模拟电子电路第二章晶体三极管三种组态放大电路

1、1放大电路的主要性能指标及求解放大电路的主要性能指标及求解二、输入电阻二、输入电阻Ri一、电压放大倍数一、电压放大倍数Au三、输出电阻三、输出电阻Ro22.1.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标一、电压放大倍数一、电压放大倍数AuiouUUA |Ui 和和Uo 分别是输入和输出电压分别是输入和输出电压的有效值。的有效值。uiuoAuiouUUAAu是复数，反映了输出和输入的是复数，反映了输出和输入的幅值比与相位差。幅值比与相位差。3问题：问题：Au 和和 Aus 的关系如何？的关系如何？定义：定义：iouUUAsousUUA放放大大电电路路RLRSoUiUsUsousUUASiSiiUR

2、RRUuiSiusARRRA4二、输入电阻二、输入电阻Ri放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就要从信号源取电流。那么就要从信号源取电流。输入电阻输入电阻是衡量放大是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。AuUSiiiIUR定义：定义：即：即：Ri越大，越大，Ii 就越小，就越小，ui就越接近就越接近uSiIiU5线性放大器Io+_Uo+_UiIi信号源信号源负负 载载信号源信号源负负 载载放大器二

3、端口网络通用模型6电压放大器7三、输出电阻三、输出电阻RoAuUS放大电路对其放大电路对其负载负载而言，相当于信号源，我们而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。等效电路的内阻就是输出电阻。RoUS8如何确定电路的输出电阻如何确定电路的输出电阻Ro ？步骤：步骤：1. 所有的电源置零所有的电源置零 (将独立源置零，保留受控源将独立源置零，保留受控源)。2. 加压求流法。加压求流法。IURo方法一：方法一：计算。计算。UI9方法二：方法二：测量。测量。Uo1. 测量开路电压。测量开路电压。roUs2. 测

4、量接入负载后的输出电压。测量接入负载后的输出电压。LoooRUUR) 1(roUsRLUo步骤：步骤：3. 计算。计算。102022年6月22日星期三10 2-6-2 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确定放大器交流通路、交流等效电路计算放大器的各项交流指标112022年6月22日星期三11UoUiUsRsRB2C1RECERLUCCRCRB1C2图233共射极放大器及其交流等效电路(a)电路122022年6月22日星期三12(b)交流等效电路图233共射极放大器及其交流等效电路UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRo

5、IcIobcRB113131.电压放大倍数AubeLbeLCiouLCbLCcobebirRrRRUUARRIRRIUrIU)()()(输出、输入电压反相LCLCQbbebbbeRRRmVImVrrrr)()()(26)1 (UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB1142022年6月22日星期三14关于电压放大倍数Au的讨论成正比；无关，而与时，与当CQI. 1CQLLmbeLuImVRRgrRA)(26由于成正比。与LR. 21515 2.电流放大倍数AiiLCCbeBBioiBbeBbiLCCbLCCcoARRRrRRIIARrRIIRRRIRRRII

6、UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB1162022年6月22日星期三16 3.输入电阻RibebeBBiiirrRRIUR214.输出电阻RoCUoooRIURs05.源电压放大倍数AusuisiiosisousARRRUUUUUUA17CoooRIUR所以：所以：用加压求流法求输出电阻：用加压求流法求输出电阻：oUrbeRBRCiIbIcIbI00oI182022年6月22日星期三18 6.发射极接有电阻RE时的情况EbbebiRIrIU)1 (UsRsUiRb2Rb1RErbeIbRCRLUoIb 图235 发射极接电阻时的交流等效电路192022年

7、6月22日星期三19EmLmEbeLiouRgRgRrRUUA1)1 (时）当beEELurRRRA)1 (EbebiiRrIUR)1 (Ri=RB1RB2RUsRsUiRb2Rb1RErbeIbRCRLUoIb20用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。IUbIcIrbeRCREbIRBRSbI)1 (0)1 ()(21EbbeBBSbRIrR/R/RI0bI0cICoRR 可见，去掉可见，去掉CE后，放大倍数减小、输出电阻后，放大倍数减小、输出电阻不变，但输入电阻增大了。不变，但输入电阻增大了。212022年6月22日星期三21例例5 在图233(a)电路中，若RB1=75k，RB

8、2=25k,RC=RL=2k,RE=1k,UCC=12V，晶体管采用3DG6管，=80, r bb=100,Rs=0.6k,试求该放大器的直流工作点ICQ、UCEQ及Au,Ri,Ro和Aus等项指标。VRRIUUmARUUIIVURRRUECCQCCCEQEBEQBEQCQCCBBBB1 . 5) 12(3 . 212)(3 . 217 . 03312257525212 解解 按估算法计算Q点： 222022年6月22日星期三22kRRRkIrrrRUUALCLCQbbbebeLiou12213 . 2268010026式中：50)80(16 . 01211157580118021uisiso

9、usCobeBBiuARRRUUAkRRkrRRRA的阻值代入上式，得，将LbeRr232022年6月22日星期三23例例6 在上例中，将RE变为两个电阻RE1和RE2串联，且RE1=100,RE2=900，而旁通电容CE接在RE2两端，其它条件不变，试求此时的交流指标。解解 由于RE=RE1+RE2=1k，所以Q点不变。对于交流通路，现在射极通过RE1接地。此时，各项指标分别为242022年6月22日星期三248)8 . 8(66 . 0626 1 . 0811 2575)1 (8 . 81 . 0811180)1 (1211uisisousCoEbeBBiEbeLiouARRRUUAkRR

10、kRrRRRRrRUUA可见，RE1的接入，使得Au减小了约10倍。但是，由于输入电阻增大，因而Aus与Au的差异明显减小了。252022年6月22日星期三2527 共集电极放大器和共基极放大器共集电极放大器和共基极放大器 271共集电极放大器共集电极放大器UoUiUsRsRB2C1RERLUCCRB1C2(a)电路2626图236共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIie271.电压放大倍数AuUiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIieLELLbeLiouLbbebobe

11、biLbLEeoRRRRrRUUARIrIUrIURIRRIU)1 ()1 ()1 ()1 ()(因而 式中： 2828 2.电流放大倍数Ai在图236(b)中，当忽略RB1、RB2的分流作用时，则Ib=Ii，而流过RL的输出电流Io为LEEbLEEeoRRRIRRRII)1 (由此可得 LEEioiRRRIIA)1 (UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIie291.,)1 (LbeRr所以所以，1uA但是，输出电流但是，输出电流Ie增加了。增加了。2. 输入输出同相，输出电压跟随输入电压，输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称故称电压跟随器电压跟随器

12、。结论：结论：LbeLuR)(rRA11）（30RBbiIII输入电阻较大，作为前一级的负载，对前一级输入电阻较大，作为前一级的负载，对前一级的放大倍数影响较小且取得的信号大。的放大倍数影响较小且取得的信号大。)1 (/LbeBiiiRrRIURrbeiUbIRERLRBoUcIbIiIRBIBiRBRUILbeibR)(rUI13.输入电阻Ri31用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。robIiIrbeRERBcIbISURSrbeRERBRSbIcIbIiIeIUIBssRRR/:设电源置电源置04.输出电阻Ro3232UorbeRsRB2RB1IbRoRERoIoIeIoIb

13、图237求共集放大器Ro的等效电路rbeRERBRS33一般：一般：1sbeERrR所以：所以：1sbeoRrR射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。所谓所谓带负载能力强带负载能力强，是指当负载变化时，放大倍，是指当负载变化时，放大倍数基本不变。数基本不变。所以，输出电阻10sbeEoEUbooRrRRRIURs3434 272共基极放大器共基极放大器C1UiREC2RCRB1RB2CBUoRLUCC(a)共基极放大电路3535(b)交流等效电路IiUiRERiIerbeRiIbIcRCRoRLIoUoIb36361.电压放大倍数AubebirIU L

14、CLRRR beLiourRUUA)(LCboRRIUIiUiRERiIerbeRiIbIcRCRoRLIoUoIb3737 2.电流放大倍数AiLCCcoRRRIILCCLCCecioiRRRRRRIIIIAIiUiRERiIerbeRiIbIcRCRoRLIoUoIb382022年6月22日星期三383.输入电阻Ri1beeiirIUR1beEiEirRRRRIiUiRERiIerbeRiIbIcRCRoRLIoUoIb392022年6月22日星期三394.输出电阻RoCoRR IiUiRERiIerbeRiIbIcRCRoRLIoUoIb402022年6月22日星期三40 273 三种基

15、本放大器性能比较三种基本放大器性能比较412022年6月22日星期三414243性能共射共基共集射极交流不接电阻射极交流接电阻AuAiRiRoRcRcRc备注LbeRr(1)LbeERrRLbeRr(1)(1)LbeLRrR|(1)BbeERrR1 |BbeRr|(1)BbeLRrR|1beErR|1sbeERrR|LLcRRR|LLcRRR|LLcRRR|LLERRR|SSBRRR12|BBBRRR442022年6月22日星期三4428 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3.直接耦合方式直接耦合方式1.阻容耦合方式阻容耦合方式2.变压器耦合方式变压器耦合方式如：收音机中

16、用的中周（中频变压器）。广泛用于集成电路中。4.光电耦合方式光电耦合方式452022年6月22日星期三45图239阻容耦合与变压器耦合的方框图UiRi2A1A2UoC(a)阻容耦合框图UiRi2A1A2UoN2N1Ri2(b)变压器耦合框图462022年6月22日星期三46UoRE2UCCUoUCC (a)垫高后级的发射极电位472022年6月22日星期三47(b)稳压管电平移位UoUCC482022年6月22日星期三48 (c)电阻和恒流源电平移位UCCUoQUiQRIoUoUCCNPNPNP图240直接耦合电平配置方式实例(d)NPN、PNP管级联492022年6月22日星期三49282级

17、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(0121211iLRRiiRR)1( nosnRRonoRR502022年6月22日星期三50283 组合放大器组合放大器一、一、CCCE和和CECC组合放大器组合放大器UoRB1RiRB2RC2RLRoUiUsRsRE1Ro1V1V2 (a)CCCE电路512022年6月22日星期三51图242 CCCE和CECC组合放大器(b)CECC电路UoRB1RiRB2RLRoUiV1RC1Ri2RE2V2522022年6月22日星期三52例例8 放大电路如图243所示。已知晶体管=100,

18、rbe1=3k,rbe2=2k,rbe3=1.5k，试求放大器的输入电阻、输出电阻及源电压放大倍数。 图243 例8电路 RsUsRE15.3kRRC23kRE33kUEE(6V)RLUo0.2kVD1V1V2V3( 6V)UCC2kVZ532022年6月22日星期三53解解 该电路为共集、共射和共集三级直接耦合放大器。)(1 (211121iEbeRRiiRRrRRiL(1)输入电阻Ri：RsUsRE15.3kRRC23kRE33kUEE( 6V)RLUo0.2kVD1V1V2V3(6V)UCC2kVZkrRbei222k150)23 . 5)(1001 (3542022年6月22日星期三5

19、4(2)输出电阻Ro: kRRCo322RsUsRE15.3kRRC23kRE33kUEE( 6V)RLUo0.2kVD1V1V2V3(6V)UCC2kVZ4510015 . 13/31/323323beCERRoorRRRRos552022年6月22日星期三55(3)源电压放大倍数Aus: 98. 0)23 . 5(1013)23 . 5(101)(1 ()(1 (2112111iEbeiEiouRRrRRUUARsUsRE15.3kRRC23kRE33kUEE( 6V)RLUo0.2kVD1V1V2V3(6V)UCC2kVZ1302)2 . 03(100)(232222beiCiourRR

20、UUA562022年6月22日星期三5612095. 0)130(98. 01502150321uuuisisousAAARRRUUA95. 0)2 . 03(1015 . 1)2 . 03(101)(1 ()(1 (33333LEbeLEiouRRrRRUUAKRRrRLEbei20)2 . 03(1015 . 1)(1 (333572022年6月22日星期三模拟电子技术57二、二、CECB组合放大器组合放大器RB3UsRsUiC1RB2C3RB1RCC2UCCUoCERERLV2V1Uo1(a)电路582022年6月22日星期三58图244 CECB组合放大器 (b)交流通路UsRsRiR

21、BUiV1Ri2V2Uo1RCRLRoUo1112111211beLbeLbbeLbiourRrRaIrRaIUUA121221112aIIIIIIIIAecbcbcioi592022年6月22日星期三59uCEtUcemuceUCEuCE(max)uCE(min)瞬时值ceCECEuUu有效值2cemceUU峰值cemU注意：注意：主字母主字母大小写，大小写，脚标脚标大小写的用法大小写的用法瞬时值tt=+直流分量交流分量602022年6月22日星期三60CEBCEOBCBOBECEOBCBOBCIIIIIIIIIIIII)1 ()1 ()1 ()1 (式中：CBOCEOII)1 (称为穿透电

22、流。cICEOeNPNIBRCUCCICBO15VbIBNIENICN= 0cbeRCUCC15VICEOIEPCBOBCBOCEPBNCNCNECNIIIIIIIIII612022年6月22日星期三61iB/AuBE/V060900.50.70.930UCE0 UCE1常数CEuBEBufi)(图26 共发射极输入特性曲线 622022年6月22日星期三62UiRi2A2UoRi1Us1Rs1RLRinUsnRsnUS(n-1)Rs(n-1)RoRiA1An-1An级联放大器的框图级联放大器的框图632022年6月22日星期三63常见双极型晶体三极管型号的含义常见双极型晶体三极管型号的含义3

23、 D G 6三极管NPN型 Si材料高频小功率管WPMHzfc1,3序号A： PNP型 Ge材料B： NPN型 Ge材料C： PNP型 Si材料A：高频大功率管D：低频大功率管G：高频小功率管#*D： NPN型 Si材料X：低频小功率管642022年6月22日星期三64三极管等效参数的求法三极管等效参数的求法iBuBEQBiBEuOuCEOiCQBiCibceBEuBiCEuCiberBi简化的三极管等效电路简化的三极管等效电路652022年6月22日星期三65rbbrb ebbceBEuBiCEuCi考虑基区体电阻和考虑基区体电阻和PN结电容的三极管等效电路结电容的三极管等效电路EBmugEQTeQBEEEBQBEBebIUriiiuiur)1 ()1 (ebQEBBBCQEBCmruiiiuigCb cCb e662022年6月22日星期三66ucercebcerbbCb crb ebrb cCb e图图227完整的混合完整的混合型电路模型型电路模型考虑基区宽度调制效应BEuEBmug672022年6月22日星期三67rbbrb ebbceBEuBiCEuCi实用的低频混合实用的低频混