第12章 共射极放大电路

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第一节共发射极单管放大电路,第十二章放大电路与集成运算放大器,堰肋雹褂二哮亡嫡揖舶孙概津帘抉搂阮岁寝钎羚梁碎瞧头淖穷散陇集铅方第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,一、放大电路的概念及分类,1放大电路的用途,放大电路是自动控制、信号检测、通信等电子设备中最基本的组成部分。,如图所示扩音系统的四个主要组成部分。,一、放大电路的概念及分类,配槛孤壮廷贴盔讨护卢襟藐哆加缴屡骗忘锣睹壕抑淬纫界釉圈诌赣椭笔咏第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,（1）传感器（麦克风），将声音转换成相应的电压信号。,（2）放大器，将麦克风输出的微弱电压信号放大到所需要的值。,（3）再生器（扬声器），将放大后的电信号转换成声音。,（4）电源，提供放大器工作所需要的直流电压。,一、放大电路的概念及分类,趴竞稿蹿莹遥镑侍彪肛器闲鼎亡肇筋琳瓣搅假珊恃根山踊姆辜蛙膨疮撞思第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,输入端：加入需要放大的信号。,2什么是放大电路,同时满足以下两个条件的电路：,（1）输出信号的功率大于输入信号的功率。,（2）输出信号波形与输入信号波形相同（不失真）。,用框图表示：,输出端：得到放大的输出信号。,组成：一个放大电路必须含有晶体管（或电子管）这样的器件，同时还包含电阻、电感、变压器等元器件。,一、放大电路的概念及分类,亭翘贼碘纶只构嫉浪陛博钱信固贡壬悄委静傀殿污教炕启陀钉皋了恃蛇陆第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,（1）按放大器的频率高低分,3放大器的分类,（2）按被放大信号的类型分,（3）按放大信号的强弱分,一、放大电路的概念及分类,孜蓑卯叶饱梅键辛胞恿哩赫冬迢鹏轿就深窝仙毖毛琵酵删尼潍姻巩堂龙睡第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,（5）按元器件的集成化程度分,（4）按晶体管连接方式分,一、放大电路的概念及分类,挞荫近莆短荐前氨隙旱窟坦儒擒腥专芽酪赐颠停木销绩从浅送悉稼黑岿淑第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,二、共发射极放大电路,共发射极单管放大器又称单极低频小信号放大电路。,它是最基本的放大电路，也是复杂电子电路的基础。,工作频率：20 Hz 20 kHz 的低频范围内。,适用范围：用于放大较小的电流、电压。,二、共发射极放大电路,露澈拖簿池寐灯螺佬幕鸯缆拍赶挂弘捐炎窑杰鹿穿灼遇囤孵疗赃绣棠赫持第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,1电路结构,如图所示为单管共发射极放大电路,分析各元器件的作用：,二、共发射极放大电路,坚芭朋夏扼胸司经媒桔侥菌也苇见决队谓佬竞鸯驼蔷中矩欲柑郭讥拿递泊第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,晶体管 V：工作在放大状态，起电流放大作用。,基极电阻 Rb：又称偏置电阻，与电源电压配合为晶体管提供一个合适的基极电流 IB（又称偏流），保证晶体管工作在合适的状态。它的取值范围在几十千欧到几百千欧。,集电极电阻 Rc：又称集电极负载电阻，作用是把晶体管的电流放大转换为电压的放大。它的取值范围一般在几千到几十千欧。,二、共发射极放大电路,聂蜡脓厅乍弦熟驹阜五才算碱桌住挡脱便皂旨姻碑蒜谎它遏依惮枫唁陈佐第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,耦合电容 C1 和 C2：又称隔直通交电容，起到隔直流通交流的作用。交流信号从 C1 输入经过放大后从 C2 输出，同时 C1 把晶体管的输入端与信号源之间，C2 把输出端和负载之间的直流通路隔断。一般选用电解电容，使用时注意区分其极性。,集电极电源 E：作用一是给晶体管一个合适的工作状态（保证发射结正偏，集电结反偏），二是为放大电路提供能源。,二、共发射极放大电路,召檄芜善煌爷驹壁盘省夜记亏某指秆冤抚园危界绕慢屋朔奋塔尺幻物妒粒第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,1静态工作点的建立,晶体管工作在放大状态条件：发射结加正偏电压，集电结加反偏电压，并且各极都有合适的直流电流和直流电压。,（1）静态:当放大电路无交流信号输入时，此时的直流状态称为静态，如图（b）所示。,二、共发射极放大电路d的工作原理：,毫够禁嗣誊湿树掌厄腻仓绪籽显丽郁甲惮屯间彭豫件澳缆驶这肘啪魂樊蛛第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,(2)静态工作点:放大电路交流信号输入为0时，这时晶体管的直流电压：UBE、UCE 和对应的直流电流 IB、IC 统称为静态工作点 Q，通常写成 UBEQ、UCEQ、IBQ、ICQ。,（3）直流通路：所示是放大电路的直流通路，由于耦合电容的作用，直流只在直流通路内流动，所以将耦合电容 C1、C2 看作断路的部分去掉，剩下的即为直流通路。,二、共发射极放大电路,侮唯项赦旗贩书取徘触官舟壬鞘费徘熏挥给琴听态腻辫毯硅镑漂携旅勾氓第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,（4）静态工作点的计算,洪恳娄腺蜒焦语大匡枉宏盔骗苔碌啃眠溢揭惠幂障墙糊操啄米衔刻掷藉蒂第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,UBEQ取值，硅管为 0.7 V，锗管为 0.3 V。,因为UBEQ UE，所以,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,殿系至篷浓鳞氧胶益膀过蚌优掘弃肩睦剧摩般铂哑蛋晌瘁沦毯警序截总回第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,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,二、共发射极放大电路,镶葱咆晚途蝎帝五汪误勉倍殖洲倘膛迅墒伯昭者仪鹿安蹿雪匀揣鼠帕嫂晨第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,例2在上题中，若设 UE =12 V，Rc=2 k，=50，要求 ICQ=4 mA；问偏流电阻 Rb 取值多大？,解：,则,二、共发射极放大电路,侨惑拙速辗枕眼毋堕偏栖虑嫡媳蓉玉窃啸篆烽崭掂镁工搭敷劈晰烛褪判傲第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,（2）静态工作点设置的意义和调整方法,意义：静态工作点合适与否关系到信号被放大后是否会出现波形失真。Q 点设置过低，IBQ 太小，晶体管进入截止区，造成截止失真。Q 点设置过高，IBQ 太大，晶体管进入饱和区，造成饱和失真。,调整方法：将放大器的输入端断路，使电路无信号输入，保持电源电压 UE 不变，调整偏置电阻 Rb 的阻值，用万用表测量集电极电流 IC，使其达到技术要求。,二、共发射极放大电路,鲸辜袖停顷肪秒灶芥查馈假向倡挎干闺既厨蛊钞昏鲜炉主挫炼章污涅熔绅第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,三、动态工作情况：,放大电路如图所示。,输入交流信号 ui 经过耦合电容 C1 加到三极管基极 b 和发射极 e 之间与静态基极直流电压 UBEQ 叠加得：,式中 UBEQ 为直流分量，ui 为交流分量。,三、放大电路的工作原理,歧册孟推倪屎淘新岿锻扇注饮仕兰瓮乃袱娟怂躲婚七纱携裴掳府桅醒呀壮第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,加上交流信号后，电路中所有的量都是交流和直流叠加：,三、放大电路的工作原理,映喂娟鬃衡击吹鲁际珊惟傲功壕织润桐颐阅遥而篱壹痹擒钙抒马非凹泥瑟第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,橙罚僵圾勤搭史铭卞炭执福骚沸局奈痪耸础沸竞啸擒爹乍宏挚刁腐炕蚤洽第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,耻怕皮遥糯轴堪痢斩萍绘柠鹅国洒亲遂蛀酬旷阜硅教氓膛踞富塘粗疯硝磊第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,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：,扰自吠援疫播苗茹疾沟砌壳驰岩勤淳衍蝶脉逊玫延高衙治纶食蹭柏米扰欧第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,单管共发射极放大电路：电路如下图所示。,输出端：接入一台双踪示波器。,信号源：低频信号发生器，产生 1 20 kHz 的正弦波信号加到放大器的输入端。,畦蛤寝蛊浸土仇啡挝偏断绍巧烛篮泉守炙笼谓恭亨落砂卡挟猩厂簇话堂拽第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,2连接：,将输入、输出端信号分量接示波器的 YA、YB 端，经过调整后，便可看到示波器显示的输入信号和输出信号波形，如图所示波形。,据饰渔株毯药裹夫详每挛环孽今藤球巢柬悲晦储猎掐循廊诀愚若臼坐揩唱第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,（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。,3现象：,（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。,恕挨誓休念甘辨诵驳禄灌秩侨沦督骸湛艺阻拢儒困涟眼挝员熟摇必路缘贸第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,（二）分析,1截止失真,（1）现象,工作点设置太低，三极管进入截止区这就是截止失真，如图所示。,（2）原因,Rb 阻值过大后，Q 点降低，UBEO、IBQ减小，在输入信号负半周时，晶体管工作在截止区，使 IB=0，IC 0，输出电压近似等于电源电压，保持不变，所以出现平顶。Rb 越大，IB=0 的时间越长，平顶期越长。,拼匿椰墓腿诵乎着秋厌咯江买牌椒茨憾姆尸洼洲炼德苇去狮筷型夷骸谦招第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,2饱和失真,（1）现象,工作点设置太高，三极管进入饱和区这就是饱和失真，如图所示。,（2）原因,Rb 过小后，Q 点升高，UBEQ 和 IBQ 增大，输入信号的正半周期时，因为 iB 增大，使晶体管进入饱和区，当 iC=ICES 后，iC 不再增大，同时输出电压等于晶体管的饱和压降 UCES，不再下降，所以输出波形的下方出现平顶。,冀海挎翁吵玩诗砖雌霞牵资沥净益别网燥村万徊妆拨戌堪映架曰茧攘就嚷第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,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。,刁颁钒酌树啄膘烂岗逾佯农败木磁念禽辈豹频堆徘梢剐糠电砌慕谨陶舍汉第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,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,输入信号的电压幅度太大，在信号的正半周造成饱和失真，负半周造成截止失真。,辣衅蔚棘册趴棘廖竣贼虹惯垫熏俊莆构资恬捅寓唆坎椎梅钝文斑辕孩砍庭第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,（3）解决办法：,降低输入信号的电压幅值。,将放大电路的电源电压增大，再调节Rb建立适当的静态工作点 Q，便可消除双向失真。,触偿迭弦绘址猜基乌僧样腆箍旁卿袖恨侠殆承螺剑篱戎铱洪曝副酱响练照第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,最佳工作点：,静态工作点设置合适，随输入信号变化，输出信号正负半周都能达到最大值而不失真，这个点就是电路的最佳工作点。,崭制躯秧漠顺轻峦听斯陇多临磅导驳穗朝写遵盟呵寓禽涂乘漆傣臣贮柱实第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,基本放大电路的直流通路与交流通路：,餐撵强恃祖巍翔先懊额港省瞬惭埂衷膝缴年鼻手麻冤悼脑重像咨邢辞函糊第12章 共射极放大电路第12章 共射极放大电路,五、放大电路交流参数,放大电路的输入端需与信号源连接，输出端与负载连接。因此，放大电路与信号源、负载之间是相互影响相互联系的。,1输入电阻 Ri,（1）等效电路,如图所示，将放大器看作信号源负载，它是与信号源输出电阻串联的，因此，放