电路基础与集成电子技术-5.6_双极型晶体管放大电路的动态分析.ppt

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单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,5,章基本放大电路,2010.02,5.6,双极型晶体管放大电路的动态分析,5.6.2,共集组态基本放大电路的动态分析,5.6.1,共射组态基本放大电路的动态分析,第,5,章基本放大电路,2010.02,动态分析的基本步骤：,放大电路,中频微变等效电路是在晶体管低频小信号模型上，增加交流通路的相关元件而构成的。具体画法如下：,(,1),先将晶体管的,低频小信号模型画出；,(,2),再将放大电路晶体管以外的交流通路的元件,画出；,(,3),在中频段，画的过程中将大容量的耦合电容、旁路电容器短路，将直流电源交流短路,；,现以能够稳定工作点的分压偏置共射放大电路为例进行讨论，电路见图,5.6.1,。,5.6.1,共射组态基本放大电路的动态分析,1.,先进行静态分析，保证晶体管处于放大区,；,第,5,章基本放大电路,2010.02,5.6.1.1,静态分析,图,5.6.1,共射组态交流基本放大电路,进行直流计算的目的是检验放大电路是否是处于放大状态。,其次，在微变等效电路中有,r,be,，计算,r,be,就必须知道,I,EQ,（,I,CQ,），这也需要通过直流计算来获得。,I,CQ,=,I,BQ,U,CEQ,=,V,CC,I,CQ,R,c,I,EQ,R,e,V,CC,I,CQ,(,R,c,+,R,e,),第,5,章基本放大电路,2010.02,图,5.6.1(a),分压偏置共射放大电路,图,5.6.1(b),共射放大电路交流微变等效电路,将晶体管的低频模型画出。,再将共射放大电路交流通路的其他元件一一画出。,5.6.1.2,动态分析,第,5,章基本放大电路,2010.02,1.,求放大电路中频电压放大倍数,在放大电路中频微变等效电路上，求解电压放大倍数就是一个解电路的问题。,输出电压为,输入电压为,电压放大倍数为,图,5.6.1(b),共射放大电路求电压放大倍数,第,5,章基本放大电路,2010.02,2.,求放大电路的输入电阻,根据输入电阻的定义和微变等效电路有,若满足,R,b1,R,b2,r,be,，则,R,i,r,be,。,图,5.6.1(b),共射放大电路求输入电阻,第,5,章基本放大电路,2010.02,3.,求放大电路的输出电阻,根据输出电阻的定义，需要将信号源换成源电压信号源，并将短路，但保留内阻；将负载电阻开路，同时在输出端加一个测试用信号源。,图,5.6.1(c),共射放大电路求输出电阻,第,5,章基本放大电路,2010.02,例,5.6,：,试计算图,5.6.2,放大电路的中频电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。晶体管的,=99,、,U,BEQ,=0.7V,、,V,CC,=15V,，,R,b1,=20k,、,R,b2,=5.1k,、,R,c,=3.3k,、,R,e,=2k,、,R,L,=10k,；电容器的容量足够大。,解,:,先进行静态计算，求出晶体管静态工作点的参数值。然后画出放大电路的中频微变等效电路，即可进行放大电路动态技术指标的计算。,图,5.6.2,例,5.6,电路图及微变等效电路,第,5,章基本放大电路,2010.02,静态计算：,工作点参数的计算：,第,5,章基本放大电路,2010.02,动态计算：,晶体管输入电阻,r,be,的计算：,放大电路电压放大倍数的计算：,旁路电容的断开，使电压放大倍数下降，其物理意义将在后面解释。,电压放大倍数可近似等于,是两电阻之比，因而电压放大倍数的稳定性提高。,第,5,章基本放大电路,2010.02,求输入电阻,求输出电阻,R,e,归算到基极回路,第,5,章基本放大电路,2010.02,例,5.7,：有一基本放大电路如图,5.6.2,所示，已知,V,CC,=15V,、,R,c,=3k,、,R,b1,=390k,、,R,e1,=100,、,R,e2,=1 k,、,R,L,=10k,，,U,BE,=0.7V,，,=99,，耦合电容的容量足够大。试计算电路的中频电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。,解：,图,5.6.2,例,5.7,电路图,静态计算，在例,5.4,中已经完成，参数与例,5.4,相同。静态工作点处的集电极电流为,第,5,章基本放大电路,2010.02,画微变等效电路，如图,5.6.3,所示，可得电压增益,图,5.6.3,例,5.6,的微变等效电路,输入电阻的计算如下,=1.2/10/390=10.89k,第,5,章基本放大电路,2010.02,输出电阻,第,5,章基本放大电路,2010.02,共集组态放大电路如图,5.6.7(a),所示。它的集电极交流接地，输入信号接基极，输出信号从发射极引出，所以，共集组态放大电路也称为,射极输出器,。,图,5.6.7(a),共集组态放大电路,共集组态放大电路的偏置电阻往往只采用一个上偏置电阻，其原因是增大输入电阻。,5.6.2,共集组态基本放大电路的动态分析,5.6.2.1,静态分析,第,5,章基本放大电路,2010.02,静态工作点的计算原则与共射组态放大电路一样，先画出直流通路。,基极电流：,集电极极电流：,管压降：,图,5.6.7(b),共集组态放大电路的直流通路,第,5,章基本放大电路,2010.02,共集组态放大电路的中频微变等效电路如图,5.6.8,所示。,1.,中频电压放大倍数的求解,图,5.6.8,微变等效电路,e,c,b,i,U,o,U,b,e,r,b,I,c,I,R,b,1,R,L,R,e,i,R,i,R,b,I,5.6.2.2,动态分析,图,5.6.7(a),共集组态放大电路,第,5,章基本放大电路,2010.02,e,c,b,i,U,o,U,b,e,r,b,I,c,I,R,b,1,R,L,R,e,i,R,i,R,b,I,式中,R,L,=,R,e,/,R,L,，式,(5.6.7),中，由于,r,be,所以，电压增益近似等于,1,。,由此可解出电压放大倍数表达式,根据微变等效电路可列如下方程,(5.6.7),第,5,章基本放大电路,2010.02,2.,交流输入电阻的求解,e,c,b,i,U,o,U,b,e,r,b,I,c,I,R,b,1,R,L,R,e,i,R,i,R,b,I,基极电流：,输入电阻：,根据电阻归算的原理,R,i,是从放大电路输入端看进去,的输入电阻，是从基极看进去的输入电阻，所以,所以，输入电阻,第,5,章基本放大电路,2010.02,共集组态放大电路的输入电阻比共射组态基本放大电路要大，为了减少偏置电阻并联对总输入电阻下降的影响，所以共集组态放大电路经常只使用一个上偏置电阻，这个上偏置电阻一般可以用到几百千欧以上。,第,5,章基本放大电路,2010.02,3.,交流输出电阻的求解,根据输出电阻的定义，需要将信号源换成源电压信号源，并将短路，但保留内阻；将负载电阻开路，同时在输出端加一个测试用信号源。,求,求,基极电流：,图,5.6.9,求输出电阻,第,5,章基本放大电路,2010.02,于是,所以，输出电阻相当两个电阻的并联，一个是,R,e,，另一个是基极回路的等效电阻归算到发射极回路的电阻,图,5.6.9,求输出电阻,第,5,章基本放大电路,2010.02,4.,共集组态放大电路的特点,由以上分析可知，共集组态放大电路的基本特点：,.,共集放大电路只能放大电流，电压放大倍数小于且接近等于,1,。,.,输出电压的相位与输入电压的相位相同，输出电压的波形和输入电压的波形一样，故又名,射极跟随器,。,3,.,共集电极基本放大电路的输入电阻高，输出电阻低，具有阻抗变换的特点，有较强的带负载能力，常用于多级放大电路的输入级和输出极，以及功率放大电路。,第,5,章基本放大电路,2010.02,第,5,章基本放大电路,2010.02,

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