单管共发射极放大电路
共发射极基本放大电路
4.2基本共射放大电路的工作原理
1.静态
直流通路画法：C断开
一、计算法
IB
VCC VBE Rb
VCE VCC ICR c
设图4.2.1所示电路中的VBB=4V，VCC=12V， Rb=220ΚΩ,Rc=5.1ΚΩ,β=80,VBEQ=0.7V试求该 电路中的电流IBQ、ICQ、电压VCEQ并说明BJT 的工作状态。
4.3.2 设置静态工作点的必要性
为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零 时有合适的直流电流和极间电压？
输出电压必然失真！ 设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题，但Q点 几乎影响着所有的动态参数！
4.3.3基本共射放大电路的工作原理
波形分析
动态信号 驮载在静 态之上
uCE 饱和失真
得
连接 MN
令ＩＣ=0时，ＶCE=VCC，得M点(VCC，0) 直流负载线 令ＶCE=0时，ＩＣ= VCC/RC，得N点(0，VCC/RC)
（1）画小信号模型的等效电路 三极管用简化H模型代替，标出电量符号与极性；
用交流通路画出其他元件，标出信号输入、输出端。
(a) 共射基本放大电路
(b) h参数微变等效电路
动态交流工作状态13图解法确定静态工作点在输入特性曲线上作出直线vbeq两线的交点即是q点得到ibqceq431图解分析法连接mn直流负载线h参数微变等效电路1画小信号模型的等效电路1画小信号模型的等效电路三极管用简化h模型代替标出电量符号与极性
基本共射放大电路
4.3 基本共射放大电路的工作原理
4.3.1基本共射放大电路的组成及各元件的作用
对实用放大电路的要求：共地、直流电源种类尽 可能少、负载上无直流分量。
共发射极放大电路的作用
共发射极放大电路的作用
共发射极放大电路的作用有：
1.放大信号：共射放大电路可以将输入信号放大到较高的电压水平。
当输入信号施加在基极时，晶体管的输出信号将是集电极和发射极之间的电压变化。
通过选择合适的偏置电压和电阻值，可以实现不同程度的信号放大。
2.提供电流放大：共射放大电路还可以提供电流放大。
因为晶体管的输出电流取决于输入信号的大小，所以它可以用作电流放大器。
这对于驱动低电阻负载或需要大电流输出的应用程序非常有用。
3.直流耦合：共射放大电路还可以实现直流耦合。
这意味着可以在输入和输出之间传输直流信号，而无需任何电容器来隔离它们。
这使得该电路适合于许多高保真度音频放大应用程序。
4.能够提供相位反转：由于晶体管是一个三端器件，共射放大电路可以提供相位反转。
具体地说，它将输入信号从基极处输入，然后从集电极处输出。
因此，输出信号与输入信号之间存在180度的相位差，这使得该电路非常适合于许多放大器和振荡器应用程序。
晶体管共射极单管放大器实验报告
晶体管共射极单管放⼤器实验报告实验⼆晶体管共射极单管放⼤器⼀、实验⽬得1、学会放⼤器静态⼯作点得调试⽅法,分析静态⼯作点对放⼤器性能得影响。
2、掌握放⼤器电压放⼤倍数、输⼊电阻、输出电阻及最⼤不失真输出电压得测试⽅法。
3、熟悉常⽤电⼦仪器及模拟电路实验设备得使⽤。
⼆、实验原理图2-1为电阻分压式⼯作点稳定单管放⼤器实验电路图、它得偏置电路采⽤R B1与RＢ２组成得分压电路,并在发射极中接有电阻R E,以稳定放⼤器得静态⼯作点。
当在放⼤器得输⼊端加⼊输⼊信号u i后,在放⼤器得输出端便可得到⼀个与uｉ相位相反,幅值被放⼤了得输出信号u0,从⽽实现了电压放⼤。
在图２-1电路中,当流过偏置电阻R B1与ＲB2得电流远⼤于晶体管T 得基极电流ＩB 时(⼀般５~10倍),则它得静态⼯作点可⽤下式估算U CE=ＵCC—I C(RＣ＋R E+ＲF1)电压放⼤倍数输⼊电阻R i=ＲB1 /／R B２／/[r be+(1+β)ＲＦ1 ］输出电阻R O≈R C由于电⼦器件性能得分散性⽐较⼤,因此在设计与制作晶体管放⼤电路时,离不开测量与调试技术。
在设计前应测量所⽤元器件得参数,为电路设计提供必要得依据,在完成设计与装配以后,还必须测量与调试放⼤器得静态⼯作点与各项性能指标。
⼀个优质放⼤器,必定就是理论设计与实验调整相结合得产物。
因此,除了学习放⼤器得理论知识与设计⽅法外,还必图2－1 共射极单管放⼤器实验电路须掌握必要得测量与调试技术。
放⼤器得测量与调试⼀般包括:放⼤器静态⼯作点得测量与调试,消除⼲扰与⾃激振荡及放⼤器各项动态参数得测量与调试等。
１、放⼤器静态⼯作点得测量与调试1) 静态⼯作点得测量测量放⼤器得静态⼯作点,应在输⼊信号u i＝0得情况下进⾏, 即将放⼤器输⼊端与地端短接,然后选⽤量程合适得直流毫安表与直流电压表,分别测量晶体管得集电极电流I C以及各电极对地得电位ＵB、U C与U E、⼀般实验中,为了避免断开集电极,所以采⽤测量电压UＥ或ＵC,然后算出I C得⽅法,例如,只要测出ＵE,即可⽤算出I C(也可根据,由ＵC确定ＩＣ),同时也能算出U BE＝UＢ－U E,ＵCE=UＣ－UＥ。
共发射极放大电路习题解答
任务4.1共发射极放大电路习题解答一、测试（一）判断题1、若Ue>Ub>Uc,则电路处于放大状态，该三极管必为NPN管。
答案：F解题：是PNP型三极管。
2、正弦信号经共射放大器放大后出现上半周失真，表明偏置电阻RB的阻值太大。
答案：T解题：上半周失真表示输入信号负半周被失真。
静态点偏低，RB电阻偏大。
3、在基本共发射极放大电路中，当系统电源U CC增大时，若电路其他参数不变，则电压放大倍数应增大。
答案：F解题：系统电源提升，电路不改变工作区，放大倍数不变。
4、只有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用。
答案：F解题：只要有电流或电压放大就可以实现放大作用。
5、放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作。
答案：T解题：放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作.6、三极管电压放大倍数A u反映了放大电路对电压的放大能力，定义为放大电路的输出电压U o与输入电压U i之比。
答案：T解题：三极管电压放大倍数Au反映了放大电路对电压的放大能力，定义为放大电路的输出电压Uo与输入电压Ui之比。
7、三极管放大电路的输入电阻Ri是从放大电路的输入端看进去的交流等效电阻，它等于放大电路输入电压与输入电流的比值。
答案：T解题：三极管放大电路的输入电阻Ri是从放大电路的输入端看进去的交流等效电阻，它等于放大电路输入电压与输入电流的比值。
8、在共发射极放大电路中，温度上升, 反向饱和电流I CBO增加, 穿透电I CEO=(1+β)I CBO也增加。
答案：T解题：在共发射极放大电路中，温度上升, 反向饱和电流I CBO增加, 穿透电I CEO=(1+β)I CBO也增加。
9、在分压偏置电路中，发射极电阻R E实现静态工作点的稳定，因为当温度上升使I C增大时，I E随之增大，U E也增大；因基极电位U B=U BE+U E保持恒定，故U E增大使U BE减小，引起I B减小，使I C相应减小，从而抑制了温升引起的I C的增量，即稳定了静态工作点。
单管放大电路的原理图绘制
图2-20 图示法直流分析
任务
单管放大电路的原理图绘制
由图2-20可求得 IBQ=VBB－UBEQ/Rb=3－0.7/115=20μA ICQ=βIBQ=100×20=2 mA UCEQ=VCC－ICQ Rc=5－2×1=3 V
以上方程为直流分析中静态工作点的计算公式。改变Rb与Rc 的值会改变电路中的静态工作点Q。一个放大电路静态工作点选 取的位置直接决定了放大电路的工作情况是否正常。静态工作点 选得太高，即IBQ 值太大，会使电路的输出信号产生饱和失真， 反之则会产生截止失真。
任务
单管放大电路的原理图绘制
2. 输入电阻Ri
任务
单管放大电路的原理图绘制
3. 输出电阻Ro
输出电阻是放大电路输入电压ui=0，负载开路时输出电压与输 出电流的比值，在图2-23中，Ro=RC。
图2-23 共发射极放大电路及微变等效电路
任务
单管放大电路的原理图绘制
微变等效电路法分析的优点如下： (1)简单方便。 (2)适用于分析任何基本工作在线性范围的 简单或复杂的电路。 微变等效电路法分析的缺点如下： (1)只能解决交流分量的计算问题。 (2)不能分析非线性失真。 (3)不能分析最大输出幅度。
晶体管是一个非线性器件，为了更好地分析电路，当晶体 管工作的Q点处在近似线性区，输入信号为微小变化的交流信 号时，可以把晶体管组成的非线性电路变换成一个与原电路功 能相同的线性电路来处理，如图2-22所示。
图2-22 晶体管微变等效电路
任务
单管放大电路的原理图绘制
任务
单管放大电路的原理图绘制
三、 微变等效电路法求放大电路的重要参数 1. 放大倍数AuAi
任务
单管放大电路的原理图绘制
实验单管放大电路PPT课件
1台 1台 1台 1台 l块 1套
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四、实验内容及步骤 1 基本单元电路的测量。 电路如图2-10所示。
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图2-10 单管放大器实验电路
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（l）直流工作点的调整与测量 调节电位器改变Rb1，测量直流工作点参数UEQ、 UBQ、UCQ及UCEQ的电压值。 计算： 将实测的UCEQ与计算的UCEQ进行对比分析。
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2．放大器的基本性能 放大器的基本性能包括电压放大倍数、频
率响应、输人阻抗及输出阻抗等参数。 （l）电压放大倍数的测量
电压放大倍数的测量实质上是输人电压ui与 输出电压Uo的有效值Ui和Uo的测量。实际测试 时，应注意在被测波形不失真和测试仪表的频率 范围符合要求的条件下进行。将测得的Ui和Uo 值代人下式，则可得到电压放大倍数：
而
，
则
。
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（4）输出电阻的测量 放大器输出电阻的大小反映了放大器带动
负载的能力。当放大器与负载连接时，对负载 来说，放大器就相当于一个信号源，而这个等 效信号源的内阻Ro就是放大器的输出电阻。Ro 越小，放大器输出等效电路就越接近于恒压源， 带负载的能力就越强。放大器输出电阻的测量 电路，如图2-8所示。当接人负载时，
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再者,当静态工作点选择不当时，输人信号正半周进人饱和区，或是负半周进人截止区，从而引起输出 信号产生限幅失真，如图2-2所示。从图上分析，输人信号变化范围不应超过交流负载线A、B两点。因此 为了扩大输出动态范围，放大器的静态工作点Q应选在交流负载线的中点。
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共发射极放大电路的特点
共发射极放大电路的特点一、什么是共发射极放大电路共发射极放大电路（common emitter amplifier circuit）是一种常见的放大电路，在电子领域得到广泛应用。
它由一个晶体管和与之相连的电阻、电容等元器件组成，通过控制输入信号来调节输出信号的幅度。
二、共发射极放大电路的特点共发射极放大电路具有以下几个特点：1. 放大增益高共发射极放大电路的放大增益较高，通常可达几十倍甚至更高。
这是因为共发射极放大电路利用晶体管的共发射极作为放大器的输出端，电压增益可以通过对输入信号和输出信号的电压进行比较得到。
2. 输入输出相位正相反在共发射极放大电路中，输入信号与输出信号的相位呈正相反关系。
这是因为晶体管的放大作用导致输出信号反向，从而使得输入和输出的相位相反。
3. 输入电阻较低共发射极放大电路的输入电阻较低，一般在几千欧姆至几十兆欧姆之间。
这是因为晶体管的基极与输入信号源相连，其内部电阻较低，可以有效地吸收输入信号。
4. 输出电阻较高共发射极放大电路的输出电阻较高，一般在几千欧姆至几百兆欧姆之间。
这是因为晶体管的共发射极连接到输出负载，输出电流经过负载电阻才能形成输出电压。
5. 非线性失真小共发射极放大电路的非线性失真较小，输出信号与输入信号之间的波形变化较小。
这是因为共发射极放大电路采用了偏置电路，使得晶体管在工作点上保持在放大区，避免了过度放大或失真等问题。
6. 输入输出阻抗不匹配问题共发射极放大电路的输入输出阻抗不匹配，需要通过匹配网络来解决。
输入端需要匹配输入信号源的阻抗，输出端需要匹配负载的阻抗，以避免能量的反射和损耗。
三、共发射极放大电路的应用共发射极放大电路广泛应用于各种电子设备中，常见的应用包括：1. 音频放大器共发射极放大电路在音频放大器中得到广泛应用。
它可以将低电平的音频信号放大为适合扬声器驱动的高电平信号，从而实现音频的放大和放音。
2. 射频放大器共发射极放大电路在射频放大器中也有重要应用。
第2章放大电路原理分析方法(16学时)
图解法的应用
(一)用图解法分析非线性失真 1. 静态工作点 过低，引起 iB、iC、 uCE 的波形失真 —— 截止失真 结论：iB 波形失真
IBQ
O
iB / µ A
iB / µ A
ib Q t O
O
uBE/V uBE/V
t
ui
iC 、 uCE (uo )波形失真
iC / mA iC
NPN 管截止失真时 的输出 uo 波形。
Q
iB
输入回路 工作情况：
0
20
uBE/V t
0 0
0.68 0.7 0.72
可见在UBEQ从0.68到0.72变化 时，基极电流以40微安为中心，从 20微安变化到60微安。
uBE
uBE/V UBEQ
t
iC / mA iC / mA
4
交流负载线 80 60
IC
Q
iC 2
Q
IB = 4 0 µA
输出不失真的最大输出功率。用符号 Pom表示。
Pom PV
：效率
PV：直流电源消耗的功率
六、通频带
Aum fL：下限频率
1 2
Aum
BW fL fH
fH：上限频率
由于放大电路中存在电抗性元件，所以放大倍数会随 信号频率的变化而变化，通常将放大倍数在低频和高频段下 降至 1 Aum 时所包括的频率范围定义为放大电路的通频带 。 理论上希望通频带的宽度越大越好
要求：会画放大电路的直流通路和交流通路
共射放大电路
直流通路
+
交流通路
注意：实际的放大电路其直流和交流通路是叠加在一起的。 根据放大电路的直流通路和交流通路，即可分别进行静态分析和动态分 析，进行静态分析时，有时也采用一些简单实用的近似估算法。
晶体管共射极单管放大器实验报告
实验二晶体管共射极单管放大器一、实验目的1、学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。
2、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。
3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
二、实验原理图2－1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E，以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号u i后，在放大器的输出端便可得到一个与u i相位相反，幅值被放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。
在图2－1电路中，当流过偏置电阻R B1和R B2的电流远大于晶体管T 的基极电流I B 时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算CCB2B1B1BURRRU+≈CEBEBEIRUUI≈+-≈1FRU CE＝U CC－I C（R C＋R E+R F1）电压放大倍数1)1(FR//β++-=beLCV rRRβA输入电阻R i＝R B1 // R B2 //[r be+(1+β)R F1 ]输出电阻图2－1 共射极单管放大器实验电路R O ≈R C由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。
在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。
一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。
因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。
放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。
1、 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号u i ＝0的情况下进行， 即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。
模电放大电路的基本原理
Au 所以
Uo Ui
Au
而
Uo Ui
Ui Ibrbe
RL
rbe
Uo IcRL Ib
(RL Rc // RL ) Ri = rbe // Rb ，
Ro = Rc
(二) rbe 的近似估算公式
rbb ：基区体电阻。
iC c
reb ：基射之间结电阻。
re：发射区体电阻，一般只有几
iB
欧姆，可忽略。
图 2.4.1(a)
【例】图示单管共射放大电路中，VCC = 12 V，
Rc = 3 k，Rb = 280 k，NPN 硅管的 = 50，试估算静
态工作点。
解：设 UBEQ = 0.7 V
IBQ
VCC
U BEQ Rb
12 0.7
(
) mA
280
40 A
ICQ IBQ
= (50 0.04) mA = 2 mA
方法：根据 uCE = VCC iCRc 式确定两个特殊点
当 iC 0 时，uCE VCC
当
uCE
0
时，iC
VCC Rc
输出回路 输出特性
iC 0，uCE VCC
uCE
0，iC
VCC RC
图 2.4.2
Q 直流负载线
由静态工作点 Q 确 定 的 ICQ 、 UCEQ 为静态值。
【例】图示单管共射放大电路及特性曲线中，已知
其中 Ie (1 )Ib
引入发射极电阻
后， Au 降低了。
若满足(1 + ) Re >> rbe
Au
RL Re
Au 与 三 极 管 的 参 数 、rbe 无关。
b +
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实验四晶体管共射极单管放大器实验
一、实验目的
1、学习放大器静态工作点的调试方法，及对放大器性能的影响。
2、学习测量放大器的Q点、A u、R i和R o的方法，了解共射电路的特点。
二、实验设备
示波器、信号源、模拟电路实验箱、数字万用表等。
三、实验内容
1、调试静态工作点：按图4-1连接线路，令U i=0，调节R w，使I C=1mA （U RC1=5.1V），然后按表4-1的要求测量各静态值。
图4－1 晶体管共射极单管放大电路
表4-1
2、测量电压放大倍数： U s=0.02V，f=1kHz，用示波器观察U o应无失真，用毫伏表分别测量R L=1kΩ和∞时的U o，将测量值及的相位波形记入表4-2中。
调节R w，使I C=1mA（U RC1=5.1V），然后按表4-1的要求测量各静态值。
表4-2
3、测量输入电阻R i 和输出电阻R o ： 输入、输出电阻测量原理如图4-2所示。
R U U U R
U U I U R ⋅-===
i
s i
R i i i i
图4-2 输入、输出电阻测量电路
1）测R i ：U s =0.1V ，f=1kHz ，R L =5.1k Ω，测量U s 填入表4-3中，计算R i 。
表4-3（R=5.1K Ω）
2）测R o ：U s =0.1V ，f=1kHz ，R L =5.1k Ω，测量无R L 时的U o 和有R L 时的U L 填入填入表4-4中，计算R o 。
(从表4-2中取数据) 表4-4
五、实验总结
1、 列表整理测量结果，并把实测的静态工作点与理论计算值比较。
2、计算放大电路的动态参数，总结R
C ，R
L
及静态工作点对放大器电压放大
倍数、输入电阻、输出电阻的影响。
动态参数:
U
=-βI b R L’
其中R L’=R c1//R L
U i=I b r be+I e R F1=I b[r be+(1+β)R F1]
Au= U0/Ui=-βR L’/(r be+(1+β)R F1)
r i=(r be+(1+β)R F1)//R B1//R B2
r o =R
C1
影响:由推导以及部分实验数据可得
R L 越大,A
u
越大, r i没有影响, r o不受影响
R C 越大,A
u
越大, r i没有影响, r o越大
3、分析讨论在调试过程中出现的问题
（1）由于电路中各阻值均是估值，所以存在一定误差（2）β值的确定是取估算值，存在误差。