BJT放大电路三种基本组态的交流特性分析

会计学1BJT放大电路三种基本组态的交流特性分析

Ri信号源负载放大电路Rovs+-RsRivo+.RoRLiiiovovi+-+-

放大电路技术指标测试示图12第1页/共63页一.放大电路的主要技术指标:

根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种类型—-电压放大﹑电流放大﹑互阻放大﹑互导放大。1.放大倍数(增益)——表示放大器的放大能力;第2页/共63页（1）电压放大倍数(增益)定义为:Av=vo/vi（重点）（2）电流放大倍数定义为:Ai=io/ii

（3）互阻增益定义为:Ar=vo/ii（4）互导增益定义为:Ag=io/vi四种放大倍数:第3页/共63页2、源电压放大倍数（源电压增益）Avs

Avs=vo/vs=（vo/vi）×（vi/vs）＝Av×Ri/(Rs+Ri)第4页/共63页3.输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的等效电阻;输入电阻：Ri=vi/ii意义：表征放大电路从信号源获取信号的能力。第5页/共63页3.输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的等效电阻;输入电阻：Ri=vi/ii对于电压信号源，Ri越大越好。（1）Ri越大，vi就越大，从信号源索取的电压越大。（2）当信号源有内阻时，Ri越大，vi就越接近vS。一般规律(总结):

第6页/共63页4.输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻。Av~vS输出端~Rovso输出端意义：输出电阻是一个表征放大器带负载能力的参数。第7页/共63页对于电压放大器，即负载变化时放大器输出给负载的电压基本上保持不变；越小，则放大器带负载的能力越强，而对于电流放大器，越大，则带负载能力越强，即负载变化时放大器输出给负载的电流基本上保持不变。Av~vS输出端一般规律:

第8页/共63页求解输出电阻Ro

放大电路对其负载而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。即断开负载后，从放大电路输出端看出去的等效电阻，不包括负载电阻。Av~vS输出端~Rovso输出端第9页/共63页如何确定电路的输出电阻Ro

？步骤：1）.所有的电源置零(将独立电压源短路，独立电流源断路，保留受控源)。2）.加压求流法。UI方法一：外加电源法计算Ro=U/I

。第10页/共63页方法二：开路电压和负载电压法。Uo1）.求开路电压。~RoUs'2）.求接入负载后的输出电压。~RoUs'RLUo'步骤：3.计算。第11页/共63页方法三：开路电压和短路电流法。Uo1.求开路电压Uoc。~RoUs'2.求短路电流Isc

。步骤：3.计算。Ro=Uoc/Isc第12页/共63页5.电流增益：负载开路（RL断开）电压增益（内电压增益）：6.功率增益：、、、的分贝数为；的分贝数为。第13页/共63页三极管基本放大电路共射放大器共基放大器共集放大器3.共射(CE)放大器（重点）第14页/共63页重点内容1).BJT放大电路的分析方法；2).放大电路的分析步骤（通用）；3).基极分压偏置共发电路性能分析（重点）；重点掌握的分析方法:低频小信号等效模型分析法。第15页/共63页

1).BJT放大电路的分析方法放大电路分析静态分析动态分析估算法图解法小信号（微变）等效模型分析法图解法计算机仿真第16页/共63页2).放大电路的分析步骤(通用)分析步骤：①

分析直流电路，求出“Q”，计算rbe。②

画电路的交流通路。③

在交流通路上把三极管画成低频小信号模型，即

参数模型，得到交流等效电路。④

分析计算放大电路的主要技术参数。T+-+-VCCRCvivo第17页/共63页3.

(稳基流偏置)共发射极(CE)放大电路一、电路的组成

图基本共(发)射(极)放大电路第18页/共63页iCTiB-TiC+iB-+C1RbRcRLRbRc+VCCC2uiuBE+VCC+--uCE+－uoUBE-+UCE（a）（b）+

放大电路的直流通路（a）共射基本放大电路（b）直流通路共射基本放大电路分析方法①

分析直流电路，求出“Q”，计算rbe。第19页/共63页静态工作点近似计算法

三极管的发射结导通时，B、E两端的导通压降UBE基本不变（硅管约为0.7V，锗管约为0.3V），因此有

ICQ=βIBQUCEQ=VCC

－ICQRc图共射基本放大电路VCCRCRbIBIC①

分析直流电路，求出“Q”，计算rbe。第20页/共63页放大电路的交流通路（a）基本放大电路（b）交流通路

②

画电路的交流通路。第21页/共63页ubeibuceicic三极管的微变等效电路rbeibibbce等效cbe③

在交流通路上把三极管画成

参数等效模型。第22页/共63页三极管的简化微变等效电路（重点）等效ebcebcrbeic=ib请注意如下问题：⑴电流源为一受控源，而不是独立的电源。⑵电流源的流向不能随意假定，而是由ib决定。⑶该模型仅适用于交流小信号，不能用于静态分析和大信号。第23页/共63页放大电路的微变(交流)等效电路（小信号模型）将交流通道中的三极管用微变(交流)等效电路代替:交流通路RbRCRLuiuouirbeibibiiicuoRbRCRL交流等效电路:第24页/共63页对于小功率三极管(重点)P612.42更正：rbe=rbb’+(1+)VT/IEQ=rbb’+VT/IBQ(静态工作点)rbb,=200/300欧VT=26mV(常温下）rbe的量级从几百欧到几千欧。uirbeibibiiicuoRBRCRL（通常）第25页/共63页共射交流等效电路总结:共射基本放大电路基本技术参数:virbeibibiiicvoRBRCRL图共射基本放大电路第26页/共63页求：1.静态工作点Q。练习2.电压增益Av、输入电阻Ri、输出电阻R0

。第27页/共63页解：.IcVCE第28页/共63页2.思路：交流等效电路Av、Ri

、R0uirbeibibiiicuoRBRCRL第29页/共63页uirbeibibiiicuoRbRCRL

分析计算放大电路的主要技术参数:第30页/共63页=6.2KΏuirbeibibiiicuoRbRCRL

分析计算放大电路的主要技术参数:第31页/共63页例2=100，uS

=10sint(mV)，求叠加在“Q”点上的各交直流量。(rbb’=200欧)+uo+–

iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+–

+–

RS+uCE+uBE–

12V12V510470k2.7k3.6k第32页/共63页[解]令ui=0，求静态电流IBQ①求“Q”，计算rbeICQ=IBQ=2.4mAUCEQ=12

2.42.7=5.5(V)IcVCE第33页/共63页uce②交流通路+uo+–

iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+–

+–

RS+uCE+uBE–

ube③交流等效电路+uo+–

RBRLRSrbe

EibicibBCusRC+ube第34页/共63页④分析各极交流量第35页/共63页④分析各极交流量⑤

分析各极总电量uBE=(0.7+0.0072sint

)ViB=(24+5.5sint)AiC=(2.4+0.55sint

)

mAuCE=(5.5–

0.85sint

)V第36页/共63页+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+vi+vs+voiBiC+vCE+vBE

典型电路----基极分压射极偏置共射电路分析（重点）第37页/共63页典型电路----基极分压偏置共射极电路（重点）一、电路组成VCC(直流电源)：1.使发射结正偏，集电结反偏;2.向负载和各元件提供功率.C1、C2(耦合电容)：隔直流、通交流;RB1

、RB2(基极偏置电阻)：提供合适基极的电流;RC(集电极负载电阻)：将iC

vC

使电流放大电压放大;RE(发射极电阻)：稳定静态工作点“Q”;CE(发射极旁路电容)：短路交流，消除RE对电压放大倍数的影响。+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+vi+vs+voiBiC+vCE+vBE

第38页/共63页二、.放大电路的分析步骤(通用)分析步骤：①

分析直流电路，求出“Q”，计算rbe。②

画电路的交流通路。③

在交流通路上把三极管画成低频小信号模型，即

参数模型，得到交流等效电路。④

分析计算放大电路的主要技术参数。T+-+-VCCRCvivo第39页/共63页

二.基极分压偏置共射电路性能分析（重点）

请同学画直流通路。+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+vi+vs+voiBiC+vCE+vBE

第40页/共63页直流通路：只考虑直流信号的分电路。（复习）·画直流通路时应将:电容开路（电容不通直流），电感短路（电感上直流电压为零）。

+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+vi+vs+voiBiC+vCE+vBE

第41页/共63页1)直流通路及静态工作点估算:IB=IC/VCE=VCC-ICRC-IEREICIE=VE/RE

=（VB-VBE）/Re

VBE0.7V(Si管)

+VCCRB1RCRB2REICIEIBVCE电容开路，画出直流通路。VB第42页/共63页Rb1+VCCRCC1C2Rb2CERERLvivo电容短路，直流电压源短路，画出交流通路。2）交流通道及交流等效电路(请同学画图)BEC第43页/共63页放大电路的交流小信号等效电路（模型）（复习）将交流通道中的三极管用微变(交流)等效电路代替:交流通路RBRCRLvivovirbeibibiiicvoRBRCRL交流等效电路:第44页/共63页基极分压偏置共射电路性能分析思路（重点）RCRB1vs+-RL+-voRB2RS+-vi

直流通路—交流通路--交流等效电路RCRB1RB2+vi+voRLibiciirbeib第45页/共63页交流通路：1.电压放大倍数:Ro输出电压与输入电压反相，即反相放大器。源电压放大倍数:2.输入电阻:3.输出电阻:Ro=RC3）基本性能指标分析:交流等效电路：RCRB1RB2+vi+voRLibiciiRCRB1RB2+vi+voRLibiciirbeibRi第46页/共63页问题：如果去掉CE，放大倍数怎样变化？（请同学画交流通路和交流等效电路）I1I2IBRB1+VccRCC1C2RB2CERERLvivo第47页/共63页当没有旁路电容CE时：交流等效电路：1.电压放大倍数:源电压放大倍数:2.输入电阻:3.输出电阻:Ro=RC交流通路：RCRB1RB2+vi+voRLibiciiRERCRB1RB2+vi+voRLibiciirbeibRERiR’iRo第48页/共63页

阻抗反映法(一种非常有用的方法):方法:1)大电流支路的电阻折算到小电流支路时,阻值按比例变大;2)小电流支路的电阻折算到大电流支路时,阻值按比例变小;由电路分析可知，Ri’=rbe+(1+β)RE，见书P81。RCRB1RB2+ui+uoRLibiciirbeibRER’i第49页/共63页CE的作用：交流通路中，CE将RE短路，RE对交流不起作用，放大倍数不受影响。去掉CE，放大倍数明显下降。I1I2IBRB1+VccRCC1C2RB2CERERLvivo问题：如果去掉CE，放大倍数怎样变化？第50页/共63页电路的应用

共射放大器（CE）

广泛应用于多级放大器提供增益的增益级中。I1I2IBRB1+VccRCC1C2RB2CERERLvivo第51页/共63页例3

=100，RS=1k，RB1=62k，RB2=20k,RC=3k，RE=1.5k，RL=5.6k，VCC=15V。求：“Q”，Av，Ri，Ro。(rbb’=200欧)+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+vs+vo第52页/共63页直流分析+VCCRCRERB1RB2ICQIBQIEQI1+VBEQ

要求：I1(510)IBQ估算法+VCEQ

稳定“Q”的原理：TICUEUBE

IBICRE

≥10RB?第53页/共63页例3

=100，RS=1k，RB1=62k，RB2=20k,RC=3k，RE=1.5k，RL=5.6k，VCC=15V。求：“Q”，Av，Avs，

Ri，Ro。1)求“Q”+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+us+uo[解]RE

≥10RB?第54页/共63页交流通路1.电压放大倍数Ro源电压放大倍数2.输入电阻3.输出电阻Ro=RC性能指标分析小信号等效电路RCRB1RB2+ui+uoRLibiciiRCRB1RB2+ui+uoRLibiciirbeibRi+us+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+uo输出电压与输入电压反相，即反相放大器。第55页/共63页+VCCRCC1C2