三极管共集和共基放大电路

+
vo
=50
rberbb'(1)26mV
IE
=100+5126/2=0.763K
0.5K Re
2021/3/2
16
交流通路：
T
+
Rc
Vi
Rb
Re
_
微变等效电路：
++
Vo Vi
__
Ib
+
rb e
Ib
Rb
Rc
Vo
Re
_
V iIbrb e(1 )IbR e R i R b /r / b e ( 1 )R e
fe
ib
或
v be ic
i r be b ib
7
ib + hie vbe
hfeib
_
hrevce
ic
1+ hoe vce
_
v be ic
rbe
ib
ib
vbehieibhrevce ic hfeibhoevce
2021/3/2
Ib
b
+
Vbe rbe
_
e
Ic
c
Ib +
Vce
_
8e
i
VB+
VB
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
112K2K
R b2
00.1.K4K
R e1
12 154.5V 2812
10.4K.6K
R e2
IE
VB VBE
R R 2021/3/2
E1
E2
4.50.7 1.9mA 0.4K1.6K
+
V CC
15V
C b2
+
vo
VE
Ce
32
ICIE1.9mA
IB
图解法的适用范围：信号频率低、幅度大的情况。 电路中输入信号很小时: 把放大电路当作线性电路处理
——微变等效电路
2021/3/2
3
1. 模型
共射接法等效的 双端口网络： 输入：Vbe，Ib 输出：Vce，Ic
输入特性表达式： vBE= f1 ( iB ,vCE )
输出特性表达式： iC= f2 ( iB ,vCE )
大家好
2021/3/2
1
4.4 小信号模型分析法
4.4.1 BJT的小信号建模 （意义、思路）
• H参数的引出 • H参数小信号模型 • 模型的简化 • H参数的确定
4.4.2 共射极放大电路的分析
• 利用直流通路求Q点 • 画小信号等效电路 • 求放大电路动态指标
2021/3/2
2
4.4.1 BJT的小信号建模
26
<C>增益
输出回路：V oIb(R c//R L)
输入回路： V i I b r b e I e R e I b r b e I b ( 1 )R e
电压增益：
AV
Vo Vi
Ib[rbe
Ib(Rc // RL)
(1 )Re]
(Rc // RL)
2021/3/2
rbe (1 )Re
IC
IE
VB
VBE Re
V C E V C C IC (R eR e)
IB
IC
从IE开始求起30
动态：
I b
Vvii
Rb
I c I b Rc
RL VO
固定偏流共射极放大电路
电压增益： 输入电阻： 输出电阻：
AV
Ri
(Rc //RL)
Vi Ii
rbe
Rb //rbe
Ro = Rc
2021/3/2
2021/3/2
12
2. 在交流通路和小信号等效电路中分析交流参数
ic +
vce -
交流通路
I bb
VVvii
Rb
共射极放大电路
I c
I bb Rc
RL VVOO
2021/3/2
H参数小信号等效电路
13
3. 求电压增益 Ib
Vvii
Rb
Ic I b Rc RL V O
根据
Vi Ib rbe
Ic Ib
2021/3/2
24
2. 放大电路指标分析 ①静态工作点
VB
Rb2 Rb1Rb2
VCC
IC
IE
VB
VBE Re
VCEVCCICRc IERe VCCIC(Rc Re)
IB
IC
2021/3/2
25
②电压增益
<A>画小信号等效电路
<B>确定模型参数
2021/3/2
rberb
(1) 26(mV )
IEQ(mA )
RL VVOO
Ri
Ro
Ri
Vi Ii
Rb // rbe
5. 求输出电阻
令 Vi 0
Ib 0
Ib 0
所以
Ro = Rc
2021/3/2
15
例1：电路及参数如图，rb=100 求Av，Ri，Ro
330K Rb
C b1
+
vi
V CC
解：
4K
15V
RC
C b2
静态工作点 （40uA，2mA，6V)
IC
Leabharlann Baidu
1.9mA38A
50
268K8K
R b1
V C E V 1C 5 1C I .9C R (C 3 I 0E .( 4R E 1 1 .6R )vE 2 i ) CVb1B+
5.5V
112K2K
rbe r1b00 (151)2266ImE V
R b2
1.9
798
2021/3/2
V CC
34KK
VO Ic ( Rc // RL )
则电压增益为
AV
VO Vi
Ic
( Rc // RL ) I b rbe
2021/3/2
I b ( Rc // RL ) ( Rc // RL )
I b rbe
rbe
（可作为公式）
14
4. 求输入电阻
I i
I bb
VV i
Rb
I c I bb Rc
Vbeh11Ibh12Vce Ic Ibh21Ibh22Vce
Ic h21Ibh22Vce Ic
+ h11
Vbe
h21Ib
+
1
h22
Vce
_
2021/3/2
h12Vce
_ 5
2. 参数的物理意义
hie
vBE iB
VCE
v be
ib
vce 0
vbehieibhrevce ic hfeibhoevce
+ C evo
解：静态工作点 （ 40uA,2mA,6V） rbe=0.763K
RL
18
交流分析：
c
+
b
AvVo (RC//RL)
Vi
rbe
Rs
+
Vi
Rb e
Rc
Vo
RL
131
Vs
_
_
RiRb//rbe
rbe0.76K3
+ rbe
Rs
A vs V o V i V o Vs Vs Vi
Vi RRb i
输出端交流短路时的输入电阻
hre vBE vCE
v
IB
be
v ce
ib 0
输入端交流开路时的电压传输比
hfe iC iB
VCE
i c
ib
vce 0
输出端交流短路时的正向电流传 输比
i i C
h oe
2021/3/2
IB
v v CE
c
ib 0 ce
输入端交流开路时的输出电导 6
各参数的量级：
VoIbRc
=330K//26.263K
AvV Voi rbe(1Rc )Re 2021/3/2 = -7.62
=24.3K
RoRc4K 17
例2 Rs=100，RL=4K ，求Avs=Vo/Vs
330K Rb
C b1
+
Rs
vi
vs
2021/3/2
VCC
4K
15V
RC
C b2
+
0.5K Re
=50
3. 估算rbe
很小
b
rbb’
e
re’
re
rb’c rc
c
b’
•体电阻re’<<结电阻rb’e •发射极电阻re约为rb’e •发射结的伏安特性为
IEIS(eVB'EVT 1)
2021/3/2
1 re
dI E dV B ' E
1 VT
I eVB'E S
VT
1 VT
IE
re VT 26(mV) IE IEQ(mA)9
15V
Rc
C b2
+
vo
VE 00.1.K4K
R e1
10.4K.6K
R e2
+
Ce
33
(2) 画交流通路及微变等效电路，
求Av，Ri，Ro
V CC
V D 交i1 流r 通b路Ie b 2 ：(13 )IbR e41+ D
Titl e
3K
V IR IR + o c C
C
28K
Size12K RevisionNumber
AVrbe((R1c//R)LR)e
R i R b /1 R b //2 r b / e ( 1 ) R e
Ro Rc
31
例：电路及参数如图，=50，
rb=100， (1)计算静态工作点
268K8K 34KK
R b1
Rc
(2)求Av，Ri，Ro
C b1
v
解：(1） 画直流通路求静态工作点
27
③输入电阻
Ri
VT I T
由电路列出方程
ITIRb Ib V TIRb(R b1 //R b)2
V T I b r b e I e R e I b r b e I b ( 1 ) R e
则输入电阻 R iV IT TR b/1/R b/2/rb [e (1)R e]
放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻
分析步骤：
画直流通路，计算静态工作点Q 计算 rbe 画交流通路
画微变等效电路
计算电压放大倍数Av 计算输入电阻Ri 计算输出电阻Ro
2021/3/2
11
1. 利用直流通路求Q点
IIC B βVCCIRB bVBE
V CE V CC ICR c
共射极放大电路
一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V， 已知。
当 R 202o 1/3 /2 R c 时 R o R ， c （ R o 一 r c eR c ） 般 2 9
3. 固定偏流电路与射极偏置电路的比较
静态：
基本共射极放大电路
β IB
VCC VBE Rb
IC IB
VCE VCC ICRc
2021/3/2从IB开始求起
VB
Rb2 Rb1Rb2
VCC
R
c
b
C Vo C
V R Vi
A B
Rvb1
BoR b2
0.4K
C
B
V r (1)R _
Sheet Drawn
BofyDF: ialtee:i:
b1E4:\-模MRea电r -教2e01案0 1\cir cuit\三极管.ddb
e_1
+ D
ViC
B
_
A1
25033
4A
A
7
0.798510.4 Ri
h ie rbe 10 3
h re r 10 3 ~ 10 4 h fe 10 2
h oe
1 r ce
10
5
2021/3/2
公式
v be h ie i b h re v ce
ic
h fe i b
h oe
v ce
可以简化为
v be i h ie b
i
c
h
Vo
Re
-
-V CC
R c C b2
c+
+
e
RL
vo
Re -
20
本章第三次作业
• 第5版教材 4.2.1，4.2.2 ，4.3.6
2021/3/2
21
4.5 放大电路的工作点稳定问题
4.5.1 温度对工作点的影响
4.5.2 射极偏置电路
1. 基极分压式射极偏置电路 2. 含有双电源的射极偏置电路 3. 含有恒流源的射极偏置电路
Ib
+ V_ be
Ic
+ Vce _
注：由于都是正弦信号，在频率较低 时无相移，所以未用复数表示
2021/3/2
4
求全微分：
dvBEvBE VCE diB vBE IB dvCE
iB
vCE
Vbeh11Ibh12Vce
diC iC VCE diB iC IB dvCE
iB
vCE
Ic h21Ibh22Vce Vbeh11Ibh12Vce
微268变K8K等效电34KK路： 15V
1
R b1 2
R c3
rbe
I+ bC b2 4 +D
C R b1
28 K
b1
+
R 12
b2
K
Revi sion
v Shieet of
R e1
0.4K
Drawn By:
1
112K2K 2
R b2
00.1.K4K3
R e1
v3K Co
R c Vo
B
_
4A
Ro
+
R i 2 R b1 K 8 ///R 1 /b2K /2/r /b/0 e.(7 (1 9 5 )8 R 1 e0 1.4)K10.4KR.R6e2Ko=Rc=3CKe
6K 2021/3/2
34
本章第四次作业
• 第5版教材 4.3.9，4.5.3
2021/3/2
35
4.6 共集电极电路和共基极电路
b
很小
rbb’
e
re’
re
rb’c rc
c
b’
rbe
vbe ib
vbb' vb'e ib
ibrbb' iere ib
ibrbb' (1 )ibre
ib
rbb' (1 )re
rbb'
2021/3/2
(1
)
26(mV ) IE (mA)
() 其中 rbb' 20 0
10
4.4.2 共射极基本放大电路的分析
Vs
_
Ri Av
Ri
Rs Ri
0.763
2021/3/2
(13)1 116
0.10.763
+
Rc Vo RL
_
19
例3. 电路如图所示。 试画出其小信号等效 模型电路。
C b1 ++ vi -
R b1 b R b2
Ii
Ib
+
b
Vi
Rb2
- 2021/3/2
Rb1
c
+
rbe
e
I b Rc
RL
2021/3/2
22
4.5.1 温度对工作点的影响
ICBO ICEO T VBE IB IC
温度升高会导致静态工作点上升。
2021/3/2
23
4.5.2 射极偏置电路
1. 稳定工作点原理
目标：温度变化时，
使IC维持恒定
。
如果温度变化时，
b点电位能基本不变，
则可实现静态工作点 的稳定。
4.6.1 共集电极电路 4.6.2 共基极电路 4.6.3 三种组态的比较 4.6.4 多级放大电路
2021/3/2
28
④输出电阻
对回路1和2列KVL方程
V I b T ( r b (I e c R s ) I ( b I b ) r cI e c( )I R c e I 0 b ) R e 0其中 R sR s//R b1 //R b2
则 Ro V IT c rce(1rbe R sR e Re) 输出R电 oR阻 c//Ro