共射极放大器的交流等效电路分析法高教书苑

1、 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高级教育uouiusrsrb2c1recerluccrcrb1c2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高级教育(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uirirsrb2rbeiircrluoeibibrceroiciobcrb11.电压放大倍

2、数电压放大倍数3高级教育1.电压放大倍数电压放大倍数belbelcioulcblccobebirrrrruuarrirriuriu)()()(输出、输入电压反相输出、输入电压反相lclcqbbebbberrrmvimvrrrr)()()(26)1 (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： iouuua 无量纲参数无量纲参数4高级教育关于电压放大倍数关于电压放大倍数au的讨论的讨论成正比；无关，而与与cqi. 1cqllmbeluimvrrgrra)(26由于成正比。与lr. 23.可取分贝（可取分贝（db）为单位。即：）为单位。即：dbuulgaiou20

3、当忽略当忽略rbb时，时，5高级教育(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uirirsrb2rbeiircrluoeibibrceroiciobcrb1 2.电流放大倍数电流放大倍数6高级教育 2.电流放大倍数电流放大倍数lccbebbioibbebbilccblcccorrrrrriiarrriirrrirrriiioiiia 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

4、。7高级教育(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uirirsrb2rbeiircrluoeibibrceroiciobcrb1 输入电阻输入电阻ri 输出电阻输出电阻ro 8高级教育 3.输入电阻输入电阻ribebebbiiirrrriur21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： iiiiur usauouirlrsuirirouori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高级教育4.输出电阻输出电阻ro定义：从放大器输出端看进去的电阻。定义：从放大器输出

5、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： cssoooriuiur00或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。uirirsrb2rbeiircrluoeibibrceroiciobcrb110高级教育 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高级教育5

6、. 源电压放大倍数源电压放大倍数ausuisiiosisousarrruuuuuuauusaa若若rirs ，则：，则：uusaauirirsrb2rbeiircrluoeibibrceroiciobcrb112高级教育uouiusrsrb2c1rerluccrcrb1c2ce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 6.发射极接有电阻发射极接有电阻re时的情况时的情况13高级教育ebbebiririu)1 (usrsuirb2rb1rerbeibrcrluoib 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lbor

7、iu14高级教育emlmebeliourgrgrrruua1)1 (时）当beeelurrrra)1 (usrsuirb2rb1rerbeibrcrluoib15高级教育ebebiirriur)1 (ri=rb1rb2rcuoooriurs0usrsuirb2rb1rerbeibrcrluoib16高级教育例例2.5.3 下图电路中，若下图电路中，若rb1=75k，rb2=25k, rc=rl=2k,re=1k,ucc=12v，晶体管采用，晶体管采用3dg6管，管，=80, r bb=100,rs=0.6k,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

8、项指标。uouiusrsrb2c1recerluccrcrb1c217高级教育rb1=75k，rb2=25k, rc=rl=2k,re=1k, ucc=12v，=80, r bb=100,rs=0.6k,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。uirirsrb2rbeiircrluoeibibrceroiciobcrb118高级教育vrriuumaruuiivurrrueccqccceqebeqbeqcqccbbbb1 . 5) 12(3 . 212)(3 . 217 . 03312257525212 解解 按估算法计算按估算法计算q点：点

9、： uouiusrsrb2c1recerluccrcrb1c219高级教育krrrkirrrruualclcqbbbebeliou12213 . 2268010026式中：uirirsrb2rbeiircrluoeibibrceroiciobcrb1计算计算au: 20高级教育50)80(16 . 01211157580118021uisisouscobebbiuarrruuakrrkrrrra的阻值代入上式，得，将lberruirirsrb2rbeiircrluoeibibrceroiciobcrb121高级教育uouiusrsrb2c1re1cerluccrcrb1c2re2例例2.5.4

10、 在上例中，将在上例中，将re变为两个电阻变为两个电阻re1和和re2串串联，且联，且re1=100,re2=900，而旁通电容，而旁通电容ce接在接在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高级教育usrsuirb2rb1rerbeibrcrluoib1解解 由于由于re=re1+re2=1k，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高级教育8)8 . 8(66 . 0626 1 . 0811 2575)1 (8 . 81 . 0811180)1 (1

11、211uisisouscoebebbiebeliouarrruuakrrkrrrrrrrruuausrsuirb2rb1rerbeibrcrluoib124高级教育可见，可见，re1的接入，使得的接入，使得au减小了约减小了约10倍。但倍。但是，由于输入电阻增大，因而是，由于输入电阻增大，因而aus与与au的差异明的差异明显减小了。显减小了。25高级教育 2.6 共集电极放大器共集电极放大器uouiusrsrb2c1rerluccrb1c2(a)电路电路26高级教育图图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uirirsusrb1ibr

12、orb2rbeibbciciererlioriiie27高级教育1.电压放大倍数电压放大倍数aulellbelioulbbebobebilbleeorrrrrruuaririuriurirriu)1 ()1 ()1 ()1 ()(因而因而 式中：式中： au1，所以仍有较大的功率增益。所以仍有较大的功率增益。 uirirsusrb1ibrorb2rbeibbciciererlioriiie30高级教育图图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uirirsusrb1ibrorb2rbeibbciciererlioriiie3.输入电阻输

13、入电阻ri31高级教育ibbirrrr21lbeirrr)1 (krkrlbe1,100,1若kri102则：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高级教育图图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uirirsusrb1ibrorb2rbeibbciciererlioriiie4.输出电阻输出电阻ro33高级教育uorbersrb2rb1ibroreroioieioib 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高级教育uorbersrb2rb

14、1ibroreroioieioiboeuboorriurs011bebsbbebsbeoooorrrirrriiuiur10sbeeoeuboorrrrriurs21bbssrrrr 式中：式中：35高级教育krkrsbe1,100,2若7 .29or则：uorbersrb2rb1ibroreroioieioib1besrr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高级教育共集电路的特点：共集电路的特点： 电压放大倍数小于电压放大倍数小于1而近于而近于1；输出电压与输入电压同相；输出电压与输入电压同相；输入电阻高；输入电阻高；输出电阻

15、低。输出电阻低。37高级教育 2.7 共基极放大器共基极放大器c1uirec2rcrb1rb2cbuorlucc(a)共基极放大电路共基极放大电路38高级教育 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iiuireriierberiibrcrorliouoib39高级教育1.电压放大倍数电压放大倍数aulclbelioulcbobebirrrrruuarriuriu)(,式中：式中： 2.电流放大倍数电流放大倍数ailcccorrriilcclccecioirrrrrriiiia40高级教育3.输入电阻输入电阻ri4.输出电阻输出电阻

16、ro11beeieibeeiirrrrrriurcorr 41高级教育 273 三种基本放大器性能比较三种基本放大器性能比较42高级教育43高级教育28 放大器的级联放大器的级联 281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高级教育阻容耦合阻容

17、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高级教育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。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高级教育uiri2a1a2uo(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

18、高级教育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。uiri2a1a2uo(a)直接耦合框图直接耦合框图48高级教育re2uoucc (a)垫高后级的发射极电位垫高后级的发射极电位49高级教育 (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高级教育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、pn

19、p管级联管级联51高级教育282级联放大器的性能指标计算级联放大器的性能指标计算unuunoooioiouaaauuuuuuuua 21)1(01211、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高级教育211ilrriirr2、级联放大器的输入电阻即为第一级的输、级联放大器的输入电阻即为第一级的输入电阻入电阻ri1，但应将后级的输入电阻，但应将后级的输入电阻ri2作为其作为其负载，负载， 53高级教育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

20、其信号源内阻作为其信号源内阻 )1( nosnrronorr54高级教育图图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高级教育(b)交流通路交流通路56高级教育21uuiouaauua121111beiciourrruua22221ebeirrr22222221ebelciourrrruuarb1rb2rbe2rc1rbe1re2rc2rlri1ri2ib1ib2ib1ib2+-uiuo+-+-uo157高级教育121211bebbiliirrrrrrr2122ccsoorrrrrrb1rb2rbe2rc1rbe1re2rc2rlri1ri2ib1ib2ib1ib2+-ui

21、uo+-+-uo158高级教育283 组合放大器组合放大器一、一、ccce组合放大器组合放大器uorb1rirb2rc2rlrouiusrsre1ro1v1v2 (a)ccce电路电路cc-ce组合电路具有高的输入电阻，组合放大器组合电路具有高的输入电阻，组合放大器的的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高级教育图图2.8.8 cecc电路电路uorb1rirb2rlrouiv1rc1ri2re2v2二、二、 cecc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

22、。共射放大器在负载开路时的电压增益。 60高级教育例例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=100, rbe1=3k,rbe2=2k,rbe3=1.5k，试求放，试求放大器的输入电阻、输出电阻及源电压放大倍数。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 rsusre15.3krrc23kre33kuee(6v)rluo0.2kvd1v1v2v3( ( 6v)ucc2kvz61高级教育解解: 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=ri

23、1ri2ri3uo+_uo1+_uo262高级教育krrrrrkrrieberriibeiil150)23 . 5)(1001 (3)(1 (221112221(1)输入电阻输入电阻ri：re1rsrc2re3rlri=ri1ri2ri3uo+_uo1+_uo263高级教育(2)输出电阻输出电阻ro: 4510015 . 1331332332223becerroocorrrrrkrrosre1rsrc2re3rlri=ri1ri2ri3uo+_uo1+_uo264高级教育(3)源电压放大倍数源电压放大倍数aus: 9 . 0)23 . 5(1013)23 . 5(101)(1 ()(1 (2112111iebeieiourrrrruuare1rsrc2re3rlri=ri1ri2ri3uo+_uo1+_uo265高级教育1302)2 . 03(100)(232222b