【模电】基本共射放大电路的工作原理及波形分析
基本共射放大电路的工作原理及波形分析
在上图所示的基本放大电路中,静态时的 I B Q I\tiny BQ IBQ、 I C Q I\tiny CQ ICQ、 U C E Q U\tiny CEQ UCEQ如下图( b )、( c )中虚线所标注。
( a ) u i 的波形( b ) i B ( i C ) 的波形( c ) u C E 的波形( d ) u o 的波形 (a){\large u\tiny i}的波形(b){\large i\tiny B}({\large i\tiny C})的波形(c){\large u\tiny CE}的波形(d){\large u\tiny o}的波形 (a)ui的波形(b)iB(iC)的波形(c)uCE的波形(d)uo的波形
当有输入电压时,基极电流是原来分量 I B Q I\tiny BQ IBQ的基础上叠加一个正弦交流电流 i b i\tiny b ib,因而基极总电流 i B = I B Q + i b {i\tiny B}={I\tiny BQ}+{i\tiny b} iB=IBQ+ib,见上图(b)中实线所画波形。根据晶体管基极电流对集电极电流的控制作用,集电极电流也会在直流分量 I C Q I\tiny CQ ICQ的基础上产生一个正弦交流电流 i c i\tiny c ic,而且 i c = β i b {i\tiny c}={\beta}{i\tiny b} ic=βib,集电极电流总电流 i c = I B Q + β i b {i\tiny c}={I\tiny BQ}+{\beta}{i\tiny b} ic=IBQ+βib。不难理解,集电极动态电流 i c i\tiny c ic必将在集电极电阻 R c R\tiny c Rc上产生一个与 i c i\tiny c ic波形相同的交变电压。而由于 R c R\tiny c Rc上的电压增大时,管压降 u C E {\large u}{\tiny CE} uCE必然减小; R c R\tiny c Rc上的电压减小时, u C E {\large u}{\tiny CE} uCE必然增大,所以管压降是在直流分量 U C E Q U\tiny CEQ UCEQ的基础上叠加上一个与 i c i\tiny c ic变化方向相反的交变电压 u c e u\tiny ce uce。管压降总量 u C E = U C B Q + u c e {\large u}{\tiny CE}={U\tiny CBQ}+{u\tiny ce} uCE=UCBQ+uce,加上图( c )中实线所画波形。将管压降中的直流分量 U C E Q U\tiny CEQ UCEQ去掉,就得到一个与输入电压 u i u\tiny i ui相位相反且放大了的交流电压 u o u\tiny o uo,如上图(d)所示。
从以上分析可知,对于基本共射放大电路,只有设置合适的静态工作点,使交流信号驮载在直流分量之上,以保证晶体管在输入信号的整个周期内始终工作在放大状态,输出电压波形才不会产生非线性失真。基本共射放大电路的电压放大作用是利用晶体管的电流放大作用,并依靠 R c R\tiny c Rc将电流的变化转化成电压的变化来实现的。
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