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第8讲共射极放大电路的工作原理及BJT工作状态判断[1]


vo vo
即使静态时,调整电源使三极
管满足放大时的偏置,也无放
大作用,因为:
输入的交流信号短路没有加 入放大电路中。
练习:P186 4.2.1(b)
Rb
Cb1 vi
VCC Rc
Cb2
T
vo
如果Rb和Rc满足偏置 要求则具有放大作用。
练习:P186 4.2.1(c)
第一步:画直流通路
-VCC
Rb
Rc
例题 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80,
Rb=300k , Rc=2k, VCC= +12V,求: (1)放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域?
(2)当Rb=100k时,放大电路的Q点。此时BJT工 作在哪个区域?(忽略BJT的饱和压降)
解:(1)
IBQ
VCC VBE Rb
12V 300k
将处在动态工作情况。此时, BJT各极电流及电压都将在静 态值的基础上随输入信号作 相应的变化。
输入正弦信号vs正半周, vBE , iB 增加 iC以及RC 上的压 降将增加,vCE 减小,输出与 输入是反相的。
交流通路
练习:P186 4.2.1
分析各图所示电路对正弦交流信号有无放大作用。
第一步:画直流通路,判断BJT静态工作点是否在放大 区域;
ICQ IBQ 80120μA 9.6mA
VCEQ VCC Rc ICQ 12V - 2k 9.6mA 7.2V VCE不可能为负值,
BJT工作在饱和区,
IC
VCC
VCES Rc
12V 2k
6mA
此时,静态工作点为Q(120uA,6mA,0V)。
接上题
仍设BJT的 ß=80, 电路中 VCC= +12V,求:
如果未给出具体数值,则即定性判断是否发射结正偏集 电结反偏。
如果给出了具体数值,则即定量判断相应的电压和电流是 否符合要求。
第二步:画出交流通路,P186 4.2.1(a)
第一步:画直流通路;
RcRc
发射结反偏,不能工作在放
大区域。
TT
VCC 无放大作用
vi vi
4.2.2 基本共射极放大电路的工作原理
1. 静态(直流工作状态,也称Q点) Q(IBQ,ICQ,VCEQ)
输入信号vi=0时, 放大电路的工作状态称 为静态或直流工作状态。
求解思路:
VBB,Rb
IBQ ICQ β VCC,Rc
VCEQ
直流通路
4.2.2 基本共射极放大电路的工作原理
1. 静态(直流工作状态,也称Q点) Q(IBQ,ICQ,VCEQ)
I BS
I CS
I CS
VCC VCES RC
2、如果求得实际的电流IB <IBS,则工作在放大区域;否则工作在 饱和区域。
IB
VBB VBE Rb
练习P186 4.2.2 如果Rb和Rc满足偏置要求则具有放大作用。
500kΩ 40kΩ
B
A
S
C 20kΩ
IB
12V
4kΩ
ß=80
T
放大 IB <IBS 饱和 IB >=IBS
放大:发射结正偏,集电结反偏 饱和:发射结正偏,集电结正偏 截止:发射结反偏,集电结反偏 倒置:发射结反偏,集电结正偏
静态工作点的位置
假定临界饱和:
当实际的基极电流
IB
I BS
I CS

三极管才工作在放大区。
假定放大: 当实际的集电极-发射极电压:
时 VCE 在1~VCC 范围内 三极管才工作在放大区。
BJT符号
c b
e
c
b e
三极管放大作用
两个条件
(1)内部条件:
发射区杂质浓度远
一组公式
大于基区杂质浓度,
且基区很薄。
c N
(2)外部条件:
P
发射结正向偏置, b
集电结反向偏置。
N
e
IE=IB+ IC IC=βIB IC=αIE
c P N
b P e
BJT的V-I 特性曲线
临界饱和(虚线)
共射极连接
练习:P187 4.3.2~4
4.3.2 已知:VCC=15V,RC=1.5kΩ,iB=20µA,求该器件的Q点。
β =200
解:由已知得 IBQ=20µA
ICQ= β IB=200×20µA=4mA
Q(20µA,4mA,9V)
VCEQ= VCC - ICRC
4.3.3 已知:VCC=12V,RC=1kΩ,基极电路中用VBB=2.2V和Rb=50kΩ代替电流源 iB,求该器件的Q点。设VBEQ=0.7V。
500kΩ 40kΩ
B
A
S
C 20kΩ
IB
12V
4kΩ
ß=80
T
放大 IB <IBS 饱和 IB >=IBS
12V
IB
(12 0.6)V
500k
0.023m A 23A
临界饱和 vCE vBE ; iCS iBS
ICS RC VCES VCC
ICS
VCC RC
3m A IBS
0.038mA
40μA
共射极放大电路
ICQ IBQ 80 40μA 3.2mA VCEQ VCC Rc ICQ 12V - 2k 3.2mA 5.6V
静态工作点为Q(40A,3.2mA,5.6V),BJT工作在放大区。
(2)当Rb=100k时,
IBQ
VCC Rb
12V 100k
120μA
-VCC
Rb
Rc
Cb2
T
Cb1 vo
vi
T
Cb1
无放大作用
练习:P186 4.2.1(d)
Cb1 Rb vi
VBB
Rc
Cb2
T
VCC VCC极性接反
vo
无放大作用
关于临界饱和
1、是饱和状态和放大状态的交界,既可用饱和时的条件又可应 用放大时的公式。
ICS RC VCES VCC
I CS
I BS
分析步骤:
(1)画出放大电路的直流通路,标出各支路电流;
(2)由基极-发射极回路求IBQ ;
IBQ
VBB
VB EQ Rb
(3)由BJT的电流分配关系求ICQ ;
ICQ βI BQ
(4)由集电极-发射极回路求VCEQ ;
VCEQ VCC ICQ RC
硅管取0.7V, 锗管取0.2V。 估算时常忽略
解:由输入回路得
I BQ
VBB
VBEQ Rb
2.2 0.7 50
30A
Q(30µA,6mA,6V)
ICQ= β IB=200×0.03=6mA VCEQ= VCC - ICRC=12-6=6V
4.3.4 已知:VCC=6V,RC=200Ω,基极电路中用VBB=3.2V和Rb=20kΩ代替电流源
(3)当Rb=300k时, Rc=5k时放大电路的 Q点。此时BJT工作在哪个区域?
解: (3)当Rb=300k时, Rc=5k时,
IBQ
VCC VBE Rb
12V 300k
40μA
ICQ IBQ 80 40μA 3.2mA
VCEQ VCC Rc ICQ 12V - 5k 3.2mA -4V
4.2 共射极放大电路的工作原理 电,方建起适静工点一面为载能,负获需的;输入电压,或者输出电流大于输入电流,或回路,即能够作用于晶体管的基极和发射ABC.4..偏部参核公.2置条考心共.1电件点器地路件—基—各B本J提信T共供号放电射大平极外的放大电路的基本组共成射极放大电路
4.2 共射极放大电路的工作原理
IC
VCC
VCES Rc
12V 5k
2.4mA
此时,Q(40uA,2.4mA,0V)
由于 IBQ ICM 所以BJT工作在饱和区。
放大电路如图所示。当测得 BJT的VCE 接近VCC的值时,问 管子处于什么工作状态?可能 的故障原因有哪些?
答: 截止状态
故障原因可能有: • Rb支路可能开路,IB=0, IC=0, VCE= VCC - IC Rc= VCC 。 • Cb1可能短路, VBE=0, IB=0, IC=0, VCE= VCC - IC Rc= VCC 。
4.2.1 基本共射极放大电路的工作原理
➢直流量与交流量常必须共存于放大电路中,由于电抗元件存在, 使直流量与交流量所流经的通路不同,因此为了研究问题方便,将 放大电路分为直流通路与交流通路; ➢直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的通路,用于分析放 大电路的静态工作点。对于直流通路,①电容视为开路;②电感线 圈视为短路;③信号源视为短路,但应保留其内阻。 ➢交流通路是输入信号作用下交流信号流经的通路,用于分析放大 电路的动态参数。对于交流通路,①容量大的电容视为短路;②无 内阻的直流电源视为短路。
工作在放大区域。
IC IB 1.84mA
VCE VCC IC RC 4.64V
Q(23µA,1.84mA,4.64V)
练习P186 4.2.2
500kΩ 40kΩ
B
A
S
C
20kΩ
12V
4kΩ 12V
S接通位置C:
发射结反偏。
ß=80
T
工作在截止区域。
I B 0, IC 0 VCE VCC
12V S接通位置A:
(12 0.6)V
I B 40k
0.3m A
临界饱和 vCE vBE ; iCS iBS
ICS RC VCES VCC
ICS
VCC RC
3m A IBS
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