第4章射极放大电路课件

4.2共射极放大电路1.电路组成输入回路（基极回路）输出回路（集电极回路）4.2共射极放大电路1.电路组成输入回路（基极回路）2.简化电路及习惯画法习惯画法共射极基本放大电路3.2共射极放大电路2.简化电路及习惯画法习惯画法共射极基本放大电路3.2共射极基本放大电路的工作原理耦合电容C1、C2输入耦合电容C1保证信号加到发射结，不影响发射结偏置。输出耦合电容C2保证信号输送到负载，不影响集电结偏置。负载电阻RC、RL将变化的集电极电流转换为电压输出。使发射结正偏，并提供适当的静态工作点IB和VBE。集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。放大元件iC=iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。共射极基本放大电路的工作原理耦合电容C1、负载电阻RC、R3.简单工作原理Vi=0Vi=Vsin

t3.2共射极放大电路电容的阻抗：设Cb1=10uF，f=1kHz。3.简单工作原理Vi=0Vi=Vsint3.2共射4.放大电路的静态和动态

静态：输入信号为零（vi=0或ii=0）时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。

动态：输入信号不为零时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。电路处于静态时，三极管各电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点，称为静态工作点，常称为Q点。一般用IB、IC、和VCE

（或IBQ、ICQ、和VCEQ）表示。#

放大电路为什么要建立正确的静态？3.2共射极放大电路4.放大电路的静态和动态静态：输入信号为零（vi=3.2共射极放大电路工作点合适工作点偏低3.2共射极放大电路工作点合适工作点偏低第4章射极放大电路课件第4章射极放大电路课件第4章射极放大电路课件3.2共射极放大电路5.直流通路和交流通路直流通路

耦合电容：通交流、隔直流

直流电源：内阻为零

直流电源和耦合电容对交流相当于短路共射极放大电路end（思考题）交流通路icvce+-3.2共射极放大电路5.直流通路和交流通路直流通(a)(b)(c)(d)(f)(e)3.2

？思考题1.下列a~f电路哪些具有放大作用？end(a)(b)(c)(d)(f)(e)3.2？思考题14.3图解分析法

用近似估算法求静态工作点

用图解分析法确定静态工作点

交流通路及交流负载线

输入交流信号时的图解分析

BJT的三个工作区

输出功率和功率三角形

4.3.1静态工作情况分析

4.3.2动态工作情况分析4.3图解分析法用近似估算法求静态工作点用图共射极放大电路

4.3.1静态工作情况分析1.用近似估算法求静态工作点根据直流通路可知：采用该方法，必须已知三极管的

值。一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.3V。直流通路+-共射极放大电路4.3.1静态工作情况分析1.用近采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。共射极放大电路2.用图解分析法确定静态工作点

首先，画出直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-

4.3.1静态工作情况分析3.3图解分析法采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输直流通路IBVBE+-ICVCE+-

列输入回路方程：

VBE=VCC－IBRb

列输出回路方程（直流负载线）：

VCE=VCC－ICRc

在输入特性曲线上，作出直线VBE=VCC－IBRb，两线的交点即是Q点，得到IBQ。

在输出特性曲线上，作出直流负载线VCE=VCC－ICRc，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ和ICQ。直流通路IBVBE+-ICVCE+-列输入回路方程：

4.3.2动态工作情况分析由交流通路得纯交流负载线：

共射极放大电路交流通路icvce+-vce=-ic

(Rc//RL)因为交流负载线必过Q点，即vce=

vCE-VCEQ

ic=

iC-ICQ

同时，令R

L=Rc//RL1.交流通路及交流负载线则交流负载线为vCE-VCEQ=-(iC-

ICQ)R

L

即iC

=(-1/R

L)vCE+(1/R

L)VCEQ+

ICQ3.3图解分析法过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/R

L

直线，该直线即为交流负载线。R'L=RL∥Rc，是交流负载电阻。

交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。

4.3.2动态工作情况分析由交流通路得纯交流负载线：3.3图解分析法2.输入交流信号时的图解分析

3.3.2动态工作情况分析共射极放大电路通过图解分析，可得如下结论：

1.vi

vBE

iB

iC

vCE

|-vo|

2.vo与vi相位相反；3.可以测量出放大电路的电压放大倍数；4.可以确定最大不失真输出幅度。#动态工作时，

iB、

iC的实际电流方向是否改变，vCE的实际电压极性是否改变？3.3图解分析法2.输入交流信号时的图解分析3.3

4.3.2动态工作情况分析3.BJT的三个工作区3.3图解分析法当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真。饱和区特点：

iC不再随iB的增加而线性增加，即此时截止区特点：iB=0，iC=ICEOvCE=VCES，典型值为0.3V4.3.2动态工作情况分析3.BJT的三个工作区3.4.输出功率和功率三角形

要想PO大，就要使功率三角形的面积大，即必须使Vom和Iom都要大。功率三角形放大电路向电阻性负载提供的输出功率在输出特性曲线上，正好是三角形

ABQ的面积，这一三角形称为功率三角形。

4.3.2动态工作情况分析3.3图解分析法（思考题）4.输出功率和功率三角形要想PO大，就要共射极放大电路放大电路如图所示。已知BJT的ß=80，Rb=300k，Rc=2k，VCC=+12V，求：（1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？（2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降）解：（1）（2）当Rb=100k时，静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大区。其最小值也只能为0，即IC的最大电流为：所以BJT工作在饱和区。VCE不可能为负值，此时，Q（120uA，6mA，0V），例题end共射极放大电路放大电3.3

（2）增大Rb时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？（3）减小VCC时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？？思考题1.试分析下列问题：共射极放大电路（1）增大Rc时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？（4）减小RL时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？3.3（2）增大Rb时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？共射极放大电路3.3

？思考题2.放大电路如图所示。当测得BJT的VCE接近VCC的值时，问管子处于什么工作状态？可能的故障原因有哪些？截止状态答：故障原因可能有：•Rb支路可能开路，IB=0，IC=0，VCE=VCC-IC

Rc=VCC。•C1可能短路，

VBE=0，IB=0，IC=0，VCE=VCC-IC

Rc=VCC。end共射极放大电路3.3？思考题2.放大电路如图4.4小信号模型分析法4.4.1BJT的小信号建模4.4.2共射极放大电路的小信号模型分析

H参数的引出

H参数小信号模型

模型的简化

H参数的确定（意义、思路）

利用直流通路求Q点

画小信号等效电路

求放大电路动态指标4.4小信号模型分析法4.4.1BJT的小信号建模4建立小信号模型的意义建立小信号模型的思路当放大电路的输入交流小信号时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。4.4.1BJT的小信号建模建立小信号模型的意义建立小信号模型的思路当放1.H参数的引出在小信号情况下，对上两式取全微分得用小信号交流分量表示vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce3.4.1BJT的小信号建模对于BJT双口网络，我们已经知道输入输出特性曲线如下：iB=f(vBE)

vCE=constiC=f(vCE)

iB=const可以写成：vBEvCEiBcebiCBJT双口网络1.H参数的引出在小信号情况下，对上两式取全微分得用小信3.4.1BJT的小信号建模输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；输入端交流开路时的反向电压传输比；输入端交流开路时的输出电导。其中：四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H参数）。1.H参数的引出vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce3.4.1BJT的小信号建模输出端交流短路时的输入电阻；第4章射极放大电路课件3.4.1BJT的小信号建模2.H参数小信号模型根据可得小信号模型BJT的H参数模型vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcevBEvCEiBcebiCBJT双口网络

H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。

H参数与工作点有关，在放大区基本不变。

H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。3.4.1BJT的小信号建模2.H参数小信号模型根据3.4.1BJT的小信号建模3.模型的简化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即rbe=hie

=hfe

ur=hre

rce=1/hoe一般采用习惯符号则BJT的H参数模型为

ibicvceibvbeur

vcerberce

ur很小，一般为10-310-4，

rce很大，约为100k。故一般可忽略它们的影响，得到简化电路

ib

是受控源

，且为电流控制电流源(CCCS)。

电流方向与ib的方向是关联的。

3.4.1BJT的小信号建模3.模型的简化hfeib3.4.1BJT的小信号建模4.H参数的确定

一般用测试仪测出；

rbe与Q点有关，可用图示仪测出。一般也用公式估算rbe

rbe=rb+(1+

)re其中对于低频小功率管rb≈200

则

而

(T=300K)

（思考题）3.4.1BJT的小信号建模4.H参数的确定4.4.2用H参数小信号模型分析共射极基本放大电路

共射极放大电路1.利用直流通路求Q点一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V，

已知。4.4.2用H参数小信号模型分析共共射极放大电路1.2.画出小信号等效电路RbviRbRbviRc3.4.2小信号模型分析共射极放大电路icvce+-交流通路RbviRcRLH参数小信号等效电路2.画出小信号等效电路RbviRbRbviRc3.4.3.求电压增益根据RbviRcRL则电压增益为3.4.2小信号模型分析（可作为公式）3.求电压增益根据RbviRcRL则电压增益为3.4.4.求输入电阻3.4.2小信号模型分析RbRcRLRi5.求输出电阻令Ro=Rc所以4.求输入电阻3.4.2小信号模型分析RbRcRL1.电路如图所示。试画出其小信号等效模型电路。解：例题1.电路如图所示。试画出其小信号等效模型电路。解：例例题解：（1）（2）2.放大电路如图所示。试求：（1）Q点；（2）、、。已知

=50。end例题解：（1）（2）2.放大电路如图所示。试求：（1）4.4

？思考题1.BJT小信号模型是在什么条件下建立的？受控源是何种类型的？2.若用万用表的“欧姆”档测量b、e两极之间的电阻，是否为rbe?end4.4？思考题1.BJT小信号模型是在什么条件下4.5放大电路的工作点稳定问题

温度变化对ICBO的影响

温度变化对输入特性曲线的影响

温度变化对

的影响

稳定工作点原理

放大电路指标分析

固定偏流电路与射极偏置电路的比较4.5.1温度对工作点的影响4.5.2射极偏置电路4.5放大电路的工作点稳定问题温度变化对ICBO4.5.1温度对工作点的影响1.温度变化对ICBO的影响2.温度变化对输入特性曲线的影响温度T

输出特性曲线上移温度T

输入特性曲线左移3.温度变化对

的影响温度每升高1°C，

要增加0.5%1.0%温度T

输出特性曲线族间距增大总之：

ICBO

ICEO

T

VBE

IB

IC

共射极放大电路4.5.1温度对工作点的影响1.温度变化对ICBO的4.5.2射极偏置电路1.稳定工作点原理目标：温度变化时，使IC维持恒定。如果温度变化时，b点电位能基本不变，则可实现静态工作点的稳定。T

稳定原理：

IC

IE

IC

VE、VB不变

VBE

IB

（反馈控制）b点电位基本不变的条件：I1>>IB，此时，不随温度变化而变化。VB>>VBE且Re可取大些，反馈控制作用更强。一般取I1=(5~10)IB，VB=3V~5V

4.5.2射极偏置电路1.稳定工作点原理目标：温度变3.5.2射极偏置电路2.放大电路指标分析①静态工作点3.5.2射极偏置电路2.放大电路指标分析①静态工3.5.2射极偏置电路2.放大电路指标分析②电压增益输出回路：输入回路：电压增益：<A>画小信号等效电路<B>确定模型参数已知，求rbe<C>增益3.5.2射极偏置电路2.放大电路指标分析②电压增3.5.2射极偏置电路2.放大电路指标分析③输入电阻根据定义由电路列出方程则输入电阻放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻3.5.2射极偏置电路2.放大电路指标分析③输入电3.5.2射极偏置电路2.放大电路指标分析④输出电阻输出电阻求输出电阻的等效电路网络内独立源置零负载开路输出端口加测试电压对回路1和2列KVL方程rce对分析过程影响很大，此处不能忽略其中则当时，一般（）3.5.2射极偏置电路2.放大电路指标分析④输出电3.5.2射极偏置电路3.固定偏流电路与射极偏置电路的比较

共射极放大电路静态：3.5.2射极偏置电路3.固定偏流电路与射极偏置电3.5.2射极偏置电路3.固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流共射极放大电路电压增益：RbviRcRL固定偏流共射极放大电路输入电阻：输出电阻：Ro=Rc#射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？3.5.2射极偏置电路3.固定偏流电路与射极偏置电3.5.2射极偏置电路3.5.2射极偏置电路13.5.2射极偏置电路end13.5.2射极偏置电路end4.6共集电极电路和共基极电路

电路分析

复合管

静态工作点

动态指标

三种组态的比较4.6.1共集电极电路4.6.2共基极电路4.6共集电极电路和共基极电路电路分析复合管4.6.1共集电极电路电路分析共集电极电路结构如图示该电路也称为射极输出器①求静态工作点由得4.6.1共集电极电路电路分析共集电极电路结构如图示该电②电压增益输出回路：输入回路：电压增益：<A>画小信号等效电路<B>确定模型参数

已知，求rbe<C>增益3.6.1共集电极电路其中一般，则电压增益接近于1，即电压跟随器②电压增益输出回路：输入回路：电压增益：<A>画小信号等效电③输入电阻根据定义由电路列出方程则输入电阻当，时，3.6.1共集电极电路输入电阻大④输出电阻由电路列出方程其中则输出电阻当，时，输出电阻小#既然共集电极电路的电压增益小于1（接近于1），那么它对电压放大没有任何作用。这种说法是否正确？③输入电阻根据定义由电路列出方程则输入电阻当，时，3.6.共集电极电路特点：◆电压增益小于1但接近于1，◆输入电阻大，对电压信号源衰减小◆输出电阻小，带负载能力强,电流放大能力较大。利用这些特点，射极跟随器可用于多级放大电路的输入级、输出级或中间级，尽管其电压放大倍数较小，但是由于Ri大，可减小放大电路对信号源的衰减。而Ro小，又可提高电路负载的能力。这在整体上减小了信号的损失，反而提高了多级放大电路的放大倍数。共集电极电路特点：◆电压增益小于1但接近于1，◆输入电阻4.6.2共基极电路1.静态工作点直流通路与射极偏置电路相同4.6.2共基极电路1.静态工作点直流通路与射3.6.2共基极电路2.动态指标①电压增益输出回路：输入回路：电压增益：3.6.2共基极电路2.动态指标①电压增益输出回路：3.6.2共基极电路#共基极电路的输入电阻很小，最适合用来放大何种信号源的信号？2.动态指标②输入电阻③输出电阻3.6.2共基极电路#共基极电路的输入电阻很小，最适3.三种组态的比较电压增益：输入电阻：输出电阻：3.6.2共基极电路3.三种组态的比较电压增益：输入电阻：输出电阻：3.6第4章射极放大电路课件例题1.放大电路如图所示。试求。已知

=50。解：两者比较可看出增益明显提高end例题1.放大电路如图所示。试求。已知=50。解：两者比复合管作用：提高电流放大系数，增大电阻rbe复合管也称为达林顿管复合管作用：提高电流放大系数，增大电阻rbe复合管也称为达林4.7.1单时间常数RC电路的频率响应4.7.2单极放大电路的高频响应

RC低通电路的频率响应

RC高通电路的频率响应4.7放大电路的频率响应4.7.3单极放大电路的低频响应4.7.4多级放大电路的频率响应

多级放大电路的增益

多级放大电路的频率响应

低频等效电路

低频响应研究放大电路的动态指标（主要是增益）随信号频率变化时的响应。4.7.1单时间常数RC电路的频率响应4.7.2单极4.7.1单时间常数RC电路的频率响应1.RC低通电路的频率响应（电路理论中的稳态分析）RC电路的电压增益（传递函数）：则且令又电压增益的幅值（模）（幅频响应）电压增益的相角（相频响应）①增益频率函数4.7.1单时间常数RC电路的频率响应1.RC低通电最大误差-3dB②频率响应曲线描述3.7.1RC电路的频率响应幅频响应0分贝水平线斜率为-20dB/十倍频程的直线相频响应1.RC低通电路的频率响应表示输出与输入的相位差高频时，输出滞后输入因为所以最大误差-3dB②频率响应曲线描述3.7.1RC电路的频3.7.1RC电路的频率响应2.RC高通电路的频率响应RC电路的电压增益：幅频响应相频响应输出超前输入3.7.1RC电路的频率响应2.RC高通电路的频率响应4.7.2单极放大电路的高频响应1.BJT的高频小信号建模◆

模型的引出◆

模型简化◆

模型参数的获得◆

的频率响应2.共射极放大电路的高频响应◆

型高频等效电路◆

高频响应3.共基极放大电路的高频响应◆

增益-带宽积◆

高频等效电路◆

高频响应◆

几个上限频率的比较4.7.2单极放大电路的高频响应1.BJT的高频小信4.7.2单极放大电路的高频响应1.BJT的高频小信号建模①模型的引出rb'e---发射结电阻re归算到基极回路的电阻

---发射结电容---集电结电阻---集电结电容

rbb'---基区的体电阻，b'是假想的基区内的一个点。互导4.7.2单极放大电路的高频响应1.BJT的高频小信4.7.2单极放大电路的高频响应1.BJT的高频小信号建模②模型简化混合型高频小信号模型4.7.2单极放大电路的高频响应1.BJT的高频小信3.7.2单级高频响应又因为所以③模型参数的获得（与H参数的关系）1.BJT的高频小信号建模低频时，混合

模型与H参数模型等效所以又rbe=rb+(1+

)re从手册中查出3.7.2单级高频响应又因为所以③模型参数的获得（与H3.7.2单级高频响应④

的频率响应由H参数可知1.BJT的高频小信号建模即根据混合

模型得低频时所以当时，3.7.2单级高频响应④的频率响应由H参数可知1.——共发射极截止频率3.7.2单级高频响应④

的频率响应1.BJT的高频小信号建模的幅频响应令则——特征频率——共基极截止频率——共发射极截止频率3.7.2单级高频响应④的频率响3.7.2单级高频响应2.共射极放大电路的高频响应①型高频等效电路<A>等效电路3.7.2单级高频响应2.共射极放大电路的高频响应3.7.2单级高频响应2.共射极放大电路的高频响应①型高频等效电路对节点c列KCL得<B>电路简化忽略的分流得称为密勒电容等效后断开了输入输出之间