三极管放大电路的工作原理(三极管的共射极放大电路)(1)

共射极放大电路

放大电路是属于模拟电子,而模拟电路是最神秘,难度较大的。

放大电路的概念

基本放大电路一般由一个三极管与相应的元器件组成的。放大电路主要用于放大微弱信号,输出电压或电流在幅度上得到了放大,输出信号的能量得到了加强。

直流通路与交流通路

静态:只考虑直流信号,即Vi=0,各点电位不变(直流工作状态)。直流通路:电路中无变化量,电容相当于开路的,电感相当于短路的。

三极管放大电路的工作原理(三极管的共射极放大电路)(2)

三极管放大电路的工作原理(三极管的共射极放大电路)(3)

直流通路

电容C1和C2断开,能通过直流通道的,从C、B、E向外看,有直流负载电阻,R1、R2。

静态分析:硅管Vbe = 0.7V,锗管Vbe = 0.3V,Ibq = (Vcc – Vbe)/R2 Icq = βIbq

Vceq = Vcc – IcqR1

动态:只考虑交流信号,即Vi不为0,各点电位变化(交流工作状态)。交流通路:电路中电容相当于短路的,电感相当于开路的,直流电源对公共端短路。

三极管放大电路的工作原理(三极管的共射极放大电路)(4)

交流通路

三极管放大电路的工作原理(三极管的共射极放大电路)(5)

微变等效电路

动态分析:Au = -βrl/Rbe Ri = R2//Rbe Ro = R1

例子:

三极管放大电路的工作原理(三极管的共射极放大电路)(6)

放大电路

输入信号幅度0.01V,频率为20Hz~10000Hz

要求:输入阻抗大于1KΩ,输出阻抗大于2KΩ,电压放大倍数50倍。

直流通路 交流通路

三极管放大电路的工作原理(三极管的共射极放大电路)(7)

直流通路

三极管放大电路的工作原理(三极管的共射极放大电路)(8)

交流通路

1、 确定Rc的电阻:由交流等效电路可以得出结论,输出阻抗等于Rc,所以Rc = 2KΩ。

2、 设定电源的电压:由于要求输入信号幅度0.01V,在交流等效电路中,发射极的电阻Re旁路掉了(即交流信号,电容短路),所以Re就不存在了。Au = Rc/re' 而re'= Rc/Au = 2000Ω/50 = 40Ω Ic(mA) = 25/re'= 25/40Ω = 0.625mA,Vcc = 2Rc*Ic = 2*2000*(0.625/1000) = 2.5V。

3、 电阻Re的值:根据经验所得,一般为1/10*Rc = 2000/10 = 200Ω。

4、 输入信号的静态电压(基极对地的电压):E极对地电压Ue = Ie*Re, Ie≈Ic, 所以Ue = Ic*Re = 0.000625A*200Ω = 0.125V,因为三极管的BE极的压降等于0.7V,得出B极电压为Ub = Ube Ue = 0.7V 0.125V = 0.825V。

5、 Rb1和Rb2的选取:由直流等效电路可知,B极的电压是有Rb1和Rb2的分压,任意确定一个电阻的选取,比如Rb2 = 10KΩ,Ub = Vcc*(Rb2/(Rb1 Rb2))=0.825V,解得Rb1 ≈ 2.1KΩ。

6、 C3的的容量:旁路电容的容抗大于Re的10倍,公式Xc >= 10Re ①而容抗的公式为Xc = 1/(2πfc)② 由①②式得出C >=5/(πfRe) 得出电容的容量≥398uF,f的频率为20Hz。

7、 输入阻抗:交流等效电路可知,输入阻抗等于Rb1//Rb2=10000//2100=1735Ω。

8、 C1和C2:两个电容与电阻构成了高通滤波器,公式f=1/(2πRC),C1为4uF,C2为4.7uF。

三极管放大电路的工作原理(三极管的共射极放大电路)(9)

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