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文檔簡介
2-6-2共射極放大器的交流等效電路分析法根據(jù)直流通路估算直流工作點確定放大器交流通路、交流等效電路計算放大器的各項交流指標+--++-UoUiUsRsRB2+C1RECE+RLUCCRCRB1+C2圖2―33共射極放大器及其交流等效電路(a)電路解:首先根據(jù)直流通路以及直流大信號等效電路求解出放大器的靜態(tài)工作點。第二步畫放大器的交流通路。然后將通路中的晶體管用等效小信號模型代替。(b)交流等效電路圖2―33共射極放大器及其交流等效電路UiRi++--RsRB2rbeIiRCRLUo+-eIbβIbrceRoIcIobcRB11.電壓放大倍數(shù)輸出、輸入電壓反相分析各性能指標。主要包括以下性能指標:無量綱參數(shù)關于電壓放大倍數(shù)Au的討論3.可取分貝(dB)為單位。即:當忽略rbb’時,(b)交流等效電路圖2―33共射極放大器及其交流等效電路UiRi++--RsRB2rbeIiRCRLUo+-eIbβIbrceRoIcIobcRB1
2.電流放大倍數(shù)無量綱參數(shù)可取分貝(dB)為單位??梢?,共射極放大器既有電壓放大,又有電流放大,因而具有極大的功率增益。(b)交流等效電路圖2―33共射極放大器及其交流等效電路UiRi++--RsRB2rbeIiRCRLUo+-eIbβIbrceRoIcIobcRB1
3.輸入電阻Ri定義:從放大器輸入端看進去的電阻,即:+-UsAuoUiRL+-RsUiRi+-Ro+-UoRi表征放大器從信號源獲得信號的能力。4.輸出電阻Ro定義:從放大器輸出端看進去的電阻。根據(jù)戴維南定理,可得:Ro是一個表征放大器帶負載能力的參數(shù)。輸出電阻求法:
負載RL斷路,去除電路中的獨立源,保留其內(nèi)阻,保留受控源,在輸出端外加一電壓u,得出對應的電流i,則:所以:根據(jù)定義:+-0對于電壓輸出。Ro越小,帶負載能力越強,即負載變化時放大器輸出給負載的電壓基本不變。對于電流輸出。Ro越大,帶負載能力越強,即負載變化時放大器輸出給負載的電流基本不變。分析時為什么要討論Ri和Ro?+-Rs+-+-RL放大電路Ro+-Ri故對于放大電路而言,一般情況希望Ri越大越好Ro越小越好RiRo用來評價放大電路對信號源和負載的作用放大器的Ri的測量電路:放大器的Ro的測量電路:打開S,測得Uo’;閉合S,測得Uo。5.源電壓放大倍數(shù)Aus若Ri>>Rs
,則:+--++-UoUiUsRsRB2+C1RERLUCCRCRB1+C2CE+圖2―33共射極放大器及其交流等效電路(a)電路
6.發(fā)射極接有電阻RE時的情況圖2―35發(fā)射極接電阻時的交流等效電路Ri=RB1‖RB2‖R′例5下圖電路中,若RB1=75kΩ,RB2=25kΩ,RC=RL=2kΩ,RE=1kΩ,UCC=12V,晶體管采用3DG6管,β=80,r
bb′=100Ω,Rs=0.6kΩ,試求直流工作點ICQ、UCEQ及Au,Ri,Ro和Aus等項指標。+--++-UoUiUsRsRB2+C1RECE+RLUCCRCRB1+C2RB1=75kΩ,RB2=25kΩ,RC=RL=2kΩ,RE=1kΩ,UCC=12V,β=80,r
bb′=100Ω,Rs=0.6kΩ,試求直流工作點ICQ、UCEQ及Au,Ri,Ro和Aus等項指標。UiRi++--RsRB2rbeIiRCRLUo+-eIbβIbrceRoIcIobcRB1解按估算法計算Q點:+--++-UoUiUsRsRB2+C1RE1CE+RLUCCRCRB1+C2RE2例6在上例中,將RE變?yōu)閮蓚€電阻RE1和RE2串聯(lián),且RE1=100Ω,RE2=900Ω,而旁通電容CE接在RE2兩端,其它條件不變,試求此時的交流指標。1解由于RE=RE1+RE2=1kΩ,所以Q點不變。對于交流通路,現(xiàn)在射極通過RE1接地。交流等效電路為:1可見,RE1的接入,使得Au減小了約10倍。但是,由于輸入電阻增大,因而Aus與Au的差異明顯減小了。2―7共集電極放大器和共基極放大器
2―7―1共集電極放大器+--+UoUiUsRsRB2C1RERLUCCRB1+C2(a)電路圖2―36共集電極放大器及交流等效電路(b)交流等效電路UiRi++--RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′Iie1.電壓放大倍數(shù)Au因而式中:
Au<1,且接近1,而且Uo與Ui同相。所以也稱為射極跟隨器。圖2―36共集電極放大器及交流等效電路(b)交流等效電路UiRi++--RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′Iie
2.電流放大倍數(shù)Ai在圖2―36(b)中,當忽略RB1、RB2的分流作用時,則Ib=Ii,而流過RL的輸出電流Io為由此可得共集電極放大器雖然沒有電壓放大,但Ai>>1,所以仍有較大的功率增益。圖2―36共集電極放大器及交流等效電路(b)交流等效電路UiRi++--RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′Iie3.輸入電阻RiRi’顯著增大,所以共集電極電路的具有高輸入電阻的特性圖2―36共集電極放大器及交流等效電路(b)交流等效電路UiRi++--RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′Iie4.輸出電阻Ro圖2―37求共集放大器Ro的等效電路式中:是基極支路的電阻折合到射極的等效電阻輸出電阻小。共集電路的特點:①電壓放大倍數(shù)小于1而近于1;②輸出電壓與輸入電壓同相;③輸入電阻高;④輸出電阻低。
2―7―2共基極放大器C1-+Ui+RE+C2RCRB1RB2+CB-+UoRLUCC(a)共基極放大電路圖2―38共基極放大器及其交流等效電路(b)交流等效電路Ii-+UiRERiIerbeRi′βIbRCRoRLIo-+UoIb1.電壓放大倍數(shù)Au式中:
2.電流放大倍數(shù)Ai3.輸入電阻Ri4.輸出電阻Ro
2―7―3三種基本放大器性能比較2―8放大器的級聯(lián)2―8―1級間耦合方式多級放大器各級之間連接的方式稱為耦合方式。級間耦合的要求:確保各級放大器有合適的直流工作點;前級輸出盡可能多的加到后級的輸入端常用的耦合方式有三種:阻容耦合、變壓器耦合和直接耦合。阻容耦合+-UiRi2A1A2+-UoC(a)阻容耦合框圖優(yōu)點:各級的直流工作點相互獨立,不會影響各自設定的工作點。缺點:低頻特性差。+-UiRi2A1A2+-UoN2N1Ri2′(b)變壓器耦合框圖變壓器耦合優(yōu)點:各級的直流工作點相互獨立;原、副邊交流不共地;可實現(xiàn)阻抗變換。缺點:變壓器體積大,不易集成。低頻特性差+-UiRi2A1A2+-Uo(a)直接耦合框圖直接耦合優(yōu)點:易集成;沒有電抗元件,具有良好的頻率特性,對低頻和高頻信號均能放大。直接耦合缺點:1、各級直流工作點相互影響。解決方法:合理的設計偏置電路。
2、零點漂移嚴重解決方法:輸入端采用差動電路。+-UiRi2A1A2+-Uo(a)直接耦合框圖UoRE2UCCUoUCC
(a)墊高后級的發(fā)射極電位(b)穩(wěn)壓管電平移位UoUCC
(c)電阻和恒流源電平移位UCCUoQUiQRIoUoUCCNPNPNP圖2―40直接耦合電平配置方式實例(d)NPN、PNP管級聯(lián)2―8―2級聯(lián)放大器的性能指標計算1、一個n級放大器的總電壓放大倍數(shù)Au為:2、級聯(lián)放大器的輸入電阻即為第一級的輸入電阻Ri1,但應將后級的輸入電阻Ri2作為其負載,3、級聯(lián)放大器的輸出電阻即為最末級的輸出電阻Ro(n),但應將前級的輸出電阻Ro(n-1)作為其信號源內(nèi)阻圖2-41兩級共射極放大器(a)電路(b)交流通路RB1RB2rbe2Rc1rbe1RE2Rc2RLRi1Ri2βIb1βIb2Ib1Ib2+-UiUo+-+-Uo1RB1RB2rbe2Rc1rbe1RE2Rc2RLRi1Ri2βIb1βIb2Ib1Ib2+-UiUo+-+-Uo12―8―3組合放大器一、CC―CE組合放大器+-UoRB1Ri↑RB2RC2RLRo-+Ui+-UsRsRE1Ro1↓V1V2
(a)CC―CE電路CC-CE組合電路具有高的輸入電阻,組合放大器的Aus近似為后級共射放大器的電壓增益。(b)CE―CC電路+-UoRB1RiRB2RLRo↓-+UiV1RC1Ri2↑RE2V2CE―CC組合放大器CE-CC具有低的輸出電阻,組合放大器的Au近似為共射放大器在負載開路時的電壓增益。例8放大電路如圖2―43所示。已知晶體管β=100,rbe1=3kΩ,rbe2=2kΩ,rbe3=1.5kΩ,試求放大器的輸入電阻、輸出電阻及源電壓放大倍數(shù)。圖2―43例8電路Rs+-UsRE15.3kRRC23kRE33k-UEE(-6V)RLUo-+0.2kVD1V1V2V3(+6V)+UCC2kVZ解:該電路為共集、共射和共集三級直接耦合放大器。RE1RsRc2RE3RLRi=Ri1Ri2Ri3Uo+_Uo1+_Uo2(1)輸入電阻Ri:(2)輸出電阻Ro:(3)源電壓放大倍數(shù)Aus:二、CE―CB組合放大器RB3+-UsRsUi+C1RB2+C3RB1RC+C2UCCUo+CERERLV2V1Uo1(a)電路圖2―44CE―CB組合放大器(b)
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