共射极放大器的交流等效电路分析法

1、共射极放大器的交流等效电路分析法第一页，共72页。UoUiUsRsRB2C1RECERLUCCRCRB1C2图图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路(a)电路电路第二页，共72页。(b)交流等效电路交流等效电路图图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB11.电压放大倍数电压放大倍数第三页，共72页。1.电压放大倍数电压放大倍数beLbeLCiouLCbLCcobebirRrRRUUARRIRRIUrIU)()()(输出、输入电压反相输出、输入电压反相LC

2、LCQbbebbbeRRRmVImVrrrr)()()(26)1 (分析各性能指标。主要包括以下性能指标：分析各性能指标。主要包括以下性能指标： iouUUA 无量纲参数无量纲参数第四页，共72页。关于电压放大倍数关于电压放大倍数Au的讨论的讨论成正比；无关，而与与CQI. 1CQLLmbeLuImVRRgrRA)(26由于成正比。与LR. 23.可取分贝（可取分贝（dB）为单位。即：）为单位。即：dBUUlgAiou20当忽略当忽略rbb时，时，第五页，共72页。(b)交流等效电路交流等效电路图图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路UiRiRsRB2rbeI

3、iRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB1 2.电流放大倍数电流放大倍数第六页，共72页。 2.电流放大倍数电流放大倍数LCCbeBBioiBbeBbiLCCbLCCcoRRRrRRIIARrRIIRRRIRRRIIioiIIA 无量纲参数无量纲参数可取分贝（可取分贝（dB）为单位。）为单位。可见，共射极放大器既有电压放大，又有电流放可见，共射极放大器既有电压放大，又有电流放大，因而具有极大的功率增益。大，因而具有极大的功率增益。第七页，共72页。(b)交流等效电路交流等效电路图图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路UiRiRsRB2rbeIiRCR

4、LUoeIbIbrceRoIcIobcRB1 输入电阻输入电阻Ri 输出电阻输出电阻Ro 第八页，共72页。 3.输入电阻输入电阻RibebeBBiiirrRRIUR21定义：从放大器输入端看进去的电阻，即：定义：从放大器输入端看进去的电阻，即： iiiIUR UsAuoUiRLRsUiRiRoUoRi表征放大器从信号源获得信号的能力。表征放大器从信号源获得信号的能力。第九页，共72页。4.输出电阻输出电阻Ro定义：从放大器输出端看进去的电阻。定义：从放大器输出端看进去的电阻。 根据戴维南定理，可得：根据戴维南定理，可得： CSSoooRIUIUR00或Ro是一个表征放大器带负载能力的参数。是

5、一个表征放大器带负载能力的参数。UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB1第十页，共72页。 对于对于电压输出电压输出。Ro越小，带负载能力越越小，带负载能力越强，即负载变化时放大器输出给负载的电压强，即负载变化时放大器输出给负载的电压基本不变。基本不变。 对于对于电流输出电流输出。Ro越大，带负载能力越大，带负载能力越强，即负载变化时放大器输出给负载越强，即负载变化时放大器输出给负载的电流基本不变。的电流基本不变。 第十一页，共72页。5. 源电压放大倍数源电压放大倍数AusuisiiosisousARRRUUUUUUAuusAA若若RiRs ，则：，则：

6、uusAAUiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB1第十二页，共72页。UoUiUsRsRB2C1RERLUCCRCRB1C2CE图图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路(a)电路电路 6.发射极接有电阻发射极接有电阻RE时的情况时的情况第十三页，共72页。EbbebiRIrIU)1 (UsRsUiRb2Rb1RErbeIbRCRLUoIb 图图2.5.12 发射极接电阻时的交流等效电路发射极接电阻时的交流等效电路LboRIU第十四页，共72页。EmLmEbeLiouRgRgRrRUUA1)1 (时）当beEELurRRRA

7、)1 (UsRsUiRb2Rb1RErbeIbRCRLUoIb第十五页，共72页。EbebiiRrIUR)1 (Ri=RB1RB2RcUooORIURS0UsRsUiRb2Rb1RErbeIbRCRLUoIb第十六页，共72页。例例2.5.3 下图电路中，若下图电路中，若RB1=75k，RB2=25k, RC=RL=2k,RE=1k,UCC=12V，晶体管采用，晶体管采用3DG6管，管，=80, r bb=100,Rs=0.6k,试求直流工作点试求直流工作点ICQ、UCEQ及及Au,Ri,Ro和和Aus等项指标。等项指标。UoUiUsRsRB2C1RECERLUCCRCRB1C2第十七页，共7

8、2页。RB1=75k，RB2=25k, RC=RL=2k,RE=1k, UCC=12V，=80, r bb=100,Rs=0.6k,试求直流工作点试求直流工作点ICQ、UCEQ及及Au,Ri,Ro和和Aus等项指标。等项指标。UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB1第十八页，共72页。VRRIUUmARUUIIVURRRUECCQCCCEQEBEQBEQCQCCBBBB1 . 5) 12(3 . 212)(3 . 217 . 03312257525212 解解 按估算法计算按估算法计算Q点：点： UoUiUsRsRB2C1RECERLUCCRCRB1C2第

9、十九页，共72页。kRRRkIrrrRUUALCLCQbbbebeLiou12213 . 2268010026式中：UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB1计算计算Au: 第二十页，共72页。50)80(16 . 01211157580118021uisisousCobeBBiuARRRUUAkRRkrRRRA的阻值代入上式，得，将LbeRrUiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB1第二十一页，共72页。UoUiUsRsRB2C1RE1CERLUCCRCRB1C2RE2例例2.5.4 在上例中，将在上例中，将RE变为两个

10、电阻变为两个电阻RE1和和RE2串联，串联，且且RE1=100,RE2=900，而旁通电容，而旁通电容CE接在接在RE2两端，两端，其它条件不变，试求此时的其它条件不变，试求此时的交流指标交流指标。第二十二页，共72页。UsRsUiRb2Rb1RErbeIbRCRLUoIb1解解 由于由于RE=RE1+RE2=1k，所以，所以Q点不变。对于交流点不变。对于交流通路，现在射极通过通路，现在射极通过RE1接地。交流等效电路为：接地。交流等效电路为：第二十三页，共72页。8)8 . 8(66 . 0626 1 . 0811 2575)1 (8 . 81 . 0811180)1 (1211uisiso

11、usCoEbeBBiEbeLiouARRRUUAkRRkRrRRRRrRUUAUsRsUiRb2Rb1RErbeIbRCRLUoIb1第二十四页，共72页。可见，可见，RE1的接入，使得的接入，使得Au减小了约减小了约10倍。但是，倍。但是，由于输入电阻增大，因而由于输入电阻增大，因而Aus与与Au的差异明显减小了。的差异明显减小了。第二十五页，共72页。 2.6 共集电极放大器共集电极放大器UoUiUsRsRB2C1RERLUCCRB1C2(a)电路电路第二十六页，共72页。图图2.6.1 共集电极放大器及交流等效电路共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路UiRiRsUs

12、RB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIie第二十七页，共72页。1.电压放大倍数电压放大倍数AuLELLbeLiouLbbebobebiLbLEeoRRRRrRUUARIrIUrIURIRRIU)1 ()1 ()1 ()1 ()(因而因而 式中：式中： Au1，所以，所以仍有较大的功率增益。仍有较大的功率增益。 UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIie第三十页，共72页。图图2.6.1 共集电极放大器及交流等效电路共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRE

13、RLIoRiIie3.输入电阻输入电阻Ri第三十一页，共72页。iBBiRRRR21LbeiRrR)1 (KRKrLbe1,100,1若KRi102则：Ri显著增大，所以共集电极电路的具有高输显著增大，所以共集电极电路的具有高输入电阻的特性入电阻的特性第三十二页，共72页。图图2.6.1 共集电极放大器及交流等效电路共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIie4.输出电阻输出电阻Ro第三十三页，共72页。UorbeRsRB2RB1IbRoRERoIoIeIoIb 图图2.6.2 求共集放大器求共集放大

14、器Ro的等效电路的等效电路第三十四页，共72页。UorbeRsRB2RB1IbRoRERoIoIeIoIboEUbooRRIURs011beBsbbeBsbeoooorRRIrRRIIUIUR10sbeEoEUbooRrRRRIURs21BBssRRRR 式中：式中：第三十五页，共72页。KRKrSbe1,100,2若7 .29oR则：UorbeRsRB2RB1IbRoRERoIoIeIoIb1besrR是基极支路的电阻折合到射极的等效电是基极支路的电阻折合到射极的等效电阻阻 输出电阻小。输出电阻小。第三十六页，共72页。共集电路的特点：共集电路的特点： 电压放大倍数小于电压放大倍数小于1而近

15、于而近于1；输出电压与输入电压同相；输出电压与输入电压同相；输入电阻高；输入电阻高；输出电阻低。输出电阻低。第三十七页，共72页。 2.7 共基极放大器共基极放大器C1UiREC2RCRB1RB2CBUoRLUCC(a)共基极放大电路共基极放大电路第三十八页，共72页。 图图2.7.1 共基极放大器及其交流等效电路共基极放大器及其交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路IiUiRERiIerbeRiIbRCRoRLIoUoIb第三十九页，共72页。1.电压放大倍数电压放大倍数AuLCLbeLiouLCbobebiRRRrRUUARRIUrIU)(,式中：式中： 2.电流放大倍数电流放大倍数A

16、iLCCcoRRRIILCCLCCecioiRRRRRRIIIIA第四十页，共72页。3.输入电阻输入电阻Ri4.输出电阻输出电阻Ro11beEiEibeeiirRRRRrIURCoRR 第四十一页，共72页。 273 三种基本放大器性能比较三种基本放大器性能比较第四十二页，共72页。第四十三页，共72页。28 放大器的级联放大器的级联 281级间耦合方式级间耦合方式多级放大器各级之间连接的方式称为耦合方式。多级放大器各级之间连接的方式称为耦合方式。级间耦合的要求级间耦合的要求 : 确保各级放大器有合适的直流工作点；确保各级放大器有合适的直流工作点； 前级输出尽可能多的加到后级的输入端前级输出

17、尽可能多的加到后级的输入端 常用的耦合方式有三种：阻容耦合、变压器耦合和直常用的耦合方式有三种：阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。接耦合。第四十四页，共72页。阻容耦合阻容耦合优点优点：各级的直流工作点相互独立，不会：各级的直流工作点相互独立，不会影响各自设定的工作点。影响各自设定的工作点。缺点缺点：低频特性差。：低频特性差。第四十五页，共72页。变压器耦合变压器耦合优点：优点：各级的直流工作点相互独立；可实现阻抗各级的直流工作点相互独立；可实现阻抗变换。变换。缺点：缺点：低频特性差低频特性差; 变量器体积大，不易集成。变量器体积大，不易集成。第四十六页，共72页。UiRi2A1A2Uo(a)直

18、接耦合框图直接耦合框图直接耦合直接耦合优点：优点：易集成；没有电抗元件，具有良好易集成；没有电抗元件，具有良好的频率特性，对低频和高频信号均能放大。的频率特性，对低频和高频信号均能放大。第四十七页，共72页。直接耦合直接耦合缺点：缺点：1、各级直流工作点相互影响。、各级直流工作点相互影响。解决方法：合理的设计偏置电路。解决方法：合理的设计偏置电路。 2、零点漂移严重、零点漂移严重解决方法：输入端采用差动电路。解决方法：输入端采用差动电路。UiRi2A1A2Uo(a)直接耦合框图直接耦合框图第四十八页，共72页。RE2UoUCC (a)垫高后级的发射极电位垫高后级的发射极电位第四十九页，共72页

19、。 (b)垫高后级的发射极电位垫高后级的发射极电位 (c)垫高后级的发射极电位垫高后级的发射极电位RDZ第五十页，共72页。UoUCCNPNPNP图图2.8.3 直接耦合电平配置方式实例直接耦合电平配置方式实例(d)NPN、PNP管级联管级联第五十一页，共72页。282级联放大器的性能指标计算级联放大器的性能指标计算unuunoooioiouAAAUUUUUUUUA 21)1(01211、一个、一个n级放大器的总电压放大倍数级放大器的总电压放大倍数Au为：为： 第五十二页，共72页。211iLRRiiRR2、级联放大器的输入电阻即为第一级的输入电、级联放大器的输入电阻即为第一级的输入电阻阻Ri

20、1，但应将后级的输入电阻，但应将后级的输入电阻Ri2作为其负载，作为其负载， 第五十三页，共72页。3、级联放大器的输出电阻即为最末级的输出电、级联放大器的输出电阻即为最末级的输出电阻阻Ro(n)，但应将前级的输出电阻，但应将前级的输出电阻Ro(n-1)作为其作为其信号源内阻信号源内阻 )1( nosnRRonoRR第五十四页，共72页。图图2.8.6 两级共射极放大器两级共射极放大器(a)电路电路第五十五页，共72页。(b)交流通路交流通路第五十六页，共72页。21uuiouAAUUA121111beiCiourRRUUA22221EbeiRrR22222221EbeLCiouRrRRUUA

21、RB1RB2rbe2Rc1rbe1RE2Rc2RLRi1Ri2Ib1Ib2Ib1Ib2+-UiUo+-+-Uo1第五十七页，共72页。121211beBBiLiirRRRRRR2122CCsooRRRRRRB1RB2rbe2Rc1rbe1RE2Rc2RLRi1Ri2Ib1Ib2Ib1Ib2+-UiUo+-+-Uo1第五十八页，共72页。283 组合放大器组合放大器一、一、CCCE组合放大器组合放大器UoRB1RiRB2RC2RLRoUiUsRsRE1Ro1V1V2 (a)CCCE电路电路CC-CE组合电路具有高的输入电阻，组合放大器的组合电路具有高的输入电阻，组合放大器的Aus近近似为后级共射

22、放大器的电压增益。似为后级共射放大器的电压增益。 第五十九页，共72页。图图2.8.8 CECC电路电路UoRB1RiRB2RLRoUiV1RC1Ri2RE2V2二、二、 CECC组合放大器组合放大器CE-CC具有低的输出电阻，组合放大器的具有低的输出电阻，组合放大器的Au近似为共射近似为共射放大器在负载开路时的电压增益。放大器在负载开路时的电压增益。 第六十页，共72页。例例2.8.2 放大电路如图放大电路如图2.8.9所示。已知晶体管所示。已知晶体管=100, rbe1=3k,rbe2=2k,rbe3=1.5k，试求放大器的输入电阻、，试求放大器的输入电阻、输出电阻及源电压放大倍数。输出电

23、阻及源电压放大倍数。 图图2.8.9 例例2.8.2电路电路 RsUsRE15.3kRRC23kRE33kUEE(6V)RLUo0.2kVD1V1V2V3( (6V)UCC2kVZ第六十一页，共72页。解解: 该电路为共集、共射和共集三级直接耦合放该电路为共集、共射和共集三级直接耦合放大器。大器。RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo2第六十二页，共72页。kRRrRRkrRiEbeRRiibeiiL150)23 . 5)(1001 (3)(1 (221112221(1)输入电阻输入电阻Ri：RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo2第六十三页，共72页。(2)输出电阻输出电阻Ro: 4510015 . 1331332332223beCERRooCorRRRRkRRosRE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo2第六十四页，共72页。(3)源电压放大倍数源电压放大倍数Aus: 9 . 0)23 . 5(1013)23 . 5(101)(1 ()(1 (2112111iEbeiEiouRRrRRUUARE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo2第六十五页，共72页。1302)2 . 03(