共射放大电路.ppt

单击此处编辑母版标题样式,.,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2.2 共射放大电路,2.2.1 共射电路组成及工作原理,一.放大电路中各元件的作用：,T是放大电路的核心，,V,CC,提供输出信号能量，,R,C,将,i,C,的变化量转化为,u,CE,的变化量，,R,B,和,V,BB,提供发射结偏置电压,U,BE,和静态基极电流,I,B,。,V,BB,u,i,R,B,R,C,T,+,-,u,o,V,CC,原理电路,I,B,i,C,u,CE,U,BE,1,.,定性分析:,在输入端加一微小电压，,将依次产生一下过程：,适当选择参数，可使,u,CE,可比,u,i,大得多，从而实现放大作用。,二.放大电路的,工作原理,：,V,BB,u,i,R,B,R,C,T,+,-,u,o,V,CC,I,B,i,C,u,CE,U,BE,2,.,工作波形:,u,BEQ,u,CEQ,i,BQ,i,B,O,t,O,t,u,BE,O,t,u,CE,O,t,i,C,i,CQ,u,o,u,i,3,.,1.三极管必须工作在放大区，,原理电路缺点:,放大电路组成原则：,3.,i,C,能够转化为,u,CE,并传送到放大电路的输出端。,2.,u,i,能够传送到三极管的基极回路,产生相应的,i,B,1.需要两路直流电源,既不方便也不经济,2.输入、输出电压不共地。,4,.,共射放大电路的改进电路：,C,1,、,C,2,是隔直或耦合电容，,R,L,是放大电路的负载电阻，,省去了基极直流电源,V,BB,。,R,B,R,C,T,+,-,u,o,单管共射放大电路,+,-,u,i,R,L,C,1,C,2,+,V,CC,+,+,5,.,2.2.2,放大电路的分析方法,一、直流通路与交流通路,1.直流通路,用于放大电路的静态分析。,电容相当于开路,电感相当于短路,在直流通路中:,R,B,R,C,T,+,-,u,o,单管共射放大电路,+,-,u,i,R,L,C,1,C,2,+,V,CC,+,+,R,B,R,C,T,+,V,CC,直流通路,6,.,2.交流通路,用于放大电路的动态分析。,电容和理想电压源相当于短路,电感和理想电流源相当于开路,在交流通路中:,R,B,R,C,T,+,-,u,o,单管共射放大电路,+,-,u,i,R,L,C,1,C,2,+,V,CC,+,+,R,B,R,C,T,+,-,u,i,R,L,+,-,u,o,交流通路,7,.,二、静态工作点的近似估算,静态工作点:,外加输入信号为零时,三极管的,I,BQ,I,CQ,U,BEQ,U,CEQ,在输入输出特性曲线上对应一个点 Q点。,一般,U,BEQ,可近似认为：,硅管,(0.6 0.8)V,锗管,(0.1 0.3)V,静态分析,(估算静态工作点),讨论对象是直流成分。,8,.,估算方法:,R,B,R,C,T,+,V,CC,直流通路,9,.,三.图解分析法,图解法即可分析静态,也可分析动态。过程一般是先,静态后动态。,任务:,用作图法确定静态工作点,求出,I,BQ,I,CQ,和,U,CEQ,。,一般用近似估算法求,I,BQ,和,U,BEQ,。,1.图解法分析静态,10,.,直流输出回路的等效电路,直流负载线和静态工作点的求法,直流负载线方程,R,B,R,C,T,+,-,u,o,单管共射放大电路,+,-,u,i,R,L,C,1,C,2,+,V,CC,+,+,+,-,u,CE,+,-,u,CE,T,R,c,V,CC,M,N,i,C,i,C,11,.,i,B,=,I,BQ,V,CC,I,CQ,R,c,V,CC,U,CEQ,i,C,/mA,u,CE,/V,O,根据输出回路方程,u,CE,=,V,CC,i,C,R,c,作直流负载线，,与横坐标交点为,V,CC,与纵坐标交点为,V,CC,/,R,c,，,直流负载线与特性曲线,I,b,=,I,BQ,的交点即,Q,点,如图示。,Q,直流负载线和静态工作点的求法,斜率为,-1/,R,C,，,是静态工作点的移动轨迹。,+,-,u,CE,+,-,u,CE,T,R,c,V,CC,M,N,i,C,i,C,12,.,2.图解法分析动态,动态分析,(估算动态技术指标),讨论对象是交流成分。,交流输出回路的等效电路,交流负载线：,过静态工作点,Q,，,作一条斜率为,-1/（,R,C,/,R,L,）,的直线。,R,B,R,C,T,+,-,u,o,+,-,u,i,R,L,C,1,C,2,+,V,CC,+,+,VT,+,-,u,CE,+,-,u,CE,M,N,i,C,i,C,交流通路的输出回路,R,C,R,L,13,.,交流负载线,i,B,=80,60,40,20,0,12,2,6,Q,i,C,/mA,O,u,CE,/V,4,直流负载线,画法：,过静态工作点,Q,，,作一条斜率为,-1/（,R,C,/,R,L,）,的直线。,u,CE,=-,i,C,(,R,C,/,R,L,),交流负载线：,描述放大电路的动态工作情况。,VT,+,-,u,CE,+,-,u,CE,M,N,i,C,i,C,交流通路的输出回路,R,C,R,L,14,.,Q,I,BQ,40,20,60,i,B,/,u,BE,/V,O,i,C,O,t,i,B,O,t,0.7,u,BE,U,BEQ,O,t,u,BE,O,t,u,CE,U,CEQ,u,CE,0.72,0.68,i,B,放大电路动态工作情况,交流负载线,i,B,=80,60,40,20,0,12,2,6,Q,i,C,/mA,O,u,CE,/V,4,直流负载线,15,.,用图解法求放大电路的放大倍数：,假设,I,BQ,附近有一个变化量,i,B,，,在输入特性上找到相应的,u,BE,，,在输出特性的交流负载线上找到相应的,i,C,和,u,CE,。,则电压放大倍数：,16,.,结论：,单管共射放大电路中:,1.交直流并存，,2.有电压放大作用，,3.有倒相作用。,图解法的步骤:,（一）画输出回路的直流负载线，,（二）估算,I,BQ,，确定,Q,点，得到,I,CQ,和,U,CEQ,，,（三）画交流负载线，,（四）求电压放大倍数。,17,.,3.图解法分析非线性失真,当,Q,点过低时，,输入信号的负半周进入截止区,-,截止失真,i,C,/mA,O,u,CE,i,C,/mA,t,O,Q,u,CE,t,O,U,CEQ,I,CQ,截止失真,u,CE,波形出现 顶部失真。,交流负载线,i,B,18,.,当,Q,点过高时，,输入信号的负半周进入饱和区,-,饱和失真,饱和失真,交流负载线,i,C,/mA,O,u,CE,Q,I,CQ,t,O,i,C,/mA,u,CE,t,O,U,CEQ,u,CE,波形出现底部失真。,i,B,19,.,4.图解法分析电路参数对静态工作点的影响,O,u,CE,i,C,O,u,CE,i,C,Q,1,Q,2,V,CC,R,C,V,CC,R,b1,R,C1,V,CC,R,C2,增大,R,C,Q点向右侧移动,增大,R,b,Q点向右下方移动,20,.,O,u,CE,i,C,u,CE,O,i,C,Q,1,Q,2,V,CC,R,C,V,CC,2,1,Q,1,Q,2,V,CC2,R,C,V,CC2,V,CC2,V,CC1,V,CC1,R,C,V,CC1,V,CC,升高,Q,点向右上方移动,增大,Q,点向左上方移动,21,.,四.微变等效电路法,适用条件：,微小交流工作信号，,三极管工作在线性区。,解决问题：,处理三极管的非线性问题。,等效：,从线性电路的三个引出端看进去，,其电压、电流的变化关系和原来的三极管一样。,22,.,1.用简化的微变等效电路计算单管共射放大电路,电压放大倍数为,R,B,R,C,T,+,-,u,o,+,-,u,i,R,L,C,1,C,2,+,V,CC,+,+,+,-,+,-,r,be,u,i,i,C,i,b,u,o,i,b,e,c,b,R,c,R,L,R,B,单管共射放大电路的等效电路,A,u,=,u,o,u,i,=,-,i,b,R,c,/,R,L,i,b,r,be,=,r,be,-,R,c,/,R,L,输入电阻,=,R,b,/,r,be,R,i,=,u,i,i,i,23,.,输出电阻,+,-,u,o,i,o,u,i,+,-,r,be,i,C,i,b,i,b,e,c,b,R,c,R,b,R,o,u,i,=,0,R,L,=,u,o,i,o,=,=,R,c,24,.,2.等效电路法的步骤,确定放大电路的静态工作点,Q,，,(3)画出放大电路的微变等效电路，,(2)求出,Q,点处的,和,r,be,，,(4)列出电路方程求解 和 。,、,25,.,3.有射极电阻的共射放大电路,+,+,-,-,r,be,u,i,i,C,i,b,u,o,i,b,e,c,b,R,c,R,L,R,B,R,E,R,B,R,c,T,+,-,u,i,R,L,C,1,C,2,+,V,CC,+,-,u,o,R,E,u,i,=,i,b,r,be,+(1+,),i,b,R,e,u,i,R,L,u,o,A,u,=,=,-,r,be,+(1+,),R,e,u,o,=-,i,b,R,L,其中,R,L,=,R,c,/,R,L,电压放大倍数,26,.,+,+,-,-,r,be,u,i,i,C,i,b,u,o,i,b,e,c,b,R,c,R,L,R,b,R,e,R,i,=,r,be,+(1+,),R,e,/,R,b,R,o,R,c,u,i,+,-,u,i,=,i,b,r,be,+(1+,),i,b,R,e,i,i,=,i,b,R,i,=,r,be,+(1+,),R,e,R,i,R,i,R,i,=,R,i,/,R,b,输入电阻和输出电阻,27,.,该放大电路与基本共射放大电路相比较：,电压放大倍数减小了,输入电阻提高了,输出电阻没有变化,28,.,例2.3,图示放大电路中,=50,1.试估算放大电路的静态工作点,2.求电压放大倍数,3.求输入电阻和输出电阻。,接有发射极电阻的单管共射放大电路,R,B,R,c,T,+,-,u,i,R,L,C,1,C,2,+,V,CC,+,-,u,o,R,e,240,3k,3k,29,.,解:直流通路如图所示,I,BQ,R,b,+,U,BEQ,+,I,EQ,R,e,=,V,CC,I,BQ,=,V,CC,-,U,BEQ,R,b,+,(1,+,),R,e,=,0.04mA,I,CQ,=,I,BQ,=,50,0.04,=,2 mA,I,EQ,U,CEQ,=,V,CC,-,I,CQ,R,c,-,I,EQ,R,e,=,12,-,2(3,+,0.82),=,4.36 V,I,BQ,I,CQ,I,EQ,+,-,U,BEQ,+,V,CC,R,b,R,c,VT,R,e,直流通路,30,.,r,be,r,bb,+(1+,),26,I,EQ,=300+(1+50),26,2,=963,R,L,A,u,=,-,r,be,+(1+,),R,e,=-,1.75,R,i,=,r,be,+(1+,),R,e,/,R,b,=36.3,K,R,o,R,c,=,3,K,射极电阻,R,e,使电压放大倍数降低,+,+,-,-,r,be,u,i,i,C,i,b,u,o,i,b,e,c,b,R,c,R,L,R,b,R,e,31,.,小 结,图解法,优点:,1.即能分析静态,也能分析动态工作情况；,2.直观 形象；,3.适合分析具有特殊输入/输出特性的管子；,4.适合分析工作在大信号状态下的放大电路。,缺点:,1.特性曲线存在误差；,2.作图麻烦,易带来误差；,3.无法分析复杂电路和高频小工作信号。,32,.,微变等效电路法,优点:,1.简单方便；,2.适用于分析任何基本工作在线性范围的简单或复杂的电路。,缺点:,1.只能解决交流分量的计算问题；,2.不能分析非线性失真；,3.不能分析最大输出幅度。,33,.,2.2.3 放大电路的工作点稳定问题,一.温度的变化对三极管的工作点的影响,T,U,BEQ,I,CBO,I,CQ,温度升高，静态工作点移近饱和区，使输出波形产生饱和失真。,可见：,解决措施:,保持放大电路的工作温度恒定。,2.,从放大电路自身解决。,34,.,二.分压式工作点稳定电路,基极静态工作点电位,基本不变,T,U,BEQ,I,BQ,I,CQ,U,EQ,I,CQ,R,L,C,2,R,B1,R,B2,R,c,T,+,-,u,i,C,1,+,V,CC,+,-,u,o,R,E,C,E,U,B,U,E,i,R,i,B,i,C,35,.,由以上分析可知：,该电路是通过发射极电流的负反馈作用，,牵制集电极电流的变化。,也称为电流负反馈式工作点稳定电路。,R,e,愈大,电路的温度稳定性愈好，,但将影响输出电压幅度。,R,b2,和,R,b2,值的选用：,一般取,i,1,=(510),i,B,且,u,BQ,=(510),U,BEQ,36,.,1.静态分析,从估算 入手,静态发射极电流为,静态基极电流为,静态电压为:,U,B,I,E,I,C,I,B,u,E,R,B1,R,B2,R,c,T,+,V,CC,R,E,37,.,R,L,C,2,R,B1,R,B2,R,c,T,+,-,u,i,C,1,+,V,CC,+,-,u,o,R,E,C,E,U,B,U,E,i,R,i,B,i,C,2.动态分析,e,+,-,r,be,i,c,i,b,i,b,c,b,R,c,R,L,R,B2,+,-,u,i,u,o,i,o,i,i,R,B1,38,.,e,+,-,r,be,i,c,i,b,i,b,c,b,R,c,R,L,R,B2,+,-,u,i,u,o,i,o,i,i,R,B1,A,u,=,u,o,u,i,=,r,be,-,R,c,/,R,L,电压放大倍数为,输入电阻为,输出电阻为,R,i,=,r,be,/,R,b1,/,R,b2,R,o,=,R,c,u,o,=,-,i,b,R,c,/,R,L,u,i,=,i,b,r,be,R,i,R,o,39,.,例2.4：,已知晶体管的,=,60,，,r,be,=,1.8,k,，,信号源电压,u,s,=,15,mV,，内阻,R,s,=,0.6,k,，,其它参数已标在电路图中。,求该放大电路的静态工作点；,求该放大电路的输入电阻和输出电阻；,试求输出电压,u,o,；,若,R,F,=,0,，,u,o,等于多少？,+,V,CC,u,s,U,B,U,E,R,L,C,2,R,B1,R,B2,R,c,T,+,-,u,i,C,1,+,-,u,o,R,E,C,e,R,F,R,s,+,-,100,2k,3.9k,120k,39k,3.9k,+12,V,40,.,R,B1,R,B2,R,c,T,+,V,CC,R,E,R,F,100,39k,120k,3.9k,2k,12V,解：求静态工作点,U,B,R,B1,+,R,B2,R,B1,V,CC,I,EQ,=,I,CQ,U,EQ,=,U,BQ,-,U,BEQ,I,EQ,=,1,mA,U,CEQ,=,V,CC,-,I,CQ,R,c,-,I,EQ,(,R,E,+,R,F,),V,CC,-,I,CQ,(,R,c,+,R,E,+,R,F,),I,BQ,I,CQ,U,B,I,E,I,C,I,B,U,E,3,V,=,3,0.7,R,B,+,R,F,R,E,+,R,F,2,+,0.1,=,6,V,1,mA,=,17,A,41,.,R,L,R,b1,R,b2,R,c,VT,+,-,u,i,+,-,u,o,R,F,R,s,u,s,R,L,C,2,R,b1,R,b2,R,c,VT,+,-,u,i,C,1,+,V,CC,+,-,u,o,R,e,C,e,R,F,u,s,R,s,r,be,i,c,i,b,i,b,c,b,R,c,R,L,R,b2,+,-,u,i,+,-,u,o,e,i,o,i,i,R,b1,R,F,R,s,u,s,动态分析,42,.,r,be,i,c,i,b,i,b,c,b,R,c,R,L,R,b2,+,-,u,i,+,-,u,o,e,i,o,i,i,R,b1,R,F,R,s,u,s,A,u,=,u,o,u,i,=,r,be,+(,1,+,),R,F,-,R,c,/,R,L,电压放大倍数为,输入电阻为,输出电阻为,R,i,=,r,be,+(,1,+,),R,F,/,R,b1,/,R,b2,R,o,=,R,c,u,o,=,-,i,b,R,c,/,R,L,u,i,=,i,b,r,be,R,i,R,o,+(,1,+,),i,b,R,F,43,.,R,s,u,s,+,-,u,i,R,i,r,be,i,c,i,b,i,b,c,b,R,c,R,L,R,b2,+,-,u,i,+,-,u,o,e,i,o,i,i,R,b1,R,F,R,s,u,s,44,.,45,.,