第四章 三极管及放大电路45-46

1、4.5 放大电路的工作点稳定问题放大电路的工作点稳定问题 温度变化对温度变化对ICBO的影响的影响 温度变化对输入特性曲线的影响温度变化对输入特性曲线的影响 温度变化对温度变化对 的影响的影响 稳定工作点原理稳定工作点原理 放大电路指标分析放大电路指标分析 固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较4.5.1 温度对工作点的影响温度对工作点的影响4.5.2 射极偏置电路射极偏置电路QvCE/ViC/mAiB =0IBQ14.5.1 温度对工作点的影响温度对工作点的影响1. 温度变化对温度变化对ICBO的影响的影响2. 温度变化对输入特性曲线的影响温度变化对输入特性曲线的影

2、响温度温度T 输出特性曲线上移输出特性曲线上移)()C25CBO(CBO00eTTkTII V102 . 2)(30)C25BE(BE0 TTVVT温度温度T 输入特性曲线左移输入特性曲线左移3. 温度变化对温度变化对 的影响的影响温度每升高温度每升高1 C ， 要增加要增加0.5% 1.0%温度温度T 输出特性曲线族间距增大输出特性曲线族间距增大QvCE/ViC/mAiB =0IBQ1总之：总之： ICBO ICEO T VBE IB IC 4.5.2 射极偏置电路射极偏置电路1. 稳定工作点原理稳定工作点原理目标：温度变化时，使目标：温度变化时，使I IC C维持恒定。维持恒定。 如果温度

3、变化时，如果温度变化时，b b点电位能基点电位能基本不变本不变，则可实现静态工作点的稳，则可实现静态工作点的稳定。定。T 稳定原理：稳定原理： IC IE IC VE 、VB不变不变 VBE IB （反馈控制）（反馈控制）b点电位基本不变的条件：点电位基本不变的条件：I1 IB ，CCb2b1b2BVRRRV 此时，此时，不随温度变化而变化。不随温度变化而变化。VB VBE 且且Re可取可取大些，反馈控制作用更强。大些，反馈控制作用更强。 一般取一般取 I1 =(510)IB ， VB =35V Rb1 vi + Cb2 Rb2 Re Rc Cb1 vo + RL T i1 iB iC iE=

4、 iC+iB VCC b c e VB 图图射极偏置电路射极偏置电路 4.5.2 射射极偏置电极偏置电路路2. 放大电路指标分析放大电路指标分析静态工作点静态工作点CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVV CBII Rb1 vi + Cb2 Rb2 Re Rc Cb1 vo + RL T i1 iB iC iE= iC+iB VCC b c e VB 图图射极偏置电路射极偏置电路 4.5.2 射射极偏置电极偏置电路路2. 放大电路指标分析放大电路指标分析电压增益电压增益画小信号等效电路画小信号等效电路 Rb1 vi + Cb2 R

5、b2 Re Rc Cb1 vo + RL T VCC b c e + + Rb1 vi + Cb2 Rb2 Re Rc Cb1 vo + RL T VCC b c e + + Rb1 vi + Rb2 Re Rc vo + RL T VCC b c e Rb1 vi + Rb2 Re Rc vo + RL T VCC b c e Rb1 vi + Rb2 Re Rc vo + RL T b c e Rb1 vi + Rb2 Re Rc vo + RL T b c e bI cI bI b c e rbe Rb1 vi + Rb2 Re Rc vo + RL T b c e Re eI Rb1

6、vi + Rb2 Re Rc vo + RL T b c e Rb1 Rb2 bR Rb1 vi + Rb2 Re Rc vo + RL T b c e + iV Rb1 vi + Rb2 Re Rc vo + RL T b c e Rc Rb1 vi + Rb2 Re Rc vo + RL T b c e RL + oV 4.5.2 射射极偏置电极偏置电路路2. 放大电路指标分析放大电路指标分析电压增益电压增益输出回路：输出回路：)/(LcboRRIV 输入回路：输入回路：ebbebeebebi)1(RIrIRIrIV 电压增益：电压增益：ebeLcebebLcbio)1()/()1()/(

7、RrRRRrIRRIVVAV 画小信号等效电路画小信号等效电路确定模型参数确定模型参数 已知，求已知，求r rbebe)mA()mV(26)1(200EQbeIr 增益增益 Rb1 + Rb2 Re Rc iV RL bR bI cI bI b c e rbe eI + oV 4.5.2 射射极偏置电极偏置电路路2. 放大电路指标分析放大电路指标分析输入电阻输入电阻)1(/ebeb2b1TTiRrRRIVR bRTbIII ebbebeebebT)1(RIrIRIrIV )/(b2b1RTbRRIV 根据定义根据定义由电路列出方程由电路列出方程则输入电阻则输入电阻放大电路的输入电阻不包含信号源

8、的内阻放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻TTiIVR Rb1 Rb2 Re Rc RL bR bI bRI cI bI b c e Ri rbe + TV TI eI + sV Rs Ri 4.5.2 射射极偏置电极偏置电路路2. 放大电路指标分析放大电路指标分析输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻oco/ RRR 求输出电阻的等效电路求输出电阻的等效电路网络内独立源置零网络内独立源置零负载开路负载开路输出端口加测试电压输出端口加测试电压对回路对回路1和和2列列KVL方程方程 r rcece对分析过程影响很大，对分析过程影响很大，此处不能忽略此处不能忽略0)()(ecbsbeb RIIRrI0)

9、()(ebccebcT RIIrIIV 其中其中b2b1ss/RRRR 则则)1(esbeececToRRrRrIVR 当当coRR 时，时，coRR 一般一般cceoRrR （） Rb1 + Rb2 Re Rc sV RL bR bI cI bI b c e Rs rbe + oV + iV Rb1 + Rb2 Re Rc sV RL bR bI cI bI b c e Rs rbe + oV + iV Rb + Re Rc sV RL bI cI bI b c e Rs rbe Rb + Re Rc sV RL bI cI bI b c e Rs rbe Rb Re Rc RL bI cI

10、 bI b c e Rs rbe sR Rb Re Rc RL bI cI bI b c e Rs rbe sR Rb Re Rc bI cI bI b c e Rs rbe sR Rb Re Rc bI cI bI b c e Rs rbe sR + TV TI rce Ro oR 1 2 4.5.2 射射极偏置电极偏置电路路3. 固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较 共射极放大电路共射极放大电路静态：静态：bBECCBRVVI BCII cCCCCERIVV CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(ecCCCCERRIVV CBII Rb1 v

11、i + Cb2 Rb2 Re Rc Cb1 vo + RL T i1 iB iC iE= iC+iB VCC b c e VB 图图射极偏置电路射极偏置电路 Rb1 vi + Cb2 Rb2 Re Rc Cb1 vo + RL T i1 iB iC iE= iC+iB VCC b c e VB 图图射极偏置电路射极偏置电路 4.5.2 射射极偏置电极偏置电路路3. 固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较 固定偏流共射极放大电路固定偏流共射极放大电路电压增益：电压增益：beLc)/(rRRAV ebeLc)1()/(RrRRAV RbviRcRLiVbIcIOVbI固定

12、偏流共射极放大电路固定偏流共射极放大电路输入电阻：输入电阻：bebiii/rRIVR ebeb2b1i)1(/RrRRR 输出电阻：输出电阻：Ro = Rc coRR Rb1 + Rb2 Re Rc iV RL bR bI bRI cI bI b c e rbe eI + oV 射极偏置电路的小信号等效电路射极偏置电路的小信号等效电路 Rb1 vi + Cb2 Rb2 Re Rc Cb1 vo + RL T i1 iB iC VCC b c e VB 图图a 射极偏置电路射极偏置电路 Ce Rb1 vi + Cb2 Rb2 Re Rc Cb1 vo + RL T i1 iB iC iE= iC

13、+iB VCC b c e VB 图图射极偏置电路射极偏置电路 4.5.2 射射极偏置电极偏置电路路beLcebeLc)/()1()/(rRRRrRRAV beb2b1ebeb2b1i/)1(/rRRRrRRR Rb1 + Rb2 Re Rc iV RL bR bI cI bI b c e rbe eI + oV Rb1 + Rb2 Rc iV RL bR bI cI bI b c e rbe + oV + +VCC C2 + C1 Ce + Rc Re2 RL vo T Rb1 + Re1 Rb2 + vi e1beLcV)1()/(RrRRA e1beb2b1i)1(/RrRRR 4.5.

14、2 射射极偏置电极偏置电路路 Rb1 + Rb2 Re1 Rc iV RL bR bI cI bI b c e rbe eI + oV 4.6 共集电极电路和共基极电路共集电极电路和共基极电路 电路分析电路分析 复合管复合管 静态工作点静态工作点 动态指标动态指标 三种组态的比较三种组态的比较4.6.1 共集电极电路共集电极电路4.6.2 共基极电路共基极电路4.6.1 共集电极电路共集电极电路1. 电路分析电路分析 共集电极电路结共集电极电路结构如图示构如图示 该电路也称为该电路也称为射射极输出器极输出器求静态工作点求静态工作点ebBECCB)1(RRVVI eCCCeECCCERIVRIV

15、V BCII eEBEbBCCRIVRIV BE)1(II 由由得得 +VCC + Re + Cb2 + Rb RL vo vi Rs vs Cb1 e b c T + + 电压增益电压增益画小信号等效电路画小信号等效电路 4.6.1 共共集电极电集电极电路路1. 电路分析电路分析 +VCC + Re + Cb2 + Rb RL vo vi Rs vs Cb1 e b c T + + +VCC + Re + Cb2 + Rb RL vo vi Rs vs Cb1 e b c T + + +VCC + Re + + Rb RL vo vi Rs vs e b c T +VCC + Re + +

16、Rb RL vo vi Rs vs e b c T + Re + + Rb RL vo vi Rs vs e b c T + Re + + Rb RL vo vi Rs vs e b c T bI bI b c e rbe + Re + + Rb RL vo vi Rs vs e b c T Re + Re + + Rb RL vo vi Rs vs e b c T Rb + Re + + Rb RL vo vi Rs vs e b c T + iV + sV Rs + Re + + Rb RL vo vi Rs vs e b c T RL + oV + Re + + Rb RL vo vi

17、Rs vs e b c T cI c 电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：LbbebLbbbebi)1( )(RIrIRIIrIV 电压增益：电压增益：1)1()1()1()1(LbeLLbeLLbebLbio RrRRrRRrIRIVVAV 画小信号等效电路画小信号等效电路确定模型参数确定模型参数 已知，求已知，求r rbebe)mA()mV(26)1(200EQbeIr 增益增益 4.6.1 共共集电极电集电极电路路1. 电路分析电路分析其中其中LeL/ RRR LbLbbo)1()(RIRIIV 一般一般beLrR ，则电压增益接近于，则电压增益接近于1 1，同同相相

18、与与ioVV电压跟随器电压跟随器 + Rb iV RL bI cI bI b c e rbe + oV + sV Rs Re 1 VA即即。输入电阻输入电阻)1(/LbebTTiRrRIVR bTbIIIR LbbebT)1(RIrIV bTbRIVR 根据定义根据定义由电路列出方程由电路列出方程则输入电阻则输入电阻TTiIVR LeL/ RRR 当当1 ，beLrR 时，时，Lbi/RRR 4.6.1 共共集电极电集电极电路路1. 电路分析电路分析输入电阻大输入电阻大 + Rb iV RL bI cI bI b c e rbe + oV + sV Rs Re + Rb iV RL bI cI

19、 bI b c e rbe + oV + sV Rs Re Rb RL bI cI bI b c e rbe + TV Re Rb RL bI cI bI b c e rbe + TV Re TI bRI Ri 4.6.1 共共集电极电集电极电路路1. 电路分析电路分析输出电阻输出电阻由电路列出方程由电路列出方程ebbTRIIII )(sbebTRrIV eTeRIVR 其中其中bss/ RRR 则则输出电阻输出电阻 1/beseTTorRRIVR当当 1beserRR，1 时，时， besorRR 输出电阻小输出电阻小 + Rb iV RL bI cI bI b c e rbe + oV +

20、 sV Rs Re + Rb iV RL bI cI bI b c e rbe + oV + sV Rs Re Rb RL bI cI bI b c e rbe + oV Rs Re Rb RL bI cI bI b c e rbe + oV Rs Re sR Rb RL bI cI bI b c e rbe + oV Rs Re sR Rb bI cI bI b c e rbe Rs Re sR Rb bI cI bI b c e rbe + TV Rs Re sR Rb bI cI bI b c e rbe + TV Rs Re sR TI Rb bI cI bI b c e rbe +

21、TV Rs Re sR TI Rb bI bI b c e rbe + TV Rs Re sR TI eRI Ro 共集电极电路特点：共集电极电路特点：同同相相与与ioVV 电压增益小于电压增益小于1 1但接近于但接近于1 1， 输入电阻大，对电压信号源衰减小输入电阻大，对电压信号源衰减小 输出电阻小，带负载能力强输出电阻小，带负载能力强 4.6.1 共共集电极电集电极电路路2. 复合管复合管作用：提高电流放大系数，增大电阻作用：提高电流放大系数，增大电阻r rbebe复合管也称为复合管也称为达林顿管达林顿管4.6.2 共基极电路共基极电路1. 静态工作点静态工作点 直流通路与射极直流通路与射

22、极偏置电路相同偏置电路相同CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVV CBII 4.6.2 共基极共基极电路电路2. 动态指标动态指标电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：bebirIV 电压增益：电压增益：beLbebLbiorRrIRIVVAV LbLcoRIRIV LcL/ RRR 4.6.2 共基极共基极电路电路2. 动态指标动态指标 输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻 1)(1bebbebeiebirIrIIVrR 11/bebeeebeiiirrRrRIVRcoRR 3. 三种组态的比较三种组态的比较电压增益：电压增益：beLc)/(rRR 输入电阻：