共射極放大器的交流等效電路分析法

1、2021/3/10講解：XX1 2.5 共射極放大器的交流等效電路分析法共射極放大器的交流等效電路分析法 根據(jù)直流通路估算直流工作點(diǎn)根據(jù)直流通路估算直流工作點(diǎn) 確定放大器交流通路、確定放大器交流通路、交流等效電路交流等效電路 計(jì)算放大器的各項(xiàng)交流指標(biāo)計(jì)算放大器的各項(xiàng)交流指標(biāo) 2021/3/10講解：XX2 Uo Ui Us Rs RB2 C1 RE CE RL UCC RC RB1 C2 圖圖2.5.11 共射極放大器及其交流等效電路共射極放大器及其交流等效電路 (a)電路電路 2021/3/10講解：XX3 (b)交流等效電路交流等效電路 圖圖2.5.11 共射極放大器及其交流等效電路共射極

2、放大器及其交流等效電路 Ui Ri Rs RB2 r be Ii RC RL Uo e Ib I b rce Ro IcIo bc RB1 1.電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) 2021/3/10講解：XX4 1.電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) be L be LC i o u LCbLCco bebi r R r RR U U A RRIRRIU rIU )( )()( 輸出、輸入電壓反相輸出、輸入電壓反相 LCL CQ bbebbbe RRR mVI mV rrrr )( )( )(26 )1 ( 分析各性能指標(biāo)。主要包括以下性能指標(biāo)：分析各性能指標(biāo)。主要包括以下性能指標(biāo)： i o u U U A 無(wú)量

3、綱參數(shù)無(wú)量綱參數(shù) 2021/3/10講解：XX5 關(guān)于電壓放大倍數(shù)關(guān)于電壓放大倍數(shù)Au的討論的討論 成正比；無(wú)關(guān)，而與與 CQ I. 1 CQ L Lm be L u I mV R Rg r R A )(26 由于 成正比。與 L R . 2 3.可取分貝（可取分貝（dB）為單位。即：）為單位。即： dB U U lgA i o u 20 當(dāng)忽略當(dāng)忽略rbb時(shí)，時(shí)， 2021/3/10講解：XX6 (b)交流等效電路交流等效電路 圖圖2.5.11 共射極放大器及其交流等效電路共射極放大器及其交流等效電路 Ui Ri Rs RB2 r be Ii RC RL Uo e Ib I b rce Ro

4、 IcIo bc RB1 2.電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù) 2021/3/10講解：XX7 2.電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù) LC C beB B i o i B beB bi LC C b LC C co RR R rR R I I A R rR II RR R I RR R II i o i I I A 無(wú)量綱參數(shù)無(wú)量綱參數(shù) 可取分貝（可取分貝（dB）為單位。）為單位。 可見(jiàn)，共射極放大器既有電壓放大，又有電流可見(jiàn)，共射極放大器既有電壓放大，又有電流 放大，因而具有極大的功率增益。放大，因而具有極大的功率增益。 2021/3/10講解：XX8 (b)交流等效電路交流等效電路 圖圖2.5.11 共射

5、極放大器及其交流等效電路共射極放大器及其交流等效電路 Ui Ri Rs RB2 r be Ii RC RL Uo e Ib I b rce Ro IcIo bc RB1 輸入電阻輸入電阻Ri 輸出電阻輸出電阻Ro 2021/3/10講解：XX9 3.輸入電阻輸入電阻Ri bebeBB i i i rrRR I U R 21 定義：從放大器輸入端看進(jìn)去的電阻，即：定義：從放大器輸入端看進(jìn)去的電阻，即： i i i I U R U s A uo U i RL Rs U i R i Ro U o Ri表征放大器從信號(hào)源獲得信號(hào)的能力。表征放大器從信號(hào)源獲得信號(hào)的能力。 2021/3/10講解：XX1

6、0 4.輸出電阻輸出電阻Ro 定義：從放大器輸出端看進(jìn)去的電阻。定義：從放大器輸出端看進(jìn)去的電阻。 根據(jù)戴維南定理，可得：根據(jù)戴維南定理，可得： C SSo o o R IUI U R 00或 Ro是一個(gè)表征放大器帶負(fù)載能力的參數(shù)。是一個(gè)表征放大器帶負(fù)載能力的參數(shù)。 Ui Ri Rs RB2 rbe Ii R C RL Uo e Ib I b rce Ro IcIo bc RB1 2021/3/10講解：XX11 對(duì)于對(duì)于電壓輸出電壓輸出。Ro越小，帶負(fù)載能力越小，帶負(fù)載能力 越強(qiáng)，即負(fù)載變化時(shí)放大器輸出給負(fù)載的越強(qiáng)，即負(fù)載變化時(shí)放大器輸出給負(fù)載的 電壓基本不變。電壓基本不變。 對(duì)于對(duì)于電流輸

7、出電流輸出。Ro越大，帶負(fù)載能越大，帶負(fù)載能 力越強(qiáng)，即負(fù)載變化時(shí)放大器輸出給負(fù)力越強(qiáng)，即負(fù)載變化時(shí)放大器輸出給負(fù) 載的電流基本不變。載的電流基本不變。 2021/3/10講解：XX12 5. 源電壓放大倍數(shù)源電壓放大倍數(shù)Aus u is i i o s i s o us A RR R U U U U U U A uus AA 若若RiRs ，則：，則： uus AA Ui Ri Rs RB2 rbe Ii R C RL Uo e Ib I b rce Ro IcIo bc RB1 2021/3/10講解：XX13 Uo Ui Us Rs RB2 C1 RE RL UCC RC RB1 C2

8、CE 圖圖2.5.11 共射極放大器及其交流等效電路共射極放大器及其交流等效電路 (a)電路電路 6.發(fā)射極接有電阻發(fā)射極接有電阻RE時(shí)的情況時(shí)的情況 2021/3/10講解：XX14 Ebbebi RIrIU)1 ( Us Rs UiRb2Rb1 RE rbe I b RCRL Uo Ib 圖圖2.5.12 發(fā)射極接電阻時(shí)的交流等效電路發(fā)射極接電阻時(shí)的交流等效電路 Lbo RIU 2021/3/10講解：XX15 Em Lm Ebe L i o u Rg Rg Rr R U U A 1)1 ( 時(shí)）當(dāng) beE E L u rR R R A )1 ( Us Rs UiRb2Rb1 RE rbe

9、 I b RCRL Uo Ib 2021/3/10講解：XX16 Ebe b i i Rr I U R)1 ( Ri=RB1RB2R c U o o O R I U R S 0 Us Rs UiRb2Rb1 RE rbe I b RCRL Uo Ib 2021/3/10講解：XX17 例例2.5.3 下圖電路中，若下圖電路中，若RB1=75k，RB2=25k, RC=RL=2k,RE=1k,UCC=12V，晶體管采用，晶體管采用 3DG6管，管，=80, r bb=100,Rs=0.6k,試求直流工試求直流工 作點(diǎn)作點(diǎn)ICQ、UCEQ及及Au,Ri,Ro和和Aus等項(xiàng)指標(biāo)。等項(xiàng)指標(biāo)。 Uo U

10、i Us Rs RB2 C1 RE CE RL UCC RC RB1 C2 2021/3/10講解：XX18 RB1=75k，RB2=25k, RC=RL=2k,RE=1k, UCC=12V，=80, r bb=100,Rs=0.6k,試求直流試求直流 工作點(diǎn)工作點(diǎn)ICQ、UCEQ及及Au,Ri,Ro和和Aus等項(xiàng)指標(biāo)。等項(xiàng)指標(biāo)。 Ui Ri Rs RB2 rbe Ii RC RL Uo e Ib Ib rce Ro IcIo bc RB1 2021/3/10講解：XX19 VRRIUU mA R UU II VU RR R U ECCQCCCEQ E BEQB EQCQ CC BB B B

11、1 . 5) 12(3 . 212)( 3 . 2 1 7 . 03 312 2575 25 21 2 解解 按估算法計(jì)算按估算法計(jì)算Q點(diǎn)：點(diǎn)： Uo Ui Us Rs RB2 C1 RE CE RL UCC RC RB1 C2 2021/3/10講解：XX20 kRRR k I rr r R U U A LCL CQ bbbe be L i o u 122 1 3 . 2 26 80100 26 式中： Ui Ri Rs RB2 rbe Ii RC RL Uo e Ib Ib rce Ro IcIo bc RB1 計(jì)算計(jì)算Au: 2021/3/10講解：XX21 50)80( 16 . 0

12、1 2111575 80 1 180 21 u is i s o us CobeBBi u A RR R U U A kRRkrRRR A 的阻值代入上式，得，將 Lbe Rr Ui Ri Rs RB2 rbe Ii RC RL Uo e Ib Ib rce Ro IcIo bc RB1 2021/3/10講解：XX22 Uo Ui Us Rs RB2 C1 RE1 CE RL UCC RC RB1 C2 RE2 例例2.5.4 在上例中，將在上例中，將RE變?yōu)閮蓚€(gè)電阻變?yōu)閮蓚€(gè)電阻RE1和和RE2串串 聯(lián)，且聯(lián)，且RE1=100,RE2=900，而旁通電容，而旁通電容CE接在接在 RE2兩端，

13、其它條件不變，試求此時(shí)的兩端，其它條件不變，試求此時(shí)的交流指標(biāo)交流指標(biāo)。 2021/3/10講解：XX23 Us Rs UiRb2Rb1 RE rbe I b RCRL Uo Ib 1 解解 由于由于RE=RE1+RE2=1k，所以，所以Q點(diǎn)不變。對(duì)點(diǎn)不變。對(duì) 于交流通路，現(xiàn)在射極通過(guò)于交流通路，現(xiàn)在射極通過(guò)RE1接地。交流等效接地。交流等效 電路為：電路為： 2021/3/10講解：XX24 8)8 . 8( 66 . 0 6 2 6 1 . 0811 2575)1 ( 8 . 8 1 . 0811 180 )1 ( 121 1 u is i s o us Co EbeBBi Ebe L i

14、 o u A RR R U U A kRR kRrRRR Rr R U U A Us Rs UiRb2Rb1 RE rbe I b RCRL Uo Ib 1 2021/3/10講解：XX25 可見(jiàn)，可見(jiàn)，RE1的接入，使得的接入，使得Au減小了約減小了約10倍。但倍。但 是，由于輸入電阻增大，因而是，由于輸入電阻增大，因而Aus與與Au的差異明的差異明 顯減小了。顯減小了。 2021/3/10講解：XX26 2.6 共集電極放大器共集電極放大器 Uo Ui Us Rs RB2 C1 RERL UCC RB1 C2 (a)電路電路 2021/3/10講解：XX27 圖圖2.6.1 共集電極放大器

15、及交流等效電路共集電極放大器及交流等效電路 (b)交流等效電路交流等效電路 Ui Ri Rs Us RB1 Ib Ro RB2 rbe Ib bc Ic I e RERL Io Ri Ii e 2021/3/10講解：XX28 1.電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)Au LEL Lbe L i o u Lbbebobebi LbLEeo RRR Rr R U U A RIrIUrIU RIRRIU )1 ( )1 ( )1 ( )1 ()( 因而因而 式中：式中： Au1， 所以仍有較大的功率增益。所以仍有較大的功率增益。 Ui Ri Rs Us RB1 Ib Ro RB2 rbe Ib bc Ic I

16、e RERL Io Ri Ii e 2021/3/10講解：XX31 圖圖2.6.1 共集電極放大器及交流等效電路共集電極放大器及交流等效電路 (b)交流等效電路交流等效電路 Ui Ri Rs Us RB1 Ib Ro RB2 rbe Ib bc Ic I e RERL Io Ri Ii e 3.輸入電阻輸入電阻Ri 2021/3/10講解：XX32 iBBi RRRR 21 Lbei RrR)1 ( KRKr Lbe 1,100,1若 KRi102則： Ri顯著增大，所以共集電極電路的具有高顯著增大，所以共集電極電路的具有高 輸入電阻的特性輸入電阻的特性 2021/3/10講解：XX33 圖

17、圖2.6.1 共集電極放大器及交流等效電路共集電極放大器及交流等效電路 (b)交流等效電路交流等效電路 Ui Ri Rs Us RB1 Ib Ro RB2 rbe Ib bc Ic I e RERL Io Ri Ii e 4.輸出電阻輸出電阻Ro 2021/3/10講解：XX34 Uo rbe RsRB2 RB1 I b Ro RE Ro IoIeIo Ib 圖圖2.6.2 求共集放大器求共集放大器Ro的等效電路的等效電路 2021/3/10講解：XX35 Uo rbe RsRB2 RB1 I b Ro RE Ro IoIeIo Ib oEU b o o RR I U R s 0 11 beB

18、s b beBsb e o o o o rRR I rRRI I U I U R 1 0 sbe EoEU b o o Rr RRR I U R s 21BBss RRRR 式中：式中： 2021/3/10講解：XX36 KRKr Sbe 1,100,2若 7 .29 o R則： Uo rbe RsRB2 RB1 I b Ro RE Ro IoIeIo Ib 1 bes rR 是基極支路的電阻折合到射極的等效電是基極支路的電阻折合到射極的等效電 阻阻 輸出電阻小。輸出電阻小。 2021/3/10講解：XX37 共集電路的特點(diǎn)：共集電路的特點(diǎn)： 電壓放大倍數(shù)小于電壓放大倍數(shù)小于1而近于而近于1；

19、 輸出電壓與輸入電壓同相；輸出電壓與輸入電壓同相； 輸入電阻高；輸入電阻高； 輸出電阻低。輸出電阻低。 2021/3/10講解：XX38 2.7 共基極放大器共基極放大器 C1 Ui R E C2 R C R B1 RB2 CB Uo R L UCC (a)共基極放大電路共基極放大電路 2021/3/10講解：XX39 圖圖2.7.1 共基極放大器及其交流等效電路共基極放大器及其交流等效電路 (b)交流等效電路交流等效電路 Ii Ui RE Ri Ie rbe Ri I b RC Ro RL Io Uo Ib 2021/3/10講解：XX40 1.電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)Au LCL be L

20、 i o u LCbobebi RRR r R U U A RRIUrIU )(, 式中：式中： 2.電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)Ai LC C co RR R II LC C LC C e c i o i RR R RR R I I I I A 2021/3/10講解：XX41 3.輸入電阻輸入電阻Ri 4.輸出電阻輸出電阻Ro 1 1 be EiEi be e i i r RRRR r I U R Co RR 2021/3/10講解：XX42 273 三種基本放大器性能比較三種基本放大器性能比較 2021/3/10講解：XX43 2021/3/10講解：XX44 28 放大器的級(jí)聯(lián)放大器的級(jí)聯(lián)

21、 281級(jí)間耦合方式級(jí)間耦合方式 多級(jí)放大器各級(jí)之間連接的方式稱為耦合方式。多級(jí)放大器各級(jí)之間連接的方式稱為耦合方式。 級(jí)間耦合的要求級(jí)間耦合的要求 : 確保各級(jí)放大器有合適的直流工作點(diǎn)；確保各級(jí)放大器有合適的直流工作點(diǎn)； 前級(jí)輸出盡可能多的加到后級(jí)的輸入端前級(jí)輸出盡可能多的加到后級(jí)的輸入端 常用的耦合方式有三種：阻容耦合、變壓器耦合常用的耦合方式有三種：阻容耦合、變壓器耦合 和直接耦合。和直接耦合。 2021/3/10講解：XX45 阻容耦合阻容耦合 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：各級(jí)的直流工作點(diǎn)相互獨(dú)立，不會(huì)：各級(jí)的直流工作點(diǎn)相互獨(dú)立，不會(huì) 影響各自設(shè)定的工作點(diǎn)。影響各自設(shè)定的工作點(diǎn)。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：低頻特性差。

22、：低頻特性差。 2021/3/10講解：XX46 變壓器耦合變壓器耦合 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：各級(jí)的直流工作點(diǎn)相互獨(dú)立；可實(shí)現(xiàn)阻各級(jí)的直流工作點(diǎn)相互獨(dú)立；可實(shí)現(xiàn)阻 抗變換?？棺儞Q。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：低頻特性差低頻特性差; 變量器體積大，不易集成。變量器體積大，不易集成。 2021/3/10講解：XX47 UiRi2A1A 2 Uo (a)直接耦合框圖直接耦合框圖 直接耦合直接耦合 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：易集成；沒(méi)有電抗元件，具有良好易集成；沒(méi)有電抗元件，具有良好 的頻率特性，對(duì)低頻和高頻信號(hào)均能放大。的頻率特性，對(duì)低頻和高頻信號(hào)均能放大。 2021/3/10講解：XX48 直接耦合直接耦合 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1、各級(jí)直流工

23、作點(diǎn)相互影響。、各級(jí)直流工作點(diǎn)相互影響。 解決方法：合理的設(shè)計(jì)偏置電路。解決方法：合理的設(shè)計(jì)偏置電路。 2、零點(diǎn)漂移嚴(yán)重、零點(diǎn)漂移嚴(yán)重 解決方法：輸入端采用差動(dòng)電路。解決方法：輸入端采用差動(dòng)電路。 UiRi2A1A 2 Uo (a)直接耦合框圖直接耦合框圖 2021/3/10講解：XX49 RE2 Uo UCC (a)墊高后級(jí)的發(fā)射極電位墊高后級(jí)的發(fā)射極電位 2021/3/10講解：XX50 (b)墊高后級(jí)的發(fā)射極電位墊高后級(jí)的發(fā)射極電位 (c)墊高后級(jí)的發(fā)射極電位墊高后級(jí)的發(fā)射極電位 R DZ 2021/3/10講解：XX51 Uo UCC NPN PNP 圖圖2.8.3 直接耦合電平配置方

24、式實(shí)例直接耦合電平配置方式實(shí)例 (d)NPN、PNP管級(jí)聯(lián)管級(jí)聯(lián) 2021/3/10講解：XX52 282級(jí)聯(lián)放大器的性能指標(biāo)計(jì)算級(jí)聯(lián)放大器的性能指標(biāo)計(jì)算 unuu no oo i o i o u AAA U U U U U U U U A 21 )1(01 21 1、一個(gè)、一個(gè)n級(jí)放大器的總電壓放大倍數(shù)級(jí)放大器的總電壓放大倍數(shù)Au為：為： 2021/3/10講解：XX53 21 1 iL RRii RR 2、級(jí)聯(lián)放大器的輸入電阻即為第一級(jí)的輸、級(jí)聯(lián)放大器的輸入電阻即為第一級(jí)的輸 入電阻入電阻Ri1，但應(yīng)將后級(jí)的輸入電阻，但應(yīng)將后級(jí)的輸入電阻Ri2作為其作為其 負(fù)載，負(fù)載， 2021/3/10

25、講解：XX54 3、級(jí)聯(lián)放大器的輸出電阻即為最末級(jí)的輸、級(jí)聯(lián)放大器的輸出電阻即為最末級(jí)的輸 出電阻出電阻Ro(n)，但應(yīng)將前級(jí)的輸出電阻，但應(yīng)將前級(jí)的輸出電阻Ro(n-1) 作為其信號(hào)源內(nèi)阻作為其信號(hào)源內(nèi)阻 )1( nosn RRono RR 2021/3/10講解：XX55 圖圖2.8.6 兩級(jí)共射極放大器兩級(jí)共射極放大器 (a)電路電路 2021/3/10講解：XX56(b)交流通路交流通路 2021/3/10講解：XX57 21uu i o u AA U U A 1 211 1 1 be iC i o u r RR U U A 2222 1 Ebei RrR 222 22 2 2 1 E

26、be LC i o u Rr RR U U A RB1RB2 rbe2 Rc1 rbe1 RE2 Rc2RL Ri1Ri2 Ib1 Ib2 Ib1 Ib2 + - Ui Uo + - + - Uo1 2021/3/10講解：XX58 121 21 1beBB iL ii rRR RR RR 2 12 2C Cs oo R RR RR RB1RB2 rbe2 Rc1 rbe1 RE2 Rc2RL Ri1Ri2 Ib1 Ib2 Ib1 Ib2 + - Ui Uo + - + - Uo1 2021/3/10講解：XX59 283 組合放大器組合放大器 一、一、CCCE組合放大器組合放大器 Uo RB

27、1 Ri RB2 RC2 RL Ro Ui Us Rs RE1 Ro1 V1 V2 (a)CCCE電路電路 CC-CE組合電路具有高的輸入電阻，組合放大器組合電路具有高的輸入電阻，組合放大器 的的Aus近似為后級(jí)共射放大器的電壓增益。近似為后級(jí)共射放大器的電壓增益。 2021/3/10講解：XX60 圖圖2.8.8 CECC電路電路 Uo RB1 Ri RB2 RL Ro Ui V1 RC1 Ri2 RE2 V2 二、二、 CECC組合放大器組合放大器 CE-CC具有低的輸出電阻，組合放大器的具有低的輸出電阻，組合放大器的Au近似為近似為 共射放大器在負(fù)載開(kāi)路時(shí)的電壓增益。共射放大器在負(fù)載開(kāi)路

28、時(shí)的電壓增益。 2021/3/10講解：XX61 例例2.8.2 放大電路如圖放大電路如圖2.8.9所示。已知晶體管所示。已知晶體管 =100, rbe1=3k,rbe2=2k,rbe3=1.5k，試求放，試求放 大器的輸入電阻、輸出電阻及源電壓放大倍數(shù)。大器的輸入電阻、輸出電阻及源電壓放大倍數(shù)。 圖圖2.8.9 例例2.8.2電路電路 Rs Us RE15.3k R RC23k RE3 3k U EE ( 6V) RLUo 0.2k VD1 V1 V2 V3 ( ( 6V) U CC 2k VZ 2021/3/10講解：XX62 解解: 該電路為共集、共射和共集三級(jí)直接耦該電路為共集、共射和

29、共集三級(jí)直接耦 合放大器。合放大器。 RE1 Rs Rc2 RE3 RL Ri=Ri1Ri2 Ri3 Uo + _ Uo1 + _ Uo2 2021/3/10講解：XX63 k RRrRR krR iEbeRRii bei iL 150)23 . 5)(1001 (3 )(1 ( 2 2111 22 21 (1)輸入電阻輸入電阻Ri： RE1 Rs Rc2 RE3 RL Ri=Ri1Ri2 Ri3 Uo + _ Uo1 + _ Uo2 2021/3/10講解：XX64 (2)輸出電阻輸出電阻Ro: 45 1001 5 . 13 3 1 3 32 33 22 23 beC ERRoo Co rR

30、 RRR kRR os RE1 Rs Rc2 RE3 RL Ri=Ri1Ri2 Ri3 Uo + _ Uo1 + _ Uo2 2021/3/10講解：XX65 (3)源電壓放大倍數(shù)源電壓放大倍數(shù)Aus: 9 . 0 )23 . 5(1013 )23 . 5(101 )(1 ( )(1 ( 211 21 1 1 iEbe iE i o u RRr RR U U A RE1 Rs Rc2 RE3 RL Ri=Ri1Ri2 Ri3 Uo + _ Uo1 + _ Uo2 2021/3/10講解：XX66 130 2 )2 . 03(100)( 2 32 2 2 2 be iC i o u r RR U U A RE1 Rs Rc2 RE3 RL Ri=Ri1Ri2 Ri3 Uo + _ Uo1 + _ Uo2 KRRrR LEbei