量 为得到最大的动态范围，应将静态工作点调整到交流负载线中点 附近。为此在放大器正常工作情况下，逐渐增大输入信号幅度，同时调 节上偏置电阻R1，用示波器观察输出波形。当输出波形同时出现削底和 缩顶失真时，表明静态工作点已调到了交流负载线的中点。然后调整输 入信号幅度，使输出波形幅度最大、且无明显失真，此时的输出电压即 为该电路最大不失真输出电压。 （5）幅频特性测量）幅频特性测量 电压增益的大小与频率的函数关系称为幅频特性。一般用逐点法 进行测量。 在输出波形不失真、且输入电压幅度确定相等的情况下，改变信号 频率，逐点测量并记录各频率点的电压增益，以各点数据绘出的曲线即 为幅频特性曲线。 18 三、实验内容三、实验内容 放大电路特性测试 实验数据整理、计算和分析 设计一单级放大器 注：具体参考实验教程。 19 四、预习要求四、预习要求 复习共射放大电路的相关知识 计算图7所示放大电路的静态工作点 阅读实验原理和实验内容