共射放大电路

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
UBEQ T 可见：
β ICBO
1. 用简化的微变等效电路计算单管共射放大电路
b ib
RB C1 + ui + RC + T RL
iC c
C2
+VCC + uo -
+ ui
RB
+
rbe
βib e
单管共射放大电路的等效电路
Rc
RL uo
-
-
电压放大倍数为 uo - β ib Rc// RL Au= =
ui
ib rbe
=
- β Rc// RL
T 3kΩ 240Ω RL Re
接有发射极电阻的单管共射放大电路
解:直流通路如图所示 IBQRb + UBEQ + IEQ Re = VCC
+VCC Rb IBQ + UBEQ VT Rc ICQ
IBQ =
VCC- UBEQ Rb+(1+ β ) Re = 0.04mA
IEQ
Re
ICQ = β IBQ = 50 × 0.04 = 2 mA ≈ IEQ
二、 静态工作点的近似估算
静态分析(估算静态工作点)讨论对象是直流成分。
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 ( 0.6 ~ 0.8 ) V 锗管 ( 0.1 ~ 0.3 ) V
e
Ri
Ro
ui = ib rbe
电压放大倍数为
uo = - β ib Rc// RL
uo Au= ui
- β Rc// RL = rbe
输入电阻为
输出电阻为
Ri = rbe //Rb1// Rb2 Ro= Rc
[例2.4]：已知晶体管的 β = 60 ， rbe=1.8 kΩ ，
信号源电压us =15mV，内阻Rs = 0.6 kΩ ，
+VCC
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 。
C1 + ui -
+
T
RL
+
uo -
单管共射放大电路
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
RB C1 + ui RC + C2
用于放大电路的静态分析。
+VCC R RC T +VCC
iC
VCC2 RC VCC1 RC
VCC2>VCC1
iC
VCC RC
β2> β1
Q2 Q1
Q2 Q1 O
O
VCC1 VCC2 uCE
VCC uCE β 增大 Q点向左上方移动
VCC升高
Q点向右上方移动
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。
直流负载线和静态工作点的求法 直流输出回路的等效电路
RB C1 + ui 单管共射放大电路 + RC + T RL
C2
+VCC + uo -
iC + T uCE
M
iC + Rc uCE
N
-
VCC
直流负载线方程
uCE VCC iC RC
直流负载线和静态工作点的求法
iC + T uCE M iC + iC/mA VCC Rc Rc ICQ VCC O iB=IBQ Q
二.放大电路的工作原理 ：
IB
RC
iC
+
RB Tu
CE
定性分析: ui 在输入端加一微小电压， 将依次产生一下过程： VBB
ui
VCC
~
UBE
uo
-
uBE
iB
iC
uCE VCC iC RC
适当选择参数，可使uCE可比ui大得多，从而实现放 大作用。
工作波形:
uBE
uBEQ
O iB iBQ O iC iCQ O uCE
ICQ
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。 解决措施: 1. 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
RB2 iR +VCC Rc iC C2 +
U BQ
RB 1 VCC RB 1 RB 2
C1 + ui -
uCE
N
-
UCEQ
VCC uCE/V
根据输出回路方程uCE = VCC – iCRc 作直流负载线， 与横坐标交点为VCC , 与纵坐标交点为VCC/Rc ， 斜率为-1/RC ，是静态工作点的移动轨迹。 直流负载线与特性曲线 Ib=IBQ 的交点即Q点, 如图示。
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
B
+
T
RL
+
uo
直流通路
单管共射放大电路
在直流通路中:
电容相当于开路 电感相当于短路
2. 交流通路
用于放大电路的动态分析。
+VCC RB +
RB C1
RC +
+
C2
RC T RL 交流通路 + uo -
+ ui -
T
RL
uo -
+ ui -
单管共射放大电路
在交流通路中: 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
直流通路
UCEQ =VCC - ICQ Rc - IEQ Re
= 12-2× ( 3 + 0.82 )
= 4.36 V
rbe ≈ rbb΄ +(1+ β ) = 300 + (1+ 50)
b ib rbe ui Rb βib e Re Rc iC c
26 IEQ
射极电阻Re使电压 放大倍数降低
= 963 Ω
交流负载线
iB
60
IBQ
iC
Q
40 ΔiB
4
iB=80μА 60
Q 2
40 20
直流负载线
20
O O O 0.7 u /V BE ΔuBE UBE u
0.68
Q
t
t
BE
O
0
6
12 uCE/V
uCE
ΔuCE UCEQ
0.72
t
t
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ΔiB ， 在输入特性上找到相应的ΔuBE ，
输入电阻和输出电阻
b + ui ib + rbe Rb ui′ iC c +
βib
e Re
Rc
RL uo -
-
Ri Ri ′
ui′ = ib rbe + (1+ β) ib Re
ii′ = ib Ri ′ =rbe +(1+ β) Re
Ri = Ri′ // Rb
Ri=[rbe +(1+ β) Re]// Rb
RB C1 + ui + RC Δ iC + VT M ΔiC
+
T
C2
+VCC +
+
ΔuCE RC RL
ΔuCE -
RL
uo -
交流负载线：过静态工作点Q ， 作一条斜率为-1/（RC//RL）的直线。
N 交流通路的输出回路
Δ iC
+ VT ΔuCE -
M
ΔiC
+
iC/mA 4
RC RL
交流负载线
---饱和失真
Q ICQ
交流负载线
O
t
O
uCE
UCEQ
iB
O
饱和失真
uCE
t uCE波形出现底部失真。
4. 图解法分析电路参数对静态工作点的影响
iC VCC RC1 VCC RC2 iC VCC RC
RC2>RC1
Rb1<Rb2
Q2
Q1
Q1 Q2
O
VCC 增大RC Q点向右侧移动
uCE O
VCC uCE 增大Rb Q点向右下方移动
（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
iC/mA iC/mA 交流负载线
---截止失真
iB
ICQ O
Q
t
O UCEQ
uCE
uCE波形出现 顶部失真。
O
t
uCE
截止失真
当Q点过高时，输入信号的负半周进入饱和区
iC/mA iC/mA
在输出特性的交流负载线上找到相应的ΔiC和ΔuCE。
则电压放大倍数： Au uo uCE ui uBE
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 ，
ui
t
t
t
uCEQ O
uo t
放大电路组成原则：
1.三极管必须工作在放大区，
2. ui 能够传送到三极管的基极回路,产生相应的iB 3. iC能够转化为uCE,并传送到放大电路的输出端。 原理电路缺点:
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：
RB RC + C2
+
26 2
+
RL uo
β RL′ Au = rbe +(1+ β) Re
-
= - 1.75
Ro ≈ Rc = 3KΩ
Ri=[rbe +(1+ β) Re]// Rb = 36.3KΩ
小 结
图解法 优点: 1. 2. 3. 4. 1. 2. 3.
缺点:
即能分析静态, 也能分析动态工作情况； 直观 形象； 适合分析具有特殊输入/输出特性的管子； 适合分析工作在大信号状态下的放大电路。 特性曲线存在误差； 作图麻烦,易带来误差； 无法分析复杂电路和高频小工作信号。
Ro ≈ Rc
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, β = 50
1. 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。
3kΩ
+VCC
RB C1 + ui -
Rc
C2
+ uo -
iB=80μА 60
ΔuCE -
Q 2
40 20
直流负载线
N 交流通路的输出回路
ΔuCE = - ΔiC(RC // RL)
O
0 6 12 uCE/V
交流负载线：描述放大电路的动态工作情况。 画法：过静态工作点Q ， 作一条斜率为-1/（RC//RL）的直线。
放大电路动态工作情况
iB/μА
iC/mA
3. 有射极电阻的共射放大电路
+VCC RB C1 + ui T Rc C2 +
b
ib rbe
βib
iC
c
+
Rc
+
RL uo
ui -
RB
e RE
RL uo
-
RE
-
电Fra Baidu bibliotek放大倍数
uo = - β ib RL′
其中RL′ = Rc // RL
ui = ib rbe + (1+ β) ib Re uo β RL′ Au= u = i rbe +(1+ β) Re
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：
IB
RC
iC
+ Tu VCC
CE
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 ui ~ VBB
UBE
uo
原理电路
RB和VBB提供发射结偏置电压UBE和静态基极电流IB。
UB
RB1
T
iB
U BQ 基本不变
T
ICQ ICQ UEQ
UE RE
RL
uo -
CE
UBEQ
IBQ
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 = (5~10) iB , 且uBQ = (5~10) UBEQ
2 . 动态分析
RB2 C1 + UB RB1 iB iR Rc
+VCC iC C2 + T UE RE RL CE ic uo -
ui
ii + ui -
b
ib
c
io
+
RB1 RB2 rbe e βib Rc RL
uo
-
ii + ui RB1
b
ib
ic
c
io + uo -
RB2
rbe
βib
Rc
RL
估算方法:
I BQ
VCC U BEQ RB
+VCC
RB
RC
I CQ I BQ U CEQ VCC I CQ RC
T
直流通路
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。
1. 图解法分析静态
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. 静态分析
从估算 U BQ入手
RB2
Rc
+VCC
U BQ
RB1 VCC RB1 RB2
UB
RB1
IB
T
IC
uE IE
RE
静态发射极电流为
RE 静态电压为:
I EQ
U EQ

U BQ U BEQ RE
I CQ
UCEQ VCC ICQ RC I EQ RE VCC ICQ (RC RE ) I CQ 静态基极电流为 I BQ
rbe
输入电阻
Ri=
ui = Rb// rbe ii
输出电阻
b
+ ui -
ib
iC c
io +
Rb rbe
e
βib
Rc uo
uo
Ro
ui = 0 RL = ∞
=
io
= Rc
2. 等效电路法的步骤 (1) 确定放大电路的静态工作点Q， (2) 求出Q点处的β和rbe ，
、
(3) 画出放大电路的微变等效电路， (4) 列出电路方程求解 Au Ri 和 Ro 。