第4讲基本共射极放大电路的静态分析
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I、组织教学:示意学生安静,准备开始上课。
II、复习旧课,引入新课:1、放大器的概念;2、放大器的组成及其主要技术指标。
III、讲授新课:2.3共发射极放大电路及其静态分析一、共发射极放大电路的组成两种常见的共射放大电路组成及各部分作用1)直接耦合共射放大电路:信号源与放大电路、放大电路与负载之间均直接相连。
适合于放大直流信号和变化缓慢的交流信号。
2)阻容耦合共射放大电路:信号源与放大电路、放大电路与负载之间均通过耦合电容相连。
不能放大直流信号和变化缓慢的交流信号;只能放大某一频段范围的信号。
3)放大电路中元件及作用(1)三极管T ——起放大作用。
(2)集电极负载电阻R C ——将变化的集电极电流转换为电压输出。
(3)偏置电路V CC,R b——使三极管工作在放大区,V CC还为输出提供能量。
(4)耦合电容C1,C2——输入电容C1保证信号加到发射结,不影响发射结偏置。
输出电容C2保证信号输送到负载,不影响集电结偏置。
4)、电路具有放大作用的条件根据所用放大管的类型设置合适的静态工作点Q 。
对于晶体管应使发射结正偏,集电结反偏,以使晶体管工作于线性放大区;对于场效应管,应根据其类型,使栅-源之间、漏-源之间的偏置电压能够保证场效应管工作于恒流区。
必须保证从输入到输出信号的正常流通途径。
输入信号能有效地作用于放大电路的输入回路;输出信号能有效地加到负载上。
二、共发射极放大电路的静态分析法1、直流通路与交流通路(1)、直流通路:直流电流流经的通路,用于静态分析。
对于直流通路:电容视为开路;电感视为短路;信号源视为短路,但保留其内阻。
(2)、交流通路:交流电流流经的通路,用于动态分析。
对于交流通路:大容量电容(耦合电容、旁路电容等)视为短路;大容量电感视为开路;直流电源视为短路。
2、图解分析法图解分析法,必须已知三极管的输入、输出特性曲线。
(1)、直流分析首先,画出直流通路,如图所示。
列输入回路方程:V BE =V CC -I B R b在输入特性曲线上,作直线 V BE =V CC -I B R b ,两线的交点即是Q 点,得到I BQ 。
基本共射极放大电路电路分析基本共射极放大电路是一种常用的放大电路,它由一个NPN型晶体管的基极接入输入信号,发射极接入负载电阻,集电极接入电源电压,同时通过一个偶联电容和输入电容与输入信号源相连。
在这种电路中,输出信号时相反的输入信号。
下面我们将详细介绍基本共射极放大电路的电路分析。
1.静态工作点分析首先,我们需要确定晶体管的静态工作点,也就是集电极电流和集电极电压的值。
为了简化分析,我们可以假设晶体管为理想墙形器件,即基极电流很小,基极电压为0V。
根据基尔霍夫电流定律,我们可以写出输入回路的方程:Ib = (Vcc - Vbe) / Rb其中,Ib是基极电流,Vcc是电源电压,Vbe是基极-发射极电压(约为0.6V),Rb是基极电阻。
然后,我们可以根据晶体管的静态放大倍数β值,计算集电极电流Ic:Ic=β*Ib接下来,根据集电极-发射极电压和集电极电流的关系,可以求出集电极电压Vce:Vce = Vcc - Ic * Rc其中,Rc是负载电阻。
2.动态工作点分析除了静态工作点,我们还需要分析动态工作点,即在输入信号存在时晶体管的工作状态。
基本共射极放大电路的输入电容是很小的,可以忽略。
因此,我们可以将输入信号直接加到基极上,即vb = Vb + vb',其中vb是基极电压,Vb为静态基极电压,vb'为输入信号。
根据晶体管的放大特性,可以写出输出电流Ie和输入电流Ib之间的关系:Ie=β*Ib+(β+1)*Ic'其中,Ic'是交流集电极电流的变化部分。
接下来,我们可以通过Ohm定律和基尔霍夫电流定律,写出发射极电流Ie、集电极电流Ic和负载电阻Rc之间的关系:Ie=Ic+IbIc = Ic' + (Vce + Vrc) / Rc将以上两个方程联立,我们可以解得Ic'。
进一步,我们可以通过欧姆定律和基尔霍夫电压定律,计算集电极电压Vce的变化值:Vce = Vce' + Ic' * Rc其中,Vce'和Vrc是交流工作点的变化值。
课题:基本共射极放大电路的静态分析
课型:讲练结合
教学目的:
知识目标:
1. 熟悉基本共射极放大电路的组成、特点、工作原理
2. 掌握基本共射极放大电路的静态分析。
技能目标:
学会基本共发射极放大电路静态工作点的调试方法。
教学重点、难点:
重点:基本共发射极放大电路的静态分析
难点:基本共发射极放大电路的静态分析
复习与提问:
1、三极管有哪几种工作状态?
(在黑板上画出三极管的输出特性图并提问让学生指出相应的区域)
2、在模拟电子电路中三极管通常工作在什么区?
教学过程:
,也就引子:我们知道在模拟电路中,三极管通常都工作在放大区,那么如何保证三极管始终工作在放大区
是让发射结正偏、集电结反偏?这节课我们主要来解决这个问题.
(在黑板上画出基本共射放大电路,进行讲解)我们来看下这个电路.
、基本共射极放大电路
1、电路图
° 十Ucc
2、电路组成元件及作用
(1)三极管V :具有电流放大作用,是放大器的核
心元件。
不同的三极管有不同的放大倍数。
产生放大作用的外部条件是:发射结为正向电压偏置,集电结为反向电压偏置。
(2) 集电极直流电源 U cC 确保三极管工作在放大状态。
(3) 集电极负载电阻RC:将三极管集电极电流的变化转变为电压变化,以实现电压放大。
(4) 基极偏置电阻RB:为放大电路提供基极偏置电压。
(5) 耦合电容C i 和C 2:隔直流通交流。
电容C i 和C 2具有通交流的作用,交流信号在放大器之间的传递叫耦合,
C i 和C 2正是起到这种作用,所 以叫作耦合电容。
C i 为输入耦合电容,C 2为输出耦合电容。
电容C i 和C 2还具有隔直流的作用,因为有
C 和C 2,放大器的直流电压和直流电流才不会受到信号源和
输出负载的影响。
3•放大器的工作原理(这部分知识先在这里讲解,具体的实际操作能力在动态分析的测试中再进行) (1) ui 直接加在三极管 V 的基极和发射极之间,引起基极电流
i B 作相应的变化。
(2) 通过V 的电流放大作用,V 的集电极电流i C 也将变化。
(3) i C 的变化引起V 的集电极和发射极之间的电压 U CE 变化。
(4) u CE 中的交流分量u ce 经过C 2畅通地传送给负载 R L ,成为输出交流电压 uo,,实现了电压放大作用。
二、基本共射放大电路的静态分析(先理论后实践的方法来实现)
我们看到在这个放大电路中,即有交流信号也有直流信号,为了便于分析和理解,我们将分别对这两个 信号在放大电路中的作用进行分析。
我们先来学习只有直流信号作用时的放大电路。
我们将这种状态叫 静态。
Rc O-
+
R B
C I ■ C 2 K EV R L U o
⑴静态的概念:即当输入信号电压ui=0时,放大电路称为静态,或称为直流工作状态。
这时电路中没有变化量,电路中的电压、电流都是直流量,此时I B,I c,U CE的值对应三极管输出特性曲线上的一点,该点称为放大电路的静态工作点。
⑵静态工作点的表示
用三极管的电流、电压来表示静态工作点,也可用符号Q表示。
电流、电压分别是基极电流I BQ集电极电流I CQ集射极电压U cEQ在模拟电子电路中理想的Q点应该处在放大区。
⑶静态分析的估算法
例1 :
画直流通路的方法是:将电容看作是开路
估算的公式
U CE =Ug ・【c Rc
I 固定式偏置电路 直流邇路
流通路分压式偏置电路
估算的公式:
\B=VCC FB2/ (FB1+R
B2)
IEQ=I CQ= ( \B-VBE) /R
E
IBQ=ICQ/ B
U CEC T V^C-I CQ ( R+R
E)
那么在实际的电路中,我们又是如何调节静态工作点呢?接下去我们来完成我们的试验。
通过试验我们看到在静态工作点合适的情况下,三极管能将小信号进行放大,如果静态工作点不合适,必须先调节好静态工作点,电路才能正常工作,调节方法见试验操作单。
课堂小结:
1、共发射极放大电路静态工作点的估算
2、静态工作点的调试
作业:。