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

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rbe，计算rbe就必须知道IEQ（ICQ），这也需要通过直流计算来获得。,ICQ=IBQ,UCEQ=VCCICQRcIEQReVCCICQ(Rc+Re),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Rb1Rb2rbe，则Rirbe。,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、UBEQ=0.7V、VCC=15V，Rb1=20k、Rb2=5.1k、Rc=3.3k、Re=2k、RL=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rbe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,Re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VCC=15V、Rc=3k、Rb1=390k、Re1=100、Re2=1k、RL=10k，UBE=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,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,式中RL=Re/RL，式(5.6.7)中，由于rbe,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,基极电流：,输入电阻：,根据电阻归算的原理,Ri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Re，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