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1、2.2.1 共发射放大电路的各元件作用,2.2.2 共发射极放大电路的静态分析,2.2.3 用图解法分析动态工作情况,2.2 共发射极基本放大电路,2.2.4 BJT 的三个工作区及放大电路的 非线性失真,2.2.5 用小信号模型法分析动态工作情况,VCC(直流电源)：, 使发射结正偏，集电结反偏 向负载和各元件提供功率,C1、C2(耦合电容)： 隔直流、通交流,RB(基极偏置电阻)： 提供合适的基极电流,RC(集电极负载电阻)： 将 IC UC ， 使电流放大 电压放大,信号 ui 从AA输入,信号 uo从BB输出,2.2.1 共发射极放大电路各元件作用,各极电压、电流的波形,2.2.2 共
2、发射极放大电路的静态分析,静态 ui = 0，电路中只有直流电源作用。,静态工作点 静态时，各极电流、电压反映在输入、 输出特性上的点，常用 “Q” 表示。,直流通路,输入特性,输出特性,IB,UBE,Q,IB,IC,UCE,一、用估算法确定静态工作点,取 UBE = 0.7 V (硅管) 0.2 V (锗管),IC = IB,UCE = VCC IC RC, = 37.5,= 37.5 0.04 mA =1.5 mA,= 12 1.5 mA 4 k = 6 V,二、用图解法确定静态工作点,(AB 右),(AB左),VCC,VCC/RC,直流负载线 斜率 1/Rc,IBQ,ICQ,UCEQ,例
3、如：,IB = 40 A,uCE = VCC iC RC,= 12 4 iC,3,12,三、电路参数对静态工作点的影响,uCE = VCC iC RC,当 Rc不变时, R b IB ， “Q”下移；,当 R b不变时, R c UCE ， “Q”左移。,2.2.3 用图解法分析动态工作情况,动态 电路中接入 ui 后的工作状态。电路中有直流电源作用形成的直流分量，输入电压作用形成的交流分量。,交流通路只考虑变化的电压和电流的电路。,电量的符号表示规则,A A,A 主要符号； A 下标符号。,A,大写表示电量与时间无关(直流、平均值、有效值) 小写表示电量随时间变化(瞬时值)。,A,大写表示直
4、流量或总电量(总最大值，总瞬时值)； 小写表示交流分量。,总瞬时值,直流量,交流有效值,uBE = UBE + ube,交流瞬时值,画交流通路的原则： 1. 直流电源短路（因VCC内阻很小）。 2. 耦合电容短路（1/jC 0）。,ui = sin t (mV)， 图解分析各电压、电流值。,0.7 V,Q,ui,IB,交流负载线,VCC,直流负载线,VCC/RC,IC,Ucem,当 ui = 0 uBE = UBE iB = IB iC = IC uCE = UCE,当 ui = Uim sin t ib = Ibmsin t ic = Icmsin t uce = Ucem sin t uo
5、 = uce,iB = IB + Ibmsin t iC = IC + Icmsin t uCE = UCE Ucem sin t = UCE +Ucem sin (180 t),基本共发射极 电路的波形：,IB,IC,UCE,ib,ic,uce,uo,在求得静态工作点的基础上：1. 画出交流负载线。2. 当负载开路，交流负载线如何变化。,解,交流负载电阻：,交流负载线,当负载开路时，交、直流负载线重合,2.2.4 BJT 的三个工作区域及放大电路的非线性失真,一、BJT 的三个工作区域,截止区：IB 0 IC = ICEO 0 条件：两个结反偏,2. 放大区：,3. 饱和区：,uCE u B
6、E,uCB = uCE u BE 0,条件：两个结正偏 特点：IC IB,临界饱和时： uCE = uBE,深度饱和时：,0.3 V (硅管) 0.1 V (锗管),UCE(SAT)=,放大区,截止区,饱 和 区,条件：发射结正偏 集电结反偏 特点：水平、等间隔,ICEO,例 2.2.3 判断如图电路UI = 1V、3V、5V 时，BJT的工作状态。,VBB,RBB,解 利用戴维宁定理：,UI = 1V：VBB = 0.4 V, UBE 0.5 V，BJT 截止,UI = 3V：VBB = 1.2 V，,IC = I B = 50 0.04mA =2 mA,UCE = VCC IC Rc =
7、6 V,BJT 处于放大状态,例 2.2.3 判断如图电路UI = 1V、3V、5V 时，BJT的工作状态。,VBB,RBB,解 利用戴维宁定理：,UI = 1V：BJT 截止,UI = 3V： BJT 处于放大状态,UI = 5V：VBB = 2 V，,IC = I B = 5 mA,BJT 处于饱和状态,二、放大电路的非线性失真,因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。,1. “Q”过低引起截止失真,NPN 管： 顶部失真为截止失真。,PNP 管： 底部失真为截止失真。,不发生截止失真的条件：IB Ibm 。,交流负载线,2. “
8、Q”过高引起饱和失真,ICS,NPN 管： 底部失真为饱和失真。,PNP 管： 顶部失真为饱和失真。,IBS 基极临界饱和电流。,不接负载时，交、直流负载线重合，V CC= VCC,不发生饱和失真的条件： IB + I bm IBS,饱和失真的本质：,负载开路时：,接负载时：,受 Rc 的限制，iB 增大，iC 不可能超过 VCC/RC 。,受 RL 的限制，iB 增大，iC 不可能超过 V CC/RL 。,(RL= Rc / RL),三、最大输出幅值的估算,最大不失真输出电压幅值 Uomax ： 当“Q”靠近截止区时， Uomax = Ucut 当“Q”靠近饱和区时， Uomax = Usa
9、t,Ucut = IC RL,Usat = UCE UCE(sat),估算取UCE(sat) = 1 V,例 2.2.4 BJT硅管， = 40，各电容足够大，求“Q”、 Uomax 。,解 (1) 求 “Q”,直流负载线方程： uCE = VCC iC (Rc + Rd ) = 12 4 iC,IC = 1.6 mA UCE = 5.6 V,RL = R c/ RL = 3 / 6 = 2 (k),(2) 求 Uomax,UCE + ICRL = 5.6 + 3.2 = 8.8 V,交流负载线在水平轴的截距为：,Uomax = 3.2 V,2.2.5 用小信号模型法(微变等效)分析动态,微变
10、等效的依据： 1.非线性电路经适当近似后可按线性电路对待。 2. 利用叠加定理，分别分析电路中交、直流成分。 3. 动态是输入信号电压在直流静态工作点的基础上，各极电流、电压的变化。,一、BJT 的小信号简化模型,1. 输入回路的模型,动态电阻：,BJT内部电阻示意图,r bb,r bb 基区体电阻,r be,r be 发射结电阻,r e,re 集电区体电阻,r bb通常为几百欧（取 300 ）,re = r be + re, r be,注意！ r be UBE / IB，因为 r be是动态电阻，而式右是静态参数，不能混淆。,2. 输出回路的模型,BJT 小信号模型,2. 输出回路的模型,B
11、JT 小信号模型,注意！小信号模型： （1）未考虑BJT结电容的影响，故只适用于低频信号。 （2）当信号较大，但非线性失真不严重时或计算精度要求不高时，仍可使用。 （3）只能用于放大电路的动态分析，不能用于计算静态工作点。 （4）适于NPN和PNP管，不必改电压、电流参考方向。,3. 放大电路的输入、输出电阻,输入电阻：,输出电阻：,（1）实验法：,（2）加压法求流法：,Ro越小带载能力越强,二、用小信号模型分析共射放大电路,1. 画简化小信号模型电路,2. 求电压放大倍数,RL= Rc / RL,3. 求输入电阻,4. 求输出电阻,Ro = RC,输入输出相位相反,5. 源电压放大倍数,例 2.2.2 BJT硅管，VCC = 12 V ， = 40，求：Au、Ri、Ro。,解,rbe = 300 +26 mV / IB,= 1 k ,= 78,Ro = RC = 3.9 k,
