三极管共集电极放大电路和共基极放大电路详解(精选)
- 格式:ppt
- 大小:2.21 MB
- 文档页数:70
放大电路的工作原理和三种基本放大组态放大电路里通常是晶体三极管、场效应管、集成运算放大器等,这些器件也称为有源器件。
共射放大电路如图所示。
V cc是集电极回路的直流电源,也是给放大电路提供能量的,一般在几伏到几十伏范围,以保证晶体三极管的发射结正向偏置、集电结反向偏置,使晶体三极管工作在放大区。
R c是集电极电阻,一般在几 K 至几十K 范围,它的作用是把集电极电流i C的变化变成集电极电压u CE的变化。
V BB是基极回路的直流电源,使发射结处于正向偏置,同时通过基极电阻R b提供给基极一个合适的基极电流I BQ,使三极管工作在放大区中适当的区域,这个电流I BQ常称为基极偏置电流,它决定着三极管的工作点,基极偏置电流I BQ是由V BB和基极电阻R b共同作用决定的,基极电阻R b一般在几十KΩ至几百KΩ范围。
如在输入端加上一个较小的正弦信号u i , 通过电容C1加到三极管的基极,从而引起基极电流i B在原来直流I BQ的基础上作相应的变化,由于u i是正弦信号,使i B随u i也相应地按正弦规律变化,这时的i B实际上是直流分流I BQ和交流分量i b迭加后的量。
同时i B的变化使集电极电流 i C 随之变化,因此i C也是直流分量I C和交流分量i c的迭加,但i C要比i B大得多(即β倍)。
电流i C在电阻R C上产生一个压降,集电极电压u CE =V CC-i C R L,这个集电极电压u CE也是由直流分量I C和交流分量 i C两部分迭加的。
这里的 u CE和 i C相位相反,即当 i C增大时, u CE减少。
由于C 2的隔直作用,使只有 u CE的交流分量通过电容C2作为放大电路的输出电压u O。
如电路参数选择适当,u O要比 u I的幅值要大得多,同时 u I与 u O的相位正好相反。
电路中各点的电流、电压波形如图所示。
放大电路的图解法放大电路有三种主要分析方法:一是图解法,二是微变等效电路法,三是计算机辅助分析法。
测判三极管的口诀三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功,为了帮助读者迅速掌握测判方法,笔者总结出四句口诀:“三颠倒,找基极;PN结,定管型;顺箭头,偏转大;测不准,动嘴巴。
”下面让我们逐句进行解释吧。
一、三颠倒,找基极大家知道,三极管是含有两个PN结的半导体器件。
根据两个PN结连接方式不同,可以分为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管,图1是它们的电路符号和等效电路。
测试三极管要使用万用电表的欧姆挡,并选择R×100或R×1k挡位。
图2绘出了万用电表欧姆挡的等效电路。
由图可见,红表笔所连接的是表内电池的负极,黑表笔则连接着表内电池的正极。
假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型,也分不清各管脚是什么电极。
测试的第一步是判断哪个管脚是基极。
这时,我们任取两个电极(如这两个电极为1、2),用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻,观察表针的偏转角度;接着,再取1、3两个电极和2、3两个电极,分别颠倒测量它们的正、反向电阻,观察表针的偏转角度。
在这三次颠倒测量中,必然有两次测量结果相近:即颠倒测量中表针一次偏转大,一次偏转小;剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小,这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极(参看图1、图2不难理解它的道理)。
二、PN结,定管型找出三极管的基极后,我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型(图1)。
将万用表的黑表笔接触基极,红表笔接触另外两个电极中的任一电极,若表头指针偏转角度很大,则说明被测三极管为NPN型管;若表头指针偏转角度很小,则被测管即为PNP型。
三、顺箭头,偏转大找出了基极b,另外两个电极哪个是集电极c,哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。
(1) 对于NPN型三极管,穿透电流的测量电路如图3所示。
根据这个原理,用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec,虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小,但仔细观察,总会有一次偏转角度稍大,此时电流的流向一定是:黑表笔→c 极→b极→e极→红表笔,电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”),所以此时黑表笔所接的一定是集电极c,红表笔所接的一定是发射极e。
一、复习引入共射极放大的特点有哪些?二、新授(一)共集电极放大电路共集电极放大电路的组成如图1(a)所示。
图1(b)为其微变等效电路,由交流通路可见,基极是信号的输入端,集电极则是输入、输出回路的公共端,所以是共集电极放大电路,发射极是信号的输出端,又称射极输出器。
各元件的作用与共发射极放大电路基本相同,只是R e除具有稳定静态工作的作用外,还作为放大电路空载时的负载。
(a)电路图(b)微变等效电路图1 共集电极放大电路1.静态分析由图1(a)可得方程V CC=I B R B+U BE+(1+β)I B R E则I B= (V CC - U BE )/R B+(1+β)R EI C=βI BU CE= V cc-I E R E≈V cc-I C R E3.动态分析(1)电压放大倍数A u由图1(b)可知u i=i b r be+i e R L′=i b[r be+(1+β)R L′]u o=i e R L′=(1+β)i b R L′式中:R L′=R E//R L。
故A u==u o/u i=i b(1+β)R L′/ I b[r be+(1+β)R L′]= (1+β)R L′/[r be+(1+β)R L′] 一般(1+β)R L′> r be,故A u≈1,即共集电极放大电路输出电压与输入电压大小近似相等,相位相同,没有电压放大作用。
(2)输入电阻R iR i=u i/i b=i b r eb+(1+β)i b R L′/ I b = r be+(1+β)R L′故R i= R B// R L′=R B//[r be+(1+β)R L′]说明,共集电极放大电路的输入电阻比较高,它一般比共射基本放大电路的输入电阻高几十倍到几百倍. (3)输出电阻R o将图3(b)中信号源U s短路,负载R L断开,计算R0的等效电路如图2所示。
图2 计算输出电阻的等效电路由图可得I=I e +I b +βI b =I e +(1+β)I b=U o /(R E +(1+β))·U/(r be +R S ′)式中:R s ′=R S //R B 。
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。
共集电极放大电路共集电极放大电路是一种常用的电子元件,用于放大电信号。
它常被用于开关电源、音频放大器和其他电子设备中。
本文将介绍共集电极放大电路的工作原理、特点和应用。
1. 工作原理共集电极放大电路,也被称为共射极放大电路,是由一个晶体管和几个其他元件组成的。
晶体管的集电极(C)被连接到正电源,发射极(E)被连接到地,基极(B)被测量信号输入。
输入信号的大小和极性变化会导致晶体管的电流变化。
当基极电压变高时,集电极电流也会增加。
这样,通过电流的变化,输入信号就被放大了。
2. 特点共集电极放大电路具有以下几个特点:- 高电压放大系数:共集电极放大电路的电压放大系数(也称为增益)非常高。
这是因为输出信号取自集电极,而不是晶体管的发射极。
晶体管的发射极和地连接,所以输出电压可以接近电源电压。
因此,共集电极放大电路在许多应用中非常有用。
- 输入输出之间的相位反转:共集电极放大电路中,输出信号的相位与输入信号相比发生了反转。
这是由于信号被放大后,要从晶体管的集电极引出。
因此,输出信号相位反转的特性限制了某些应用中会有相位误差的情况。
- 直流耦合:共集电极放大电路中,输入和输出之间通常是通过直接连接的。
这意味着直流信号可以传递,而无需使用电容器进行耦合。
这样可以避免由于电容器的不良或老化而引起的性能问题。
3. 应用共集电极放大电路广泛应用于各种电子设备中。
以下是一些常见的应用示例:- 音频放大器:共集电极放大电路可以用于音频放大器,将微弱的音频信号放大到足以驱动扬声器的电平。
这种电路通常被用于收音机、音响和电视等设备中。
- 开关电源:在开关电源中,共集电极放大电路用于控制稳定输出电压。
输入信号可以控制晶体管的导通和截止,从而控制电源输出的电压。
- 信号传输:共集电极放大电路还可以用于信号传输,如无线电收发系统。
通过调节输入信号的幅度,可以调整输出信号的功率,以适应不同的传输需求。
4. 总结共集电极放大电路是一种常用的电子元件,具有高电压放大系数和直流耦合的特点。
三极管共集电极电路三极管共集电极电路是一种常见的电子电路,也称为共射极电路。
在这种电路中,三极管的集电极作为输出端,基极作为输入端,而发射极则作为公共接地点。
这种电路具有放大和反相的功能,被广泛应用于各种电子设备中。
三极管共集电极电路的主要特点是输入电阻较低,输出电阻较高。
这意味着它能够有效地将输入信号放大,并将放大后的信号输出给负载。
此外,由于输出信号与输入信号具有相反的相位,因此该电路还可以用于信号的反相处理。
在三极管共集电极电路中,当输入信号施加到基极时,三极管会根据输入信号的大小和极性来控制电流的流动。
当输入信号为正脉冲时,三极管的基极电压增加,使得三极管导通,电流从集电极流向发射极,从而形成了输出信号。
当输入信号为负脉冲时,三极管的基极电压减少,三极管截止,输出信号为低电平。
因此,三极管共集电极电路能够将输入信号放大并反相输出。
三极管共集电极电路的放大倍数可以通过改变电路中的电阻值来调节。
一般情况下,为了保证电路的稳定性和放大效果,会在输入端和输出端加上适当的耦合电容,以隔离输入和输出信号。
此外,为了提高电路的工作效率,还可以在电路中加入稳压电路和滤波电路。
三极管共集电极电路的应用非常广泛。
在放大电路中,该电路常被用于音频放大器、射频放大器和信号发生器等设备中。
在数字电路中,该电路可以用于逻辑门的设计和实现。
此外,由于其具有放大和反相的特性,该电路还可以用于实现振荡器、多谐振荡器和频率变换器等电路。
然而,三极管共集电极电路也存在一些缺点。
首先,由于输入和输出信号之间存在电压降,因此电路的增益会有所损失。
其次,由于三极管的工作点对电路性能具有较大影响,因此需要进行精确的偏置调节。
此外,三极管在工作过程中会产生热量,需要进行散热,否则可能会导致三极管的损坏。
三极管共集电极电路是一种常见的电子电路,具有放大和反相的功能。
它在各种电子设备中得到广泛应用,如音频放大器、射频放大器和信号发生器等。
三极管多级放大电路动态参数详解许峰川,邹丽新,吕清松(苏州大学文正学院,江苏苏州215104)一、引言单个三极管可以构成共射极、共基极、共集电极放大电路,不同组态的放大电路具有各自的优点和用途。
当单管放大电路的主要技术指标———如:电压增益、输入电阻、输出电阻、带宽和输出功率等———无法满足实际应用需要时,往往通过合适的方式将它们组合起来,构成多级放大电路,以充分利用各组态的优点,获得更好的电路性能。
该内容,也是“模拟电路”课程中三极管章节的教学重点和难点之一。
目前的教材主要以共射—共基放大电路为例,如图1所示,介绍多级放大电路动态参数的求解。
在对所给共射—共基放大电路进行工作原理分析和动态参数定量计算时,首先需要准确地画出其对应的小信号等效电路图。
在阐述该部分内容时,康华光教授主编的《电子技术基础———模拟部分(第六版)》第202页和童诗白、华成英教授主编的《模拟电子技术基础(第五版)》第105页都只给出了共射—共基放大电路的交流通路,如图2所示,并没有给出放大电路的小信号等效电路图。
因此,大部分学生难以理解相关动态参数的分析求解过程以及多级放大电路和单管放大电路动态参数求解过程的区别,尤其难以理解为什么要先求后一级放大电路的输入电阻。
本文明晰了放大电路相关动态参数的定义,给出了方便学生理解和记忆的画小信号等效电路图具体步骤,详细分析了共射—共基放大电路动态参数的求解过程。
由于静态参数的求解过程与基极分压式射极偏置电路类似,文中不再赘述。
二、动态参数求解在对三极管构成的放大电路动态参数求解之前,首先应画出其对应的小信号等效电路。
而在画小信号等效电路图前,应先判断三极管的工作组态,具体的判断方法是:看输入信号加在哪个电极,输出信号从哪个电极取出,剩下的电极便是共同电极。
如图1所示,对于直接耦合的多级放大电路而言,两级之间的连接点A,既是前一级信号的输出点,又是后一级信号的输入点。
因此,三极管T 1的工作组态为共射极,三极管T 2的工作组态为共基极。
除去信号的输入、输出端。
另一端就是共极三极管基本放大电路的三种组态组态一:共射电路组态二:共集电极电路共集电极组态基本放大电路如图所示。
(1)直流分析(2)交流分析放大倍数/输入电阻/输出电阻组态三:共基极放大电路共基组态放大电路如图交流、直流通路微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路性能指标三种组态电路比较放大电路的三种基本组态2.6.1共集电极放大电路上图(a)是一个共集组态的单管放大电路,由上图(b)的等效电路可以看出,输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极,所以属于共集组态。
又由于输出信号从发射极引出,因此这种电路也称为射极输出器。
下面对共集电极放大电路进行静态和动态分析。
一、静态工作点根据上图(a)电路的基极回路可求得静态基极电流为二、电流放大倍数由上图(b)的等效电路可知三、电压放大倍数由上图(a)可得Re’=Re//RL由式(2.6.4)和(2.6.5)可知,共集电极放大电路的电流放大倍数大于1,但电压放大倍数恒小于1,而接近于1,且输出电压与输入电压同相,所以又称为射极跟随器。
四、输入电阻由图2.6.1(b)可得Ri=rbe+(1+β)Re’由上式可见,射极输出器的输入电阻等于rbe和(1+β)R、e相串连,因此输入电阻大大提高了。
由上式可见,发射极回路中的电阻R、e折合到基极回路,需乘(1+β)倍。
五、输出电阻在上图(b)中,当输出端外加电压U。
,而US=0时,如暂不考虑Re的作用,可得下图。
由图可得由上式可知,射极输出器的输出电阻等于基极回路的总电阻()除以(1+β),因此输出电阻很低,故带负载能力比较强。
由上式也可见,基极回路的电阻折合到发射极,需除以(1+β)。
2.6.2共基极放大电路上图(a)是共基极放大电路的原理性电路图。
由图可见,发射极电源VEE的极性保证三极管的发射结正向偏置,集电极电源VCC的极性保证集电结反向偏置,从而可以使三极管工作在放大区,因输入信号与输出信号的公共端是基极,因此属于共基组态。
共基极放大电路原理图
共基极放大电路是一种常见的放大电路,它可以将输入信号放大并输出。
在本
文中,我们将介绍共基极放大电路的原理图及其工作原理。
首先,让我们来看一下共基极放大电路的原理图。
如下图所示,共基极放大电
路由电源、输入信号源、输入电容、输出电容、输入电阻、输出电阻以及晶体管等组成。
其中,晶体管的基极接地,发射极作为输入端,集电极作为输出端。
在工作时,输入信号通过输入电容传入晶体管的发射极,然后由晶体管放大,
并通过输出电容输出。
整个过程中,输入电阻和输出电阻分别起到了阻抗匹配的作用,保证了信号的传输质量。
共基极放大电路的工作原理可以用以下几点来概括:
首先,输入信号经过输入电容传入晶体管的发射极,由于基极接地,所以信号
会被放大。
其次,放大后的信号通过输出电容输出,经过输出电阻形成输出信号。
最后,整个过程中,输入电阻和输出电阻的作用保证了信号的传输质量。
共基极放大电路的原理图及工作原理如上所述,它在电子设备中有着广泛的应用。
通过对其原理的深入理解,我们可以更好地应用它,从而提高电子设备的性能。
总之,共基极放大电路是一种常见的放大电路,它通过晶体管的放大作用,将
输入信号放大并输出。
通过对其原理图及工作原理的了解,我们可以更好地应用它,从而提高电子设备的性能。
三极管基本放大电路的三种组态Prepared on 24 November 2020除去信号的输入、输出端。
另一端就是共极三极管基本放大电路的三种组态组态一:共射电路组态二:共集电极电路共集电极组态基本放大电路如图所示。
(1)直流分析(2)交流分析放大倍数/输入电阻/输出电阻组态三:共基极放大电路共基组态放大电路如图交流、直流通路微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路性能指标三种组态电路比较放大电路的三种基本组态2.6.1共集电极放大电路上图(a)是一个共集组态的单管放大电路,由上图(b)的等效电路可以看出,输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极,所以属于共集组态。
又由于输出信号从发射极引出,因此这种电路也称为射极输出器。
下面对共集电极放大电路进行静态和动态分析。
一、静态工作点根据上图(a)电路的基极回路可求得静态基极电流为二、电流放大倍数由上图(b)的等效电路可知三、电压放大倍数由上图(a)可得Re’=Re//RL由式(2.6.4)和(2.6.5)可知,共集电极放大电路的电流放大倍数大于1,但电压放大倍数恒小于1,而接近于1,且输出电压与输入电压同相,所以又称为射极跟随器。
四、输入电阻由图2.6.1(b)可得Ri=rbe+(1+β)Re’由上式可见,射极输出器的输入电阻等于rbe和(1+β)R、e相串连,因此输入电阻大大提高了。
由上式可见,发射极回路中的电阻R、e折合到基极回路,需乘(1+β)倍。
五、输出电阻在上图(b)中,当输出端外加电压U。
,而US=0时,如暂不考虑Re的作用,可得下图。
由图可得由上式可知,射极输出器的输出电阻等于基极回路的总电阻()除以(1+β),因此输出电阻很低,故带负载能力比较强。
由上式也可见,基极回路的电阻折合到发射极,需除以(1+β)。
2.6.2共基极放大电路上图(a)是共基极放大电路的原理性电路图。
由图可见,发射极电源VEE的极性保证三极管的发射结正向偏置,集电极电源VCC的极性保证集电结反向偏置,从而可以使三极管工作在放大区,因输入信号与输出信号的公共端是基极,因此属于共基组态。
三极管及基本放大电路教案2.分类:(1)按内部基本结构不同:NPN 型和PNP 型。
PNP 型和NPN 型三极管表示符号的区别是发射极的箭头方向不同, 这个箭头方向表示发射结加正向偏置时的电流方向。
(2)按功率分:小功率管、中功率和大功率管。
(3)按工作频率分:低频管和高频管。
(4)按管芯所用半导体材料分:锗管和硅管。
目前国内生产硅管多为NPN 型(3D 系列);目前国内生产锗管多为PNP 型(3A 系列)。
(5)按结构工艺分:合金管和平面管。
(6)按用途分:放大管和开关管。
二、三极管的电流放大作用——发射结正向偏置,集电结反向偏置1.三极管各电极上的电流分配实验电路【原理】载流子的特殊运动(NPN):发射区向基区扩散电子;电子在基区的扩散和复合;集电区收集电子【电流放大作用】(1)B C I I β=且B C I I >>;(2)B C E I I I +=注意:(1)三极管的电流放大作用,实质上是用较小的基极电流信号控制集电极的大电流信号,是“以小控大”的作用。
(2)要使三极管起放大作用,必须保证发射结加正向偏置电压,集电结加反向偏置电压。
2、三极管的基本连接方式1).共发射极电路(CE ):把三极管的发射极作为公共端子。
2).共基极电路(CB ):把三极管的基极作为公共端子。
3).共集电极电路(CC ):把三极管的集电极作为公共端子。
三、三极管的特性曲线——硅NPN 型三极管1.输入特性曲线输入特性:在V U CE 1 且为某定值时,加在三极管基极与发射极之间的电压BE V 和它产生的基极电流B I 之间的关系。
与二极管的正向伏安特性曲线相似。
当BE V 大于导通电压时,三极管才出现明显的基极电流。
导通电压:硅管0.7 V ,锗管0.3 V 。
2. 输出特性曲线:B I 为某定值,C I 与CE U 之间的关系,一簇几乎与横轴平行的直线。
3、三极管的三个区① 截止区:B I = 0以下的区域。