4[1].2_共射极放大电路___4.3_放大电路的分析方法
基本共射极放大电路电路分析
基本共射极放大电路电路分析共射极放大电路是一种常见的放大电路,其基本原理是将输入信号通过基极电容耦合到晶体管的基极,经过放大后输出到负载电阻。
本文将详细介绍共射极放大电路的电路分析。
首先,我们需要了解共射极放大电路的基本组成部分。
它由一个NPN型晶体管、一个输入电容、一个负载电阻、一个偏置电阻和一个电源组成。
偏置电阻用于提供适当的偏置电压,以确保晶体管工作在合适的工作区域。
接下来,我们将进行电路的直流分析。
在直流分析中,我们可以假设输入信号为零,即直流情况下没有输入信号。
在这种情况下,我们可以将输入电容视为开路。
根据基尔霍夫定律,我们可以得到以下方程:1.晶体管的输出特性方程:IC=βIB+(1+β)IB0其中,IC是晶体管的集电极电流,IB是基极电流,β是晶体管的放大倍数,IB0是逆向饱和电流。
2.输入回路的欧姆定律:VBB-IBRB-VBE=0其中,VBB是偏置电压,RB是偏置电阻,VBE是基极与发射极之间的电压。
根据晶体管的特性曲线,我们可以将VBE近似等于0.7V。
通过解这两个方程,我们可以得到基极电流IB和集电极电流IC,从而得到电流放大倍数β。
从而我们可以计算出输出电压的增益Av=ΔVO/ΔVD(其中ΔVO是输出电压变化,ΔVD是输入电压变化)。
接下来,我们进行电路的交流分析。
在交流分析中,我们考虑输入信号,并将输入电容视为闭路。
通常情况下,我们可以使用小信号模型来近似分析。
小信号模型的基本原理是将非线性的晶体管电路线性化,以便我们能够使用常见的线性电路分析方法。
在小信号模型中,我们可以使用一个等效电路来表示晶体管的特性。
该等效电路由一个输入电阻ri、一个输出电阻ro和一个电流放大倍数β组成。
根据这个等效电路,我们可以将输入信号与输入电阻串联,将输出信号与输出电阻并联。
根据这个等效电路,我们可以计算出电路的输入电阻Ri、输出电阻Ro和电压增益Av。
输入电阻Ri等于输入电阻ri与偏置电阻RB并联的结果。
共射极基本放大电路分析
共射极基本放大电路分析为了更好地理解共射极基本放大电路,我们需要进行以下几个方面的分析:1.伏安特性分析:首先我们需要了解晶体管的伏安特性曲线,它描述了晶体管的电流与电压之间的关系。
晶体管的伏安特性曲线通常具有三个区域:截止区域、饱和区域和放大区域。
在截止区域,输入电压较低,晶体管处于截止状态,没有电流通过。
在饱和区域,输入电压较高,晶体管处于饱和状态,有最大的电流通过。
在放大区域,输入电压介于截止电压和饱和电压之间,晶体管将以放大信号的形式输出。
2.小信号模型分析:在共射极基本放大电路中,输入信号通常是小信号,我们可以将晶体管视为线性放大器。
我们可以使用小信号模型来简化电路,将晶体管视为电流放大器和电压放大器。
在这种情况下,共射极基本放大电路可以被看作是一个共射极放大器。
3.增益分析:共射极基本放大电路的放大增益是指输出电压与输入电压之间的比值。
放大增益通常用β表示,β是晶体管的电流放大因子或射极电流与基极电流之比。
增益值可以通过测量输入和输出信号的幅度来计算。
4.截止频率分析:共射极基本放大电路的截止频率是指输入信号频率超过该频率时,晶体管的放大增益开始下降。
截止频率可以通过晶体管的频率响应特性来确定。
5.稳定性分析:共射极基本放大电路的稳定性是指输出信号对于电源电压和温度变化的抗干扰能力。
稳定性分析可以通过电压分压器和电流源的设计来实现。
除了上述的分析,还可以对共射极基本放大电路进行功率分析、频率响应分析、电流增益分析等等。
这些分析可以帮助我们更好地理解共射极基本放大电路的工作原理,并且有助于我们进行电路设计和性能优化。
总结起来,共射极基本放大电路是一种重要的放大电路,需要对其伏安特性、小信号模型、增益、截止频率和稳定性等方面进行详细分析,以便更好地理解其工作原理并进行电路设计和优化。
电子电工学——模拟电子技术 第四章 双极结型三极管及发达电路基础
4.1 双极结型三极管BJT
(Bipolar Junction Transistor)
又称半导体三极管、晶 体管,或简称为三极管。
分类: 按材料分:硅管、锗管 按结构分:NPN型、PNP型 按频率分:高频管、低频管 按功率分:小功率、大功率
半导体三极管的型号
国家标准对半导体三极管的命名如下:
3 D G 110 B
c
e V VCE
VCC
V
VBE
也是一组特性曲线
实验电路
1.共射极电路的特性曲线
输入特性 :iB=f(vBE)|vCE=const
(1)VCE=0V时,发射结和集电结均正偏,输入特性相当于两个PN结并联
(2)VCE=1V时,发射结正偏,集电结反偏,收集电子能力增强,发射极发
射到基区的电子大部分被集电极收集,从而使得同样的VBE时iB减小。
ICEO (1 )ICBO 值愈大,则该管的 ICEO 也愈大。
3.极限参数
(1) 集电极最大允许电流 ICM
过流区
当IC过大时,三极管的值要 iC
减小。在IC=ICM时,值下降 ICM
到额定值的三分之二。
PCM = iCvCE
(2) 集电极最大允许耗散功率 PCM
将 iC 与 vCE 乘 积 等 于 规 定 的 PCM 值各点连接起来,可得 一条双曲线。
利用IE的变化去控制IC,而表征三极管电流控制作用的参 数就是电流放大系数 。
共射极组态连接方式
IE UBE
+ Uo
-
49 IC 0.98(mA)
IB
20( A)
共射极接法应用我们得到的结论:
1、从三极管的输入电流控制输出电流这一点看来,这两 种电路的基本区别是共射极电路以基极电流作为输入控制 电流。 2、共基极电路是以发射极电流作为输入控制电流。
三极管放大电路及其分析方法
三极管放大电路及其分析方法1.共射放大电路共射放大电路的基本结构是:输入信号通过电容耦合到三极管的基极,输出信号从集电极输出。
这种电路的特点是电压放大倍数大,功率放大倍数高,但频率响应不是很理想。
共射放大电路的工作原理:当输入信号作用在基极时,三极管的集电流会改变,进而导致集电极的电压改变。
根据负反馈原理,集电极的输出电压与输入信号的相位差为180°,输出电压幅度与输入信号成正比。
分析方法:1)静态工作点分析:通过直流分析,确定三极管的偏置电流和偏置电压。
2)小信号分析:将输入信号分解为直流分量和交流分量,通过等效电路分析交流放大特性。
3) 频率响应分析:通过增益-带宽积(Gain-Bandwidth Product, GBW)计算电路的频率响应特性。
4)稳定性分析:通过极点零点分析,确定电路的稳定性。
2.共基放大电路共基放大电路的基本结构是:输入信号通过电容耦合到三极管的发射极,输出信号从集电极输出。
这种电路的特点是电压放大倍数小,功率放大倍数低,但频率响应较好。
共基放大电路的工作原理:当输入信号作用在发射极时,三极管的发射电流会改变,进而改变集电极的电流。
根据负反馈原理,输出电压与输入信号的相位差与共射放大电路相反,输出电压幅度与输入信号成正比。
分析方法:1)静态工作点分析:通过直流分析,确定三极管的偏置电流和偏置电压。
2)小信号分析:将输入信号分解为直流分量和交流分量,通过等效电路分析交流放大特性。
3)频率响应分析:测量输入和输出的频率特性,并计算放大电路的频率响应。
4)稳定性分析:通过极点零点分析,确定电路的稳定性。
3.共集放大电路共集放大电路的基本结构是:输入信号通过电容耦合到三极管的基极,输出信号从发射极输出。
这种电路的特点是电压放大倍数一般,功率放大倍数较高,频率响应较好。
共集放大电路的工作原理:输入信号作用在基极上时,三极管的集电极电压不变,而发射电压会对应变化。
根据负反馈原理,输出电压与输入信号的相位差与共射放大电路相同,输出电压幅度与输入信号成正比。
放大电路的分析方法_OK
ICQ
iC 2
1
Q
Q’’
IB = 4 0 µA
直流负载线 20
0
0
2 t
电压放大倍数: 0
Au
ΔvO Δv
ΔvCE Δv
2
I
BE t
4. 5
VCvE6CQE
7. 5
9
0
12 vCE/V vCE/V
11
《模拟电子技术》
【例】用图解法求图示电路电压放大倍数。
RL = 3 k 。
解: 求 RL 确定交流负载线
1/RL 直线,该直线即为
O
VCEQ
交流负载线。 vCE /V
ICQRL
8
3) 动态工作情况图解分析
《模拟电子技术》
(1) 据vi的波形在输入特性曲线图上画vBE、iB的波形
iB
iB / µA
60
3条负载线
Q’
的方程?
Q
IBQ
40
iB
20
Q’’
0
2 t 0
0
0.68 0.7 0.72 vBE
VCC vBE/V
IC IB
2)求rbe
rbe
200
(1
)
26(mV ) IEQ (mA )
《模拟电子技术》
VCC
Rc
Rb
+
vs _
RL
VBB
VCC Rc IL
Rb IB
+IC
+
V_CE
VBE _
RL
VBB
34
3)画交流通路
Rb + vs _ VBB
4)放大电路的小信号模型
共射极放大电路分析
共射极放大电路分析在分析共射极放大电路时,我们需要考虑以下几个方面:1.静态偏置:为了确保晶体管工作在合适的工作区间,我们需要为其提供适当的基极电压和发射极电压。
一般而言,基极电压应为0.6V(对于硅晶体管)和0.2V(对于锗晶体管),而发射极电压应为0.7V。
2.输入电阻:共射极放大电路的输入电阻较低,通常在几百欧姆以内。
这使得电路能够接收低阻抗信号源的输入,同时提供信号放大。
3.输入耦合:输入信号一般通过电容进行耦合。
这是因为晶体管具有极高的输入电容,而电容耦合可以阻隔直流偏置并传递交流信号。
4.输出电阻:共射极放大电路通常具有较高的输出电阻。
这是由于输出信号来自发射极,其内阻较高。
因此,为了降低输出电阻,需要添加一个负载电阻。
5.放大倍数:共射极放大电路的电压放大倍数较高,通常在几十到几百之间。
放大倍数可以通过负载电阻和输入电阻的比值来计算。
6.频率响应:晶体管具有本征的频率响应限制,这会影响共射极放大电路的带宽。
一般而言,为了确保电路的稳定性,需要选择一个合适的负载电阻和耦合电容。
通过以上分析,我们可以得出共射极放大电路的一般特点。
它具有较高的电压放大倍数和较宽的频率响应范围。
然而,由于输出信号是从发射极提取的,其相位非常相反。
因此,在实际应用中,我们需要注意相位问题,以确保信号的正确传递。
总的来说,共射极放大电路是一种常见且实用的电路,因其较高的增益和稳定性而得到广泛应用。
透彻理解和分析这个电路可以帮助我们更好地设计、调试和应用共射极放大电路。
放大电路分析方法、图解法分析放大电路
放⼤电路分析⽅法、图解法分析放⼤电路放⼤电路分析⽅法、图解法分析放⼤电路⼀、本⽂介绍的定义⼆、放⼤电路分析⽅法三、图解法⼀、本⽂介绍的定义放⼤电路分析、图解法、微变等效电路法、静态分析、动态分析、直流通路、交流通路、单管共射放⼤电路的直流和交流通路、静态⼯作点、图解法分析静态、直流负载线、交流负载线、电压放⼤倍数公式、交直流并存状态、电压放⼤作⽤、倒相作⽤、⾮线性失真、截⽌失真、饱和失真、最⼤输出幅度、电路参数对静态⼯作点的影响、⼆、放⼤电路分析⽅法放⼤电路分析:放⼤电路主要器件如双极型三极管、场效应管,特性曲线是⾮线性的,对放⼤电路定量分析,需要处理⾮线性问题,常⽤⽅法,图解法和微变等效电路法。
图解法:在放⼤管特性曲线上⽤作图的⽅法对放⼤电路求解。
微变等效电路法:将⾮线性问题转化成线性问题,也就是,在较⼩变化范围内,近似认为特性曲线是线性的,导出放⼤器件等效电路和微变等效参数,利⽤线性电路适⽤的定律定理对放⼤电路求解。
静态分析:讨论对象是直流成分,分析未加输⼊信号时,电路中各处的直流电压、直流电流。
动态分析:讨论对象是交流成分,加上交流输⼊信号,估算动态技术指标,电压放⼤倍数、输⼊电阻、输出电阻、通频带、最⼤输出功率。
直流通路:电容所在路视为开路;电感所在路视为短路。
交流通路:电容容抗为1/(wC),电容值⾜够⼤,电容所在路视为短路;电感感抗为wL;理想直流电压源Vcc视为短路(因为电压恒定不变);理想电流源,视为开路(因为电流变化量为0) 。
单管共射放⼤电路的直流和交流通路:如下图,直流通路,将隔直电容开路;交流通路,将隔直电容短路,直流电源Vcc短路。
静态⼯作点:三极管基极回路和集电极回路存在着直流电流和直流电压,这些电流电压在三极管输⼊输出特性曲线上对应⼀个点,称为静态⼯作点,静态⼯作点的基极电流Ibq、基极与发射极之间的电压Ubeq、集电极电流Icq、集电极与发射极电压Uceq。
三、图解法图解法分析静态:⽤作图的⽅法分析放⼤电路静态⼯作点。
共射极基本放大电路分析解读
共射极基本放大电路分析解读共射极放大电路是一种常见的基本放大电路结构,由晶体管的射极连接到负载电阻,集电极通过电阻连接到直流电源。
在此结构下,输入信号为电压信号,输出信号也为电压信号。
在共射极放大电路中,晶体管的射极作为输出端,负载电阻通过集电极与直流电源相连。
输入信号通过耦合电容连接到基极。
该电路结构的特点是电流放大倍数大,输入阻抗小,输出阻抗大。
因此,它适合作为信号放大器使用。
下面我们将对共射极放大电路进行详细的分析和解读。
首先,我们来看放大电路的小信号模型,通过将晶体管的直流工作点移到集电极所连的负载电阻上,得到共射极放大电路的小信号模型。
在该模型中,集电极电阻、等效输入电阻和输出电阻在直流条件下都是无穷大,可以忽略。
这样可以简化电路分析,只需关注放大电路的增益和频率特性。
接下来,我们分析共射极放大电路的电压增益。
根据放大电路的小信号模型,我们可以得到电压增益的表达式。
通常情况下,共射极放大电路的电压增益为负值,可以通过对电路参数的调整来改变增益的值。
其中,负载电阻的值越大,电压增益越大,但同时输出阻抗也将变大。
除了电压增益外,我们还可以分析共射极放大电路的频率特性。
通常情况下,晶体管的集电极电容和输入电容将影响电路的频率特性。
为了获得更宽的频率响应范围,可以通过添加补偿电容来提高电路的频率响应。
此外,共射极放大电路还有一些特殊的应用。
例如,在无线电通信领域中,共射极放大电路常常用于放大电路和混频器电路中。
在音频放大器中,共射极放大电路也是常见的电路结构。
总体来说,共射极放大电路是一种常见的基本放大电路结构,具有电流放大倍数大、输入阻抗小和输出阻抗大的特点。
通过详细的分析和解读,我们可以更好地理解该电路的工作原理和性能特点。
4.1.2-4.1.3-基本共射极放大电路的分析方法ok
例题
VCC VBE 12V 40μA Rb 300k
共射极放大电路
ICQ βIBQ 80 40μA 3.2mA
VCEQ VCC Rc ICQ 12V 2k 3.2mA 5.6V
静态工作点为Q(40A,3.2mA,5.6V),BJT工作在放大区。 VCC 12V I 120μA ICQ IBQ 80 120μA 9.6mA (2)当Rb=100k时, BQ R 100k b
vBE=VBEQ+vbe iB=IBQ+ib iC=ICQ+ic vCE=VCEQ+vce
各值都含有直流分量和交流分量。
3. 负载电阻RL对放大电路的影响
(1)对直流通路、直流分量、直流负载线的影响 (2)对交流通路、交流分量、交流负载线的影响
3. 负载电阻RL对放大电路的影响
(1)对直流通路、直流分量、直流负载线有无影响
2. BJT的H参数及微变等效模型 H参数微变等效模型 受控电流源hfeib ,反 映了BJT的基极电流对集电 极电流的控制作用。电流源 的流向由ib的流向决定。 hrevce是一个受控电压 源。反映了BJT输出回路电 压对输入回路的影响。 H参数都是小信号参数,即微变参数或交流参数。
H参数与工作点有关,在放大区基本不变。
vs Vsm sinωt
vBE (VBB vs ) iB Rb
2. 动态工作情况的图解分析 根据iB的变化范围在输出特性曲线图上画出iC和vCE 的波 形 交流负载线 (交流负载线) vCE VCC iC Rc
2. 动态工作情况的图解分析 共射极放大电路中的电压、 电流波形
ICS 1.5
3 Q’
共射极基本放大电路-ppt课件全
稳定电路的静态工作点。
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共射极基本放大电路
(2) 静态工作点的估算
直流通路如图(b)所示。
当三极管工作在放大区时,IBQ很小。当满
足I1>>IBQ时,I1≈I2,则有:
UBQ Rb1Rb2Rb2VCC
IEQ
UB
UBEQ Re
IC Q IEQ
I BQ
I CQ
U CE V Q C C IC(R Q c R e)
IBS
ICS
VCC
Rc
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共射极基本放大电路 4. 动态分析
所谓动态,是指放大电路输入信号ui不为零
时的工作状态。当放大电路中加入正弦交流信号
ui时,电路中各极的电压、电流都是在直流量的
基础上发生变化,即瞬时电压和瞬时电流都是由 直流量和交流量叠加而成的。
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共射极基本放大电路
共射极基本放大电路
1) 保证三极管工作在放大区 2) 保证信号有效的传输 2. 放大电路中电压、电流的方向及符号规定 1) 电压、电流正方向的规定 为了便于分析,规定:电压的正方向都以输入、 输出回路的公共端为负,其他各点均为正;电流方 向以三极管各电极电流的实际方向为正方向。
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1. 静态图解法
以图7(a)所示共射放大电路为例,分析静态时,电容C1和
C2视为开路,这时电路可画成图7(b)所示的直流通路。三极管
的静态工作点的四个量,在基极回路中有IBQ和UBEQ,在集电极
回路中有ICQ和UCEQ,下面分别进行讨论。
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共射极基本放大电路
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共射极基本放大电路
共射极基本放大电路分析教案
共射极基本放大电路分析教案教案:共射极基本放大电路分析一、教学目标:1.了解共射极基本放大电路的工作原理和特点。
2.掌握共射极基本放大电路的分析方法。
3.能够利用分析方法进行共射极基本放大电路的设计和调试。
二、教学内容:1.共射极基本放大电路的工作原理和特点。
2.共射极基本放大电路的分析方法。
3.共射极基本放大电路的设计和调试。
三、教学步骤:1.导入(5分钟)通过演示一段音乐,引起学生对音频放大器的兴趣,然后提问学生对共射极基本放大电路的了解程度。
2.讲解(25分钟)通过投影或板书,向学生讲解共射极基本放大电路的工作原理和特点,解释并展示电路图。
重点讲解以下内容:(1)共射极基本放大电路的结构和工作原理。
(2)共射极基本放大电路的特点:电压放大率高,输入电阻低,输出电阻高,能够在一定范围内线性放大信号。
(3)共射极基本放大电路的工作状态和信号输入、输出的特点。
(4)共射极基本放大电路的增益表达式。
3.分析(25分钟)带领学生进行共射极基本放大电路的分析,包括:(1)求解输入特性曲线和输出特性曲线。
(2)计算电压放大倍数和输入输出阻抗。
(3)考虑电容耦合情况下的频率特性。
(4)分析直流工作点和静态工作点的选择。
4.实验操作(30分钟)将理论知识与实际操作相结合,通过搭建共射极基本放大电路实验装置,进行实验操作。
包括以下实验内容:(1)根据给定的参数计算电路元件的数值,并进行元件的选择和安装。
(2)观察输出波形,并测量输入输出电压、电流和频率特性。
(3)调试电路,使其达到理论预期效果。
5.总结与评价(15分钟)总结共射极基本放大电路的学习内容和实验操作,引导学生进行思考和讨论,评价自己的学习成果。
四、教学资源:1.投影仪或黑板白板。
2.教学PPT或板书。
3.实验装置和元件。
4.计算器。
五、教学评价:通过学生表现、实验结果和自我评价的综合评价,评估学生对共射极基本放大电路分析的理解和掌握程度。
分析学生在实验操作过程中的表现和结果,评估其实践能力和调试能力的提高。
三极管工作原理(详解)
讨论二
PCMiCuCE
uCE=1V时的iC就是ICM
ΔiC
iC iB
UCE
U(BR)CEO
由图示特性求出PCM、ICM、U(BR)CEO、β。
end
4.2 共射极放大电路
电路组成 4.2.2 共射放大电路的工作原理 4.2.3 两种实用放大电路
4.2.1 电路组成
输入回路(基极回路)
输出回路(集电极回路)
不设置正确的静态: 输出电压必然失真! 设置合适的静态工作点,主要是为了解决失真问题;
但Q点将影响所有动态参数!
4.2.2 共射放大电路的工作原理
3.静态工作点(Q点)的分析计算 求 IB、IC、VCE
步骤:(1)画直流通路 直流电流流经的通路 原则: ① Us=0,保留Rs;②电容开路;
③电感相当于短路(线圈电阻近似为0)
2. 电流分配关系
根据传输过程可知 IE=IB+ IC
设
传输到集电极的电流
发射极注入电流
即 ICN
通常
IE IC >> ICBO
则有 IC
IE
IC= ICN+ ICBO
为电流放大系数。它只
与管子的结构尺寸和掺杂浓度 有关,与外加电压无关。一般
= 0.90.99 。
放大状态下BJT中载流子的传输过程
共射极放大电路
直流通路
4.2.2 共射放大电路的工作原理
3.静态工作点(Q点)的分析计算
(2)计算静态工作点
IBQ
VCC
VBEQ Rb
ICQ βBIQ ICEOβBIQ
VCEQ=VCC-ICQRc
直流通路
4.2.2 共射放大电路的工作原理
共发射极放大电路的分析
共发射极放大电路的分析
一、直流分析:
1.确定工作点:首先需要确定晶体管的工作点,即输入直流电压和输出直流电压。
通过射极电阻的分压原理,可以计算出射极电阻的电流和电压,从而确定工作点。
2.确定偏置电路:为了使晶体管在工作点时处于线性放大区,并避免过饱和或者截止,需要设计偏置电路。
常见的偏置电路有电流镜电路、共射极负反馈电路等。
3.分析直流通路:根据电路的连接方式,确定各电阻的电压和电流。
通过欧姆定律和基尔霍夫定律,可以计算出各节点的电压和电流。
二、交流分析:
1.交流模型:根据晶体管的小信号等效模型,进行交流分析。
通常将晶体管看作是一个受控电压源和电阻组成的电路。
其中,受控电压源用于描述输入信号的影响,电阻用于描述晶体管的放大特性。
2.确定输入阻抗:通过交流模型,计算出输入阻抗。
输入阻抗可以反映输入信号对电路的影响程度。
3.确定输出阻抗:通过交流模型,计算出输出阻抗。
输出阻抗可以反映电路对负载的驱动能力。
4.确定增益:通过计算输入电压和输出电压之比,可以得到电路的增益。
增益可以衡量电路放大信号的能力。
在共发射极放大电路的分析中,还需注意以下几点:
1.负载:应根据负载特性,选择适当的电阻和电容,以提高电路的稳
定性和性能。
2.频率特性:晶体管的频率响应、输入输出阻抗随频率的变化等,也
需要进行分析和优化。
3.反馈:可以通过负反馈来改善电路的性能,增加稳定性和减小波动。
总结:。
共基共射共集三种放大电路的总结及比较
共基共射共集三种放大电路的总结及比较1.共基放大器:共基放大器的输入信号通过输入电阻Rb进入基极,输出信号通过负载电阻Rc从集电极输出。
共基放大器具有以下特点:-输入电阻较低,输出电阻较高,适合驱动负载电阻较大的电路。
-电压放大倍数较低,通常不大于1-输出信号相位与输入信号相位相反。
2.共射放大器:共射放大器的输入信号通过输入电容Ce进入集电极,输出信号通过负载电阻Rc从集电极输出。
共射放大器具有以下特点:-输入电阻较高,输出电阻较低,适合与负载电阻较小的电路连接。
-电压放大倍数较高,通常大于1-输出信号相位与输入信号相位相同。
3.共集放大器:共集放大器的输入信号通过输入电容Ce进入基极,输出信号通过负载电阻Rc从发射极输出。
共集放大器具有以下特点:-输入电阻较高,输出电阻较低,适合与负载电阻较小的电路连接。
-电压放大倍数较低,通常不大于1-输出信号相位与输入信号相位相同。
比较:1.输入输出特性:共基放大器的输入电阻较低,输出电阻较高;共射放大器和共集放大器的输入电阻较高,输出电阻较低。
根据不同的应用需求,可以选择适合的放大电路。
2.电压放大倍数:共集放大器的电压放大倍数较低,通常不大于1;共基放大器的电压放大倍数较低但能大于1;共射放大器的电压放大倍数较高,通常大于1、根据需要放大的信号强度,可以选择合适的放大电路。
3.输入输出相位关系:共射放大器的输出信号相位与输入信号相位相同;共集放大器和共基放大器的输出信号相位与输入信号相位相反。
根据信号传输的要求,可以选择合适的放大电路。
4.电流放大倍数:共集放大器的电流放大倍数较高;共基放大器和共射放大器的电流放大倍数较低。
总结:共基放大器具有输入电阻低、输出电阻高的特点,适合驱动负载电阻较大的电路。
共射放大器具有输入电阻高、输出电阻低的特点,适合与负载电阻较小的电路连接。
共集放大器具有输入电阻高、输出电阻低的特点,适合与负载电阻较小的电路连接。
根据具体的应用需求,可以选择合适的放大电路结构。
共发射极放大电路分析【共发射极基本放大电路分析】
共发射极放大电路分析【共发射极基本放大电路分析】【摘要】电子技术是一门实践性很强的课程,如何让学生学好知识,提高学习兴趣,培养适应当今社会发展的职业技术人才,在教学中注重教学方法是关键,也是实践性教学的一个重要环节。
【关键词】电子技术;共发射极基本放大电路;教学方法一、三极管放大器的组成元件下图为共发射极基本放大电路。
当输入端加入微弱的交流电压信号ui时,输出端就得到一个放大了的输出电压uo。
由于放大器的输出功率比输入功率大,而输出功率通过直流电源转换获得,所以放大器必须加上直流电源才能工作。
从这一点来说,放大器实质上是能量转换器,它把直流电能转换成交流电能。
放大器是由三极管、电阻、电容和直流电源等元器件组成。
对模拟信号进行处理最基本的形式是放大。
在生产实践和科学实验中,从传感器获得的模拟信号通常都很微弱,只有经过放大后才能进一步处理,或者使之具有足够的能量来驱动执行机构,完成特定的工作。
放大电路的核心器件是三极管,三极管的电流放大作用与三极管内部PN的特殊结构有关。
(其中ui是要放大的输入信号,uo是放大以后的输出信号,VBB是基极电源,该电源的作用是使三极管的发射结处在正向偏置的状态,VCC是集电极电源,该电源的作用是使三极管的集电结处在反向偏置的状态,RC是集电极电阻。
)三极管犹如两个反向串联的PN结,如果孤立地看待这两个反向串联的PN结,或将两个普通二极管串联起来组成三极管,是不可能具有电流的放大作用。
具有电流放大作用的三极管,PN结内部结构的特殊性是:(1)发射区半导体的掺杂浓度远高于基区半导体的掺杂浓度,且发射结的面积较小,这样做是为了便于发射结发射电子。
(2)集电结的面积要比发射结的面积大,便于收集电子。
(3)联系发射结和集电结两个PN结的基区非常薄,且掺杂浓度也很低。
上述的结构特点是三极管具有电流放大作用的内因。
要使三极管具有电流的放大作用,除了三极管的内因外,还要有外部条件。
三极管的发射极为正向偏置,集电结为反向偏置是三极管具有电流放大作用的外部条件。
放大电路的基本原理和分析方法
(一)、直流电路的画法 1.交直流共存的电路
Rb
C1
+ UI _
RC C2 T
+VCC
+ U0
_
2.静态电路的画法 (1)电容在直流通路中相当于开路 (电感在直流通路中相当于短路)
在画直流通路时,电容c1左边的部分相当于断开、c2右边 的部分也相当于断开,去掉断开的部分则直流通路就画出 来了如图
载提供的最大输出功率,用Pom表示。 2.指放大电流的最大输出功率Pom与直流电源消耗的功率Pv之比,即 η= Pom/ Pv
六、失真系数 定义:各次谐波总量与基波分量之比,即 D=√B22+B32+····/B1 (B1,B2,B3····分别为输出信号的基波、 二次谐波、三次谐波····的幅值)
七、通频带 定义:放大倍数下降到中频放大倍数的0.707倍的两点所限定的频率
范围。
1.4放大电路的基本分析方法
定性分析放大电路的工作分为两方面的内容: 1.静态分析,即计算不加输入信号时放大电路的工作状态,估算静态 工作点。 2.动态分析,即u,输入电阻Ri,输出电阻R0
(2)整理,因为三极管的发射极接地是地,同时理想电压接 地,他们可以共地。如下图
+
UI
Rb
_
+
T
RC
U0
_
Rb IBQ
RC
ICQ
T
+
VCEQ
-
+VCC
3.静态分析 定义:即分析只有直流电压VCC作用时电路中的电流和电压。亦即求 IBQ、ICQ、VCEQ 一般来说三极管的基极和发射极的电压为VBEQ=0.7V 则:IBQ=(VCC -VBEQ)/Rb ICQ=βIBQ VCEQ=VCC-ICQ*RC
4.2_共射极放大电路___4.3_放大电路的分析方法
放大电路: ①放大作用是针对变化量(交流量)的
② 能量转换电路(把直流电源能量→放大了的信号能量)
最基本、最常见的BJT放大电路——共射级放大电路
4.2.1. 电路组成
① b极回路——输入回路
c极回路——输出回路
e极——公共端(⊥端)
② VBB使e结正偏 VCC使c结反偏 保证BJT工作在放大区
(1)该电路的最大不失真输出电压有效值Uom≈ ;
A.2V
B.3V
C.6V
(2)若发现电路出现饱和失真,则为消除失真,可将 。
A.RW减小
B.Rc减小
C.VCC减小
解:(1)A (2)B
三、在图T2.3所示电路中, 已知VCC=12V,晶体管的=100,R
填空:要求先填文字表达式后填得数。
' b
(c) (a)
(e)
CCCbb1b11
+VCC
Rc RRcc Rc CCbb22
TTT Cb2
VVCCCC
Rb
VBB
(d) ((bf))
2. 放大电路如图所示。当测得 BJT的VCE 接近VCC=的值时, 问管子处于什么工作状态?可 能的故障原因有哪些?
答: 截止状态
共射极放大电路
故障原因可能有: • Rb支路可能开路,IB=0, IC=0, VCE= VCC - IC Rc= VCC 。 • C1可能短路, VBE=0, IB=0, IC=0, VCE= VCC - IC Rc= VCC 。
设输入 vi = 0.02 sint (V) 的交流小信号
(1)根据 vi 在输入特性曲线上求 iB
iB/uA
iB/uA
60 40
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交流负载线
iB /uA iB /uA
60 40 20
iC /mA iC /mA
iC /mA
饱和区
200uA 160uA
Q1
放大区
120uA 80uA
Q
uA 40uA iB =40 Q2 0
截止区
vCE/V
画出输出特性曲线和交流负载线 若负载开路,则为直流负载线
�
要求:
放大电路要想获得最大的不失真输出幅度 (工作点获得最大工作范围),
工作点Q要设置在放大区负载线的中央
不带负载——直流负载线 带负载——交流负载线
VCC
vCE 直流通路
• 在输入特性曲线上,作出直线 VBE =VCC-IBRb,两 线的交点即是Q点,得到IBQ。 • 在输出特性曲线上,作出直流负载线 VCE=VCC-
ICRc,与IBQ曲线的交点即为Q点,从而得到VCEQ 和ICQ。
2. 动态工作情况的图解分析
R'L= RL∥Rc, 是 1) 交流通路及交流负载线 交流负载电阻。 由交流通路得纯交流负载线: vce= -ic⋅ (Rc //RL)
Rb VBB
(c) (a) (e)
(d) (b) (f)
2. 放大电路如图所示。当测得 BJT的VCE 接近VCC=的值时, 问管子处于什么工作状态?可 能的故障原因有哪些? 答: 截止状态 故障原因可能有:
共射极放大电路
• Rb支路可能开路,IB=0, IC=0, VCE= VCC - IC Rc= VCC 。 • C1可能短路, VBE=0, IB=0, IC=0, VCE= VCC - IC Rc= VCC 。
vce= vCE - VCEQ 又交流负载线是有
ICQ iC
斜率
VCC Rc Q
1 Rc// RL
斜率 -
IBQ
1 Rc
交流输入信号时工作 ic= iC - ICQ 点的运动轨迹。 同时,令R′L = Rc//RL
vCE - VCEQ= -(iC - ICQ )⋅ R′L iC = (-1/R′L)⋅ vCE + (1/R′L) VCEQ+ ICQ
−Uo Ui
-120 ;
RL ' ⋅U o RC+RL
0.3
1. 下列a~f电路哪些具有放大作用?
-VCC -VCC
Cb Cb1 Cb1 Rb VBB Rc
T T
+ VCC
Rc
Rc Rb2 C c C C b1 b1 C b1
Rc Rc Rc R c Cb2 C b2 T Cb2
T T
T
Cb2
VCC V CC
简化电路及习惯画法
共射极基本放大电路
VBB = VCC
习惯画法
4.2.2 工作原理
输入信号为零(vi= 0 )时,放大电路的工 1. 静态: 静态:输入信号为零( 作状态,也称直流工作状态。
Vi=0
静态时,三极管的 IB、 IC、VCE在特性曲线上确定 为一点,称为静态工作点,常称为Q点。一般用IBQ、 ICQ、和VCEQ 表示。
输出端没接RL ,交流负载线斜率为 -1╱Rc ,为直流负载线。
2) 输入交流信号时的图解分析
设放大电路在没有输入交流信号 ( Vi= 0 )时已有一个合适的Q点 V CC − V BE IB = Rb
I
C
= β ⋅ I
B
V CE = V CC − I C R c
共射极放大电路 Q点设置于线性放大区的中央
P116图4.2.1
P124图4.3.1
b极偏置电阻 ③ Rb—— ——b 提供合适的b极电流(偏流)
IB = (VBB-VBE) / Rb ——固定偏流电路
④RC —— C极电阻,将电路中 iC 的变化转变成 vCE 的变化。 ⑤Cb1、Cb2: ( ※选用电解电容时,注意极性
IB + VBE 共射极放大电路
IC + VCE -
直流通路
• 首先,画出直流通路
iC C
• 列输入回路方程: V R VBE =VCC-IBRb
CC CC c c
• 列输出回路方程(直流负载线): VCE=VCC-ICRc V
CEQ
ICQ
Q
IBQ
1 斜率 IB + Rc
VBE -
I+ C V -CE
注:① vo依旧与vi反相
②对于PNP管,iC的变化与vCE的变化同相 因此,饱和失真时, vo与iC一样顶部失真 截止失真时, vo与iC一样底部失真
放大电路的最大不失真 输出电压 UOM
�波形不失真时工作点的最大工作范围: 以Q点为中心,以2倍的Q、Q1 或Q、Q2 之间的最小距离为移动范围 否则出现饱和或截止失真 �负载开路时,输出不失真波形的幅值 UOM为 UCEQ-UCES与VCC-UCEQ中的小者
60 40 20
iC /mA iC /mA
交流负载线
Q` Q IBQ Q`` vBE/V vBE/V
ICQ t
Q` Q
uA 60 60uA uA 40 40uA
Q`` 20 uA 20uA vCE/V vCE/V
t
VBEQ t
t
VCEQ vo
1. 试分析下列问题: (1)增大Rc时,负载线将如 何变化?Q点怎样变化? (2)增大Rb时,负载线将如 何变化?Q点怎样变化? (3)减小VCC时,负载线将 如何变化?Q点怎样变化? (4)减小RL时,负载线将如 何变化?Q点怎样变化?
静态工作点为Q(40uA,3.2mA,5.6V),BJT工作在放大区。 VCC 12V I = ≈ = 120uA I C = β ⋅ I B = 80 × 120 uA = 9.6mA B (2)当Rb=100k时, Rb 100k
VCE = VCC − Rc ⋅ I C = 12 V - 2k × 9.6mA = −7.2 V
VCC Rc
Q''
斜率 -
ICQ
Q
IBQ
1 Rc
Q'
VCC vCE
基本共射放大电路的截止失真
放大电路的工作点达到了三极管的截止区。 ic表现为底部失真。 对于NPN管,vo表现为顶部失真。
为了消除截止失真, 可增大VBB 或 减小Rb 来增大 IB
基本共射放大电路的饱和失真
为了消除饱和失真,可 放大电路的工作点达到了三极管的饱和区 ic表现为顶部失真, 对于NPN管,vo表现为底部失真。 ①增大Rb来减小 IB ②减小Rc来增大负载线斜率 进而增大UCE、 ICS ③选 β 较低的管子
其最小值也只能为VCES,即IC的最大电流为:
VCE不可能为负值, V − VCES 12V I CM = CC ≈ = 6mA Rc 2k
所以BJT工作在饱和区。
此时,Q(120uA,6mA,0V), 由于 β ⋅ I B > I CM
3. Q点的确定对输出波形非线性失真的影响
目的:①确定合适的Q点 ②确定最大不失真的输出波形的幅值。限制输入信号的幅值。 非线性失真:当放大电路 ①Q点选择不当(过高或过低), ②输入信号幅值过大, 使工作点沿交流负载线进入饱和区或截止区, 产生波形失真。 ——饱和失真、截止失真 iC Q点应取在交流负载线线性段的中央。 电路不带负载——直流负载线 Q点过高——如Q" 易饱和失真。 Q点过低——如Q' 易截止失真。
C.VCC减小
' = 100k Ω。 三、在图 T2.3所示电路中, 已知 VCC=12V ,晶体管的 β = 100 , Rb 填空:要求先填文字表达式后填得数。 ̇ i 0V 时,测得 U ( 1 )当 U= = 0.7V ,若要基极电流 I
' R b =20μA, 则 和RW之和Rb=
BEQ
Vi=0
Q点可通过放大电路的直流通路来求 直流通路:直流量所流经的路径。
直流通路 共射极放大电路 耦合电容C1、C2对直流量相当于断路
输入信号不为零时,放大电路的工作状态,也称交流工 动态: 动态:输入信号不为零时,放大电路的工作状态,也称 作状态。 Vi=Vm sinωt 为什么设置合适的Q点?
同时交流负载线必过Q点
共射极放大电路
VCEQ
VCC
vCE
ic 过输出特性曲线上 + 的 Q 点 做 一v 条斜率为ce 1/R′L 直线,该直线即为 交流负载线。
交流通路
共射极放大电路
总结: 总结
对于直流负载线,无论输出端接否RL,
VCE=VCC-ICRc ,斜率为 -1/RC
对于交流负载线, 输出端接有RL ,交流负载线斜率为 -1╱(Rc RL),且经过Q点;
IBQ值一定时, ICQ较低
注意:对于PNP管,由于是负电源供电,失真的表现形式, 与NPN管正好相反。
PNP管放大电路 iB + Rb VBB VCC iC + Rc RL
vo
vi -
vi+→ vEB ↓ → iB ↓ → iC ↓ → vCE↓→ vo-
( vCE = -VCC + iCRC )
≈
kΩ;而若测
BQ
得UCEQ=6V,则Rc=
kΩ。 Ui ( 2 )若测得输入电压有效值 =5mV 时,输出电压有效 ' 值 U = ≈ 。 o 0.6V, 则电压放大倍数= 若负载电阻RL值与RC相等 ,则带上负载后输出电压有效 值= = V。