共射极放大器的交流等效电路分析法.ppt

1 2 5共射极放大器的交流等效电路分析法 根据直流通路估算直流工作点 确定放大器交流通路 交流等效电路 计算放大器的各项交流指标 2 图2 5 11共射极放大器及其交流等效电路 a 电路 3 b 交流等效电路 图2 5 11共射极放大器及其交流等效电路 1 电压放大倍数 4 1 电压放大倍数 输出 输入电压反相 分析各性能指标 主要包括以下性能指标 无量纲参数 5 关于电压放大倍数Au的讨论 3 可取分贝 dB 为单位 即 当忽略rbb 时 6 b 交流等效电路 图2 5 11共射极放大器及其交流等效电路 2 电流放大倍数 7 2 电流放大倍数 无量纲参数 可取分贝 dB 为单位 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 8 b 交流等效电路 图2 5 11共射极放大器及其交流等效电路 输入电阻Ri输出电阻Ro 9 3 输入电阻Ri 定义 从放大器输入端看进去的电阻 即 Ri表征放大器从信号源获得信号的能力 10 4 输出电阻Ro 定义 从放大器输出端看进去的电阻 根据戴维南定理 可得 Ro是一个表征放大器带负载能力的参数 11 对于电压输出 Ro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基本不变 对于电流输出 Ro越大 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不变 12 5 源电压放大倍数Aus 若Ri Rs 则 13 U o U i U s R s R B2 C 1 R E R L U CC R C R B1 C 2 图2 5 11共射极放大器及其交流等效电路 a 电路 6 发射极接有电阻RE时的情况 14 图2 5 12发射极接电阻时的交流等效电路 15 16 Ri RB1 RB2 R 17 例2 5 3下图电路中 若RB1 75k RB2 25k RC RL 2k RE 1k UCC 12V 晶体管采用3DG6管 80 rbb 100 Rs 0 6k 试求直流工作点ICQ UCEQ及Au Ri Ro和Aus等项指标 18 RB1 75k RB2 25k RC RL 2k RE 1k UCC 12V 80 rbb 100 Rs 0 6k 试求直流工作点ICQ UCEQ及Au Ri Ro和Aus等项指标 19 解按估算法计算Q点 20 计算Au 21 22 U o U i U s R s R B2 C 1 RE1 C E R L U CC R C R B1 C 2 RE2 例2 5 4在上例中 将RE变为两个电阻RE1和RE2串联 且RE1 100 RE2 900 而旁通电容CE接在RE2两端 其它条件不变 试求此时的交流指标 23 1 解由于RE RE1 RE2 1k 所以Q点不变 对于交流通路 现在射极通过RE1接地 交流等效电路为 24 1 25 可见 RE1的接入 使得Au减小了约10倍 但是 由于输入电阻增大 因而Aus与Au的差异明显减小了 26 2 6共集电极放大器 27 图2 6 1共集电极放大器及交流等效电路 b 交流等效电路 28 1 电压放大倍数Au Au 1 且接近1 而且Uo与Ui同相 所以也称为射极跟随器 29 2 电流放大倍数Ai 在图2 36 b 中 当忽略RB1 RB2的分流作用时 则Ib Ii 而流过RL的输出电流Io为 30 由此可得 共集电极放大器虽然没有电压放大 但Ai 1 所以仍有较大的功率增益 31 图2 6 1共集电极放大器及交流等效电路 b 交流等效电路 3 输入电阻Ri 32 Ri 显著增大 所以共集电极电路的具有高输入电阻的特性 33 图2 6 1共集电极放大器及交流等效电路 b 交流等效电路 4 输出电阻Ro 34 图2 6 2求共集放大器Ro的等效电路 35 式中 36 是基极支路的电阻折合到射极的等效电阻 输出电阻小 37 共集电路的特点 电压放大倍数小于1而近于1 输出电压与输入电压同相 输入电阻高 输出电阻低 38 2 7共基极放大器 39 图2 7 1共基极放大器及其交流等效电路 b 交流等效电路 I i U i R E R i I e r be R i I b R C R o R L I o U o I b 40 1 电压放大倍数Au 式中 2 电流放大倍数Ai 41 3 输入电阻Ri 4 输出电阻Ro 42 2 7 3三种基本放大器性能比较 43 44 2 8放大器的级联 2 8 1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 级间耦合的要求 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 常用的耦合方式有三种 阻容耦合 变压器耦合和直接耦合 45 阻容耦合 优点 各级的直流工作点相互独立 不会影响各自设定的工作点 缺点 低频特性差 46 变压器耦合 优点 各级的直流工作点相互独立 可实现阻抗变换 缺点 低频特性差 变量器体积大 不易集成 47 直接耦合 优点 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 48 直接耦合 缺点 1 各级直流工作点相互影响 解决方法 合理的设计偏置电路 2 零点漂移严重解决方法 输入端采用差动电路 49 a 垫高后级的发射极电位 50 b 垫高后级的发射极电位 c 垫高后级的发射极电位 51 图2 8 3直接耦合电平配置方式实例 d NPN PNP管级联 52 2 8 2级联放大器的性能指标计算 1 一个n级放大器的总电压放大倍数Au为 53 2 级联放大器的输入电阻即为第一级的输入电阻Ri1 但应将后级的输入电阻Ri2作为其负载 54 3 级联放大器的输出电阻即为最末级的输出电阻Ro n 但应将前级的输出电阻Ro n 1 作为其信号源内阻 55 图2 8 6两级共射极放大器 a 电路 56 b 交流通路 57 58 59 2 8 3组合放大器 一 CC CE组合放大器 a CC CE电路 CC CE组合电路具有高的输入电阻 组合放大器的Aus近似为后级共射放大器的电压增益 60 图2 8 8CE CC电路 二 CE CC组合放大器 CE CC具有低的输出电阻 组合放大器的Au近似为共射放大器在负载开路时的电压增益 61 例2 8 2放大电路如图2 8 9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 输出电阻及源电压放大倍数 图2 8 9例2 8 2电路 62 解 该电路为共集 共射和共集三级直接耦合放大器 63 1 输入电阻Ri 64 2 输出电阻Ro 65 3 源电压放大倍数Aus 66 67 68 69 三 CE CB组合放大器 70 图2 8 10CE CB组合放大器 b 交流通路 71 由于共基放大器的输入电阻 很小 使第一级共射电路只有电流增益而没有电压增益 共基电路只是将共射电路的输出电流接续到输出负载上 因此 这种组合放大器相当于负载为 的一级共射放大器 72 而 73 作业 2 23 2 27 2 30 2 34