共发射极放大电路

共发射极放大电路第一页，共七十页，2022年，8月28日电路组成1.合理的直流偏置电路：发射结正偏,集电结反偏。第三章直流电源翻页返回2.能使交流信号有效的输入、输出。组成原则基极电阻

输入电容RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0集电极电阻

三极管：电流放大输出电容第二页，共七十页，2022年，8月28日

C1、C2

同时又起到耦合交流的作用，其电容值应足够大，以保证在一定的频率范围内，耦合电容上的交流压降达到可以忽略不计，即对交流信号可视为短路。耦合电容的作用

C1

用来隔断放大电路与信号源之间的直流通路。

翻页返回

C2

用来隔断放大电路与负载之间的直流通路。负载信号源RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RL第三页，共七十页，2022年，8月28日IB，IC，UBE，UCE

直流分量ib，iC，ube，uce

交流分量iB，iC，uBE，uCE

总量Ib，IC，Ube，Uce

交流分量有效值0iBtIBibIbm各种符号关系：翻页符号含义：RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RL返回第四页，共七十页，2022年，8月28日直流通路电容开路直流通路和交流通路翻页返回RBRCICIBUCEUBE+－－++UCCRBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RL第五页，共七十页，2022年，8月28日RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RL交流通路电容短路直流电源短路翻页返回RB+－－++－ui+－u0RLRCubeuceicibii第六页，共七十页，2022年，8月28日10.1.2静态分析

静态分析内容：在直流电源作用下，确定三极管基极电流、集电极电流和集电极与基极之间的电压值（IB、IC、UCE）。

当放大器没有输入信号（ui=0)时，电路中各处的电压电流都是直流恒定值，称为直流工作状态，简称静态。静态分析方法：估算法图解法翻页返回RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RLiBiC第七页，共七十页，2022年，8月28日静态估算法：翻页直流通路（求解IB、IC

UCE、）返回UCC

=RB

IB+UBEUCC

=UCE

+RCICIB

=————RBUCC－UBEIC

=βIBUCE

=UCC－RC

ICUCCRBRBRCICIBUCEUBE+－－++UCCRBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RLiBiC第八页，共七十页，2022年，8月28日[例3.1.1]

在图示放大电路中，已知UCC=12V，RC=3KΩ，

RB=240kΩ，β=40。试求放大电路的静态工作点。解：根据直流通路可得出：IB≈——=——=50μA

UCCRB12240IC=βIB=40×50=2mAUCE=UCC－RCIC=12－3×2=6V翻页返回RBRCICIBUCEUBE+－－++UCCRBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RLiBiC第九页，共七十页，2022年，8月28日静态图解法UBE=UCC

-

RBIBIB=IBQ下页输入回路静态图解：翻页iB=ƒ（uBE）UBE=UBEQ线性部分非线性部分线性部分UCCUCCRBUBEQIBQiBuBE返回RBRCICIBUCEUBE+－－++UCCUCCUCCUCEIC+－IBUBE+RBRC－QB0第十页，共七十页，2022年，8月28日UCE=UCC－RCICIB=IBQICQUCEQQUCC——UCCRCiCuCE0IC=f（UCE）IB=常量输出回路静态图解翻页IC=ICQUCE=UCEQ直流负载线返回UCCUCCUCEIC+－IBUBE+RBRC－第十一页，共七十页，2022年，8月28日iCuCEIB=IBQICQUCEQQ

UCC——UCCRC0输入、输出回路静态图解分析UBE=UBEQIB=IBQUCE=UCEQIC=ICQ翻页UCCUCCRBIBQiBuBEQUBEQ返回第十二页，共七十页，2022年，8月28日

当放大器有输入信号（ui

0)时，电路中各处的电压电流都处于变动工作状态，简称动态。＝动态分析任务：在静态值确定后，当接入变化的输入信号时，分析电路中各种变化量的变动情况和相互关系。动态分析方法：图解法微变等效电路分析翻页

动态分析

返回RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RLiBiC第十三页，共七十页，2022年，8月28日1.图解法：uBE=UBE+UimsinωtUimωtUBEuBE输入电路的动态图解在输入特性曲线上uBE和iB是如何变化呢？翻页返回RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RLiBiC第十四页，共七十页，2022年，8月28日第3章上页下页输入电路的动态图解动态工作范围：Q1~Q2返回翻页第十五页，共七十页，2022年，8月28日输出回路的动态图解uCE=UC2+u0=UCEQ+u0uO=－（RC//RL）ic翻页RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RLiBiCRB+－－++－ui+－u0RLRCubeuceicibii返回第十六页，共七十页，2022年，8月28日翻页返回第十七页，共七十页，2022年，8月28日小结当输入交流信号时，iB、ic、uCE都含有交、直流两个分量，分别由输入信号ui和直流电源UCC引起。从波形图可以看出动态分量是在静态基础上叠加上去的,所以各个量的瞬时值大小在变化，但极性不变。仅分析动态信号：从相位上看，ui、

ib、

ic

同相

,

ui与

uo反相,且输出电压uo的幅度比输入电压ui大得多。从瞬时极性看，如设晶体管的发射极电位为零，则b与c电位一正一负或一高一低，两者总是相反。必须选择合适的静态工作点，否则放大器将不能正常工作。翻页返回第十八页，共七十页，2022年，8月28日N`uCEiCiBiBUCEUBEICEOICmICIBQQ0M`0uCEωtIB=0工作点与波形失真翻页返回Q点过低引起的截止失真第十九页，共七十页，2022年，8月28日OOuCEuBEuCEUCESUCEIBICQQM`N`iciciBUomωtuiOQ点过高引起的饱和失真翻页返回第二十页，共七十页，2022年，8月28日图(a)中，没有设置静态偏置，不能放大。图(b)中，有静态偏置,但ui被EB

短路，不能引起iB的变化，所以不能放大。翻页UCCRCC1C2TRLuoui(a)+_+_RBUCCRCC1C2TRLuouiEB(b)__++如图所示电路，能否放大交流信号？请说明理由。思考与练习++返回第二十一页，共七十页，2022年，8月28日图(c)中，有静态偏置,有变化的iB和ic,但因没有RC

，不能把集电极电流的变化转化为电压的变化送到输出端,所以不能放大交流电压信号。翻页UCCC2TRLuouiRB(c)C1+_+_+++返回第二十二页，共七十页，2022年，8月28日ic三极管的微变等效电路uceubeibibcbe＋－－＋翻页返回ubebrbe

ec

ibibic

rceuce＋__＋2.微变等效电路分析法：第二十三页，共七十页，2022年，8月28日由于rce阻值比输出端的负载大很多,通常可视为开路,从而得到简化的微变等效电路三极管的微变等效电路只能用来分析放大电路变化量之间的关系。三极管简化的微变等效电路翻页返回ubebrbe

ec

ibibicuce＋__＋第二十四页，共七十页，2022年，8月28日

先画出放大电路的交流通路。放大电路的微变等效电路将交流通路中的三极管用其微变等效电路来代替。

翻页返回RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RLiBiCRB+－－++－ui+－u0RLRCubeuceicibiiui＋_rbe

ibibicRCRBuo_＋RL第二十五页，共七十页，2022年，8月28日1、电压放大倍数（1）带负载时的电压放大倍数=（RC//RL）Ib•–

rbe

Ib•=–（RC//RL）rbe（2）不带负载时的电压放大倍数Au=Ui•Uo•Au=Ui•Uo•=–RCrbe翻页返回•Ui＋_rbe

IbIbIcRCRBUo_＋RL••••第二十六页，共七十页，2022年，8月28日2、放大电路的输入电阻ri=RB

//rbe

对基本放大电放大电路放大电路的输入电阻定义为：=Ii•riUi•翻页返回riUi＋_rbe

IbIbIcRCRBUo_＋RL•••••Ii•第二十七页，共七十页，2022年，8月28日3、放大电路的输出电阻

对负载而言,放大电路相当于一个具有內阻的信号源，信号源的內阻就是放大电路的输出电阻。RS放大电路I•US•=0U•ro==RCI•可用外加电压法

求roro翻页roU•+－返回rbe

IbIbIcRCRBUo_＋RL••US＋_•••Ii•RS第二十八页，共七十页，2022年，8月28日1.静态工作点的漂移ICUCE0UCC——UCCRCQ1IB=40μAIB=60μAIB=80μAIB=20μAIB=80μAIB=60μAIB=40μAIB=20μAQ2Q1为25˚C时的静态工作点Q2为65˚C时的静态工作点静态工作点的稳定翻页返回温度升高时，静态工作点将沿直流负载线上移。第二十九页，共七十页，2022年，8月28日稳定静态工作点的物理过程：温度升高ICIEUE（=VB－UE）IBIC2.分压式偏置电路UBEI1>>IBVB>>UBE翻页I1=（5~10）IB，VB=3~5V（硅管）I1=（10~20）IB，VB=1~3V（锗管）返回RB2+－ui+－RLRCicibTC2C1++RB1CERE+UCCRB2RCICIBTRB1RE+UCCVBIE+_UEUBE+_I1第三十页，共七十页，2022年，8月28日静态工作点的估算VB=————UCCRB1+RB2RB2VB－UBEIC≈IE=—————REUCE

≈UCC－（RC+RE）ICIB=——

βIC翻页返回RB2+－ui+－RLRCicibTC2C1++RB1CERE+UCCRB2RCICIBRB1RE+UCCVBIEUBE+_+_UCE第三十一页，共七十页，2022年，8月28日[例10.1.2]用估算法计算图示电路的静态工作点。20+10RB1+RB2VB=————UCC=——×12=4VRB210解：静态工作点为：IC≈IE=————=————=1.65mAREVB－UBE24－0.7UCE≈UCC－（RC+RE）IC=12－（2+2）1.65=5.4VIB

=—=——=0.044mA1.65β37.5IC翻页返回RB2+－ui+－RLRCicibTC2C1++RB1CERE+UCC10KΩ12V2KΩ20KΩ10KΩ2KΩB第三十二页，共七十页，2022年，8月28日]

已知

UCC=20V，RC=5.1kΩ，RL=5.1kΩ,β=80

(1)

放大电路的电压放大倍数Au,输入电阻ri和输出电阻ro

(2)如果无旁路电容CE，求电压放大倍数Au

,输入电阻ri和输出电阻ro

解：晶体管的静态基极电位为VB=————UCC=————×20=4.62VRB230RB1+RB2100+30

设静态时晶体管基极发射极间电压为0.7V，则发射极电流为IE=————=————=1.96mA

VB－UBE4.62－0.7RE

2翻页返回+－RB2ui+－RLRCicibTC2C1++RB1CERE+UCC30KΩ100kΩ2KΩB试求:第三十三页，共七十页，2022年，8月28日rbe=200+（1+β）——=200+（1+80）×——1.27kΩIE26261.96Au=－——=－————————=－148.9β

R`Lrbe80×（5.1//5.1）1.27ri=RB1//RB2//rbe

=100//30//1.27=1.29kΩrO

=RC

=5.1kΩ翻页返回rbe

IbIbIcRCRB2RL•Uo_＋•Ui＋_•••RB1bec第三十四页，共七十页，2022年，8月28日（2）如果无旁路电容CE，求电压放大倍数Au

,输入电阻ri和输出电阻ro

解：如图（a）所示，因为静态工作点无变化，所以rbe=1.27kΩ。翻页Au=—=－———————=－————————=－1.25β（RC//RL）rbe+（1+β）RE

80×（5.1//5.1）1.27+（1+80）×2Ui.UO.返回rbe

IbIbIcRCRB2RL•Uo_＋•Ui＋_•••RB1becRE第三十五页，共七十页，2022年，8月28日由图可得：r'i=—=rbe+（1+β）RE.Ui.Ib=1.27+（1+80）×2=163.37kΩ输入电阻ri=RB1//RB2//r`i=100//30//163.37=20.22kΩ

翻页返回rbe

IbIbIcRCRB2RL•Uo_＋•Ui＋_•••RB1becREr'iri输出电阻ro=RC=5.1kΩrO第三十六页，共七十页，2022年，8月28日10.1.5频率特性本节结束返回|Au（f）|fo|Aum|fLfHfBW|Aum|√2f27001800900共发射极放大电路的频率特性（a）幅频特性（b）幅频特性第三十七页，共七十页，2022年，8月28日10.2共集电极放大电路UCC=RBIB+UBE+RE(1+β）IBIB=———————UCC－UBERB+（1+β）REIE=（1+β）IBUCE=UCC－RE

IE静态分析（射极输出器）翻页返回uS+－RLiCiBTC2C1++RBRE+UCCRS+－uO第三十八页，共七十页，2022年，8月28日射极输出器动态分析翻页交流通路返回RSuS+－RLiCiBTC2C1++RBRE+UCC+－uOcRS+－uSRBRERL+－uObe第三十九页，共七十页，2022年，8月28日微变等效图的另一种画法翻页微变等效电路图返回...UO

RSRERLeb

c

Ib

Ie

.IC

rberir`iUS

.Ii

.βIb

RB+－+－...Uo

.RSRBRERLbecIe

.Ib

.rbeUS

.Uo

..βIb

+－－+第四十页，共七十页，2022年，8月28日电压放大倍数=————————（1+β）RL'rbe+（1+β）RL'ri'=——=————————=rbe+（1+β）RL'Ib.UirbeIb+（1+β）IbRL'...Ib..UO.AU=——=.Ui（1+β）RL'IbrbeIb+（1+β）RL'Ib..翻页RL`=RE//RLri

==RB//ri'=RB

//［rbe+（1+β）RL'］IiUi..返回输入电阻...UO

RSRERLeb

c

Ib

Ie

.IC

rberir'iUS

.Ii

.βIb

RB+－+－...Uo

.+－Ui.第四十一页，共七十页，2022年，8月28日输出电阻US0，=.当输出端外加电压U时.翻页返回RSRBIb'Ie'I.REcbe.βIb'rbe.+－U..RSRBRERLbecIe

.Ib

.rbeUS

.Uo

..βIb

++－－第四十二页，共七十页，2022年，8月28日输出电阻U.U.I=Ie'+—=（1+β）Ib'+—...REREU=———————+——rbe+（RS//RB）RE..U——————1+β∴—=————————+——rbe+（RS//RB）111.I.UrO—————1+βRErbe

+（RS//RB）rO=RE//——————1+β计算rO的等效电路∴I=———————+——rbe+（RS//RB）（1+β）U.REU..

Ib'=———————.Urbe

+（RS//RB）.翻页返回RSRBIb'Ie'I.REcbe.βIb'rbe.+－U..第四十三页，共七十页，2022年，8月28日翻页返回射极输出器的基本特点：电压放大倍数Au＜≈1输入电阻ri

大输出电阻

rO

小第四十四页，共七十页，2022年，8月28日[例10.2.1]在射极输出器中

已知UCC=12V，

RB=240kΩ，

RE=3kΩ，

RL=6kΩ，

RS=150Ω，β=50。试求（1）静态工作点；（2）Au、ri和rO。翻页返回RSuS+－RLiCiBTC2C1++RBRE+UCC+－uO第四十五页，共七十页，2022年，8月28日（1）静态工作点IB=————————=—————————=0.029mAUCC－UBE12－7RB+（1+β）RE240+（1+50）×3IE=（1+β）IB=（1+50）×0.029=1.48mAUCE=UCC－REIE=12－3×1.48=7.56V返回RSuS+－RLiCiBTC2C1++RBRE+UCC+－uO第四十六页，共七十页，2022年，8月28日（2）Au、ri和r0rbe=200+（1+β）—IE26Au

=———————=————————————=0.99（1+β）R'L（1+β）R'Lrbe（1+50）（3//6）1.20+（1+50）（3//6）ri=RB//［rbe+（1+β）R'L

］=240//［1.2+（1+50）（2//6）

］=72.17kΩrO=————=——————=26.47Ωrbe+RS1+β1200+1501+50翻页返回...UO

RSRERLeb

c

Ib

Ie

.IC

rberir'iUS

.Ii

.βIb

RB+－+－...Uo

.=1.20kΩ=200+（1+50）×——261.48第四十七页，共七十页，2022年，8月28日[例10.2.2]多级阻容耦合放大电路的分析翻页返回+－RLiC2T2C3+RB3RE2+UCCuORB2RCibT1C2C1++RB1CERS+－uSRC+－RLiC2TC3C2++RB3RE2+UCC+－.U01.U0R'E1RE1RB2+－+－RCTC2C1++RB1CE+UCCri2.U01.UiR'E1RE1第四十八页，共七十页，2022年，8月28日电压放大倍数A1=－————————rbe1

+（1+β1）R'E1β1（RC

//ri2）ri1=RB1//RB2//（1+β1）R'E1，rO2=RE2//————————rbe2+（RB3//RC）1+β2输入电阻：ri=ri1，输出电阻：rO=rO2，Au=——=——•——=A2•A1

UO•Ui•UO•UO1•UO1•Ui•返回RB2+－+－RCTC2C1++RB1CE+UCCri2.U01.Ui，A2=———————————rbe2

+（1+β2）（RE2//RL）β2（RE2//RL）RC+－RLiC2TC3C2++RB3RE2+UCC+－.U01.U0R'E1RE1本节结束第四十九页，共七十页，2022年，8月28日10.3共源极放大电路静态分析动态分析返回第五十页，共七十页，2022年，8月28日+UDDRDRGRSSGDC2C1CSuOui

静态分析只适合于耗尽型场效应管∵UGS=－RSID

＜0上页下页返回翻页

自给式偏置电路++－+++－第五十一页，共七十页，2022年，8月28日∵UGS=—————UDD－RSIDRG1+RG2RG2UGS

可正可负，适合于耗尽型、增强型场效应管第二章上页下页

分压式自偏置放大电路翻页返回+UDDRDRG2RSSGDC2C1CSRG3RG1ui+－－+uO第五十二页，共七十页，2022年，8月28日

动态分析场效应管等效模型iDDGSgmugSidDGS（a）实际MOS管（b）MOS管简化的小信号模型第二章上页下页翻页返回+－udSugS+－+－ugS+－udS第五十三页，共七十页，2022年，8月28日动态参数计算输入电阻ri=RG3+（RG1//RG2）输出电阻令Ugs=0则ID=0，∴

rO=RD..第二章上页本节结束返回电压放大倍数

Au

=—=—————————=－gm（RD//RL）.Ui.UO－gm（RD//RL）UgsUgs．．RGRLRDSgmUgS．Ii．ID．DG微变等效电路Ui．RG2UgS．U0．+++－－－RG1第五十四页，共七十页，2022年，8月28日

10.4分立元件组成的基本门电路概述

二极管与门电路

二极管或门电路晶体管非门电路返回第五十五页，共七十页，2022年，8月28日概述

门电路的特点：门电路是数字电路最基本的逻辑元件。“门”本身的概念就是“开关”，所以门电路又称开关电路。翻页返回门电路的输出与输入之间存在着一定的因果关系即逻辑关系，门电路又称逻辑电路。门电路处理的信号都是数字信号。其输入、输出用电位的高低表示。即用1和0两种状态区别。称逻辑1、逻辑0。若规定高电平为1，低电平为0称之正逻辑系统，否则为负逻辑系统。第五十六页，共七十页，2022年，8月28日晶体管的开关作用晶体管的输出特性曲线表明，当静态工作点的位置发生变化时，晶体管的工作状态有三种：放大、饱和、截止。Ic（mA）UCE（V）IB=80μAIB

=60μAIB=40μAIB

=20μA放大区截止区饱和区IB=0翻页返回QRcRBEBIBIcUcEUcc+++－－0第五十七页，共七十页，2022年，8月28日三种状态的晶体管

放大状态CBEUCE≈0IBIC饱和状态截止状态闭合状态开关打开状态开关晶体管的开关作用翻页返回IBBUBEUCEICCE++－－CIC≈0UCE

≈UCCEUBE≤0B++－－第五十八页，共七十页，2022年，8月28日

门是数字电路中最基本的逻辑元件，门规定了输入信号与输出信号之间的逻辑关系。基本门分类：“与”门；“或”门；“非”门；组合门分类：“与非”门；“或非”门；“异或”门；基本逻辑门电路翻页返回第五十九页，共七十页，2022年，8月28日ABFABF开开暗开闭暗闭开暗闭闭亮开关电路实现逻辑“与”运算：

A·B=F

由开关组成的基本逻辑门电路返回第六十页，共七十页，2022年，8月28日ABF+－开开暗ABF开闭亮闭开亮闭闭亮开关电路实现逻辑“或”运算：A+B=F翻页返回第六十一页，共七十页，2022年，8月28日AAF闭开暗电路实现逻辑“非”运算：

A=FAAF开闭

亮翻页返回第六十二页，共七十页，2022年，8月28日12VRABCDADBDCF设：A=B=C=1，VA=VB=VC=3V则：DA、DB、