3放大电路基本知识

二、性能指标分析
Au

uo ui

ib RL
ibr be

RL
rbe
Ri
ui ie

ibrbe
(1 )ib

r be
1
Ri

RE
// rbe
(1 )
Ro = RC
特点：
1. Au 大小与共射电路相同。 2. 输入电阻小，Aus 小。
差分放大电路
20 // 62 // [1.5 1011.5] 13.8 (k)
Ro = RC = 3 k
共集电极放大电路 (射极输出器、射极跟随器) 一、电路组成与静态工作点
IBQ RB C1
+ RS +u+Ii EQ us – RE
–
+VCC
C2
+
+
RL uo
–
ic ii ib
+ Rs
RB
Ri = 50 // 510 = 45 (k)
无 C3 有 RB3 ：Ri = (RB3 + RB1 // RB2) // [rbe + (1+ )RE]
接 C3 ：
Ri = (100 + 50) // 510 = 115 (k)
RB3 // rbe rbe
Ri = rbe+ (1 + ) (RB// RE) = (1 + ) (RB // RE )
IC
方法 2：利用戴维南定理求 IBQ
RC
+ VCC–
RB1 RB2
+ –VCC
RE
IBQ
+ RB – V CC
RC RE
+ –VCC
V'CC

VCC RB2 RB1 RB2
RB
RB1// RB2

RB1 RB2 RB1 RB2
IBQ

VCC UBEQ
RB (1 )RE

RC C+2 VCC
+
+
RE
RL
+
uo
CE
IBQ 20 (A)
2)求 Au，Ri，Ro ， Aus
rbe 200 26 / IBQ 200 26 / 0.02 1 500
Au


RL
rbe


100 3//5.6 130 1.5
Ri RB1 // RB2 // rbe 20 // 62 // 1.5 1.36 (k)
Aus

ui us
Au

Ri Ri RS
Au

1.36(130) 1 1.36
75
Ro = RC = 3 k
去掉旁路电容 CE 时：
ii
ib
ic
RB1 C1
+
+ RS
RC C+2 VCC
+
+
RL uo
+
rbe
ib
ui RB1 RB2
R

RE C
+
RL uo

us RB2 RE

差分放大电路的工作原理
一、电路组成及静态分析
特点：
ຫໍສະໝຸດ BaiduRC
RC
uo
VCC
a. 两个输入端， 两个输出端；
ui1
V1
V2
ui2
b. 元件参数对称；
REE
VEE c. 双电源供电； d. ui1 = ui2 时，uo = 0
能有效地克服零点漂移
RC
RC
uo
VCC VEE = UBEQ + IEEREE
ui1
– 1
放大 电路
io 2
+
RL
uo
–
2
us — 信号源电压 Rs — 信号源内阻 RL — 负载电阻
ui — 输入电压 uo — 输出电压 ii — 输入电流 io — 输出电流
放大电路的主要性能指标
1 ii
RS +
+ ui
us –
–
一、 放大倍数 1
放大 电路
电压放大倍数
Au = uo/ui 电流放大倍数
V1
V2
ui2
VEE IEE = (VEE – UBEQ) / REE
REE
ICQ1 = ICQ2
ICQ1
RC uo
RC
UCQ1 UCQ2
+VCC
ICQ2
(VEE – UBEQ) / 2REE UCQ1 = VCC – ICQ1RC
Ri 6 000
ii 3 A
ui 18 mV
600 16.7 A 10 mV
60
30 A 1.82 mV
三、输出电阻
1
2
放大电路的输出相当于 负载的信号源，该信号源的 内阻称为电路的输出电阻。
RS +
+ ui
Ri
us –
–
1
Ru+oot RL
–
+ uo
–
2
计算：
Ro

u i
us RL
Au RE]

(1 )RL rbe (1 )RL

0.98
= (12 – 0.7) / [300 +121 1] Ri = 300//(1.18 121)
27 (A)
= 51.2 (k)
IEQ I BQ = 3.2 (mA)
UCEQ = VCC – ICQ RE = 12 – 3.2 1 = 8.8 (V)
Ri = 51 50 // 10 = 425 (k)
共基极放大电路
+VCC RB1 RC C3
+
+ C2
RB2 RE
C1
+
u+s RS
+ RuL o


RS
u+ s
RE

ii ie
RS
u+ s

+ ui
RiEb

Ri Ri
RC RL
ic io
+
rB
ib
RC
RL
uo

E
Ro
一、求“Q”(略)
ib
+ ui

rbe
RB1 RB2
ib
+
uo
RC RL
2. 输入电阻
Ri

ui ii
RB1 // RB2 // rbe
Ri
Ro
3. 输出电阻
小信交号流等通效路电路
Ro = RC
当没有旁路电容 CE 时：
ic
ii
ib
+
+ ui

RC RL uo
RB1 RB2 RE

1. 电压放大倍数
Au

++
RE
+RL uo CE
UBQ

20 15 20 62

3.7
(V)
3.7 0.7
ICQ IEQ 1.5 2 (mA)
IBQ 2/ 100 0.02 (mA) 20 (A)
UCEQ 15 2(3 1.5) 6 (V)
RB1 C1
+
+ RS us RB2
Ai = io/ ii 功率放大倍数
Ap = po/ pi
io 2
+
RL
uo
–
2
二、输入电阻
１ii
RS +
+ ui
us –
Ri
–
1
Ri

ui ii
ui

us
Ri RS Ri
Ri 越大， ui 与 us 越接近
例 1 us = 20 mV，Rs = 600 ，比较不同 Ri 时的 ui。
ii 、

RL = RE // RL
小信号等效电路
电压放大倍数：
Au

uo ui

（1 ）ib RE // RL ibrbe (1 )ib RE // RL

(1 )RL rbe (1 )RL
1
输入电阻：
Ri

ui ii

ui
ui ui
RB rbe (1 )RL
3. 输出电阻
Ro = RC
例 2 = 100，RS= 1 k，RB1= 62 k，RB2= 20 k,
RC= 3 k，RE = 1.5 k，RL= 5.6 k，VCC = 15 V。 求：“Q”，Au，Ri，Ro。
RB1 C1
uR+ s S
+
RB2

+VCC [解]
RC C2
1)求“Q”
Ro

RE
//
(rbe RS )
1
18 ()
提高 Ri 的电路：
100 k
C1
RB1
+
RS RB3
C3
+ 100 k +
– 1u0s0 k RB2
+VCC
= 50
C2
++
RE 10 k
uo
–
ii
ib
+ RB3 rbe
ui
RB
RE
ic
ib
+ uo

无 C3、RB3： Ri = (RB1 // RB2) // [rbe + (1 + ) RE]
RC(集电极负载电阻)： • 将 IC UC ，使电流放大 电压放大 RE(发射极电阻)： • 稳定静态工作点“Q ” CE(发射极旁路电容)： • 短路交流，消除 RE 对电压放大倍数的影响
二、直流分析
+VCC
RB1
IBQRC
ICQ +
RB2
UB+EQ I1 R E
UCEQ

IEQ
第3次
放大电路的基础知识 三种基本组态放大电路
差分放大电路 互补对称放大电路
多级放大电路
放大电路的组成 一、组成框图
+ RS us
–
信 号 源
放大 电路
负 载 RL
is
RS
直流电源
二、多级放大电路
信号输入
第第第 一 二 三 信号输出 级级级
三、放大电路的四端网络表示
１ii
RS +
+ ui
us –
三、性能指标分析
1. 电压放大倍数
RB1 C1 +
+ us
RS RB2

RC
C2+VCC
+
+
Au

uo ui
ib RL
ib rbe
RL rbe
RE ic
RL
+
CE
uo 源电压放大倍数
Aus

uo us

uo ui
ui us

ui us
Au
Ri Au Rs Ri
ii
方法 1：估算
U BQ

RB2 RB1 RB2
VCC
IEQ ICQ

UBQ IEQ
UBEQ RE
IBQ IEQ /
要求： I1 (5 10)IBQ
UCEQ VCC ICQ ( RC RE ) 稳定“Q”的原理：
UBQ (5 10)UBEQ T IC UE UBE IB
RB // [rbe (1 )RL ]
ii ib
ic
ii ib
ic
输出电阻：
R
+s us

rbe RB
RE
ib
+ RL uo

R
us = 0s
rbe RB
RE

i
ib +
u
iRE
Ro

u i
uS
RL
0
RS = Rs // RB
i = iRE – ib – ib 射极输u 出器特点 Ro i u
RB C1
IBQ
+ RS +u+Ii EQ
– us – RE
+VCC
+ C2 + RL uo
–
[解] 1)求 “Q”
IBQ = (VCC – UBE) / [RB +
(1+

)
2)求 Au，Ri，Ro
Rbe = 200 + 26 / 0.027 1.18 (k)
RL= 1 // 1 = 0.4 (k)
f
效率

=
最大输出功率Pom 直流提供功率PDC
三种基本组态放大电路
共发射极放大电路
一、 电路组成
RB1 RC
C1 +
R+ S us
+ ui RB2 RE


+VCC
C2
+
+
RL uo
+
CE
VCC(直流电源)：
• 使发射结正偏，集电结反偏 • 向负载和各元件提供功率 C1、C2(耦合电容)： • 隔直流、通交流 RB1 、RB2(基极偏置电阻)： • 提供合适的基极电流
0
测量：
1
RS us =0
1
uo

uot RL Ro RL
Ro

( uot uo
1)RL
放大 电路
2i
+ u
–
2 Ro
uot — 负载开路时的输出电压； uo — 带负载时的输出电压，Ro 越小，uot 和 uo 越接近。
四、 通频带
1. 电幅抗频元特件性(和主相要频是特电性容)使放大电路对不同频率

既稳定“Q”，Au 又较大的电路
Au


rbe
RL
(1 )RE
1)静态工作点“Q”不变 2)求 Au、Aus 、Ri、Ro
100 3//5.6 1.3 1.5 1011.5
Aus

Ri Ri Rs
Au

13.8(1.3) 1 13.8

1.2
Ri RB1 // RB2 // [rbe (1 )RE ]
+ RE RLuo


交流通路
IBQ = (VCC – UBEQ) / [RB +(1+ RE]
ICQ = I BQ
UCEQ = VCC – ICQ RE
二、性能指标分析
ic ii ib
+ Rs RB RE

交流通路
+ RLuo

ii ib
ic
R
+s us

rbe RB
RE
ib
+ RL uo
输入A信uA(号uj(f f的) )放—A大u幅( 能f频)力特不性(同f )，反A映um在Au：(f) ( f ) — 相频特性 Aum/ 2
BW0.7
上限 频率
2. 频带宽度(带宽)BW BW0.7 = fH – fL
下 限
频
O fL
低频段 中频段
f fH
高频段
率 ( f )
五、最大输出功率和效率 O
uo ui

ib RL
ib[rbe (1 )RE ]
源电压放大倍数
交流通路
ii
ib
ic
+
rbe ib
ui RB1 RB2
R

RE C
+
RL uo

Ri Ri 小信号等效电路
Aus

uo us

ui us
uo ui

Ri Au Rs Ri
2. 输入电阻
Ri R'B //[rbe (1 )RE ]
u RARRuEuoi
高1(1输 入 )输rb出e u同R相S
低 u
( RE //
rbe 1

RS

)
用途：R输E 入(级rbe 输R出S )级/(1 中间) 隔离级
例 3 =120，RB = 300 k，rbb= 200 ，UBEQ = 0.7 V
RE = RL = Rs = 1 k，VCC = 12V。求：“Q ”，Au，Ri，Ro。