三极管共集电极放大电路和共基极放大电路详细版

m
。
ax
5、当信号U
幅值增加时，输出端首先出现什么失真？
S
如何消除此失真？
29
四、应用举例
• 解：1、先画出直流通路
30
四、应用举例
• 解：再计算电路的静态工作点
IBQRV bC C (1UB)ERQ e
120.7 28A
200514
ICQIBQ5028140A01.4mA
UCEQ VCCIEQ Re VCCICQ Re 121.446.4V
•
•
由图看出：UEQ= -UBEQ，UCQ=VCC-ICQRC
IEQVBBRU e BEQ, IBQ1IEQ
UCEQUCQUEQVCCICQRCUBEQ
50
3、动态分析
• 根据电路图画出交流通路：
51
3、动态分析
• 由交流通路画出交流等效电路：
52
3、动态分析
• 计算交流参数：
•
•
•
Au
U
•
O
•
•
•
IO
•
IRe
•
Ie
•
IRe
•
(1)Ib
UO Re
(1)UO
rbe
RO
Re
// rbe
1
28
四、应用举例
例1、共集电路如图所示，设三极管的 50，UBEQ 0.7V,
rbb 300, UCES 0.7V 1、试计算静态工作点Q。
2、试计算Ri、RO。
••
3、试计算Au 、AuS 。
4、试计算电路的输出幅度UO
40
四、应用举例
•
消除的方法是上移静态工作点Q，通常采用
减小电阻Rb来实现。
41
四、应用举例
• 例2、电路如图。
设=100，试求：
1、静态工作点Q； 2、输入电阻Ri; 3、电压放大倍
数 、； 4、输RO出2A• u。电1 阻A• Ru 2O1 、
42
四、应用举例
• 解： 1、计算静态工作点Q
画出的。
V C U C C E I C R Q L Q 6 . 4 1 . 4 2 . 4 9 . 7 V 6
37
四、应用举例
最大不饱和失真输出电压幅值 UCEQUCES6.40.75.7V 最大不截止失真输出电压幅值 VC CUCE Q9.766.43.3V 6
38
四、应用举例
U OP max 3.36V
•
AuS
Ri
•
• Au
76 0.99 0.87
Ri RS
76 10
36
四、应用举例
• 4、电路输出幅度UOmax的计算 • 共集电路的输出幅度也称跟随范围。通过画出
输出回路直流负载线(DCLL)和交流负载线(ACLL) 的方法求出。其中DCLL是通过坐标点(12,0)，(0,3)
直接画出的；而ACLL则是通过Q点和(V´CC,0)坐标
U
B
R b2 R b1 R b2
• V CC
15 10 4 . 3 V 20 15
I CQ
I EQ
U B U BEQ Re
4 . 3 0 . 7 1 . 8 mA 2
U CEQ V CC I CQ ( R C R e )
10 1 . 8 ( 2 2 ) 2 . 8 V
4.5共集电极电路和共基极电路
1
§4.5.1 共集电极放大电路
• 晶体管除了在大多数情况下都接成共射极 的形式外，还可接成共集电极和共基极的形 式。下面分别介绍。先介绍共集电极放大电 路。
• 由于共集电极放大电路的输出信号从发射 极引出，所以又叫射极输出器。
2
§4.5.1 共集电极放大电路
• 一、基本共集电极放大电路 • 二、阻容耦合式共集电极放大电路 • 三、分压稳定式共集电极放大电路 • 四、应用举例
Ri Rb //[rbe(1)RL]
19
3、动态分析
• 为计算输出电阻，令输入信号为零， 在输出端加
交流电压 U •O
，求出交流电流
•
Io
, 则输出电阻为二
者之比。如图所示：
•
•
•
IO
•
IRe
•
Ie
•
IRe
•
(1)Ib
UO Re
(1)UO
rbe
RO Re //1rbe
看动画4.5.1
20
三、分压稳定式共集电极放大电路 • 1、电路组成 • 2、静态工作点分析 • 3、动态分析
0.80
•
46
§4.5.2 共基极放大电路
47
一、基本共基极放大电路
• 1、电路组成 • 2、静态工作点分析 • 3、动态分析
48
1、电路组成
• 为使晶体管正常工作，也必须使发射结正向偏置， 集电结反向偏置。基本共基极放大电路的电路图如下：
49
2、静态工作点分析
• 先根据电路图画出直流通路如下：
I BQ
I CQ
1 . 8 0 . 018 100
mA
18 A
43
四、应用举例
• 2、计算输入电阻Ri
rbe rb b(1)U IE TQ 10 10 01 2 .8 1 6 1 .6K 6 R iR b 1/R /b2//rb[ e(1)R e]2/0 1 //5 1 /.6 ( 6 1 02 )1 8 .2K
电路相当。
54
二、分压稳定式共基极放大电路
• 1、电路组成 • 2、静态工作点分析 • 3、动态分析
55
1、电路组成
• 分压稳定式共基极放大电路的电路图如图所示，有两 种画法。
56
2、静态工作点分析
• 根据电路图画出直流通路：
• 显然，直流通路与分压式
共射电路相同：
I EQ
U BQ
U BEQ Re
21
1、电路组成
• 分压稳定式共集电极放大电路的电路图如图所示：
22
2、静态工作点分析
• 根据电路图画出直流通路如图：
23
2、静态工作点分析
• 再根据直流通路计算工作点：
UBQRb1Rb1Rb2 •VCC
I EQ
U BQ
U BEQ Re
UCEQ VCC IEQRe VCC ICQ Re
UBQRb1Rb1Rb2 •VCC
U CEQ V CC I CQ ( R C R e )
I BQ
I EQ 1
57
3、动态分析
• 先画出交流通路：
58
3、动态分析
• 然后画出交流等效电路：
59
3、动态分析
•
•
•
•
Au
U
•
O
Ui
I C RL
•
I b rbe
I b RL
•
I b rbe
RL
31
四、应用举例
2、输入电 Ri、阻输出电 RO的 阻计算 先画出交流通路：
32
四、应用举例
再画出交流等效电路：
33
四、应用举例
先计算出 rbe ：
rbe
rbb (1
)UT I EQ
300 51 26 1 .25 K 1 .4
34
四、应用举例
Ri Rb //[rbe (1 )Re // RL]
44
四、应用举例
•
3、计算电压放大倍数
•
A u1
、•
Au2
；
•
Aus1
Ri
•
RC
Rs Ri rbe (1 )Re
8.2 100 2 2 8.2 1.66 101 2
0.79
45
四、应用举例
•
Aus2
Ri
•
(1 )Re
Rs Ri rbe (1 ) Re
8.2 101 2 2 8.2 1.66 101 2
I BQ
I EQ
1
24
3、动态分析
• 先根据电路图画出交流通路:
25
3、动态分析
• 然后根据交流通路画出等效电路:
26
3、动态分析
• 根据等效电路计算交流参数：
•
•
Au
U•O Ui
(1)RL rbe(1)RL
1
Ri Rb1 //Rb2 //[rbe(1)RL ]
27
3、动态分析
为计算输出电阻，令输入信号为零， 在输出端加交 流电压 ，求出交流电流, 则输出电阻等于二者之比。 如图所示：
U O max
U OP max 2
3.36 2.38V 2
有时跟随范围用 2U Op max ,
即输出波形的峰峰值来 表示 :
U OPP 2U OP max 2 3.36 6.72V
39
四、应用举例
• 5、波形失真分析 • 从静态工作点和交流负载线的图形可以看
出，当输入信号增大时，由于静态工作点不在 交流负载线的中点，所以首先出现截止失真。
倍，因此射极输出器的输入电阻比共发射极大得多，可 达几十千欧到几百千欧。
10
3、动态分析
• ③计算输出电阻
• 为计算输出电阻，令输入信号为零，在输出端加交流
电压
U
• O
，求出交流电流
•
Io
，则输出电阻为二者之比。
如图所示：
11
3、动态分析
•
•
•
IO
•
IRe
•
Ie
•
IRe
•
(1)Ib
UO Re
(1)
1005 16 11010.3
Ri
Re
Rb
1
300 1000 310 101
RO RC 5K
62
三、应用举例
•
例2、电路如图。已知RS=20， Re=2K， Rb1=22K，
Rb2=10K， RC=3K， RL=27K， VCC=10V，三极管的
UBE=0.7V， =50， rbb´=100，试计算：
UO Rb rbe
•
RO U• O IO
1
1
(1)
1
Re
//
Rb rbe
1
Re
Rb rbe
12
3、动态分析
RO
Re
//Rb rbe
1
• 可见，Rb等效到输出回路时，减小到原来
的1/(1+)，使输出电阻很小。
• 综上所述，射随器输入电阻大，输出电阻 小，电压放大倍数接近于1。多用作输入输出 缓冲级。
• 当(1+)Re>>(Rb+rbe)时，A u 1，即 U O U i ，
所以共集电路电路又叫射极跟随器，简称射随
器。
9
3、动态分析
• ②计算输入电阻
•
•
•
•
Ri U• i
U• i
Ib(Rb
rb
•
e)Ie
Re
Ii Ib
Ib
Ri Rb rbe(1)Re
• 可见，发射极电阻等效到基极回路时，将增大到(1+)
200//(1.25514//6) 76K
RO
Re
//
rb e
RS //
1
Rb
1.2510// 200
4//
22
51
35
四、应用举例
•
•
3、电压放大倍数 Au 、AuS 的计算
•
•
Au
UO
•
Ui
(1 )Re // RL rbe (1 )Re // RL
51 4 // 6 0.99 1.25 51 4// 6
Ui
•
Ie
I C RC
•
Re I b rbe
rbe
RC (1 )Re
•
•
•
•
Ri
U
•
i
Ii
U
•
i
Ie
Ie
Re I b
•
Ie
rbe
Re
rbe
1
RO RC
53
• 从以上分析可知共基极放大电路：
• 1、无电流放大能力(<1);
• 2、可以有足够的电压放大能力，因而有功率 放大能力;
• 3、输出电压与输入电压同相; • 4、输入电阻比共射电路小，输出电阻与共射
1、静态工作点Q(IBQ 、ICQ、 UCEQ)；
23、、输电入压电放阻大倍Ri和数输A• 出u 、电A• us阻。RO ；
63
三、应用举例
• 1、计算静态工作点Q(IBQ 、ICQ、 UCEQ) 先由电路图画出直流通路：
I BQ
V BB U BEQ
Rb (1 )Re
I EQ (1 ) I BQ
U CEQ VCC I EQ R e
6
3、动态分析
• 先根据交流通路画出等效电路：
7
3、动态分析
• ①计算放大倍数
•
•
•
Au
UO
•
I e Re
•
•
U i ( R b rbe ) I b I e R e
•
(1 ) I b R e
•
•
( R b rbe ) I b (1 ) I b R e
(1 ) R e
( R b rbe ) (1 ) R e
8
3、动态分析
•
A •u(Rb(r1 b e) ()1Re)Re
•
•
•
上式表明，0 Au 1 ， U O 与 U i
同相。
•
•
•
rbe
•
Ri
U
•
i
Ii
Re
//
rbe
1
,
RO ห้องสมุดไป่ตู้c
60
三、应用举例
• 的例=110、0, 电rbe路=1如K 图；。设静R态e=工30作0点, 合RC适=5。K试；估算晶体A• u，管
Ri和RO的值。
61
三、应用举例
• 解： rbe已给出，不用求静态工作点。根据公式：
•
Au
RC rbe (1 )Re
16
3、动态分析
• 先根据电路图画出交流通路：
17
3、动态分析
• 然后根据交流通路画出交流等效电路：
18
3、动态分析
•
•
•
•
Au
U•O
•
Ie RL
•
(1)Ib RL
•
Ui Ib rbeIe RL [rbe(1)RL]Ib
(1)RL (1)RL 1 rbe(1)RL (1)RL
(其中 RL Re //RL)
13
二、阻容耦合式共集电极放大电路
• 1、电路组成 • 2、静态工作点分析 • 3、动态分析
14
1、电路组成
• 阻容耦合式共集电极放大电路的电路图如下所示：
15
2、静态工作点分析
• 先画出直流通路如右图：
IBQ
VCC UBEQ
Rb (1 )Re
ICQ IBQ
UCEQ VCC IEQRe VCC ICQRe
3
一、基本共集电极放大电路
• 1、电路组成 • 2、静态工作点分析 • 3、动态分析
4
1、电路组成
• 共集电极放大电路的电路图、直流通路图和交流通 路图如下所示：
5
2、静态工作点分析
• 由直流通路可得：
V BB I BQ Rb U BEQ I EQ R e
I BQ Rb U BEQ (1 ) I BQ Re