第二章-晶体三极管三种组态放大电路课件.ppt

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1、12.1.2 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。2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RLRSoUiUsUsousUUASiSiiURRRUuiSiusARRRA3二、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

2、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uSiIiU4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 载载放大器二端口网络通用模型5电压放大器6三、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

3、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。RoUS7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。UI8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。92022年4月17日星期日9

4、 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102022年4月17日星期日10UoUiUsRsRB2C1RECERLUCCRCRB1C2图233共射极放大器及其交流等效电路(a)电路112022年4月17日星期日11(b)交流等效电路图233共射极放大器及其交流等效电路UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB112121.电压放大倍数AubeLbeLCiouLCbLCcobebirRrRRUUARRIRRIUrIU)()()(输出、输入电压反相

5、LCLCQbbebbbeRRRmVImVrrrr)()()(26)1 (UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB1132022年4月17日星期日13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. 21414 2.电流放大倍数AiiLCCbeBBioiBbeBbiLCCbLCCcoARRRrRRIIARrRIIRRRIRRRIIUiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB1152022年4月17日星期日15 3.输入电阻RibebeBBiiirrR

6、RIUR214.输出电阻RoCUoooRIURs05.源电压放大倍数AusuisiiosisousARRRUUUUUUA16CoooRIUR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：oUrbeRBRCiIbIcIbI00oI172022年4月17日星期日17 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182022年4月17日星期日18EmLmEbeLiouRgRgRrRUUA1)1 (时）当beEELurRRRA)1 (EbebiiRrIUR)1 (Ri=RB1RB

7、2RUsRsUiRb2Rb1RErbeIbRCRLUoIb19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。202022年4月17日星期日20例例5 在图233(a)电路中，若RB1=75k，RB2=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

8、、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： 212022年4月17日星期日21kRRRkIrrrRUUALCLCQbbbebeLiou12213 . 2268010026式中：50)80(16 . 01211157580118021uisisousCobeBBiuARRRUUAkRRkrRRRA的阻值代入上式，得，将LbeRr222022年4月17日星期日22例例6 在上例中，将RE变为两个电阻

9、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232022年4月17日星期日238)8 . 8(66 . 0626 1 . 0811 2575)1 (8 . 81 . 0811180)1 (1211uisisousCoEbeBBiEbeLiouARRRUUAkRRkRrRRRRrRUUA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。242022年4月17日星期

10、日2427 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2525图236共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIie261.电压放大倍数AuUiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIieLELLbeLiouLbbebobebiLbLEeoRRRRrRUUARIrIUrIURIRRIU)1 ()1 ()1 ()1 ()(因而 式中： 2727 2.电流放大倍数Ai在图236(

11、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 (UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIie281.,)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。结论：结论：LbeLuR)(rRA11）（29RBbiIII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

12、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Ri30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Ro3131UorbeRsRB2RB1IbRoRERoIoIeIoIb 图237求共集放大器Ro的等效电路rbeRERBRS32一般：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

13、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10sbeEoEUbooRrRRRIURs3333 272共基极放大器共基极放大器C1UiREC2RCRB1RB2CBUoRLUCC(a)共基极放大电路3434(b)交流等效电路IiUiRERiIerbeRiIbIcRCRoRLIoUoIb35351.电压放大倍数AubebirIU LCLRRR beLiourRUUA)(LCboRRIUIiUiRERiIerbeRiIbIcRCRoRLIoUoIb3636 2.电流放大倍数AiLCCc

14、oRRRIILCCLCCecioiRRRRRRIIIIAIiUiRERiIerbeRiIbIcRCRoRLIoUoIb372022年4月17日星期日373.输入电阻Ri1beeiirIUR1beEiEirRRRRIiUiRERiIerbeRiIbIcRCRoRLIoUoIb382022年4月17日星期日384.输出电阻RoCoRR IiUiRERiIerbeRiIbIcRCRoRLIoUoIb392022年4月17日星期日39 273 三种基本放大器性能比较三种基本放大器性能比较402022年4月17日星期日404142性能共射共基共集射极交流不接电阻射极交流接电阻AuAiRiRoRcRcRc

15、备注LbeRr(1)LbeERrRLbeRr(1)(1)LbeLRrR|(1)BbeERrR1 |BbeRr|(1)BbeLRrR|1beErR|1sbeERrR|LLcRRR|LLcRRR|LLcRRR|LLERRR|SSBRRR12|BBBRRR432022年4月17日星期日4328 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442022年4月17日星期日44图239阻容耦合与变压器耦合的方框图UiRi2A

16、1A2UoC(a)阻容耦合框图UiRi2A1A2UoN2N1Ri2(b)变压器耦合框图452022年4月17日星期日45UoRE2UCCUoUCC (a)垫高后级的发射极电位462022年4月17日星期日46(b)稳压管电平移位UoUCC472022年4月17日星期日47 (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482022年4月17日星期日48282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(0121211iLRRiiRR)1( nosn

17、RRonoRR492022年4月17日星期日49283 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502022年4月17日星期日50图242 CCCE和CECC组合放大器(b)CECC电路UoRB1RiRB2RLRoUiV1RC1Ri2RE2V2512022年4月17日星期日51例例8 放大电路如图243所示。已知晶体管=100, 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 RsUsRE15.3kRRC23

18、kRE33kUEE(6V)RLUo0.2kVD1V1V2V3( 6V)UCC2kVZ522022年4月17日星期日52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 (3532022年4月17日星期日53(2)输出电阻Ro: kRRCo322RsUsRE15.3kRRC23kRE33kUEE( 6V)RLUo0.2kVD1V1V2V3(6V)UCC2kV

19、Z4510015 . 13/31/323323beCERRoorRRRRos542022年4月17日星期日54(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)(232222beiCiourRRUUA552022年4月17日星期日5512095. 0)130(98. 01502150321uuuisisousAAARRRUUA95. 0)2 .

20、03(1015 . 1)2 . 03(101)(1 ()(1 (33333LEbeLEiouRRrRRUUAKRRrRLEbei20)2 . 03(1015 . 1)(1 (333562022年4月17日星期日模拟电子技术56二、二、CECB组合放大器组合放大器RB3UsRsUiC1RB2C3RB1RCC2UCCUoCERERLV2V1Uo1(a)电路572022年4月17日星期日57图244 CECB组合放大器 (b)交流通路UsRsRiRBUiV1Ri2V2Uo1RCRLRoUo1112111211beLbeLbbeLbiourRrRaIrRaIUUA121221112aIIIIIIIIA

21、ecbcbcioi582022年4月17日星期日58uCEtUcemuceUCEuCE(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592022年4月17日星期日59CEBCEOBCBOBECEOBCBOBCIIIIIIIIIIIII)1 ()1 ()1 ()1 (式中：CBOCEOII)1 (称为穿透电流。cICEOeNPNIBRCUCCICBO15VbIBNIENICN= 0cbeRCUCC15VICEOIEPCBOBCBOCEPBNCNCNECNII

22、IIIIIIII602022年4月17日星期日60iB/AuBE/V060900.50.70.930UCE0 UCE1常数CEuBEBufi)(图26 共发射极输入特性曲线 612022年4月17日星期日61UiRi2A2UoRi1Us1Rs1RLRinUsnRsnUS(n-1)Rs(n-1)RoRiA1An-1An级联放大器的框图级联放大器的框图622022年4月17日星期日62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 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

23、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632022年4月17日星期日63三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642022年4月17日星期日64rbbrb 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 e652022年4月17日星期日

24、65ucercebcerbbCb 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BEuEBmug662022年4月17日星期日66rbbrb ebbceBEuBiCEuCi实用的低频混合实用的低频混合型电路模型型电路模型EBmug672022年4月17日星期日67ceceebmccecbebebbugugiugugi)()()()()(ebcecbcecbceebcbmcceebcbebcbebbuugugguggiuuguggi见图1见图2图1ubeucebcerbbbcecbugebgebmugcegbici682022年4月17日星期日

25、68ubeucebcerbbbcbgcbebggebcbmugg)(cbcegg图2692022年4月17日星期日69ubeucebcerbbbcbgebgebmugcegcecbmcbebcbgggggg,简化的混合简化的混合型电路模型型电路模型2022年4月17日星期日70画出下图电路的交、直流通路2022年4月17日星期日71画出下图电路的交、直流通路722022年4月17日星期日72Q12N5224R175kR227kR32.0kR42.0kR51.0kR6560C1100uF-POLC210uF-POLC310uF-POLV112 V V210mV 1kHz 0Deg U1AC 10

26、M4.451mV+-U2AC 1e-0094.710uA+-U3AC 10M0.320V+-U4AC 1e-0090.160mA+-XSC1ABGT2022年4月17日星期日73742022年4月17日星期日74Q12N5224R175kR227kR32.0kR42.0kR51.0kR6560C1100uF-POLC210uF-POLC310uF-POLV112 V V210mV 1kHz 0Deg U1AC 10M4.462mV+-U2AC 1e-0094.711uA+-U3AC 10M0.629V+-U4AC 1e-0090.000A+-XSC1ABGT2022年4月17日星期日75精品课件精品课件！精品课件精品课件！782022年4月17日星期日78