第五讲 基本共射放大电路的 工作原理,教学基本要求： 1、如何组成基本放大电路 2、如何分析放大电路,一、放大的概念与放大电路的性能指标,二、基本共射放大电路的组成及各元件的作用,三、设置静态工作点的必要性,四、基本共射放大电路的工作原理,五、放大电路的组成原则,一、放大的概念及放大电路的性能指标,1. 放大的概念,放大的本质：实现能量的控制和转换。,在放大电路中提供一个能源，由能量较小的输入信号控制这个能源，使之输出较大的能量，然后推动负载。,小能量对大能量的控制作用称为放大作用。,放大的对象是变化量。,元件：双极型三极管和场效应管。,放大的基本要求：不失真，是放大的前提,放大的特征：功率放大,2. 性能指标,1) 放大倍数：输出量与输入量之比,电压放大倍数是最常被研究和测试的参数,信号源,信号源内阻,输入电压,输出电压,输入电流,输出电流,任何放大电路均可看成为二端口网络。,2)输入电阻,输入电压与输入电流有效值之比。,从输入端看进去的 等效电阻,不同性质的信号源对电路输入电阻的要求不同；,3）输出电阻 Ro,从输出端看进去的等效电阻。,实验室测法：,Ro愈小，带载能力愈强。,分别测量空载和带载 RL 的 、 。,4）通频带,由于电容、电感及半导体器件PN结的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。,衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。,下限频率,上限频率,6）最大不失真输出电压Uom：交流有效值。 当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。,7）最大输出功率与效率,输出无明显失真的最大输出功率（Pom）。, ：效率 PV：直流电源消耗的功率,二、基本共射放大电路的组成及各元件的作用,VBB、Rb：使UBE Uon，且有合适的IB。,VCC：使UCEUon，且为能源。,Rc：将iC转换成uCE(uo) 。,动态信号作用时：uiib ic iRc uCE(uo),ui0时，晶体管各极电流、管压降称为Q，记作IBQ、 ICQ（IEQ）、 UBEQ、 UCEQ。,VT：三极管，放大元件；,单管共射放大电路的放大作用,什么是静态工作点？,ui0时，晶体管各极电流、管压降称为Q，记作IBQ、 ICQ（IEQ）、 UBEQ、 UCEQ。,三 设置静态工作点的必要性,静态工作点Q的计算,ICQ IBQ,UCEQ = VCC ICQ RC,【例】图示放大电路中，VCC = 12 V， Rc = 3 k，,Rb = 280 k，NPN 硅管的 = 50，试估算Q点。,解：设 UBEQ = 0.7 V,ICQ IBQ = (50 0.04) mA = 2 mA,UCEQ = VCC ICQ Rc = (12 - 2 3)V = 6 V,三 设置静态工作点的必要性,Q点过低 截止失真,ib,ui,首先 iB 波形失真,输出电压必然失真！ 设置合适的Q点，解决失真问题！,四、基本共射放大电路的工作原理,饱和失真,截止失真,底部失真,顶部失真,动态信号驮载在静态之上,输出和输入反相！,要不失真，就要保证晶体管始终工作在放大区！,波形分析,五、组成放大电路的原则：,1. 外加直流电源的极性必须使发射结正偏，集电结反偏。则有：,2. 输入回路的接法应使输入电压 u 能够传送到三极管的基极回路，使基极电流产生相应的变化量 iB。,3. 输出回路的接法应使变化量 iC 能够转化为变化量 uCE，并传送到放大电路的输出端。,三、原理电路的缺点：,1. 双电源供电； 2. uI、uO 不共地。,五、放大电路的组成原则,Q点合适：合适的直流电源、合适的电路参数。 外加直流电源的极性必须使发射结正偏，集电结反偏。则有： 输入信号能有效加在发射结上，使输入电压 u 能够传送到三极管的基极回路，使基极电流产生相应的变化量 iB。 输出信号有效加在负载上。使变化量 iC 能够转化为变化量 uCE，并传送到放大电路的输出端。 共地、电源种类尽量少、负载上无直流分量。,两种实用放大电路 直接耦合放大电路,问题： 1. 两种电源 2. 信号源与放大电路不“共地”,将两个电源合二为一,共地，且要使信号驮载在静态之上,静态时，,动态时，b-e间电压是uI与Rb1上的电压之和。,两种实用放大电路 阻容耦合放大电路,耦合电容的容量应足够大，即对于交流信号近似为短路。其作用是“隔离直流、通过交流”。,静态时，C1、C2上电压？,动态时，,C1、C2为耦合电容！,uBEuIUBEQ，信号驮载在静态之上。 负载上只有交流信号。,简单工作波形分析原理,Vi=0,Vi=Vsint,清华大学 华成英 hchyatsinghua.edu.cn,讨论,1. 用NPN型晶体管组成一个在本节课中未见过的共射放大电路。 用PNP型晶体管组成一个共射放大电路。,照葫芦画瓢！,注意:直流电源和电容对交流短路,练习：判断下面电路能否实现放大。,判断电路能否放大：,小结：,一、放大的本质：能量的控制。 放大作用：小能量对大能量的控制作用。 放大的对象是变化量,二、组成放大电路的原则： 1. 发射结正偏，集电结反偏。 2. 输入信号能够有效加到发射结上； 3. 输出信号能够有效加到负载上。,