共射极基本放大电路

1、基本放大电路基本放大电路1 1 共射放大电路共射放大电路2 2 共集电极电路与共基极电路共集电极电路与共基极电路3 3 场效应管基本放大电路场效应管基本放大电路4 4 多级放大电路多级放大电路5 5 放大电路的频率特性放大电路的频率特性6 6 小信号调谐放大器小信号调谐放大器三极管对信号实现放大作用时在电路中可有三极管对信号实现放大作用时在电路中可有三种不同的连接方式（或称三种组态），即共三种不同的连接方式（或称三种组态），即共（发）射极、共集电极和共基极接法，这三种接（发）射极、共集电极和共基极接法，这三种接法分别以发射极、集电极、基极作为输入回路和法分别以发射极、集电极、基极作为输入回路和

2、输出回路的交流公共端，而构成不同组态的放大输出回路的交流公共端，而构成不同组态的放大电路，如电路，如图图1 1所示。所示。共射放大电路共射放大电路下一页 返回图图 1 放大电路中三极管的三种连接放大电路中三极管的三种连接方式方式返回一、一、 共射放大电路的组成及放大作用共射放大电路的组成及放大作用1. 1. 电路基本组成及各元件作用电路基本组成及各元件作用共发射极基本放大电路的组成如共发射极基本放大电路的组成如图图2 2所示，本所示，本电路采用的是电路采用的是NPNNPN管。为保证放大电路能够不失管。为保证放大电路能够不失真地放大交流信号，放大电路的组成应遵循以下真地放大交流信号，放大电路的组

3、成应遵循以下原则：原则：共射放大电路共射放大电路下一页 返回图图2 共（发）射极放大电路共（发）射极放大电路 返回1) 1) 保证三极管工作在放大区保证三极管工作在放大区 2) 2) 保证信号有效的传输保证信号有效的传输2. 2. 放大电路中电压、电流的方向及符号规定放大电路中电压、电流的方向及符号规定1) 1) 电压、电流正方向的规定电压、电流正方向的规定为了便于分析，规定：电压的正方向都以输入、为了便于分析，规定：电压的正方向都以输入、输出回路的公共端为负，其他各点均为正；电流方输出回路的公共端为负，其他各点均为正；电流方向以三极管各电极电流的实际方向为正方向。向以三极管各电极电流的实际方

4、向为正方向。共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页图图 3 共（发）射极放大电路的简化共（发）射极放大电路的简化画法画法 返回图图 4 三极管集电极的电流波形三极管集电极的电流波形返回3. 3. 静态分析静态分析1 1） 直流通路及静态工作点直流通路及静态工作点所谓直流通路，是指当输入信号所谓直流通路，是指当输入信号u ui i=0=0时，电路在时，电路在直流电源直流电源V VCCCC的作用下，直流电流所流过的路径。在的作用下，直流电流所流过的路径。在画直流通路时，将电路中的电容开路，电感短路。画直流通路时，将电路中的电容开路，电感短路。图图2-32-3所对应的直流通路如所对应的直流通路如

5、图图5(5(a a) )所示。所示。共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页2) 2) 放大电路静态工作点的估算放大电路静态工作点的估算由图由图5(5(a a) )所示的直流通路，直流电源所示的直流通路，直流电源+ +V VCCCC经经基极偏置电阻基极偏置电阻R Rb b为三极管发射结提供正向偏置电为三极管发射结提供正向偏置电压，压，共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页图图 5 基本共射放大电路的静态情况基本共射放大电路的静态情况返回经集电极电阻经集电极电阻R Rc c为三极管集电结提供反向偏置电为三极管集电结提供反向偏置电压。由直流通路得基极静态电流压。由直流通路得基极静态电流I I

6、BQBQ： 根据三极管的电流放大特性，得集电极静态电流根据三极管的电流放大特性，得集电极静态电流I ICQCQ：共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页bBEQCCBQRUVIBQCQII共射放大电路共射放大电路再根据集电极回路可求出集电极再根据集电极回路可求出集电极- -发射极之间发射极之间的电压的电压U UCEQCEQ ：当三极管处于临界饱和状态时，仍然满足当三极管处于临界饱和状态时，仍然满足I IC C= =IIB B，此时的基极电流称为基极临界饱和电流，此时的基极电流称为基极临界饱和电流，用用I IBSBS表示，则表示，则 下一页 返回上一页cCCCSBSRVIIcCQCCCEQRI

7、VU4. 4. 动态分析动态分析所谓动态，是指放大电路输入信号所谓动态，是指放大电路输入信号u ui i不为零不为零时的工作状态。当放大电路中加入正弦交流信号时的工作状态。当放大电路中加入正弦交流信号u ui i时，电路中各极的电压、电流都是在直流量的时，电路中各极的电压、电流都是在直流量的基础上发生变化，即瞬时电压和瞬时电流都是由基础上发生变化，即瞬时电压和瞬时电流都是由直流量和交流量叠加而成的。直流量和交流量叠加而成的。共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页在图在图3 3中，输入信号中，输入信号u ui i通过耦合电容通过耦合电容C C1 1传送到三传送到三极管的基极与发射极之间，使得

8、基极与发射极之间极管的基极与发射极之间，使得基极与发射极之间的电压为的电压为输入信号输入信号u ui i变化时，会引起变化时，会引起u uBEBE随之变化，相应的随之变化，相应的基极电流也在原来基极电流也在原来I IBQBQ的基础上叠加了因的基础上叠加了因u ui i变化产生变化产生的变化量的变化量i ib b。共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页iBEQBEuUu当放大电路中在交流输入信号当放大电路中在交流输入信号u ui i的作用下，只有交的作用下，只有交流电流所流过的路径，称为交流通路。画交流通路时，流电流所流过的路径，称为交流通路。画交流通路时，放大电路中的耦合电容短路；由于直流

9、电源放大电路中的耦合电容短路；由于直流电源V VCCCC的内阻的内阻很小（理想电压源内阻近似为零），对交流变化量几很小（理想电压源内阻近似为零），对交流变化量几乎不起作用，所以直流电源对交流视为短路。图乎不起作用，所以直流电源对交流视为短路。图3 3所所示基本共射放大电路的交流通路如示基本共射放大电路的交流通路如图图6 6所示。所示。共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页图图 6 共射放大电路的交流通路共射放大电路的交流通路返回这时，基极的总电流则为直流和交流的叠加，这时，基极的总电流则为直流和交流的叠加，即即经三极管放大后得集电极电流经三极管放大后得集电极电流集电极集电极- -发射极之间

10、的电压发射极之间的电压 共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页bBQBiIicCQbBQBCiIiIiiceCEQccCEQccCQCCcCCCCE)(uURiURiIVRiVu二、二、 放大电路图解分析法放大电路图解分析法由于三极管属于非线性器件，故用图解法进行分析比较直由于三极管属于非线性器件，故用图解法进行分析比较直观。观。1. 1. 静态图解法静态图解法以以图图7(7(a a) )所示共射放大电路为例，分析静态时，电容所示共射放大电路为例，分析静态时，电容C C1 1和和C C2 2视为开路，这时电路可画成图视为开路，这时电路可画成图7(7(b b) )所示的直流通路。三极管所示的

11、直流通路。三极管的静态工作点的四个量，在基极回路中有的静态工作点的四个量，在基极回路中有I IBQBQ和和U UBEQBEQ，在集电极，在集电极回路中有回路中有I ICQCQ和和U UCEQCEQ，下面分别进行讨论。，下面分别进行讨论。共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页图图7 图解法分析静态图解法分析静态返回1) 1) 基极回路基极回路如图如图7(7(b b) )示的直流通路，由电源示的直流通路，由电源V VCCCC 、电阻、电阻R Rb b和发和发射结构成基极回路，射结构成基极回路，V VCCCC和和R Rb b是线性电路部分，而发射是线性电路部分，而发射结的伏安特性是非线性部分，如

12、图结的伏安特性是非线性部分，如图7(7(c c) )所示。由图所示。由图7(7(c c) )的三极管输入特性曲线可解出的三极管输入特性曲线可解出U UBEQBEQ和和I IBQBQ。U UBEQBEQ为发为发射结正向电压，三极管导通时，射结正向电压，三极管导通时，u uBEBE= =U UBEQBEQ变化很小，硅变化很小，硅管管U UBEQBEQ=0.6=0.60.8V0.8V，取，取0.7V0.7V；锗管；锗管U UBEQBEQ= =0.10.10.3V0.3V，取，取0.3V0.3V。 共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页2) 2) 集电极回路集电极回路对于集电极回路，三极管的管压降

13、对于集电极回路，三极管的管压降U UCEQCEQ与集电极电流与集电极电流I ICQCQ的关系符合的关系符合三极管自身的输出特性，即三极管自身的输出特性，即I IBQBQ=40A=40A的那条曲线，如的那条曲线，如8 8所示。电源所示。电源V VCCCC和和R Rc c的关系是线性关系，即满足的关系是线性关系，即满足 利用上式在三极管输出特性曲线上作一直线，如图利用上式在三极管输出特性曲线上作一直线，如图8 8所示，它与横所示，它与横轴和纵轴分别相交于轴和纵轴分别相交于M M (12V(12V，0mA)0mA)和和N N (0V(0V，3mA)3mA)两点，其斜率为两点，其斜率为- -1/1/R

14、 Rc c，是由集电极电阻，是由集电极电阻R Rc c决定的。由于所讨论的是静态工作情况，电路决定的。由于所讨论的是静态工作情况，电路中的电压、电流都是直流量，所以直线中的电压、电流都是直流量，所以直线MNMN称为直流负载线。称为直流负载线。 共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页CcCCCEiRVu图图8 直流负载线直流负载线返回2. 2. 动态图解法动态图解法1) 1) 输入回路的动态图解分析输入回路的动态图解分析以基本共射放大电路为例，其输入特性如以基本共射放大电路为例，其输入特性如9 9所示。所示。当输入端加入信号当输入端加入信号u ui i=20sin=20sintt(mV(mV

15、）时，由于有隔直电容）时，由于有隔直电容C C1 1的存在，的存在，加在三极管发射结上的电压就是静态值加在三极管发射结上的电压就是静态值U UBEQBEQ与与u ui i的叠加值，即的叠加值，即 利用利用u uBEBE值在三极管输入特性曲线上可对应作出值在三极管输入特性曲线上可对应作出i iB B值，值，i iB B是静态电流是静态电流I IBQBQ与交流电流与交流电流i ib b的叠加值，即的叠加值，即共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页iBEQBEuUubBQBiIi图图9图解法分析动态图解法分析动态返回2) 2) 输出回路的动态图解分析输出回路的动态图解分析随着随着i iB B的变

16、动的变动i iC C也相应的变动，放大电路的工作点以也相应的变动，放大电路的工作点以Q Q点为中点，点为中点，在直流负载线上变动。当输入信号在直流负载线上变动。当输入信号u ui i为正半周，为正半周，i iB B由由4040A A向向6060A A变动时，放大电路的工作点先由变动时，放大电路的工作点先由Q Q移动到移动到Q Q1 1，再回到，再回到Q Q。当输入信号。当输入信号u ui i负半周，负半周，i iB B由由4040A A向向2020A A变动时，放大电路的工作点先由变动时，放大电路的工作点先由Q Q移动移动到到Q Q2 2，再回到，再回到Q Q。即放大电路的工作点随着。即放大电

17、路的工作点随着i iB B的变动将沿着直流负载的变动将沿着直流负载线在线在Q Q1 1与与Q Q2 2之间移动，因此，直线段之间移动，因此，直线段Q Q1 1 Q Q2 2是工作点移动的轨迹，通是工作点移动的轨迹，通常称为动态工作范围。常称为动态工作范围。 共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页3. 3. 交流负载线交流负载线放大电路在工作时，输出端总要接上一定的负载，如图放大电路在工作时，输出端总要接上一定的负载，如图( (a a) )所示电所示电路，这时放大电路的工作情况是否会因为路，这时放大电路的工作情况是否会因为R RL L的接入而受到影响呢？的接入而受到影响呢？在静态时，由于隔直

18、电容在静态时，由于隔直电容C C2 2的作用，的作用，R RL L对直流通路无影响，故电路对直流通路无影响，故电路的直流负载线同前面的空载情况一样。对交流来说，电容的直流负载线同前面的空载情况一样。对交流来说，电容C C2 2可看作短路，可看作短路，直流电源直流电源V VCCCC内阻近似为零，也可看作短路，这时输出回路的交流等效电内阻近似为零，也可看作短路，这时输出回路的交流等效电路如图路如图( (b b) )所示。所示。如果输入信号不变，仍为如果输入信号不变，仍为u ui i=20sin=20sintt(mV)(mV)，则，则i ib b也不变，经过三极也不变，经过三极管的电流放大，管的电流

19、放大，i ic c和负载开路时相同。和负载开路时相同。 共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页图图10 图解法分析放大电路图解法分析放大电路(有载有载)返回(a) 基本共射电路 (b) 交流通路 这时电流的关系仍然满足这时电流的关系仍然满足i iC C= =I ICQCQ+ + i ic c。其。其中直流中直流I ICQCQ只流经只流经R Rc c支路，而交流分量支路，而交流分量i ic c流经流经R Rc c和和R RL L的并联支路。这时的管压降满足下式的并联支路。这时的管压降满足下式经经C C2 2的隔直作用，输出交流电压的隔直作用，输出交流电压u uo o为为 共射放大电路共射放大

20、电路下一页 返回上一页LccCQCCLcccCQCCCE)/(RiRIVRRiRIVuLcoRiu4 4图解法分析静态工作点的位置对放图解法分析静态工作点的位置对放大质量的影响大质量的影响1) 1) 非线性失真非线性失真因为三极管是非线性器件，当静态工作因为三极管是非线性器件，当静态工作点点Q Q定得偏低，也就是定得偏低，也就是I IBQBQ和和I ICQCQ偏小时，会偏小时，会导致不能正常放大输入信号导致不能正常放大输入信号u ui i。 共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页 图图11 静态工作点对波形失真的影响静态工作点对波形失真的影响返回如图如图1111( (a a) )所示，输入

21、信号所示，输入信号u ui i负半周会负半周会使工作点进入三极管输出特性曲线的截止使工作点进入三极管输出特性曲线的截止区，从而不能被正常放大，此种失真称为区，从而不能被正常放大，此种失真称为截止失真。由于输入信号和输出信号是反截止失真。由于输入信号和输出信号是反相的，由图也可观察到，输出信号相的，由图也可观察到，输出信号u uo o的正的正半周产生失真，截止失真也称顶部失真。半周产生失真，截止失真也称顶部失真。 共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页2) 2) 选择静态工作点的原则选择静态工作点的原则(1) (1) 若使放大电路的输出电压不失真，并且尽若使放大电路的输出电压不失真，并且尽可

22、能地大，静态工作点可能地大，静态工作点Q Q应设在交流负载线的中点应设在交流负载线的中点附近。附近。(2) (2) 如果输入信号幅值很小，在保证波形不失如果输入信号幅值很小，在保证波形不失真的前提下，静态工作点应选低些，可减少电路真的前提下，静态工作点应选低些，可减少电路的功耗。的功耗。 共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页3) 3) 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响在实际工作中，由于半导体材料的热敏在实际工作中，由于半导体材料的热敏性，三极管的参数几乎都与温度有关，从性，三极管的参数几乎都与温度有关，从而导致放大电路的静态工作点而导致放大电路的静态工作点Q Q不稳定，影不稳

23、定，影响放大电路的正常工作。响放大电路的正常工作。 共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页5. 5. 静态工作点稳定电路静态工作点稳定电路 1) 1) 分压式偏置电路分压式偏置电路分压式偏置电路如分压式偏置电路如图图a a) )所示，与固定偏置式电所示，与固定偏置式电路不同的是：基极直流偏置电位路不同的是：基极直流偏置电位U UBQBQ是由基极偏置电是由基极偏置电阻阻R Rb1b1和和R Rb2b2对对V VCCCC分压来取得的，故称这种电路为分分压来取得的，故称这种电路为分压式偏置电路；电路中增加了发射极电阻压式偏置电路；电路中增加了发射极电阻R Re e，用来，用来稳定电路的静态工作点

24、。稳定电路的静态工作点。 共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页(2) (2) 静态工作点的估算静态工作点的估算直流通路如图直流通路如图( (b b) )所示。所示。当三极管工作在放大区时，当三极管工作在放大区时，I IBQBQ很小。当满很小。当满足足I I1 1I IBQBQ时，时，I I1 1I I2 2，则有：，则有： 共射放大电路共射放大电路CCb2b1b2BQVRRRUeBEQBEQRUUIEQCQIICQBQII)(ecCQCCCEQRRIVU(3) (3) Q Q点的稳定过程点的稳定过程当满足当满足I I1 1I IBQBQ时，时，U UBQBQ固定，假如温度上升，固定，假如

25、温度上升， 2) 2) 带有发射极电阻带有发射极电阻R Re e 的固定偏置电路的固定偏置电路(1) (1) 电路组成电路组成电路如图电路如图2-162-16所示。所示。(2) (2) 静态工作点的估算静态工作点的估算根据电路有根据电路有 共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页CQBQBEQEQEQCQIIUUIITebBEQCCBQ)1 (RRUVIBQCQII)(ecCQCCCEQRRIVU图图12 带有发射极电阻带有发射极电阻Re的固定偏置式直流电路的固定偏置式直流电路返回三、三、 微变等效电路法微变等效电路法1. 1. 放大电路的动态性能指标放大电路的动态性能指标放大电路放大的对象

26、是变化量，研究放大电放大电路放大的对象是变化量，研究放大电路除了要保证放大电路具有合适的静态工作点外，路除了要保证放大电路具有合适的静态工作点外，更重要的是研究其放大性能。衡量放大电路性能更重要的是研究其放大性能。衡量放大电路性能的主要指标有放大倍数、输入电阻的主要指标有放大倍数、输入电阻r ri i和输出电阻和输出电阻r ro o。 共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页图图 13 放大电路四端网络表示放大电路四端网络表示返回1) 1) 放大倍数放大倍数放大倍数是指输出信号与输入信号之比放大倍数是指输出信号与输入信号之比, ,有电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大有电压放大倍数、电流放大

27、倍数和功率放大倍数等表示方法，其中电压放大倍数最常用。倍数等表示方法，其中电压放大倍数最常用。 共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页io/uuAuio/iiAiio/ PPAp2) 2) 输入电阻输入电阻r ri i它等于放大电路输出端接实际负载电阻它等于放大电路输出端接实际负载电阻R RL L后，后，输入电压输入电压u ui i与输入电流与输入电流i ii i之比，即之比，即对于信号源来说，对于信号源来说，r ri i就是它的等效负载就是它的等效负载 共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页iii/iur isisirrruu图图14 放大电路输入等效电路放大电路输入等效电路返回3)

28、 3) 输出电阻输出电阻r ro o等效输出电阻用戴维南定理分析：将输等效输出电阻用戴维南定理分析：将输入信号源入信号源u us s短路（电流源开路），但要保短路（电流源开路），但要保留其信号源内阻留其信号源内阻r rs s，用电阻串并联方法加，用电阻串并联方法加以化简，计算放大电路的等效输出电阻。以化简，计算放大电路的等效输出电阻。共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页oooiur图图15 放大电路输出等效电路放大电路输出等效电路返回2. 2. 三极管的微变等效模型三极管的微变等效模型 当三极管的静态工作点正常，并且输入微小变当三极管的静态工作点正常，并且输入微小变化的交流信号时，三极管

29、的电压和电流近似为线性化的交流信号时，三极管的电压和电流近似为线性关系关系，为计算方便，将三极等效为一个线性元件，为计算方便，将三极等效为一个线性元件，称为三极管的微变等效模型；将放大电路等效为线称为三极管的微变等效模型；将放大电路等效为线性电路，通常称为微变等效电路。性电路，通常称为微变等效电路。共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页1) 1) 三极管基极与发射极间的等效三极管基极与发射极间的等效放大电路正常工作时，基极与发射极之间相当于放大电路正常工作时，基极与发射极之间相当于一个导通的一个导通的PNPN结。三极管的输入二端口等效为一个结。三极管的输入二端口等效为一个交流电阻交流电阻r

30、 rbebe，它是三极管输入特性曲线上工作点，它是三极管输入特性曲线上工作点Q Q附近的电压微小变化量与电流微小变化量之比。附近的电压微小变化量与电流微小变化量之比。根据三极管输入回路结构分析，根据三极管输入回路结构分析，r rbebe的数值可以的数值可以用下列公式计算：用下列公式计算：共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页bebbEQ26mV(1)(mA)rrIrrbbbb是基区体电阻，对低频小功率管，是基区体电阻，对低频小功率管，rrbbbb约约为为100100500500，如无特别说明，一般取，如无特别说明，一般取rrbbbb=300=300。2) 2) 三极管集电极与发射极间的等效

31、三极管集电极与发射极间的等效当三极管工作在放大区时，当三极管工作在放大区时，i ic c= =iib b即实现了三极即实现了三极管的受控恒流特性管的受控恒流特性，所以，三极管集电极与发射极所以，三极管集电极与发射极间可等效为一个理想受控电流源，大小为间可等效为一个理想受控电流源，大小为iib b，如图，如图( (c c) )所示。将图所示。将图( (b b) )和图和图( (c c) )组合，即可得到三极管的组合，即可得到三极管的微变等效模型，如图微变等效模型，如图( (d d) )所示。所示。 共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页图图16 三极管微变等效过程三极管微变等效过程返回3.

32、3. 利用微变等效电路分析放大电路的动态性能指标利用微变等效电路分析放大电路的动态性能指标共射放大电路如图共射放大电路如图( (a a) )所示，为了分析动态性能指标，首先画出所示，为了分析动态性能指标，首先画出放大电路的交流通路，如图放大电路的交流通路，如图( (b b) )所示。然后将电路中的非线性元件所示。然后将电路中的非线性元件三极管用微变等效模型代换，则得到图三极管用微变等效模型代换，则得到图( (c c) )所示的放大电路的微变所示的放大电路的微变等效电路。等效电路。1) 1) 电压放大倍数（有载），由图电压放大倍数（有载），由图( (c c) )可得可得 得得 共射放大电路共射放

33、大电路下一页 返回上一页LbLcoRiRiuLcL/ RRRbebiriu beLbebLbiorRriRiuuAu图图17共射放大电路共射放大电路返回2) 2) 输入电阻输入电阻r ri i 当当R Rb br rbebe时，时， 3) 3) 输出电阻输出电阻r ro o在图在图2-21(2-21(c c) )中，根据戴维南定理等效电阻的计算方中，根据戴维南定理等效电阻的计算方法，将信号源法，将信号源u us s=0=0，则，则i ib b=0=0，iib b=0=0，可得输出电阻，可得输出电阻 共射放大电路共射放大电路下一页 返回上一页bebiii/ rRiurbeirr coRr 4)

34、4) 源电压放大倍数源电压放大倍数图图2-21(2-21(d d) )所示为考虑信号源内阻时的微变等效电路。可得源电所示为考虑信号源内阻时的微变等效电路。可得源电压放大倍数压放大倍数A Ausus为为又由图可得又由图可得代入，得代入，得 共射放大电路共射放大电路返回上一页sisiiosouuAuuuuuuAuussbebesiisirrrrrruusbeLsorrRuuAus2.2.1 2.2.1 共集电极电路共集电极电路电路如电路如图图2-23(2-23(a a) )所示，所示，图图2-23(2-23(b b) )、( (c c) )分别是它的直流通路分别是它的直流通路和交流通路。由交流通路

35、可以看到，信号从基极输入、发射极输出，和交流通路。由交流通路可以看到，信号从基极输入、发射极输出，集电极是交流接地，是输入回路和输出回路的公共端，故该电路称集电极是交流接地，是输入回路和输出回路的公共端，故该电路称为共集电极电路。由于共集电极电路的输出信号取自发射极，故该为共集电极电路。由于共集电极电路的输出信号取自发射极，故该电路又称为射极输出器。电路又称为射极输出器。1. 1. 静态分析静态分析1) 1) 共集电极放大电路的直流通路如图共集电极放大电路的直流通路如图2-23(2-23(b b) )所示。所示。2.2 2.2 共集电极电路与共基极电路共集电极电路与共基极电路下一页 返回2)

36、2) 静态工作点的估算静态工作点的估算 2. 2. 动态分析动态分析1) 1) 共集电极放大电路的交流通路如图共集电极放大电路的交流通路如图2-23(2-23(c c) )所示，微变等效所示，微变等效电路如图电路如图2-23(2-23(d d) )所示。所示。2.2 2.2 共集电极电路与共基极电路共集电极电路与共基极电路下一页 返回上一页2) 2) 动态参数的估算动态参数的估算(1)(1)电压放大倍数电压放大倍数A Au u的估算的估算（其中（其中 ) )则则由于由于(1+(1+) ) R RLrLrbebe，所以，所以AuAu11，但略小于，但略小于1 1。AuAu为正值，为正值，所以所以

37、u uo o与与u ui i同相。由此说明同相。由此说明u uoou ui i ，即输出信号的变化跟随输入信，即输出信号的变化跟随输入信号的变化，故该电路又称为射极跟随器。号的变化，故该电路又称为射极跟随器。2.2 2.2 共集电极电路与共基极电路共集电极电路与共基极电路下一页 返回上一页LbLeo)1 (RiRiuLcL/ RRR Lbbebobebi)1 (RiriuriuLbeLLbbebLbio)1 ()1 ()1 ()1 (RrRRiriRiuuAu(2) (2) 输入电阻输入电阻r ri i的估算。由图的估算。由图2-23(2-23(d d) )可得可得 则则 R RL L上流过的

38、电流是上流过的电流是i ib b的的(1+(1+) )倍，为了保证等效前后的电压倍，为了保证等效前后的电压不变，故把不变，故把R RL L折算到基极回路时应扩大折算到基极回路时应扩大(1+(1+) )倍。可见，共集电倍。可见，共集电极电路的输入电阻比共发射极电路大得多，对信号源影响程度小，极电路的输入电阻比共发射极电路大得多，对信号源影响程度小，这是射极输出器的特点之一。这是射极输出器的特点之一。2.2 2.2 共集电极电路与共基极电路共集电极电路与共基极电路下一页 返回上一页ibi/ rRr LbebLbbebbii)1 ()1 (RriRiriiur)1 (/LbebiRrRr(3) (3

39、) 输出电阻输出电阻r ro o的估算的估算根据放大电路输出电阻的定义，在图根据放大电路输出电阻的定义，在图2-23(2-23(d d) )中，令中，令u us s=0=0，并去，并去掉负载掉负载R RL L，在输出端外加一测试电压，在输出端外加一测试电压u uP P，可得如，可得如图图2-242-24所示的微变所示的微变等效电路。等效电路。由图可得由图可得 可知，基极回路的总电阻可知，基极回路的总电阻r rbebe+ +r rs s/R Rb b折算到发射极回路，需除以折算到发射极回路，需除以(1+(1+) )。射极输出器的输出电阻由较大的。射极输出器的输出电阻由较大的R Re e和很小的和

40、很小的r ro o并联，因并联，因而而r ro o很小，射极输出器带负载能力比较强。很小，射极输出器带负载能力比较强。2.2 2.2 共集电极电路与共基极电路共集电极电路与共基极电路下一页 返回上一页综上所述，射极输出器是一个具有高输入电阻、低输出电阻、综上所述，射极输出器是一个具有高输入电阻、低输出电阻、电压放大倍数近似为电压放大倍数近似为1 1的放大电路。射极输出器在多级放大电路中常的放大电路。射极输出器在多级放大电路中常用来作输入级，提高电路的带负载能力，也可作为缓冲级，用来隔用来作输入级，提高电路的带负载能力，也可作为缓冲级，用来隔离前后两级电路的相互影响。离前后两级电路的相互影响。2

41、.2.2 2.2.2 共基极放大电路共基极放大电路共基极放大电路如共基极放大电路如图图2-252-25所示，所示，图图2-262-26、2-272-27分别是它的直流分别是它的直流通路和微变等效电路。交流信号通路和微变等效电路。交流信号u ui i经耦合电容经耦合电容C C1 1从发射极输入，放从发射极输入，放大后从集电极经耦合电容大后从集电极经耦合电容C C2 2输出，输出，C Cb b为基极旁路电容，使基极交流为基极旁路电容，使基极交流接地，基极是输入回路和输出回路的公共端，因此称为共基极放大接地，基极是输入回路和输出回路的公共端，因此称为共基极放大电路。电路。2.2 2.2 共集电极电路

42、与共基极电路共集电极电路与共基极电路下一页 返回上一页1. 1. 静态工作点的估算静态工作点的估算由图由图2-262-26的直流通路可知，该放大电路的直流偏置方式为分压的直流通路可知，该放大电路的直流偏置方式为分压式偏置电路，静态工作点的估算略。式偏置电路，静态工作点的估算略。2. 2. 动态性能指标的估算动态性能指标的估算由图由图2-272-27的微变等效电路，得的微变等效电路，得电压放大倍数电压放大倍数 输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻2.2 2.2 共集电极电路与共基极电路共集电极电路与共基极电路返回上一页cLbe(/)uRRAr1/beeirRrcoRr 由于场效应管也具有放大作用，

43、如不考虑物理本质上的区别，由于场效应管也具有放大作用，如不考虑物理本质上的区别，可把场效应管的栅极可把场效应管的栅极(G)(G)、源极、源极(S)(S)、漏极、漏极(D)(D)分别与晶体三极管的基分别与晶体三极管的基极极(B)(B)、发射极、发射极(E)(E)、集电极、集电极(C)(C)相对应，所以场效应管也可构成三种相对应，所以场效应管也可构成三种基本组态电路，分别称为共源基本组态电路，分别称为共源(CS(CS，Common Source)Common Source)、共漏、共漏(CD(CD，Common Drain)Common Drain)和共栅和共栅(CG(CG，Common Gate

44、)Common Gate)极放大电路。本节主要介极放大电路。本节主要介绍共源和共漏两种放大电路。绍共源和共漏两种放大电路。2.3.1 2.3.1 共源放大电路共源放大电路1. 1. 直流偏置及静态分析直流偏置及静态分析场效应管放大电路的组成原则和晶体管放大电路一样，为了使场效应管放大电路的组成原则和晶体管放大电路一样，为了使输出波形不失真，输出波形不失真，2.3 2.3 场效应管基本放大电路场效应管基本放大电路下一页 返回管子也必须工作在输出特性曲线的放大区域内，即也要设置合管子也必须工作在输出特性曲线的放大区域内，即也要设置合适的静态工作点。为此，栅源之间要加上合适的直流电压，通常称适的静态

45、工作点。为此，栅源之间要加上合适的直流电压，通常称为栅极偏置电压。常用的偏置电路有下面两种形式。为栅极偏置电压。常用的偏置电路有下面两种形式。1 1）固定偏压电路）固定偏压电路图图2-28(2-28(a a) )是由是由N N沟道耗尽型场效应管组成的共源放大电路，沟道耗尽型场效应管组成的共源放大电路，C C1 1、C C2 2为耦合电容为耦合电容, , R Rd d为漏极负载电阻，为漏极负载电阻，R Rg g为栅极电阻，为栅极电阻，R Rs s为源极电阻，为源极电阻，C Cs s为源极旁路电容。该电路利用漏极电流为源极旁路电容。该电路利用漏极电流I IDQDQ在源极电阻在源极电阻R Rs s上

46、产生的上产生的压降来获得所需的偏置电压。由于场效应管的栅极不吸取电流，压降来获得所需的偏置电压。由于场效应管的栅极不吸取电流，R Rg g中无电流通过，因此栅极中无电流通过，因此栅极g g和源极和源极s s之间的偏压之间的偏压U UGSQGSQ=-=-I IDQDQR Rs s。这种偏置。这种偏置方式称为自给偏压，也称自偏压电路。方式称为自给偏压，也称自偏压电路。2.3 2.3 场效应管基本放大电路场效应管基本放大电路下一页 返回上一页2. 2. 动态分析动态分析对场效应管放大电路进行动态分析也可以采用图解法和微变等对场效应管放大电路进行动态分析也可以采用图解法和微变等效电路法。图解法分析过程

47、与晶体管放大电路相同，这里不再介绍。效电路法。图解法分析过程与晶体管放大电路相同，这里不再介绍。下面主要讨论微变等效电路法。下面主要讨论微变等效电路法。1) 1) 场效应管的微变等效模型场效应管的微变等效模型在小信号作用下，工作在恒流区的场效应管可用一个线性有源在小信号作用下，工作在恒流区的场效应管可用一个线性有源二端网络来等效。从输入回路看，由于场效应管输入电阻很高，可二端网络来等效。从输入回路看，由于场效应管输入电阻很高，可看作开路；从输出回路看，由于看作开路；从输出回路看，由于i id d= =g gm mu ugsgs，可等效为受控电流源，这，可等效为受控电流源，这样场效应管的等效模型

48、如样场效应管的等效模型如图图2-292-29所示。所示。2.3 2.3 场效应管基本放大电路场效应管基本放大电路下一页 返回上一页2) 2) 共源放大电路的微变等效电路共源放大电路的微变等效电路分压式偏置共源放大电路的微变等效电路如分压式偏置共源放大电路的微变等效电路如图图2-302-30所示。所示。由图由图2-302-30的微变等效电路，可得电压放大倍数为：的微变等效电路，可得电压放大倍数为： 输入电阻为：输入电阻为： 可以看出，可以看出，R Rg3g3是用来提高放大电路的输入电阻的。是用来提高放大电路的输入电阻的。2.3 2.3 场效应管基本放大电路场效应管基本放大电路下一页 返回上一页L

49、mgsLgsmgsLddio)/(RguRuguRRiuuAu)/(g2g1g3iRRRr输出电阻：由戴维南定理可知，当输出电阻：由戴维南定理可知，当u ui i =0 =0，即，即u ugsgs =0 =0时，受控电时，受控电流源流源g gm mu ugsgs =0 =0，相当于开路，所以得放大电路的输出电阻为，相当于开路，所以得放大电路的输出电阻为 2.3.2 2.3.2 共漏放大电路共漏放大电路共漏放大电路又称源极输出器，电路如共漏放大电路又称源极输出器，电路如图图2-31(2-31(a a) )所示，该电路所示，该电路的偏置方式和图的偏置方式和图2-28(2-28(b b) )相同，因

50、而静态分析方法和分压式偏置共源相同，因而静态分析方法和分压式偏置共源放大电路相同。下面主要进行动态分析，该电路的微变等效电路如放大电路相同。下面主要进行动态分析，该电路的微变等效电路如图图2-31(2-31(b b) )所示。所示。1) 1) 电压放大倍数：由图电压放大倍数：由图2-31(2-31(b b) )得得 2.3 2.3 场效应管基本放大电路场效应管基本放大电路下一页 返回上一页doRr 11)1 ()/(LmLmiogsLmogsiLgsmLsdRgRguuAuRguuuRugRRiuuo即即u uo ou ui i，说明输出电压具有跟随输入电压的作用，所以共漏，说明输出电压具有跟

51、随输入电压的作用，所以共漏放大电路又称为源极跟随器。放大电路又称为源极跟随器。2) 2) 输入电阻：由于栅极输入电阻无穷大，故输入电阻由输入电阻：由于栅极输入电阻无穷大，故输入电阻由R Rg1g1、R Rg2g2及及R Rg3g3决定，于是有决定，于是有 3) 3) 输出电阻：由戴维南定理可得输出电阻：由戴维南定理可得 显然，共漏极放大电路的输出电阻很小。显然，共漏极放大电路的输出电阻很小。2.3 2.3 场效应管基本放大电路场效应管基本放大电路下一页 返回上一页g3g2g1i)/(RRRrmSo1/gRr 场效应管放大电路的主要优点是输入电阻大，噪声低、热稳定场效应管放大电路的主要优点是输入

52、电阻大，噪声低、热稳定性好等，由于场效应管的跨导性好等，由于场效应管的跨导g gm m较小，所以场效应管放大电路的电较小，所以场效应管放大电路的电压放大倍数较低，它常用作多级放大器的输入级。压放大倍数较低，它常用作多级放大器的输入级。2.3 2.3 场效应管基本放大电路场效应管基本放大电路返回上一页一般情况下，单管放大电路的电压放大倍数只能达到几十几一般情况下，单管放大电路的电压放大倍数只能达到几十几百倍，放大电路的其他技术指标也难以达到实际工作中提出的要求。百倍，放大电路的其他技术指标也难以达到实际工作中提出的要求。因此，实际的电子设备中，大多采用各种形式的多级放大电路。因此，实际的电子设备

53、中，大多采用各种形式的多级放大电路。2.4.1 2.4.1 多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的组成可用多级放大电路的组成可用图图2-322-32所示的框图来表示。其中，输所示的框图来表示。其中，输入级和中间级的主要作用是实现电压放大，输出级的主要作用是功入级和中间级的主要作用是实现电压放大，输出级的主要作用是功率放大，以推动负载工作。率放大，以推动负载工作。 在多级放大电路中，通常把级与级之间的连接方式称为耦合方在多级放大电路中，通常把级与级之间的连接方式称为耦合方式。级与级之间耦合时，需要满足：式。级与级之间耦合时，需要满足：(1) (1) 耦合后，各级放大电

54、路的静态工作点合适；耦合后，各级放大电路的静态工作点合适；2.4 2.4 多级放大电路多级放大电路下一页 返回(2) (2) 耦合后，多级放大电路的性能指标满足实际工作要求；耦合后，多级放大电路的性能指标满足实际工作要求；(3) (3) 前一级的输出信号能够顺利地传输到后一级的输入端。前一级的输出信号能够顺利地传输到后一级的输入端。为了满足上述要求，一般常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦为了满足上述要求，一般常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。合、变压器耦合。1) 1) 阻容耦合阻容耦合放大电路级与级之间通过电容连接的耦合方式称为阻容耦合。放大电路级与级之间通过电容连接的耦合方式称为

55、阻容耦合。电路如电路如图图2-332-33所示，电容所示，电容C C3 3连接第一级放大电路的输出端和第二级连接第一级放大电路的输出端和第二级放大电路的输入端，即将放大电路的输入端，即将T T1 1集电极的输出信号耦合到集电极的输出信号耦合到T T2 2的基极。阻的基极。阻容耦合多级放大电路的特点：容耦合多级放大电路的特点：2.4 2.4 多级放大电路多级放大电路下一页 返回上一页优点：因电容的优点：因电容的“隔直流隔直流”作用，前后两级放大电路的静态作用，前后两级放大电路的静态工作点相互独立，互不影响，所以阻容耦合放大电路的分析、设计工作点相互独立，互不影响，所以阻容耦合放大电路的分析、设计

56、和调试方便。此外，阻容耦合电路还有体积小、重量轻等优点。和调试方便。此外，阻容耦合电路还有体积小、重量轻等优点。缺点：因耦合电容对交流信号具有一定的容抗，在传输过程缺点：因耦合电容对交流信号具有一定的容抗，在传输过程中，信号会受到一定的衰减。特别对于变化缓慢的信号，其容抗很中，信号会受到一定的衰减。特别对于变化缓慢的信号，其容抗很大，不便于传输。此外，在集成电路中，制造大容量的电容很困难，大，不便于传输。此外，在集成电路中，制造大容量的电容很困难，所以阻容耦合多级放大电路不便于集成。所以阻容耦合多级放大电路不便于集成。2) 2) 直接耦合直接耦合将放大电路级与级之间用导线直接连接，这种连接方式

57、称为直将放大电路级与级之间用导线直接连接，这种连接方式称为直接耦合。电路如接耦合。电路如图图2-342-34所示。所示。2.4 2.4 多级放大电路多级放大电路下一页 返回上一页直接耦合多级放大电路的特点：直接耦合多级放大电路的特点：优点：既可以放大交流信号，又可以放大直流和变化缓慢的优点：既可以放大交流信号，又可以放大直流和变化缓慢的信号；电路便于集成，所以集成电路中多采用直接耦合方式。信号；电路便于集成，所以集成电路中多采用直接耦合方式。缺点：各级静态工作点存在相互牵制和零点漂移问题（零点缺点：各级静态工作点存在相互牵制和零点漂移问题（零点漂移问题将在本书后续章节中详细讨论）。漂移问题将在

58、本书后续章节中详细讨论）。 3) 3) 变压器耦合变压器耦合 放大电路级与级之间通过变压器连接的耦合方式称为变压器耦放大电路级与级之间通过变压器连接的耦合方式称为变压器耦合。电路如合。电路如图图2-352-35所示。变压器耦合多级放大电路的特点：所示。变压器耦合多级放大电路的特点：优点：因变压器只能传输交流信号和进行阻抗变换，所以各优点：因变压器只能传输交流信号和进行阻抗变换，所以各级电路的静态工作点相互独立，互不影响。级电路的静态工作点相互独立，互不影响。2.4 2.4 多级放大电路多级放大电路下一页 返回上一页通过改变变压器的匝数比可以实现阻抗变换，从而获得较大的通过改变变压器的匝数比可以

59、实现阻抗变换，从而获得较大的输出功率。输出功率。缺点：变压器体积大、重量大，不便于集成。同时，频率特缺点：变压器体积大、重量大，不便于集成。同时，频率特性差，也不能传送直流和变化非常缓慢的信号。性差，也不能传送直流和变化非常缓慢的信号。2.4.2 2.4.2 多级放大电路的性能指标多级放大电路的性能指标1. 1. 多级电压放大倍数多级电压放大倍数现以图现以图2-332-33所示的两级阻容耦合放大电路为例，说明多级放大所示的两级阻容耦合放大电路为例，说明多级放大电路电压放大倍数的计算方法。电路电压放大倍数的计算方法。2.4 2.4 多级放大电路多级放大电路下一页 返回上一页在图在图2-332-3

60、3中，由中，由 ， ，且，且 ，得两级，得两级放大电路电压放大倍数为放大电路电压放大倍数为 推广到推广到n n级放大电路，其电压放大倍数为级放大电路，其电压放大倍数为 即多级放大电路的电压放大倍数为各级电压放大倍数之乘积。即多级放大电路的电压放大倍数为各级电压放大倍数之乘积。2. 2. 输入电阻与输出电阻输入电阻与输出电阻输入电阻：多级放大电路的输入电阻，就是输入级的输入电阻。输入电阻：多级放大电路的输入电阻，就是输入级的输入电阻。输出电阻：多级放大电路的输出电阻，就是输出级的输出电阻。输出电阻：多级放大电路的输出电阻，就是输出级的输出电阻。2.4 2.4 多级放大电路多级放大电路返回上一页i