三极管及放大电路基础分解

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1）饱和失真 2）截止失真

做一做：温度对静态工作点的影响

电路评价：

共射基本放大电路结构简单，只要电源VCC和基极偏置电阻Rb固定，IB也就固定了。所以又称为固定偏置放大电路。固定偏置放大电路的静态工作点变动到不合适的位置时将引起放大信号失真。因而实际应用中放大电路必须能自动稳定工作点，以保证尽可能大的输出动态范围和避免输出信号失真。

2.2.3工作点稳定的三极管放大电路

1．分压式偏置放大电路的组成

I2 Rb2 C1 + + ui +VCC

Rc C2 + RL + uo

IBQ I1 Re VT Rb1 + Ce － －

Rb1 、Rb2分别为上、下偏置电阻， Vcc通过Rb1 和Rb2分压后，为三极管VT提供基极偏置电压。

Re为发射极电阻，起稳定静态工作点作用。

Ce称为射极旁路电容，由于Ce容量较大，对交流信号来讲，相当于短路，从而减小了电阻Re对交流信号放大能力的影响。

2．稳定静态工作点的过程 B点电位UBQ为： UBQ?Rb1VCC

Rb1?Rb2分压式偏置放大电路的基极电压由Rb1、Rb2分压决定，而与三极管的参数无关。 当温度升高，分压式偏置放大电路稳定工作点的过程可表示为： T（温度）↑（或β↑）→ICQ↑→IEQ↑→UEQ↑→UBEQ↓→IBQ↓→ICQ↓。

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在上述稳定静态工作点的过程中，发射极电阻Re起着重要的反馈作用。当输出回路电流IC发生变化时，通过Re上的电压变化来影响b-e间的电压，从而使基极电流IB向相反方向变化，从而抑制了集电极电流ICQ的增大，自动稳定了电路的静态工作点。

2.2.4 放大电路的分析

1．静态分析

（1）直流通路 是放大电路在Ui=0，仅VCC作用下直流电流所流过的路径。 画直流通路的原则： 1）输入信号ui短路

2）电容视为开路（电容所在支路断开）。 3）电感视为短路

例：单级共射放大电路直流通路

+VCC

Rb C1 ＋ ui Rc C2 Rb IB RL uo + UBE － Rc +VCC IC + UCE － IE ＋

（2）估算静态工作点 根据放大电路的直流通路求IBQ、ICQ、IEQ、和UCEQ这四个量。 由上图所示的直流通路，可以得到固定偏置放大电路的静态工作点计算公式

IBQ?VCC?UBEQ

RbVCC RbIBQ?ICQ??IBQ UCEQ?VCC?ICQRc

2．动态分析 （1）动态性能指标 1）放大倍数 2）输入电阻Ri 3）输出电阻Ro

（2）交流通路 放大电路在VCC=0，仅ui作用下交流电流所流过的路径。 画交流通路的原则：

1）由于耦合电容容量大，所有耦合电容视为通路。 2）电源电压对地短路。

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例：单级共射放大电路交流通路

+VCC Rb C1 ＋ ui Rc C2 ＋ ib RL uo + ui Rb － ie Rc ic + RL uo －

（3）估算主要性能指标 根据放大电路的交流通路求Au、Ri和Ro这些主要参数。 在上图固定偏置放大电路的交流通路中，三极管b、e之间存在一个等效电阻rbe通常用下式近似计算

rbe?300?(1??)1）电压放大倍数Au

26（mV)

IE(mA)根据放大倍数的定义，从电路的交流通路上可得

Ui?Ii(Rb//rbe)?Ibrbe

Uo??Ic(Rc//RL)??IcR'L

故电压放大倍数为

UoIcR'LIbR'L Au??????UiIbrbeIbrbeAu??2）输入电阻Ri

Ri是从放大电路的输入端看进去的等效电阻， Ui=Ii Rb//rbe。所以输入电阻为

?R'Lrbe

Ri?Rb//rbe

3）输出电阻Ro

根据输出电阻Ro的定义， Ro是从放大电路输出端（负载RL之前）看进去的等效内阻。可以看出

Ro=Rc

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ib + ui Rb － 输入电阻Ri ie Rc ic + RL uo －

输出电阻Ro

例：在如图所示电路中，已知VCC=12V，Rb=300kΩ，Rc=3 kΩ，RL=3 kΩ，Rs=3 kΩ，β=50，试求：

1）RL接入和断开两种情况下电路的电压放大倍数Au； 2）输入电阻Ri和Ro。

+VCC

Rb Rc C＋C2 1 ＋ uRL ui o

解：先求静态工作点

IVCC?UBEQVCCBQ?R?R?12300mA?40μA bbICQ??IBQ?50?0.04mA?2mA UCEQ?VCC?ICQRc?12V?2?3V?6V

然后求三极管的动态输入电阻

rbe?300?(1??)26（mA)26（mV)I?300?（1?50）?0.963k?

E(mA)2(mA)50?3?31）R?R'LL接入时的电压放大倍数Au：Au??3r???3??78 be0.963RL断开时的电压放大倍数Au：ALu???R'r??50?3be0.963??156 2）输入电阻Ri为：Ri?Rb//rbe?300//0.963?0.96k? 3）输出电阻Ro为：Ro=Rc=3kΩ

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