共射级放大电路

ゝ一世哀愁。 2021-11-17 02:54 453阅读 0赞

### 一、放大电路的结构 ###

共射电路是[放大电路][Link 1]中应用最广泛的[三极管][Link 2]接法，信号由三极管[基极][Link 3]和[发射极][Link 4]输入，从[集电极][Link 5]和发射极输出。因为发射极为共同接地端，故命名共射极放大电路。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU2MjUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70][]**图1 放大电路原理图**

上图为共射极放大电路，输入回路与输出回路以三极管的发射极为公共端。输入信号 **![\\large u\_\{i\}][large u_i]**通过电容 ![\\large c\_\{1\}][large c_1] 加到三极管的基 极，引起基极电流 ![\\large i\_\{B\}][large i_B] 的变化，![\\large i\_\{B\}][large i_B]的变化又使集电极电流 ![\\large i\_\{c\}][large i_c] 发生变 化，且 ![\\large i\_\{c\}][large i_c] 的变化量是 ![\\large i\_\{B\}][large i_B] 变化量的β倍。由于有集电极电压，Uce= Ucc-IcRc，Uce中的变化量经耦合电容传送到输出端，从而得 到输出电压uo。当电路中的参数选择恰当时，便可得到比输入信 号大得多的输出电压，以达到放大的目的。

### 二、放大电路的构成——三极管 ###

三极管可以**通过小电流控制大电流，通过小的交流输入，控制大的静态直流。**

放大条件：发射结正偏，集电结反偏：**PNP : ![\\large \{\\color\{Red\} U\_\{c\}=+5V\}][large _color_Red_ U_c_5V] ![\\large \{\\color\{Red\} U\_\{b\}=+0.7V\}][large _color_Red_ U_b_0.7V] ![\\large \{\\color\{Red\} U\_\{e\}=+0V\}][large _color_Red_ U_e_0V]**

**NPN : ![\\large \{\\color\{Red\} U\_\{c\}=-10V\}][large _color_Red_ U_c_-10V] ![\\large \{\\color\{Red\} U\_\{b\}=-1.2V\}][large _color_Red_ U_b_-1.2V] ![\\large \{\\color\{Red\} U\_\{e\}=-1V\}][large _color_Red_ U_e_-1V]**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU2MjUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]**图2 三极管原理图**

**1、术语说明**

三极管实际就是把两个二极管同极相连。它是电流控制元件，利用基区窄小的特殊结构，通过载流子的扩散和复合，实现了基极电流对集电极电流的控制，使三极管有 更强的控制能力。按照内部结构来区分，可以把三极管分为PNP管和NPN管，两只管按照一定的方式连接起来，就可以组成对管，具有更强的工作能力。如果按 照三极管的功耗来区别，可以把它们分为小功率三极管、中功率三极管、大功率三极管等。

**2、作用与应用**

三极管具有对电流信号的放大作用和开关控制作用。所以，三极管可以用来**放大信号**和**控制电流的通断**。在电源、信号处理等地方都可以看到三极管，集成电路也是由许多三极管按照一定的电路形式连接起来，具有某些用途的元件。三极管是最重要的电流放大元件。

**3、各种区**

1.  **截至区：**三极管工作在截止状态，当发射结电压Ube小于0.6—0.7V的导通电压，发射结没有导通集电结处于反向偏置，没有放大作用。
2.  **线性区（放大区）：**三极管的发射极加正向电压，集电极加反向电压导通后，Ib控制Ic，Ic与Ib近似于线性关系，在基极加上一个小信号电流，引起集电极大的信号电流输出。
3.  **饱和区：**当三极管的集电结电流IC增大到一定程度时，再增大Ib，Ic也不会增大，超出了放大区，进入了饱和区。饱和时，Ic最大，集电极和发射之间的内阻最小，电压Uce只有0.1V~0.3V，Uce<Ube，发射结和集电结均处于正向电压。三极管没有放大作用，集电极和发射极相当于短路，常 与截止配合于开关电路。

**4、重要参数**

1.  **β值：**β值是三极管最重要的参数，因为β值描述的是三极管对电流信号放大能力的大小。β值越高，对小信号的放大能力越强，反之亦然；但β值不能做得很大，因为太大，三极管的性能不太稳定，通常β值应该选择30至80为宜。一般来说，三极管的β值不是一个特定的指，它一般伴随着元件的工作状态而小幅度地改变。
2.  **级间反向电流：**极间反向电流越小，三极管的稳定性越高。
3.  **三极管反向击穿特性：**三极管是由两个PN结组成的，如果反向电压超过额定数值，就会像二极管那样被击穿，使性能下降或永久损坏。
4.  **工作频率：**三极管的β值只是在一定的工作频率范围内才保持不变，如果超过频率范围，它们就会随着频率的升高而急剧下降。

**5、三极管各级电流关系**

基极电流用![\\large I\_\{B\}][large I_B]，集电极电流![\\large I\_\{C\}][large I_C]，发射极电流![\\large I\_\{E\}][large I_E]，

**![\\large \{\\color\{Red\} \\large\{\\color\{Red\} \}I\_\{C\}=\\beta\*I\_\{B\}\}][large _color_Red_ _large_color_Red_ _I_C_beta_I_B]**

**![\\large \{\\color\{Red\} I\_\{E\} = I\_\{B\} + I\_\{C\}=(1 + \\beta)\*I\_\{B\}\}][large _color_Red_ I_E_ _ I_B_ _ I_C_1 _ _beta_I_B]**

![\\large I\_\{E\}][large I_E]最大，![\\large I\_\{C\}][large I_C]其次，![\\large I\_\{B\}][large I_B]最小，![\\large I\_\{E\}][large I_E]和![\\large I\_\{C\}][large I_C]相差不大

**6、三极管的特性曲线**

输入特性曲线：是指当**![\\large U\_\{CE\}][large U_CE]**和输入电流![\\large I\_\{B\}][large I_B]之间的关系图，三极管的输入特性曲线和二极管的伏安特性曲线基本相同，不过在**![\\large U\_\{CE\}][large U_CE]**增大时略有右移。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU2MjUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]**图3 三极管的输入特性曲线**

输出特性曲线：是指当![\\large I\_\{B\}][large I_B]不变时，输出回路电压**![\\large U\_\{CE\}][large U_CE]**输出电流![\\large I\_\{C\}][large I_C]之间的关系特性曲线。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU2MjUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]**图4 三极管的输出特性曲线**

**A区：截至区 B区：放大区   C区：饱和区  D区：击穿区**

**7、判断三极管引脚**

**1、**假定我们并不知道被测三极管是 NPN型还是 PNP型，也分不清各管脚是什么电极。测试的第一步是判断哪个管脚是基极。这时，我们任取两个电极 ( 如这两个电极为 1、2)，用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻，观察表针的偏转角度；接着，再取 1、3 两个电极和 2、3 两个电极，分别颠倒测量它们的正、反向 电阻，观察表针的偏转角度。 在这三次颠倒测量中， 必然有两次测量结果相近：即颠倒测量中表针一次偏转大， 一次偏转小； 剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小，这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极 。  
**2、**找出三极管的基极后，我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN 结的方向来确定管子的导电类型。将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电极中的任一电极，若表头指针偏转角度很大，则说明被测三极管为 NPN型管；若表头指针偏转角度很小，则被测管即为 PNP型。  
**3、**对于 NPN 型三极管 ， 穿透电流 的测量电路如图所示。根据这个原理， 用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻 Rce和 Rec，虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大， 此时电流的流向一定是： 黑表笔→c 极→b极→e 极→红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致( “顺箭头” ) ，所以此时黑表笔所接的一定是集电极 c，红表笔所接的一定是发射极 e  
 **4、**对于 PNP型的三极管，道理也类似于 NPN型，其电流流向一定是：黑表笔→e 极→b 极→c 极→红表笔，其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致，所以此时黑表笔所接的一定是发射极 e，红表笔所接的一定是集电极。

### 三、放大电路的分析 ###

**1、放大电路的概念**

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。

*  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。
 *  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。

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**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。

1、三极管的结构、三极管各极电流关系、特性曲线、放大条件。  
2、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。  
3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。

[Link 1]: https://baike.baidu.com/item/%E6%94%BE%E5%A4%A7%E7%94%B5%E8%B7%AF/5118230
[Link 2]: https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%89%E6%9E%81%E7%AE%A1/148491
[Link 3]: https://baike.baidu.com/item/%E5%9F%BA%E6%9E%81/763327
[Link 4]: https://baike.baidu.com/item/%E5%8F%91%E5%B0%84%E6%9E%81/5957463
[Link 5]: https://baike.baidu.com/item/%E9%9B%86%E7%94%B5%E6%9E%81/8987312
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