共基極與共集電極電路

關(guān)于共基極與共集電極電路

根據(jù)如圖所示：

共集電極電路原理圖交流通路第2頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

(2)電壓增益

由于射極輸出器的電壓接近于1，它的輸出電壓和輸入電壓是同相的，因此稱為電壓跟隨器。第3頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

(3)輸入電阻

第4頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

(4)輸出電阻第5頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

綜上分析說明，電壓跟隨器的特點(diǎn)是：電壓增益小于1而近于1，輸出電壓與輸入電壓同相，輸入電阻高、輸出電阻低。3.6.2

共基極電路共基極電路又被稱為電流跟隨器。此電路適用于寬頻帶和高頻情況下，要求穩(wěn)定性較好時(shí)。第6頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

3.7放大電路的頻率響應(yīng)3.7.1單時(shí)間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)(見例題)1.RC低通電路的頻率響應(yīng)在放大電路的高頻區(qū)，影響頻率響應(yīng)的主要因素是管子的極間電容和接線電容等，它們?cè)陔娐分信c其它支路是并聯(lián)的，因此它們對(duì)高頻響應(yīng)的影響可用如圖所示的RC低通電路來模擬?？傻酶哳l區(qū)的電壓增益得幅值和相角分別為：第7頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

幅頻響應(yīng)：(1)當(dāng)f<<fH時(shí)

(2)當(dāng)f>>fH時(shí)RC低通電路第8頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

相頻響應(yīng)：(1)當(dāng)f<<f時(shí),

H0，得一條

H=0的直線。(2)當(dāng)f>>fH時(shí),

H-90，得一條

H=-90的直線。(3)當(dāng)f=fH時(shí),

H-45。

0.01fH0.1fHfH10fH100fH20lgAvH

H3dB-20dB/十倍頻程-45o/十倍頻程f/Hzf/Hz-20-400-45o-90o0o相頻響應(yīng)幅頻響應(yīng)RC低通電路的頻率響應(yīng)第9頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

2.RC高通電路的頻率響應(yīng)在放大電路的低頻區(qū)內(nèi)，耦合電容和射極旁路電容對(duì)低頻響應(yīng)的影響，可用如圖所示的RC高通電路來模擬。可得低頻區(qū)電壓增益得幅值和相角分別為：用來模擬放大電路低頻響應(yīng)的RC高通電路第10頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

3.主要特征參數(shù):中頻增益A及相角、上限頻率fH、下限頻率fL、通頻帶BW和增益帶寬積GBW等。4.頻率響應(yīng)的分析方法：用混合型等效電路分析高頻響應(yīng)，用含有電容的低頻等效電路分析低頻響應(yīng)。分析時(shí)，先以拉氏變換為基礎(chǔ)，將電路中電容C用1/sC表示、電感L用Ls表示，導(dǎo)出電路的傳遞函數(shù)；然后用jω代替?zhèn)鬟f函數(shù)中的復(fù)

第11頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

變量s，獲得頻率特性表達(dá)式，求得頻率響應(yīng)的相關(guān)參數(shù)。也可以在等效電路中直接用電容C、電感L的阻抗1/jωC、jωL導(dǎo)出頻率特性表達(dá)式。在分析頻率響應(yīng)時(shí)，往往采用對(duì)數(shù)頻率響應(yīng)，即Bode圖，頻率采用對(duì)數(shù)分度，幅值(dB)和相角采用線性分度，并可采用折線近似的方法作圖分析。第12頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

5.多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)多級(jí)放大電路的對(duì)數(shù)幅頻特性等于各級(jí)對(duì)數(shù)幅頻特性之和，相頻特性等于各級(jí)相頻特性之和。繪制Bode圖時(shí)，只要把各級(jí)曲線在同一橫坐標(biāo)下的縱坐標(biāo)相加即可。多級(jí)放大器的頻率響應(yīng)相對(duì)于單級(jí)放大器，其總的規(guī)律是電壓增益提高了，而通頻帶變窄了。第13頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

例題：例:在一個(gè)交流放大電路中，測(cè)出某三極管三個(gè)管腳對(duì)地電位為：(1)端為1.5V(2)端為

4V(3)端為2.1V；解：則(1)端為e極；(2)端為c極；(3)端為

b極；該管子為NPN型。討論：工作在放大區(qū)的三極管應(yīng)有下列關(guān)系：

|VBE|≈0.7V(硅管)或0.2V(鍺管),|VCE|>|VBE|

對(duì)NPN管：VE<VB<VC

對(duì)PNP管：VE>VB>VC

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例:已知如圖所示,問：(1)該電路是哪一類型放大電路；(2)計(jì)算Q；(3)畫出電路的等效電路；(4)計(jì)算AV；第15頁,共34頁，2024年2月25日，星期天解:(1)是共發(fā)射極放大電路；

(2)

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(3)等效電路如圖所示：第17頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

例:NPN型三極管接成如圖所示兩種電路，試分析三極管T在這兩種電路中分別處于何種工作狀態(tài)。設(shè)T的VBE=0.7V。

(a)(b)第18頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

解：三極管的工作狀態(tài)，可以通過比較基極電流B和臨界飽和基極電流BS來判定。由圖(a)可知，

因?yàn)锽<BS,故三極管T處于放大狀態(tài)。第19頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

又由圖(b)可知Vi=0V時(shí)，三極管發(fā)射結(jié)無正向偏置，T處于截止?fàn)顟B(tài)；Vi=3V時(shí)，

由于B>BS，所以，三極管處于飽和狀態(tài)。第20頁,共34頁，2024年2月25日，星期天小結(jié)：判斷三極管的工作狀態(tài)，可有多種方法:(1)根據(jù)發(fā)射接和集電結(jié)的偏置電壓來判別。(2)根據(jù)靜態(tài)工作點(diǎn)

BQ和

CQ之來判別：

BQ0,管子工作在截止區(qū)；CQ=BQ，管子工作在放大區(qū)；BQ>CQ/,管子工作在飽和區(qū)。(3)根據(jù)UBEQ值來判別，UBEQ0.5V(對(duì)硅管)，管子工作在截止區(qū)；UBEQ0.7V>UCEQ,管子工作在飽和區(qū)。(4)根據(jù)UCEQ值來判別，UCEQ≈EC,管子工作在截止區(qū)；UCEQ≈0,管子工作在飽和區(qū)。第21頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

例:(北京航空航天大學(xué)1999年研究生入學(xué)試題)設(shè)如圖三極管T的

=100，rbb′=100,VBEQ=0.7V；C1,C2,C3對(duì)交流信號(hào)可視為短路，

RS=600。

(1)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)Q(VCEQ,CQ)；

(2)畫出交流通路及交流小信號(hào)低頻等效電路；

(3)求輸入電阻Ri；

(4)求輸出電阻Ro；

(5)求電壓增益Av=Vi/V0和Avs=V0/Vs；第22頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

解：(1)電容對(duì)于直流信號(hào)相當(dāng)于開路，因此根據(jù)該放大電路的直流通路可以列出方程：

VCC=

CR3+BQ(R1+R2)+VBE將

C=BQ代入，得：第23頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

CQ=BQ=3.1mAVCEQ≈VCC-

CQR3=10-3.12=3.8V(2)交流通路如圖(a)所示，交流小信號(hào)低頻等效電路如圖(b)所示：(a)(b)第24頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

(3)由微變等效電路可知，輸入電阻為：

第25頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

小結(jié)：

本題的目的在于熟悉放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的估算法，以及利用微變等效電路求放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。求放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)實(shí)際上就是求解放大器的直流通路。具體的方法有兩種：一是圖解法，條件是要知道管子的特性曲線；二是故第26頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

算法，條件是要知道管子的電流放大系數(shù)

。求放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻，實(shí)際上就是求解放大器的微變等效電路。該放大器的微變等效電路可以根據(jù)電和直流電源對(duì)交流相當(dāng)于短路以及用管子的微變等效電路代替管子的原則來畫出。第27頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

例:某共射電路如圖所示，已知三極管的

rbb′=100,rb′e=900,gm=0.04s,C

′=500pF.(1)試計(jì)算中頻電壓反大倍數(shù)Aus；

(2)試計(jì)算上、下限截止頻率fH,fL；

(3)畫出幅頻、相頻特性曲線；第28頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

解:(1)由微變等效電路圖可求得：

第29頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

(2)分別由輸入輸出回路求出由耦合電容C1、C2單獨(dú)作用時(shí)的下限頻率fL1、fL2

所以電路下限頻率應(yīng)取為fL=40Hz。電路上限截止頻率由三極管的結(jié)電容決定，高頻等效電路的輸入部分如圖所示。由此可得第30頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

(3)20lg|Aus|=31dB

相應(yīng)的幅頻、相頻特性曲線如圖所示。第31頁,共34頁，2024年2月25日，星期天fLfHfLfH102030-1350-900-1800-2250-270040600kffAus(dB)幅頻相頻第32頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

討論：本題中電容C1、C2對(duì)下限截止頻率fL都有影響，可采用近似計(jì)算法，即先分別考慮每個(gè)電容單獨(dú)作用時(shí)(將其它電容看成短路)