基本放大电路静态分析

RC
集电极电源EC --为 电路提供能量。并 保证集电结反偏。
+ –
EC
集电极电阻RC--将 变化的电流转变为 变化的电压。
耦合电容C1 、C2 --隔离输入、输出 与放大电路直流的 联系，同时使信号 顺利输入、输出。
信 号 源
共发射极基本电路
负载
C2 + iC + C1 i + B + TuCE R + + u RS uo RB BE – – L ui + – iE e+ EB – – s–
U BE rbe I B
ube ib
U CE
26(mV ) r 一般为几百欧到几千欧。 be rbe 200( ) (1 β ) I E (mA )
若是小信号微变量，可用电压和电流的交流 量来代替。即 △ UBE = ube △IB =i b
△ UCE = uce
△IC =ic
Ii
B +
ib
ic C
ib
RB rbe E 微变等效电路 Ic C Ib RC RL
+
uo -
ui
-
B
+
RS
+ ES
Ui
-
RB
rbe
βI b
RC
E
+
RL U o
-
-
1、电压放大倍数 • • Ic Ib
＋
＋ RL Uo
•
Ui _
•
•
RB
r
be
RC
Ib
•
_
（1）带负载时的电压放大倍数
直流负载线
C
ICQ
UCC
Q
IB = IBQ
0
uCE UCEQ UCC
IC = f（UCE） IB =常量 UCE = UCC － RCIC
UCE = UCEQ IC = ICQ
返回
输入、输出回路静态图解分析
UCC RB
iB
iC
UCC —— RC
IBQ
Q
ICQ
Q
IB =IBQ
uBE
UBEQ UCC
0
(2) 输出回路
iC iB + uBE − + uCE − ic UCE c uCE iC
IC IC
Q
IB
ib
+ uce − e
输出特性曲线在放大区域内可认为 呈水平线。当 UCE 为常数时，
I C ic β I B U ib
CE
U CE
集电极和发射极之间可等效为 一个受ib控制的电流源
返回
2.3 放大电路的动态分析
• 动态 当放大电路输入信号ui后，电路中各 电压、电流便在其静态值附近随信号变化的而 做动态变化。 • 动态分析 分析信号的传输情况，即计算放大 电路的性能指标如Au、ri、ro等。 分析方法： 微变等效电路法，图解法。
1. 微变等效电路法
分析思路：在变化量很小的情况下工作时，可在 静态工作点附近的小范围内用直线段近似地代替 三极管的特性曲线，三极管就可以等效为一个线 性元件。这样就可以将非线性元件晶体管所组成 的放大电路等效为一个线性电路。然后用线性电 路的分析方法来计算放大电路的性能指标。 三极管的微变等效电路
RC – – +UCC
用来计算电压 放大倍数、输入 电阻、输出电阻 等动态参数。
RS es +
+ ui RB RC RL
– –
+ uO –
2. 放大电路的微变等效电路
ic
C
将交流通路中的晶 体管用晶体管微变等 效电路代替即可得放 大电路的微变等效电 路。
ii + B ib
ii
B
ib RC RB E 交流通路
U CE U CC I C RC 12 1.5 4V 6V
注意：电路中IB 和 IC 的数量级不同
例2：用估算法计算图示电路的静态工作点。
+UCC RB IB RC + + TUCE UBE – – IC
由KVL可得：
U CC I B RB U BE I E RE I B RB UBE (1 β ) I B RE
UCE
(IB、UBE) 和(IC、UCE)分别对应于输入、输出特 性曲线上的一个点，称为静态工作点。
2.2.3 共射放大电路的电压放大作用
+UCC
RB C1 + C2 + + iB iC + + T uCE uBE – uo – iE – iC RC
+ ui –
uBE = UBE+ ui uCE = UCE+ uo
分析对象：各极电压电流的直流分量。 所用电路：放大电路的直流通路。
2.2.1用估算法计算静态工作点
对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）
+UCC RC
断开
RS es – +
RB
C1 + +
ui –
+ iC + iB + + T uCE uBE – RL u o – – iE
断开 C2
+UCC RB IB RC IC
U CC U BE IB RB (1 β ) RE
IE
IC β IB 由KVL可得： CE U CC I C RC I E RE U
由例1、例2可知，当电路不同时，计算静态 值的公式也不同。
2.2.2用图解法确定静态值 i
IC IB RB UCC + UCE + UBE － － UCC —— RC RC
Uo = – I（RC//RL） –（RC//RL） b Au = • = • rbe rbe Ib Ui • RC Uo = – （2）不带负载时的电压放大倍数 Au = • rbe Ui
_
(b)
图(b)中，有静态偏置,但ui 被EB 短路，不能引起iB的变 化，所以不能放大。
返回
+
+ + RB T C2
UCC
+
RL
+
C1
u
_
u
o
i
_
(c)
图(c)中，有静态 偏置,有变化的iB和 ic, 但因没有RC ，不能把集电极电 流的变化转化为电 压的变化送到输出 端,所以不能放大 交流电压信号。
3) 晶体管的微变等效电路 晶体三极管 ic C + ib B + ube 微变等效电路
B ib
+
ic
C +
uce
-
ube
-
rbe
ib
uce -
E 晶体管的B、E之间 可用rbe等效代替。
E 晶体管的C、E之间可用一 受控电流源ic=ib等效代替。
对交流信号(有输入信号ui时的交流分量) XC 0，C 可看作 C2 对地短路 RB 短路。忽略电源的 + iC + 内阻，电源的端电 C1 iB + 压恒定，直流电源 T uCE 短路 + + + 对交流可看作短路。 RS 短路 uBE – RL uo – ui + – iE 交流通路 es
直流通路
+ + TUCE UBE – – IE
直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE )
2.2.1用估算法计算静态工作点
+UCC
UCC = UBE +I B RB
I B = (UCC - UBE )/ RB ≈ UCC / RB 若UCC ＞＞ UBE
RB IB
RC + + TUCE UBE – – IC
RC
RB + EC – RS es – C1 + + ui –
+
C2 + iC + iB + + T uCE uBE – RL u o – – iE
RC
+UCC
共发射极基本电路
单电源供电时常用的画法
2.1.3 共射放大电路的电压放大作用
+UCC
RB C1 + C2 + + iB iC + + T uCE uBE – uo – iE – iC RC
放大的实质: 用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放 大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。 对放大电路的基本要求 ： 1. 要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。 2. 尽可能小的波形失真。 另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术 指标。
本章主要讨论电压放大电路。
2.1 基本放大电路的组成
+ ui –
uBE = UBE uCE = UCE
uCE
无输入信号(ui = 0)时:
uBE
UBE tO iB IB tO
IC tO
UCE t
O
结论：
(1) 无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的 电压和电流:IB、UBE和 IC、UCE 。 IC IB IB Q IC UBE UBE
O
Q
O
UCE
uCE
O
uCE = UCC－ i RC 有输入信号(u ≠ 0)时: 无输入信号(uiC= 0)时
ui
O
uo t
uBE
t
O
iB UBE tO
IB
tO
IC
tO
？
UCE