2010秋《低频电子线路》(10)基本放大电路

《低频电子线路》

（10）山东大学信息学院刘志军2/3/20241《低频电子线路》上节课内容5.3放大器的等效电路分析法

5.3.1晶体管交流小信号电路模型

5.3.2共射放大器交流等效电路分析法

2/3/20242《低频电子线路》本节课内容5.4

共集放大器和共基放大器5.4.1

共集电极（CC）放大器5.4.2

共基极（CB）放大器5.4.3

三种基本放大器性能比较5.6放大器的级联5.6.1

级间耦合方式5.6.2

级间放大器的性能指标计算5.6.3

组合放大器2/3/20243《低频电子线路》5.4

共集放大器和共基放大器基本放大器共有三种放大组态。除了前面介绍的共发射极（共射，CE）放大器，还有共集电极（共集，CC）和共基极（共基，CB）两种形式。2/3/20244《低频电子线路》5.4.1

共集电极（CC）放大器共集（CC）放大组态信号流向：b进e出(C是公共端）共集（CC）直流电路分析和CE电路一样，分析方法相同。2/3/20245《低频电子线路》共集放大器（CC)电路图5.4.1共集电极放大器及交流等效电路(a)电路2/3/20246《低频电子线路》共集放大器交流等效电路图5.4.1共集电极放大器及交流等效电路

(b)交流等效电路2/3/20247《低频电子线路》CC电路图和等效电路图对照

2/3/20248《低频电子线路》(1)电压放大倍数Au

由图5.4.1的图(b)，可得如下关系式因而(5.4.1)式中：

2/3/20249《低频电子线路》CC电路的特点CC电路的输出与输入同相且基本相等（Au约为1）。故称之为射随器（射极跟随器）。

2/3/202410《低频电子线路》

(2)电流放大倍数Ai

在图5.4.1（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为由此可得

(5.4.2)

2/3/202411《低频电子线路》

(3)输入电阻Ri

由图5.4.1(b)可知，从基极看进去的电阻Ri

’为

所以与共射电路相比，由于Ri’显著增大，因而共集电路的输入电阻大大提高了。

(5.4.3)2/3/202412《低频电子线路》

(4)输出电阻Ro

在图5.4.1(b)中，当输出端外加电压Uo，而将Us短路并保留内阻Rs时，可得图5.4.2所示电路。图5.4.2求共集放大器Ro的等效电路2/3/202413《低频电子线路》则由e极看进去的电阻R0’为所以，输出电阻(5.4.4)

由图可得2/3/202414《低频电子线路》5.4.2

共基极（CB）放大器共基（CB）放大组态信号流向：e进C出(B是公共端）共基（CB）直流电路分析和CE电路结构一样，分析方法相同。2/3/202415《低频电子线路》共基极放大器图5.4.3共基极放大器及其交流等效电路

(a)共基极放大电路2/3/202416《低频电子线路》CB放大电路和交流等效电路对照

2/3/202417《低频电子线路》（1）电压放大倍数Au

由图5.4.3(b)可知(5.4.5)所以式中：

2/3/202418《低频电子线路》（2）电流放大倍数Ai

在图5.4.3(b)中，由于输入电流Ii≈Ie，而输出电流

,故有(5.4.6)

显然，Ai<1。若RC>>RL，则Ai≈α，即共基极放大器没有电流放大能力。但因Au>>1，所以仍有功率增益。2/3/202419《低频电子线路》（3）输入电阻Ri

按上述基极支路和射极支路的折合关系，由射极看进去的电阻R

i’为

所以

(5.4.7)

2/3/202420《低频电子线路》（4）输出电阻Ro

由图5.4.3(b)可知，若Ui=0，则Ib=0,βIb=0，显然有：(5.4.8)2/3/202421《低频电子线路》5.4.3

三种基本放大器性能比较为了便于比较共射、共集和共基三种基本放大器，将它们的性能特点列于表5.4.1。共射极电路（CE)既有电压增益，又有电流增益，应用最广，常用作各种放大器的主放大级。但它的输入和输出电阻并不理想。在电压放大时，输入电阻不够大且输出电阻又不够小；而在电流放大时，则输入电阻又不够小且输出电阻也不够大。共集和共基放大器各有特点。常用在不同需要的场合。2/3/202422《低频电子线路》表5.4.12/3/202423《低频电子线路》例题(例5.4.1)（看P176图5.4.4）从电路结构看，仅仅是输出端有所不同，着重看CE电路与CC电路的特点和差异。2/3/202424《低频电子线路》5.6

放大器的级联为了提高放大能力，放大器往往由多级组成。多级放大电路级与级之间保持联接（耦合）关系。2/3/202425《低频电子线路》5.6.1

级间耦合方式耦合方式阻容耦合：隔直（各级直流工作点独立），防止温漂。直接耦合：改变频率特性（低端）；电平位移。变压器耦合：隔直；阻抗变换。光电耦合：抗传输干扰和噪声。2/3/202426《低频电子线路》阻容耦合图5.6.1阻容耦合与变压器耦合的方框图

(a)阻容耦合框图2/3/202427《低频电子线路》变压器耦合图5.6.1阻容耦合与变压器耦合的方框图

(b)变压器耦合框图

2/3/202428《低频电子线路》直接耦合电平配置图5.6.2直接耦合电平配置方式实例

(a)垫高后级的发射极电位2/3/202429《低频电子线路》直接耦合电平配置图5.6.2直接耦合电平配置方式实例

(b)稳压管电平移位2/3/202430《低频电子线路》直接耦合电平配置图5.6.3直接耦合电平配置方式实例

(c)电阻和恒流源电平移位2/3/202431《低频电子线路》直接耦合电平配置图5.6.4

直接耦合电平配置方式实例(d)NPN、PNP管级联2/3/202432《低频电子线路》5.6.2

级联放大器的性能指标计算级联放大器又称为多级放大器(指两级以上放大器)2/3/202433《低频电子线路》级联放大器的性能指标计算分析级联放大器的性能指标，一般采用的方法是：先通过计算每一单级指标，再合成来分析多级指标。在级联放大器中，后级电路相当于前级放大器的负载，而前级放大器相当是后级放大器的信号源。在计算前级输出时，只要将后级的输入电阻作为其负载，则该级的输出信号也就是后级放大器的输入信号。2/3/202434《低频电子线路》级联放大器的性能指标计算一个n级放大器的总电压放大倍数Au可表示为：(5.6.2)由上可见，Au为各级电压放大倍数的乘积。2/3/202435《低频电子线路》级联放大器的性能指标计算级联放大器的输入电阻就是第一级的输入电阻Ri1。在计算Ri1时应将后级的输入电阻Ri2作为其负载考虑，即：(5.6.3)2/3/202436《低频电子线路》级联放大器的性能指标计算级联放大器的输出电阻，就是最末级的输出电阻Ron。在计算Ron时应将前级的输出电阻Ro(n-1)作为其信号源内阻，即：(5.6.4)2/3/202437《低频电子线路》多级放大器性能指标分析方法小结（1）先将各级断开（注意在何处断？）。（2）要分别计算每一级参数（放大倍数、输入和输出阻抗）。（3）关键是：“将下一级的输入阻抗作为上一级的负载”。（4）将各级放大倍数“级乘”（倍乘）起来，就得到总放大倍数。（5）第一级的输入阻抗，就是多级放大器的输入阻抗。（6）最后一级的输出阻抗，就是多级放大器的输出阻抗。2/3/202438《低频电子线路》例题(例5.6.1)图5.6.3(a)给出了一个分别由NPN和PNP管构成的两极直接耦合的共射极放大器，其交流通路如图5.6.3（b）所示，试计算该电路的交流指标。2/3/202439《低频电子线路》例题图5.6.3

两级共射极放大器

(a)电路2/3/202440《低频电子线路》例题图5.6.3

两级共射极放大器

(b)交流通路2/3/202441《低频电子线路》例题电路与交流等效电路对照

2/3/202442《低频电子线路》

解（1）电压放大倍数Au(2)输入电阻Ri(3)输出电阻Ro例题分析：两级共射极放大器分析2/3/202443《低频电子线路》例题上例中Ri2=rbe2+(1+

2)RE22/3/202444《低频电子线路》5.6.3

组合放大器

根据放大电路三种组态的不同特点加以适当的组合（取长补短），可以组成不同的级联方式（连接紧密，一般为直耦）且各具特点的放大器，称为组合放大器。2/3/202445《低频电子线路》（1）CC–CE组合放大器图5.6.4CC–CE和CE–CC组合放大器

(a)CC–CE电路；2/3/202446《低频电子线路》（2）CE–CC组合放大器图5.6.4CC–CE和CE–CC组合放大器

(b)CE–CC电路2/3/202447《低频电子线路》两种组合放大电路对照

（a)CC-CE组合放大电路(b)CE-CC组合放大电路2/3/202448《低频电子线路》例题（例5.6.2）

放大电路如图5.6.5所示。已知晶体管β=100，rbe1=3kΩ，rbe2=2kΩ，rbe3=1.5kΩ，试求放大器的输入电阻、输出电阻及源电压放大倍数。2/3/202449《低频电子线路》例题(例5.6.2)

图5.6.5

电路

2/3/202450《低频电子线路》例5.6.2解答2/3/202451《低频电子线路》例5.6.2解答（续）2/3/202452《低频电子线路》（3）CE-CB组合放大电路分析图5.6.6CE–CB组合放大器

(a)电路2/3/202453《低频电子线路》CE-CB组合放大电路分析图5.6.6CE–CB组合放大器

(b)交流通路2/3/202454《低频电子线路》CE-CB组合放大电路与交流通路对照

2/3/202455《低频电子线路》CE-CB组合放大电路分析2/3/202456《低频