基本共射放大電路

主要內(nèi)容1.共射放大電路的組成2.共射放大電路的靜態(tài)分析3.分壓式偏置放大電路4.共射放大電路的動態(tài)分析6-1基本共射放大電路放大電路示意圖放大電路的功能：將小信號不失真地放大到需要的數(shù)值。包括：電流信號放大和電壓信號放大要求：輸出功率>輸入功率；輸出信號的失真在允許的范圍內(nèi)放大電路必須滿足：有直流電源，提供能量使晶體管工作在線性放大區(qū)放大電路有信號的傳輸通路：輸入回路和輸出回路電壓放大倍數(shù)：電壓增益(dB)：電流放大倍數(shù)：電流增益(dB)：互阻放大倍數(shù)(Ω)：互阻增益(dB)：互導放大倍數(shù)(G)：互導增益(dB)：一、共射放大電路的組成和各元件的作用共射極放大電路（直接耦合）直接耦合：信號源與放大器、放大器與負載通過電阻或導線連接。沒有隔離信號源與直流信號的相互影響。多級放大器級聯(lián)時，會提升下一級三極管的靜態(tài)工作點。組成及作用

輸入信號、輸出信號三極管集電極直流電源集電極電阻基極直流電源和基極電阻阻容耦合放大電路修改的

適當?shù)男薷模慕映捎蓡坞娫垂╇婋娐纷枞蓠詈希盒盘栐磁c放大器、放大器與負載通過電容連接。

、稱為耦合電容。具有隔離直流、導通交流信號的作用。直流通路：直流信號通過的路徑。電容視為開路。交流通路：電容短路,直流電源置零。一、共射放大電路的組成和各元件的作用【例6-1】繪制如圖所示電路的直流信號通路和交流信號通路。分析：對于直流信號來說，電容處于開路狀態(tài)，對于交流信號來說，電容和電源處于短路狀態(tài)。【例6-2】繪制基本共射放大電路的直流信號通路和交流信號通路。共射放大電路的直流通路共射放大電路的交流通路共射放大電路的直流通路1．電路靜態(tài)工作點與直流通路靜態(tài)工作點：指沒有輸入信號時，三極管各極的電壓、電流值是不變的，是直流量，可用表示。二、共射放大電路的靜態(tài)分析在輸入特性、輸出特性曲線上表示的是一個點，稱它們?yōu)殪o態(tài)工作點（也稱Q點、直流工作點）。靜態(tài)分析就是確定放大電路的直流狀態(tài)，常采用估算法和圖解法。2.估算法：根據(jù)電路的基本結構和使用的器件，利用電路分析的基本理論，確定Q點：【例6-3】試估算如圖所示放大電路的靜態(tài)工作點。設三極管

首先估算出基極電流為晶體三極管的發(fā)射結電壓，硅管約為根據(jù)晶體三極管的放大特性可知：最后根據(jù)KVL定律可得：直流通路解：

共射極放大電路【例6-4】放大電路如圖所示，已知三極管的?=80，Rb=300k

，Rc=2k，VCC=+12V，求：（1）放大電路的Q點。此時BJT工作在哪個區(qū)？（2）當Rb=100k時，放大電路的Q點。此時BJT工作在哪個區(qū)？解：（1）三極管工作在放大區(qū)。

共射極放大電路解續(xù)：（2）當Rb=100k

時，UCE不可能為負值，其最小值只能為0，此時IC的值最大，即：三極管工作在飽和區(qū)。

估算法總結

畫出直流通路后，基本步驟如下：①考察基極的工作狀態(tài)，看基極為三極管提供了什么樣的靜態(tài)工作電流。②根據(jù)基極電流與集電極電流的比例關系，估算出集電極電流與發(fā)射極電流大小。③最后根據(jù)基爾霍夫電壓定律，估算出集電極與發(fā)射極間電壓的大小。

二、共射放大電路的靜態(tài)分析

3.用圖解法確定靜態(tài)工作點

圖解法的基本分析步驟和過程①獲得半導體放大器件的特性曲線。②根據(jù)電路結構和電路分析理論繪制直流負載線，確定靜態(tài)工作點。圖解法：在半導體放大器件的輸入、輸出特性曲線上用作圖的方法確定靜態(tài)點或動態(tài)工作情況。二、共射放大電路的靜態(tài)分析

3.用圖解法確定靜態(tài)工作點

以三極管共射極放大電路為例：首先，在輸出曲線上確定與基極電流對應的曲線；然后，畫出直流負載線，則兩條線的交點就是靜態(tài)工作點(Q)。直流靜態(tài)工作點是放大器工作的基礎，當有信號輸入時，電路將在靜態(tài)工作點附近工作（變化）。二、共射放大電路的靜態(tài)分析1.溫度對靜態(tài)工作點的影響1)溫度對反向飽和電流的影響：溫度每升高約增加一倍。因為穿透電流2)溫度對電流放大系數(shù)的影響：晶體管的電流放大系數(shù)會隨溫度的升高而增大。3)溫度升高時，三極管的輸入特性曲線整體向左平移。

又因，因此導致增大。三、分壓式偏置放大電路2.分壓式偏置放大電路分壓式偏置放大電路及其直流通路1)選擇溫度性能好的元件，或采取恒溫措施。2)能夠自動穩(wěn)定靜態(tài)工作點的分壓式偏置放大電路。

三、分壓式偏置放大電路靜態(tài)工作點穩(wěn)定原理基極電位基本恒定，不隨溫度變化。集電極電流基本恒定，不隨溫度變化。三、分壓式偏置放大電路Q點穩(wěn)定的物理過程VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–TUBEIBICQIEQ，VEQICVB固定

RE：溫度補償電阻對直流：RE越大,穩(wěn)定Q點效果越好；對交流：RE越大,交流損失越大,為避免交流損失加旁路電容CE。三極管的

形成基極工作點的分壓電路中的電流遠大于基極電流【例6-5】試估算如圖所示放大電路的靜態(tài)工作點。設解：設計時使

四、共射放大電路的動態(tài)分析動態(tài)分析主要采用圖解法和微變等效電路法。動態(tài)：有輸入信號時電路的工作狀態(tài)。

動態(tài)時電路中的信號為交、直流混合信號。電路中各處的電壓和電流是直流電源和交流電源共同作用的結果，因此分析放大電路時可用疊加法分別討論。估算法只能分析靜態(tài)工作點。微變等效法只能分析交流通路，用于放大電路性能指標的分析計算。圖解法既可以分析靜態(tài)也可以分析動態(tài)。圖解法的優(yōu)點是：直觀地發(fā)現(xiàn)非線性失真。1.用圖解法進行放大電路的動態(tài)分析（1）在輸入特性曲線上分析(1)用圖解法分析共射放大電路中各電壓、電流瞬時值的波形。設輸入電壓三極管發(fā)射結電壓：則基極電流：在發(fā)射結產(chǎn)生相應的電壓：（2）交流負載線與動態(tài)工作點瞬時值與之間的關系是一條斜率為的直線，這條直線稱為交流負載線。集電極電流：稱為放大電路的交流負載負載開路時：經(jīng)耦合電容輸出，直流被隔掉，輸出電壓只有交流分量

（3）由交流負載線和輸出特性曲線求出根據(jù)電路中電容的隔直作用，有這種現(xiàn)象稱為“倒相”，也稱為反相輸出。結論：①在合適的靜態(tài)工作點和輸入信號幅度很小的條件下，三極管各極電壓、電流都是在靜態(tài)值的基礎上疊加一個交流分量。②當輸入信號為正弦信號時，電路中各交流分量都是與輸入信號同頻率的正弦波，輸入信號與輸出信號反相。非線性失真靜態(tài)工作點設置不當或者動態(tài)工作點移動范圍過大，使得動態(tài)工作點超出了三極管的線性區(qū)域。

(1)截止失真工作點Q過低，一部分會進入截止區(qū)，底部被削平。底部被削平，

輸出電壓正半周被“削頂”。改善截止失真的辦法是提高靜態(tài)工作點。非線性失真

(2)飽和失真工作點Q過高，一部分會進入飽和區(qū)，頂部被削平。頂部被削平,輸出電壓負半周被“削頂”。改善飽和失真的辦法是降低靜態(tài)工作點。微變：輸入信號很小，電路中的電壓、電流都只是在靜態(tài)值的基礎上做微小變化，在輸入輸出特性曲線上近似為直線。等效電路：用器件的微變等效電路代替器件，得到微變等效電路圖。2.用微變等效法進行放大電路的動態(tài)分析三極管的微變等效電路微變等效電路分析法：①據(jù)放大電路畫出電路的交流通路。②用三極管微變等效電路模型代替三極管，畫出微變等效電路。③在微變等效電路中分析電路功能和工作特性。

：一般用測試儀測出。

rbe

與Q點有關，可用圖示儀測出。一般也用公式估算rbe

rbe=rb+(1+

)re其中對于低頻小功率管rb≈200

而

(T=300K)

)mA()mV(26)1(300EQbeIrb++W?2.用微變等效法進行放大電路的動態(tài)分析【例6-6】繪制如圖所示共射極放大電路的微變等效電路微變等效電路分析：令電容和直流電源短路，得出交流通路；再用三極管微變等效電路模型代替三極管。3.共射極放大電路的性能指標電壓放大倍數(shù)輸出與輸入反相輸出電壓與輸入電壓之比。當信號為正弦信號時輸入電阻電路的輸入電阻:輸入電阻越小，進入電路的電流就越大

電路的輸出電阻：輸出電阻越小，輸出電壓就能更多的分壓在負載上；負載變化對輸出電壓影響越?。◣ж撦d能力強）。3.共射極放大電路的性能指標輸出電阻輸入電阻外加信號源的微變等效電路對于電壓信號源，輸入電阻越大越好。ui

us，衰減小。對于電流信號源，輸入電阻越小越好。ii

is，衰減??；3.共射極放大電路的性能指標信號源置零，外加電壓法輸出電阻令對于電壓放大器，輸出電阻越小越好，因uo

uoc，穩(wěn)壓，驅動負載強；對于電流放大器，輸出電阻越大越好，io

isc，恒流。3.共射極放大電路的性能指標共射極放大電路直流通路IBVBE+-ICVCE+-用微變等效電路法分析性能指標的步驟由于晶體管的電路模型與靜態(tài)工作點有關。所以，首先畫直流通路，分析靜態(tài)工作點。RbviRcRL然后，根據(jù)微變等效電路，分析放大電路的性能指標。負號表示輸出電壓相位相反共射極放大電路的微變等效電路(1)電壓放大倍數(shù)Avro=Rc(2)輸入電阻(3)輸出電阻外加電源法受控源開路riro【例6-7】用微變等效電路概念與方法，分析如圖所示電路的功能、交流信號的輸入－輸出關系和參數(shù)特性。三極管解：畫出微變等效電路電路對交流信號大約放大了50倍放大電路輸入電阻大約為，電路的輸出電阻是其他參數(shù)：

對交流：旁路電容CE

將RE

短路，RE不起作用，Au，ri，ro與固定偏置電路相同。如果去掉CE，Au，ri，r