基本共射极放大电路电路分析3.2.1基本共射放大电路1.放大电路概念:基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。
a.放大电路主要用于放大微弱信号,输岀电压或电流在幅度上得到了放大,输岀信号的能量得到了加强。
b.输岀信号的能量实际上是由直流电源提供的,经过三极管的控制,使之转换成信号能量,提供给负载。
2.电路组成:(1)三极管T;(2)VCC :为JC提供反偏电压,一般几〜几十伏;(3)RC :将IC的变化转换为Vo的变化,一般几K〜几十KVCE=VCC-ICRC RC,VCC同属集电极回路。
-般为几十K-几千—V BE一般,硅管V bE-0r7V镭管V BE=0.2V当V nB»V Bir Bt:R V BB打怎——(6)Cb1,Cb2:耦合电容或隔直电容,其作用是通交流隔直流。
(4)VBB : 为发射结提供正偏。
信号源O------- *—(8)Vo :输出信号(9)公共地或共同端,电路中每一点的电位实际上都是该点与公共端之间的电位差。
图中各电压的极性是参考极性,电流的参考方向如图所示。
3.共射电路放大原理4.放大电路的主要技术指标放大倍数/输入电阻Ri /输出电阻Ro/通频带片变化亠耳矗变化变化远坠込畑变化巴变化h聽——=40址4/<■ ~ 0 Z B二1,6mAI CE =I CC-I C R C =5.61Av,--\mV = -SuA—>A RE =MR =0.=必放大电路的输出信号的电压和电流福度得到 了放大”所以输出功率也会有所放大4对放大电 路而言有:电压敬大倍数:冬二嚟哼电流放大倍数:梓=曲淳 功率放大借咯心尸二碍仔J 巒 通常它们都是按正弦量定义的.放大倍数定 义式中各有关昼如图所示4+ *陌:R L « * Ml M M M⑵输入电阻Ri输入电阻是龙明放大电路从信号源吸取电流大 小的参数<■代大,放大电路从信号源吸取的电流 小*反之则大。
, 尽的定义:坨堤⑶输出电阻Ro输出电阳是衣明放大电路帯负载術能力•吆大农明 放大电路帯负载約能力差,反之则强。
&的定义::信号源:>A(b)(b)从负载特性曲线求&~~I热 放大电路>A 放大电路根擱圏e),时.测补"良电盯辟时的输出为戍" 则* R严-<^-^)^1?^ -K y'j一门扯注亞::放皿数、输入电肌、输出电阻通常祁是在疋強信号下的交流幣数,只有任放人电跑赴于放\ 状态旦输山不失真的条件卜r仃恵义.(4)通频带放大电路的增益J(/)是频率的函数.在低倾段和高频段放大倍数都要下降外当月(/)下降到中频电压放大倍数的R.2时,即A(fJ = A(fJ = ^^0.7A,相应的频率:齐称为下限频率几称为上谡频率问题1 :放大电路的输岀电阻小,对放大电路输岀电压的稳定性是否有利?问题2:有一个放大电路的输入信号的频率成分为100 Hz〜10 kHz,那么放大电路的通频带应如何选择?如果放大电路的通频带比输入信号的频带窄,那么输岀信号将发生什么变化?3.2.2放大电路的图解分析法1.直流通路与交流通路静态:只考虑直流信号,即Vi=0,各点电位不变(直流工作状态)。
动态:只考虑交流信号,即Vi不为0,各点电位变化(交流工作状态)。
直流通路:电路中无变化量,电容相当于开路,电感相当于短路。
交流通路:电路中电容短路,电感开路,直流电源对公共端短路。
放大电路建立正确的静态,是保证动态工作的前提。
分析放大电路必须要正确地区分静态和动态,正确地区分直流通道和交流通道。
交流通路2.静态分析⑴静态工作点的近似估算法护已知硅管¥曲=07¥,300K占4K舌猪管V BE=0,2V以及p(40), " "根据直流通賂则有:^CQ =B= 1*6加orCIH电容Cb]和(二断开i亢流通路即能通过n流的通逍“从C、B… EL向外看,有建流负载电阻,兀、R b c1 ■K・;G = JZ [• /(吃&: =5.6r 周定偏流瞰路Q: (40uA, 1.6mA, 5.6V)RA电橇容疣于「流和电交当路直源合对相短©T I4K6KK<Ncc15V例3.2.2:电路及参数如图,求 Q 点值&CC15VI33OK330KRb0.5K__ I ' 27 °』 a 4()ti J330 + 51x0.5 /? = 50»l /r « 办=50x 40M = 2mAVcE ~ Vcc — IcRc — I E R U 佥 Vcc— lc( Re + R J = 15-2x4.5 = 6I 7O.5KRI.亡流通路固定山R 申品.射机佑说取茴£边吐ffife 通跻I33OK Rb15V1p=40168K Rti15VRbz J O.5KpRe 112K°: (5②42"必,67)fc 佥 * =0 4 =2mA二嗨47 B念+(1+翘)傀V CE ^V cc -(R c + R ei + /?f2y c = 15-2x (4 卡 j )三 6Jrn 流通路%刃5叽2R 机■心 Rb\ + Rb2 10,2人^3B =心+氐2(町画直流通路(b)把电路分为线性和非线性 两部分 如果咕40U A AR C -4K.V CC -I2VV Bh :输入特性仗》作非线性部分的供s 1 vn 曲线4t)uA9〉作线性部分的伏安特性I 由线 冃流负鞍线V CE -t2 - 4 \c (V c<: 12V .比.4K) nj 两点法做门线NR 12 V®), N(03 mA)(e>££f^MN rai b 4OuAE 由找的^£^(5.6V4 6mA} 就皿册态】作屈Qb的方法同二极管图解 输出特性 分析乂EicI B =100U A 3I B =40U A 2I B =20U A直流 负载线6 8 10 12I B =80U A(<6VT U6mA)_I B =60U AI B-40U A,R 匚=4K 、 V tX -12VIc%改变:Rn T —> is 4<—> Ic > V CE T->Q 点沿MN 向下穆动r H r I Rc氐故变T-> A/.V 的斜率变小I — AflV 绕M 点逆时针转动f Vcs — Vcc — L RcVg 改变:-卩宾T-> A 不变-> Vci TL t MN 向右平移土 他 U fa-IOOuA3OOK RbT 0=40*Ip-SOuA 、J B -60U A ^^9I B =40U AI[j-20uAIlli2 46810 12I B IOO U A1In 8OuA In 6()uA[R 4O U A 22I B 20U A6 8 10 12 VCE2-Jic 伽.!)In-IOO A -►VCEi e=P>^O,Xsin mt(niA)—*v cc^3.2sinwt(V)V CE-2.4V-8.8V峠=0X)2 宫incot(V)—>i b 2()sin<ot(uA)命20uA 60uA截止失真:由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。
压表现为顶部失真饱和失真:由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。
对压表现为底部失真。
注意:对于PNP管,由于是负电源供电,失真的表现形式,与ic(mA)IB 80U A3 IB^60U AI H 40U A40uAI R=20U A610 12 VCE22-嚴止失眞I B iOOuANPN管,输出电NPN管,输出电NPN管正好相反。
交流负载线交流负载线幽定方法: 乩通过输出特性曲线上的。
点做一条宜线.氏斜率为T 〃许。
是交流负较电阻。
氐交流负戟线是有交流输入信号时。
点的运动轨迹交流负载线和育流负我线相交与输岀功率和功率三角形放大电路向电阻性负载提供的输;1:功率匸在输出特性曲 线上,正好是三角 形41/?0的面积, 这一三角形称为功 率三角形* 要想尸。
大.就 藝使功率三角形的 面积大,即必须使 匕m 礼都要大。
作业 321 322 3.3.4 3.3.63.2.3放大电路的小信号模型分析法图解法的适用范围:信号频率低、幅度 较大的情况。
如果电路中输入信号很小,可把三极管特性曲线在小范围内用直线代替,从而把放大电路当作线性电 路处理一一微变等效电路。
1. 三极管可以用一个模型来代替。
2. 对于低频模型可以不考虑结电容的影响。
L i要设置在输 出特性曲线 放大区的中 间部位: 2要有合 适的交流负 载线。
交诜胡态范也 (动画)Q 位F 交流负栈线中间时.ic/mAZm =评鶴-o:输出短路时的輸入电阻A12 = j& :1输入开路时电压反馈系数屁2= j&|炖0输入开路时输出导纳1?21 =弄]踵=0输出短路时电流放大系数2.三极管共射h参数等效电路共射接法等效的双端口网络:输入:Vz I b输出;V Q k 输入特性衣达式:"肿汙£(i^ v CE)输出特性龙达式:Hz f 4 V€E)1. h参数等效电路% \hnV2 o令力前nO+V30如果h和V2SJSi源:仪=hi\• A-4- hu •注:由于和足正玆储弓*在频宰我低附兀押移”斫拙辜円瞇魏於示ClZS r rf VM=—|^ d^ +f ■ I|lb *rfVcF= /?n * A + Au * 匕*L= /?:r * h+ /?22 ・V…畑】/b* C Zc G时如对巾忙的影呵是三极管在Q点附近b与匕之阖的动态电阻’用心•丧示。
n b畑:基区休电阻说发射结正僞电阻26m V 尸叶= (1 + 0)—-—1E —严计h:hll = —\lBdVCE通常用匕表示hjp1f ce —ll22I见处对怙的影响,捷1陀这条曲线在Q煤的导数/?21 =^cZt/php=Z&在叹总ic/mA*x^/v三极管共射简化h参数等效电路323基本共射电路分析计算超略町和处影响的简化参数缭恳电路局2 吃e() O5 3/V^hRc0RAo/HRRRVj=尽,〃Ji 输出开路时的输出电压 iy :输出短路时的输出电流力0並O rbe 令刃b 。
鬆直2.计算输入电阻 Ri|«b Q rbe 令矶血KL ~ L■V ' 以:Ro = -=Rf 1J V '方法一:瓦=—內0盹P rbe 令矶脸啦e阮()3Rbl¥R bO^b Q%bA例 3.2.3: 求 Av , R i , Ro"=几•馄 +(1 +0山讥 v o = -A W R c= -7.62方法二:把输入伫号源短路<v s =o )但保留信号源 内阻.在输出端加信号匕,求此时的L , 则」“4 ^如图,如果幺一0,则L=0*所以pi b =o26加V筒态工作点(40uA, 2mA 1 6V)330K R hoV^cI*解:PHHP=50 %% =加+(1+0)石 100+51 X26/2-0.763K0.5K Rc1+召矶\\Rc^电路及琴数如图* ”肘lOOd求人护R r R oS 许X 需必所以:R 严A 讥Q +Z c>bR RR R 4K4K4K6SKIi0.1 RCbi耘%Cb]HF例 3.2.4 址极住讼电路t ;i 定丄件点(站画)解,(1)确直流通路求静态工作点电路及参数如图,P=4O, r bb-lO()£L (l)ilt?^态工作点〔2)求札,R r R Q尺=心〃氐+(1邛)叮=330Ky/26.263K=24.3K自流通路6XkR M0.4kR C 2气 J 一 "OIK T jF-i0.4K 畑 ___ d_ %j0.7% +(1 + 卩)(心 + Re2)^50uAVcE « Vcc — (Rc + Rc 1+ Rc 2)Zc = 15-2x(4 + .5) = 6r 仏=加 +(1+0)警J&3KQ匕=族几+ (1+0山心• • •V Q — "I c Rc =・卩 1 b Rc -二厂二•卩・Rc v_讥一族+(1+0)心 1-40x4尺=血〃[仏+(1+卩)心]=10.2// 4.733 = 3.23KC R°=Rc=4KRb2Rbl +Rb2V cc = 2.25V(2)阀微变等效电路.求A 、.Ri‘ R。