微变等效电路共集放大电路课件

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1、微变等效电路&共集放大电路1 1、晶体管共射晶体管共射h h参数等效模型参数等效模型 放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。+-uo+u+-i放大电路u-R+SSRL信号源负载iiio晶体晶体三极管动态分析三极管动态分析微变等效微变等效电路分析法电路分析法微变等效电路&共集放大电路思路：将非线性的思路：将非线性的BJT等效成一个线性电路等效成一个线性电路+i-ube+-ubTce+ci+bucei+-+ibecu-双端口网络 从晶体管的输入、输出特性曲线

2、可以看出，晶体管各极从晶体管的输入、输出特性曲线可以看出，晶体管各极电压、电流关系呈非线性关系，所以电压、电流关系呈非线性关系，所以晶体管为非线性元件晶体管为非线性元件。给。给分析晶体管的工作情况造成了一定难度，增加了一定的复杂性。分析晶体管的工作情况造成了一定难度，增加了一定的复杂性。但但在一定条件下（在一定条件下（ui i为低频小信号时），可以将晶体管等效成为低频小信号时），可以将晶体管等效成线性元件线性元件，建立线性模型。这样使问题简单化。，建立线性模型。这样使问题简单化。微变等效电路&共集放大电路二、晶体管共射二、晶体管共射h参数等效模型参数等效模型 在共射放大电路中在共射放大电路中,

3、低频小信号作用时低频小信号作用时,可以将晶体管看成一可以将晶体管看成一个线性双口网络个线性双口网络,利用网络的利用网络的h参数来表示输入、输出的电压与电参数来表示输入、输出的电压与电流的相互关系，便可得出等效电路，称为共射流的相互关系，便可得出等效电路，称为共射h参数等效模型参数等效模型。这个模型是在小信号作用下的等效电路，所以只能用于放这个模型是在小信号作用下的等效电路，所以只能用于放大电路动态小信号参数的分析。也称微变等效电路法。大电路动态小信号参数的分析。也称微变等效电路法。微变等效电路&共集放大电路1.输入回路输入回路:当输入信号很小时，输入特性曲线在小范围内当输入信号很小时，输入特性

4、曲线在小范围内近似直线。近似直线。iBuBE uBE iBbbeBBEbeiuiur 对输入的小交流信号而言，三对输入的小交流信号而言，三极管极管be间相当于电阻间相当于电阻rbe。rbe是动是动态电阻，与态电阻，与Q的位置有关，是的位置有关，是Q切线切线斜率的倒数。斜率的倒数。微变等效电路&共集放大电路)mA()mV(26)mA()mV(26)1(CbbEbbbeIrIrrrbb的量级一般为的量级一般为100300欧，可取欧，可取200或或300欧。欧。IE 为为Q的发射极电流。的发射极电流。对于小功率三极管：对于小功率三极管：微变等效电路&共集放大电路2.输出回路输出回路iCuCEbCii

5、近似平行近似平行 iC输出端相当于一个受输出端相当于一个受ib 控制的电流源。控制的电流源。微变等效电路&共集放大电路CQTbbEQTbbbe)1(IUrIUrr 3、晶体管的微变等效模型、晶体管的微变等效模型：Tb-e间用一等效电阻间用一等效电阻rbe来表示来表示(rbe为动态电阻为动态电阻)；Tc-e间用一受控恒流源来表示间用一受控恒流源来表示 bCii微变等效电路&共集放大电路ubeibuceicrbe ibibbcecbe 微变等效电路模型仅对变化量而言的；微变等效电路模型仅对变化量而言的；2.h参数与参数与Q有关。有关。icubeuce微变等效电路&共集放大电路三、放大电路的微变等效

6、电路三、放大电路的微变等效电路画出放大电路的交流通道画出放大电路的交流通道Uirbe IbIbIiIcUoRbRCRL交流通路交流通路RbRCRLuiuo常用有效值表示将交流通道中的三极管将交流通道中的三极管用微变等效电路代替用微变等效电路代替:微变等效电路&共集放大电路四、共射放大电路动态参数的分析四、共射放大电路动态参数的分析 在放大电路的交流通路中，用晶体管的在放大电路的交流通路中，用晶体管的h参数等效模型取代电路中的晶体管便可得到参数等效模型取代电路中的晶体管便可得到放大电路的放大电路的交流等效电路交流等效电路。微变等效电路&共集放大电路1.电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算体现电路

7、的放大能力。体现电路的放大能力。)(bbebiRrIULbORIUbbeLuRrRALCL/RRR 注意：注意：负号表示输入和输出电压相位相反。负号表示输入和输出电压相位相反。Uirbe IbIbIiIcUoRbRCRLbebrRRRUUALciou/bebrRRAcu微变等效电路&共集放大电路2.输入电阻的计算输入电阻的计算输入电阻指的是向放大电路输入端看进去的等效输入电阻指的是向放大电路输入端看进去的等效电阻。电阻。输入电阻的定义：输入电阻的定义：iiiIURUirbe IbIbIiIcUoRbRCRL微变等效电路&共集放大电路ibbeiIRrI)(bbeRr 电路的输入电阻越大，从信号源

8、取得的电流电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，对信号源的影响程度也越小。越小，对信号源的影响程度也越小。Uirbe IbIbIiIcUoRbRCRLiiiIUR 微变等效电路&共集放大电路3.输出电阻的计算输出电阻的计算 对于负载而言，放大电路相当于信号源，从对于负载而言，放大电路相当于信号源，从放大电路输出端看进去的等效电阻即输出电阻。放大电路输出端看进去的等效电阻即输出电阻。输出电阻体现了放大电路带负载能力。输出电阻体现了放大电路带负载能力。微变等效电路&共集放大电路1）输出电阻输出电阻RO计算：计算：CORR注意：注意：输出电阻与负载无关。输出电阻与负载无关。从放大电路的输出端看

9、进去的电阻。从放大电路的输出端看进去的电阻。微变等效电路&共集放大电路COOORIUR所以：所以：2）用加压求流法求输出电阻：）用加压求流法求输出电阻：OUrbeRbRCiIbICIbI00OI 利用加压求流法求电路的输出电阻，令信号源利用加压求流法求电路的输出电阻，令信号源电压电压US=0,但保留其内阻但保留其内阻RS。然后在输出端加一正弦。然后在输出端加一正弦测试信号测试信号UO，于是产生一动态电流，于是产生一动态电流IO，则有，则有微变等效电路&共集放大电路共射放大电路动态参数的分析共射放大电路动态参数的分析bbeLuRrRALCL/RRR bbeiRrRCORR微变等效电路&共集放大电

10、路 说明：虽然利用说明：虽然利用h参数等效模型分析的是参数等效模型分析的是动态参数，但是由于动态参数，但是由于rbe与与Q点紧密相关，而且点紧密相关，而且只有在只有在Q点合适时动态分析才有意义，所以对点合适时动态分析才有意义，所以对放大电路进行分析时，总是遵循放大电路进行分析时，总是遵循“先静态，后先静态，后动态动态”的原则，也只有的原则，也只有Q点合适才可进行动态点合适才可进行动态分析。分析。微变等效电路&共集放大电路例例:电路如图所示电路如图所示已知已知VCC=12V，Rb=510k，RC=3k；晶体管的晶体管的rbb=150,=80，导通时的导通时的UBEQ=0.7V；RL=3 k。（1

11、）求电路的）求电路的Q、Au、Ri和和RO;?SOusUUA（2）若所加信号源内阻为）若所加信号源内阻为Rs,求出：求出：例例微变等效电路&共集放大电路解解:(1)首先求出首先求出Q点和点和rbe，再求出再求出Au、Ri和和RO。ARUVI2.22bBEQCCBQmAII77.1BQCQVRIVU69.6CCQCCCEQUCEQ大于大于UBEQ，说明，说明Q点在晶体管的放大区。点在晶体管的放大区。微变等效电路&共集放大电路kIUrrCQTbbbe33.1画出交流等效电路如下：画出交流等效电路如下：微变等效电路&共集放大电路（2）uiSiiOSiSOusARRRUUUUUUA36)90(33.1

12、233.1usA微变等效电路&共集放大电路23 等效电路法分析共射放大电路等效电路法分析共射放大电路根据直流通路估算直流工作点根据直流通路估算直流工作点确定放大器交流通路、交流等效电路确定放大器交流通路、交流等效电路计算放大器的各项交流指标计算放大器的各项交流指标微变等效电路&共集放大电路24晶体管放大电路的三种接法晶体管放大电路的三种接法 1 静态工作点稳定的共射级放大电路 偏流：偏流：当电源电压和集电极电阻确定后，放大电路的Q点由基极电流IB来确定，这个电流叫偏流。偏置电路：偏置电路：获得偏流的电路 特点：特点：电路结构简单，调试方便电路结构简单，调试方便 偏置下的工作点在环境温度变化或更

13、换管子时，偏置下的工作点在环境温度变化或更换管子时，应力求保持稳定，应始终保持在放大区。应力求保持稳定，应始终保持在放大区。对信号的传输损耗应尽可能小。对信号的传输损耗应尽可能小。微变等效电路&共集放大电路25共集放大电路（射极输出器）共集放大电路（射极输出器）UoUiUsRsRB2C1RERLUCCRB1C2(a)电路电路微变等效电路&共集放大电路26 共集电极放大器及交流等效电路共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIieRL微变等效电路&共集放大电路27一、电压放大倍数一、电压放大倍数AuLEL

14、LbeLiouLbbebobebiLbLEeoRRRRrRUUARIrIUrIURIRRIU)1()1()1()1()(因而因而 式中：式中：Au1，而且，而且Uo与与Ui同相。同相。射极跟随器射极跟随器微变等效电路&共集放大电路28iBBiRRRR21LbeiRrR)1(KRKrLbe1,100,1若KRi102则：Ri显著增大，所以共集电极电路的具有高输入电显著增大，所以共集电极电路的具有高输入电阻的特性阻的特性UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIieRi与与RL有关有关二、输入电阻二、输入电阻Ri微变等效电路&共集放大电路29UorbeRsRB2R

15、B1IbRoRERoIoIeIoIb 求共集放大器求共集放大器Ro的等效电路的等效电路UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIie三、输出电阻三、输出电阻Ro独立源置0，端口设电压U0，电流I0微变等效电路&共集放大电路30UorbeRsRB2RB1IbRoRERoIoIeIoIb0sooUEooURRRI 11beBsbbeBsbeoooorRRIrRRIIUIUR01sobesoUEoEoUrRRRRRI 21BBssRRRR 式中：式中：Ro与与Rs有关有关微变等效电路&共集放大电路31KRKrSbe1,100,2若7.29oR则：UorbeRsRB2

16、RB1IbRoRERoIoIeIoIb1besrR是基极支路的电阻折合到射极的等效电是基极支路的电阻折合到射极的等效电阻阻 输出电阻小。输出电阻小。微变等效电路&共集放大电路32共集电路的特点：共集电路的特点：电压放大倍数小于电压放大倍数小于1而近于而近于1；输出电压与输入电压同相；输出电压与输入电压同相；输入电阻高；输入电阻高；输出电阻低。输出电阻低。微变等效电路&共集放大电路33共基放大电路共基放大电路C1UiREC2RCRB1RB2CBUoRLUCC(a)共基极放大电路共基极放大电路微变等效电路&共集放大电路34 共基极放大器及其交流等效电路共基极放大器及其交流等效电路(b)交流等效电路

17、交流等效电路IiUiRERiIerbeRiIbRCRoRLIoUoIbecb微变等效电路&共集放大电路35IiUiRERiIerbeRiIbRCRoRLIoUoIbecb一、一、1.电压放大倍数电压放大倍数AuLCLbeLiouLCbobebiRRRrRUUARRIUrIU)(,式中：式中：Au与共射电路大小与共射电路大小相等，但同相。相等，但同相。微变等效电路&共集放大电路36二、二、输入电阻输入电阻Ri三、输出电阻三、输出电阻Ro(1)11ib bebeiebbeiEiEUI rrRIIrRRRR CoRR IiUiRERiIerbeRiIbRCRoRLIoUoIbecb微变等效电路&共集放大电路37 三种基本放大器性能比较三种基本放大器性能比较