电子技术21(放大电路,静态分析与动态分析)

放大电路
1.共射放大电路 2.共射电路静态分析 3.共射电路动态分析
对电信号进行放大的电路称为放大电路。放大电路的 作用是将微弱的电信号增大到所需要的量级。放大电路的 性能指标主要有放大倍数、输入电阻、输出电阻、通频带 与频率失真、最大输出功率和效率等。
E
C
ui
B uo
共基极
C
B
ui
uo
E
共发射极
1 三极管微变等效电路 2 基本放大电路的动态分析
CONTENTS
目
录
三极管微变等效电路
三极管的输入、输出特性是非线性的，但是在输入信
号变化微小的时候，可以近似将其看作线性，所以在小信
号分析时，可以将三极管用一种线性元件构成的电路模型
进行分析。
B ib + ube
–
ic C
+
uce
E
–
IB
IB
Q IB
E
B
uiwenku.baidu.com
uo
C
共集电极
1 基本共射放大电路的组成 2 直流通路和交流通路
CONTENTS
目
录
基本共射放大电路的组成
RC +C2
C1+ iB iC +
+
RS +
us
+ uiRB
+ uCE uo
uBE RL
EB
RS ECus+
RB C1+ +
ui
RC +C2
iB iC +
+
+ uCE uo
uBE RL
UBE
rbe
U BE I B
ube ib
300
()
(1
O
)
26
(mV
)
I E (mA)
UBE
从输入端口看进去，相当于电阻 rbe
三极管微变等效电路
B ib + ube
–
ic C
+
uce
E
–
iC IC IC
Q
UCE
IC IB
ib
B
+
uberbe
E
ic C +
ib uce
rce
U CE IC
IB
uce ic
EC
RB C1+ +
ui
RC iB iC
+C2 +VCC ++
+ uCE uBE
uo
RB
RC +C2 +VCC
C1+ iB iC +
+
RS +
+ us
ui
+ uCE uo
uBE RL
基本共射放大电路的组成
晶体管：放大元件。
电源EC：保证发射结处于正向偏 置、集电结处于反向偏置，为输 出信号提供能量。
RB
+
RC
uo
RL
微变等效电路
交流通路
1. 电压放大倍数的计算
当输入的是正弦信号 时，各电压和电流都可
RS
+ us–
+ ui
ib
ic
B
C
R rbe
RL
B
E ib RC
+ uo
用相量表示。
电压放大倍数
RS + +
us–
B
C
R rbe
B
E
RL
+
RL
RC
开路时电压放大倍数
2. 放大器输入电阻的计算
C1+
+
RS +
+ us
ui
uo RL
ECRS+ us
+ ui
+
uo RL
RB
RC +C2
RB RC
C1+
RS +
+ us
ui
+
uo RL
RS +
EC
+ us
ui
+
uo RL
基本放大电路
交流通路
ic
RS +
+ us–
ui
ib
ic
B
C
R rbe
RL
B
E ib RC
+
uo
RS
uS
+ + ui
–
ib
直流通路和交流通路
RB C1+ +
ui
RC iB iC
+C2 +VCC ++
+ uCE uBE
uo
RB RC + IB IC +
+VCC
+ UCE UBE
绘制直流通路的方法：信号源短路，内阻保留；电 容开路。
直流通路和交流通路
RB C1+ +
ui
RC iB iC
+C2 +VCC ++
+ uCE uBE
集电极电阻RC：将电流的变化变 换为电压的变化，以实现电压放 大。
RB C1+ +
ui
RC iB iC
+C2 +VCC ++
+ uCE uBE
uo
基极电阻RB：使发射结处于正向偏置、提供大小适当的基极 电流。
耦合电容C1和C2：用来隔断直流、耦合交流。电容值应足够 大，以保证在一定 的频率范围内，电容上的交流压降可以忽
uo
+ ui RB
ib ic + + uce
ube
+ RC uo
绘制交流通路的方法：电容视为短路，直流电源视 为短路。
共射放大电路静态分析
为了保证放大电路的放大器件（三极管）具有放大能 力，必须保证三极管工作在放大区，即发射结正偏，集电 结反偏。因此，放大电路必须设计静态工作点，静态工作 点参数要通过直流分析求出，求解方法可以用图解法，也 可以用解析法。
+ uCE uBE
uo
IC IB 400.05mA 2mA
UCE VCC RC IC (12 3103 210 3 )V 6V
当放大电路输入信号时，电路中既有交流分量，也有 直流分量，此时电路处于动态工作状态。
分析可以用图解法进行，也可用解析法。 使用解析法时，首先画出交流通路，排除直流分量影 响，然后将非线性的三极管用线性元件近似替代（微变等 效电路），用电路分析的方法进行分析。
所谓静态工作点，是指放大电路没有外加信号，仅在 直流电源作用下的输入、输出参数，静态工作点一般用Q 表示，所以静态工作点的4个参数分别记作
输入参数：IBQ（基极电流），UBEQ（发射结电压） 输出参数：ICQ（集电极电流），UCEQ（管压降）
共射放大电路静态分析
利用直流通路，即可计算放
大电路的静态工作点，所用方程 RB RC +
IB
UCE
uCE
从输出端口看进去为一
个受 ib 控制的电流源
ic = ib
阻值很高，约几十千欧~几百千欧，可忽略。
基本放大电路的动态分析
微变等效电路是对交流分量而言，先画放大电路的交
流通路，将交流通路中的晶体管用其微变等效电路来代替，
即得到放大电路的微变等效电路。
交流通路
RB
RC +C2
RB RC
组如下：
IBQICQ +
+VCC
+ UCEQ
静
UBEQ
态
工
作
点
共射放大电路静态分析
例 在共发射极基本交流放大电路
中,已知VCC =12V，RC =3k，RB
RB
=240k 40 试求放大电路的静态工作点。
C1+ +
ui
解：
IB
VCC RB
12 240 103
A 50 A
RC +C2 +VCC iB iC + +
略不计，即对交流信号可视为短路。
直流通路和交流通路
在放大电路中，既有直流分量，又有交流分量。由于 有电容的存在，直流分量通路和交流分量通路不同。
直流通路是指当输入信号为零时，在直流电源作用下 直流量流经的路径，直流通路的分析用于确定放大电路的 静态工作点。
交流通路是指在输入信号作用下交流信号流通的路径， 用于分析电路的动态参数和指标。
ri
Ui Ii
RB
// rbe
rbe
+
晶体管的输入电阻rbe
比较小，所以基本放 Ri
大电路的输入电阻不
高。
3. 输出电阻的计算
B
C
R rbe
B
E
+
RL
RC
Ro
当Ui 0时，Ib 0，Ic Ib 0 受控源相当于开路。