1、5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.025.6 雙極型晶體管放大電路的動態(tài)分析雙極型晶體管放大電路的動態(tài)分析5.6.2 共集組態(tài)基本放大電路的動態(tài)分析共集組態(tài)基本放大電路的動態(tài)分析 5.6.1 共射組態(tài)基本放大電路的動態(tài)分析共射組態(tài)基本放大電路的動態(tài)分析5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.02 動態(tài)分析的基本步驟：動態(tài)分析的基本步驟： 放大電路放大電路中頻微變等效電路是在晶體管低頻小信號模型中頻微變等效電路是在晶體管低頻小信號模型上，增加交流通路的相關(guān)元件而構(gòu)成的。具體畫法如下：上，增加交流通路的相關(guān)元件而構(gòu)成的。具體畫法如下： (1) 先將晶體管的先將晶體管的低頻小信號模型畫

2、出；低頻小信號模型畫出； (2) 再將放大電路晶體管以外的交流通路的元件再將放大電路晶體管以外的交流通路的元件畫出；畫出； (3) 在中頻段，畫的過程中將大容量的耦合電容、旁路電在中頻段，畫的過程中將大容量的耦合電容、旁路電容器短路，將直流電源交流短路容器短路，將直流電源交流短路； 現(xiàn)以能夠穩(wěn)定工作點(diǎn)的分壓偏置共射放大電路為例進(jìn)行現(xiàn)以能夠穩(wěn)定工作點(diǎn)的分壓偏置共射放大電路為例進(jìn)行討論，電路見圖討論，電路見圖5.6.1。 5.6.1 共射組態(tài)基本放大電路的動態(tài)分析共射組態(tài)基本放大電路的動態(tài)分析 1. 先進(jìn)行靜態(tài)分析，保證晶體管處于放大區(qū)先進(jìn)行靜態(tài)分析，保證晶體管處于放大區(qū)；5章章 基本放大電路基本

3、放大電路 2010.02 5.6.1.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析eC+ + +LReRcRb2Rb1R+ +CCV2C1CiUoUVT圖圖5.6.1 共射組態(tài)交流基本放大電路共射組態(tài)交流基本放大電路 進(jìn)行直流計(jì)算的目的是進(jìn)行直流計(jì)算的目的是檢驗(yàn)放大電路是否是處于放檢驗(yàn)放大電路是否是處于放大狀態(tài)。大狀態(tài)。 其次，在微變等效電路其次，在微變等效電路中有中有rbe，計(jì)算，計(jì)算rbe就必須知道就必須知道IEQ（ICQ），這也需要通過），這也需要通過直流計(jì)算來獲得。直流計(jì)算來獲得。 ebBECCBQ)(1RRUVIb2b1b2CCCCRRRVVb1b2bb1b2R RRRRICQ= IBQ UCEQ= VCC

4、 ICQRcIEQRe VCCICQ(Rc+Re) 5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.02圖圖5.6.1(a) 分壓偏置共射放大電路分壓偏置共射放大電路ebUbeIb+_rbecIcUce+_ Ib+ + +LReRcRb2Rb1R+ +CCV2C1CCiUoUVTeb1RcRLRoU圖圖5.6.1 (b) 共射放大電路交流微變等效電路共射放大電路交流微變等效電路 將晶體管的低頻將晶體管的低頻模型畫出。模型畫出。 再將共射放大電再將共射放大電路交流通路的其他元路交流通路的其他元件一一畫出。件一一畫出。b2RiU 5.6.1.2 動態(tài)分析動態(tài)分析5章章 基本放大電路基本放大電路 201

5、0.021. 求放大電路中頻電壓放大倍數(shù)求放大電路中頻電壓放大倍數(shù) 在放大電路中頻微變等效電路上，求解電壓放大在放大電路中頻微變等效電路上，求解電壓放大倍數(shù)就是一個(gè)解電路的問題。倍數(shù)就是一個(gè)解電路的問題。ebUbeIb+_rbecIcUce+_ Ibb1Rb2RiUcRLRoU輸出電壓為輸出電壓為)/(LcboRRIU輸入電壓為輸入電壓為bebirIU電壓放大倍數(shù)為電壓放大倍數(shù)為beLbeLcbebLcbiou)/()/(rRrRRrIRRIUUA圖圖5.6.1 (b) 共射放大電路求電壓放大倍數(shù)共射放大電路求電壓放大倍數(shù)5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.022. 求放大電路的輸入電

6、阻求放大電路的輸入電阻根據(jù)輸入電阻的定義和微變等效電路有根據(jù)輸入電阻的定義和微變等效電路有ebUbeIb+_rbecIcUce+_ Ibb1Rb2RiUcRLRoUiIbeb2b1iii/rRRIUR若滿足若滿足Rb1 Rb2 rbe，則，則Ri rbe。圖圖5.6.1 (b) 共射放大電路求輸入電阻共射放大電路求輸入電阻5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.023. 求放大電路的輸出電阻求放大電路的輸出電阻0,oooSL=URIURsURsRLIobI00UecbiberRb1RcRb2bIoUoUcooo=RIUR 根據(jù)輸出電阻的定義，需要將信號源換成源電壓根據(jù)輸出電阻的定義，需要將

7、信號源換成源電壓信號源信號源 ，并將，并將 短路，但保留內(nèi)阻短路，但保留內(nèi)阻 ；將負(fù)載電；將負(fù)載電阻阻 開路，同時(shí)在輸出端加一個(gè)測試用信號源開路，同時(shí)在輸出端加一個(gè)測試用信號源 。oUsULRsUsR圖圖5.6.1 (c) 共射放大電路求輸出電阻共射放大電路求輸出電阻5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.02+ + +eRCCV2C1CVTb1Rb2RiUcRLRoUecbberRb1RcRLRb2bIiUoURebIcI例例5.6： 試計(jì)算圖試計(jì)算圖5.6.2放大電路的中頻電壓放大倍數(shù)、輸入放大電路的中頻電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。晶體管的電阻和輸出電阻。晶體管的 =99、UBE

8、Q=0.7V、VCC=15V，Rb1=20k 、 Rb2=5.1k 、 Rc=3.3k 、 Re=2k 、 RL=10k ；電容器的容量足夠大。電容器的容量足夠大。解解: 先進(jìn)行靜態(tài)計(jì)算，求出晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)的參數(shù)先進(jìn)行靜態(tài)計(jì)算，求出晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)的參數(shù)值。然后畫出放大電路的中頻微變等效電路，即可進(jìn)值。然后畫出放大電路的中頻微變等效電路，即可進(jìn)行放大電路動態(tài)技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算。行放大電路動態(tài)技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算。圖圖5.6.2 例例5.6電路圖及微變等效電路電路圖及微變等效電路5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.02靜態(tài)計(jì)算：靜態(tài)計(jì)算：工作點(diǎn)參數(shù)的計(jì)算：工作點(diǎn)參數(shù)的計(jì)算：k06. 41 . 5

9、201 . 520V05. 31 . 5201 . 515b2b1b2b1bb2b1b2CCCCRRRRRRRRVVV96. 83 . 514. 115)(mA14. 15 .1199ecCQCCCEQBQCQRRIVUIIA5 .11210006. 47 . 005. 3)(1ebBEQCCBQRRUVI+ + +eRCCV2C1CVTb1Rb2RiUcRLRoU5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.02動態(tài)計(jì)算：動態(tài)計(jì)算：晶體管輸入電阻晶體管輸入電阻rbe的計(jì)算：的計(jì)算：)/(LcboRRIUebbebi)1 (RIrIU2580mA)(14. 1mV)(26100300)(1EQT

10、bbbeIUrrQ放大電路電壓放大倍數(shù)的計(jì)算：放大電路電壓放大倍數(shù)的計(jì)算：ecbberRb1RcRLRb2bIiUoURebIcIebeLcebbebLcbiou)1 ()/()1 ()/(RrRRRIrIRRIUUA 旁路電容的斷開，使電壓旁路電容的斷開，使電壓放大倍數(shù)下降，其物理意義將放大倍數(shù)下降，其物理意義將在后面解釋。在后面解釋。 電壓放大倍數(shù)可近似等于電壓放大倍數(shù)可近似等于是兩電阻之比，因而電壓放大是兩電阻之比，因而電壓放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。eLcu)/(RRRA2 . 1210058. 2)10/3 . 3(995章章 基本放大電路基本放大電路 2010.02求輸

11、入電阻求輸入電阻求輸出電阻求輸出電阻)1 (/ebeb2b1iiiRrRRIURecbberRb1RcRLRb2bIiUoURebIcIiIRe歸算到歸算到基極回路基極回路k3 .3=coooRIURk98. 3)210058. 2/(1 . 5/205章章 基本放大電路基本放大電路 2010.02例例5.7：有一基本放大電路如圖：有一基本放大電路如圖5.6.2所示，已知所示，已知VCC=15V、Rc=3k 、Rb1=390k 、Re1 =100 、Re2 =1 k 、RL =10k ，UBE=0.7V， =99，耦合電容的容量足夠大。試計(jì)算電路的中，耦合電容的容量足夠大。試計(jì)算電路的中頻電壓

12、放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。頻電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。解：解： + + +LRcRe1Rb1RCCV2C1CiUoUVT+ +eCe2R圖圖5.6.2 例例5.7電路圖電路圖 靜態(tài)計(jì)算，在例靜態(tài)計(jì)算，在例5.4中已經(jīng)完中已經(jīng)完成，參數(shù)與例成，參數(shù)與例5.4相同。靜態(tài)工作相同。靜態(tài)工作點(diǎn)處的集電極電流為點(diǎn)處的集電極電流為mA83. 26 .2899BQCQII5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.02 畫微變等效電路，如圖畫微變等效電路，如圖5.6.3所示，可得電壓增益所示，可得電壓增益e1beLu)1 ( RrRArbe+_+_becbIoUiUbIcILRcRb1Re1R圖

13、圖5.6.3 例例5.6的微變等效電路的微變等效電路 mA)(mV)(26)1 (E bbbeIrr7 .1218mA83. 2mV26100300Lubee1 (1)99 2.320.331.2 100 0.1RArR 輸入電阻的計(jì)算如下輸入電阻的計(jì)算如下b1e1bei/ )(1RRrR=1.2/10/390=10.89k 5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.02輸出電阻輸出電阻 rbe+_+_becbIoUiUbIcILRcRb1Re1Roc3kRR5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.02 共集組態(tài)放大電路如圖共集組態(tài)放大電路如圖5.6.7(a)所示。它的集電極交流所示。它

14、的集電極交流接地，輸入信號接基極，輸出信號從發(fā)射極引出，所以，接地，輸入信號接基極，輸出信號從發(fā)射極引出，所以，共集組態(tài)放大電路也稱為共集組態(tài)放大電路也稱為射極輸出器射極輸出器。圖圖5.6.7(a) 共集組態(tài)放大電路共集組態(tài)放大電路 共集組態(tài)放大電路的共集組態(tài)放大電路的偏置電阻往往只采用一個(gè)偏置電阻往往只采用一個(gè)上偏置電阻，其原因是增上偏置電阻，其原因是增大輸入電阻。大輸入電阻。+ +LReRb1RCCVC1CiUVT+ +eoU5.6.2 共集組態(tài)基本放大電路的動態(tài)分析共集組態(tài)基本放大電路的動態(tài)分析 5.6.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.02 靜態(tài)工作點(diǎn)

15、的計(jì)算原則與共射組態(tài)放大電路一樣，先靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算原則與共射組態(tài)放大電路一樣，先畫出直流通路。畫出直流通路。+ +LReRb1RCCVC1CiUVT+ +eoUeRb1RCCVVTebBEQCCeb1BEQCCBQ)1 ()1 (RRUVRRUVIBQCQIIeCQCCeEQCCCEQRIVRIVU基極電流：基極電流：集電極極電流：集電極極電流：管壓降：管壓降：圖圖5.6.7(b) 共集組態(tài)放大電路的直流通路共集組態(tài)放大電路的直流通路5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.02 共集組態(tài)放大電路的中頻微變等效電路如圖共集組態(tài)放大電路的中頻微變等效電路如圖5.6.8所示。所示。 1. 中頻

16、電壓放大倍數(shù)的求解中頻電壓放大倍數(shù)的求解+ +LReRb1RCCVC1CiUVT+ +eoU圖圖5.6.8 微變等效電路微變等效電路ecbiUoUberbIcIRb1RLReiRiRbI 5.6.2.2 動態(tài)分析動態(tài)分析圖圖5.6.7(a) 共集組態(tài)放大電路共集組態(tài)放大電路5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.02ecbiUoUberbIcIRb 1RLReiRiRbIbeobeirUrU)/)(LecboRRIIUiUiUIbIboUberber)/()1 (LebRRI)/()1 (LebRRI1)1 ()1 (LbeLiouRrRUUA 式中式中R L=Re/ RL，式，式(5.6

17、.7)中，由于中，由于 rbe , 所以，電壓增益近似等于所以，電壓增益近似等于1。 L)1R（由此可解出電壓放大倍數(shù)表達(dá)式由此可解出電壓放大倍數(shù)表達(dá)式根據(jù)微變等效電路可列如下方程根據(jù)微變等效電路可列如下方程(5.6.7)5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.022. 交流輸入電阻的求解交流輸入電阻的求解RbbiIIIib1bRbiiii/RRIIUIURecbiUoUberbIcIRb 1RLReiRiRbI I基極電流：基極電流：輸入電阻：輸入電阻：根據(jù)電阻歸算的原理根據(jù)電阻歸算的原理LeLLbei/,)(1RRRRrRiR Ri是從放大電路輸入端看進(jìn)去是從放大電路輸入端看進(jìn)去的輸入

18、電阻，的輸入電阻， 是從基極看進(jìn)去的輸入電阻，所以是從基極看進(jìn)去的輸入電阻，所以 ib1i/RRR所以，輸入電阻所以，輸入電阻)(1/Lbeb1ib1iRrRRRR5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.02 共集組態(tài)放大電路的輸入電阻比共射組態(tài)基本放大電共集組態(tài)放大電路的輸入電阻比共射組態(tài)基本放大電路要大，為了減少偏置電阻并聯(lián)對總輸入電阻下降的影響，路要大，為了減少偏置電阻并聯(lián)對總輸入電阻下降的影響，所以共集組態(tài)放大電路經(jīng)常只使用一個(gè)上偏置電阻，這個(gè)所以共集組態(tài)放大電路經(jīng)常只使用一個(gè)上偏置電阻，這個(gè)上偏置電阻一般可以用到幾百千歐以上。上偏置電阻一般可以用到幾百千歐以上。5章章 基本放大電路基本放大電路 2010.023. 交流輸出電阻的求解交流輸出電阻的求解beobbReo)1 (IRUIIII 根據(jù)輸出電阻的定義，需要將信號源換成源電壓根據(jù)輸出電阻的定義，需要將信號源換成源電壓信號源信號源 ，并將，并將 短路，但保留內(nèi)阻短路，但保留內(nèi)阻 ；將負(fù)載電；將負(fù)載電阻阻 開路，同時(shí)在輸出端加一個(gè)測試用信號源開路，同時(shí)在輸出端加一個(gè)測試用信號源 。oUsULRsUsR求oI求求oI基極電流：基極電流：b1sssbeob/,RRRRrUIecbberRb1RLbIsUsRoUReoIReIbIcIiU圖圖5.6.9 求輸出電阻