21讲-单管共射放大电路.pptx

1.11.1基本放大电路的分类基本放大电路的分类 在生产和科研中，经常需要将微弱的电信号进行在生产和科研中，经常需要将微弱的电信号进行放大，以便有效地进行观察、测量、控制和调节。放大，以便有效地进行观察、测量、控制和调节。晶体管的主要用途之一是利用其放大作用组成放晶体管的主要用途之一是利用其放大作用组成放大电路。大电路。晶体管放大的条件：晶体管放大的条件：uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共发射极共发射极共集电极共集电极共基极共基极晶体管电路的三种连接方式：晶体管电路的三种连接方式：发射结正偏发射结正偏、集电结反偏、集电结反偏iC+uBE +uCE ECRBEBRC+ui+RSus+uo C2RL+C1+iB基本放大电路（基本放大电路（共发射极）共发射极）iC+uBE +uCE ECRBRC+ui+RSus+uo C2RL+C1+iBiC+uBE +uCE+VCCRBRC+ui+RSus+uo C2RL+C1+iB+ui iC+uBE +uCE+VCCRBRC+uo C2+C1+iB1.2 1.2 放大电路中各元件的作用放大电路中各元件的作用+ui iC+uBE +uCE+VCCRBRC+uo C2+C1+iB 晶体管晶体管:放大元件。放大元件。电源电源EC：保证发射结处于正：保证发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏向偏置、集电结处于反向偏置，为输出信号提供能量。置，为输出信号提供能量。集电极电阻集电极电阻RC：将电流的：将电流的变化变换为电压的变化，以变化变换为电压的变化，以实现电压放大。实现电压放大。基极电阻基极电阻RB：使发射结处于正向偏置、提供大小适：使发射结处于正向偏置、提供大小适当的基极电流。当的基极电流。耦合电容耦合电容C1和和C2 ：用来隔断直流、耦合交流。电容值：用来隔断直流、耦合交流。电容值应足够大，以保证在一定应足够大，以保证在一定 的频率范围内，电容上的交流的频率范围内，电容上的交流压降可以忽略不计，即对交流信号可视为短路。压降可以忽略不计，即对交流信号可视为短路。2.2 放大电路的静放大电路的静态分析态分析基本思想基本思想 非线性电路经适当近似后可按线性电路对待，非线性电路经适当近似后可按线性电路对待，利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。一、分析三极管电路的基本思想和方法一、分析三极管电路的基本思想和方法直流通路直流通路(ui=0)分析静态。分析静态。交流通路交流通路(ui 0)分析动态，只考虑变化的电压和电流分析动态，只考虑变化的电压和电流基本方法基本方法图解法、图解法、解析法解析法二、放大电路的静态分析二、放大电路的静态分析 静态分析的目的：确定放静态分析的目的：确定放静态分析的目的：确定放静态分析的目的：确定放大电路的静态工作点大电路的静态工作点大电路的静态工作点大电路的静态工作点(直流值直流值直流值直流值)I IB B，I IC C ，U UCECE 分析方法：利用直流通路分析方法：利用直流通路分析方法：利用直流通路分析方法：利用直流通路计算放大电路的静态工作点。计算放大电路的静态工作点。计算放大电路的静态工作点。计算放大电路的静态工作点。+u ui i i iC C+u uBEBE +u uCECE +V+VCCCCR RB BR RC C+u uo o C C2 2+C C1 1+i iB BI IC C+U UBEBE +U UCECE +V+VCCCCR RB BR RC CI IB B直流通路直流通路直流通路直流通路静静静静态态态态工工工工作作作作点点点点例例9.3 在在共发射极基本交流放共发射极基本交流放大电路中大电路中,已知已知VCC=12V，RC=3k，RB=240k 试求试求放大电路的静态工作点。放大电路的静态工作点。解：解：+ui iC+uBE +uCE+VCCRBRC+uo C2+C1+iB2.3 放大电路的放大电路的 动态分析动态分析3.1 放大电路的动态工作情况放大电路的动态工作情况3.2 放大电路中各电压、电流的定义放大电路中各电压、电流的定义3.3 微变等效电路法微变等效电路法+ui iC+uBE +uCE+VCCRBRC+uo C2+C1+iB3.1 3.1 放大电路的动放大电路的动态工作情况态工作情况 在静态的基础上加入在静态的基础上加入输入信号时的工作状态称输入信号时的工作状态称为为动态动态动态动态。IBQuiOt iB OtuCEOtuoOt iC OtICQUCEQUBEQ uBE Ot3.2 3.2 放大电路中各电压、电流的定义放大电路中各电压、电流的定义A AA大写表示电量与时间无关大写表示电量与时间无关(直流、平均值、有效值直流、平均值、有效值)；A小写表示电量随时间变化小写表示电量随时间变化(瞬时值瞬时值)。大写表示直流量或总电量大写表示直流量或总电量(总最大值，总瞬时值总最大值，总瞬时值)；小写表示交流分量。小写表示交流分量。总瞬时值总瞬时值直流量直流量交流瞬时值交流瞬时值直流量往往在下标中加注直流量往往在下标中加注QA 主要符号；主要符号；A 下标符号。下标符号。tuouBE=UBE+ube3.3 3.3 微变等效电路法微变等效电路法动态分析的目的：动态分析的目的：动态分析的目的：动态分析的目的：确定放大电路的电压放大倍数确定放大电路的电压放大倍数，输，输入电阻和输入电阻。入电阻和输入电阻。分析方法：分析方法：分析方法：分析方法：微变（小信号）等效电路分析法。微变（小信号）等效电路分析法。一、一、晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路+uce+ube ibicCBE从输入端口看进去，相当于电阻从输入端口看进去，相当于电阻 rbeOIB UBE IB QIBUBE从输出端口看进去为一从输出端口看进去为一个受个受 ib 控制的电流源控制的电流源+uce+ube ibicCBEQiC ICUCEuCE IBICIC ic=ib rbe Eibic ib+ube+uce BCICUCE阻值很高，约几十千欧阻值很高，约几十千欧几百千欧，几百千欧，可忽略可忽略可忽略可忽略。二、二、放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路画交流通路原则：画交流通路原则：1.直流电压源视为短路；直流电压源视为短路；2.视电容对交流信号短路。视电容对交流信号短路。微变等效电路是对微变等效电路是对交流分量交流分量交流分量交流分量而言，先画放大电而言，先画放大电路的路的交流通路交流通路交流通路交流通路，将将交流通路中的晶体管用其交流通路中的晶体管用其微变等微变等效电路来代替，即得到放大电路效电路来代替，即得到放大电路的的微变等效电路。微变等效电路。微变等效电路。微变等效电路。ECRBRC+ui+RSus+uo C2RL+C1+ui+RSusRBRC+uo RL交流通路交流通路ECRBRC+ui+RSus+uo C2RL+C1+ui+RSusRBRC+uo RL交流通路交流通路交流通路交流通路+uo+ibicRBRCRLuSRS+ui+uo+RBRLRSrbe Eibic ibBCusRC+ui 微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路交流通路交流通路交流通路交流通路基本放大电路基本放大电路基本放大电路基本放大电路三、三、放大电路的动态参数计算放大电路的动态参数计算1.电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算+uo+RBRLRSrbe Eibic ibBCusRC+ui 当输入的是正弦信号当输入的是正弦信号时，各电压和电流都可时，各电压和电流都可用相量表示。用相量表示。电压放大倍数电压放大倍数+RBRLRSrbe EBCusRC+开路时电压放大倍数开路时电压放大倍数2.放大器输入电阻的计算放大器输入电阻的计算Ri+RBRLrbe EBCRC+3.输出电阻的计算输出电阻的计算 ro RCRo RC一般为几千欧，因此，这种基本放大电路一般为几千欧，因此，这种基本放大电路的输出电阻较高。的输出电阻较高。受控源相当于开路。受控源相当于开路。晶体管的输入电阻晶体管的输入电阻rbe比较小，所以基本放比较小，所以基本放大电路的输入电阻不大电路的输入电阻不高。高。*例例 在在共发射极基本交流放共发射极基本交流放大电路中大电路中,已知已知VCC=12V，RC=RL=2k，RB=470k 试试求求电压放大倍数、输入电阻、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。输出电阻。解：解：ro RC=4k+ui iC+uBE +uCE+VCCRBRC+uo C2+C1+iBRL+VCCRCC1C2RLRE+CE+RB1RB2RS+us+uo ro=RC=3 k 2)求求 、ri、ro、去掉旁路电容去掉旁路电容 CE 时：时：+VCCRCC1C2RLRE+RB1RB2RS+us+uo+RCRB1RB2RLrbeRE1）静态工作点）静态工作点“Q”不变不变ro=RC=3 k 2)求求 、ri、ro、