电子技术基础(1)

ui
+VCC RC + C2
iB
iC
T uCE uBE
uo
电子技术基础(1)
交流通路
ii
RS us+
ui
ib
ic
ube T uce
RB
ui为一微小正弦信号
ube=ui=UimSint
RC uo
uce=uo=icRc
uBE = UBE+ ube =UBEQ+ Uim sint
UBE /V
ube/V
UBEQ
ube ui
uBE / V uBE / V
电子技术基础(1)
（2） 工作点偏低引起 ic 、uce (uo)失真
iC / mA
iC / mA 交流负载线
ib
i ICQ
c
0
t 0
0
uo波形
IBQ+ Ibm
Q IBQ 0
UCEQ 0 uCE /V
截止失真 0
uce uCE PNP
uce正半周变平
CC, CB?
最大不失真输出电压 幅值
有效值 峰－峰值
电子技术基础(1)
2.3 共射极放大电路
2.3.1 电路的组成原则
一、电路结构
放大元件
耦合电容
C1 + T
偏置电阻
ui
RB
VBB
+C2
集电极负载电阻
RC
VC
uo
C
直流电源
公共端
电子技术基础(1)
二、电路元件作用
1. T：放大元件，是电路的核心，工作在放大区。iC=iB
+ Uim
0
t 0
ＡＣ负载线： 过Ｑ点，斜率－１／ＲＣ
uBE/V ube
= UBEQ
t 0
t
电子技术基础(1)
在输入特性上作图
ib iB µA
iB µA 画DＣ负载线
ib
IBQ
Ibm
IBQ
1
Q
2
0
t 0
iB = IBQ+ ib
0 t
UBEQ
UBEQ
0
ube ui
uBE/V
uBE/V ube/V
电子技术基础(1)
uCE /V
电子技术基础(1)
三、RC和RB不变，VCC减小为VCC´
iC / mA
VCC RC
VCC
RC
Q
0
I BQ=
VCC –UBEQ RB
Q
VCC VCC
IBQ IBQ
IB = 0 µA
uCE /V
电子技术基础(1)
２、用图解法分析放大电路的动态指标
1. 输出端开路
RB C1 +
RS
+ us
•
Ii
B
•
C Ic
RS
•
• + Ui
RB
•
Ib rbe
•
Ib
RC RL
•
Uo
Us
E
Ri
Ri=
Ui Ii
= RB // rbe
若RB>> rbe ，则 Ri rbe
电子技术基础(1)
3. 放大电路的输出电阻
RS •+
•
Ui
RB
Us
B
•
Ib rbe
E
C I•c
•
Ib
RC
•
Fra Baidu bibliotekIo
RL
•
Uo
Ro
可用外加电压法求Ro
UD
IBQ UCEQ
E
IEQ
UBEQ = UD = 0.7V 估算法
IBQ=
VCC–UBEQ RB
ICQ = IBQ
UCEQ = VCC ICQ RC
电子技术基础(1)
２．用交流模型分析放大电
路的动态指标 RB
利用晶体管的交 流模型分析其动 RS 态指标的方法， us+ 称微变等效电路 法。
IBQ+ Ibm Q
IBQ 0
IBQ－ Ibm
0
t 0
UCEQICQRL VCC
uCE /V
0
uce/ uo uCE /V
uce (uo)
带载输出电压
t
带负载后，Uom减 小, ｜A电子u技｜术基下础(降1)
三、 用图解法分析非线性失真
iC / mA
iC / mA
1. 静态工作点偏高引起饱和失真 ib
电子技术基础(1)
iC / mA
VCC RC
直流负载线
1. 找到IBQ那条曲线 2. 在三极管输出特性曲线
坐标上画直流负载线
uCE = VCC iC RC
ICQ
Q
IBQ
静态工作点
iC=
R1CuCE +
VCC RC
0
UCEQ
VCC
uCE /V
ＤＣ负载线：过Ｑ电点子技，术基斜础(1率) －１／ＲＣ
2.4.2. 静态工作点与电路参数的关系
在输出特性上作图 iC / mA
ic iC / mA
VCC RC
先画DＣ负载线
ic= ib
ic
ICQ
Q
再画AＣ负载线 ib
IBQ+ Ibm
IBQ 0 IBQ-Ibm
0
t 0
电压放大倍数
Au
=
－Ucem Uim
t
UCEQ
VCC
0
Ucem
uce/ uo
uce (uo)
uCE /V uCE /V
电子技术基础(1)
2. 输出端接负载
交流通路
ii
RS us+
ui
ib
ic
ube T uce
RC
RL uo
RB
uo = uce = – ic (RC//RL) = –ic RL
ic
=
_1 RL
uce
ＡＣ负载线：过Ｑ点，斜率－１／
电子技术基础(1)
作交流负载线 iC / mA
iC / mA
VCC RC
ic
ICQ
带载交流负载线 ib
电子技术基础(1)
+VCC RB +C2
C1 + T
RL uo
ui
ui
RB
RL uo
(c)
图(c)中，有静态偏置, ube= ui, 有ib和ic, 但uo=0, 所以不能放大交流电压信号。
电子技术基础(1)
直接耦合和阻容耦合
放大电路与信号源直接相连 放大电路与负载直接相连
放大电路与信号源通过电容相连 放大电路与负载通过电容相连
用组成原则判断?
直接耦合共射放大电路
阻容耦合共射放大电路
电子技术基础(1)
电路主要特点
用直流通路作静态分析 (1) 交直流共存 用交流通路作动态分析
先静态分析 后动态分析
(2) 非线性
图解法(非线性)
特性曲线+直流负载线 特性曲线+交流负载线
等效电路法(线性化) 直流模型
交流模型
电子技术基础(1)
有极性，一般为10F~50F。在一定的频率范围内，C1
、C2上的交流压降小到可以忽略 不计，即对交流信号可 视为短路。
电子技术基础(1)
三、电路主要特点 (1) 交直流共存
直流通路 交流通路
(2) 非线性 图解法(特性曲线) 等效电路法（直流模型＋交流模型）
电子技术基础(1)
C1 + ui
T RB VBB
2.VCC:为电路提供能量，并保证集电结反偏。一般为几 伏~几十伏。 3.RC：将变化的电流转换为变化的电压，以实现电压的 放大。一般为几千欧~几十千欧。 4.VBB、RB：保证发射结正偏，并为电路提供大小合适的 静态IB。RB一般为几十千欧~几百千欧。
5.C1、C2：隔直通交。隔离输入、输出与电路直流的联 系，同时能使交流信号顺利输入输出。其为电解电容，
课堂讨论题：下面各电路能否放大交流电压信号？
+VCC
RC C1+
+C2
T
ui
RL uo
RC T
+VCC
(a)
图(a)中，没有设置静 态偏置，即IBQ=0，不能放大
电子技术基础(1)
C1 +
+VCC RC +C2
T
ui
EB
RB
RL uo ui
(b)
RC RL uo
RB
(b)
图(b)中，有静态偏置, 但ui =0 ， ube =0 ，所以不能放大。
电子技术基础(1)
2020/11/27
电子技术基础(1)
2.1 放大的概念 2.2 放大电路的主要性能指标 2.3 基本共射极放大电路 2.4 放大电路的分析方法 2.5 工作点稳定的放大电路 2.6 共集电极放大电路 2.7 共基极放大电路 2.8 三种接法的比较 2.9 复合管放大电路 2.10 场效应管放大电路
Ro=
Uo Io
US=0 =RC
RL=
电子技术基础(1)
作业: 2.2, 2.3(a),(b),(c), 2.14 讲1.16(1.5V),1.19(e)
电子技术基础(1)
图解法
１、用图解法分析放大电路的静态值
+VCC RB RC
T
+VCC iＢ
RＢ
T + uＢE -
uＢE = VCC iＢ RＢ 输入特性曲线 直流负载线
2.4 放大电路的分析方法
2.4.1 放大电路的静态分析
放大电路没有输入信号(ui =0 )时的工作状态称为静态。 静态分析的任务是根据电路参数和三极管的特性确定静
态值（直流值）UBEQ、IBQ、 ICQ 和UCEQ。可用放大电路
的直流通路来分析。 放大电路建立合适的静态值，是为了使三极管在加入交 流信号后也始终工作在放大区，以保证信号不失真。
2.3.３ 组成原则
1、必须有直流源， 使Je正偏、Jc反偏； 并与电阻配合，形成合适的 静态工作点
2、交流信号必须：
“加得进”（ui导致ube） “取得出”（iC导致uo）
3、交直流配合适当，管子始 终工作在放大区。
直流通路
交流通路
Ｑ点要设置合适，使得 加上交流后，管子始终
工作在放大区
电子技术基础(1)
电子技术基础(1)
iＢ / A
VCC RＢ
直流负载线
在三极管输入特性曲线 坐标上画直流负载线
uＢE = VCC iＢ RＢ
IＢQ
Q
静态工作点
iＢ=
R1ＢuＢE+
VCC RＢ
0
UＢEQ
VCC
uＢE /V
电子技术基础(1)
+VCC RB RC
T
iC RC T+ uCE
-
+VCC
输出特性曲线 uCE = VCC iC RC 直流负载线
第二章 目录
电子技术基础(1)
2.1 放大的概念
放大
要求——变化量幅度增大、波形失真小 对象——变化量 实质——能量转换和控制
电子技术基础(1)
.R+S
US_
+.
U_ i
信号源
放大 +.
电路
U_o
直流电源
RL 负载
放大作用涉及到变化量的概念。即输入信号有个较小 的变化量时，要求在负载上得到一个较大变化量的输 出信号。由此可见，所谓的放大作用，其放大的对象 是变化量。放大电路的放大倍数就是输出信号与输入 信号变化量之比。
ic正半周变平
交流负载线
IBQ+ Ibm
Q
IBQ
0
IBQ－Ibm
0
t 0
uo ,uce波形
0
0
uCE /V
uCE /V
uce uce负半周变平
CC, CB?
饱和失真
电子技术基础(1)
PNP
2. 静态工作点偏低引起截止失真
iB / µA
iB / µA
ib
Ibm IBＱ 00
ib IBＱ
t 0
0
t
Q UBEＱ
RB
Us
•
Ib
•
Ib
RC RL
•
Uo
E
微变等效电路
电子技术基础(1)
1. 电压放大倍数
B
C I•c
RS
•
• + Ui
RB
•
Ib rbe
•
Ib
RC RL
•
Uo
Us
E
•
A• u=
Uo U• i
=
–
•
I•I（bbrRbeC//RL）=
若输出端开路(RL=)，则
– （RCrb//eRL）=
A• u=
RC rbe
–
RL rbe
由号此说可明• 见Uo，与• 带Ui反负相载。后，电压放大倍数|A• u | 。上式中的负
电子技术基础(1)
RS +
uS
•
••
ui
Ri
A• us=
Uo U• s
=
Ui U• s
Uo U• i
•
=Au
Ri Rs+Ri
称为源电压放大倍数
电子技术基础(1)
2. 放大电路的输入电阻
电子技术基础(1)
2.4.3 放大电路的动态分析
放大电路有输入信号时的工作状态称为加入了动态。加 入输入信号后，三极管的各个电压和电流都含有直流分 量和交流分量。动态分析指交流分量的分析。可用放大 电路的交流通路来分析。
电子技术基础(1)
等效电路法
1、用直流模型分析放大电路的静态值
RB C1+
+VCC 直流通路
+C2
RC uo
VCC
单电源供电
RB C1+
ui
+VCC
RC +
C2
T
uo
电子技术基础(1)
2.3.2 放大电路的直流通路和交流通路
RB C1+
ui
+VCC
RC +
C2
直流通路
RB
T
ui=0
uo C1、C2断路
+VCC RC
T
交流通路
VCC=0 C1、C2短路
ui
T RB
RC uo
电子技术基础(1)
C1+ ui
C
+VCC
RC +
C2
T
RL
uo
B ib
ic
T
RS us+
ui
RB E
RC RL uo 交流通路
电子技术基础(1)
c
b
T
e
c
b
T
e
b ib
ic c
ib
ube rbe
uce
e
电子技术基础(1)
C
B ib
ic
T
RS us+
ui
RB E
RC RL uo
交流通路
•
B
C Ic
RS
•
• + Ui
电子技术基础(1)
阻容CE:
电子技术基础(1)
三、 用图解法分析非线性失真 iC / mA 交流负载线
电子技术基础(1)
2.2 放大电路的主要性能指标
信号源
负载
交流
通路
一、小交流信号指标
.
1、电压放大倍数 Au=
. U.o
Ui
2、输入电阻
Ri=
Ui Ii
Ri与Rs有关?
电子技术基础(1)
3、输出电阻 (1)
(2)
Ro=
Uo Io
US=0 RL=
Ro与RL有关?
电子技术基础(1)
二、大交流信号指标
RC +
C2
T
RB RC IBQ
RS u+s
ui
RL uo
UBEQ
+VCC ICQ
UCEQ IEQ
电子技术基础(1)
RB RC IBQ
UBEQ
+VCC ICQ
UCEQ IEQ
IBQ
b 代替Ｔ
b
UBEQ
UD
c
T e
ICQ
c
IBQ
UCEQ
e
e
+VCC
电子技术基础(1)
RB
IBQ
B
UBEQ
+VCC RC C ICQ
一、Vcc和RC不变, RB增大为RB，IBQ减小为IBQ
iC / mA
VCC RC
I BQ=
VCC–UBEQ R B
Q
IBQ
Q IBQ
IB = 0 µA
0
VCC
uCE /V
电子技术基础(1)
二、Vcc和RB不变, RC增大为RC
iC / mA
VCC RC
VCC
RC
Q
Q
0
IBQ
VCC
IB = 0 µA