10-4 分压偏置共射放大电路的动态分析
分压偏置共射放大电路的动态分析
+UCC RB1 C1 + + ui RB2 RC C2 + + RE + RL uo – C
E
RS
+ ui –
RB1
RS
+ eS – –
-
es
+
RB2
RC
RL
+ u uo
o
–
分压偏置共射放大电路的动态分析
+ ui –
ii + RS
+
Rc RL uo
RC // RL RL
rbe
ib
ui ib rbe +(1+ )ib RE
+ eS -
–
-
Uo RL Au Ui rbe +(1 ) RE
RL Au RE
稳定性 提高
分压偏置共射放大电路的动态分析
ii RS
ib
+
ui
RB1 RB2 RE
Ri RB / / rbe (1 β )RE
RS
Ri 提高
Ro RC
+ eS – –
CE
引入交流负反馈
Ro RC
Ro不变
分压偏置共射放大电路 工程问题
1. 为了保证分压偏置放大电路能够稳定静态工作点，应合理选择元件参数，满足 以下两个条件:
I2 >>IB
VB >>UBE
Ro =RC
分压偏置共射放大电路的动态分析
有旁路电容CE 无旁路电容CE
RL Au β rbe
RL Au rbe (1 ) RE
Au减小，稳定性提高
+UCC RB1 C1 + + ui RB2 RC C2 + + RE + RL uo –
Ri RB / / rbe
（实际电路中通常取 I2=10IB VB =3UBE）
2. RE不宜取得太大。在小电流工作状态下，可取几百欧到几千欧。
3. 若要调整分压偏置放大电路的静态工作点，通常的方法是调整上偏置电阻RB1。 4. 若分压偏置放大电路的静态工作点正常，而放大倍数严重下降，应重点检查旁 路电容CE是否开路或者失效。
ic
Ui Ri =RB1 / / RB 2 / / Ri' Ii
+
Rc RL uo
rbe
ib
+ eS -
Ui R Ib
' i
' i
ui ib rbe +(1+ )ib RE
–
-
Ui R =rbe +(1+ )RE Ib
Ri
Ri
’
Ro
Ri =RB1 / / RB 2 / /[rbe +(1+ )RE ]
RS
-
es
+
RB1
RB2பைடு நூலகம்
RC
RL
+ u uo
o
RL Au β rbe
RC / / RL RL
ib
ic
–
Ri RB1 / / RB 2 / / rbe rbe
Ro RC
+
RC RL
ib
RB1 RB2
+ eS -
ui
-
rbe
uo
-
和固定偏置共射 放大电路相同
分压偏置共射放大电路的动态分析
+UCC
RS
RB1 C1 + + ui RB2
I1 RC IB I2 RE
IC C2 +
ii + ui
RB1 RB2
ib
rbe
ic
+ +
RL uo –
ib
Rc
+
RL uo
RS
+ eS – –
+ eS -
RE
–
CE
-
分压偏置共射放大电路的动态分析
ii RS
ib
+
ui
RB1 RB2 RE
ic
uo ib RL
单级放大电路知识点
一、三种常见共射放大电路静态分析见下表所示上表是常见共射电路的静态工作点。
对于实际电路不一定完全跟表中电路相同。
求解时遵循以下几点可以求出。
1.思路：①画出该电路的直流通路图。
②从电源经过基极绕到地列出电压方程(有些电路需经过电工知识进行简化，像分压式可用戴维南定理对R b1、R b2部分等效)求出I BQ 。
③根据电流放大作用求出I CQ 。
④从电源经过集电极到发射极到地列电压方程求出U CEQ 。
2．静态工作点的稳定 (1)固定偏置电路没有稳定静态工作点作用，只能用在要求不高的电路中。
(2)分压式偏置电路 ①静态工作点稳定过程②工作点稳定对电路元件参数要求A ．要稳定效果好：V BQ 要一定，就要求I 1≈I 2I BQ 。
这样才能保证V BQ ≈R b2R b1＋R b2V G 。
一般情况下⎩⎪⎨⎪⎧I 1≈I 2＝（5～10）I BQ 硅管I 1≈I 2＝（10～20）I BQ 锗管B ．稳定静态工作点效果：V EQ ＝I EQ R E 的上升使U BEQ 下降。
当R e 越大，U BEQ 下降越快，调整灵敏度越高，这样就有V EQU BEQ ，一般有⎩⎪⎨⎪⎧V BQ ＝（3～5）U BEQ 或（3～5）V 硅管V BQ ＝（5～10）U BEQ 或（1～3）V 锗管。
(3)集—基反馈式静态工作点稳定过程：V CQ ＝V G －(I CQ ＋I BQ )R c二、三种常见共射放大电路动态分析见下表所示几点说明：1.r be 是三极管的输入电阻，属动态电阻，即交流阻抗，但其大小跟晶体管的静态电流大小有关，一般的估算公式为r be ＝r ′bb ＋(1＋β)26mV I E mA ＝r ′bb ＋26mVI BQ mA 单位为欧姆(Ω)。
(2)r′bb 为三极管基极的等效电阻，小功率一般约为300Ω，近似计算时，按给出值代入，不给出值时取300Ω代替。
2．输入电阻r i 和输出电阻r o 的物理意义。
分压式偏置放大电路
BQ
R b1 R b1 R b 2
VCC
I EQ
U
BQ
U Re
BEQ
U CEQ VCC I CQ ( RC Re )
Ui Ii
I BQ
I EQ
2）动态参数
Au Uo Ui
RL
'
rb e
( R L R C // R L )
'
ri
R b 1 // R b 2 // rb e
Uo Ui
RL
rb e
140 1 1 .6 3 7
8 5 .5 2
仿真结果：
A 2 V 1 .8 20m V 2 90
分压式偏置放大电路
小结
本章学习的知识点主要分为以下几点： 1、放大电路的基本组成、分析方法和衡量放大电路好坏的性能指标。 2、分压式放大电路的静态、动态分析 1）静态工作点参数
基极电阻，约几 十至几百千欧
耦合电容
NPN型管
输 入 回 路
输 出 回 路ຫໍສະໝຸດ 集电极 电源， 约为几 至几十 伏
基极电源 负载电阻 图1.0 共射极放大电路
知识回顾
放大电路的静态分析
静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点Q（主要 指IBQ、ICQ和UCEQ）。静态分析主要是确定放大电路中的静态 值IBQ、ICQ和UCEQ。 由直流通道可对Q点进行估算：
所以，Q=｛IB=37.2μA，IC=1.86mA，UCE=4.42V｝。
知识回顾
放大电路的静态分析
画法原则：（1）电容值大的电容（如耦合电容）视为短路； （2）无内阻的直流电源（如 V C C ）视为短路。
模拟电子技术项目教程 2.3分压式偏置放大电路
直流通路
UCEQ EC ICQ (RC RE ) •11
2.3.2 分压式偏置电路分析
【例】在上面所示电路中，已知晶体管（3DG4)β=30，
UBEQ = 0.7 V，RＢ1= 51 kΩ，RB2= 10 kΩ, RC = 3 kΩ,
RE = 500Ω, RＬ = 3 kΩ,ＶCC = 12V, 各电容的容量 足够大。试求：1. 静态工作点；
RE = 500Ω, RＬ = 3 kΩ,ＶCC = 12V, 各电容的容量足够大。
试求： 1.Q点 2. Au、R i、Ro；
Ii
Ib
R'B rbe U i
Ic
Ib
RL
U o
RC
微变等效电路
•17
2.3.2 分压式偏置电路分析
例：放大电路如下图所示，已知：VCC=12V，RS=10k， RB1=50k， RB2=10k，RC=3k，RE=500，RL=3k，
C2
C1
IB
T
ui RB2
I2
RL
RE1
uo
RE2
CE
+EC
RB1 I1 RC
C1
IB
B
T
RB2 I2
RE1
RE2
直流通路 •25
2.3.3 改进的分压式偏置电路
动态分析：
+EC
RB1 C1
ui RB2
RC
C2
T RL
RE1
RE2
CE
RB1 ui
uo
RB2 RE1
RL uo
RC
交流通路
•26
2.3.3 改进的分压式偏置电路 画微变等效电路
RC
讲答案4章 差动放大电路
第4章 差动放大电路在工业控制过程中，如温度、压力这样的物理量，被传感器检测到并转化为微弱的。
变化缓慢的非周期电信号。
而这些信号还需要经过直流放大器放大以后，才能进行进一步的处理或推动二次仪表进行显示。
那么，这里的放大器一般采用直接耦合多级放大器。
直接耦合多级放大器存在零点漂移的问题，克服零点漂移的有效办法，就是在多级放大器的输入级采用差动放大电路。
4.1 典型差动放大电路4.1.1 零点漂移问题1、零点漂移（1）零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电压发生缓慢地、无规则地变化的现象，简称零漂。
（2）零漂产生的原因：晶体管参数()CEO BE I U β、、随温度变化、电源电压波动、电路元件参数的变化等。
（其中主要因素是温度对晶体管参数的影响，称为温漂。
）（3）温漂：环境温度每变化1℃，将放大电路输出端出现的漂移电压oU '∆ 折算到输入端，用这个折算到输入端的漂移电压数值表示零漂的大小，用i U '∆表示。
（常常认为，零漂就是温漂。
）放大电路的级数越多，放大倍数越大，则零漂电压逐级放大，就使零漂越严重，有时会将输入信号淹没。
那么，第一级零漂对输出端的总零漂来说，占主要地位。
2、抑制温度漂移的措施：① 在电路中引入直流负反馈。
（如第2章介绍的分压式偏置电路中的E R 就是一个直流负反馈。
）② 采用特性相同的管子，使它们的温漂相互抵消，构成差动放大电路，至于直接耦合多级放大电路的输入端。
（在直接耦合放大电路中抑制零点漂移最有效的电路结构是差动放大电路。
）4.1.2 典型差动放大电路1、电路结构与静态工作情况 （图4-1为典型的差动放大电路）将两个电路结构、参数均相同的单管放大电路组合在一起，就成为差动放大电路的基本形式。
两管射极均通过电阻E R 与负电源串联之后接地。
（1）差动放大电路的结构特点：① 由两个结构、参数左右对称的共射放大器组成；② 它有两个输入端a 和b ，存在两个输入信号1i u 、2i u ；③ 它有两个输出端，有单端输出（从任意一个集电极输出）、双端输出（从两个集电极之间输出）两种方式； ④ EE U 为负电源，确保1V 、2V 工作在放大状态。
电工电子C第10章基本放大电路
iB IB Q IB
UBE
B
E 电路图 uCE －
O
输入特性
uBE
结论： 晶体管从输 入端看,可以 用一个等效 的动态电阻 rbe代替。
rbe =
26mV rbe 可以估算：rbe = 200 + ( +1) IEmA
UBE 为一个常数。 ΔIB
(2) 输出端电压和电流的关系 在放大区: IC=βIB 结论： 从输出端看，可以用一个 受 控电流源代替。
其中：R′L= RC∥RL
Ii (RB∥rbe ) U i ri = = = RB∥ rbe Ii Ii －Ic RC ro = = RC － Ic
例2：求放大电路的空载电压放大倍数、输入电阻 和输出电阻 。
解：(1) 空载电压放大倍数 RB rbe = 200 + 26 C1 IC ＋ ＋ 26 = (200 + 50× ) = 1 084 ui 1.47 － RC 50×2 =－92.25 = － Ao =－ r 1.084 be
R
C
+ UCC C ＋ 2 ＋ uo －
(2) 输入电阻 180×1.084 k = 1.078 k ri = RB rbe = 180＋1.084 (3) 输出电阻 ro = RC = 2 k
10.3 静态工作点的稳定
一、分压式偏置共射放大电路 1. 电路组成 (1)偏流电阻 RB2用于固定
C
Ic
Ui R B1 RB2
－
Ib
RE
βRL ′ Au =－ rbe+(1+β)RE 放大倍数Au降低
思考：画出下图微变等效电路
+ UCC C1 ＋ ＋ ui
分压式偏置放大电路
2 分压式偏置放大电路2．1 分压式偏置放大电路的组成分压式偏置放大电路如图所示。
V 是放大管；R B1、R B2是偏置电阻，R B1、R B2组成分压式偏置电路，将电源电压U CC 分压后加到晶体管的基极；R E 是射极电阻，还是负反馈电阻；C E 是旁路电容与晶体管的射极电阻R E 并联，C E 的容量较大，具有“隔直、导交”的作用，使此电路有直流负反馈而无交流负反馈，即保证了静态工作点的稳定性，同时又保证了交流信号的放大能力没有降低。
． 图a 图b 2．2 稳定静态工作点的原理分压式偏置放大电路的直流通路如图a 所示。
当温度升高，I C 随着升高，I E 也会升高，电流I E 流经射极电阻R E 产生的压降U E 也升高。
又因为U BE=U B-U E ，如果基极电位U B 是恒定的，且与温度无关，则U BE 会随U E 的升高而减小，I B 也随之自动减小，结果使集电极电流I C 减小，从而实现I C 基本恒定的目的。
如果用符号“ ”表示减小，用“ ”表示增大，则静态工作点稳定过程可表示为：要实现上述稳定过程，首先必须保证基极电位U B 恒定。
由图b 可见，合理选择元件，使流过偏置 电阻R B1的电流I 1比晶体管的基极电流I B 大很多，则U CC 被R B1、R B2分压得晶体管的基极电位U B ：分压式偏置放大电路中，采用了电流负反馈，反馈元件为R E 。
这种负反馈在直流条件下起稳定静态工作点的作用，但在交流条件下影响其动态参数，为此在该处并联一个较大容量的电容C E ，使R E 在交流通路中被短路，不起作用，从而免除了R E 对动态参数的影响。
．2．3 电路定量分析1．静态分析根据定理可得输出回路方程↓↓→↓−−−−−−→−↑↑→↑→↑→-=C B BE U U U U EE C I I U U I I T B E B BE 恒定且CCB B B B U R R R U 212+=EE CE C C CC R I U R I U ++=↑↓2．4动态分析由分压式偏置放大电路图A 可得交流通路如图C 所示及微变等效电路如图D 所示图C 分压式偏置电路的交流通路 图D 分压式偏置电路的交流微变等效电路 （1）电压放大倍数K输入电压sr i i b beU ir i r == 输出电压''sc c L b LU i R i R β=-=-⋅//'sc b L C Lsr b be beR i r U i R R K U r ββ-⋅⋅===-⋅（2）输入电阻sr r12////sr b b ber R R r =（3）输出电阻sc r sc Cr R =设计举例：要求设计一个工作点稳定的单管放大器，已知放大器输出端的负载电阻6fz R K =Ω，晶体管的电流放大系数β=50，信号频率f=1KH z,电压放大倍数K ≥100，放大器输出电压的有效值U SC ≥ 2.5V 。
第4节 放大电路的动态分析
2、3 放大电路的动态分析一：图解法分析动态特性1.交流负载线的画法解：画微变等效电路.u o.i u解：交流负载线的特点：必须通过静态工作点交流负载线的斜率由R"L表示(R"L=Rc//R L) 交流负载线的画法（有两种）：（1）先作出直流负载线，找出Q点；作出一条斜率为R"L 的辅助线，然后过Q点作它的平行线即得。
（此法为点斜式）（2）先求出U C E坐标的截距（通过方程U"C C=U C E+I C R"L）连接Q点和U"C C点即为交流负载线。
（此法为两点式）例1：作出图（1）所示电路的交流负载线。
已知特性曲线如图（2）所示，Ucc=12V，Rc=3千欧，R L=3千欧，Rb=280千欧。
解：（1）作出直流负载线，求出点Q。
（2）求出点U"cc。
U"cc=Uce+IcR"L=6+1.5*2=9V （3）连接点Q和点U"cc即得交流负载线（图中黑线即为所求）二．放大电路的非线性失真作为对放大电路的要求，应使输出电压尽可能的大，但它受到三极管非线性的限制。
当信号过大或者工作点选择不合适，输出电压波形将产生失真。
由于是三极管非线性引起的失真，所以称为非线性失真。
1．由三极管特性曲线非线性引起的失真这主要表现在输入特性的起始弯曲部分，输出特性的间距不匀当输入又比较大时，就会使Ib、Uce和Ic的正负半周不对称，即产生非线性失真。
如图（1）所示2.工作点不合适引起的失真（1）工作点Q点设置偏高会产生饱和失真若工作点Q点设置偏高，虽然基极动态电流ib为不失真的正弦波，但是由于在输入信号正半周，靠近峰值的某段时间内晶体管进入了饱和区，导致集电极动态电流iC产生顶部失真，集电由于输出电压v o与R c上电压的变化相位相反，极电阻Rc上的电压波形必然随之产生同样的失真。
从而导致v由于晶体管进入饱和区工作而产生的失真现象称为饱和失o波形产生底部失真，此种真。
共射放大电路放大倍数
共射放大电路的原理与计算共射放大电路是一种利用晶体管的共射极特性来实现信号放大的电路。
它具有电压放大倍数高、输入电阻低、输出电阻高、通频带宽等优点，是最常用的基本放大电路之一。
本文将介绍共射放大电路的基本结构、性能指标、动态分析、交流负载线和非线性失真等内容，并给出相关的计算公式和示例。
共射放大电路的基本结构共射放大电路的基本结构如下图所示：E_S|R_S||----+----+----+----+| | | | |R_B1 R_B2 C_1 C_2 R_C| | | | |+----+----+----B +----+| | |C E || | |R_E C_E || | |+---------+---------+|C_3|+其中，E_S 是信号源，R_S 是信号源内阻，R_B1 和 R_B2 是分压式偏置电阻，R_C 是集电极负载电阻，R_E 是发射极稳定电阻，C_1 和 C_2 是耦合电容，C_E 是旁路电容，C_3 是旁路滤波电容。
晶体管的发射极E、基极B和集电极C 分别与地相连，形成共射极连接方式。
共射放大电路的工作原理是：当输入信号为正半周时，基极电压增加，使晶体管导通程度增强，集电极电流增加，集电极电压降低；当输入信号为负半周时，基极电压减小，使晶体管导通程度减弱，集电极电流减小，集电极电压升高；因此，输出信号与输入信号相位相反，实现了信号的反向放大。
共射放大电路的性能指标共射放大电路的主要性能指标有：电压放大倍数 A_u：表示输入电压和输出电压幅值和相位间的关系；输入电阻 r_i：表示放大电路对信号源的负载作用；输出电阻 r_o：表示放大电路对负载或后级放大器的影响；通频带 BW：表示放大电路对不同频率信号的放大能力；失真：表示输出波形与输入波形之间的差异。
这些指标可以通过动态分析来计算。
共射放大电路的动态分析动态分析是指在有信号输入时，分析放大电路各极间交流分量的变化关系。
由于晶体管是非线性元件，所以要对其进行线性化处理，得到微变等效电路。
分压偏置式共射放大电路
1、电路图：
部分元器件的作用
RE作用 引入直流反馈稳定Q CE作用 抑制交流负反馈 RB1、RB2作用 提供基极偏置固定UB点电位
分压偏置式放大器静态分析
画直流通道图
元器件作用
电容视为开路
分压偏置式放大器稳定Q点的原理
静态工作点估算
UB
VCC RB1 RB2
RB2
不随温度改变
I EQ
UB
U BEQ RE
ICQ
稳定静态工作点原理
U CEQ VCC (RC RE )I CQ
T(OC) ICQ UE UBE I BQ ICQ
分压偏置式放大器的动态特性
画出交流通道图
与固定偏置式共射放大器比
输入电阻
Ri RB2 // RB1 // RBE RBE 只要RB2、RB1远远大于RBE则等式成立
(mV ) (mA)
300 (1 50) 26 960 1k 2.1
Ri Rbe // RB2 // RB1 1//10 // 20 1K
R R 2K o C Ro RC 2K
Au
RL RBE
50 1.2 1
60
小结
1、分压式共射放大器的功能 稳定静态工作点 动态特性不变
其它动态特性指标与固定 偏置式的相同
举例分析分压式放大器的特性
已知：RB1 20K、RB2 10k、Rc 2K、RE 1K、RL 3K、
50、V cc 12V试画出交、直流通道图，试分析UCEQ、计算R0、Ri、Au
直 流 通 道 图
例题的静态计算
UB
模电实验-分压式单管共射放大电路
模电实验-分压式单管共射放大电路
分压式单管共射放大电路是一种常见的模拟电子电路，用于放大信号。
它由一个晶体管和几个电阻组成，以下是该电路的实验步骤：
1. 准备所需的元器件：一个NPN型晶体管（例如2N3904），两个电阻（通常为1kΩ和10kΩ），一个电容（通常为
10μF），以及一个信号源（例如函数发生器）和一个示波器。
2. 按照如下图所示的电路连接晶体管和电阻：将电阻1连接到晶体管的基极，电阻2连接到晶体管的发射极，将电压源接地连接到发射极，将信号源连接到基极，并将示波器连接到发射极。
VB --- R1 --- B
|
E --- R2 --- C
|
GND
3. 将信号源调整为适当的频率和幅度，并连接到电路的输入。
4. 打开电源，调整直流电压源，使晶体管的发射极电压约为
0.6-0.7V，并确保电路稳定。
5. 调整信号源产生的信号频率和幅度，以使输入信号合适。
6. 使用示波器测量放大后的信号。
将示波器探头连接到晶体管
的发射极，将其地线接地。
7. 观察并记录输出信号的波形、幅度和频率。
通过这些步骤，您可以实验和观察分压式单管共射放大电路的放大行为。
您还可以尝试使用不同的电阻值和电容值，以观察它们对放大效果的影响。