2.1.2 共发射极基本放大电路的组成（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人邮版）

2.1.2 共发射极基本放大电路的组成 1．电路组成 共发射极基本放大电路（固定偏置放大电路）的实物图如图2.4（a）所示，图2.4（b）所示为对应的电路原理图。 在放大电路中，通常把输入和输出的公共端用“⊥”表示，且习惯上电源用简化法的图形符号，只标出电源电压的端点VCC，而电源的负极就接在公共端“⊥”上。 （a）实物图 （b）电路原理图 图2.4 共发射极基本放大电路 2．元件作用 ① 三极管VT。采用NPN型硅三极管，是放大器的核心，实现电流放大作用。 ② 直流电源+VCC。一是保证三极管工作在放大状态，即发射结正偏，集电结反偏；二是在受输入信号控制的三极管作用下向负载提供能量。 ③ 基极偏置电阻Rb。电源电压通过Rb向基极提供合适的偏置电流IB。Rb阻值一般为几十千欧至几百千欧。 ④ 集电极负载电阻Rc。一个作用是电源VCC通过Rc为集电极供电，另一个作用是将集电极电流的变化转换成集—射极之间的电压变化，即将放大了的集电极电流转换为放大的电压输出。其阻值一般为几千欧至几十千欧。 ⑤ 耦合电容C1、C2。起“隔直通交”的作用。一方面可避免放大电路的输入端与信号源之间、输出端与负载之间直流电的互相影响，使三极管的静态工作点不会因接入信号源和负载而发生变化；另一方面又要保证输入和输出的交流信号畅通地进行传输。通常C1和C2选用电解电容器，使用时注意正负极性，取值为几微法到几十微法。 （3）放大电路的电压、电流符号规定。放大电路没有输入交流信号时，三极管的各极电压和电流都为直流。当有交流信号输入时，电路的电压和电流是由直流成分和交流成分叠加而成的，为了便于区分不同的分量，通常有以下规定。 ① 直流分量：用大写字母和大写下标表示，如IB、IC、IE、UBE、UCE。 ② 交流分量：用小写字母和小写下标表示，如ib、ic、ie、ube、uce。 ③ 交直流叠加瞬时值：用小写字母和大写下标表示，如iB、iC、iE、uBE、uCE。 ④ 交流有效值：用大写字母和小写下标表示，如Ui、Uo。 2.1.3 共发射极放大电路的基本工作原理 1．放大器的静态工作点 （1）什么是静态工作点。静态是指放大器无信号输入时放大电路的直流工作状态。静态工作点是指在静态情况下，电流电压参数在三极管输入、输出特性曲线族上所确定的点，用Q表示，一般包括IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ。静态工作点的设置是否合适，是放大器能否正常工作的重要条件。 （2）静态工作点对放大电路工作的影响。 按图2.5所示连接电路，注意观察电路中Rb分别为690k、470k、220k情况下的输出电压波形，并测量其静态工作点的数值。（建议采用仿真演示） 图2.5 静态工作点对放大电路的影响 实验现象 当电阻Rb为690k、220k时，输出波形有失真。 当电阻Rb为470k时，输出波形无失真。 实验数据及输出波形如表2.1所示。 Rb IBQ /A ICQ /mA UCEQ /V Uo /V 波 形 690k 10 1.6 4.2 1.25 470k 18 2.3 2.3 1.7 220k 35 3.6 0.2 1.6 表2.1 实验数据记录表 知识探究 实验得出：当Rb=690k时，ICQ=1.6mA，该电路输出波形有失真；当Rb=220k时，ICQ=3.6mA，电路输出波形也有失真，这两种情况说明静态工作点不合适。只有Rb=470k时，静态工作点ICQ=2.3mA，不仅输出波形无失真且放大倍数最大，说明此时静态工作点是合适的。 通过仿真演示可以看出，静态工作点对放大器的放大能力、输出电压波形都有影响。只有当静态工作点在放大区的合适位置时，三极管才能不失真地对信号进行放大。通常是调节偏置电阻Rb来调整三极管的静态工作点。 （3）静态工作点Q的设置。若Rb（690k）过大，IBQ会出现过小，也就是Q过低靠近截止区的情况，输出波形就会出现正半周失真，如表2.1中（a）所示的情形，称为截止失真。消除放大电路截止失真的方法是适当降低偏置电阻Rb。 若Rb（220k）过小，IBQ会出现过大，即Q过高靠近饱和区情况，输出波形就会出现负半周失真，如表2.1中（c）图所示的情形，称为饱和失真。消除放大电路饱和失真的方法是适当增大偏置电阻Rb。 当Rb=470k时，输出波形正常，如表2.1中（b）图所示的情形，此时工作点才是合适的。 归纳 要使放大电路正常工作，必须使它具有合适的静态工作点。