分压偏置共射极放大电路
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123实验2.2 分压式共射极放大电路的研究一、实验目的1、掌握放大电路静态工作点的调试和测量方法。
2、了解静态工作点对放大电路输出波形失真的影响。
3、掌握放大电路动态参数(A V 、r o 、r i )的测量与计算。
4、了解分压式共射单极放大电路的特性。
二、实验原理1、静态工作点对于三极管电压放大电路来说,至关重要的一点就是必须设置合适的静态工作点,保证三极管工作在线性区,以实现对输入信号的不失真放大。
通常,总是将静态工作点调整在放大器交流负载线的中点,以获得最大不失真输出的动态范围。
当然,若输入信号幅度较小,为了较低静态功耗,也可将静态工作点设置得低一些。
静态工作点的高低与电源电压V CC 及电路参数R C 、R b 等有关。
由于V CC 以及R C (决定着电压放大倍数与输出电阻)在电路设计中已根据技术要求确定,在电路调试中是不已改变的。
因此,在调试中总是通过改变基极偏置电阻R b 来调整静态工作点,当增大R b 时,I B 、I C 将减小,U CE 升高,Q 点下降,这时容易出现截止失真。
反之,Q 点上升,容易出现饱和失真。
合适的工作点,就是在一定限度的输入信号下,以既不出现截止失真也不出现饱和失真为标准。
2、动态参数主要有电压放大倍数Au 、输入电阻r i 和输出电阻r o 。
对于图2.2.3所示的分压式可调偏置单极放大电路而言,当K 合上时,其电压放大倍数为 ,改变R C 或R L 之值,均可改变A V (当三极1)1(//e be L C V R r R R A ββ++-=124管参数一定时)。
输入电阻r i 是从图2.2.3中A 、B 两端看进去的等效电阻,即r i =u i /i i ,由于i i 较小,直接测量有困难,故实验中可在输入端接入一个5.1K Ω电阻如图2.2.1所示,用交流毫伏表分别测量U s 与U i ,即可计算输入电阻r i 。
还应当指出的是U S 不应取得太大,否则晶体管工作在非线性状态,使测量误差较大,通常可在输出波形不失真的情况下测量,为了保证测量的准确度,还应注意R S 值的选取,一般使R S 接近于r i 值为宜,取值太大或太小都将带来较大的测量误差。
分压偏置式共射极放大电路分压偏置式共射极放大电路,这个名字听起来是不是有点让人头疼?不过,别急,我们今天就像捉迷藏一样,轻轻松松地把这个复杂的概念搞明白。
想象一下,你身边有个超级能说的朋友,总能把复杂的事情说得明明白白。
这种电路就像你听的一个小故事,既简单又有趣。
好了,别急着跑,咱们一起捋捋这东西。
先来聊聊这个“共射极放大电路”到底是什么。
共射极听起来像个很高深的名字,但它就是一种常见的电子放大器。
我们用它干嘛呢?放大信号。
就像你拿着一个麦克风,声音可能被放得不够响,大家听得不是很清楚,那怎么办?加个放大器,嗨!声音立马洪亮,大家都能听得见。
放大电路原理上就是这么简单,你给它一个小信号,它帮你放大成大信号,帮你把微弱的东西搞得响亮清晰。
不过,别看它简单,背后可是有学问的。
这里的“共射极”其实指的是电路里那个最重要的连接点。
它就是电流流过的地方,是一个好像中心枢纽的角色。
你可以把它想象成一个中转站,信号从输入端过来,经过放大,最终从输出端出去,顺便还带走了很多有用的信息。
听起来是不是像一台聪明的机器在辛苦工作?再说说这个“分压偏置”,名字一听就让人有点发蒙。
但说白了,它就是为了保证电路里的晶体管能正常工作,给它一个稳定的工作环境。
你要知道,晶体管可不像人类一样能随时适应变化。
它有时候怕电压过高,有时候又怕电压过低。
分压偏置就像一个调皮的小师傅,专门调控电压,保证晶体管工作得又稳又好。
想象一下,一个调皮捣蛋的小孩,如果没人看着,他就会胡乱闹腾;但是一旦有人在旁边稍微管管,他就能在规则里发挥出最大的潜力。
晶体管也是一样,分压偏置的存在,就是为了让它“规规矩矩”地做工作,避免出错。
那这个电路到底怎么工作呢?它的工作原理就像是一场默契的合作。
电流从电源端流进电路,经过一个电阻,接着通过晶体管的集电极,最终流到地线,回到电源。
最神奇的地方在于,当输入信号一进来,晶体管就开始放大了。
要知道,这个放大不是简单的加大音量,而是把微弱的信号变得足够强大,才能让其他电路接收和处理。
2分压式偏置放大电路2.1 分压式偏置放大电路的构成分压式偏置放大电路以下图。
V 是放大管; RB1、 RB2 是偏置电阻, RB1 、 RB2 构成分压式偏置电路,将电源电压 UCC 分压后加到晶体管的基极; RE 是射极电阻,仍是负反应电阻; CE 是旁路电容与晶体管的射极电阻 RE 并联, CE 的容量较大,拥有“隔直、导交”的作用,使此电路有直流负反应而无沟通负反应,即保证了静态工作点的稳固性,同时又保证了沟通信号的放大能力没有降低。
.图 a 图 b2.2 稳固静态工作点的原理分压式偏置放大电路的直流通路如图 a 所示。
当温度高升,IC 跟着高升,I E 也会高升,电流I E流经射极电阻 RE 产生的压降 UE 也高升。
又因为 UBE= UB- UE,假如基极电位U B 是恒定的,且与温度没关,则U BE 会随 UE 的高升而减小, IB 也随之自动减小,结果使集电极电流 IC 减小,进而实现 IC 基本恒定的目的。
假如用符号“”表示减小,用“”表示增大,则静态工作点稳固过程可表示为:T I C I EUBE U B U E且U B 恒定U BE IBI C U E要实现上述稳固过程,第一一定保证基极电位U B 恒定。
由图 b 可见,合理选择元件,使流过偏置电阻 RB1 的电流 I1 比晶体管的基极电流IB 大好多,则 UCC 被 RB1 、 RB2 分压得晶体管的基极电位UB :U BR B 2U CCRB1RB 2RE。
这类负反应在直流条件下起稳固静态分压式偏置放大电路中,采纳了电流负反应,反应元件为工作点的作用,但在沟通条件下影响其动向参数,为此在该处并联一个较大容量的电容CE,使 RE 在沟通通路中被短路,不起作用,进而免去了RE 对动向参数的影响。
.2.3 电路定量剖析1.静态剖析I E U E U B U BE R B2 U CC R E R E R B1 R B 2 R EI BQ I E ICQIBQ 1依据定理可得输出回路方程U CC I C R C U CE I E R EU CEQ U CC I C R C I E R E U CC I CQ(R C R E )2.4动向剖析由分压式偏置放大电路图 A 可得沟通通路如图 C 所示及微变等效电路如图 D 所示图 C 分压式偏置电路的沟通通路图 D 分压式偏置电路的沟通微变等效电路( 1)电压放大倍数K输入电压U sr i i r i i b r be 输出电压 U sc i c R'L i b R'LK Usc i b R'L R C / /R L Usr i b r be r be(2)输入电阻r sr r sr R b1 / / R b 2 / / r be( 3)输出电阻r sc r sc R C设计举例:要求设计一个工作点稳固的单管放大器,已知放大器输出端的负载电阻R L =6KΩ,晶体管的电流放大系数β =50 ,信号频次f= KH z, 电压放大倍数K≥100,放大器输出电压的有效值U SC≥ 2.5V 。
基极分压射极偏置共射极放大电路
基极分压式射极偏置共射极放大电路是一种常见的电子放大电路,它采用三极管作为放大元件。
在这种电路中,基极、射极和集电极分别连接到输入信号、输出负载和电源。
该电路具有以下特点:
1.电路组成:基极分压式射极偏置共射极放大电路主要由三极管、基极偏置电阻、射极电阻和集电极负载电阻组成。
2.工作原理:输入信号通过基极输入三极管,信号在射极处放大,然后从集电极输出。
由于发射极接地,射极电压与基极电压之差等于输入信号的电压,从而实现电压放大。
同时,共射极放大电路也能放大电流。
3.电路特点:
(1)输入信号和输出信号反相;
(2)有较大的电流和电压增益;
(3)一般用作放大电路的中间级;
(4)集电极跟零电位点之间是输出端,接负载电阻。
4.应用场景:共射极放大电路广泛应用于放大电路的中间级、电压放大、电流放大等场合。
它具有较好的电压和电流放大性能,但在频率响应方面有一定局限性,适用于低频电压放大电路。
5.基极分压式射极偏置电路:在这种电路中,基极偏置电阻分为两个,分别连接到电源和地,形成分压电路。
通过调整两个偏置电阻的比值,可以实现对基极电流的控制,从而稳定三极管的静态工作点。
基极分压式射极偏置共射极放大电路是一种常见的电子放大电路,具有较好的电压和电流放大性能。
它主要由三极管、基极偏置电阻、射极电阻和集电极负载电阻组成,广泛应用于放大电路的中间级、电压放大、电流放大等场合。
分压式射极偏置电路估算输入电阻、输出电阻和电压放大倍数估算输入电阻、输出电阻和电压放大倍数图7-1-17 分压式偏置电路(a ) 分压式偏置电路 (b )直流通路 (c )交流通路图7-1-17c 所示为分压式偏置电路的交流通路,交流通路与共射极基本放大电路的交流通路相似,等效电路也相似,其中RB= RB1// RB2。
所以,输入电阻、输出电阻和电压放大倍数的估算公式完全相同。
分压式偏置电路的静态工作点稳定性好,对交流信号基本无削弱作用。
如果放大电路满足I I BQ>>2和 U U BEQBQ>>两个条件,那么静态工作点将主要由直流电源和电路参数决定,与晶体管的参数几乎无关。
在更换晶体管时,不必重新调整静态工作点,这给维修工作带来了很大方便。
所以分压式偏置电路在电气设备中得到非常广泛的应用。
固定偏壓的小信號分析【共射極放大不含RE 電阻】Rc 10kRb 2MCo 1uRL 10k2N2222Vo1Vcc 15VoIe+Ci 1u=100圖一實習步驟一【交流分析】:1. 依序將電子零件接好如電晶體固定偏壓電路. 圖一2. 輸入信號Vs 為0.01Vp-p/1KHz 之正弦波3. 請同學試著利用課堂所學習的交流分析技巧,求出其Ri 、Ro 、Av 、Ai計算過程:IB=(15-0.7)/RB=14.3V/2M=7.15uAr π=25mV/IB=25mV/7.15uA=3.496K re=25mV/IE= r π/ 1+β=35ΩRi =2M // r π=3.496KRo =RC //RL =10K//10K=5kAv =-(Rc)’/re=- Ro/ re=-5K/35Ω=-142Ai =|A V * Zi/Rio|=142*3.5K/10K =49.74. 利用模擬軟體設定交流分析→分析/暫態分析分析設定 →顯示時間0-5m (s ),其他預設 分析結果如下請同學習利用【游標量測工具】進行量測其交流電壓信號之Vp-p值V o=V o1=2.8Vp-pVs=20mVp-p可計算出Av=2.8/20m5.繼續將圖修改成圖二 利用模擬軟體求出其Ri、Ro求得Ri= k求得Ro= k6.回至圖一,繼續將輸入信號Vs移去,按下鈕量測出直流射極電流量測得到Ie=uA依照公式re= 25mv / IE =A V=-RC / re=實習步驟二【直流分析】工作點及輸出入波形→如電晶體固定偏壓電路. 圖一中依序將RB值做更動修改,並測量下列表格數值,並紀錄在其表格中RB Vi(p-p) Vc(直流) Vo(p-p) Av50k1M2M5M10M當RB= 時→電晶體趨近飽和→波形失真當RB= 時→電晶體趨近截止→波形失真得到結論,固定偏壓的小信號放大,需將電路設計在工作點於直流負載線之區上較恰當實習步驟三【頻率分析】→如電晶體固定偏壓電路. 圖一中,利用模擬軟體設定交流分析→分析/交流分析/交流轉移函數分析設定理論值Av(db)=20log140=43(db)起始頻率終止頻率測試點數量掃描方式圖10HZ 10M 300 對數振幅啟動游標量測工具於1Khz時之增益=(db)此放大電路之最大增益= (db)上截止頻率fH=HZ下截止頻率fL=HZBW=fH-fL=HZ固定偏壓的小信號分析【共射極放大-含RE電阻(2k)】+實習步驟一【交流分析】:5. 依序將電子零件接好如電晶體固定偏壓電路. 圖一6. 輸入信號Vs 為0.01Vp/1KHz 之正弦波7. 請同學試著利用課堂所學習的交流分析技巧,求出其Ri 、Ro 、Av 、Ai計算過程: Ri =Ro =Av = Ai =並重複做全部上列步驟 並使用ctrl +c 及ctrl +V 紀錄下來做成電子實習報告書共集电极放大电路仿真与调试(三极管结构)图1 共集电极放大电路1.电路仿真测试:把图1的共集电极放大电路输入到EWB仿真软件中,进行放大电路的性能指标参数测试。
分压式偏置共发射极放大电路的仿真教学研究作者:贾哲来源:《卷宗》2020年第15期摘要:应用Multisim仿真软件,对分压式偏置共发射极放大电路的静态工作点稳定性和动态性能进行测试分析。
对比了固定式和分压式偏置共发射极放大电路的静态工作点受温度的影响情况,让学生对分压式偏置放大电路特点和功能有了更深入的认识。
关键词:Multisim;电路仿真;静态工作点;放大电路1 引言《电子技术》是我校相关专业的一门必修专业基础课程,对后续专业课程的学习具有重要支撑作用。
该课程具有原理抽象、内容繁杂、工程性和实践性强等特点,进行特定分析计算时,往往采用工程的观点进行估算,给教学双方都带来了一定困难。
随着计算机仿真技术的发展,各类电路仿真软件也相继涌现,Multisim就是其中优秀的一款仿真软件,它具有形象直觀的人机交互界面,能仿真出真实电路的结果。
将其应用电子技术教学中,可使学生形象直观地看到电路工作的过程,加深对电路的理解。
分压式偏置共射极放大电路是电子技术中一种典型电路,具有可稳定静态工作点、放大能力强、输出电压与输入电压反相等特点。
本文将根据该电路的教学内容,结合Multisim仿真教学演示的方式进行探讨研究。
2 静态工作点稳定原理分压式偏置电路是在固定偏置式放大电路的基础上改进得来的,从电路的组成来看,一是将前面讨论的基本放大电路中的基极偏置电阻Rb分成上偏置电阻Rb1和下偏置电阻Rb2两部分;二是在三极管的发射极电路中串接了电阻Re和旁路电容Ce。
在I2»IBQ和UBQ»UBEQ的条件下,UBQ与三极管的参数无关,仅由电源电压和Rb1、Rb2的分压电路决定;UBEQ可忽略掉,UEQ与UBQ近似相等。
如果温度T升高,ICQ增大,IEQ也增大,于是Re上的电压降UEQ=IEQRe也增大。
因为UBQ基本上是不变的,可知UBEQ减小,从而导致IBQ也减小。
由ICQ≈βIBQ可知道,ICQ也减小,使工作点恢复到原来设定的位置。
分压式偏置的共发射极放大电路1. 引言大家好,今天我们来聊聊分压式偏置的共发射极放大电路。
听起来好像有点高深,其实这就是个让信号变得更强的家伙。
要知道,生活中很多时候我们都希望能够把微弱的声音放大,就像在喧闹的市场里大喊一声,结果却是“啊”,没有人听见。
这时候,我们就需要这样的电路来帮忙。
2. 基本原理2.1 什么是共发射极放大电路?共发射极放大电路,顾名思义,就是有一个发射极的三极管放大电路。
简单来说,它就是利用三极管来放大输入信号的电压,让我们可以听得见更细微的声音。
说白了,想象一下你在一个人群中讲话,结果发现根本没有人听见,这时候就希望能有一个麦克风,把声音放大,让所有人都能听见。
2.2 分压偏置的意义分压式偏置是用两个电阻分压来为基极提供合适的偏置电压,确保三极管在放大区工作。
听起来是不是很复杂?但其实就是通过调节电压,让三极管能“精神焕发”地工作。
这样一来,输入信号一来,它就能欢快地放大,真是个聪明的小家伙。
3. 实际应用3.1 在日常生活中的作用想象一下,你在家里举办派对,结果你的音响系统音量太小,朋友们一个个都在那儿低声讨论。
这个时候,如果你有个分压式偏置的共发射极电路在身,嘿嘿,事情就简单了。
你可以把声音调到最大,瞬间气氛热烈得像个摇滚演唱会,大家都开始嗨起来,简直是“场面火爆”。
3.2 电子产品的基础而且,不止是在派对,很多电子设备,比如音响、收音机甚至电视,都是用这样的电路来放大声音和信号。
它们就像是隐形的英雄,默默地在你耳边帮忙,让你享受更好的视听体验。
无论是看电影还是听音乐,这样的电路都在为你保驾护航。
4. 结论总的来说,分压式偏置的共发射极放大电路,就像是生活中不可或缺的小帮手。
它把微弱的信号变得响亮,给我们的生活带来便利。
无论是科技的进步,还是生活的点滴,都离不开这样的基础电路。
下次当你享受音乐、看电影时,不妨想一想,这背后可能就有一个默默工作的共发射极电路在为你助力。
教案课题分压式偏置放大电路的应用课时分配1课时授课班级 1804班级人数36人教学目标知识与技能掌握分压式偏置放大电路静态工作点的估算;输入电阻、输出电阻、电压放大倍数的估算。
过程与方法通过分析电路,提高学生的观察问题、解决问题的能力。
情感态度与价值观培养学生的发散性思维。
教学重难点重点分压式偏置放大电路静态工作点的估算;输入电阻ri、输出电阻ro、电压放大倍数Av的估算。
难点CE断开对分压式偏置放大电路动态参数的影响。
教学方法教法引导启发法学法自主探究法教学过程设计流程教学内容设计意图一、测一测以测一测的形式进行公示的默写,教师巡视;教师点评,学生完成评价。
复习旧知,巩固公式。
设计流程教学内容设计意图二、做一做学生运用公式做第1题,教师巡视;通过第2题引出本次课的难点。
放大电路如图所示,三极管rbe=1.2kΩ,β=100。
(1)开关S闭合时,画交流通路,求Av、ri、ro;(2)开关S断开时,画交流通路,求Av、ri、ro。
通过做题帮助学生灵活应用公式,通过第2问,引出本节课难点。
三、析一析教师提问:CE断开,对电路的影响?学生回答,教师总结。
1.静态:CE断开对静态工作点没有影响;2.动态:CE断开对动态参数的影响:为了便于学生理解,引出微变等效电路画法,将分压式偏置放大电路变形。
进一步推出将CE断开的分压偏置放大电路的微变等效电路。
等效对比帮助学生理解电路。
层层递进地方式帮助学生更能理解微变等效电路。
转变为微变等效电路根据微变等效电路进行公示的推导。
教师总结有无CE的分压偏置放大电路的公示对比。
学生继续完成例题第2小题,教师巡视检查。
通过微变等效电路帮助学生推导公式,进一步理解公式。
通过对比总结,帮助学生理清公式。
四、试一试学生答题,教师讲解,并完成评价。
1.在分压式偏置放大电路中,如果电路的其它参数不变,发射极旁路电容断开,则输出电阻_________,电压放大倍数_________,输入电阻_______。
实验分压偏置共发射极放大器
一、实验目的
1.了解工作点漂移的原因及稳定措施。
2.熟练掌握静态工作点的测量与调整方法。
3.了解小信号放大器的放大倍数、动态范围与静态工作点的关系。
二、预习要求
1.参考教材中有关稳定放大器工作点的内容,完成本实验习题。
2.按实验电路图3.1中实际元件参数值,计算电路的静态工作点值。
3.据实验要求,设计数据表格,供实验测试时记录数据用。
三、实验电路及测量原理
图1
实验测试电路如图1所示:
1.稳定静态工作点的原理
温度的变化会导致三极管的性能发生变化,致使放大器的工作点发生变化,影响放大器的正常工作。
实验图1 所示电路中是通过增加下偏置电阻和射极电阻来改善直流工作点的稳定性的,其工作原理如下:
(1)利用R b和R b2的分压作用固定基极电压V B。
由实验图1可知,当R B、R B2选择适当,满足I2、远大于I B、时,则有
式中R B、R B2和V CC都是固定的,不随温度变化,所以基极电位基本上为一定值。
(2)通过I E的负反馈作用,限制I C的改变,使工作点保持稳定。
具体稳定过程如下:
2.静态工作点的计算与测量
图1所示电路的静态工作点可由以下几个关系式确定:
对静态工作点的测量,在电路中只要分别测出三极管的三个电极对地的电压值,便可求得静态工作点I CQ、V CEQ、V BEQ的大小。
四、实验内容
1.按实验电路图1接线,收音机作信号源,扬声器作负载,用示波器观察输入和输出信号的波形,R L=5.1kΩ电阻作负载,观察输入和输出信号的波形。
2.用音频信号发生器作信号源,在电路的输入端加入频率为1kHz的正弦信号,在增大输入信号v i的同时,调整静态工作点,使用示波器观测到的输出波形最大而不失真。
3.保持静态工作点不变,撤去信号源,用万用表(直流挡)测量V B、VC、VE,并与实验习题中计算的结果进行比较。
3.改变R P值的大小,重复上述实验内容3。
4.改变电源电压值(3V、6V、9V、12V)的大小,重复实验内容2和3。
5.改变RC值的大小,重复上述实验内容2和3。
6.改变RE值的大小,重复上述实验内容2和3。
7.把发射极旁路电容C E开路或减小为4.7μF,重复上述实验内容2和3。
8.用电烙铁烘烤管子,使管子温度升高,观察I CQ、V CEQ的变化。
10.实验电路中把NPN型管换成PNP型管,调整供电电源性,极性重复实验内容2~6。
五、实验报告要求
1.整理实验数据,填入自拟表格中,计算出静态工作点值,并与对应的理论值相比较,分析产生误差的原因。
2.通过实验结论,总结改变电路R P、RE、RC、V CC对工作点及输出波形的影响,分析波形变化的原因。
六、实验习题
1 按实验电路图1 所示参数,计算出静态工作点。
2 影响工作点稳定的因素有哪些?采用何种方式能稳定静态工作点?
3 本实验电路图1与实验 1 (a)的电路有何异同?
4 若把实验电路图1中的NPN管改为PNP管,电路中的参数应作哪些调整才能正常工作?V BEQ和V CEQ是正值还是负值?为什么?
5 测量静态工作点时,用万用表分别测量晶体管的各极对地电压,而不是直接测量电压V CE、V BE和电流I CQ,为什么?
6 用示波器观察实验电路和的输入、输出信号波形,可有什么结论?
7 实验电路中,电容C E的作用是什么?取值有无要求?
8 调整R P的大小,输出波形将会发生怎样的变化?
9 自己设计实验步骤,观察R B2变化对工作点稳定性的影响。
10 三极管由NPN管改为PNP管,其输出电压的饱和失真和截止失真波形是否相同?
11 静态工作点设置偏高(或偏低)时是否一定出现饱和(或截止)失真?为什么?若出现失真,应如何调节予以消除
12 RE、RC或电源电压分别发生变化时,对应的静态工作点和输出波形会如何变化?。