基本放大器的性能-下载

16 4基本放大器的性能 基本放大器分为共发射极放大器 共基极放大器和共集电极放大器三种 各种实际放大电路都是这三种基本放大电路的变形和组合 本节用等效电路法分析上述三种基本放大电路的性能 并对分析结果进行比较和讨论 注意其中适合于工程计算的简单实用的分析方法和概念 各种放大器均可统一表示为如图16 32所示的组成框图 图中 US RS代表输入信号电压源的等效电动势和内阻 RL为放大器负载 图中所标注的电压和电流均为交流有效值 方向为假定正方向 衡量放大器放大性能的主要指标是增益 输入电阻 输出电阻 频率失真和非线性失真等 一 放大器的性能指标 图16 32小信号放大器的组成框图 第 35 页 2 电流增益 外观电流增益 简称电流增益 源电流增益两者关系 16 30 图16 35电流增益 第 36 页 式中 A w 是增益的幅值 jA w 是增益的相角 图16 38是相应的曲线 幅值随w变化的特性A 称为幅频特性 相角随 变化的特性 A 称为相频特性 两者统称为放大器的频率特性 或频率响应 由图16 38 a 可见 信号频率太高或太低A 均要降低 A0称为中频增益 A 降为时 对应的频率fL及fH分别称为下限频率及上限频率 放大器的频带宽度定义为 图16 38频率响应曲线 第 37 页 按画交流通路的原则 首先画出图16 40 a 实用电路的交流通路 如图16 40 b 再把三极管用混合 型等效电路代替 便得图16 40 c 或图16 40 d 三 共发射极放大电路分析 根据微变等效电路 求放大器性能指标如下 1 共发输入电阻 按定义 16 33 2 外观 电压增益 一般rce RL 故I0 Ib 解答 3 电流增益 16 35 于是 16 34 4 输出电阻 按定义 它应该是在US 0的条件下 由负载端向放大器看进去的一个电阻 由于rce RC 故R0 RC 16 37 R0 rce RC 16 36 图16 41 注 公式 16 34 亦可根据式 16 32 直接求得 只要把式 16 33 及式 16 35 代入式 16 32 即可 四 共基极放大电路分析 图16 42 a 是共基放大器实用电路 发射极有电阻RE使发射极有直流通路 电源经RB1与RB2分压 给NPN管基极有一正向偏置电压交流通路为图16 42 b 根据交流电流的通路 该放大器输入与输出交流信号相位一致 故共基放大器是同相放大器 图16 42 c 是微变等效电路 注意 用三极管微变等效电路代替三极管时管子各引线脚必须 一一对应 第 38 页 1 输入电阻 按定义 16 38 一般RE re 故 根据图16 42 c 微变等效电路 求共基放大器性能指标如下 图16 43共基放大器输入阻抗 2 电流增益 16 39 一般RE re 故 3 外观电压增益 负号表示输出电流方向与假定方向相反 16 40 可见 共基放大器的外观电压增益与共发放大器相同 外观电压增益亦可代入式 16 32 求得 第 39 页 图16 44共集电极放大器 则 16 43 上式右边第二项是RL 折算到基极的值 当满足 1 RL rbe以及RB Ri 时 而 Ri 1 RL 4 输出电阻 利用微变等效电路来求R0 如图16 45所示 将电压源短路 外加电压U0 若产生I0 则按定义 结论 式 16 46 表明 共集电极电路输出电压与输入电压同相 而且U0 Ui 因而输出端电位跟随着输入端电位 的变化而变化 故共集放大器又称射极跟随器 由于它的输出端是在发射极上 故又称射极输出器 而 图16 45 第 40 页 结论 综上所述 共集放大器的主要特点是电压放大倍数接近1 输入电阻高 输出电阻低 射极输出器的输出电阻远比共发或共基低 因而它具有恒压输出特性 表16 2是三种组态放大电路基本特性比较 例16 4共发射极放大器实用电路如图16 46 a 已知UBEQ 0 7伏 3 求外观电压增益 C1 C2 CE对交流 2 画出交流通路 1 估算集电极静态工作点电流ICQ及UCEQ 100 bb 400 均可认为短路 表2 2BJT三种组态放大电路基本特性比较 组态 解 由图16 46 c 及相应公式 16 17 RB RB1 RB2 2 83K UBB 1 7伏 ICQ IBQ 100 10 A 1mA UCEQ UCC ICQRC IEQRE UCC ICQ RE RC 8V 1 根据戴维南定理 由图16 46 b 电路 求出 第 41 页 2 交流通路如图16 46 d 所示 3