共发射极放大电路
共发射极放大电路原理
共发射极放大电路原理
共发射极放大电路原理是一种常见的放大电路结构，也称为共基极放大电路。
它由一个BJT晶体管组成，包括基极、发射
极和集电极。
共发射极放大电路的工作原理如下：当输入信号加到基极时，基极电流会引起发射极电流的变化，进而改变集电极电流。
这种电流变化使得输出电压发生变化，实现了信号的放大。
具体地说，当输入信号的幅度上升时，基极电流也会随之上升。
这样，发射极电流会随之增加，从而提高集电极电流。
当集电极电流增大时，输出电压也会随之增加，实现信号的放大。
共发射极放大电路的特点是输入电流和输出电流都是相加的。
因此，尽管放大倍数比较小，但可以在高频信号的放大过程中保持输入输出相位的一致性。
此外，由于信号是从基极注入到发射极，所以输入阻抗较低，输入信号源可以直接连接到基极，无需耦合电容。
然而，共发射极放大电路的缺点是输出阻抗较高，输出电压受到负载影响较大。
为了解决这个问题，通常会添加一个输出级，如共射极放大电路，以降低输出阻抗并增加输出功率。
总之，共发射极放大电路是一种常见的电路结构，能够实现信号的放大。
虽然具有一些缺点，但在一些特定的应用场合中仍然具有一定的优势。
电工基础：共发射极放大电路
ui
uBE
RL uo
es
耦合电容C1和C2 1.起隔直作用； 2.起交流耦合的作用，即对 交流信号可视为短路。
二 共发射极放大电路的分析
1. 静态分析
放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。 静态分析是要确定放大电路的静态值（直流值） IB ，IC ，UBE和UCE。
二 共发射极放大电路的分析
二 共发射极放大电路的分析
（1）微变等效电路法
晶体管在小信号（微变量）情况下工作时， 可以在静态工作点附近的小范围内用直线段近似地代替 晶体管的特性曲线， 晶体管就可以等效为一个线性元件。 这样就可以将非线性元件晶体管所组成的放大电路等效 为一个线性电路。
二 共发射极放大电路的分析
①晶体管的微变等效电路
ib
B + ube
ic
CB
+
+
T
uce
E
ube
rbe
ib
ib
ic C
+
uce
E
二 共发射极放大电路的分析
②放大电路的微变等效电路
对交流（动态）分量而言，电容、 直流电源也可以认为是短路。 可画出放大电路的交流通路。
基本放大电路
+UCC
C1+ +
RB iB
RC iC
T
+C2
+
+RS ui
es
RL uo
共发射极 放大电路
一 共发射极放大电路的组成
1. 电路中各元件的作用
晶体管T是电流放大元件，在集电极 电路获得放大了的电流iC，该电流受输入 信号的控制。
一 共发射极放大电路的组成
第12章 共射极放大电路
iC iB ( I BQ ib ) I BQ iB I CQ ic uCE U CEQ uce
uBE U BEQ ui
四、静点工作点的选择与波形 失真 当放大电路静态工作点设置不得当时，会造成放大电路的波
形失真，本节通过实验来观察波形失真的现象。 （一）操作 1．框图：
3．现象：
（1）由于静态工作点已经调整适当，此时观察到的波形图 并无失真。
（2）通过两个信号输入调节旋钮 YA 和 YB 上标示的电压刻 度（V / 格）以及荧光屏上的波形幅度可以测出输入电压和输出 电压的幅值，并可以算出放大器的电压放大倍数。 （3）两波形的相位相差为 180，这是单管发射极放大电 路的倒相作用。
结论 （1）共发射极单管放大电路的输出波形的正半周（波形上 半周）出现平顶，是截止失真；若输出波形的负半周（即波形 下半部）出现平顶，是饱和失真。
（2）出现失真的原因：
Q 点设置不当，应调整放大管基极偏置电阻，使静态工作 点处于适当的位置。
3．双向失真 （1）现象 Rb适中，输出波形无失真，增大信号源 的电压幅度，使放大器的输入信号增大，这 时输出电压信号波形的上、下部分都出现平 顶，同时产生了饱和失真和截止失真——称 为双向失真，如图所示。 （2）原因
由晶体管的放大原理有：
再根据直流通路可得
二、共发射极放大电路
[例1] 在下图中，设 UE = 12 V，Rb = 200 k，Rc = 2.4 k， = 50，试计算静态工作点。 解：根据静态工作点计算公式
Ib
U E U BEQ Rb
UE 12 A 60 μA 3 Rb 20010
输入信号的电压幅度太大，在信号的正半造成饱和失真， 负半周造成截止失真。
共发射极放大电路原理
共发射极放大电路是一种常见的放大电路，常用于放大低频信号。
它由三个基本元件组成：晶体管、输入电容和输出电容。
工作原理如下：
输入信号经过输入电容进入晶体管的基极。
当输入信号的幅值增加时，基极电流也会增加，导致发射极电流增加。
发射极电流的增加导致晶体管的输出电流增加，从而形成放大信号。
放大信号经过输出电容，输出到负载电阻上。
共发射极放大电路的特点：
放大倍数较高，可以达到几十倍甚至更高。
输入电阻较低，输出电阻较高，使得其可以驱动较大的负载。
频率响应范围较宽，适用于放大低频信号。
需要注意的是，共发射极放大电路也有一些缺点，如对温度和电源电压的敏感性较高，需要进行适当的温度和电压稳定措施。
同时，由于晶体管的非线性特性，可能会引入一些失真。
因此，在实际应用中需要综合考虑各种因素，选择适当的电路结构和元件参数。
共发射极放大电路
UBQU RC B1CRRBB22
U CQ U CC ICQ R C
IEQUBQRE0.7V
UCEQ UCQUEQ
UB 0
U BQ
R b1 Rb1 Rb2
VCC
2 .79 V
Ucc I EQ
U BQ U BEQ Re
2 .1mA
UC
UE
0 IEQ
U BQ
U BEQ Re
2.1mA
U CEQ VCC I EQ (Rc Re ) 2.34V
U BQ
R b1 Rb1 Rb2
V CC
2 .79 V
I EQ
U BQ U BEQ Re
2 .1mA
U EQ 2.1V
I EQ
U BQ
U BEQ Re
2.1mA
U CEQ V CC I EQ ( R c R e ) 2 .34 V U CEQ VCC I EQ ( Rc Re ) 2.34V
2 .79 V
I EQ
U BQ U BEQ Re
2 .1mA
U EQ 2.1V
I EQ
U BQ
U BEQ Re
2.1mA
U CEQ V CC I EQ ( R c R e ) 2 .34 V U CEQ VCC I EQ ( Rc Re ) 2.34V
U BQ
R b1 Rb1 Rb2
U U
CC
BEQ
I BQ
(1 )
R R B
e
Rb
I I
CQ
BQ
U U I R R ( )
CEQ
CC CQ c
e
＋ UCC
Rc
IB Q
＋ U BEQ
共发射极放大电路
发射极放大电路(common-emitter amplifier)是一种广泛应用的放大电路，它使用电极共发射极(common-emitter)的构造，通常使用二极管构成。
该电路的特性是能够将输入信号的幅度放大，而且可以改变信号的相位。
发射极放大电路的基本结构为：一个输入极、一个发射极和一个输出极。
输入极通常是一个N型晶体管，发射极是一个P型晶体管，输出极则可以是N型或P型晶体管。
发射极放大电路的工作原理是，通过输入极的变化来改变发射极的电流，从而改变发射极的电压。
而发射极的电压变化会影响输出极的电压，从而使输出信号的幅度发生变化。
发射极放大电路具有低噪声、低失真、高频率增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点，因此它在微处理器、声音处理器、视频处理器、无线电收发器等应用中被广泛使用。
由于发射极放大电路具有良好的性能，因此它在微电子领域中应用非常广泛。
它可以用于放大输入信号，也可以用于改变信号的相位，从而控制输出电压的变化。
此外，它还可以用于分离输入极的负反馈信号和输出极的正反馈信号，使系统在稳定运行的同时保持
高效率。
共发射极基本放大电路
8.2 共发射极基本放大电路8.2.1 放大电路的概念在生产中，常常把温度、压力、流量等的变化，通过传感器变换成微弱的电信号，要实现对这些信号的传输或控制，就需要一定的电路使微弱的电信号不失真或在规定的失真量范围内将其放大。
实现这一功能的电路称为放大电路。
放大电路实质上是一种能量控制电路。
它通过具有较小能量的输入信号控制有源元件(晶体管、场效应管等)从电源吸收电能，使其输出一个与输入变化相似但数值却大得多的信号。
8.2.2 共发射极基本放大电路的组成由三极管组成的放大电路有共发射极、共集电极和共基极三种基本组态。
本节以应用最广泛的共发射极放大电路(简称共射电路)为例来对放大电路的组成及工作原理进行分析。
图8.10是共发射极基本放大电路(单管电压放大电路)，输入端接交流信号u i；输出端接负载电阻R L，输出电压为u o。
图8.10 共发射极基本放大电路1. 电路中各元件作用(1) 晶体管VT晶体管是NPN型，它是整个电路的核心。
若输入回路有一个微弱的信号电压u i，加在基极和发射极之间有一个微弱的交变电压u BE，引起基极输入微弱的交变电流i B，于是在集电极回路内引起了较大的集电极电流i C= i B。
根据能量守恒定律，能量是不能放大的，该电路是以能量较小的输入信号通过晶体管的“控制作用”去控制电源V CC供给的能量，致使输出端获得一个能量较大的信号。
这就是放大作用的实质。
(2) 集电极电源V CCV CC是放大电路的直流电源，它有两个作用。
一方面保证晶体管VT的发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，使晶体管工作在放大状态。
另一方面为整个放大电路提供能源。
V CC的数值一般为几伏到几十伏。
(3) 集电极电阻R C集电极负载电阻R C一方面配合V CC ，使晶体管集电结加反向偏置电压；另一方面将晶体管集电极电流i C的变化转换成电压u CE的变化，送到输出端从而实现电压放大。
若没有R C，则输出端的电压始终等于V CC，就不会随输入信号变化了。
共发射极放大电路
7.1.3 动态分析
1. 图解法
(1) 负载开路时输入和输出电压、电流波形 的分析
的波形
根据ui波形，在输入特性曲线上求iB和uBE
根据iB波形，在输出特性曲线和直流负载 线上求iC、 uRC和uCE的变化 ，如图7.5所示。
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(2) 带负载时输入和输出电压、电流波形分 析
Ro/
U I
RC
，所以
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将有关数据分别代入上式得
A
/ u
=
-
0.36
R
/ i
=103.25
kΩ
R
/ o
=3
kΩ
由此可见，电压放大倍数下降了很多，但输入 电阻得到了提高。
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40 当改用β=100的三极管后，其静态工作点为
IUE =B REU BE
3.5 0.7 2
为了减小和避免非线性失真，必须合理地选
择静态工作点Q的位置，并适当限制输入信号ui 的
幅度。一般情况下，Q点应大致选在交流负载线的
中点，当输入信号ui 的幅度较小时，为了减小管子
的功耗，Q点可适当选低些。若出现了截止失真， 通常采用提高静态工作点的办法来消除，即通过减
小基极偏置电阻RB的阻值来实现；若出现了饱和失 真，则反向操作，即增大RB。
作交流负载线：
10 先作出直流负载线MN，确定Q点。
20 在uCE坐标轴上，以UCE为起点向正方向取
一段IC
R
/ L
的电压值，得到C点。
30 过CQ作直线CD，即为交流负载线，如
图7. 5所示。
(3) 放大电路的非线性失真
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• §3.1 半导体BJT • 一 BJT结构与电路符号 • 二 晶体管电流的分配与放大作用 • 演示实验 • 结论：１、晶体管起放大作用的条件： • 发射结正偏，集电结反偏，称为BJT的放大偏置。 • 即满足下列电压关系：
NPN管：VCB﹥0，VBE﹥0或VC＞VB ＞VE PNP管： VCB﹤0，VBE﹤0或 VC＜VB＜VE
对NPN管：VC>VB>VE 特性：IC=ßIB (2) 截止区
条件：发射结反偏
对NPN管：VB<VE
特性：IC=ICEO (3) 饱和区 条件：发射结、集电结皆正偏
对NPN管：VCE>VBE 特性：IB增加，IC却不再增加，即 IC≠ßIB ;而
且VCE很小。
四、BJT的主要参数
• 1 电流放大系数 • 共发射极直流电流、交流电流放大系数 • 例：书图3.1.7(b)为3DG6晶体三极管输出特性
• 共射输入特性曲线是以输出电压VCE为参变量，输入口 基极电流iB随发射结电压vBE变化的曲线：
• 共射输入特性曲线的特点：
• ３、共射输出特性曲线
• 共射输出特性曲线是在集电极电流IB一定的情况下，的 输出回路中集电极与发射极之间的电压VCE与集电极电流 IC之间的关系曲线。
工作区域划分： (1) 放大区(线性区) 条件：发射结正偏，集电结反偏
Ap=Po/PI
2. 最大输出幅度：U0MAX,U0,U0PP（以正弦 为例子）
3.输入电阻: Ri 4.输出电阻：Ro 5. 通频带BW（Bf）
四、放大电路的基本分析方法
• １、分析方法：1）图解法：在特性曲线上用作图来进 行分析
•
2）微变等效电路法：在一定条件下等效为线性
电路进行分析
•
3) 计算机仿真
为短路
• 遇L——（充分大）——近似视为开路 • 直流电源（内阻小）：近似为短路。
§3.3 图解分析法
• 一、静态分析 • １静态工作点估算： • （从硅输管入：特0.性6-中0.8知V；：锗晶管体：管0导.1通-0.时3VU）BE变化很小 • 一般情况UBEQ：（硅管：0.7V，锗管0.2V ） • 1) 从直流通路中：列KVL方程
合理设置静态工作点Q
三. 放大电路的性能指标 １、 放大倍数：输入信号若为正弦波
a. 电压放大倍数：AV=U0/UI
UO——输出电压（有效值）UI——输入电压（有效值）
电压增益： AV(db)=20lgAV 分贝 DB b．电流放大倍数 AI=IO/II
电流增益： AI (db)=20lgAI (分贝) c．功率放大倍数：功率增益 20lgAp 分贝
２、放大偏置时的电流分配与放大关 系：
(1) IE=IC+IB (2) IC和IE 》IE
基极电流的少量变化△IB可引起集电极电流△IC 的较大变化
(3) 当IB=0时，IC=ICEO
解释：BJT内部载流子的传输过程 ⑴ 发射区向基区注入电子
⑵ 电子在基区中的扩散与复合 ⑶ 集电区收集扩散过来的电子
输出端 • VBB,Rb:提供发射结正偏和合适的基极偏流 • C1,C2： 隔直流通交流
二. 组成原则
(1) 发射结正偏 集电极反偏 使T管处于放大状 态 (2) 输入回路：Ui——产生ib 控制ic (3) 输出回路：使iC尽可能多流到RL上（减少其 他支路的分流） (4) 保证放大电路工作正常，T 处于放大状态，
• 2) 画出直流通路：标出IBQ，ICQ，UBEQ，UCEQ • 3) 利用输入特性曲线来确定IBEQ和UBEQ • 应基的极I偏BQ，置U线B：EQUBE=EC-IB*RB 与输入特性曲线的交点对 • 4) 利用输出特性曲线来确定ICQ和UCEQ • 的直交流点负确载定线IC：Q、UUCEC=EQEC-IC*RC 与输出特性曲线中IBQ线
• IBQ*RB+UBEQ-EC=0 • IBQ=（EC-UBEQ）/RB • 2) 从晶体管电流分配关系
• ICQ=βIBQ • 3) 从直流通路中：列负载回路的KVL方程
• ICQ*RC+UCEQ-EC=0 • UCEQ=EC-ICQ*RC
2. 用图解法确定Ｑ点
• 1) 给出输入特性，输出特性曲线
三 BJT静态特性曲线
• BJT静态特性曲线：是在伏安平面上作出的 反映晶体管各极直流电流电压关系的曲线。
• BJT静态特性曲线用途：
•
１、晶体三极管的组态
• 将晶体三极管视为双端口器件，分析其三种典型接法， 称为组态。
共基极接法（CB）
共射接法（CE）
共接接法（CC）
２、共射输入特性曲线
曲线，求它的共发射极直流电流、交流电流放 大系数 • 2 极间反向电流 (1) ICBO (2) ICEO • 3 极限参数
§3.2 共发射极放大电路
• 一、共发射极基本放大电路 教材图3.2.1 • T：NPN型晶体管,放大的核心部件
• VCC： 集电极回路直流电源提供集电结反偏 • RC： 集电极负载电阻,作用:将iC 转换成U0，反应在
• *** 只给出输出特性曲线来确定UCEQ和ICQ
• 1) 估算IBQ及UBEQ
• 2) 利用输出特性曲线来确定ICQ，UCEQ
• 由估算的IBQ所对应的输出特性曲线 与直流负 载线的交点Q 对应ICQ，UCEQ
2. 动态工作情况分析
• （１）、利用输入特性画出iB，uBE波形 • 设输入为Ui=UmSINwt（mv）
• 一、直流通路，交流通路
• 电路分析的两种基本电路：1）直流通路：静 态2）工交作流点电分路：析动（态U分BEQ析（,UACEVQ，,ri，IBrQ0）, ICQ ）
• 1． 直流通路：直流信号通过的电路 • 原则：遇C——视为开路 • 遇L——视为短路
• 1． 交流通路：交流信号通过的电路 • 原则：பைடு நூலகம்C——（充分大）——近似视
•
uBE=UBEQ+ui iB=IBQ+IBMSINwt
•
• （2）、利用输出特性画iC和uCE波形 • 交流负载线
• a、空载时RL=∞ • 交流负载线与直流负载线重合，动态工作点在
交流负线上移动，斜率——1/RC
• uCE=EC-IC*RC
• b、RL不等于∞ • 放大电路的交流负载电阻RL/=RC‖RL