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1、.,Rb = Rb1 / (Rb2+Rs) = 60 / (40+0.1) 24 (k),IEQ = (1+) IBQ 1.71(mA),例5-2,.,画出图 (a)电路的微变等效电路如图所示。,例5-2,.,列出下列各式 :,UO = (1+)IB ( Re / RL ),Ri= rbe+(1+)( Re /RL) = 1.8+1011.5 = 153.3k,UI = IB rbe+ ( 1+)( Re / RL ),例5-2,.,Ri = Rb2+ ( Rb1 / Ri) = 40 + (60/153.3) = 83.12(k),根据Ro的定义画出计算Ro的等效电路。,例5-2,.,例5-
2、2,.,当RL开路时,Ri = rbe + (1+)Re= 3.14+1013 = 306.14 (k),例5-2,.,Ri = Rb2 + Rb1 / Rbe+ (1+)Re = 90.2(k),这个例题说明：共集电极放大电路带负载能力强，常作为多级放大电路的输出级。,例5-2,.,2.共基极放大电路,图 (a)是一个共基极放大电路。,., 静态工作点的分析计算,如图所示为共基极放大电路的直流通路。,.,UE = 0UBE,由上述各式可以确定电路的静态工作点。, 静态工作点的分析计算,., 性能指标的分析计算,画出共基极放大电路的微变等效电路。根据电路来计算性能指标。,., 电压放大倍数,由
3、微变等效电路可得,UO =IB ( Rc / RL ),UI =IERe+IBrbe,式中RL =Rc / RL。,., 输入电阻和输出电阻,输出电阻的计算用直接观察的方法可得,Ro = Rc,., 电流放大倍数,.,共基极放大电路具有如下特点：,电压放大倍数较大，输出信号电压UO与输入信号电压UI同相。 电流放大倍数小于1。 输入电阻较低，输出电阻与共发射极放大电路一样为Rc。,.,例2-3,在图(a)中，若晶体管的=50，rbe=1.6k，Re=1k，Rc=10k，RL=10k。求电路的Au，Ri，Ro的值。,.,解：,利用前面的分析可以求出,Ro = Rc = 10(k),例2-3,.,
4、共射 共集 共基,Au 1 Ri很大、Ro 很小,Au 大，Uo 与Ui同相 Ai 1 Ri很小、Ro 适中，频率特性好, 三种基本放大电路的比较,.,5.5 阻容耦合放大电路,直接耦合放大电路:直接耦合放大电路常见于集成放大器的内部电路，以及放大缓慢变化信号的直流放大器。 阻容耦合放大电路:阻容耦合放大电路常见于分立元件构成的放大交流信号的交流放大器中。,.,1.阻容耦合基本共射极放大电路,电容C1和C2把放大电路与信号源及负载连接起来。C1和C2叫做耦合电容，亦称隔直电容。 隔离直流 传送交流。,., 静态工作点的计算,直流通路如图 (b)所示。据直流通路可以写出,ICQ =IBQ,UCE
5、Q = VCCICQRc,.,性能指标的计算,由于电容C1和C2的容量大，在信号频率足够大的情况下，可以认为对交流信号来说容抗非常小，同与之串联的电阻（Ri、RL）相比可以忽略不计，近似看作短路。再令直流电源VCC短路，就能够画出交流通路。 将晶体管用简化h参数等效电路来代换，就得到如图(c)所示的微变等效电路。根据该电路来计算放大电路的性能指标。,.,性能指标的计算,微变等效电路,., 电压放大倍数,据微变等效电路可得,.,式中的负号表示输出信号电压 与输入信号电压 反相。,式中RL= Rc / RL， 。, 电压放大倍数,., 输入电阻和输出电阻,输入电阻Ri,.,Ri = Rb / rb
6、e,一般情况下都能满足Rb rbe，则 Ri rbe,输出电阻Ro,令交流信号源 ，负载电阻开路(RL = )，则可以从微变等效电路的输出回路直接观察得到,Ro = Rc, 输入电阻和输出电阻,., 电流放大倍数,.,Ri = Rb / rbe, 电流放大倍数,.,考虑信号源内阻时的电压放大倍数,在Rbrbe的条件下，有,., 最大输出电压幅值,应用图解法分析电路的最大输出电压幅值。由直流通路的输出回路可以列出电压方程：,VCC = UCEQ + ICQRc,由此方程在晶体管T的输出特性曲线上画出直流负载线，它的斜率是-1/Rc。,.,RL = Rc / RL,由微变等效电路列出方程：,据此方
7、程画出交流负载线，其斜率-1/RL。, 最大输出电压幅值,.,Ucemax=minUR，UF,而输出信号电压 。故,Uomax = minUCEQUCES，ICQRL, 最大输出电压幅值,.,例5-4 图(a)是共射极放大电路。T为PNP锗管，=60，UBE =0.2V，UCES=0.5V。其他参数如图示。求： ，Ri，Ro及在不失真的情况下，信号源 的最大幅值 是多少？,例5-4,.,画出直流通路如图 (b)所示。由于是PNP管，所以电流方向设为与实际方向一致，而电压参考方向与NPN管一样。由直流通路可列出,VCC = IBQRb + UBEQ,UBEQ = 0.2 (V),例5-4,.,I
8、CQ=IBQ = 600.03= 1.8(mA),UCEQ = VCC(ICQRc) = 12+1.83 = 6.6(V),IEQ = ICQ + IBQ = 1.83(mA),画出放大电路的微变等效电路，如图 (c)所示。,例5-4,.,Ri = Rb / rbe = 400 / 1.17 1.17(k),Ro = Rc = 3 (k),例5-4,.,对信号源电压 的放大倍数为,所以,Uomax = min|UCEQ|UCES|，ICQRL = min6.60.5，1.81.5= 2.7V,因为PNP型晶体管电路的电压参考方向使得电压值为负值，故公式中代入绝对值。则,电路是固定偏流共射极放大
9、电路，,在不发生失真的条件下，信号源的幅值不应超过65mV。,例5-4,.,2. 稳定工作点的放大电路,放大器要求Q点稳定 放大器正常工作时，需要有一个合适的静 态工作点，如在运行时，工作点不稳定， 则放大器的性能就不会稳定。,放大器静态工作点不稳定的原因,环境温度的变化(主要原因) 晶体管的更换 电路元件的老化 电源的波动,.,变化对Q点的影响,当温度升高时值增大，在输出特性上表现为特性曲线的间隔增宽。,在温度升高后，ICQ增大，UCEQ减小。静态工作点向饱和区移动。, 温度对静态工作点的影响,.,温度升高，ICQ增大，UCEQ减小，工作点向饱和区移动。, ICBO的变化对Q点的影响,.,在
10、外电路参数不变时，输入回路所确定的直流负载线也不变。 那么Q点移到Q3点，IBQ将增加到IBQ的，显然也要使ICQ增加。 反之，温度降低将使ICQ减小。, UBE变化对Q点的影响,结论：,综上所述，温度升高之后晶体管参数、ICBO、UBE的变化都使ICQ增大，静态工作点向饱和区移动。 如果温度降低，则将使ICQ减小，静态工作点向截止区移动。,.,采取措施,为了稳定静态工作点，通常可以采取以下三种措施。,还有一种是在偏置电路中采取温度补偿措施。,一种是将放大器置于恒温装置中但造价太高。,另一种是在直流偏置电路中引入负反馈来稳定静态工作点。,., 分压式电流负反馈偏置电路,Rb=Rb1/Rb2,.
11、, 工作原理,分压式电流负反馈偏置电路在设计时，适当选择电阻Rb1和Rb2的阻值，使之满足下面两个条件。,(Rb1和Rb2近似串联),UBQ UBEQ,式中 为流过基极分压电阻Rb1与Rb2的电流。,.,UBEQ=UBQ-UEQ, 工作原理,.,Re把与ICQ成正比的电压IEQRe引回到输入回路，来调节基-射极电压UBEQ，从而稳定ICQ。这种作用称为电流负反馈。 因此，这种偏置电路称为分压式电流负反馈偏置电路。, 工作原理,.,根据图 (a)的直流偏置电路可得：,在电路同时满足式 ，UBQ UBEQ的条件下,那么,UBQ近似恒定，那么晶体管的静态工作电流IEQ近似恒定。,由式 可知，, 工作
12、原理,.,当电路参数满足以上两个条件时，静态电流IEQ将主要由外电路的参数VCC、Rb1、Rb2、Re来确定，而与晶体管参数、ICBO、UBE几乎无关。因而大大提高了静态工作点的稳定性。 习惯上把上面两式叫做工作点稳定条件。,UBQ UBEQ, 工作原理,.,为了兼顾放大电路几方面的性能，通常采用下列经验数据来选择电路参数。, 工作原理,.,射极偏置电路的分析计算,在图(a)的射极偏置电路中，如果电路参数满足稳定条件时可以近似估算。因而可以列出,UCEQ = VCCICQRcIEQRe = VCCICQ(Rc+Re),., 稳定工作点的共射极放大电路,., 电压放大倍数,从图 (a)所示的微变
13、等效电路可得,RL=Rc / RL,.,电路的电压放大倍数比固定偏流偏置电路接成的共射极放大电路的电压放大倍数小得多。 这是由于输入信号中有相当一部分降落到Re上。仅有一部分加在基-射极转换成和输出。射极电阻Re越大，稳定工作点的作用就强，放大倍数的下降也就越多。 为了解决放大倍数下降的问题，通常在Re的两端并联上一个大容量电容（约为几十到几百微法）。 电容Ce对交流信号呈现很小的容抗，对交流电流近似起短路作用，所以电容Ce称为射极旁路电容。, 电压放大倍数,., 电压放大倍数,., 电压放大倍数,., 输入电阻和输出电阻,对于有旁路电容Ce的情况，从微变等效电路可得,在Rb1 /Rb2 rb
14、e时,Ri = Rb1 / Rb2 / rbe,Ri rbe,用直接观察的方法可知输出电阻,Ro = Rc,.,对于无旁路电容Ce的情况，从微变等效电路可得：,Ri = Rb1 / Rb2 / rbe + (1+)Re, 输入电阻和输出电阻,.,在计算输出电阻Ro时，如果不考虑晶体管的rce（即认为rce），那么Ro = Rc。 如果要考虑rce那么按照求输出电阻的方法，将信号源短接，负载RL开路，输出端外接信号源，得到等效电路如图所示。, 输入电阻和输出电阻,.,从电路中可得：,输入电阻和输出电阻,., 输入电阻和输出电阻,.,在实际情况下，rceRe,在发射极串入电阻Re后，Ro要比晶体管
15、本身的输出电阻rce大得多。通常有RoRc，故放大电路的输出电阻,Ro =Ro / RcRc, 输入电阻和输出电阻,., 最大输出电压幅值Uomax,用图解法来分析最大输出电压幅值。对于有旁路电容Ce的情况，在晶体管的输出特性所在坐标系中画出直流负载线和交流负载线，如图所示。 直流负载线根据直流通路得出的方程 UCE =VCCIC(Rc+Re)作出，其斜率为 1/(Rc+Re)。,交流负载线根据从微变等效电路得到的方程作出,(RL=Rc/RL) ，其斜率为1/RL。,.,Ucemax = minUCEQUCES，ICQRL),VCC,1/(Rc+Re), 最大输出电压幅值Uomax,.,例5-
16、6,电路如图 (a)所示。晶体管T的UBE=0.7V，=50。求：静态工作点；电压放大倍数 ；最大输出电压幅值；不接电容Ce时的 。若选用=100的晶体管，重新估算、两项。,.,解： ,ICQ =IBQ=500.0323=1.62(mA),UCEQVCCICQ ( Rc + Re) = 121.624 = 5.5(V),例5-6,.,例5-6,., UR =UCEQUCES = 5.51 = 4.5(V) UF = ICQRL = 1.62( 2 / 4 ) = 2.16(V) 故 Uomax = minUR，UF= 2.16 (V) 当不接Ce时,可见，在不接旁路电容Ce时 很小。,例5-6,.,若换一个=100的晶体管，则,ICQ =IBQ =1010.0163 = 1.63(mA),UCEQVCCICQ ( Rc + Re) = 121.634 = 5.46(V),例5-6,.,可见
