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共集 共基 课程回顾 放大电路的分析方法 共射 课程回顾 放大电路的分析方法 射极偏置电路能稳定静静态工作点 当温度变化或其他原因使晶体管参数变化时 其工作点能稳定在合适的位置 这个电路是交流放大电路中最常用的一个基本电路 共集放大电路信号从基极输入 从发射极输出 集电极作为输入输出的公共端 该电路又称为射极输出器 或称射极跟随器 也是最常用的一种基本电路 共集电极电路的特点是 输入阻抗高 输出阻抗低 电压放大倍数小于1接近于1 主要用作输入极 输出极和极间缓冲极 共基放大电路的特点是 1 电压放大倍数数值上同相 而共基电路是正值 表明输入与输出同相 电流放大倍数共基电路是略小于1 2 输入电阻比共射电路小 输出电阻相同 3 共基电路的频率响应好 在要求频率特性高的场合多采用共基电路 2 5场效应管放大电路 场效应管与双极型晶体管一样能实现信号的控制 所以也能组成放大电路 uGS控制iD 工作于恒流区 场效应管的三个极G D S分别与晶体管的三个极b c e相对应 因此从放大电路的组成上看也可以有三种基本放大组态 即共源放大电路 共漏放大电路 共栅放大电路 其中共栅放大电路不常用 2 5场效应管放大电路 1 共源放大电路 与晶体管的共射放大电路相对应 由N沟道结型场效应管和MOS场效应管组成的共源放大电路分别如图 a 和 b 所示 a N沟道结型场效应管共源放大电路 b MOS场效应管共源放大电路 一 场效应管电路的静态分析 2 5场效应管放大电路 UDS VDD ID Rd R 场效应管组成放大电路和晶体管一样 要建立合适的静态工作点 所不同是 场效应管是电压控制器件 因此它需要有合适的栅极电压 通常场效应管的偏置电路形式有两种 自偏压电路和分压式自偏压电路 自偏压电路只适用于结型场效应管或耗尽型MOS管 分压式自偏压电路既适用于增强型场效应管 也能用于耗尽型场效应管 UDS VDD ID Rd R 对场效应管放大电路静态工作点的确定 可以采用图解法或公式计算 图解法的原理和晶体管相似 用公式进行计算可通过特性方程 二 场效应管电路的动态分析 场效应管的微变等效电路 二 场效应管电路的动态分析 场效应管的低频小信号模型 共源放大电路的分析 1 求电压放大倍数 则 2 求输入电阻 3 求输出电阻 共源放大电路与共射电路形式相类似 只是共源放大电路的输入电阻要比共射电路的大得多 Rg3通常很大 故需要高输入电阻时多宜采用场效应管放大电路 1 电压放大倍数 2 输入电阻 共漏放大电路 3 输出电阻 所以 由图有 共漏放大电路是与共集放大电路类似的一种电路形式 共漏放大电路也常称为源极跟随器或源极输出器 共漏电路的特点与共集电极电路相似 电压极放大倍数小于1 但场效应管的导跨比双极型晶体管的 低 所以共漏电路的电压放大倍数一般比共射电路低 另外它的输出电阻也较低 2 6多级放大电路 一 多级放大器的耦合方式 1 阻容耦合 优点 各级放大器静态工作点独立 输出温度漂移比较小 缺点 不适合放大缓慢变化的信号 不便于作成集成电路 2 直接耦合 优点 各级放大器静态工作点相互影响 一般用于功率放大器 缺点 可放大缓慢变化的信号 电路中无电容 便于集成化 3 变压器耦合 输出温度漂移严重 二 多级放大器的分析 前级的输出阻抗是后级的信号源内阻 后级的输入阻抗是前级的负载 1 两级之间的相互影响 2 电压放大倍数 以两级为例 注意 在算前级放大倍数时 要把后级的输入阻抗作为前级的负载 扩展到n级 3 输入电阻 4 输出电阻 Ri Ri 最前级 Ro Ro 最后级 解 1 求静态工作点 2 求电压放大倍数 先计算三极管的输入电阻 画微变等效电路 电压增益 3 求输入电阻 Ri Ri1 rbe1 Rb1 Rb2 2 55k 4 求输出电阻 RO RC2 4 3k 2 7放大电路的频率响应 一 频率响应的概念 由于输入信号不是单一频率的 且在放大电路中存在着电抗性元件 所以其增益是频率的函数 即 二 三极管的混合 型等效电路 混合 型高频小信号等效电路是通过三极管的物理模型而建立的 特点 体现了三极管的电容效应 1 三极管的混合 等效电路 rb c很大 可以忽略 rce很大 也可以忽略 2 简化的混合 等效电路 三 阻容耦合共射放大电路的频率响应 1 中频范围 电压放大倍数和相移均与频率无关 所有的电容均可忽略 可用前面讲的h参数等效电路分析 2 低频段 在低频段 三极管的极间电容可视为开路 耦合电容C1 C2不能忽略 为简单起见 仅考虑C1的影响 i i C 其幅频特性为 其相频特性为 当f fl时 在高频段 耦合电容C1 C2可以可视为短路 三极管的极间电容不能忽略 这时要用混合 等效电路 画出高频等效电路如图所示 3 高频段 用 密勒定理 将集电结电容单向化 用 密勒定理 将集电结电容单向化 其中 忽略CN 并将两个电容合并成一个电容 得简化的高频等效电路 其中 其幅频特性为 其相频特性为 当f fh时 4 完整的共射放大电路的频率响应 2 带宽 增益积 fbw Aum C 三极管一旦确定 带宽增益积基本为常数 1 通频带 两个频率响应指标 本章小结 1 基本放大电路的组成2 静态工作点的设置3 直流通路与交流通路4 三种分析方法 1 估算法 直流模型等效电路法 估算Q 2 图解法 分析Q Q的位置是否合适 分析动态 最大不失真输出电压 3 h参数等效电路法 分析动态 电压放大倍数 输入电阻 输出电阻等 5 三种组态 1 共射 AU较大 Ri Ro适中 常用作电压放大 2 共集 AU 1 Ri大 Ro小 适用于信号跟随 信号隔离等 3 共基 AU较大 Ri小 频带宽 适用于放大高频信号 6 多级放大器 两种耦合方式 阻容耦合与直接耦合 电压放大倍数 AU AU1 AU2 AUn7 频率响应 两个截止频率下限截止频率fL 频率下降 使AU下降为0 707Aum所对应的频率 由电路中的耦合电容和旁路电容所决定 上限截止频率fH 频率上升 使AU下降为0 707Aum所对应的频率 由电路中三极管的极间电容所决定