4(1)基本放大电路

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2.含有双电源的射极偏置电路（2）直接耦合 3.含有恒流源的射极偏置电路静态工作点由恒流源提供分析该电路的Q点及、、end 4.5共集电极放大电路和共基极放大电路4.5.1共集电极放大电路4.5.2共基极放大电路4.5.3放大电路三种组态的比较 4.5.1共集电极放大电路1.静态分析共集电极电路结构如图示该电路也称为射极输出器由得直流通路 ①小信号等效电路4.5.1共集电极放大电路2.动态分析交流通路 4.5.1共集电极放大电路2.动态分析②电压增益输出回路：输入回路：电压增益：其中一般，则电压增益接近于1，电压跟随器即。 4.5.1共集电极放大电路2.动态分析③输入电阻当，时，输入电阻大 ④输出电阻由电路列出方程其中则输出电阻当，时，输出电阻小4.5.1共集电极放大电路2.动态分析 共集电极电路特点：◆电压增益小于1但接近于1，◆输入电阻大，对电压信号源衰减小◆输出电阻小，带负载能力强。4.5.1共集电极放大电路 4.5.2共基极放大电路1.静态工作点直流通路与射极偏置电路相同 2.动态指标①电压增益输出回路：输入回路：电压增益：交流通路小信号等效电路 ②输入电阻③输出电阻2.动态指标小信号等效电路 4.5.3放大电路三种组态的比较1.三种组态的判别以输入、输出信号的位置为判断依据：信号由基极输入，集电极输出——共射极放大电路信号由基极输入，发射极输出——共集电极放大电路信号由发射极输入，集电极输出——共基极电路 2.三种组态的比较 3.三种组态的特点及用途共射极放大电路：电压和电流增益都大于1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。共集电极放大电路：只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲级。共基极放大电路：只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。4.5.3放大电路三种组态的比较end 4.6组合放大电路4.6.1共射—共基放大电路4.6.2共集—共集放大电路 第一级第二级第n-1级第n级输入输出耦合耦合方式：(1)直接耦合(2)阻容耦合(3)变压器耦合(4)光电耦合多级阻容耦合放大电路为获得足够大的放大倍数,需将单级放大器串接,组成多级放大器 对耦合电路要求：要求动态:传送信号减少压降损失耦合电路：静态：保证各级Q点设置波形不失真 多级阻容耦合放大器的级联R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuo设二级放大器的参数完全一样 多级阻容耦合放大器的分析(1)由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独立，分别估算。(2)前一级的输出电压是后一级的输入电压。(3)后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。(4)总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。(5)总输入电阻ri即为第一级的输入电阻ri1。(6)总输出电阻即为最后一级的输出电阻. R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuoIC1=1.2mAIB1=20AUCE1=6Vrbe1=1.62kIC2=1.2mAIB2=20AUCE2=6Vrbe2=1.62k多级阻容耦合放大器的静态工作点第一级静态工作点第二级静态工作点 多级阻容耦合放大器的微变等效电路R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuori=ri1rori2uo1ui2前一级的输出电压是后一级的输入电压后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。 多级阻容耦合放大器的微变等效电路rbe2RC2RLR22BECIc2Ib2R21rbe1RC2R11R12BECIc1Ib1Uo1 多级阻容耦合放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算ri2rbe1RC1R11R12BECIc1Ib1Uo1第一级的微变等效电路第二级的输入电阻ri=ri1=R11//R12//rbe1=-1RC1//ri2rbe1Au1=Uo1Ui 多级阻容耦合放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算ri2=R21//R22//rbe2=-2RC2//RLrbe2Au2=UoUi2ro=RC2rbe2RC2RLR22BECIc2Ib2R21Ui2第二级的微变等效电路 Au=UoUi=Uo1UiUoUi2=Au1Au2总电压放大倍数=1RC1//ri2rbe12RC2//RLrbe2rbe2RC2RLR22BECIc2Ib2R21rbe1RC2R11R12BECIc1Ib1Uo1Ui2Au为正，输入输出同相总放大倍数等于各级放大倍数的乘积 代入数值计算ri=ri1=R11//R12//rbe1=100//33//1.62=1.52kRB1=100kRB2=33kRE=2.5kRC=5kRL=5k=60EC=15Vri2=R21//R22//rbe2=100//33//1.62=1.52k=-1RC1//ri2rbe1Au1=-43=-2RC2//RLrbe2Au2=-93Au=Au1Au2=(-43)(-93)=3999ro=RC2=5k两级单管放大器级联,可提高电压放大倍数;但输入电阻仍很小,输出电阻仍很大 阻容耦合多级放大电路当两级放大器（静态工作点稳定的基本放大器）级联时，放大倍数大大提高。但输入电阻较小，输出电阻较大。R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuoAu=Au1Au2=3999 R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoRB1=100kRB2=33kRE=2.5kRC=5kRL=5k=60EC=15VusRSRS=20kAus=Auriri+RS=(-93)1.52+201.52=-6.6输入电阻很小的放大器当信号源有较大内阻时,放大倍数变得很小ri=R11//R12//rbe=1.52kAu=-93ri由于信号源内阻大,而放大器输入电阻小,致使放大倍数降低 RB=570kRE=5.6kRL=1.52k=100EC=15VRB+ECC1C2RERLuiuori=101kAu=0.98rbe=2.36k用射极输出器作为输入级,构成两级放大器，可提高放大器的输入电阻ro=5.6//2.361+100=23RS=0 uiRBC1RER11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLui2uousRSri2=1.52kAu2=-93ri=101kAu1=0.98Aus=Au1Au2riri+RS=(-93)(0.98)101+20101=-76用射极输出器作为输入级时电压放大倍数的估算 用射极输出器作为输出级,构成两级放大器，可减小放大器的输出电阻,提高带负载的能力R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoro1=RC1=5kRL=5k时,Au=-93RL=1k时,Au=-31RB+ECC1C2RERLui2uo5k5.6k570k=100ri2=173kAu2=0.99rbe=2.36k R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RL1uiuo1第一级放大倍数的计算=ri2=173kAu1=-185rbe1=1.62kRC1=5k=60后一级的输入电阻作为前一级的交流负载电阻RL=RC1//ri2 总放大倍数的计算Au=Au1Au2=（-185）0.99=-183Au=Au1Au2=（-174）0.97=-169比较不接射极输出器时的带负载能力：RL=5k时,Au=-93RL=1k时,Au=-31当负载电阻由5k变为1k时，放大倍数降低到原来的92.3%降低到原来的30%Au1=-185Au2=0.99ri2=173kRL=5kAu1=-174Au2=0.97ri2=76kRL=1k ro结论:用射极输出器作为输出级,可减小放大器的输出电阻,提高带负载的能力输入电阻ri、输出电阻ro的计算R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoRB+ECC1C2RERLui2uo5k5.6k570k=100uo1ro=5.6//2.36+570//51+100=73ri=ri1=R11//R12//rbe1=1.52kRS为信号源内阻,即前一级的输出电阻RC1=RB//RC1usRS=ro1=RC1RS=RB//RS 4.6.1共射—共基放大电路共射－共基放大电路 4.6.1共射—共基放大电路其中所以因为因此组合放大电路总的电压增益等于组成它的各级单管放大电路电压增益的乘积。前一级的输出电压是后一级的输入电压，后一级的输入电阻是前一级的负载电阻RL。电压增益 4.6.1共射—共基放大电路输入电阻Ri＝＝Rb||rbe1＝Rb1||Rb2||rbe1输出电阻RoRc2 T1、T2构成复合管，可等效为一个NPN管(a)原理图(b)交流通路4.6.2共集—共集放大电路 4.6.2共集—共集放大电路1.复合管的主要特性两只NPN型BJT组成的复合管两只PNP型BJT组成的复合管rbe＝rbe1＋(1＋1)rbe2 4.6.2共集—共集放大电路1.复合管的主要特性PNP与NPN型BJT组成的复合管NPN与PNP型BJT组成的复合管rbe＝rbe1 4.6.2共集—共集放大电路end2.共集共集放大电路的Av、Ri、Ro式中≈12rbe＝rbe1＋(1＋1)rbe2RL＝Re||RLRi＝Rb||[rbe＋(1＋)RL] 4.7放大电路的频率响应4.7.1单时间常数RC电路的频率响应4.7.2BJT的高频小信号模型及频率参数4.7.3单级共射极放大电路的频率响应4.7.4单级共集电极和共基极放大电路的高频响应4.7.5多级放大电路的频率响应研究放大电路的动态指标（主要是增益）随信号频率变化时的响应。 4.7.1单时间常数RC电路的频率响应1.RC低通电路的频率响应（电路理论中的稳态分析）RC电路的电压增益（传递函数）：则且令又电压增益的幅值（模）（幅频响应）电压增益的相角（相频响应）①增益频率函数RC低通电路 最大误差-3dB②频率响应曲线描述幅频响应1.RC低通电路的频率响应相频响应 2.RC高通电路的频率响应RC电路的电压增益：幅频响应相频响应输出超前输入RC高通电路 4.7.2BJT的高频小信号模型及频率参数1.BJT的高频小信号模型①模型的引出rb'e---发射结电阻re归算到基极回路的电阻---发射结电容---集电结电阻---集电结电容rbb'---基区的体电阻，b'是假想的基区内的一个点互导BJT的高频小信号模型 ②简化模型混合型高频小信号模型1.BJT的高频小信号模型 2.BJT高频小信号模型中元件参数值的获得低频时，混合模型与H参数模型等价所以 又因为从手册中查出所以2.BJT高频小信号模型中元件参数值的获得低频时，混合模型与H参数模型等价 3.BJT的频率参数由H参数可知即根据混合模型得低频时所以当时， 令的幅频响应——共发射极截止频率——特征频率——共基极截止频率3.BJT的频率参数的相频响应f＝(1＋0)f≈f＋fT 4.7.3单级共射极放大电路的频率响应1.高频响应①型高频等效电路 4.7.3单级共射极放大电路的频率响应1.高频响应①型高频等效电路对节点c列KCL得由于输出回路电流比较大，所以可以忽略的分流，得称为密勒电容而输入回路电流比较小，所以不能忽略的电流。目标：断开输入输出之间的连接 4.7.3单级共射极放大电路的频率响应同理，在c、e之间也可以求得一个等效电容CM2，且等效后断开了输入输出之间的联系1.高频响应①型高频等效电路 4.7.3单级共射极放大电路的频率响应1.高频响应①型高频等效电路目标：简化和变换输出回路的时间常数远小于输入回路时间常数，考虑高频响应时可以忽略CM2的影响。 4.7.3单级共射极放大电路的频率响应1.高频响应①型高频等效电路目标：简化和变换 4.7.3单级共射极放大电路的频率响应1.高频响应②高频响应和上限频率由电路得电压增益频响其中中频增益或通带源电压增益上限频率 1.高频响应②高频响应和上限频率RC低通电路共射放大电路频率响应曲线变化趋势相同＝－180－arctg(f/fH)相频响应幅频响应 ③增益-带宽积BJT一旦确定，带宽增益积基本为常数1.高频响应当Rb>>Rs及Rb>>rbe时，有 例题解：模型参数为例3.7.1设共射放大电路在室温下运行，其参数为：负载开路，Rb足够大忽略不计。试计算它的低频电压增益和上限频率。低频电压增益为又因为所以上限频率为 2.低频响应①低频等效电路 2.低频响应①低频等效电路Rb=（Rb1//Rb2）远大于R’i，Ce>>Cb2R’i 中频区(即通常内)源电压增益当则下限频率取决于2.低频响应②低频响应当 2.低频响应②低频响应下限频率取决于当时，相频响应＝－180－arctg(－fL1/f)＝－180＋arctg(fL1/f)幅频响应 2.低频响应②低频响应包含fL2的幅频响应 4.7.4单级共集电极和共基极放大电路的高频响应1.共基极放大电路的高频响应①高频等效电路 ②高频响应特征频率1.共基极放大电路的高频响应其中由于re很小由于Cbc很小，fH2也很高。 4.7.4单级共集电极和共基极放大电路的高频响应2.共集电极放大电路的上限频率 1.多级放大电路的增益•前级的开路电压是下级的信号源电压•前级的输出阻抗是下级的信号源阻抗•下级的输入阻抗是前级的负载4.7.5多级放大电路的频率响应 2.多级放大电路的频率响应•多级放大电路的通频带比它的任何一级都窄。（以两级为例）则单级的上下限频率处的增益为当两级增益和频带均相同时，两级的增益为即两级的带宽小于单级带宽。4.7.5多级放大电路的频率响应end