基本共射极放大电路

基本共射极放大电路电路分析共射极放大电路是一种常见的放大电路，其基本原理是将输入信号通过基极电容耦合到晶体管的基极，经过放大后输出到负载电阻。

本文将详细介绍共射极放大电路的电路分析。

首先，我们需要了解共射极放大电路的基本组成部分。

它由一个NPN型晶体管、一个输入电容、一个负载电阻、一个偏置电阻和一个电源组成。

偏置电阻用于提供适当的偏置电压，以确保晶体管工作在合适的工作区域。

接下来，我们将进行电路的直流分析。

在直流分析中，我们可以假设输入信号为零，即直流情况下没有输入信号。

在这种情况下，我们可以将输入电容视为开路。

根据基尔霍夫定律，我们可以得到以下方程：1.晶体管的输出特性方程：IC=βIB+(1+β)IB0其中，IC是晶体管的集电极电流，IB是基极电流，β是晶体管的放大倍数，IB0是逆向饱和电流。

2.输入回路的欧姆定律：VBB-IBRB-VBE=0其中，VBB是偏置电压，RB是偏置电阻，VBE是基极与发射极之间的电压。

根据晶体管的特性曲线，我们可以将VBE近似等于0.7V。

通过解这两个方程，我们可以得到基极电流IB和集电极电流IC，从而得到电流放大倍数β。

从而我们可以计算出输出电压的增益Av=ΔVO/ΔVD（其中ΔVO是输出电压变化，ΔVD是输入电压变化）。

接下来，我们进行电路的交流分析。

在交流分析中，我们考虑输入信号，并将输入电容视为闭路。

通常情况下，我们可以使用小信号模型来近似分析。

小信号模型的基本原理是将非线性的晶体管电路线性化，以便我们能够使用常见的线性电路分析方法。

在小信号模型中，我们可以使用一个等效电路来表示晶体管的特性。

该等效电路由一个输入电阻ri、一个输出电阻ro和一个电流放大倍数β组成。

根据这个等效电路，我们可以将输入信号与输入电阻串联，将输出信号与输出电阻并联。

根据这个等效电路，我们可以计算出电路的输入电阻Ri、输出电阻Ro和电压增益Av。

输入电阻Ri等于输入电阻ri与偏置电阻RB并联的结果。

基本共射极放大电路电路分析3.2.1基本共射放大电路1.放大电路概念：基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。

a.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。

b.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。

■■童■ Br - - ■:必）iy, :信号慷：I ■t>A放大电路!»!2.电路组成:(1)三极管T;(2)VCC :为JC提供反偏电压，一般几〜几十伏；(3)RC :将IC的变化转换为Vo的变化，一般几K〜几十K。

VCE=VCC-ICRC RC，VCC同属集电极回路。

(4)VBB :为发射结提供正偏。

(习R十一般为儿1 K - JLT-Rb一般，程骨V開=e7V当％*宀只£时；,V B,I B A(6)Cb1，Cb2 :耦合电容或隔直电容，(7)Vi :输入信号(8)Vo :输出信号(9)公共地或共同端，电路中每一点的电位实际上都是该点与公共端之间的电位差。

图中各电压的极性是参考极性，电流的参考方向如图所示。

其作用是通交流隔直流。

V⑵输入电阻RiI£黒 b ZCKt亡/〒气V.V2^3.共射电路放大原理f' h ： 1112V峠变化% %变化7变化 %尸％-叫好变化 > %变化SOOK A 4KTHl/cc/jt 躍—=40w/{ Ic = E h = \ .6rffA J cE = f4v-AVr = -bn y T M = —5 址44.放大电路的主要技术指标放大倍数/输入电阻Ri /输出电阻Ro /通频带(1)放大倍数放大电路的输出信号的电压和电流幅度得到 了念大，所以输出功零也龛筋「所肢大.对赦夫电ffilfilH'W:电压放人侣数；凰=峙电 电流放脸倚tt ： ■半二扫冷 功率ttXMSi ：心=£『尸=峡!鰹 通常它们蛊;fi 按F 张怙宦义的4放大俗数定 义式中各有其S 如图所示，慮频段九—中频段一■久高频詁(3)输出电阻Ro输出电阻是表明放大电路帯负栽的能力，饨大表明 放大电路带负载的能力差，心的宦义：R 、=4-g(町根捌图"}・在帯竝肘，测得!色 鶴 JF 跑时的繭dj 为J*畀 则；心人! 丁 乂(厂：=口}认C 」叫 / 4 K 10 — 1 ： %注总：肚大倍数、输入电阻、输岀电阻通常^^；11在 E 弦信巧下的它渝琴®, iHr n-放k 电呂&处于威k 状态且输;IM 伙珥的条件卜V 们息义.(4)通频带放大电路的增率的歯数4在低预段和 高频段放大缶数祁要下降。

5.2 基本共射极放大电路放大：小信号→大信号信号源放大电路负载小信号放大器：处理幅度小的电压或电流 放大器大信号放大器（功率放大器）: 功率放大5.2.1 基本共射极放大电路的组成基本共射极放大电路vsb极voc极剩e极 共用共射极放大电路P171、 P177元件介绍BJT管：晶体管，电流放大元件 （核心）。

VBB ：基极电源 保证发射结正偏 Rb ： 基极偏置电阻，提供合适的基极偏流 IB VCC ：集电极电源向RL提供能量 保证集电结反偏Rc ： 集电极电阻接地符号， 电路中的零参考电位5.2.2 基本共射极放大电路的工作原理直流电源VBB 、VCC→直流交流信号源vs →交流交、直流共存 叠加原理、 分开研究静态、动态1. 静态(直流)vs＝0时，仅直流电源作用VBB 、VCC 直流通路直流分量：IBQ 、 ICQ 、VBEQ、VCEQ（大写字母、大写下标 ）估算法：I BQVBB VBEQ RbICQ βIBQ ICEO βIBQVCEQ=VCC－ICQRc直流通路 发射结导通压降VBEQ ： Si管：0.7V ; Ge管: 0.2V P172 例5.2.1例5.2.1、VBB=4V、VCC=12V、Rb=220k、 Rc=5.1k、=80， VBEQ=0.7V。

求IBQ、ICQ、VCEQ估算静态工作点-Q点I BQVBB VBEQ Rb4 0.7 220 103 1.5 105 A 15AICQ βIBQ 80 15 1200A 1.2mAVCEQ=VCC－ICQRc=121.25.1 5.9V直流通路发射结正偏， 放大区 集电结反偏。

2. 动态(Q点已知)加入vs后， 静态值+ vs引起的变化量 当仅交流信号源vs作用交流通路 交流分量：ib 、 ic 、 vbe 、vce (vo )（小写字母、小写下标 ）交流通路画法：P173①直流电源VBB 、VCC短路 — 接地； ②电容C短路；交流通路3、交直流叠加瞬时总电量=直流分量+交流分量iB 、 iC 、vBE 、vCE（小写字母、大写下标 ）iB = IBQ + ibiC = ICQ + iciBvBE = VBEQ + vbevCE = VCEQ + vce = VCE Q+ voib IBQP171放大前提——直流通路（选VCC、Rb、Rc ），保证BJT工作在放大区放大目的——交流小信号 vi, BJT放大 大信号vo （不失真）5.3.1 图解分析法: Q点—静态工作点输入特性曲线Q点 (IBQ 、VBEQ ) 输出特性曲线Q点 (ICQ 、VCEQ )IBQ。

一、复习引入复习基本共射极放大电路的结构及各元件的名称和作用。

二、新授（一）基本共射极放大电路分析（1）基本共射极放大电路的静态工作点无输入信号（u i=0）时电路的状态称为静态，只有直流电源U cc加在电路上，三极管各极电流和各极之间的电压都是直流量，分别用I B、I C、U BE、U CE表示，它们对应着三极管输入输出特性曲线上的一个固定点，习惯上称它们为静态工作点，简称Q点。

I B、I C、U BE、U CE通常表示为I BQ、I CQ、U BEQ 和U CEQ。

(a)共射放大电路 (b)直流通路图1 共射基本放大电路及其直流通路静态值既然是直流，故可用交流放大电路的直流通路来分析计算。

在如图1（b）所示共射基本电路的直流通路中，由+U cc —R b—b极—e极—地可得:一般U CC>U BEE，则I BQ=（U CC-U BEQ）/R b≈U CC/R b当U CC和R b选定后，偏流I B即为固定值，所以共射极基本电路又称为固定偏流电路。

如果三极管工作在放大区，且忽略I CEO，则I CQ≈βI BQ由+U cc—R c b极—c极—e极—地可得U CEQ=U CC=I CQ R C如果按上式算得值小于0.3V，说明三极管已处于或接近饱和状态，I CQ将不再与I BQ成β倍关系。

此时I CQ称为集电极饱和电流I CS，集电极与发射极间电压称为饱和电压U CES。

U CES值很小，硅管取0.3V。

可由下式求得I CS =(U CC-U CES)/R C一般情况下，U cc>U CESI CS≈U CC/R C（2）微变等效电路分析法共射基本放大电路的微变等效电路，如图2所示。

从图中可以看出，输入电阻R i为R b与r be的并联值，所图2 R i基本共射电路的微变等效电路R i=R b//r be≈r be当us被短路时，i b=0,i c=0，从输出端看进去，只有电阻Rc，所以输出电阻为R0=R C从图2中输入回路可以看出U i=i b r be令RL′=RC//RL，其输出电压为U O=-i c(R C//R L)=-i c R L′=-βi b R L′因此，电压放大倍数为A u=u o/u i=-iβR L/r be式中，负号表示U0志u r相位相反。

共射、共基、共集基本放大电路特点和典型功能
共射放大电路：
1.特点：
-输入端为基极（B），输出端为集电极（C）；
-输入与输出之间有180度的相位差，是一个反相放大电路；
-可以得到较高的电流放大倍数；
-输入电阻较低，输出电阻较高；
-输入和输出之间具有较高的隔离度。

2.典型功能：
-适用于对电流放大要求高的场合，如功率放大电路；
-可以作为信号放大电路，用于音频放大、射频放大等。

共基放大电路：
1.特点：
-输入端为发射极（E），输出端为集电极（C）；
-输入和输出都是正相位放大电路，输出与输入短接；
-具有低输出电阻和较高的输入电阻，可用作阻抗匹配的放大电路；
-电流放大倍数较低，但电压增益较高。

2.典型功能：
-适用于对电压放大要求高的场合，如中频放大电路；
-用作频率变换器、频率倍频器等。

共集放大电路：
1.特点：
-输入端为基极（B），输出端为发射极（E）；
-输入和输出都是正相位放大电路；
-具有较高的输入电阻和低输出电阻；
-输入输出之间具有近似单位电压增益。

2.典型功能：
-适用于对电压放大要求高、输入与输出阻抗匹配要求不高的场合；
-用作级联放大电路中的缓冲放大器，可提高整个放大电路的增益稳定性。

总体而言，共射放大电路具有较高的电流放大倍数，适用于要求电流放大的场合；共基放大电路具有较高的电压增益，适用于要求电压放大的场合；共集放大电路具有较高的输入电阻和低输出电阻，适用于作为缓冲放大器等场合。

这些基本放大电路在实际电子电路设计中应用广泛，并可以根据具体需求进行组合应用。

基本共射极放大电路的工作原理(1)共射组态基本放大电路的组成<?xml:namespace prefix = o /> 共射组态基本放大电路如图1所示。

图1共射组态交流基本放大电路基本组成如下：三极管T——起放大作用。

负载电阻RC，RL——将变化的集电极电流转换为电压输出。

偏置电路VCC，Rb——使三极管工作在线性区。

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。

(2)静态和动态静态—时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。

动态—时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。

放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。

分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通路和交流通路。

(3)直流通路和交流通路放大电路的直流通路和交流通路如图2中（a），（b）所示。

直流通路，即能通过直流的通路。

从C、B、E向外看，有直流负载电阻、Rc、Rb。

交流通路，即能通过交流的电路通路。

如从C、B、E向外看，有等效的交流负载电阻、Rc//RL、Rb。

直流电源和耦合电容对交流相当于短路。

因为按迭加原理，交流电流流过直流电源时，没有压降。

设C1、C2足够大，对信号而言，其上的交流压降近似为零，在交流通路中，可将耦合电容短路。

(a)直流通路(b)交流通路图2基本放大电路的直流通路和交流通路(4)放大原理输入信号通过耦合电容加在三极管的发射结，于是有下列过程：（5）静态工作状态的计算分析法根据直流通路可对放大电路的静态进行计算IC=bIBVCE=VCC－ICRcIB、IC和VCE这些量代表的工作状态称为静态工作点，用Q表示。

（6）共射放大电路的工作原理及波形分析当基本共射放大电路的有输入信号时，基极电流、集电极电流、管压降均在原来静态直流分量上叠加了一个交流分量，工作波形如图所示：对于基本共射放大电路，只有设置合适的静态工作点，使交流信号加载在直流信号之上，以保证三极管在输入信号整个周期内始终工作在放大状态，输出信号才不会失真。

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。