共射极放大器的交流等效电路分析法.pptx

1 2.5 共射极放大器的交流等效电路分析法共射极放大器的交流等效电路分析法根据直流通路估算直流工作点根据直流通路估算直流工作点确定放大器交流通路、确定放大器交流通路、交流等效电路交流等效电路计算放大器的各项交流指标计算放大器的各项交流指标2UoUiUsRsRB2C1RECERLUCCRCRB1C2图图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路(a)电路电路3(b)交流等效电路交流等效电路图图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB11.电压放大倍数电压放大倍数41.电压放大倍数电压放大倍数输出、输入电压反相输出、输入电压反相分析各性能指标。主要包括以下性能指标：分析各性能指标。主要包括以下性能指标：无量纲参数无量纲参数5关于电压放大倍数关于电压放大倍数Au的讨论的讨论3.可取分贝（可取分贝（dB）为单位。即：）为单位。即：当忽略当忽略rbb时，时，6(b)交流等效电路交流等效电路图图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB1 2.电流放大倍数电流放大倍数7 2.电流放大倍数电流放大倍数无量纲参数无量纲参数可取分贝（可取分贝（dB）为单位。）为单位。可见，共射极放大器既有电压放大，又有电流可见，共射极放大器既有电压放大，又有电流放大，因而具有极大的功率增益。放大，因而具有极大的功率增益。8(b)交流等效电路交流等效电路图图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB1 输入电阻输入电阻Ri 输出电阻输出电阻Ro 9 3.输入电阻输入电阻Ri定义：从放大器输入端看进去的电阻，即：定义：从放大器输入端看进去的电阻，即：UsAuoUiRLRsUiRiRoUoRi表征放大器从信号源获得信号的能力。表征放大器从信号源获得信号的能力。104.输出电阻输出电阻Ro定义：从放大器输出端看进去的电阻。定义：从放大器输出端看进去的电阻。根据戴维南定理，可得：根据戴维南定理，可得：Ro是一个表征放大器带负载能力的参数。是一个表征放大器带负载能力的参数。UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB111 对于对于电压输出电压输出。Ro越小，带负载能力越小，带负载能力越强，即负载变化时放大器输出给负载的越强，即负载变化时放大器输出给负载的电压基本不变。电压基本不变。对于对于电流输出电流输出。Ro越大，带负载能越大，带负载能力越强，即负载变化时放大器输出给负力越强，即负载变化时放大器输出给负载的电流基本不变。载的电流基本不变。125.源电压放大倍数源电压放大倍数Aus若若RiRs，则：，则：UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB113UoUiUsRsRB2C1RERLUCCRCRB1C2CE图图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路(a)电路电路 6.发射极接有电阻发射极接有电阻RE时的情况时的情况14 图图2.5.12 发射极接电阻时的交流等效电路发射极接电阻时的交流等效电路1516Ri=RB1RB2R17例例2.5.3 下图电路中，若下图电路中，若RB1=75k，RB2=25k,RC=RL=2k,RE=1k,UCC=12V，晶体管采用晶体管采用3DG6管，管，=80,r bb=100,Rs=0.6k,试求直流工试求直流工作点作点ICQ、UCEQ及及Au,Ri,Ro和和Aus等项指标。等项指标。UoUiUsRsRB2C1RECERLUCCRCRB1C218RB1=75k，RB2=25k,RC=RL=2k,RE=1k,UCC=12V，=80,r bb=100,Rs=0.6k,试求直流试求直流工作点工作点ICQ、UCEQ及及Au,Ri,Ro和和Aus等项指标。等项指标。UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB119 解解 按估算法计算按估算法计算Q点：点：UoUiUsRsRB2C1RECERLUCCRCRB1C220UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB1计算计算Au:21UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB122UoUiUsRsRB2C1RE1CERLUCCRCRB1C2RE2例例2.5.4 在在上上例例中中，将将RE变变为为两两个个电电阻阻RE1和和RE2串串联联，且且RE1=100,RE2=900，而而旁旁通通电电容容CE接接在在RE2两端，其它条件不变，试求此时的两端，其它条件不变，试求此时的交流指标交流指标。231解解 由于由于RE=RE1+RE2=1k，所以，所以Q点不变。对点不变。对于交流通路，现在射极通过于交流通路，现在射极通过RE1接地。交流等效接地。交流等效电路为：电路为：24125可可见见，RE1的的接接入入，使使得得Au减减小小了了约约10倍倍。但但是是，由由于于输输入入电电阻阻增增大大，因因而而Aus与与Au的的差差异异明明显减小了。显减小了。26 2.6 共集电极放大器共集电极放大器UoUiUsRsRB2C1RERLUCCRB1C2(a)电路电路27图图2.6.1 共集电极放大器及交流等效电路共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIie281.电压放大倍数电压放大倍数Au因而因而 式中：式中：Au1，所以仍有较大的功率增益。，所以仍有较大的功率增益。UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIie31图图2.6.1 共集电极放大器及交流等效电路共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIie3.输入电阻输入电阻Ri32Ri显著增大，所以共集电极电路的具有高输显著增大，所以共集电极电路的具有高输入电阻的特性入电阻的特性33图图2.6.1 共集电极放大器及交流等效电路共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIie4.输出电阻输出电阻Ro34 图图2.6.2 求共集放大器求共集放大器Ro的等效电路的等效电路35式中：式中：36是基极支路的电阻折合到射极的等效电是基极支路的电阻折合到射极的等效电阻阻 输出电阻小。输出电阻小。37共集电路的特点：共集电路的特点：电压放大倍数小于电压放大倍数小于1而近于而近于1；输出电压与输入电压同相；输出电压与输入电压同相；输入电阻高；输入电阻高；输出电阻低。输出电阻低。38 2.7 共基极放大器共基极放大器C1UiREC2RCRB1RB2CBUoRLUCC(a)共基极放大电路共基极放大电路39 图图2.7.1 共基极放大器及其交流等效电路共基极放大器及其交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路IiUiRERiIerbeRiIbRCRoRLIoUoIb401.电压放大倍数电压放大倍数Au式中：式中：2.电流放大倍数电流放大倍数Ai413.输入电阻输入电阻Ri4.输出电阻输出电阻Ro42 273 三种基本放大器性能比较三种基本放大器性能比较434428 放大器的级联放大器的级联 281级间耦合方式级间耦合方式多级放大器各级之间连接的方式称为耦合方式。多级放大器各级之间连接的方式称为耦合方式。级间耦合的要求级间耦合的要求:确保各级放大器有合适的直流工作点；确保各级放大器有合适的直流工作点；前级输出尽可能多的加到后级的输入端前级输出尽可能多的加到后级的输入端 常用的耦合方式有三种：阻容耦合、变压器耦合常用的耦合方式有三种：阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。和直接耦合。45阻容耦合阻容耦合优点优点：各级的直流工作点相互独立，不会：各级的直流工作点相互独立，不会影响各自设定的工作点。影响各自设定的工作点。缺点缺点：低频特性差。：低频特性差。46变压器耦合变压器耦合优点：优点：各级的直流工作点相互独立；可实现阻各级的直流工作点相互独立；可实现阻抗变换。抗变换。缺点：缺点：低频特性差低频特性差;变量器体积大，不易集成。变量器体积大，不易集成。47UiRi2A1A2Uo(a)直接耦合框图直接耦合框图直接耦合直接耦合优点：优点：易集成；没有电抗元件，具有良好易集成；没有电抗元件，具有良好的频率特性，对低频和高频信号均能放大。的频率特性，对低频和高频信号均能放大。48直接耦合直接耦合缺点：缺点：1、各级直流工作点相互影响。、各级直流工作点相互影响。解决方法：合理的设计偏置电路。解决方法：合理的设计偏置电路。2、零点漂移严重、零点漂移严重解决方法：输入端采用差动电路。解决方法：输入端采用差动电路。UiRi2A1A2Uo(a)直接耦合框图直接耦合框图49RE2UoUCC(a)垫高后级的发射极电位垫高后级的发射极电位50(b)垫高后级的发射极电位垫高后级的发射极电位(c)垫高后级的发射极电位垫高后级的发射极电位RDZ51UoUCCNPNPNP图图2.8.3 直接耦合电平配置方式实例直接耦合电平配置方式实例(d)NPN、PNP管级联管级联52282级联放大器的性能指标计算级联放大器的性能指标计算1、一个、一个n级放大器的总电压放大倍数级放大器的总电压放大倍数Au为：为：532、级联放大器的输入电阻即为第一级的输入、级联放大器的输入电阻即为第一级的输入电阻电阻Ri1，但应将后级的输入电阻，但应将后级的输入电阻Ri2作为其负作为其负载，载，543、级联放大器的输出电阻即为最末级的输、级联放大器的输出电阻即为最末级的输出电阻出电阻Ro(n)，但应将前级的输出电阻，但应将前级的输出电阻Ro(n-1)作为其信号源内阻作为其信号源内阻 55图图2.8.6 两级共射极放大器两级共射极放大器(a)电路电路56(b)交流通路交流通路57RB1RB2rbe2Rc1rbe1RE2Rc2RLRi1Ri2Ib1Ib2Ib1Ib2+-UiUo+-+-Uo158RB1RB2rbe2Rc1rbe1RE2Rc2RLRi1Ri2Ib1Ib2Ib1Ib2+-UiUo+-+-Uo159283 组合放大器组合放大器一、一、CCCE组合放大器组合放大器UoRB1RiRB2RC2RLRoUiUsRsRE1Ro1V1V2(a)CCCE电路电路CC-CE组合电路具有高的输入电阻，组合放大器的组合电路具有高的输入电阻，组合放大器的Aus近似为后级共射放大器的电压增益。近似为后级共射放大器的电压增益。60图图2.8.8 CECC电路电路UoRB1RiRB2RLRoUiV1RC1Ri2RE2V2二、二、CECC组合放大器组合放大器CE-CC具有低的输出电阻，组合放大器的具有低的输出电阻，组合放大器的Au近似为近似为共射放大器在负载开路时的电压增益。共射放大器在负载开路时的电压增益。61例例2.8.2 放大电路如图放大电路如图2.8.9所示。已知晶体管所示。已知晶体管=100,rbe1=3k,rbe2=2k,rbe3=1.5k，试求放，试求放大器的输入电阻、输出电阻及源电压放大倍数。大器的输入电阻、输出电阻及源电压放大倍数。图图2.8.9 例例2.8.2电路电路 RsUsRE15.3kRRC23kRE33kUEE(6V)RLUo0.2kVD1V1V2V3(6V)UCC2kVZ62解解:该电路为共集、共射和共集三级直接耦该电路为共集、共射和共集三级直接耦合放大器。合放大器。RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo263(1)输入电阻输入电阻Ri：RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo264(2)输出电阻输出电阻Ro:RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo265(3)源电压放大倍数源电压放大倍数Aus:RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo266RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo267RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo268RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo269三、三、CECB组合放大器组合放大器RB3UsRsUiC1RB2C3RB1RCC2UCCUoCERERLV2V1Uo1(a)电路电路70图图2.8.10 CECB组合放大器组合放大器(b)交流通路交流通路UsRsRiRBUiV1Ri2V2Uo1RCRLRoUo71由于共基放大器的输入电阻由于共基放大器的输入电阻 很小，使第一级共射电路只有电流增益而没很小，使第一级共射电路只有电流增益而没有电压增益。有电压增益。共基电路只是将共射电路的输出电流接续到共基电路只是将共射电路的输出电流接续到输出负载上。因此，这种组合放大器相当于输出负载上。因此，这种组合放大器相当于负载为负载为 的一级共射放大器的一级共射放大器72而而 UsRsRiRBUiV1Ri2V2Uo1RCRLRoUo73作作 业业2.232.272.302.34