共射极基本放大电路.ppt

基本放大电路三极管对信号实现放大作用时在电路中可有三种不同的连接方式（或称三种组态），即共（发）射极、共集电极和共基极接法，这三种接法分别以发射极、集电极、基极作为输入回路和输出回路的交流公共端，而构成不同组态的放大电路，如图1所示。图1放大电路中三极管的三种连接方式一、共射放大电路的组成及放大作用1.电路基本组成及各元件作用共发射极基本放大电路的组成如图2所示，本电路采用的是NPN管。为保证放大电路能够不失真地放大交流信号，放大电路的组成应遵循以下原则：图2共（发）射极放大电路1)保证三极管工作在放大区2)保证信号有效的传输2.放大电路中电压、电流的方向及符号规定1)电压、电流正方向的规定为了便于分析，规定：电压的正方向都以输入、输出回路的公共端为负，其他各点均为正；电流方向以三极管各电极电流的实际方向为正方向。图3共（发）射极放大电路的简化画法图4三极管集电极的电流波形3.静态分析1）直流通路及静态工作点所谓直流通路，是指当输入信号ui=0时，电路在直流电源VCC的作用下，直流电流所流过的路径。在画直流通路时，将电路中的电容开路，电感短路。图2-3所对应的直流通路如图5(a)所示。2)放大电路静态工作点的估算由图5(a)所示的直流通路，直流电源+VCC经基极偏置电阻Rb为三极管发射结提供正向偏置电压，图5基本共射放大电路的静态情况经集电极电阻Rc为三极管集电结提供反向偏置电压。由直流通路得基极静态电流IBQ：根据三极管的电流放大特性，得集电极静态电流ICQ：共射放大电路4.动态分析所谓动态，是指放大电路输入信号ui不为零时的工作状态。当放大电路中加入正弦交流信号ui时，电路中各极的电压、电流都是在直流量的基础上发生变化，即瞬时电压和瞬时电流都是由直流量和交流量叠加而成的。在图3中，输入信号ui通过耦合电容C1传送到三极管的基极与发射极之间，使得基极与发射极之间的电压为输入信号ui变化时，会引起uBE随之变化，相应的基极电流也在原来IBQ的基础上叠加了因ui变化产生的变化量ib。当放大电路中在交流输入信号ui的作用下，只有交流电流所流过的路径，称为交流通路。画交流通路时，放大电路中的耦合电容短路；由于直流电源VCC的内阻很小（理想电压源内阻近似为零），对交流变化量几乎不起作用，所以直流电源对交流视为短路。图3所示基本共射放大电路的交流通路如图6所示。图6共射放大电路的交流通路这时，基极的总电流则为直流和交流的叠加，即经三极管放大后得集电极电流集电极-发射极之间的电压二、放大电路图解分析法由于三极管属于非线性器件，故用图解法进行分析比较直观。1.静态图解法以图7(a)所示共射放大电路为例，分析静态时，电容C1和C2视为开路，这时电路可画成图7(b)所示的直流通路。三极管的静态工作点的四个量，在基极回路中有IBQ和UBEQ，在集电极回路中有ICQ和UCEQ，下面分别进行讨论。图7图解法分析静态1)基极回路如图7(b)示的直流通路，由电源VCC、电阻Rb和发射结构成基极回路，VCC和Rb是线性电路部分，而发射结的伏安特性是非线性部分，如图7(c)所示。由图7(c)的三极管输入特性曲线可解出UBEQ和IBQ。UBEQ为发射结正向电压，三极管导通时，uBE=UBEQ变化很小，硅管UBEQ=0.6～0.8V，取0.7V；锗管UBEQ=0.1～0.3V，取0.3V。2)集电极回路对于集电极回路，三极管的管压降UCEQ与集电极电流ICQ的关系符合三极管自身的输出特性，即IBQ=40µA的那条曲线，如8所示。电源VCC和Rc的关系是线性关系，即满足利用上式在三极管输出特性曲线上作一直线，如图8所示，它与横轴和纵轴分别相交于M(12V，0mA)和N(0V，3mA)两点，其斜率为-1/Rc，是由集电极电阻Rc决定的。由于所讨论的是静态工作情况，电路中的电压、电流都是直流量，所以直线MN称为直流负载线。图8直流负载线2.动态图解法1)输入回路的动态图解分析以基本共射放大电路为例，其输入特性如9所示。当输入端加入信号ui=20sinωt(mV）时，由于有隔直电容C1的存在，加在三极管发射结上的电压就是静态值UBEQ与ui的叠加值，即利用uBE值在三极管输入特性曲线上可对应作出iB值，iB是静态电流IBQ与交流电流ib的叠加值，即图9图解法分析动态2)输出回路的动态图解分析随着iB的变动iC也相应的变动，放大电路的工作点以Q点为中点，在直流负载线上变动。当输入信号ui为正半周，iB由40μA向60μA变动时，放大电路的工作点先由Q移动到Q1，再回到Q。当输入信号ui负半周，iB由40μA向20μA变动时，放大电路的工作点先由Q移动到Q2，再回到Q。即放大电路的工作点随着iB的变动将沿着直流负载线在Q1与Q2之间移动，因此，直线段Q1Q2是工作点移动的轨