课题四 基本共射极放大电路的动态分析(2学时)

RS
+ ES
RC
RL U o
-
-
-
（3）电压放大倍数的计算 Ib Ii Uo B 定义 : Au + Ui来自IcC +
U i I b rbe
RS
U o I c RL
+ ES
Ui
βIb
E
RB rbe
RC RL U o
RL Au rbe
+
ui
RB
RC
RL
– –
小信号工 作
+ uO –
线性化
(1) 晶体管的微变等效电路 ic 1) 输入回路 iB C
Q1 输入特性
ib B + ui B rbe
IB
Q Q2 UBE
E
O
uBE
ui
晶体管 的输入电阻
O
UBE t
U BE rbe I B
U CE
E
26(mV ) rbe rbb (1 β ) I E (mA )
O O
iC/mA
Q
uCE/V uCE/V UCE t uo
讨论:如何消除截止失真?
如果Q设置合适，信号幅值过大也可产生失真， 减小信号幅值可消除失真。
思考题
求图示放大电路的动态性能指标。
（1）基本共射极放大电路的动态分析
（2）放大电路的非线性失真
RC Au β rbe
I b RL
-
-
-
RL RC // RL
当放大电路输出端开路(未接RL)时，
负载电阻愈小，放大倍数愈小。
（4）放大电路输入电阻的计算
+ ES
RS
Ii
信号源
Au + Ui - 放大电路
RS
Ii
定义：
Ui 输入电阻 Ri Ii
t
若Q设置过高，
iC/mA
晶体管进入 饱和区工作， 造成饱和失真。
iC/mA Q1 Q Q2
IC
O
适当减小基 极电流可消除 失真。
t O
O
uCE/V uCE/V
讨论:如何消除饱和失真?
UCE
t
uo
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。
若Q设置过低， 晶体管进入 截止区工作， 造成截止失真。 适当增加基 极电流可消除 失真。
对应教材章节内容:
15.3 放大电路的动态分析
一、放大电路的动态分析
动态：放大电路有信号输入（ui 0）时的工作状态。
动态分析: 计算电压放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro等。 分析对象： 各极电压和电流的交流分量。 分析方法： 图解法,微变等效电路法。 所用电路： 放大电路的交流通路。 目的： 找出Au、Ri、Ro与电路参数的关系，指导设计。
Rc 斜率 ICQ Q IBQ 1 Rc iC 斜率 VCC 1 Rc// RL
uce= -ic (Rc //RL)
交流负载线必过Q点，同 时斜率为 -Rc//RL的倒数 交流负载线是 有交流输入信号时 Q点的运动轨迹。
VCEQ
VCC
vCE
共射极放大电路
ic + vce 交流通路
通过图解分析，可得如下结论： 1. uo与ui相位相反； 2. 可以测量出放大电路的电压放大倍数； （2） 输入交流信号时的图解分析 3. 可以确定最大不失真输出幅度。
ib
E
E
晶体管的B、E之间可 用电阻rbe等效代替。 晶体管的C、E之间可用受 控电流源ic= ib等效代替。
(2) 放大电路的微变等效电路
ii
B ib
ic
C
+
RC RL uO
+ eS ii + B ib ic C
RS
+ ui +
RB E 交流通路
-
RS
ib
RB rbe E 小信号等效电路
ic
C
ib B + ube -
2) 输出回路 iC
IC IB=80A IB=60A
E
O
Q
IB=40A IB=20A
C
输出特性
uCE
晶体管的输出电阻
ib
rce
E
U CE rce I C
IB
(1) 晶体管的微变等效电路 晶体三极管 ic C ib B B BJT微变等效电路 ic ib C rbe
1.1 放大电路的交流通路
+UCC C2 对地短路 + iC + C1 iB + T uCE 短路 + + + RS 短路 uBE – RL uo – ui + – iE es – – RB RC
交流通路 + uO –
RS es +
+
ui
RB
RC
RL
– –
1.2 微变等效电路
交流通路
RS
es +
RL Au β rbe
Ri RB // rbe
1. 放大倍数高;
2. 输入电阻低;
Ro
RC
3. 输出电阻高.
小
+UCC C2 RB + iC + C1 i + B TuCE + + + uBE – RL u RS o – ui – iE es + – –
结
交流通路 + RB + uO –
ES
信号源
+ Ui -
Ri 放大
电路
讨论:共射极放大电路的Ri大还是小好?
Ii
+
B
Ui
Ib
Ic C
RS
+ ES
I RB
RB rbe
βI b
RC
E
+
RL U o
-
-
-
1 Ui Ui Ui Ri 1 1 I I Ui Ui Ii RB b RB rbe RB rbe Ri RB // rbe
当RB rbe时， Ri rbe
Ri
（5） 放大电路输出电阻的计算 RS
ES_
+
Ro Au 放大 电路 RL _
U0
+
US _
+
+
RL
IT
U0
_
定义：
Ro
UT 输出电阻：Ro I T U S 0 , RL
+
_
UT
讨论:共射放大电路的Ro大还是小好?
iB /uA iB /uA
60 40 20
iC /mA iC /mA
交流负载线
Q` Q IBQ Q`` vBE/V
ICQ t
Q` Q
60uA 40uA
Q`` 20uA vC E/V vC E/V
t
共射极放大电路
VBEQ t
VC EQ t
vBE/V
放大电路的最大不失真输出电压幅度Uom
VCES
VCEQ
Ii
+ RS
+ ES
B
Ui
Ib
βI b
Ic C
+ RC
RL U o
RB
rbe E
0
Ii
+
0

-
-
-
ro
B
Ui
Ib
βI b
Ic C
It

求ro的步骤： 所有独立电源置零，
保留受控源，

RS RB
rbe
RC E
Ut
-
加压求流法。
Ro
Ut

Rc
It
共射极放大电路特点
+ eS -
ui
-
RC
RL
uo -
(2) 放大电路的微变等效电路
ii B + RS eS
ib
ic C
分析时假设输入为 正弦交流，所以等效 电路中的电压与电流 可用相量表示。
Ii
+
ib
RB rbe E 小信号等效电路 + RC RL
+ uo -
+ -
ui
Ic C
B
Ui
Ib
βI b
RB rbe E
RC
RS u + i es – –
RC
RL
求Au、Ri、Ro
RL Au β rbe Ri RB // rbe
Ro
小信号等效电路
ii RS eS+ + B
ib
ic C
ib
RB rbe RC RL
ui
-
+ uo
RC
-
E
-
1.3 动态分析的图解分析法 （1）交流通路及交流负载线 由交流通路得纯交流负载线：
Uom1 Uom2
Uom =min(Uom1 、 Uom2 ）
二、非线性失真
若Q设置合适(交流负载线中间)
iC/mA iC/mA Q1 Q IC
O
图解分析失真
iB/A
iB/A
Q2
Q1
Q IB
ic
t O O UCE
ib
O
uCE/V uCE/V uo
t
O O
Q2 uBE/V uBE/V
UBE
ui
t