放大电路的三种基本组态(推荐文档)

一、复习引入复习基本共射极放大电路的结构及各元件的名称和作用。

二、新授（一）基本共射极放大电路分析（1）基本共射极放大电路的静态工作点无输入信号（u i=0）时电路的状态称为静态，只有直流电源U cc加在电路上，三极管各极电流和各极之间的电压都是直流量，分别用I B、I C、U BE、U CE表示，它们对应着三极管输入输出特性曲线上的一个固定点，习惯上称它们为静态工作点，简称Q点。

I B、I C、U BE、U CE通常表示为I BQ、I CQ、U BEQ 和U CEQ。

(a)共射放大电路 (b)直流通路图1 共射基本放大电路及其直流通路静态值既然是直流，故可用交流放大电路的直流通路来分析计算。

在如图1（b）所示共射基本电路的直流通路中，由+U cc —R b—b极—e极—地可得:一般U CC>U BEE，则I BQ=（U CC-U BEQ）/R b≈U CC/R b当U CC和R b选定后，偏流I B即为固定值，所以共射极基本电路又称为固定偏流电路。

如果三极管工作在放大区，且忽略I CEO，则I CQ≈βI BQ由+U cc—R c b极—c极—e极—地可得U CEQ=U CC=I CQ R C如果按上式算得值小于0.3V，说明三极管已处于或接近饱和状态，I CQ将不再与I BQ成β倍关系。

此时I CQ称为集电极饱和电流I CS，集电极与发射极间电压称为饱和电压U CES。

U CES值很小，硅管取0.3V。

可由下式求得I CS =(U CC-U CES)/R C一般情况下，U cc>U CESI CS≈U CC/R C（2）微变等效电路分析法共射基本放大电路的微变等效电路，如图2所示。

从图中可以看出，输入电阻R i为R b与r be的并联值，所图2 R i基本共射电路的微变等效电路R i=R b//r be≈r be当us被短路时，i b=0,i c=0，从输出端看进去，只有电阻Rc，所以输出电阻为R0=R C从图2中输入回路可以看出U i=i b r be令RL′=RC//RL，其输出电压为U O=-i c(R C//R L)=-i c R L′=-βi b R L′因此，电压放大倍数为A u=u o/u i=-iβR L/r be式中，负号表示U0志u r相位相反。

源电压放大倍数为A us= u o/u i= u i/u s·u o/u i=R i/R s/(R s+R i)A u由于R b>r be,可得A us=R b//r be/(R s+R b)//r be·A u≈-r be/(R s+r be)·βR L′/ r be=βR L′(R s+r be)例1 某电子设备中一级放大电路如图3（a）所示,已知I EQ=1.9mA, β=50, 信号源内阻R s=500Ω，试估算A u、A us、R i、R o。

解：首先画出该电路的交流通路如图3（a）所示，因为电阻R el未并接旁路电容，三极管发射极通过R el接地。

将三极管用简化微变等效模型替换，画出该电路的微变等效电路如图3（c）所示。

（1）求r be由于I C≈I EQ=1.9mA为已知.故r be≈300+β26mV/I C mA=300+50×2.6/2.9(Ω)≈998Ω（a）电路图（b）交流通路（c）微变等效电路（d）求的等效电路图3 例1的图（2）求输入电阻R i从图3（c）可以看出，输入电阻R i为R b1、R b2与、R el 支路的等效电阻R i′三者并联。

r be与R el中流过电流不同，流过r be的电流为i b，而流过R el的电流为i e，故r be与R el不能直接串联相加。

因为 u i=i b r be+i e R el=i b[r be+(1+β)R el]所以 R i′=u i/i b= r be+(1+β)R el故 R i= R b1// R b2// R i′=R b// R i′即 R i= R b// [r be+(1+β)R el]则由公式可算出本题的R i=6.69k（3）求输出电阻R o当u s被短路且R L→∞时，如图3（b）所示，由KVL可得i b r be+(1+β)i b R el+i b(R s//R b)=0i b=0即受控电流源开路，则i c=0R0=u o/i o=u o/i RcR0=R C则本题中的R0=3.9 k（4）求放大倍数A u令R L′=R C//R L，因为u o=-i c R L′=-βi b R L′，所以A u= u o/u i = -βR L′/ (r be+(1+β) R el )式中，负号表示uo与ui相伴相反。

代入数据得Au=-6.43 （5）求源电压放大倍数AusA us=u o/u s=(u o/u i)·（u i/u s）=A u·i i R i/i i(R s+R i)=R i/(R s+R i)A u 代入数据或得A us=-5.98（二）共集电极放大电路共集电极放大电路的组成如图4(a)所示。

图4(b)为其微变等效电路，由交流通路可见，基极是信号的输入端，集电极则是输入、输出回路的公共端，所以是共集电极放大电路，发射极是信号的输出端，又称射极输出器。

各元件的作用与共发射极放大电路基本相同，只是R e除具有稳定静态工作的作用外，还作为放大电路空载时的负载。

(a)电路图 (b)微变等效电路图4 共集电极放大电路1．静态分析由图4(a)可得方程V CC=I B R B+U BE+(1+β)I B R E则I B= (V CC - U BE )/R B+(1+β)R EI C=βI BU CE= V cc-I E R E≈V cc-I C R E2．动态分析（1）电压放大倍数A u由图图4(b)可知u i=i b r be+i e R L′=i b[r be+(1+β)R L′]u o=i e R L′=(1+β)i b R L′式中：R L′=R E//R L。

故A u==u o/u i=i b(1+β)R L′/ I b[r be+(1+β)R L′]= (1+β)R L′/[r be+(1+β)R L′]一般（1+β)R L′> r be，故A u≈1，即共集电极放大电路输出电压与输入电压大小近似相等，相位相同，没有电压放大作用。

（2）输入电阻R iR i=u i/i b=i b r eb+(1+β)i b R L′/ I b = r be+(1+β)R L′故R i= R B// R L′=R B//[r be+(1+β)R L′]说明,共集电极放大电路的输入电阻比较高,它一般比共射基本放大电路的输入电阻高几十倍到几百倍.（3)输出电阻R o将图4(b)中信号源U s短路,负载R L断开,计算R0的等效电路如图5所示。

图5 计算输出电阻的等效电路由图4可得I=I e+I b+βI b=I e+(1+β)I b=U o/(R E+(1+β))·U/(r be+R S′)式中：R s′=R S//R B。

故u o/i=R E//( r be+R S′/1+β)通常Re一般较小，所以R0≈(r be+R S′)/(1+β)=[r be+(R S//R b)]/ 1+β式中，信号源内阻和三极管输入电阻r be都很小，而管子的β值一般较大，所以共集电极放大电路的输出电阻比共射极放大电路的输出电阻小得多，一般在几十欧左右。

3．特点和应用共集电极放大电路的主要特点是：输入电阻高，传递信号源信号效率高。

输出电阻低，带负载能力强；电压放大倍数小于或近似等于1而接近于1；且输出电压与输入电压同相位，具有跟随特性。

虽然没有电压放大作用，但仍有电流放大作用，因而有功率放大作用。

这些特点使它在电子电路中获得了广泛的应用。

（1）作多级放大电路的输入级由于输入电阻高可使输入放大电路的信号电压基本上等于信号源电压。

因此常用在测量电压的电子仪器中作输入级。

（2）作多级放大电路的输出级由于输出电阻小提了放大电路的带负载能力，故常用于负载电阻较小和负载变动较大的放大电路的输出级。

（3）作多级放大电路的缓冲级将射极输出器接在两级放大电路之间，利用其输入电阻高、输出电阻小的特点。

可作阻抗变换用，在两级放大电路中间起缓冲作用。

（三）共基极放大电路共基极放大电路的主要作用是高频信号放大，频带宽，其电路组成如图6所示。

图6中R B1、R B2为发射结提供正向偏置，公共端三极管的基极通过一个电容器接地，不能直接接地，否则基极上得不到直流偏置电压。

输入端发射极可以通过一个电阻或一个绕组与电源的负极连接，输入信号加在发射极与基极之间（输入信号也可以通过电感耦合接入放大电路）。

集电极为输出端，输出信号从集电极和基极之间取出。

图6 共基极放大电路1.静态分析由图6不难看出，共基极放大电路的直流通路与共射极分压式偏置电路的直流通路一样，所以与共射极放大电路的静态工作点的计算相同。

2.动态分析共基极放大电路的微变等效电路如图6所示，由图6可知'e (R //)o L L u i b be beU Ic R R A U I r r β-===- 说明，共基极放大电路的输出电压与输入电压同相位，这是共射极放大电路的不同之处；它也具有电压放大作用，A u 的数值与固定偏置共射极放大电路相同。

由图6可得()/1(1+)i b beeb be e bU I r r r I I ββ-===+-- 它是共射极接法时三极管输入电阻的()1/1β+倍，这是因为在相同的U i 作用下，共基极法三极管的输入电流(1+)b I I β=,比共射接法三极管的输入电流大(1+)β倍，这里体现了折算的概念，即将r be 从基极回路折算到射极电路的输入电阻()/////1e be e be R r R r β=+⎡⎤⎣⎦可见，共射极放大电路的输入电阻很小，一般为几欧到几十欧。

图6 共基极放大电路的微变等效电路 由于在求输出电阻R O 时令0s u =。

则有b I =0 ，b I =0 β受控电流源作开路处理，故输出电阻R o ≈R C由式可知，共基极放大电路的电压倍数较大，输出和输入电压相位相同；输入电阻较小。

输出电阻较大。

由于共基极电路的输入电流为发射极电流。

输出电流为集电极电流，电流放大倍数为β/(1+)β，小于1且近似为1，因此共基极放大电路又叫电流跟随器。

共基极放大电路主要应用于高频电子电路中。

作业布置：1、射极输出器如图所示，已知三极管的β=100，U BEQ =0.7V,r be =1.5K Ω(1)试估算静态工作点；（2）分别求出当R L =∞和R L =3K Ω时放大电路的电压放大倍数 ou iU A U == ？ (3)估算该射极输出器的输入电阻R i 和输出电阻R 0; （4）如信号源内阻R s =1 K Ω ；R L =3k Ω，则此时?ous sU A U ==。