會(huì)計(jì)學(xué)1BJT放大電路三種基本組態(tài)的交流特性分析

Ri信號(hào)源負(fù)載放大電路Rovs+-RsRivo+.RoRLiiiovovi+-+-

放大電路技術(shù)指標(biāo)測(cè)試示圖12第1頁(yè)/共63頁(yè)一.放大電路的主要技術(shù)指標(biāo):

根據(jù)放大電路輸入信號(hào)的條件和對(duì)輸出信號(hào)的要求，放大器可分為四種類型—-電壓放大﹑電流放大﹑互阻放大﹑互導(dǎo)放大。1.放大倍數(shù)(增益)——表示放大器的放大能力;第2頁(yè)/共63頁(yè)（1）電壓放大倍數(shù)(增益)定義為:Av=vo/vi（重點(diǎn)）（2）電流放大倍數(shù)定義為:Ai=io/ii

（3）互阻增益定義為:Ar=vo/ii（4）互導(dǎo)增益定義為:Ag=io/vi四種放大倍數(shù):第3頁(yè)/共63頁(yè)2、源電壓放大倍數(shù)（源電壓增益）Avs

Avs=vo/vs=（vo/vi）×（vi/vs）＝Av×Ri/(Rs+Ri)第4頁(yè)/共63頁(yè)3.輸入電阻Ri——從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻;輸入電阻：Ri=vi/ii意義：表征放大電路從信號(hào)源獲取信號(hào)的能力。第5頁(yè)/共63頁(yè)3.輸入電阻Ri——從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻;輸入電阻：Ri=vi/ii對(duì)于電壓信號(hào)源，Ri越大越好。（1）Ri越大，vi就越大，從信號(hào)源索取的電壓越大。（2）當(dāng)信號(hào)源有內(nèi)阻時(shí)，Ri越大，vi就越接近vS。一般規(guī)律(總結(jié)):

第6頁(yè)/共63頁(yè)4.輸出電阻Ro——從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。Av~vS輸出端~Rovso輸出端意義：輸出電阻是一個(gè)表征放大器帶負(fù)載能力的參數(shù)。第7頁(yè)/共63頁(yè)對(duì)于電壓放大器，即負(fù)載變化時(shí)放大器輸出給負(fù)載的電壓基本上保持不變；越小，則放大器帶負(fù)載的能力越強(qiáng)，而對(duì)于電流放大器，越大，則帶負(fù)載能力越強(qiáng)，即負(fù)載變化時(shí)放大器輸出給負(fù)載的電流基本上保持不變。Av~vS輸出端一般規(guī)律:

第8頁(yè)/共63頁(yè)求解輸出電阻Ro

放大電路對(duì)其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個(gè)戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。即斷開(kāi)負(fù)載后，從放大電路輸出端看出去的等效電阻，不包括負(fù)載電阻。Av~vS輸出端~Rovso輸出端第9頁(yè)/共63頁(yè)如何確定電路的輸出電阻Ro

？步驟：1）.所有的電源置零(將獨(dú)立電壓源短路，獨(dú)立電流源斷路，保留受控源)。2）.加壓求流法。UI方法一：外加電源法計(jì)算Ro=U/I

。第10頁(yè)/共63頁(yè)方法二：開(kāi)路電壓和負(fù)載電壓法。Uo1）.求開(kāi)路電壓。~RoUs'2）.求接入負(fù)載后的輸出電壓。~RoUs'RLUo'步驟：3.計(jì)算。第11頁(yè)/共63頁(yè)方法三：開(kāi)路電壓和短路電流法。Uo1.求開(kāi)路電壓Uoc。~RoUs'2.求短路電流Isc

。步驟：3.計(jì)算。Ro=Uoc/Isc第12頁(yè)/共63頁(yè)5.電流增益：負(fù)載開(kāi)路（RL斷開(kāi)）電壓增益（內(nèi)電壓增益）：6.功率增益：、、、的分貝數(shù)為；的分貝數(shù)為。第13頁(yè)/共63頁(yè)三極管基本放大電路共射放大器共基放大器共集放大器3.共射(CE)放大器（重點(diǎn)）第14頁(yè)/共63頁(yè)重點(diǎn)內(nèi)容1).BJT放大電路的分析方法；2).放大電路的分析步驟（通用）；3).基極分壓偏置共發(fā)電路性能分析（重點(diǎn)）；重點(diǎn)掌握的分析方法:低頻小信號(hào)等效模型分析法。第15頁(yè)/共63頁(yè)

1).BJT放大電路的分析方法放大電路分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法圖解法小信號(hào)（微變）等效模型分析法圖解法計(jì)算機(jī)仿真第16頁(yè)/共63頁(yè)2).放大電路的分析步驟(通用)分析步驟：①

分析直流電路，求出“Q”，計(jì)算rbe。②

畫(huà)電路的交流通路。③

在交流通路上把三極管畫(huà)成低頻小信號(hào)模型，即

參數(shù)模型，得到交流等效電路。④

分析計(jì)算放大電路的主要技術(shù)參數(shù)。T+-+-VCCRCvivo第17頁(yè)/共63頁(yè)3.

(穩(wěn)基流偏置)共發(fā)射極(CE)放大電路一、電路的組成

圖基本共(發(fā))射(極)放大電路第18頁(yè)/共63頁(yè)iCTiB-TiC+iB-+C1RbRcRLRbRc+VCCC2uiuBE+VCC+--uCE+－uoUBE-+UCE（a）（b）+

放大電路的直流通路（a）共射基本放大電路（b）直流通路共射基本放大電路分析方法①

分析直流電路，求出“Q”，計(jì)算rbe。第19頁(yè)/共63頁(yè)靜態(tài)工作點(diǎn)近似計(jì)算法

三極管的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通時(shí)，B、E兩端的導(dǎo)通壓降UBE基本不變（硅管約為0.7V，鍺管約為0.3V），因此有

ICQ=βIBQUCEQ=VCC

－ICQRc圖共射基本放大電路VCCRCRbIBIC①

分析直流電路，求出“Q”，計(jì)算rbe。第20頁(yè)/共63頁(yè)放大電路的交流通路（a）基本放大電路（b）交流通路

②

畫(huà)電路的交流通路。第21頁(yè)/共63頁(yè)ubeibuceicic三極管的微變等效電路rbeibibbce等效cbe③

在交流通路上把三極管畫(huà)成

參數(shù)等效模型。第22頁(yè)/共63頁(yè)三極管的簡(jiǎn)化微變等效電路（重點(diǎn)）等效ebcebcrbeic=ib請(qǐng)注意如下問(wèn)題：⑴電流源為一受控源，而不是獨(dú)立的電源。⑵電流源的流向不能隨意假定，而是由ib決定。⑶該模型僅適用于交流小信號(hào)，不能用于靜態(tài)分析和大信號(hào)。第23頁(yè)/共63頁(yè)放大電路的微變(交流)等效電路（小信號(hào)模型）將交流通道中的三極管用微變(交流)等效電路代替:交流通路RbRCRLuiuouirbeibibiiicuoRbRCRL交流等效電路:第24頁(yè)/共63頁(yè)對(duì)于小功率三極管(重點(diǎn))P612.42更正：rbe=rbb’+(1+)VT/IEQ=rbb’+VT/IBQ(靜態(tài)工作點(diǎn))rbb,=200/300歐VT=26mV(常溫下）rbe的量級(jí)從幾百歐到幾千歐。uirbeibibiiicuoRBRCRL（通常）第25頁(yè)/共63頁(yè)共射交流等效電路總結(jié):共射基本放大電路基本技術(shù)參數(shù):virbeibibiiicvoRBRCRL圖共射基本放大電路第26頁(yè)/共63頁(yè)求：1.靜態(tài)工作點(diǎn)Q。練習(xí)2.電壓增益Av、輸入電阻Ri、輸出電阻R0

。第27頁(yè)/共63頁(yè)解：.IcVCE第28頁(yè)/共63頁(yè)2.思路：交流等效電路Av、Ri

、R0uirbeibibiiicuoRBRCRL第29頁(yè)/共63頁(yè)uirbeibibiiicuoRbRCRL

分析計(jì)算放大電路的主要技術(shù)參數(shù):第30頁(yè)/共63頁(yè)=6.2K?uirbeibibiiicuoRbRCRL

分析計(jì)算放大電路的主要技術(shù)參數(shù):第31頁(yè)/共63頁(yè)例2=100，uS

=10sint(mV)，求疊加在“Q”點(diǎn)上的各交直流量。(rbb’=200歐)+uo+–

iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+–

+–

RS+uCE+uBE–

12V12V510470k2.7k3.6k第32頁(yè)/共63頁(yè)[解]令ui=0，求靜態(tài)電流IBQ①求“Q”，計(jì)算rbeICQ=IBQ=2.4mAUCEQ=12

2.42.7=5.5(V)IcVCE第33頁(yè)/共63頁(yè)uce②交流通路+uo+–

iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+–

+–

RS+uCE+uBE–

ube③交流等效電路+uo+–

RBRLRSrbe

EibicibBCusRC+ube第34頁(yè)/共63頁(yè)④分析各極交流量第35頁(yè)/共63頁(yè)④分析各極交流量⑤

分析各極總電量uBE=(0.7+0.0072sint

)ViB=(24+5.5sint)AiC=(2.4+0.55sint

)

mAuCE=(5.5–

0.85sint

)V第36頁(yè)/共63頁(yè)+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+vi+vs+voiBiC+vCE+vBE

典型電路----基極分壓射極偏置共射電路分析（重點(diǎn)）第37頁(yè)/共63頁(yè)典型電路----基極分壓偏置共射極電路（重點(diǎn)）一、電路組成VCC(直流電源)：1.使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏;2.向負(fù)載和各元件提供功率.C1、C2(耦合電容)：隔直流、通交流;RB1

、RB2(基極偏置電阻)：提供合適基極的電流;RC(集電極負(fù)載電阻)：將iC

vC

使電流放大電壓放大;RE(發(fā)射極電阻)：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)“Q”;CE(發(fā)射極旁路電容)：短路交流，消除RE對(duì)電壓放大倍數(shù)的影響。+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+vi+vs+voiBiC+vCE+vBE

第38頁(yè)/共63頁(yè)二、.放大電路的分析步驟(通用)分析步驟：①

分析直流電路，求出“Q”，計(jì)算rbe。②

畫(huà)電路的交流通路。③

在交流通路上把三極管畫(huà)成低頻小信號(hào)模型，即

參數(shù)模型，得到交流等效電路。④

分析計(jì)算放大電路的主要技術(shù)參數(shù)。T+-+-VCCRCvivo第39頁(yè)/共63頁(yè)

二.基極分壓偏置共射電路性能分析（重點(diǎn)）

請(qǐng)同學(xué)畫(huà)直流通路。+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+vi+vs+voiBiC+vCE+vBE

第40頁(yè)/共63頁(yè)直流通路：只考慮直流信號(hào)的分電路。（復(fù)習(xí)）·畫(huà)直流通路時(shí)應(yīng)將:電容開(kāi)路（電容不通直流），電感短路（電感上直流電壓為零）。

+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+vi+vs+voiBiC+vCE+vBE

第41頁(yè)/共63頁(yè)1)直流通路及靜態(tài)工作點(diǎn)估算:IB=IC/VCE=VCC-ICRC-IEREICIE=VE/RE

=（VB-VBE）/Re

VBE0.7V(Si管)

+VCCRB1RCRB2REICIEIBVCE電容開(kāi)路，畫(huà)出直流通路。VB第42頁(yè)/共63頁(yè)Rb1+VCCRCC1C2Rb2CERERLvivo電容短路，直流電壓源短路，畫(huà)出交流通路。2）交流通道及交流等效電路(請(qǐng)同學(xué)畫(huà)圖)BEC第43頁(yè)/共63頁(yè)放大電路的交流小信號(hào)等效電路（模型）（復(fù)習(xí)）將交流通道中的三極管用微變(交流)等效電路代替:交流通路RBRCRLvivovirbeibibiiicvoRBRCRL交流等效電路:第44頁(yè)/共63頁(yè)基極分壓偏置共射電路性能分析思路（重點(diǎn)）RCRB1vs+-RL+-voRB2RS+-vi

直流通路—交流通路--交流等效電路RCRB1RB2+vi+voRLibiciirbeib第45頁(yè)/共63頁(yè)交流通路：1.電壓放大倍數(shù):Ro輸出電壓與輸入電壓反相，即反相放大器。源電壓放大倍數(shù):2.輸入電阻:3.輸出電阻:Ro=RC3）基本性能指標(biāo)分析:交流等效電路：RCRB1RB2+vi+voRLibiciiRCRB1RB2+vi+voRLibiciirbeibRi第46頁(yè)/共63頁(yè)問(wèn)題：如果去掉CE，放大倍數(shù)怎樣變化？（請(qǐng)同學(xué)畫(huà)交流通路和交流等效電路）I1I2IBRB1+VccRCC1C2RB2CERERLvivo第47頁(yè)/共63頁(yè)當(dāng)沒(méi)有旁路電容CE時(shí)：交流等效電路：1.電壓放大倍數(shù):源電壓放大倍數(shù):2.輸入電阻:3.輸出電阻:Ro=RC交流通路：RCRB1RB2+vi+voRLibiciiRERCRB1RB2+vi+voRLibiciirbeibRERiR’iRo第48頁(yè)/共63頁(yè)

阻抗反映法(一種非常有用的方法):方法:1)大電流支路的電阻折算到小電流支路時(shí),阻值按比例變大;2)小電流支路的電阻折算到大電流支路時(shí),阻值按比例變小;由電路分析可知，Ri’=rbe+(1+β)RE，見(jiàn)書(shū)P81。RCRB1RB2+ui+uoRLibiciirbeibRER’i第49頁(yè)/共63頁(yè)CE的作用：交流通路中，CE將RE短路，RE對(duì)交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。去掉CE，放大倍數(shù)明顯下降。I1I2IBRB1+VccRCC1C2RB2CERERLvivo問(wèn)題：如果去掉CE，放大倍數(shù)怎樣變化？第50頁(yè)/共63頁(yè)電路的應(yīng)用

共射放大器（CE）

廣泛應(yīng)用于多級(jí)放大器提供增益的增益級(jí)中。I1I2IBRB1+VccRCC1C2RB2CERERLvivo第51頁(yè)/共63頁(yè)例3

=100，RS=1k，RB1=62k，RB2=20k,RC=3k，RE=1.5k，RL=5.6k，VCC=15V。求：“Q”，Av，Ri，Ro。(rbb’=200歐)+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+vs+vo第52頁(yè)/共63頁(yè)直流分析+VCCRCRERB1RB2ICQIBQIEQI1+VBEQ

要求：I1(510)IBQ估算法+VCEQ

穩(wěn)定“Q”的原理：TICUEUBE

IBICRE

≥10RB?第53頁(yè)/共63頁(yè)例3

=100，RS=1k，RB1=62k，RB2=20k,RC=3k，RE=1.5k，RL=5.6k，VCC=15V。求：“Q”，Av，Avs，

Ri，Ro。1)求“Q”+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+us+uo[解]RE

≥10RB?第54頁(yè)/共63頁(yè)交流通路1.電壓放大倍數(shù)Ro源電壓放大倍數(shù)2.輸入電阻3.輸出電阻Ro=RC性能指標(biāo)分析小信號(hào)等效電路RCRB1RB2+ui+uoRLibiciiRCRB1RB2+ui+uoRLibiciirbeibRi+us+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+uo輸出電壓與輸入電壓反相，即反相放大器。第55頁(yè)/共63頁(yè)+VCCRCC1C2