模电第04章三极管及放大电路基础(康华光)-2

ii1
RS
vS
ib1
rbe1
ic1
+
ie2 2ib2
ic2
+ vo （1-22）
+
+ vi - -
vo1=vi2
Rb11 Rb12 1ib1 -
rbe2 RC2 RL ib2
多级放大器总结
(1)总电压增益=各级放大倍数的乘积Av= Av1×Av2×…Avn (2)前一级的输出电压是后一级的输入电压vi2 = vo1
输出电阻大。
（1-15）
三. 三种组态的比较
（1-16）
三种组态的特点及用途 共射极放大电路： 电压和电流增益都大于1，输入电阻在三种组态中居 中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。适用于中低 频情况下，作多级放大电路的中间级。 共集电极放大电路： 只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作 用。在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小， 频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲级。 共基极放大电路： 只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作 用，输入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。高频 特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合， 模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。
v v i=ib +ib + iRe= (1+)ib + iRe (1 ) rbe Rs // RB R E v v 1 1 [ ]v rbe Rs // RB R E rbe Rs // RB R E (1 ) (1 ) v v rbe Rs // RB R o RE //( ) 1 1 i 1 ( )v rbe Rs // RB R E 1
I BQ
Rb2 VCC Rb1 Rb2
I CQ β
I CQ I EQ
VBQ VBEQ Re
VCEQ＝VCC－ICQ RC－IEQRE
（1-12）
3. 动态分析
(1)画小信号等效电路 (2)电压放大倍数 vi=-ib·be r vo =- ib· c //RL) (R
Rb1
+ v i -
ie
RE
vi vi vi Ri vi vi ii ib i RB RB rbe (1 ) R' L
＝RB //{rbe＋ (1＋)R'L} ——输入电阻大。
（1-6）
(4) 输出电阻 用加压求流法求输出电阻。 ic ii ib ib
+ RS vS + v i -
输 入 射极输 出器 第1 级 放大器 射极输 出器 第2 级 放大器
功放级 输 出
射极输 出器 第n 级 放大器
……
（1-9）
二、共基极放大电路
1.电路
Rb1 RC
2.静态分析 直流通路:
Rb1
IBQ
Rc
+VCC
+
Rb2 RS
Re
vo -
RL
vs
Rb2
ICQ + VCEQ +VBEQ– –
Re
VBQ
2、动态分析
RB C1 RS
+ vS + vi -
+VCC C2 + RE RL
RS
(1)小信号等效电路 ii ic ib
+ + v i
+
rbe
RB
+ vo vS -
ie
RE
ib RL + vo -
因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路 的公共端，所以是共集电极放大电路。 因从发射极输出，所以称射极输出器。
（1-18）
二. 共射-共基放大电路
1.电路
+VCC
2.静态分析 直流通路如图:
+VCC RC2 + IC2 VCE2 IB1 IE1 Re11 Rb21 IB2 + VCE1 Rb22 -
RC2
Rb11 + + T2 T1 Re11
Rb21 + + + Rb22 Rb12 + RL v o
Rb11
T
=1+1 2
≈1 2
iC
1 iB
iC=(1+2) 1iB
rbe=rbe1
（1-25）
4. PNP与NPN →PNP
(1+1)iB
iE
21iB
T2
iB
T1
iB 等效
iE
T
=1+1 2
≈1 2 rbe=rbe1
1iB
iC=(1+2) 1iB
iC
复合管总结：
Ron
Ri2
Rin
RL
（1-23）
三、复合管(达林顿管)
为了扩大三极管电流的驱动能力,提高电流放大系数, 可将两只三极管组合起来。NPN和PNP两种结构的三极 管可以如下组合： 1. NPN与NPN→NPN
1iB iB
T1
iC
2(1+1)iB
等效
T2
iB
iC
T
(1+1)iB
iE
iE
复合管的电流放大系数: =iC/iB =[1iB + 2(1+1)iB]/iB =1 + 2+1 2≈1 2 复合管be之间的输入电阻rbe: r r rbe=vBE/iB =[iB·be1+(1+1)iB·be2]/iB =rbe1+(1+1)rbe2
输出电阻Ro 很小，带负载能力强。 所谓带负载能力强,是指当负载变化时,输出电压、放 大倍数基本不变。 （1-8）
(5)射极输出器的使用 a. 将射极输出器放在电路的首级，可以提高整个放大 器的输入电阻,减轻信号源负担。 b. 将射极输出器放在电路的末级，可以降低整个放大 器的输出电阻，提高带负载能力。 c. 将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路 的匹配作用。这一级射极输出器称为缓冲级或中间 隔离级。
（1-4）
ii
+ RS vS + v iLeabharlann -ib rbeRB
ic
ib
RL + vo -
(2)电压增益
R'L＝RE //RL vo =(1+)ib· L R'
ie
RE
vi =ib·be+(1+)ib· L r R'
=ib· be+(1+) R'L] [r
vo (1 )ib R （1 ）R L L Au ＜1 v i ib [rbe (1 ) R ] rbe (1 ) R L L
(3)后一级的输入电阻是前一级的负载电阻RL1 =Ri2
(4)前一级的输出电阻是后一级的信号内阻RS2=Ro1
(5) 总输入电阻 Ri 即为第一级的输入电阻Ri1 。
(6) 总输出电阻Ro即为最后一级的输出电阻Ron 。
Av1
RS + vS Ro1 Ri1
+ vo1=vi2 -
Av2
Ro2
Avn ……
Av虽小于1，但近似等于1。 ——无电压放大作用。
有电流、功率放大作用。
（1-5）
(3) 输入电阻
ii
+
RS vS -
ib
ic
ib
RL + vo -
i RB
vi RB
iRB rbe
RB
vi ib rbe (1 )ib R' L
vi ib rbe (1 ) R' L
VC1＝VE2＝VB2 －VBE2 VCE1＝VC1－(VB1 －VBE1) VCE2＝VCC －IC2 RC2 －VE2
Rb12
IE1 Re11
（1-20）
3. 动态分析
+VCC
RC2 Rb11 + + T2 T1 Re11 + Rb22 Rb21 +
(1)小信号等效电路(下图) (2)输入电阻
（1-24）
2. PNP与PNP →PNP
1iB
iC
2(1+1)iB
T2
iB
T1
iB
iC
T
=1 + 2+1 2
等效
≈1 2
rbe=rbe1+(1+1)rbe2
(1+1)iB
iE
iE
3. NPN与PNP →NPN
(1+1)iB iB
T1
iE 21iB
T2
iB 等效
iE
RC
+
Rb2 RS Re
vo -
RL
vo β( Rc // RL ) Au＝ rbe vi
ii
RS + v i vS - +
微变 电路
vs
ib rbe
+ vo -
ic
ib Rc RL + vo -
ie ib iRe
Re
ic
rbe RC RL ib
ii
Rs + vs -
ie
+ vi Re -
（1-13）
(3)输入电阻
vi vi ie (1 β )ib (1 β )( ) (1 β ) rbe rbe
vi vi vi rbe Ri Re // vi vi ii iRe ie (1 β ) (1 β ) Re rbe
输入电阻小。 ii
RS + v i vS - +
第四章-2
§4.5 共集电极放大器和共基极放大器
§4.2 §4.3 §4.4电路中, 三极管的发射极是输入输出 的公共点, 称为共射接法, 相应地还有共基、共集接法。
一、共集电极放大电路(射极输出器)
1.电路 RB C1 + RE +VCC RB C2 + RL
+ vo -
2.静态分析 直流通路如下: +VCC ICQ IBQ VBEQ RE IEQ
vi Rb12
-
（1-19）
Rb12 VB1 VCC Rb11 Rb12
VB 2 Rb 22 VCC Rb 21 Rb 22
Rb11
+VCC RC2 + IC2 VCE2 IB1 Rb21 IB2 + VCE1 Rb22 -
VB1 VBE 1 IC2≈IE2＝IC1≈IE1 Re11 IC1 IC 2 I B1 I B2 1 2
三极管及放大电路基础
重点： 1.了解三极管的基本构造、工作原理和特性曲 线，理解主要参数的意义； 2.理解三极管的电流分配和电流放大作用； 3.会判断三极管的工作状态。 4.掌握各类三极管放大电路的分析方法:(1)静 态的工作点估算法; (2)动态的微变等效电路分 析法,即AV、Ri 和Ro的计算方法。
Ri＝Ri1＝Rb1//Rb2//rbe1 RL1＝Ri2＝vi2/(-ie2)
+
+
RL v
-
o
＝-ib2 rbe2 /[-(1+)ib2]
＝rbe2 /(1+)
vi Rb12 ii1
RS
vS
ib1
rbe1
ic1
+
ie2 2ib2
ic2
+ vo （1-21）
+
+ vi - -
vo1=vi2
Rb11 Rb12 1ib1 -
ic
ib
rbe
RB
ie
RE
ib RL + vo -
RS
rbe
RB
iRe
RE
+ RL v -
i
v ib rbe Rs // RB
v iRe RE
v v i=ib +ib + iRe= (1+)ib + iRe (1 ) rbe Rs // RB R E
（1-7）
（1-2）
RS
+ vS -
+
vi
VCEQ
-
IBQ RB＋VBEQ＋(1+)IBQ RE＝VCC IEQ
I BQ
VCC VBEQ RB (1 β ) RE
RB IBQ VBEQ RE IEQ
（1-3）
+VCC ICQ VCEQ
IEQ≈ICQ＝IB Q VCEQ＝VCC－IEQ RE
ie ib iRe
Re
ic
+ vo （1-14）
rbe RC RL ib
(4)输出电阻
求输出电阻的图： ie ib
RS Re
ii
RS + v i vS - +
ie ib iRe
Re
ic
+ vo -
rbe RC RL ib
ic
i
rbe RC
ib
+ v -
∵ (1+)ib· e//RS )+ib·be=0 (R r ∴ib=0 ic=0 Ro＝RC
（1-17）
§4.6 组合放大电路(多级放大电路)
在实际应用中, 为得到理想的增益、输入电阻、输 出电阻，常把前面三种单管放大电路组合起来使用。
一. 多级放大器的耦合方式(连接方式)
1.阻容耦合 优点： 各级放大器Q点独立。输出温度漂移比较小。 缺点： 不便于作成集成电路。低频特性差，只能放大 中高频信号。 2.直接耦合 优点：电路中无电容，便于集成化。 缺点：各级放大器Q点不独立, 相互影响。输出温度漂 移严重。
rbe2 RC2 RL ib2
(3)电压放大倍数 rbe2 β1 vo1 β1ib1 Ri2 (1 β2 ) Av1 vi rbe1 ib1 rbe1
(4)输出电阻 RoRo2Rc2 Ro1
vo β2 ib 2 ( Rc2 // RL ) β2 ( Rc2 // RL ) Av 2 rbe2 ib 2 rbe2 vo1 β1rbe2 β2 ( Rc2 // RL ) vo vo1 vo Av1 Av 2 Av (1 β2 )rbe1 rbe2 vo1 vi vi
(1)复合管的类型由两只晶体管中的第一只管子决定。 (2)同类型晶体管组成的复合管: =1+ 2+1 2 ≈1 2 , rbe=rbe1+(1+1)rbe2 (3)不同类型晶体管组成的复合管: =1+1 2≈1 2 , rbe=rbe1