模拟电子技术10

主讲教师：元增民2015级注册电气工程师考培电工与模数电技术参考书目[1]张炳达，注册电气工程师执业资格考试公共/专业基础考试复习教程，天津大学出版社，2013年[2]元增民，模拟电子技术简明教程，清华大学出版社，2014年[3]元增民，电工技术，国防科大出版社，2011年[4]谢庆等，注册电气工程师(供配电)执业资格考试基础考试历年真题详解，人民交通出版社，2014年本课件补充的知识点都来自于参考书[2]、[3]，特此一并注明。第3章晶体管放大电路(3)PPT93.2分压偏置共射放大电路3.2.1工作点及其稳定性设计3.2.2工作点及交流参数分析计算3.3射随器磁针学员彭海英本小节要务放大器工作点稳定性设计入门1.射极偏置放大器偏置分析计算工作点稳定性设计3.射极偏置放大器交流参数计算3.2.1工作点及稳定性设计工作点稳定性定义：环境温度变化后，晶体管参数指标变化对工作点影响最厉害的是β值变化。β值有变化，如果集电极偏置电流以同比例甚至更高比例变化，就说工作点没有稳定性；如果集电极偏置电流以较小的比例变化，就说工作点有稳定性。已经用θ表示β值温度系数，现在用λ表示集电极偏置电流Ic的温度系数，设ρ=λ/θ，则ρ代表β值对工作点的影响因子。以ρ=1表示工作点没有稳定性，ρ<1表示工作点有一定的稳定性。ρ越小，表示工作点稳定性越好。3.2射极偏置共射放大电路回顾基本共射放大器BJT基极偏置电流Ib、集电极偏置电流Ic计算温度上升，β值变大，而且Ube也会变小，则Ib本身也会变大，结果使Ic以更高的比例变大，ρ>1，表示基本共射放大器工作点没有稳定性。(3.1.12)(3.1.12a)图3.2.2射极偏置共射放大器该电路优点是：Re1可以选小一些，以保证电压放大倍数，Re2选大一些，以保证稳定工作点效果，Rb1、Rb2同步选小，既不影响工作点的临界性，又能保证稳定工作点效果。Rb2不变，改变Rb1，可实现工作点的临界性。该电路有基极分压偏置和射极偏置。若无射极偏置，则分压偏置无益于稳定工作点。若无分压偏置，则射极偏置仍有益于稳定工作点。故射极偏置是根本的，该放大器命名为射极偏置共射放大器2008年注册电气工程师(供配电)职业资格考试专业基础第31题直流等效电路(b)交流等效电路(信号通路)(c)频带内的交流等效电路(信号通路)(d)方便观察输入电阻的交流等效电路图3.2.3射极偏置共射放大器的等效拆分3.2.2工作点及交流参数分析计算1.偏置电流电压分析计算晶体管基极偏置电流Ib、集电极偏置电流Ic及集-射偏置压降Uce图3.2.4射极偏置放大器直流通路的二次及三次等效电路(3.2.15)(3.2.16)(3.2.14)Ib、Ic、Uce通称Q点三参数。叫做串联分压比

2.输入电阻、输出电阻及三大放大倍数分析计算(3.2.17)(3.2.19)基于rs、ri及Auz计算源电压放大倍数等三大放大倍数的通用公式与基本共射放大器相同。(3.2.18)计算Q点三参数Ib、Ic、Uce的旧方法步骤如下旧方法计算Ic时生硬地扔掉了戴维南电阻Rb/β，可能会造成很大的计算误差。例3.2.3

图3.2.2所示射极偏置放大器Ucc=12V，Ube=0.7V，rs=2kΩ，Rc=RL=2.4kΩ、Re1=100Ω、Re2=1kΩ，晶体管β=100、Rb1=82kΩ，Rb2=43k，试计算工作点三参数Ib、Ic、Uce，输入电阻ri、输出电阻ro、自身电压放大倍数Auz及源电压放大倍数Au。解

发射极总反馈电阻Re=Re1+Re2=0.1k+1k=1.1k串联分压比

戴维南电阻Rb=Rb1//Rb2=82k//43k=28.2kΩ3.下限频率与上限频率分析计算射极偏置共射放大器的下限频率可参照基本共射放大器下限频率计算公式(3.1.23)。射极偏置共射放大器的上限频率例3.2.4射极偏置共射放大器晶体管β=103，Rb=28.21kΩ,Re1=100Ω,信号源内阻rs=10kΩ,试计算放大器上限频率是所用晶体管截止频率fβ的几倍。(3.2.22)解本小节要务信号源内阻过大怎么办找射随器把信号源大内阻变换为小输出电阻

信号从BJT基极输入、从集电极输出、以发射极为公共点的放大器叫做共发射极放大器，简称为共射放大器。共射放大器输出电阻较大。信号从BJT基极输入、从发射极输出、以集电极为公共点的放大器叫做共集电极放大电路，简称共集放大电路，通称射极输出器。3.3射极输出器(a)射极输出器

(b)原始交流通路(c)交流通路(d)频带内的交流通路图3.3.2射极输出器等效电路(a)射极输出器及其输入信号、输出信号(b)直流通路图3.3.1射极输出器3.3.2工作点及交流参数分析计算1.偏置电流电压分析计算(3.3.6)(3.3.7)(3.3.8)

2.输入电阻、输出电阻及三大放大倍数分析计算共射放大器输入电阻与负载无关，共集放大器则与负载有关。

射极输出器三大放大倍数实用计算公式与共射放大器通用，而且可以更简单。(3.3.9)(3.3.10)(3.3.12)(3.3.13)(3.3.11)(3.3.14)3.下限频率及上限频率射随器下限频率可参照基本共射放大器计算公式(3.1.23)进行。上限频率例3.3.2中计算Ap及ro都用了两种方法，目的是以资对比，加深理解。写作业或者考试时任选一种即可。

例3.3.2

试用例3.3.1已知条件及计算结果，rs=100kΩ，rbb‘=200Ω，在考虑和忽略晶体管输入电阻rbe两种情况下计算射随器输入电阻ri、输出电阻ro及源电压放大倍数Au，并计算自身电压放大倍数Auz、电流放大倍数Ai及功率放大倍数Ap。解倍倍倍倍(1)考虑晶体管输入电阻rbe倍倍倍倍(2)忽略晶体管输入电阻rbe60.3kΩ0.5%

0.373倍

0.5%

24.9倍

0.4%

9.29倍

1.0%0.448kΩ

0.7%精确值相对误差

用β代β+1并忽略rbe，射随器交流参数近似计算误差一般可控制在在1%以内。此例射随器输出电阻与信号源内阻的比值δrs=0.45/100=0.45%。就是说，此例射随器将信号源内阻削减到只有原值的0.45%，效果非常好。4.射随器特点及其应用1)射随器特点及功能射随器电压放大倍数虽然小于1，但电流放大倍数大于1，功率放大倍数也大于1。射随器不仅具有很高的输入电阻，而且具有很低的输出电阻，具有较强的带负载能力。2)射随器应用(1)放在高内阻信号源之后，作为放大器的输入级，一方面将高内阻信号源变换为低内阻信号源，另一方面提高放大器输入电阻，为信号放大创造条件。(2)放在放大器某两级之间，进行阻抗匹配。使用射随器，本级电压只是有一定损失，好比是野火烧不尽，下级继续有效放大，则好比是春风吹又生。有助于提高放大器电压放大总倍数。真好似磨刀不误砍柴功。(3)放在放大器末级，为功率放大器提供小内阻服务。

信号从BJT基极输入、从集电极输出、以发射极为公共点的放大器叫做共发射极放大器，简称为共射放大器。共射放大器输出电阻较大。信号从BJT基极输入、从发射极输出、以集电极为公共点的放大器叫做共集电极放大电路，简称共集放大电路，通称射极输出器。3.3射极输出器(a)射极输出器

(b)原始交流通路(c)交流通路(d)频带内的交流通路图3.3.2射极输出器等效电路(a)射极输出器及其输入信号、输出信号(b)直流通路图3.3.1射极输出器3.3.2工作点及交流参数分析计算1.偏置电流电压分析计算(3.3.6)(3.3.7)(3.3.8)

2.输入电阻、输出电阻及三大放大倍数分析计算共射放大器输入电阻与负载无关，共集放大器则与负载有关。

射极输出器三大放大倍数实用计算公式与共射放大器通用，而且可以更简单。(3.3.9)(3.3.10)(3.3.12)(3.3.13)(3.3.11)(3.3.14)基极临界偏置电阻3.下限频率及上限频率射随器下限频率可参照基本共射放大器计算公式(3.1.23)进行。上限频率例3.3.2中计算Ap及ro都用了两种方法，目的是以资对比，加深理解。写作业或者考试时任选一种即可。

例3.3.2

试用例3.3.1已知条件及计算结果，rs=100kΩ，rbb‘=200Ω，在考虑和忽略晶体管输入电阻rbe两种情况下计算射随器输入电阻ri、输出电阻ro及源电压放大倍数Au，并计算自身电压放大倍数Auz、电流放大倍数Ai及功率放大倍数Ap。解倍倍倍倍(1)考虑晶体管输入电阻rbe倍倍倍倍(2)忽略晶体管输入电阻rbe60.3kΩ0.5%

0.373倍

0.5%

24.9倍

0.4%

9.29倍

1.0%0.448kΩ

0.7%精确值相对误差

用β代β+1并忽略rbe，射随器交流参数近似计算误差一般可控制在在1%以内。此例射随器输出电阻与信号源内阻的比值δrs=0.45/100=0.45%。就是说，此例射随器将信号源内阻削减到只有原值的0.45%，效果非常好。4.射随器特点及其应用1)射随器特点及功能射随器电压放大倍数虽然小于1，但电流放大倍数大于1，功率放大倍