模拟电子共发射极放大电路基础
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仿真1。
1.1 共射极基本放大电路按图7。
1-1搭建共射极基本放大电路,选择电路菜单电路图选项(Circuit/Schematic Option )中的显示/隐藏(Show/Hide)按钮,设置并显示元件的标号与数值等。
1.静态工作点分析选择分析菜单中的直流工作点分析选项(Analysis/DC Operating Point)(当然,也可以使用仪器库中的数字多用表直接测量)分析结果表明晶体管Q1工作在放大状态。
2.动态分析用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号Vi(幅值为5mV,频率为10kH),用示波器观察到输入,输出波形。
由波形图可观察到电路的输入,输出电压信号反相位关系。
再一种直接测量电压放大倍数的简便方法是用仪器库中的数字多用表直接测得。
3。
参数扫描分析在图7。
1-1所示的共射极基本放大电路中,偏置电阻R1的阻值大小直接决定了静态电流IC的大小,保持输入信号不变,改变R1的阻值,可以观察到输出电压波形的失真情况。
选择分析菜单中的参数扫描选项(Analysis/Parameter Sweep Analysis),在参数扫描设置对话框中将扫描元件设为R1,参数为电阻,扫描起始值为100K,终值为900K,扫描方式为线性,步长增量为400K,输出节点5,扫描用于暂态分析。
4。
频率响应分析选择分析菜单中的交流频率分析项(Analysis/AC Frequency Analysis)在交流频率分析参数设置对话框中设定:扫描起始频率为1Hz,终止频率为1GHz,扫描形式为十进制,纵向刻度为线性,节点5做输出节点。
由图分析可得:当共射极基本放大电路输入信号电压VI为幅值5mV的变频电压时,电路输出中频电压幅值约为0.5V,中频电压放大倍数约为-100倍,下限频率(X1)为14.22Hz,上限频率(X2)为25.12MHz,放大器的通频带约为25。
12MHz.由理论分析可得,上述共射极基本放大电路的输入电阻由晶体管的输入电阻rbe限定,输出电阻由集电极电阻R3限定。
模拟电子技术基础复习题图1图2一、填空题 1、现有基本放大电路:①共射放大电路 ②共基放大电路 ③共集放大电路 ④共源放大电路一般情况下,上述电路中输入电阻最大的电路是 ③ ,输入电阻最小的电路是 ② ,输出电阻最小的电路是 ③ ,频带最宽的电路是 ② ;既能放大电流,又能放大电压的电路是 ① ;只能放大电流,不能放大电压的电路是 ③ ;只能放大电压,不能放大电流的电路是 ② 。
2、如图1所示电路中,已知晶体管静态时B -E 间电压为U BEQ ,电流放大系数为β,B -E 间动态电阻为r be 。
填空:(1)静态时,I BQ 的表达式为 B BEQCC BQ R U V I -= ,I CQ 的表达式为BQ CQ I I β=; ,U CEQ 的表达式为 C CQ CC CEQ R I V U -=(2)电压放大倍数的表达式为 beL u r R A '-=β ,输入电阻的表达式为 be B i r R R //= ,输出电阻的表达式为 C R R =0;(3)若减小R B ,则I CQ 将 A ,r bc 将 C ,uA 将 C ,R i 将 C ,R o 将B 。
A.增大B.不变C.减小当输入电压不变时,R B减小到一定程度,输出将产生 A 失真。
A.饱和B.截止3、如图1所示电路中,(1)若测得输入电压有效值为10mV,输出电压有效值为1.5V,则其电压放大倍数A = 150;若已知此时信号源电压有效值为20mV,信号源内阻u为1kΩ,则放大电路的输入电阻R i= 1 。
(2)若已知电路空载时输出电压有效值为1V,带5 kΩ负载时变为0.75V,则放大电路的输出电阻Ro 1.67 。
(3)若输入信号增大引起电路产生饱和失真,则可采用将R B增大或将Rc 减小的方法消除失真;若输入信号增大使电路既产生饱和失真又产生截止失真,则只有通过设置合适的静态工作点的方法才能消除失真。
4、文氏桥正弦波振荡电路的“桥”是以RC串联支路、RC并联支路、电阻R1 和R2 各为一臂而组成的。
共射极放大电路基本原理
共射极放大电路是一种常见的晶体管放大电路,将负载电阻连接在晶体管的基极与发射极之间,集电极与电源相连。
在共射极放大电路中,输入信号以基极电流的形式注入晶体管,经过放大后以负载电阻的输出电压形式呈现。
共射极放大电路的放大原理是:输入信号u_i加在三极管的基极,输出电压从集电极取出,他们共用发射极。
当无输入信号
(u_i=0)时,通常称为静态,此时只有只有电源U_CC作用在电路中,使发射结正向偏置,集电结反向偏置,满足三极管放大的外部条件。
因此在输入回路中,产生了一个直流电流,称为静态基极电流I_B,此时,基极与发射极之间相应的直流电压,称为静态基-射电压U_BE。
完整版)模拟电子技术基础-知识点总结共发射极、共基极、共集电极。
2.三极管的工作原理---基极输入信号控制发射结电流,从而控制集电极电流,实现信号放大。
3.三极管的放大倍数---共发射极放大倍数最大,共集电极放大倍数最小。
三.三极管的基本放大电路1.共发射极放大电路---具有电压放大和电流放大的作用。
2.共集电极放大电路---具有电压跟随和电流跟随的作用。
3.共基极放大电路---具有电压放大的作用,输入电阻较低。
4.三极管的偏置电路---通过对三极管的基极电压进行偏置,使其工作在放大区,保证放大电路的稳定性。
四.三极管的应用1.放大器---将弱信号放大为较强的信号。
2.开关---控制大电流的通断。
3.振荡器---产生高频信号。
4.稳压电源---利用三极管的负温度系数特性,实现稳定的输出电压。
模拟电子技术复资料总结第一章半导体二极管一.半导体的基础知识1.半导体是介于导体和绝缘体之间的物质,如硅Si、锗Ge。
2.半导体具有光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体是纯净的具有单晶体结构的半导体。
4.载流子是带有正、负电荷的可移动的空穴和电子,是半导体中的两种主要载流体。
5.杂质半导体是在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
根据掺杂元素的不同,可分为P型半导体和N型半导体。
6.杂质半导体的特性包括载流子的浓度、体电阻和转型等。
7.PN结是由P型半导体和N型半导体组成的结,具有单向导电性和接触电位差等特性。
8.PN结的伏安特性是指在不同电压下,PN结的电流和电压之间的关系。
二.半导体二极管半导体二极管是由PN结组成的单向导电器件。
1.半导体二极管具有单向导电性,即只有在正向电压作用下才能导通,反向电压下截止。
2.半导体二极管的伏安特性与PN结的伏安特性相似,具有正向导通压降和死区电压等特性。
3.分析半导体二极管的方法包括图解分析法和等效电路法等。
三.稳压二极管及其稳压电路稳压二极管是一种特殊的二极管,其正常工作状态是处于PN结的反向击穿区,具有稳压的作用。
实验一 共发射极放大电路1、实验目的(1)熟练掌握共发射极放大电路的工作原理,静态工作点的设置与调整方法,了解工作点对放大器性能的影响;(2)掌握放大器基本性能指标参数的测试方法。
2、实验设备(1)模拟电子线路实验箱 1台 (2)双踪示波器 1台 (3)函数信号发生器 1台(4)直流稳压电源 1台 (5)数字万用表 1台3、实验原理图1.1 所示是一个阻容耦合共发射极放大器。
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 (Re =Re1+Re2),以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加输入信号u i 后,在输出端就可以得到一个与u i 相位相反,幅值被放大了的输出信号u o ,从而实现了放大。
(1)静态工作点U BQ = U CC R b2 /(R b1 + R b2)I CQ ≈I EQ =(U BQ -U BE )/ R e = U EQ / R eU CEQ ≈ U CC -I CQ (R C +R e )为使三极管工作在放大区,一般应满足: 硅管: U BE ≈ 0.7V U CC >U CEQ >1V (2)电压放大倍数图1.1共发射极放大器CCA u = -βR L ′/r be (注:R L ′=RL ∥RC )(3)输入、输出电阻R i = R b1∥R b2∥r be r be = r bb ′+(1+β)26mV / I EQ mA R o = r o ∥R C ≈ R C4、实验内容与步骤(1)线路连接按图1.1 连接电路,把基极偏置电阻R P 调到最大值,避免工作电流过大。
(2)静态工作点设置接通+12V 直流电源,调节基极偏置电阻R P ,使I EQ =1mA ,也即是使U EQ = 1.9V 。
然后测试各工作点电压,填入表1-1中。
(3)电压放大倍数测量调节信号源,使之输出一个频率为1kHz ,峰峰值为30mV 的正弦信号(用示波器测量)。
模拟电子技术复习资料总结第一章半导体二极管一.半导体的基础知识1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。
2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。
4. 两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
体现的是半导体的掺杂特性。
*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素(多子是空穴,少子是电子)。
*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素(多子是电子,少子是空穴)。
6. 杂质半导体的特性*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。
*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度,一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。
7. PN结* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。
* PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。
8. PN结的伏安特性二. 半导体二极管*单向导电性------正向导通,反向截止。
*二极管伏安特性----同PN结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。
*死区电压------硅管0.5V,锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低:若 V阳 >V阴( 正偏 ),二极管导通(短路);若 V阳 <V阴( 反偏 ),二极管截止(开路)。
1)图解分析法该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。
2) 等效电路法➢直流等效电路法*总的解题手段----将二极管断开,分析二极管两端电位的高低:若 V阳 >V阴( 正偏 ),二极管导通(短路);若 V阳 <V阴( 反偏 ),二极管截止(开路)。
*三种模型➢微变等效电路法三. 稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。
习题2-1 如图2-51所示,判断三极管处于截止、放大还是饱和状态? 解:a 放大状态。
b 饱和状态。
c 截止状态。
d 放大状态。
2-2 在电路中,三极管各管脚对地电位,试分析三极管A 、B 、C 各是什么电极,该管是NPN 还是PNP ,硅管还是锗管?(1)U A =3.8V ,U B =3.1V ,U C =8V ; (2)U A =7.2V ,U B =7V ,U C =3V 。
解:(1)A 是三极管基极;根据三极管发射结正偏,导通的特点,导通压降为0.7V ,则B 是三极管发射极,C 是三极管集电极;该管是NPN 型硅管。
(2)B 是三极管基极;根据三极管发射结正偏,导通的特点,导通压降为0.2V ,则A 是三极管发射极,C 是三极管集电极;该管是PNP 型锗管。
2-3 某三极管的极限参数I CM =20mA ,P CM =100mW ,U (BR )CEO =15V ,试分析下列条件下,三极管能否正常工作?(1)I C =15m A ,U CE =8V ; (2)I C =19mA ,U CE =3V ; (3)I C =30mA ,U CE =4V 。
解:(1)U CE =8V <U (BR )CEO ,I C =15mA <I CM ,P C =U CE I C =120mW >P CM ,所以不能正常工作。
(2)U CE =3V <U (BR )CEO ,I C =19m A <I CM , P C =U CE I C =57mW <P CM ,所以能正常工作。
(3)U CE =4V <U (BR )CEO ,但I C =30mA >I CM ,所以不能正常工作。
2-4试判断图2-52中各电路有无放大作用,简单说明理由。
图2-51 习题2-1图abcd2V解:a 无放大作用。
电源极性与三极管不符。
b 无放大作用。
I B =0。
c 无放大作用。
交流通路输入短路。
d 无放大作用。
模拟电子技术基础复习题图1 图2一、填空题1、现有基本放大电路:①共射放大电路②共基放大电路③共集放大电路④共源放大电路一般情况下,上述电路中输入电阻最大的电路是,输入电阻最小的电路是,输出电阻最小的电路是,频带最宽的电路是;既能放大电流,又能放大电压的电路是;只能放大电流,不能放大电压的电路是;只能放大电压,不能放大电流的电路是。
2、如图1所示电路中,已知晶体管静态时B-E间电压为U BEQ,电流放大系数为β,B-E间动态电阻为r be。
填空:(1)静态时,I BQ的表达式为,I CQ的表达式为,U CEQ的表达式为(2)电压放大倍数的表达式为,输入电阻的表达式为,输出电阻的表达式为(3)若减小R B,则I CQ将,r bc将,A 将,R i将,R o将。
uA.增大B.不变C.减小当输入电压不变时,R B减小到一定程度,输出将产生失真。
A.饱和B.截止3、如图1所示电路中,(1)若测得输入电压有效值为10mV,输出电压有效值为1.5V,则其电压放大倍数A =;若已知此时信号源电压有效值为20mV,信号源内阻为1kΩ,则u放大电路的输入电阻R i=。
(2)若已知电路空载时输出电压有效值为1V,带5 kΩ负载时变为0.75V,则放大电路的输出电阻Ro 。
(3)若输入信号增大引起电路产生饱和失真,则可采用将增大或将减小的方法消除失真;若输入信号增大使电路既产生饱和失真又产生截止失真,则只有通过的方法才能消除失真。
4、文氏桥正弦波振荡电路的“桥”是以、、和各为一臂而组成的。
5、正弦波振荡电路按选频网络所用元件可分为、和三种电路,其中振荡电路的振荡频率最为稳定。
6、为了得到音频信号发生器,应采用正弦波振蒎电路。
7、稳压电源一般由、和三部分电路组成。
8、在负载电流比较小且其变化也比较小的时候,应采用滤波电路,而负载电流较大时应采用滤波电路。
9、为了使输出电压有比较大的调节范围,应采用稳压电路。
二、判断题(下列各题是否正确,对者打“√”错者打“×”)1、半导体中的空穴带正电。
第2章基本放大电路自测题一.在括号内用“√”和“×”表明下列说法是否正确。
1.只有电路既放大电流又放大电压,才称其有放大作用。
(×)2.可以说任何放大电路都有功率放大作用。
(√)3.放大电路中输出的电流和电压都是有源元件提供的。
(×)4.电路中各电量的交流成分是交流信号源提供的。
(×)5.放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作。
(√)6.由于放大的对象是变化量,所以当输入直流信号时,任何放大电路的输出都毫无变化。
(×)7.只要是共射放大电路,输出电压的底部失真都是饱和失真。
(×)二.试分析图T2.2各电路是否能放大正弦交流信号,简述理由。
设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)(g) (h) (i)图T2.2解:图(a)不能。
V BB 将输入信号短路。
图(b)可以。
图(c)不能。
输入信号与基极偏置是并联关系而非串联关系。
图(d)不能。
晶体管基极回路因无限流电阻而烧毁。
图(e)不能。
输入信号被电容C 2短路。
图(f)不能。
输出始终为零。
图(g)可能。
图(h)不合理。
因为G -S 间电压将大于零。
图(i)不能。
因为T 截止。
三.在图T2.3 所示电路中,已知12CC V V =, 晶体管β=100,'100b R k =Ω。
填空:要求先填文字表达式后填得数。
(1)当0i U V =时,测得0.7BEQ U V =,若要基极电流20BQ I A μ=, 则'b R 和W R 之和b R =( ()/CC BEQ BQ V U I - )k Ω≈( 565 )k Ω;而若测得6CEQ U V =,则c R =( ()/CC CEQ BQ V U I β- )≈( 3 )k Ω。
(2)若测得输入电压有效值5i U mV =时, 输出电压有效值'0.6o U V =,则电压放大倍数u A =( /o i U U - )≈( -120 )。
第二章基本放大电路本章内容简介本章首先讨论半导体三极管(BJT )的结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
随后着重讨论BJT放大电路的三种组态,即共发射极、共集电极和共基极三种放大电路。
内容安排上是从共发射极电路入手,再推及其他两种电路,并将图解法和小信号模型法,作为分析放大电路的基本方法。
(一)主要内容:◊半导体三极管的结构及工作原理,放大电路的三种基本组态◊静态工作点Q的不同选择对非线性失真的影响◊用H参数模型计算共射极放大电路的主要性能指标◊共集电极电路和共基极电路的工作原理◊三极管放大电路的频率响应(二)教学要点:从半导体三极管的结构及工作原理入手,重点介绍三种基本组态放大电路的静态工作点、动态参数(电压增益、源电压增益、输入电阻、输出电阻)的计算方法,H参数等效电路及其应用。
(三)基木要求:◊了解半导体三极管的工作原理、特性曲线及主要参数◊了解半导体三极管放大电路的分类◊掌握用图解法和小信号分析法分析放大电路的静态及动态工作情况◊理解放大电路的工作点稳定问题◊掌握放大电路的频率响应及各元件参数对其性能的影响2.1半导体三极管(BJT)2.1.1BJT的结构简介:半导体三极管有两种类型:NPN型和PNP型。
结构特点:发射区的掺杂浓度最高;集电区掺杂浓度低于发射区,且面积大;基区很薄,一般在几个微米至几十个微米,且掺杂浓度最低。
2.1.2BJT的电流分配与放大原理三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下,通过载流子传输体现出来的。
外部条件:发射结正偏,集电结反偏。
i B =(l_Q )x* a1-a 2.三极管的三种组态共发射极接法,发射极作为公共电极,用CE 表示。
共基极接法,基极作为 公共电极,用CB 表示。
共集电极接法,集电极作为公共电极,用CC 表示。
q =必耳=«厶=厶/⑴《)BJT 的三种组态4. 放大作用综上所述,三极管的放大作用,主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传 输,然后到达集电极而实现的。