【正文】 流放大和功率放大作用。一般 ,故 值近似為 1。 射極輸出器 基本放大電路 82 圖 共集電極電路 （ a）電路 。這種電路的特點(diǎn)是三極管的集電極作為輸入、輸出的公共端，故稱為共集電極電路。根據(jù)電路需要，還可將 RE分成兩部分（ RE RE2），在交流的情況下 RE2被 CE短路，以兼顧靜態(tài)工作點(diǎn)和電壓放大倍數(shù)的不同要求，如圖 （ b） 所示。由于 CE對(duì)交流可看做短路，因此對(duì)交流而言，仍可看做發(fā)射極接地。 因?yàn)?IE≈IC，所以有： EEBEBBE RIVVVU ????EBEBC RUVI )( ??() 基本放大電路 75 基本放大電路 76 基本放大電路 77 基本放大電路 78 基本放大電路 79 射極旁路電容 CE 的作用 在 圖 ，由于 RE的接入，雖然帶來了穩(wěn)定工作點(diǎn)的益處，但卻使放大倍數(shù)下降了，且 RE越大，下降得越多。由于 RE的存在，則有： () 式中， IERE是 RE上的直流電壓降， RE對(duì)交流信號(hào)也有電壓降，故在 RE兩端并聯(lián)上一個(gè)電容 CE， CE的容量一般約為幾十微法，對(duì)交流信號(hào)容抗很小，可視為短路，因而交流分量不會(huì)影響直流電壓降。因?yàn)槿龢O管的基極電流 IB很小（微安數(shù)量級(jí)），一般取 IB IB2≥ （ 5～ 10） IB，則： 此時(shí)基極電位 上式表明，只要 IB1 ≥ IB ，則 VB近似由 VCC和分壓電阻RB1 、 RB2所決定，而與晶體管的參數(shù)無關(guān)。這是一 種常用的基本單元電 路，下面分析它的穩(wěn) 定工作點(diǎn)的原理。 基本放大電路 71 圖 溫度變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 （ a） 25℃ 。 工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大電路 基本放大電路 69 圖 基本放大電路 70 溫度變化使放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)跟隨變化而帶來的嚴(yán)重后果是： ① 工作點(diǎn)變動(dòng)到非線性區(qū)域使放大器產(chǎn)生嚴(yán)重失真，失去放大作用；若工作點(diǎn)變動(dòng)到過流區(qū)則使管子燒毀，如 圖 。因?yàn)楫?dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化，或調(diào)換管子時(shí)各管特性的不一致，以及電路元件和電源電壓的變化等都會(huì)引起工作點(diǎn)的變動(dòng)。所以在設(shè)計(jì)放大電路時(shí)僅僅考慮工作點(diǎn)是否合適還不夠，還必須采取措施保證工作點(diǎn)的穩(wěn)定。而在小信號(hào)的電壓放大電路中，一般靜態(tài)電流選為幾毫安就能滿足動(dòng)態(tài)工作不產(chǎn)生非線性失真的要求。如 圖 EF 的中點(diǎn)附近，以保證三極管工作時(shí)有最大的不失真電壓輸出。為了避免截止失真，應(yīng)調(diào)小 RB將靜態(tài)工作點(diǎn)提高一點(diǎn)，一般要求 IB＞ Ibm。 基本放大電路 65 ① 靜態(tài)工作點(diǎn)太低 （ Q″點(diǎn)）容易產(chǎn)生截 止失真。 tu i ?s in20?圖7.22 圖解 和 的波形 BEuBi 基本放大電路 59 基本放大電路 60 （ 2）在三極管的輸出特性曲線上求集電極電流和電壓的變化波形 圖 723 圖 723 基本放大電路 61 圖 用圖解法分析共射極電路的動(dòng)態(tài)波形 基本放大電路 62 圖 723 圖 723 基本放大電路 63 基本放大電路 64 （ 3）電路的非線性失真與靜態(tài)工作點(diǎn)的關(guān)系 如果靜態(tài)工作點(diǎn)選在放大區(qū)的中間 ,這時(shí)輸出電壓的波形和輸入電壓波形是相似的正弦波 ,如圖 、圖 所示 ,這時(shí)稱為線性動(dòng)態(tài)范圍。但在實(shí)踐中，一般通過改變 RB的數(shù)值來改變靜態(tài)工作點(diǎn)。 Q點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓、電流，就是靜態(tài)集電極電壓 UCE和靜態(tài)集電極電流 IC。 ② N點(diǎn)的確定：取 =0(AB開路 ),則 =VCC=12V,得出如 圖 （ b） 中的 N點(diǎn)（ 12， 0）。 如 圖 （ a） 中已知電路參數(shù) VCC = 12V， RC=3kΩ，RB=300kΩ， RL=2kΩ， C1=C2=10μF， β=50。 CCV CR Ci CEuCiCCCE Vu ? CEu CCCC RVi ?CR1? CR1ta n ???圖 共射極電路的靜態(tài)工作點(diǎn) （ a） =0的放大電路 。根據(jù)兩點(diǎn)法可求得這直線，通常用短路點(diǎn) M和開路點(diǎn) N確定，即 N點(diǎn)的確定：取 =0,則 ； M點(diǎn)的確定：取 =0，則 。 用圖解法分析放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn) 現(xiàn)以 圖 720所示的共射極放大電路進(jìn)行圖解分析。 uA iRoR圖 三極管共射極放大電路 基本放大電路 53 在了解放大電路的原理基礎(chǔ)上，用圖解法進(jìn)一步分析電路。(729) 基本放大電路 51 圖 求輸出電阻的等效電路法 基本放大電路 52 例 計(jì)算 圖 、 、 。 ＜ 是因?yàn)檩敵鲭娏髟? 上產(chǎn)生電壓降的結(jié)果，這就說明 越小，帶負(fù)載前后輸出電壓相差得越小，亦即放大器受負(fù)載的影響越小，所以一般用輸出電阻 來衡量放大器帶負(fù)載的能力， 越小帶負(fù)載的能力越強(qiáng)。LRLR 基本放大電路 50 放大器的輸出端在空載和帶負(fù)載時(shí)，其輸出電壓將有所改變，放大器帶負(fù)載時(shí)的輸出電壓將比空載時(shí)的輸出電壓有所降低，如空載時(shí)的輸出電壓為 ，而帶負(fù)載時(shí)的輸出電壓為 ，則有： 整個(gè)放大器可看成一個(gè)內(nèi)阻為 ,大小為 的電壓源。這是由于 圖 （ b） 中由負(fù)載 端向放大電路內(nèi)部看的等效電壓源內(nèi)阻的壓降增大的緣故。例如，要提高測(cè)量?jī)x器測(cè)量的精確度，就必須采用高輸入電阻的前置放大電路與信號(hào)源連接。對(duì)信號(hào)源來說， 是與信號(hào)源內(nèi)阻 串聯(lián)的， 大意味著 上的電壓降小，使放大電路的輸入電壓 能比較準(zhǔn)確地反映信號(hào)源真實(shí)電壓 。39。如果把一個(gè)內(nèi)阻 的信號(hào)源 加到放大器的輸入端，放大電路就相當(dāng)于信號(hào)源的一個(gè)負(fù)載電阻，這個(gè)負(fù)載電阻就是放大電路的輸入電阻 ，如 圖 （ b） 所示。bebi rIU ?(723) (725) (724) 基本放大電路 47 由此可得： 式中負(fù)號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓反相，此式說明放大器的放大倍數(shù)與電路參數(shù)及晶體管的 β和 有關(guān)。39。 基本放大電路 45 圖 共射極放大電路微變等效電路 （ a）共射極放大電路 。在交流情況下，由于直流電源內(nèi)阻很小，常常忽略不計(jì)，故整個(gè)直流電源可視為短路；電路中的電容，在一定的頻率范圍內(nèi)，容抗 XC很小，故也可視為短路。 CCEce IUr ???圖7.16三極管的簡(jiǎn)化 微變等效電路 （a）三極管。若 Q點(diǎn)位于輸出特性的放大區(qū)，且放大區(qū)的特性曲線與橫坐標(biāo)平行（滿足恒流特性），電流的變化幅度不會(huì)進(jìn)入非線性區(qū)（飽和區(qū)或截止區(qū)），則從輸出 C、 E極看三極管是一個(gè)輸出電阻 接近無窮大的受控電流源，其在等效電路中的符號(hào)，如 圖 （ b）所示。 berberbbr ?)()(26)1(39。若電壓、電流變化量為交流正弦波，則有： bbeBBEbe iuIUr ???? (720) ber圖 714 求三極管的等效輸入電阻 基本放大電路 41 在工程估算法中若將 看做三極管輸入端的等效電阻即輸入電阻，還應(yīng)包括基區(qū)體電阻在內(nèi)，故用下列公式計(jì)算： 式中 是三極管的基區(qū)體電阻，小功率管可取300Ω計(jì)算。這是一個(gè) PN結(jié)的正向特性，如果要把它等效為一個(gè)電阻元件，即所謂三極管的輸入電阻 。 三極管的簡(jiǎn)化微變等效電路 （ 1）三極管的輸入回路的等效電路 圖 （ a） 的三極管電路，用二端口網(wǎng)絡(luò) 圖 （ b）來等效。 39。即輸入和輸出在相位上相差 180186。LRCLCLCLL RRRRRRR???? //39。共射極放大電路的交流通道，如 圖 。 一般情況下，由于耦合電容的容量一般都比較大，對(duì)于所放大的交流信號(hào)的頻率，它的阻抗值很?。ń茷榱悖虼嗽诋嫿涣魍ǖ罆r(shí)可視為短路。 在圖 ， 經(jīng)電容 C1耦合到三極管的發(fā)射結(jié)，使發(fā)射結(jié)的總瞬時(shí)電壓在靜態(tài)直流電壓 UBE的基礎(chǔ)上疊加了一個(gè)交流分量 ，即： tuu mi ?s in?iuiuiBEBE uUu ?? () 基本放大電路 33 基本放大電路 34 基本放大電路 35 放大電路中各處 電壓、電流的波 形圖如 圖 所示。動(dòng)態(tài)分析是了解放大電路信號(hào)的傳輸過程和波形變化。 注意：在求得 UCE值之后，要檢查其數(shù)值應(yīng)大于發(fā)射結(jié)正向偏置電壓，否則電路可能處于飽和狀態(tài)，失去計(jì)算數(shù)值的合理性。 代入 圖 （對(duì)于硅管 UBE取 ，鍺管?。?,求得 IB=40μA，略去很小的電流 ICEO，并取β=50，得 IC=2mA，最后得 UCE =6V。所謂直流通路就是放大電路處于靜態(tài)時(shí)的直流電流流通的路徑。三極管的電流以及管子各電極之間的電壓均為直流，它們?cè)谔匦郧€坐標(biāo)圖上為一個(gè)特定點(diǎn)，常稱為靜態(tài)工作點(diǎn) Q。 beubi圖 放大電路的直流通路 基本放大電路 30 所謂靜態(tài)是指放大電路在未加入交流輸入信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài)。如 UBE表示基極和射極間的靜態(tài)電壓， IB表示基極的靜態(tài)電流。（ b）習(xí)慣畫法 基本放大電路 29 靜態(tài)分析和直流通道 交流放大電路是一種交、直流共存的電路，下面對(duì)一些主要符號(hào)作如下規(guī)定。公共端的接地符號(hào)，并不表示真正接到大地電位上，而是表示整個(gè)電路的參考零電位，電路各點(diǎn)電壓的變化以此為參考點(diǎn)。 ou 基本放大電路 27 實(shí)際的共射極放大電路，常將電源 VBB省去，把偏流電阻 RB接到 VCC的正極上，由 VCC經(jīng) RB向三極管 T提供偏置電流 IB ，如 圖 （ a） 所示。只要 C1 、 C2的容量足夠大，對(duì)交流的電抗足夠小，則交流信號(hào)便可以無衰減地傳輸過去。 （ 5）耦合電容 C C2 耦合電容 C C2一方面利用電容的隔直作用，切斷信號(hào)源與放大電路之間、放大電路與負(fù)載之間的直流通路和相互影響。并且 VBB和 RB一經(jīng)確定后，偏置電流 IB就是固定的，所以這種電路稱為固定偏置電路，而 RB稱為基極偏置電阻。 VCC是集電極電源，它經(jīng)過電阻RC向 T提供集電結(jié)反偏電壓，并保證 UCE ＞ UBE 。為了滿足三極管工作在放大狀態(tài)，應(yīng)使 T的發(fā)射結(jié)處于正向偏置、集電結(jié)處于反向偏置狀態(tài)。 圖 管共射極放大電路。三極管正常工作時(shí)，應(yīng)工作在安全區(qū)域。由 PCM = IC （ 6）集電極最大允許功耗 PCM PCM表示集電結(jié)允許損耗功率的最大值。 半導(dǎo)體三極管 23 （ 5）集電極反向擊穿電壓 U(BR)CEO 它表示基極開路時(shí)，集電極、發(fā)射極之間最大允許電壓，稱為反向擊穿電壓 U(BR)CEO 。 （ 4）集電極最大允許電流 ICM 它是指三極管 IC超過一定的數(shù)值時(shí) β會(huì)下降，當(dāng) β下降到正常 β的 2/3時(shí)所對(duì)應(yīng)的 IC值為 ICM 。 集電極與發(fā)射極穿透電流 ICEO ：表示基極開路，集電極、發(fā)射極間加上一