管共射极放大器课件

1、管共发射极放大器课件 3.1 单管共发射极放大器 3.1.1 电路的组成 3.1.2 静态分析 3.2 微变等效电路分析法 3.2.1 简化的晶体管共发射H参数 3.2.2 用H参数等效电路分析共发射极放大器 3.3 静态工作点稳定电路 3.3.1 温度影响静态工作点 3.3.2 分压式电流负反馈偏置电路 3.1.3 动态分析 第第3章章 放大电路基础放大电路基础 目录目录 管共发射极放大器课件 第第3章章 放大电路基础放大电路基础 3.4 单管共集电极电路 3.4.1 电路的组成 3.4.2 静态分析 3.6 单管共发射极放大器的频率特性 3.6.1 RC电路的频响 3.6.2 单管共发射极

2、放大器的频率特性 3.4.3 动态分析 3.4.4 射极输出器的应用 3.5 共基极放大电路简介 3.6.3 频率失真 3.6.4 电路元器件参数的选择 目录目录 管共发射极放大器课件 第第3章章 放大电路基础放大电路基础 3.7 多级放大器多级放大器 3.7.1 四种级间耦合方式四种级间耦合方式 3.7.2 多级放大器的频响多级放大器的频响 3.9 放大器放大器的调整与调试的调整与调试 3.7.3 放大倍数放大倍数(增益增益)的分贝表示法的分贝表示法 3.8 放大器放大器的噪声与抗干扰措施的噪声与抗干扰措施 目录目录 管共发射极放大器课件 第第3章章 放大电路基础放大电路基础 【本章难点 】

3、分压式电流负反馈偏置电路与射极输分压式电流负反馈偏置电路与射极输 出器的分析放大器的调整与调试出器的分析放大器的调整与调试 【本章要点本章要点】基本放大器的组成及工作原理基本放大器的组成及工作原理 静态工作关系判断与稳定静态工作关系判断与稳定 微变等效电路分析方法微变等效电路分析方法 三种放大电路三种放大电路(共射、共集、共基电路共射、共集、共基电路) 多级放大电路的四种耦合方式多级放大电路的四种耦合方式 管共发射极放大器课件 V c R T V BB CC b R - + BE U - U CE + IC IB ui UBE+ IB+ C I+ UCE + o - u + 三极管工作在放大区

4、：三极管工作在放大区： 发射结正偏，发射结正偏， 集电结反偏。集电结反偏。 3.1 单管共发射极放大器单管共发射极放大器 3.1.1 电路的组成电路的组成 管共发射极放大器课件 放大元件放大元件iC= iB， 工作在放大区，要工作在放大区，要 保证集电结反偏，保证集电结反偏， 发射结正偏。发射结正偏。 + + b2 b - i u C + R - b1 R u T oL + C c R V CC BB V 电路的组成电路的组成 管共发射极放大器课件 各元件作用：各元件作用： 使发射结正偏，使发射结正偏， 并提供适当的静并提供适当的静IB 和和UBE。 基极电源与基极电源与 基极电阻基极电阻 +

5、 + b2 b - i u C + R - b1 R u T oL + C c R V CC BB V 集电极电源，为集电极电源，为 电路提供能量。电路提供能量。 并保证集电结反并保证集电结反 偏。偏。 集电极电阻集电极电阻RC， 将变化的电流转将变化的电流转 变为变化的电压。变为变化的电压。 管共发射极放大器课件 耦合电容：耦合电容： 电解电容，有极性，电解电容，有极性， 大小为大小为10 F50 F 作用：作用：隔直通交隔直通交隔离隔离 输入输出与电路直流输入输出与电路直流 的联系，同时能使信的联系，同时能使信 号顺利输入输出。号顺利输入输出。 + + + + b2 b - i u C +

6、 R - b1 R u T oL + C c R V CC BB V 各元件作用：各元件作用： 管共发射极放大器课件 基本放大电路的习惯画法基本放大电路的习惯画法 + + b2 b - i u C + R - b1 R u T oL + C c R V CC BB V + + + C T b1 CC Rb V L + uo R - u + - i b2 C c R 管共发射极放大器课件 1.静态工作点静态工作点Ui=0时电路的工作状态时电路的工作状态 3.1.2 3.1.2 静态工作点静态工作点 - u + T R b2 L b1 o C R C u b1 + R + CC - . i V c

7、 ui=0时时 由于电源的由于电源的 存在，电路存在，电路 中存在一组中存在一组 直流量。直流量。 IC IE IB + UBE - + UCE - 管共发射极放大器课件 由于由于(IB,UBE) 和和( IC,UCE )分别对应于输入、输出分别对应于输入、输出 特性曲线上的一个点，所以称为特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点静态工作点。 IB UBE Q IB UBE Q UCE IC IC UCE IB 为什么要设置静态工作点？为什么要设置静态工作点？ 放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管 工作在线性区，以保证信号不失真。工作在线性区，

8、以保证信号不失真。 管共发射极放大器课件 开路开路 画出放大电路的直流通路画出放大电路的直流通路 2. 2. 静态工作点的估算静态工作点的估算 将交流电压源短路，将电容开路。将交流电压源短路，将电容开路。 直流通路的画法：直流通路的画法： 开路开路 - u + T R b2 L b1 o C R C u b1 + R + CC - . i V c 管共发射极放大器课件 画直流通路：画直流通路： Rb称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏置电流偏置电流。 （1）用估算法分析放大器的静态工作点）用估算法分析放大器的静态工作点 （ IB、UBE、IC、UCE） IC= IB b BECC B R

9、UV I b CC V7 . 0 R V CCCCCE RIVU + T Rb1R CC V c 管共发射极放大器课件 例例3-1：用估算法计算静态工作点。：用估算法计算静态工作点。 已知：已知：VCC=12V， RC=4K ， Rb=300K ， =37.5。 解：解：A400.04mA 300 12 b CC B R V I mA5 . 104. 05 .37BC II 6V41.512CCCCCE RIVU 请注意电路中请注意电路中IB和和IC的数量级的数量级 + + + C T b1 CC Rb V L + uo R - u + - i b2 C c R 管共发射极放大器课件 UCE=

10、VCCICRC VCC IC UCE C CC R V 直流负载线直流负载线 由估算法求出由估算法求出 I IB B，I IB B对应的输对应的输 出特性与直流出特性与直流 负载线的交点负载线的交点 就是工作点就是工作点Q Q Q IB 静态静态UCE 静态静态IC + + + + + C Rc i u V b1 T u CC + b2 R - o C + b - 2. 图解法确定静态工作点图解法确定静态工作点 管共发射极放大器课件 对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui) 交流通路交流通路分析动态工作情况分析动态工作情况 交流通路的画法：交流通路的画法： 将直流电压源短路，将电容短路。将

11、直流电压源短路，将电容短路。 短路短路 短路短路 置零置零 - u + T + b2 V - u Rc . o b1 R L C + b1 CC C Ri 3.1.3 动态分析动态分析 管共发射极放大器课件 1.交流通路交流通路 + + R - - u o T u R b R L i c + 管共发射极放大器课件 2.交流负载线交流负载线 输出端接入负载输出端接入负载RL：不影响不影响Q 影响动态！影响动态！ + + + C T b1 CC Rb V L + uo R - u + - i b2 C c R 管共发射极放大器课件 交流负载线交流负载线ic 其中：其中： CLL/RRR uce=-

12、ic（RC/RL） = -ic RL + + R - - u o T u R b R L i c + 管共发射极放大器课件 交流量交流量ic和和uce有如下关系：有如下关系： 即：交流负载线的斜率为：即：交流负载线的斜率为： L 1 R uce=-ic（RC/RL）= -ic RL 或或ic=（-1/ RL） uce 交流负载线的作法：交流负载线的作法： 斜斜 率为率为- -1/RL 。（。（ RL= RLRc ） 经过经过Q点。点。 管共发射极放大器课件 交流负载线的作法：交流负载线的作法： iC uCE VCC C CC R V Q IB 交流负载线交流负载线 直流负载线直流负载线 斜斜

13、率为率为- -1/RL 。 （ RL= RLRc ） 经过经过Q点。点。 注意：注意： （1）交流负载线是有交流）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。输入信号时工作点的运动轨迹。 （2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。）空载时，交流负载线与直流负载线重合。 管共发射极放大器课件 iB uBE Q ui ib ic 交流放大原理（设输出空载）交流放大原理（设输出空载） 假设在静态工作点的基础上，输假设在静态工作点的基础上，输 入一微小的正弦信号入一微小的正弦信号 ui ib 静态工作点静态工作点 3 用图解法分析放大器的动态工作情况用图解法分析放大器的动态工作情况 iC uCE

14、uce 注意：注意：uce与与ui反相！反相！ 管共发射极放大器课件 ui iB iC uCE uo 各点波形各点波形 uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反 1b + b2 C R c C V R CC b1 管共发射极放大器课件 结论：结论：（1）放大电路中的信）放大电路中的信 号是交直流共存，可表示成：号是交直流共存，可表示成： ceCECE cCC bBB beBEBE uUu iIi iIi uUu 虽然交流量可正负变化，但虽然交流量可正负变化，但 瞬时量方向始终不变瞬时量方向始终不变 （2 2）输出）输出u uo o与输入与输入u ui i相比，幅度被相比，幅度被 放大了

15、，频率不变，但相位相反。放大了，频率不变，但相位相反。 ui t uBE t iB t iC t uCE t uo t 管共发射极放大器课件 iC uCE uo 可输出可输出 的最大的最大 不失真不失真 信号信号 （1）合适的静态工作点）合适的静态工作点 ib 4静态工作点对输出波形的影响静态工作点对输出波形的影响 管共发射极放大器课件 iC uCE uo （2）Q点过低点过低信号进入截止区信号进入截止区 称为截止失真称为截止失真 信号波形信号波形 管共发射极放大器课件 iC uCE uo （3）Q点过高点过高信号进入饱和区信号进入饱和区 称为饱和失真称为饱和失真 信号波形信号波形 截止失真和

16、饱和失真截止失真和饱和失真 统称统称“非线性失真非线性失真” 动画演示 管共发射极放大器课件 条件：交流小信号条件：交流小信号 + + + + i - u be + - u b T ce + c i + + + + b u ce i + - + i be c u - 二端口 网络 思路：将非线性的思路：将非线性的BJT等效成一个线性电路等效成一个线性电路 3.2 微变等效电路分析法微变等效电路分析法 3.2.1 简化的晶体管共发射简化的晶体管共发射H参数参数 管共发射极放大器课件 1、三极管的、三极管的h参数等效电路参数等效电路 根据网络参数理论：根据网络参数理论： ),( CEB1BE ui

17、fu ),( CEB2C uifi 求变化量：求变化量： CE CE BE B B BE BE BCE du u u di i u du iu CE CE C B B C C BCE du u i di i i di iu 在小信号情况下：在小信号情况下： cerebiebe uhihu ceoebfec uhihi + + + + i - u BE + - u B T CE + C i 管共发射极放大器课件 各各h参数的物理意义：参数的物理意义： CE B BE ie u i u h B CE BE re i u u h iB uBE uBE iB 输出端交流短路时的输出端交流短路时的 输入

18、电阻，用输入电阻，用rbe表示。表示。 输入端开路时的电压反馈系数，输入端开路时的电压反馈系数， 用用r表示。表示。 iB uBE uBE uCE cerebiebe uhihu ceoebfec uhihi 管共发射极放大器课件 CE B C fe u i i h B CE C oe i u i h iC iB iC uCE 输出端交流短路时的电流放大输出端交流短路时的电流放大 系数，系数， 用用表示。表示。 输入端开路时的输出电导，用输入端开路时的输出电导，用1/rce表示。表示。 iC uCE iC uCE 管共发射极放大器课件 cerebiebe uhihu ceoebfec uhih

19、i 该式可写为：该式可写为： cerbbebe uiru cecebc /ruii 由此画出三极管的由此画出三极管的h参数等效电路参数等效电路： + + + + i - u be + - u b T ce + c i + + + + ic b e b i c rce be + r - ce ce - u + b i ru + - be u 管共发射极放大器课件 2、简化的简化的h h参数参数等效电路等效电路 + + + + ic b e b i c rce be + r - ce ce - u + b i ru + - be u （1）r10-3，忽略。，忽略。 （2）rce105，忽略。，忽

20、略。 得三极管简化的得三极管简化的h h参数等效电路。参数等效电路。 + + + i i be b b - ce be - + r cc u b i e + u 管共发射极放大器课件 3、rbe的计算：的计算： 由由PN结的电流公式：结的电流公式： )1(e T EB / SE UU II EB E e 1 dU dI r T E / T S )(e T EB U I U IUU EE T e mV26 II U r （常温下）（常温下） ebb b ebbbb b be be)(1 )(1 r r i ri r i i u r 其中：其中：rbb=200 + + + b c e b e r

21、bb rB I C I I E be r )mA( mV26 )(1200 E be I r 所以：所以： 管共发射极放大器课件 1. 画出放大器的微变等效电路画出放大器的微变等效电路 （1）画出放大器的交流通路）画出放大器的交流通路 （2）将交流通路中的三极管用）将交流通路中的三极管用h参参 数等效电路代替数等效电路代替 - - + + . c uLo i b be Rr ic i b i . i i Ru b R + + + C T b1 CC Rb V L + uo R - u + - i b2 C c R 3.2.2 用用H参数等效电路分析共发射极放大器参数等效电路分析共发射极放大器

22、管共发射极放大器课件 2 2、电压放大倍数的计算：、电压放大倍数的计算： bebi riu Lbo Riu be L i o u r R u u A LCL RRR/ 负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。 - - + + . c uLo i b be Rr ic i b i . i i Ru b R 管共发射极放大器课件 i i i u Ri beb/r R be r 电路的输入电阻越大，从信号源取电路的输入电阻越大，从信号源取 得的电流越小，因此一般总是希望得到得的电流越小，因此一般总是希望得到 较大的的输入电阻。较大的的输入电阻。 3 3、输入电阻的计算：、输入电阻的计

23、算： 根据输入电阻的定义：根据输入电阻的定义： - + - + R b r be ib b i i i c i o L c Ru . R u . i i RRo 管共发射极放大器课件 定义：定义： 放大 + i u R + uS - - S 电路 i RRL + O u - 当信号源有内阻时：当信号源有内阻时： i o u u u A s o us u u A 由图知：由图知：s si i i u RR R u 所以：所以： s i i o s o us u u u u u u A u si i A RR R 管共发射极放大器课件 c i b be Rr ic b ib R ii o R c

24、o o o R i u R 所以：所以： 4、输出电阻的计算：、输出电阻的计算： 根据定义：根据定义： o i 0 0, o o o sL = uR i u R o u + - 管共发射极放大器课件 例例3.2 3.2 共射放大电路如图所示。设：共射放大电路如图所示。设：VCC12V12V， Rb=300k=300k, ,Rc=3k=3k, , RL=3k=3k,BJTBJT的的 =50=50。 + + + C T b1 CC Rb V L + uo R - u + - i b2 C c R 1 1、试求电路的静态工试求电路的静态工 作点作点Q Q。 A40 300k V12 b CC BQ

25、R V I 2mAA4050 QBCQ II 6V3k2mAV12 CCQCCCEQ RIVU 解：解： 管共发射极放大器课件 + + + C T b1 CC Rb V L + uo R - u + - i b2 C c R 2 2、估算电路的电压放大倍数、输入电阻估算电路的电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻和输出电阻Ro。 解：画微变等效电路解：画微变等效电路 - - + + . c uLo i b be Rr ic i b i . i i Ru b R )mA( mV26 )(1200 E be I r 993 )mA(2 mV26 61200 75 0.993k k3k50 be L

26、u r R A Ri=rbe/Rbrbe=993 Ro=Rc=3k 管共发射极放大器课件 + + + C T b1 CC Rb V L + uo R - u + - i b2 C c R 3. 若输出电压的波形出现如若输出电压的波形出现如 下失真下失真 ，是截止还是饱和，是截止还是饱和 失真？失真？ 应调节哪个元件？如何调节？应调节哪个元件？如何调节？ 解：解：为截止失真。为截止失真。 应减小应减小Rb。 管共发射极放大器课件 对于前面的电路（固定偏置电路）而言，对于前面的电路（固定偏置电路）而言， 静态工作点由静态工作点由UBE、 和和ICEO决定，这三个参决定，这三个参 数随温度而变化。数

27、随温度而变化。 Q变变 UBE ICEO 变变T变变 IC变变 1. 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响 3.3 静态工作点稳定电路静态工作点稳定电路 3.3.1 温度影响静态工作点温度影响静态工作点 管共发射极放大器课件 1、温度对、温度对UBE的影响的影响 iB uBE 25 C 50C TUBE IB IC 管共发射极放大器课件 2、温度对、温度对 值及值及ICEO的影响的影响 T 、 ICEO IC iC uCE Q Q 温度上升时温度上升时 ，输出特性，输出特性 曲线上移，曲线上移， 造成造成Q点上点上 移。移。 总之：总之： T IC 管共发射极放大器课件 I1 I2 I

28、B CC b2b1 b2 B RR R VU 选选I2=（510）IB I1 I2 IC IE + + + b2 R b1 b1 CC T C R R V R u + - L o - + ui Cb2 Rc e （1） 结结 构及工作构及工作 原理原理 3.3.2 分压式电流负反馈偏置电路分压式电流负反馈偏置电路 管共发射极放大器课件 静态工作点静态工作点 稳定过程：稳定过程： T UBEIC IC IE UE CC b2b1 b2 B RR R VU UBE=UB-UE =UB - IE Re UB稳定稳定 IB 由输入特性曲线由输入特性曲线 I1 I2 IB IC IE + + + b2

29、R b1 b1 CC T C R R V R u + - L o - + ui Cb2 Rc e 管共发射极放大器课件 （2）静态分析）静态分析 CC b2b1 b2 B V RR R U IB=IC/ UCE = VCC - ICRC - IERe IC IE =UE/Re = （ （UB- UBE）/ Re 电容开路电容开路,画出直流通道画出直流通道 + b2 c R e V R R R b1 T CC 管共发射极放大器课件 将电容短路将电容短路,直流电源短路，画出电路的交直流电源短路，画出电路的交 流小信号等效电路流小信号等效电路 （3）动态分析：）动态分析： + + + + e b b

30、 c i Ri R R b1 be r R uo C + - L R i - + u b2 R Ri ic b iii 管共发射极放大器课件 电压放大倍数：电压放大倍数： RL= RC / RL + + + + e b b c i Ri R R b1 be r R uo C + - L R i - + u b2 R Ri ic b iii e be L e beb L b i o u )(1)(1R r R R r i Ri u u A ebbebi )1(Ririu )/( LCbo RRiu 管共发射极放大器课件 输入电阻：输入电阻： ebe b i i )(1Rr i u R b2b1i

31、i /RRRR b2b1ebe /)(1RRRr 输出电阻：输出电阻： co RR + + + + e b b c i Ri R R b1 be r R uo C + - L R i - + u b2 R Ri ic b iii o R 管共发射极放大器课件 思考：思考：若在若在Re两端并电容两端并电容Ce会对会对Au、Ri、 Ro有什么影响？有什么影响？ + + + b2 R b1 b1 CC T C R R V R u + - L o - + ui Cb2 Rc e Ce 管共发射极放大器课件 1. 结构：结构： + + - R u R V e ui b - C1 + CC o T R L

32、 2 C + - R S S u 3.4 单管共集电极电路单管共集电极电路 3.4.1 电路的组成电路的组成 管共发射极放大器课件 2. 静态分析：静态分析： eb CC RR UV I )1( BE B IB IE UBE UCE BC II eCCCeECCCE RIVRIVU eEBEbBCC RIURIV eBBEbB )1(RIURI + R V e b CC R 管共发射极放大器课件 3. 动态分析动态分析 （1）交流通道及微变等）交流通道及微变等 效电路效电路 + + - R u R V e ui b - C1 + CC o T R L 2 C + - R S S u + e b

33、 b c i Ri R be r uo - L R i - + u b Ri ic b iii + R u - + S S e R 管共发射极放大器课件 （2）电压放大倍数：）电压放大倍数： )/)(1 )/)(1 Le be Le i o u RR r RR u u A )/()1( Lebbebi RRiriu )/()1( Lebo RRiu + e b b c i Ri R be r uo - L R i - + u b Ri ic b iii + R u - + S S e R 1 管共发射极放大器课件 （2）输入电阻）输入电阻 + e b b c i Ri R be r uo -

34、L R i - + u b Ri ic b iii + R u - + S S e R )/)(1 Lebe b i i RRr i u R bii R/RR bLebe )(1R/)R/Rr 管共发射极放大器课件 3、输出电阻、输出电阻 + S b u R R be r i R b e c b e + - i ib o R rR R R u rR u rR u u i u R 1 bes e ebesbes o bRe )1(iii b e )1(i R u bes b rR u i b S s / RR R 管共发射极放大器课件 射极输出器的特点：电压放大倍数射极输出器的特点：电压放大倍数

35、=1， 输入阻抗高，输出阻抗小。输入阻抗高，输出阻抗小。 3.4.4射极输出器的应用射极输出器的应用 1、放在多级放大器的输入端，提高整个放、放在多级放大器的输入端，提高整个放 大器的输入电阻。大器的输入电阻。 2、放在多级放大器的输出端，减小整个放、放在多级放大器的输出端，减小整个放 大器的输出电阻。大器的输出电阻。 2、放在两级之间，起缓冲作用。、放在两级之间，起缓冲作用。 管共发射极放大器课件 共基极电路共基极电路 + S + V b1 1 b2 ui - u +2 S C C R - R CC Rc R R + u L o - e R 3.5 共基极放大电路简介共基极放大电路简介 管共

36、发射极放大器课件 1. 静态工作点静态工作点 直流通路：直流通路： CC b2b1 b2 B V RR R U e BEB EC R UU II )( ecCCCeEcCCCCE RRIVRIRIVU C B I I + S + V b1 1 b2 ui - u +2 S C C R - R CC Rc R R + u L o - e R + b2 Rb1 R R V Rc e CC 管共发射极放大器课件 2. 动态分析动态分析 画出电路的交流小信号画出电路的交流小信号 等效电路等效电路 + S + V b1 1 b2 ui - u +2 S C C R - R CC Rc R R + u L

37、 o - e R （1 1）电压放大倍数）电压放大倍数 be Lc i o u )/( r RR u u A bebi riu )/( LCbo RRiu + + e b b c i Ri be r i - + u e Ri ic e iii R u - + S S R + o u L R - Rc ib 管共发射极放大器课件 （2 2）输入电阻）输入电阻 e i i i u R bii / RRR （3）输出电阻）输出电阻 co RR )(1)(1 be e beb r i ri )(1 / be b r R + + e b b c i Ri be r i - + u e Ri ic e i

38、ii R u - + S S R + o u L R - Rc ib 管共发射极放大器课件 3. 三种组态的比较三种组态的比较 电压增益：电压增益： be Lc )/( r RR 输入电阻：输入电阻： beb /rR 输出电阻：输出电阻： c R )/)(1( )/()1( Lebe Le RRr RR )/)(1(/ Lebeb RRrR 1 )/( / bebs e rRR R be Lc )/( r RR 1 / be e r R c R + + - R u R V e ui b - C1 + CC o T R L 2 C + - R S S u 共集共集 + S + V b1 1 b2

39、 ui - u +2 S C C R - R CC Rc R R + u L o - e R 共基共基 共射共射 + + + b2 b - i u c C + R R - CC b1 R u T oL + C V 管共发射极放大器课件 频率响应频率响应放大器的电压放大倍数放大器的电压放大倍数 与频率的关系与频率的关系 下面先分析无源下面先分析无源RC网络的频率响应网络的频率响应 )()( |)(ffAfA UU 其中：其中： 称为放大器的幅频响应称为放大器的幅频响应)( |fA U 称为放大器的相频响应称为放大器的相频响应)( f 3.6 单管共发射极放大器的频率特单管共发射极放大器的频率特

40、性性 管共发射极放大器课件 RC C R C U U AU j1 1 j 1 j 1 i o （1）频率响应表达式：）频率响应表达式： RC f 2 1 H 令：令： H i o U j1 1 f f U U A 则：则： + + - R uu i C o 2 H U )(1 1 f f A 幅频响应：幅频响应： )arctg( H f f 相频响应：相频响应： 1. RC电路电路的频响的频响 管共发射极放大器课件 RCCjR R U U AU / j1 1 /1 i O （1）频率响应表达式：）频率响应表达式： + - + uui C oR RC f 2 1 L 令：令： f f U U A

41、 L i o U j1 1 则：则： 2 L U )(1 1 f f A 幅频响应：幅频响应： )arctg( L f f 相频响应：相频响应： 2RC高通电路的频响高通电路的频响 管共发射极放大器课件 f 0.01fL 0 0.1fL fL10fL -20 -40 ）（dB|lg20 U A 最大误差最大误差 -3dB 时时，当当 L ff 1 )/(1 1 | 2 L ff AU dB 01lg20|lg20 U A 时时，当当 L ff L 2 L / )/(1 1 |ff ff AU )/lg(20|lg20 L ffAU 斜率为斜率为 -20dB/十倍频程十倍频程 的直线的直线 2

42、L U )(1 1 f f A 幅频响应：幅频响应： 1 . 0 L ff 1 . 0| U AdB20|lg20 U A 01. 0 L ff 01. 0| U AdB40|lg20 U A 20dB/十倍频十倍频 L ff 707. 0| U AdB3|lg20 U A 管共发射极放大器课件 时时，当当 L ff 时时，当当 L ff 0 90 时时，当当 L ff 时时，当当 100.1 LL fff 十十倍倍频频程程的的直直线线斜斜率率为为/45 可见：当频率较高时，可见：当频率较高时，AU 1，输出与输入电压之间的，输出与输入电压之间的 相位差相位差=0。随着频率的降低，。随着频率的

43、降低， AU 下降，相位差增大，且输下降，相位差增大，且输 出电压是超前于输入电压的，最大超前出电压是超前于输入电压的，最大超前9090o o。 其中，其中，fL L是一个重要的频率点，称为是一个重要的频率点，称为下限截止频率下限截止频率。 f 0.01fL 0 0.1fL fL10fL -20 -40 ）（dB|lg20 U A 20dB/十倍频十倍频 相频响应相频响应 )arctg( H f f f 0.01fL 0 0.1fL fL10fL 90 45 45 十十倍倍频频/45 管共发射极放大器课件 对于如图所示的共射放大电路，对于如图所示的共射放大电路， 分低、中、高三个频段加以研究。

44、分低、中、高三个频段加以研究。 1 .中频段中频段 所有的电容均可忽略。所有的电容均可忽略。可用可用 前面讲的前面讲的h参数等效电路分析参数等效电路分析 180 + T V Cb2 u + b1 R C R o CC - R b1 c L S + - R - + S u ui be L i S i r R RR R u u A S O usm 中频电压放大倍数：中频电压放大倍数： 3.6 单管共发射极放大器的频率特性单管共发射极放大器的频率特性 管共发射极放大器课件 2. 低频段低频段 在低频段，三极管的极间电容可视为开路，耦合电容在低频段，三极管的极间电容可视为开路，耦合电容 C1、C2不能

45、忽略不能忽略。 。 为方便分析，现在只考虑为方便分析，现在只考虑C1， ，将 将C2归入第二级。画出低归入第二级。画出低 频等效电路如图所示。频等效电路如图所示。 可推出低频电压放大倍数：可推出低频电压放大倍数： f f j A U U A L usm s o usL 1 1 L /(2 1 CRrR f Sbeb ） 该电路有该电路有 一个一个RC高通环节。高通环节。 有下限截止频率：有下限截止频率： + + S - u + i S + R - u u b i L R r - be i i o b b b R c c + R e C Cb1 管共发射极放大器课件 共射放大电路低频段的波特图共

46、射放大电路低频段的波特图 幅频响应幅频响应 ： 2 L usmusL )(1 1 lg20|lg20|lg20 f f AA 相频响应相频响应 ： )arctg(180 L f f f 0.01fL -180 0.1fL fL10fL -90 -135 十十倍倍频频/45 f 0.01fL 0.1fL fL10fL ）（dB|lg20 U A 20dB/十倍频十倍频 |lg20 usm A 管共发射极放大器课件 在高频段，耦合电容在高频段，耦合电容C1、C2可以可视为短路可以可视为短路， ，三极管的极间 三极管的极间 电容不能忽略电容不能忽略。 这时要用混合这时要用混合等效电路等效电路，画出高

47、频等效电路如图所示。，画出高频等效电路如图所示。 3. 高频段高频段 用用“密勒定理密勒定理”将集电结电容单向化。将集电结电容单向化。 Rs Us Rb rbe C U be Ube gm L i U e b b c Uo rbb + + + Cbc . . . . . + Rc R ic b i be 管共发射极放大器课件 用用“密勒定理密勒定理”将集电结电容单向化：将集电结电容单向化： 其中：其中： c bLmM ) 1(CRgC c bc b Lm N ) 1 1(CC Rg C Rs Us Rb rbe Cbe Ube Ube gm L i U e b b c Uo rbb + + +

48、 . . . . . + R c R ic ib CMCN 管共发射极放大器课件 用戴维南定理将用戴维南定理将C左端的电路进行变换：左端的电路进行变换： 忽略忽略CN，并将两个电容合并成一个电容，并将两个电容合并成一个电容: 得简化的高频等效电路。得简化的高频等效电路。 Meb CCC b be R bb U c+ + b r + m be r g U. . bi . o e b c c . UC i . U be R s L U R s R + i L U . oU . be . g + U + c C . + R m U be R R s s e bbb e b is i s U rr r

49、 RR R U )/(/ sbbbe b RRrrR 其中：其中： 管共发射极放大器课件 可推出高频电压放大倍数：可推出高频电压放大倍数： H f f j A V V A 1 usm S O usH 其中：其中： Lm e bbb e b is i usm Rg rr r RR R A be L i S i r R RR R 其中：其中： RC f 2 1 H 该电路有该电路有 一个一个RC低通环节。低通环节。 有上限截止频率：有上限截止频率： Meb CCC )/(/ sbbbe b RRrrR L U . oU . be . g + U + c C . + R m U be R R s 管

50、共发射极放大器课件 共射放大电路高频段的波特图共射放大电路高频段的波特图 幅频响应幅频响应 ： 2 H usmusH )(1 1 lg20|lg20|lg20 f f AA 相频响应相频响应 ： )arctg(180 H f f f 0.1fH -180 fH10fH100fH -225 -270 十十倍倍频频/45 f 0.1fHfH10fH100fH ）（dB|lg20 U A -20dB/十倍频程十倍频程 |lg20 usm A 管共发射极放大器课件 )j1( 1 )j1( 1 H L usmus f f f f AA f -180 fHfL -225 -270 f fH fL ）（dB

51、|lg20 U A -20dB/十倍频程十倍频程 |lg20 usm A -135 -90 十十倍倍频频/45 20dB/十倍频程十倍频程 十十倍倍频频/45 管共发射极放大器课件 （1）通频带：）通频带： （2 2）带宽）带宽- -增益积：增益积：fbwAum BJT BJT 一旦确定，一旦确定，带宽增益积基本为常数带宽增益积基本为常数 HLHbw ffff 两个频率响应指标：两个频率响应指标： f -180 fHfL -225 -270 f fH fL ）（dB|lg20 U A -20dB/十倍频程十倍频程 |lg20 usm A -135 -90 十十倍倍频频/45 20dB/十倍频程

52、十倍频程 十十倍倍频频/45 管共发射极放大器课件 3.6.3 频率频率失真失真 若放大电路的通频带不够宽，则对信号中各种频率的正 弦波成分的放大倍数和附加相移会产生影响，使输出信号波 形产生失真，这种现象称为频率失真频率失真。 由于放大倍数的值随频率变化所产生的波形失真称为幅幅 频失真频失真，如图(b)所示。 由于相位差 随频率而变所产生的波形失真称为相频失真相频失真。 如图 (c)所示。 管共发射极放大器课件 3.7 3.7 多级放大电路多级放大电路 3.7.1 多级放大器的耦合方式多级放大器的耦合方式 1.阻容耦合阻容耦合 优点：优点： 各级放大器静态工作点独立。各级放大器静态工作点独立

53、。 输出温度漂移比较小。输出温度漂移比较小。 缺点：缺点： 不适合放大缓慢变化的信号。不适合放大缓慢变化的信号。 不便于作成集成电路。不便于作成集成电路。 + + + Re1 b12 R b11 R c1 RRb2 b1 C b2 C T 1 o u _ u i b3 L T V 2 C R CC Re2 + + + + 第一级 A1 第二级 A2An 第n级 uo i u 管共发射极放大器课件 2.直接耦合直接耦合 优点：优点： 各级放大器静态工作点相互影响。各级放大器静态工作点相互影响。 输出温度漂移严重。输出温度漂移严重。 缺点：缺点： 可放大缓慢变化的信号。可放大缓慢变化的信号。 电路

54、中无电容，便于集成化。电路中无电容，便于集成化。 + + + - u R 2 1 o V T T R i e1 e2 CC u c1 R R b11 EE V 管共发射极放大器课件 3变压器耦合变压器耦合 利用变压器初次级线圈之间利用变压器初次级线圈之间 具有具有“隔离直流耦合交流隔离直流耦合交流” 的作用，使各级放大电路的的作用，使各级放大电路的 静态工作点相互独立，从而静态工作点相互独立，从而 使交流信号顺利地传输到下使交流信号顺利地传输到下 一级，故称为变压器耦合方一级，故称为变压器耦合方 式。这种耦合方式突出的优式。这种耦合方式突出的优 点就是能够利用变压器的变点就是能够利用变压器的变

55、 压比进行阻抗、电压和电流压比进行阻抗、电压和电流 的变换。的变换。 变压器耦合 管共发射极放大器课件 4光电耦合光电耦合 前级与后级之间的耦合前级与后级之间的耦合 元件是光电耦合器件，因此元件是光电耦合器件，因此 称为光电耦合方式。光电耦称为光电耦合方式。光电耦 合方式既可传输交流信号又合方式既可传输交流信号又 可传输直流信号，还可实现可传输直流信号，还可实现 前、后级之间的电流隔离，前、后级之间的电流隔离， 抗干扰能力强，另外便于集抗干扰能力强，另外便于集 成。成。 管共发射极放大器课件 3.7.2 多级放大器的频响多级放大器的频响 多级放大电路的电压放大倍数等于各级电压放大倍数多级放大电

56、路的电压放大倍数等于各级电压放大倍数 的乘积，即的乘积，即 uu 1u 2uu 1 n nK K AAAAA 多级放大电路幅频特性和相频特性的表达式为多级放大电路幅频特性和相频特性的表达式为 uu1u2uu 1 n nK K AA AAA 12 1 n nK K 总的电压放大倍数的幅值为各级电压放大倍数幅值的总的电压放大倍数的幅值为各级电压放大倍数幅值的 乘积，总的相位差为各级相位差的代数和。乘积，总的相位差为各级相位差的代数和。 管共发射极放大器课件 多级放大电路的频带宽度小于各单级放大电路的频带宽度。多级放大电路的频带宽度小于各单级放大电路的频带宽度。 所以多级放大电路虽然放大倍数提高了，

57、但是频带宽度却变窄所以多级放大电路虽然放大倍数提高了，但是频带宽度却变窄 了，总的相位差是各单级相位差的叠加了，总的相位差是各单级相位差的叠加 。 两级放大电路频率特性两级放大电路频率特性 以图以图示的两级放大电路的频率特性曲线为例，示的两级放大电路的频率特性曲线为例， 进行讨论：进行讨论： 管共发射极放大器课件 3.7.3 放大倍数放大倍数( (增益增益) )的分贝表示法的分贝表示法 电压放大倍数用分贝表示电压放大倍数用分贝表示( (即电压增益即电压增益) )为为 o u i (dB)20 lg (dB) U A U 当输出量大于输入量时，电压放大倍数的分贝值为正；当输出量大于输入量时，电压

58、放大倍数的分贝值为正； 当输出量小于输入量时，电压放大倍数的分贝值为负当输出量小于输入量时，电压放大倍数的分贝值为负( (称衰称衰 减减) )；当输出量等于输入量时，电压放大倍数的分贝；当输出量等于输入量时，电压放大倍数的分贝值为值为0。 电压增益用分贝表示的优点就是可以把多级放大电路中电压增益用分贝表示的优点就是可以把多级放大电路中 的乘、除运算转变成对数的加减运算，使计算简单化。的乘、除运算转变成对数的加减运算，使计算简单化。 管共发射极放大器课件 1放大器的噪声放大器的噪声 放大器的噪声是放大器中各元件内部载流子的不规则运放大器的噪声是放大器中各元件内部载流子的不规则运 动所造成的。如果

59、放大器的负载是电声设备，此时就会出现动所造成的。如果放大器的负载是电声设备，此时就会出现 杂音，所以通常叫做杂音，所以通常叫做“噪声噪声”。按照噪声来源的不同，可大。按照噪声来源的不同，可大 体分为晶体管内部噪声和电阻热噪声两种。体分为晶体管内部噪声和电阻热噪声两种。 (1) 晶体管内部噪声晶体管内部噪声 当晶体管有电流通过时，就会产生噪声。如果是由于当晶体管有电流通过时，就会产生噪声。如果是由于 做不规则热运动的载流子通过晶体管内体电阻而产生的，做不规则热运动的载流子通过晶体管内体电阻而产生的， 称为热噪声；如由于发射区向基区注入载流子数目发生变称为热噪声；如由于发射区向基区注入载流子数目发

60、生变 化，而使各极电流产生不规则波动，称其为散粒噪声；如化，而使各极电流产生不规则波动，称其为散粒噪声；如 由于制造工艺水平或半导体材料本身等原因而产生的载流由于制造工艺水平或半导体材料本身等原因而产生的载流 子不规则运动，称为颤动噪声。子不规则运动，称为颤动噪声。 3.8 放大器的噪声与抗干扰措施 管共发射极放大器课件 (2) 电阻热噪声电阻热噪声 由于载流子的无规则热运动，使得任意时刻通过导体横由于载流子的无规则热运动，使得任意时刻通过导体横 截面的电子数目的代数和不为零截面的电子数目的代数和不为零( (即有电流存在即有电流存在) )，那么当这，那么当这 个电流流经电路时，就会产生一个正比