三极管的基本放大电路分析(ppt) (ppt)

Uo Ro= Io
图 7. 13 放大电路的输入电阻和输出电阻
由图7.12可知 Uo Ro= = RC Io 工程中，可用实验的方法求取输出电阻。在放大 电路输入端加一正弦电压信号，测出负载开路时的输 出电压U/o；然后再测出接入负载RL时的输出电压Uo， 则有
U o/ Uo RL Ro RL
截止。 (2) RB 减小时，IB 增大，Q点抬高，三极管趋向 于饱和。此时三极管均会失去放大作用。
7.1.3 动态分析
1. 图解法
(1) 负载开路时输入和输出电压、电流波形的分
析 根据ui波形，在输入特性曲线上求iB和uBE的波形 根据iB波形，在输出特性曲线和直流负载线上求 iC、 uRC和uCE的变化 ，如图7.5所示。
图7.5(a)
(2) 带负载时输入和输出电压、电流波形分析 作交流负载线： 10 先作出直流负载线MN，确定Q点。 20 在uCE坐标轴上，以UCE为起点向正方向取一段IC R/L 的电压值，得到C点。
30 过CQ作直线CD，即为交流负载线，如图7. 5所
示。 (3) 放大电路的非线性失真
截止失真:
图 7.17 不接CE 时的电路
由图7. 17(b)可得：
Ui I b rbe I e RE I b rbe (1 ) I b RE U o I o ( RC // RL ) I C RL I b RL
故：
A/
u
Uo I b RL RL = U i I b rbe (1 ) I b RE rbe (1 ) RE
三极管进人截止区而引起的失真 。通
过减小基极偏置电阻RB的阻值来消除。
图7.5(b)
饱和失真： 三极管进入饱和区而引起的失真。通过增 大基极偏置电阻RB的阻值来 消除。
失真波形如图7.6所示。
图 7. 6 截止失真
饱和失真： 三极管进入饱和区而引起的失真。通 过增大基极偏置电阻RB的阻值来 消除。 失真波形如图7.7所示。
T↑→ Ic ↑→IE ↑→UE↑ →UBE ↓→IB↓→IC↓
(3) 静态分析 该电路的静态工作点一般用估算法来确定，具体 步骤如下：
RB 2 ① 由：UB UCC，求UB。 RB1 RB 2
② ③ 由：IE U B ，求IC、IE 。
RE
由IC=βIB，求IB。
④
由UCE = UCC - ICRC - IERE ≈ UCC - IC(RC+RE)
U CC U BE IB RB
IB U CC RB
(7. 1a)
(7.1b)
(7. 2) (7.3)
IC≈βIB UCE = UCC - IC RC
2. 图解法 (1) 作直流负载线 由 uCE = UCC - iC RC 令iC=0时，uCE= UCC，在横轴上得M点(UCC ，0)
(4) uCE中的交流分量uce经过C2畅通地传送给负载
RL，成为输出交流电压uo,，实现了电压放大作用。
7.1.2 静态分析
静态分析就是要找出一个合适的静态工作点,通常 由放大电路的直流通路来确定。如图7.2所示。
图7.2 共发射极放大电路的直流通路和静态工作点
静态分析通常有两种方法 1. 估算法
M点(12，0)； N点(0，3)
MN与iB=IB=40μA的那条输出特性曲线相交点，即 是 静 态 工 作 点 Q 。 从 曲 线 上 可 查 出 ： IB=40μA ， IC=1.5mA，UCE=6V。与估算法所得结果一致。 3.电路参数对静态工作点的影响
(1) RB 增大时，IB减小，Q点降低，三极管趋向于
求UCE 。
(4) 动态分析 该电路动态性能指标一般用微变等效电路来确定， 具体步骤为： ① 画出微变等效电路，如图7.15(c)； ② 求电压放大倍数 、输入电阻Ri 、输出电阻Ro 。 比较图7.15(c)和图7.12(c)可知：射极偏置放大电路 的动态性能与共发射极基本放大电路的动态性能一样。
U CC U CC 令uCE=0时， ，在纵轴上得N点(0， ) RC RC
连接M N 即直流负载线
(2) 求静态工作点 直流负载线与iB=IB对应的那条输出特性曲线的交 点Q，即为静态工作点，如图7.3(b)所示
(a) (b) 图7.3 静态工作点的图解
[例7.1] 试用估算法和图解法求图7.4 (a) 所示放大 电路的静态工作点，已知该电路中的三极管β=37.5，直 流通路如图7.4(b)所示，输出特性曲线如图7. 4 (c) 所示。
图7.14
[例7. 3]的图
解：10 由[例7. 1]可知 IE≈1.5mA 故
26m V 26m V rbe 300 (1 ) 300 (1 37.5) IE 1.5m A
= 967Ω
/ RL 37.5 (4 // 4) Au 78 rbe 0.967
(b)微变等效电路
图 7.15 射极偏置电路
(1) 各元件作用 ① 基极偏置电阻RB1、RB2：RB1、RB2为三极管提 供一个大小合适的基极直流电流IB ，调节RP的阻值， 可控制IB的大小。R的作用是防止RP阻值调到零时，烧 坏三极管。一般RB1 的阻值为几十千欧至几百千欧； RB2的阻值为几十千欧。 ② 发射极电阻RE：引入直流负反馈稳定静态工作 点。一般阻值为几千欧。
本章将依据上述原则，介绍几种常用的基本放大 电路的组成，讨论它们的工作原理、性能指标和基本 分析方法。掌握这些基本放大电路，是学习和应用复 杂电子电路的基础。 7.1共发射极放大电路
7.1.1电路组成及各元作用 1. 电路的组成
图7.1 共发射极基本放大电路
2. 各元件作用 (1) 三极管V：实现电流放大。
③ 发射极旁路电容CE：对交流而言，CE短接RE ,
确保放大电路动态性能不受影响。一般CE 也选择电解 电容，容量为几十微法。
(2) 稳定工作点原理 ① 利用RB1和RB2的分压作用固定基极UB。 ② 利用发射极电阻RE产生反映Ic变化的UE，再引 回到输入回路去控制UBE，实现IC U
CC
I C ( RC RE ) 12-1.4(3+2)=5V
20 求Au、Ri、Ro
26(m V ) rbe =300+(1+β) =300+(1+50) I E (m A) 3 1 / =R ∥R = 0.75 kΩ R L C L 3 1
26 =1.25 kΩ 1 .4
图 7.16 [例7. 4]的电路
解：10 求静工作点 UB
RB 2 6.2 U CC 12 =3.5V RB1 RB 2 15 6.2
U B U BE 3.5 0.7 1.4mA IC I E RE 2
IB
IC


1.4 0.028mA=28μA 50
图 7. 7 饱和失真
为了减小和避免非线性失真，必须合理地选择静 态工作点Q的位置，并适当限制输入信号ui 的幅度。一
般情况下，Q点应大致选在交流负载线的中点，当输入
信号ui 的幅度较小时，为了减小管子的功耗，Q点可适 当选低些。若出现了截止失真，通常采用提高静态工 作点的办法来消除，即通过减小基极偏置电阻RB的阻 值来实现；若出现了饱和失真，则反向操作，即增大
(2) 集电极直流电源UCC :确保
三极管工作在放大状态。 (3) 集电极负载电阻RC :将三极管集电极电流的变 化转变为电压变化，以实现电压放大。 (4) 基极偏置电阻RB :为放大电路提供静态工作点。 (5) 耦合电容C1和C2 :隔直流通交流。
3.工作原理 (1) ui直接加在三极管V的基极和发射极之间，引起 基极电流iB作相应的变化 。 (2) 通过V的电流放大作用， V的集电极电流iC也将变化 。 (3) iC的变化引起V的集电 极和发射极之间的电压uCE变化。
图7. 4 [例7. 1]的图
解： 10 用估算法求静态工作点 由式(7. 1)～(7. 3)得 IB≈0.04mA=40µ A IC≈βIB=37.5×0.04mA=1.5mA UCE=UCC - ICRC=12-1.5×4=6V 20 用图解法求静态工作点 由 uCE = UCC - iCRC = 12 - 4iC 得
Ri = RB // rbe=300 // 0.967≈0.964kΩ Ro=RC=4kΩ
20 断开RL后
RC 37.5 4 156 Au rbe 0.967
Ri = RB // rbe = 300 // 0.967≈0.964kΩ
Ro= RC = 4kΩ
7.1.4 稳定工作点的电路
图 7.15(c) 射极偏置电路的微变等效电路
[例7.4] 试求：
在图7.16所示的电路中，三极管的β=50，
10 静态工作点。
20 电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。 30 不接CE 时的电压放大倍数、输入电阻、输出电 阻。 40 若换用β=100的三极管，重新计算静态工作点和 电压放大倍数。
第7章 基本放大电路
放大电路的功能是利用三极管的电流控制作用， 或场效应管电压控制作用，把微弱的电信号（简称信 号，指变化的电压、电流、功率）不失真地放大到所 需的数值，实现将直流电源的能量部分地转化为按输 入信号规律变化且有较大能量的输出信号。放大电路 的实质，是一种用较小的能量去控制较大能量转换的 能量转换装置。 放大电路组成的原则是必须有直流电源，而且电 源的设置应保证三极管或场效应管工作在线性放大状 态；元件的安排要保证信号的传输，即保证信号能够 从放大电路的输入端输入，经过放大电路放大后从输 出端输出；元件参数的选择要保证信号能不失真地放 大，并满足放大电路的性能指标要求。
故:
RL 0.75 Au= = -50× = -30 1.25 rbe