极管共集和共基放大电路.ppt

,第4章半导体三极管及放大电路,本章是学习电子技术的基础，因此是学习的重点之一。其主要内容有：放大的基本概念、放大电路的组成原则、放大电路的主要性能指标、放大电路的分析方法（静态分析和动态分析）、晶体管放大电路的三种基本组态（共射、共集、共基）、场效应管基本放大电路（共源、共漏、共栅），以及基本放大电路的派生电路。,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,图解法的适用范围：信号频率低、幅度大的情况。,电路中输入信号很小时:,把放大电路当作线性电路处理,微变等效电路,4.4.1BJT的小信号建模,共射接法等效的双端口网络：输入：Vbe，Ib输出：Vce，Ic,输入特性表达式：vBE=f1(iB,vCE)输出特性表达式：iC=f2(iB,vCE),1.模型,求全微分：,输出端交流短路时的输入电阻,输入端交流开路时的电压传输比,输出端交流短路时的正向电流传输比,输入端交流开路时的输出电导,2.参数的物理意义,3.估算rbe,体电阻re结电阻rbe发射极电阻re约为rbe发射结的伏安特性为,分析步骤：画直流通路，计算静态工作点Q计算rbe画交流通路画微变等效电路计算电压放大倍数Av计算输入电阻Ri计算输出电阻Ro,4.4.2共射极基本放大电路的分析,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。,2.在交流通路和小信号等效电路中分析交流参数,共射极放大电路,根据,则电压增益为,（可作为公式）,3.求电压增益,4.求输入电阻,5.求输出电阻,令,0,i,=,V,0,b,=,I,0,b,=,I,b,例1：电路及参数如图，rb=100求Av，Ri，Ro,=50,解：静态工作点（40uA，2mA，6V),=100+5126/2=0.763K,=-7.62,交流通路：,微变等效电路：,=330K/26.263K,=24.3K,例2Rs=100，RL=4K，求Avs=Vo/Vs,=50,解：静态工作点（40uA,2mA,6V）rbe=0.763K,交流分析：,例3.电路如图所示。试画出其小信号等效模型电路。,本章第三次作业第5版教材4.2.1，4.2.2，4.3.6,4.5放大电路的工作点稳定问题,4.5.1温度对工作点的影响,4.5.2射极偏置电路,1.基极分压式射极偏置电路,2.含有双电源的射极偏置电路,3.含有恒流源的射极偏置电路,4.5.1温度对工作点的影响,温度升高会导致静态工作点上升。,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。,2.放大电路指标分析,静态工作点,电压增益,画小信号等效电路,确定模型参数,输入回路：,增益,电压增益：,输出回路：,输入电阻,则输入电阻,放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻,输出电阻,对回路1和2列KVL方程,其中,3.固定偏流电路与射极偏置电路的比较,基本共射极放大电路,从IB开始求起,从IE开始求起,Ro=Rc,例：电路及参数如图，=50，rb=100，(1)计算静态工作点(2)求Av，Ri，Ro,解：(1）画直流通路求静态工作点,(2)画交流通路及微变等效电路，求Av，Ri，Ro,交流通路：,Ro=Rc=3K,本章第四次作业第5版教材4.3.9，4.5.3,4.6共集电极电路和共基极电路,4.6.1共集电极电路4.6.2共基极电路4.6.3三种组态的比较4.6.4多级放大电路,4.6.1共集电极电路,1.电路分析,（1）求静态工作点,得,（2）电压增益,令：,共集电路又称射极跟随器,（3）输入电阻,令Vi=0，在输出端加信号Vo，则：,Io=Ie+Ib+Ib,（4）输出电阻,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,2.动态指标,电压增益,电压增益：,输入电阻,输出电阻,4.6.3基本放大电路的三种组态,1.三种组态的判别,以输入、输出信号的位置为判断依据：信号由基极输入，集电极输出共射极放大电路信号由基极输入，发射极输出共集电极放大电路信号由发射极输入，集电极输出共基极电路,2.三种组态的主要性能,3.三种组态的特点及用途,共射极放大电路：电压和电流增益都大于1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。共集电极放大电路：只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲级。共基极放大电路：只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。,三种组态电路比较,共射组态,共集组态,共基组态,（反相,大）,（同相,大）,（同相，1）,（最大）,（最小）,（最小）,(中),(大),(大),4.6组合放大电路,4.6.1共射-共基放大电路,4.6.2共集-共集放大电路,4.6.1共射-共基放大电路,共射共基放大电路,4.6.1共射-共基放大电路,其中,所以,因为,因此,组合放大电路总的电压增益等于组成它的各级单管放大电路电压增益的乘积。前一级的输出电压是后一级的输入电压，后一级的输入电阻是前一级的负载电阻RL。,电压增益,4.6.1共射-共基放大电路,输入电阻,输出电阻,RoRc2,T1、T2构成复合管，可等效为一个NPN管,(a)原理图(b)交流通路,4.6.2共集-共集放大电路,4.6.2共集-共集放大电路,1.复合管的主要特性,两只NPN型BJT组成的复合管,两只PNP型BJT组成的复合管,rberbe1(11)rbe2,4.6.2共集-共集放大电路,1.复合管的主要特性,PNP与NPN型BJT组成的复合管,NPN与PNP型BJT组成的复合管,rberbe1,4.6.2共集-共集放大电路,2.共集-共集放大电路的Av、Ri、Ro,式中12rberbe1(11)rbe2RLRe|RL,RiRb|rbe(1)RL,4.6.3单级与多级放大电路的比较,单级电路,(a)阻容耦合(b)直接耦合(c)变压器耦合,本章总结,基本共射