共射极放大器的交流等效电路分析法.ppt

2.5 共射极放大器的交流等效电路分析法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根据直流通路估算直流工作点确定放大器交流通路、确定放大器交流通路、交流等效电路交流等效电路计算放大器的各项交流指标计算放大器的各项交流指标1＋＋－－－－＋＋＋＋－－UoUiUsRsRB2＋＋C1RECE＋＋RLUCCRCRB1＋＋C2图图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路(a)电路电路2(b)交流等效电路交流等效电路图图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路UiRi＋＋＋＋－－－－RsRB2rbeIiRCRLUo＋＋－－eIbβIbrceRoIcIobcRB13输出、输入电压反相输出、输入电压反相分析各性能指标主要包括以下性能指标：分析各性能指标主要包括以下性能指标： 无量纲参数无量纲参数4关于电压放大倍数关于电压放大倍数Au的讨论的讨论3.可取分贝（可取分贝（dB）为单位即：）为单位即：当忽略当忽略rbb’时，时，5(b)交流等效电路交流等效电路图图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路UiRi＋＋＋＋－－－－RsRB2rbeIiRCRLUo＋＋－－eIbβIbrceRoIcIobcRB16无量纲参数无量纲参数可取分贝（可取分贝（dB）为单位。

为单位可见，共射极放大器既有电压放大，又有电流可见，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放大，因而具有极大的功率增益7(b)交流等效电路交流等效电路图图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路UiRi＋＋＋＋－－－－RsRB2rbeIiRCRLUo＋＋－－eIbβIbrceRoIcIobcRB1 输入电阻输入电阻Ri 输出电阻输出电阻Ro 8Ri定义：从放大器输入端看进去的电阻，即：定义：从放大器输入端看进去的电阻，即： ＋＋－－UsAuoUiRL＋＋－－RsUiRi＋＋－－Ro＋＋－－UoRi表征放大器从信号源获得信号的能力表征放大器从信号源获得信号的能力9Ro定义：从放大器输出端看进去的电阻定义：从放大器输出端看进去的电阻 根据戴维南定理，可得：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是一个表征放大器带负载能力的参数UiRi＋＋＋＋－－－－RsRB2rbeIiRCRLUo＋＋－－eIbβIbrceRoIcIobcRB110 对于对于电压输出电压输出Ro越小，带负载能力越小，带负载能力越强，即负载变化时放大器输出给负载的越强，即负载变化时放大器输出给负载的电压基本不变。

电压基本不变 对于对于电流输出电流输出Ro越大，带负载能越大，带负载能力越强，即负载变化时放大器输出给负力越强，即负载变化时放大器输出给负载的电流基本不变载的电流基本不变 115. 源电压放大倍数源电压放大倍数Aus若若Ri>>Rs ，则：，则：UiRi＋＋＋＋－－－－RsRB2rbeIiRCRLUo＋＋－－eIbβIbrceRoIcIobcRB112＋＋－－－－＋＋＋＋－－UoUiUsRsRB2＋＋C1RERLUCCRCRB1＋＋C2CE＋＋图图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路(a)电路电路RE时的情况时的情况13 图图2.5.12 发射极接电阻时的交流等效电路发射极接电阻时的交流等效电路1415Ri=RB1‖RB2‖R′16例例2.5.3 下图电路中，若下图电路中，若RB1=75kΩ，，RB2=25kΩ, RC=RL=2kΩ,RE=1kΩ,UCC=12V，晶体管采用，晶体管采用3DG6管，管，β=80, r bb′=100Ω,Rs=0.6kΩ,试求直流工试求直流工作点作点ICQ、、UCEQ及及Au,Ri,Ro和和Aus等项指标。

等项指标＋＋－－－－＋＋＋＋－－UoUiUsRsRB2＋＋C1RECE＋＋RLUCCRCRB1＋＋C217RB1=75kΩ，，RB2=25kΩ, RC=RL=2kΩ,RE=1kΩ, UCC=12V，，β=80, r bb′=100Ω,Rs=0.6kΩ,试求直流试求直流工作点工作点ICQ、、UCEQ及及Au,Ri,Ro和和Aus等项指标等项指标UiRi＋＋＋＋－－－－RsRB2rbeIiRCRLUo＋＋－－eIbβIbrceRoIcIobcRB118 解解 按估算法计算按估算法计算Q点：点： ＋＋－－－－＋＋＋＋－－UoUiUsRsRB2＋＋C1RECE＋＋RLUCCRCRB1＋＋C219UiRi＋＋＋＋－－－－RsRB2rbeIiRCRLUo＋＋－－eIbβIbrceRoIcIobcRB1计算计算Au: 20UiRi＋＋＋＋－－－－RsRB2rbeIiRCRLUo＋＋－－eIbβIbrceRoIcIobcRB121＋＋－－－－＋＋＋＋－－UoUiUsRsRB2＋＋C1RE1CE＋＋RLUCCRCRB1＋＋C2RE2例例2.5.4 在在上上例例中中，，将将RE变变为为两两个个电电阻阻RE1和和RE2串串联联，，且且RE1=100Ω,RE2=900Ω，，而而旁旁通通电电容容CE接接在在RE2两端，其它条件不变，试求此时的两端，其它条件不变，试求此时的交流指标交流指标。

221解解 由于由于RE=RE1+RE2=1kΩ，所以，所以Q点不变对点不变对于交流通路，现在射极通过于交流通路，现在射极通过RE1接地交流等效接地交流等效电路为：电路为：23124可可见见，，RE1的的接接入入，，使使得得Au减减小小了了约约10倍倍但但是是，，由由于于输输入入电电阻阻增增大大，，因因而而Aus与与Au的的差差异异明明显减小了显减小了25 2.6 共集电极放大器共集电极放大器＋＋－－－－＋＋UoUiUsRsRB2C1RERLUCCRB1＋＋C2(a)电路电路26图图2.6.1 共集电极放大器及交流等效电路共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路UiRi＋＋－－RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′Iie27Au因而因而 式中：式中： Au<1，且接近，且接近1，而且，而且Uo与与Ui同相所以也称为射极同相所以也称为射极跟随器 28UiRi＋＋－－RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′IieAi在在图图2―36(b)中中，，当当忽忽略略RB1、、RB2的的分分流流作作用用时，则时，则Ib=Ii，而流过，而流过RL的输出电流的输出电流Io为为29由此可得由此可得 共共集集电电极极放放大大器器虽虽然然没没有有电电压压放放大大，，但但Ai>>1，所以仍有较大的功率增益。

所以仍有较大的功率增益 UiRi＋＋－－RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′Iie30图图2.6.1 共集电极放大器及交流等效电路共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路UiRi＋＋－－RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′IieRi31Ri’显著增大，所以共集电极电路的具有高显著增大，所以共集电极电路的具有高输入电阻的特性输入电阻的特性32图图2.6.1 共集电极放大器及交流等效电路共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路UiRi＋＋－－RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′IieRo33 图图2.6.2 求共集放大器求共集放大器Ro的等效电路的等效电路34式中：式中：35是基极支路的电阻折合到射极的等效电是基极支路的电阻折合到射极的等效电阻阻 输出电阻小输出电阻小36共集电路的特点：共集电路的特点： ①①电压放大倍数小于电压放大倍数小于1而近于而近于1；；②②输出电压与输入电压同相；输出电压与输入电压同相；③③输入电阻高；输入电阻高；④④输出电阻低。

输出电阻低37 2.7 共基极放大器共基极放大器C1－＋Ui＋RE＋C2RCRB1RB2＋CB－＋UoRLUCC(a)共基极放大电路共基极放大电路38 图图2.7.1 共基极放大器及其交流等效电路共基极放大器及其交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路Ii－－＋＋UiRERiIerbeRi′βIbRCRoRLIo－－＋＋UoIb39Au式中：式中： Ai40RiRo41 2―7―3 三种基本放大器性能比较三种基本放大器性能比较42432―8 放大器的级联放大器的级联 2―8―1级间耦合方式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级间耦合的要求 :•确保各级放大器有合适的直流工作点；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、变压器耦合常用的耦合方式有三种：阻容耦合、变压器耦合和直接耦合和直接耦合44阻容耦合阻容耦合优点优点：各级的直流工作点相互独立，不会：各级的直流工作点相互独立，不会影响各自设定的工作点。

影响各自设定的工作点缺点缺点：低频特性差低频特性差45变压器耦合变压器耦合优点：优点：各级的直流工作点相互独立；可实现阻各级的直流工作点相互独立；可实现阻抗变换缺点：缺点：低频特性差低频特性差; 变量器体积大，不易集成变量器体积大，不易集成46＋＋－－UiRi2A1A2＋＋－－Uo(a)直接耦合框图直接耦合框图直接耦合直接耦合优点：优点：易集成；没有电抗元件，具有良好易集成；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的频率特性，对低频和高频信号均能放大47直接耦合直接耦合缺点：缺点：1、各级直流工作点相互影响各级直流工作点相互影响解决方法：合理的设计偏置电路解决方法：合理的设计偏置电路 2、零点漂移严重、零点漂移严重解决方法：输入端采用差动电路解决方法：输入端采用差动电路＋＋－－UiRi2A1A2＋＋－－Uo(a)直接耦合框图直接耦合框图48RE2UoUCC (a)垫高后级的发射极电位垫高后级的发射极电位49 (b)垫高后级的发射极电位垫高后级的发射极电位 (c)垫高后级的发射极电位垫高后级的发射极电位RDZ50UoUCCNPNPNP图图2.8.3 直接耦合电平配置方式实例直接耦合电平配置方式实例(d)NPN、、PNP管级联管级联512―8―2级联放大器的性能指标计算级联放大器的性能指标计算1、一个、一个n级放大器的总电压放大倍数级放大器的总电压放大倍数Au为：为： 522、级联放大器的输入电阻即为第一级的输入、级联放大器的输入电阻即为第一级的输入电阻电阻Ri1，但应将后级的输入电阻，但应将后级的输入电阻Ri2作为其负作为其负载，载， 533、级联放大器的输出电阻即为最末级的输、级联放大器的输出电阻即为最末级的输出电阻出电阻Ro(n)，但应将前级的输出电阻，但应将前级的输出电阻Ro(n-1)作为其信号源内阻作为其信号源内阻 54图图2.8.6 两级共射极放大器两级共射极放大器(a)电路电路55(b)交流通路交流通路56RB1RB2rbe2Rc1rbe1RE2Rc2RLRi1Ri2ββIb1ββIb2Ib1Ib2+-UiUo+-+-Uo157RB1RB2rbe2Rc1rbe1RE2Rc2RLRi1Ri2ββIb1ββIb2Ib1Ib2+-UiUo+-+-Uo1582―8―3 组合放大器组合放大器一、一、CC―CE组合放大器组合放大器＋＋－－UoRB1Ri↑RB2RC2RLRo－－＋＋Ui＋＋－－UsRsRE1Ro1↓V1V2 (a)CC―CE电路电路CC-CE组合电路具有高的输入电阻，组合放大器的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。

近似为后级共射放大器的电压增益 59图图2.8.8 CE―CC电路电路＋＋－－UoRB1RiRB2RLRo↓－－＋＋UiV1RC1Ri2↑RE2V2二、二、 CE―CC组合放大器组合放大器CE-CC具有低的输出电阻，组合放大器的具有低的输出电阻，组合放大器的Au近似为近似为共射放大器在负载开路时的电压增益共射放大器在负载开路时的电压增益 60例例2.8.2 放大电路如图放大电路如图2.8.9所示已知晶体管所示已知晶体管β=100, rbe1=3kΩ,rbe2=2kΩ,rbe3=1.5kΩ，试求，试求放大器的输入电阻、输出电阻及源电压放大倍数放大器的输入电阻、输出电阻及源电压放大倍数 图图2.8.9 例例2.8.2电路电路 Rs＋＋－－UsRE15.3kRRC23kRE33k－－UEE(－－6V)RLUo－－＋＋0.2kVD1V1V2V3( (＋＋6V)＋＋UCC2kVZ61解解: 该电路为共集、共射和共集三级直接耦该电路为共集、共射和共集三级直接耦合放大器合放大器RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo262(1)输入电阻输入电阻Ri：：RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo263(2)输出电阻输出电阻Ro: RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo264(3)源电压放大倍数源电压放大倍数Aus: RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo265RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo266RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo267RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo268三、三、CE―CB组合放大器组合放大器RB3＋＋－－UsRsUi＋＋C1RB2＋＋C3RB1RC＋＋C2UCCUo＋＋CERERLV2V1Uo1(a)电路电路69图图2.8.10 CE―CB组合放大器组合放大器(b)交流通路交流通路＋＋－－UsRsRiRB＋＋－－UiV1Ri2V2Uo1RCRLRo＋＋－－Uo70由于共基放大器的输入电阻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很小，使第一级共射电路只有电流增益而没有电压增益。

有电压增益 共基电路只是将共射电路的输出电流接续到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输出负载上因此，这种组合放大器相当于负载为负载为 的一级共射放大器的一级共射放大器71而而 ＋＋－－UsRsRiRB＋＋－－UiV1Ri2V2Uo1RCRLRo＋＋－－Uo72作作 业业73。