共发射极放大电路课件.pptx
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- 发射极 放大 电路 课件
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1、第10章第二章第二章共发射极放大电路共发射极放大电路1 电路组成2 静态分析3 动态分析4 静态工作点的稳定上页返回1第10章第二章第二章1电路组成直流电源1.1.合理的直流偏置电路:合理的直流偏置电路:发射结正偏发射结正偏,集电结集电结 反反偏偏。2.2.能使交流信号有效的输入、输出。能使交流信号有效的输入、输出。组成组成 原则原则基极基极电阻电阻输入输入电容电容RCU+BE+UCE+UCCRB C1+C2+ui+u0集电极 电阻三极管:电流放大输出输出电容电容上页返回2第10章第二章第二章各各部部件的件的作作用用三极管核心元件,电流放大。Ucc提供直流能量,保证各级偏置。RB 基极电阻调节
2、基极电流,一般较大,几十到几百千欧姆。Rc 集电极电阻将电流放大转化为电压放大,一般几千欧姆到几十千欧姆。负负载载信信 号号 源源RBRCUCEU+BE+UCC+C1C2+ui+u0RL上页返回3第10章第二章第二章耦合电容的作用耦合电容的作用C1 用来隔断放大电路与信号源之间的直流通路。C2 用来隔断放大电路与负载之间的直流通路。C1、C2 同时又起到耦合交流的作用,其电容值应足够大,以保证在一定的频率范围内,耦合电容上的负负载载信信 号号 源源RBRCUCEU+BE+UCC+C1C2+ui+u0R交流压降达到可以忽略不计,即对交流信号可视为短路上页返回L4第10章第二章第二章IB,IC,U
3、BE,UCEib,iC,ube,uce Ib,IC,Ube,Uce直流分量直流分量 交交流分量流分量交流分量有交流分量有效效值值0iBtIBibIbm各种符号关系:各种符号关系:符符号含义号含义:RBRCUCEU+BE+UCC+C1C2+ui+u0RiB,iC,uBE,uCE上页总总量量返回L5第10章第二章第二章直流直流通路通路电容电容开路开路直流通路和交流通路直流通路和交流通路RBRCIBUCEUBE+IC+UCCRBRCUCEUBE+UCC+C1+C2+ui+u0RL上页返回6第10章RBRCUCEUBE+第二章第二章+UCC+C1+C2+ui+u0RL交流交流通路通路电容短路电容短路
4、直直流电源流电源短短路路RB+ui+u0RLRCubeuceicib上页返回ii7第10章第二章第二章2 2 静态分析静态分析当当放大放大 器没有输入器没有输入 信号(信号(ui=0)=0)时,电路中时,电路中 各处的电压各处的电压 电流都是直电流都是直 流恒定值,流恒定值,称为直流工称为直流工 作状态,简作状态,简 称称静态静态。静态分析内容静态分析内容:在在直流电源作用下,确定三直流电源作用下,确定三极管基极极管基极电流电流、集电极、集电极电流电流和集电极和集电极与基与基极之间极之间的的 电压值(电压值(IB 、IC 、UCE)。)。估算法估算法静态分析方法:静态分析方法:图解法图解法RB
5、RCUCEUBE+UCC+C1+2+ui+u0RLiBiCC上页返回8第10章第二章第二章直流通路静态估算法:静态估算法:(求解 IB、IC、UCE)UCC=RB IB+UBECCCEU=U+RICCIB=RBIC=IBUCE=UCC RC ICUCCRBRBRCIBUCEUBE+IC+UCCRBRCUCEUBE+UC CUB E +UCC+C1+C2+ui+u0RLiBiC上页返回9第10章第二章第二章例例3.1.1 在图示放大电路中,已知在图示放大电路中,已知UCC=12V,RC=3K,RB=240 k,=40。试求放大电路的静态工作点。试求放大电路的静态工作点。解:根据直流通路可得出解:
6、根据直流通路可得出:IB =50AUCCRB12240IC=IB=40 50=2mAUCE=UCC RCIC =123 2=6VRBRCIBUCEUBE+IC+UCCRBRCUCE+UBE+UCC+C1+C2+ui+u0RLiBiC上页返回10第10章第二章第二章静静态态图图解法解法输入回路静态图解:输入回路静态图解:UBE=UCC-RBIBiB=(uBE)UBE=UBEQ IB=IBQ线性部分 非线性部分 线性部分 UCCRBUBEQIBQiBuBEUCCRBRCIBUCEUBE+IC+UCCUCCUCCUCEIC+IB+RBRCUBEQB0上页返回11第10章第二章第二章IB =IBQIC
7、QUCEQQUCCUCCRCiCuCE0IC=f(UCE)IB =常量常量UCE =UCC RCIC输出回路静态图解输出回路静态图解IC =ICQCEU=UCEQ直流负载线UCCUCCIC+UCEIB+RBRCUBE上页返回12第10章iCuCEIB=IBQICQQUCCUCCRC0第二章第二章输入输入、输输出出回回路路静静态态图图解解分析分析UBE=UBEQ IB=IBQUCEQUCE=UCEQ IC =ICQUCCRBIBQiBuBEUCCQUBEQ上页返回13第10章第二章第二章时,电路中时,电路中 各处的电压各处的电压 电流都处于电流都处于 变动工作状变动工作状 态,简称态,简称 动态
8、动态。当当放大放大器有输入信器有输入信 号(号(ui 0)0)动态分析任务动态分析任务:在静态值确定后,当接入在静态值确定后,当接入变化的输入信号时,分析电路中各种变化量的变变化的输入信号时,分析电路中各种变化量的变 动情况和相互关系。动情况和相互关系。动态动态分分析析方方法:法:图图 解法解法微变等效电路分析微变等效电路分析3 3 动态分析动态分析RBRCUCEUBE+UCC+C12+ui+u0RLiBiCC上页返回14第10章第二章第二章1.1.图解图解法法:uBE=UBE+UimsinttUBEuBEUim输入电路的动态图解输入电路的动态图解在输入特性曲线在输入特性曲线 上上uBE和和i
9、B是是如如何何 变化呢?变化呢?RBRCUCEUBE+UCC+C12+ui+u0RLiBiCC上页返回15第10章第二章第二章第3章输入电路的动态图解输入电路的动态图解动态工作范围:Q1Q2上页返回16第10章第二章第二章输出回路的动态图解输出回路的动态图解uCE=UC2+u0=UCEQ+u0uO=(RC/RL)icRBRCUCEUBE+UCC+C12+ui+u0RLiBiCCR+uiB+u0RLRCubeuceic+ibii上页返回17第10章第二章第二章上页返回18第10章第二章第二章小结小结当输入交流信号时,当输入交流信号时,iB、ic、uCE都含有交、直流两个都含有交、直流两个分量,分
10、别由输入信号分量,分别由输入信号ui和直流电源和直流电源 UCC引起。引起。从波形图可以看出动态分量是在静态基础上叠加上去的从波形图可以看出动态分量是在静态基础上叠加上去的,所以各个量的瞬时值大小在变化,但极性不变。所以各个量的瞬时值大小在变化,但极性不变。仅分析动态信号:仅分析动态信号:从相位上看从相位上看,ui、ib、ic 同相同相 ,ui与与 uo反相反相,且输出电压且输出电压uo的幅度比输入电压的幅度比输入电压ui大得多。大得多。从从 瞬时极瞬时极性看,性看,如设晶体管的发射极电位为零,则如设晶体管的发射极电位为零,则b与与c电电 位一正一位一正一负或一高一低,两者总是相反。负或一高一
11、低,两者总是相反。必须选择合适的静态工作点,否则放大器将不能正常工作。必须选择合适的静态工作点,否则放大器将不能正常工作。上页返回19第10章NuCE第二章第二章iCiBUBEICmICIBQQICEO0M0tIB=0UCEuCE工工作作点与点与波波形失真形失真iBQ点过低引起的截止失真点过低引起的截止失真上页返回20第10章OOuCEuBEUCESUCEIBICQQMN第二章第二章iciciBtuiOuCEUomQ点过高引起的饱和失真点过高引起的饱和失真上页返回21第10章图图(b)(b)中,有静态偏置中,有静态偏置,但但ui 被被EB 短路,不能引起短路,不能引起i iB B的变的变 化,
12、所以不能放大。化,所以不能放大。RCC1C2TRLuoui(a)图图(a)(a)中,没有设置静中,没有设置静 态偏置,不能放大。态偏置,不能放大。+_+_RBCCRCC1C2TRLuouiEB(b)_+如图所示电路,能否放大交流信号?请说明理由如图所示电路,能否放大交流信号?请说明理由。第二章第二章思考思考与与练习练习+UCC+U上页返回22第10章图图(c)(c)中,有静态中,有静态 偏置偏置,有变化的有变化的iB和和 ic,但因没有但因没有RC,不能把集电极电,不能把集电极电 流的变化转化为电流的变化转化为电 压的变化送到输出压的变化送到输出 端端,所以不能放大所以不能放大 交流电压信号。
13、交流电压信号。TC2RLuouRB(c)+C1i_+_第二章第二章+UCC+上页返回23第10章第二章第二章ic三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路uceubeib ibbe cbuberbeec ibibicrceuce_2.2.微变等效电路分析法:微变等效电路分析法:上页返回24第10章第二章第二章由于由于rce阻值比输出端的负载大很多阻值比输出端的负载大很多,通常可通常可视为开路视为开路,从而得到简化的微变等效电路从而得到简化的微变等效电路三极管简化的微变等效电路三极管简化的微变等效电路三极管的微变等效电路只能用来分析放大电三极管的微变等效电路只能用来分析放大电 路变化量之间的关系。
14、路变化量之间的关系。ubebrbeec ibibicuce_上页返回25第10章第二章第二章放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路先画出放大电路先画出放大电路的交流通路。的交流通路。将将交交流流通路中通路中的的 三极管用其微变等三极管用其微变等 效电路来代替。效电路来代替。RBRCUCE+UCC+C1C2+ui+RLiBiCRB+ui+u0RLRCubeuceic+ibiiui_rbeU iBbEibicRCRBuuo0_RL上页返回26第10章第二章第二章1 1、电电压压放大倍放大倍数数(1)带负载时的电压放大倍数带负载时的电压放大倍数=RC/RL)I(brbe=(RC/RL)rbe(
15、2)不)不带负载时的电压放大倍数带负载时的电压放大倍数Au=UiIbUoAu=Uo Ui=RCrbeUi_rbe IbIbIcRCRBUo_RL上页返回27第10章第二章第二章2 2、放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻ri=RB/rbe对对基本放基本放大大电电放大放大电电路路Ii放放大电路大电路的的输入电输入电阻阻定义为定义为:ri=UiriUi_rbe IbIcRCRBUo_RLIiIb上页返回28第10章第二章第二章3 3、放大电路的输出电阻、放大电路的输出电阻对负载而言对负载而言,放大电路相放大电路相 当于一个具有內阻的信号源,当于一个具有內阻的信号源,信号源的內阻就是放大电路的信号源
16、的內阻就是放大电路的 输出电阻。输出电阻。RS放放大大 电电 路路ISU=0Cro=U =RIroro+Urbe IbIcRCRBo可用外加电压法可用外加电压法 求求roRLU_US _IiIbRS上页返回29第10章第二章第二章ICUCE0UCCUCCRCQ11.静态工作点的漂移静态工作点的漂移IB =80AIB =80AIB =60AIB=60A IB=40A IB=40A IB=20A IB =20AQ2Q1为25C时 的静态工作点Q 为65C时2的静态工作点4 静态工作点的稳定温度升高时,静态工作点将沿直流负载线上移。温度升高时,静态工作点将沿直流负载线上移。上页返回30第10章第二章
17、第二章稳定静态工作点的物理过程稳定静态工作点的物理过程:温度升高ICIEUE(=VB UE)IBIC2.2.分压式偏置电路分压式偏置电路UBEI1IBVBUBEI1=(510)IBI1=(1020)IB,VB=35V(硅管)(硅管),VB=13V(锗管)(锗管)RB2+ui+RLRCicibT+C2RB1 C1+CERE+UCCRCICIBTRB1RE+UCCVB RB2IE+_UEUBE+_I1上页返回31第10章第二章第二章静静态工态工作作点的点的估估算算VB =RB2 UCCIC IE=VBUB ERERB1 +RB2UCE UCC(RC +RE)ICBI=ICRB2+ui+RLRCic
18、ibT+C2RB1C1+CERE+UCCRCCIBRB1RE+UCCVBRB2上页返回IEUBE+_I+_UCE32第10章第二章第二章 例例10.1.210.1.2用用估算法计算图示电估算法计算图示电路的静态工作点路的静态工作点 。20+10RB1+RB2VB =UCC=12=4VRB210解:静态工作点为:解:静态工作点为:IC IE =1.65mAREVB UBE24 0.7UCE UCC(RC+RE)IC =12(2+2)1.65=5.4VIB =0.044mA1.6537.5IC+ui+RLicibTC1上页返回+C2+10KCE12V+UCC2KRC20KRB1RB210KRE2K
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