~共基集放大及频率参数

(V V ) jC 又因为 I Cbc be o bc
CM1 称为密勒电容
又 则
s j j2πf
且令
A VH
V 1 o 1 j( f / f ) V i H
1 fH 2 πRC
RC低通电路
电压增益的幅值（模） AVH 电压增益的相角
1 1 ( f / fH )
2
（幅频响应）
H arctan ( f / f H ) （相频响应）
当
rbe 时， Ri Rb || βRL 1 ， βRL
输入电阻大
4.5.1 共集电极放大电路
2.动态分析 ④输出电阻
由电路列出方程
it ib βib iRe
vt ib (rbe Rs )
vt i Re Re
Rs || Rb 其中 Rs
小信号等效电路
Rc || RL RL
2.动态指标
② 输入电阻
ii i Re ie i Re (1 β )ib i Re vi / Re
ib vi / rbe
vi vi Ri vi / ii vi [ (1 β ) ] Re rbe rbe Re || 1 β
互导 gm
iC vBE
VCE
iC vBE
VCE
BJT的高频小信号模型
1. BJT的高频小信号模型
②简化模型
忽略rbc 和 rce
混合形高频小信号模型
2. BJT高频小信号模型中元件参数值的获得
低频时，混合模型与H参数模型等价
VT 又 rbe rbb (1 β )re rbb (1 β ) I EQ VT 所以 rbe (1 β ) I EQ rbb rbe rbe
③ 输出电阻
小信号等效电路
Ro Rc
P146例题4.5.2自学
4.5.3 放大电路三种组态的比较
1.三种组态的判别
以输入、输出信号的位置为判断依据： 信号由基极输入，集电极输出——共射极放大电路 输入：be；输出：ce 信号由基极输入，发射极输出——共集电极放大电路 输入：bc；输出：ec 信号由发射极输入，集电极输出——共基极电路
幅频响应
AVL
相频响应
1 1 ( fL / f )2
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L arctan ( fL / f )
输出超前输入
4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数 1. BJT的高频小信号模型
①模型的引出 rbb' ——基区的体电阻，b'是假想的基区内的一个点 rb'e ——发射结电阻re归算到基极回路的电阻 Cb'e ——发射结电容 rb'c ——集电结电阻 Cb'c ——集电结电容
输出电阻 Ro Rc2
4.6.2 共集-共集放大电路
(a) 原理图
(b)交流通路
T1、T2构成复合管，可等效为一个NPN管
4.6.2 共集-共集放大电路
1. 复合管的主要特性 应为ＰＮＰ
两只NPN型BJT组成的复合管
两只PNP型BJT组成的复合管
rbe＝rbe1＋(1＋1)rbe2
4.6.2 共集-共集放大电路
0
1 fβ 2π(Cbe Cbc )rbe β0 的幅频响应 β 1 ( f / fβ ) 2
的相频响应 arctan
fβ ——共发射极截止频率
f T ——特征频率
f fβ
gm gm fT 0 fβ 2π(Cbe Cbc ) 2πCbe
则输出电阻
vt Rs rbe Ro Re || it 1 β
输出电阻小
Rs rbe Rs rbe R 当 ， 1 时， Ro e 1
4.5.1 共集电极放大电路
Av 1
] Ri Rb ||[rbe (1 β ) RL
Rs rbe Ro Re || 1 β
rbe ，则电压增益接近于1， 即 Av 1 。vo与vi同相 一般 RL
电压跟随器
4.5.1 共集电极放大电路
2.动态分析 ③输入电阻
Ri vi vi vi vi ii Rb rbe (1 β ) RL ] Rb || [rbe (1 β ) RL
1. 复合管的主要特性
NPN与PNP型BJT组成的复合管
PNP与NPN型BJT组成的复合管
rbe＝rbe1
4.6.2 共集-共集放大电路
2. 共集-共集放大电路的Av、 Ri 、Ro
1 β RL vo Av rbe 1 β RL vi
式中
≈ 1 2
rbe＝rbe1＋(1＋1)rbe2
3. BJT的频率参数
由H参数可知
i C i B I 即 c I hfe
b VCE
0 V ce
根据混合模型得
g V I c m be
V be 1/jC bc
当 gm Cbc 时，
I [r || (1 / jC ) || (1 / jC )] V be b be be bc
I CQ I EQ
VBQ VBEQ Re
VCEQ VCC I CQ Rc I EQ Re VCC I CQ ( Rc Re )
I BQ I CQ β
2.动态指标
交流通路
①电压增益 输入回路： vi ib rbe
输出回路： vo βib R'L vo βR'L 电压增益： Av vi rbe
输入：eb；输出：cb
2.三种组态的比较
4.5.3 放大电路三种组态的比较
3.三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：
RL＝Re||RL
Ri＝Rb|| [ rbe＋(1＋)RL ]
Rs || Rb rbe Ro Re || 1 β
end
4.7 放大电路的频率响应
研究放大电路的动态指标（主要是增益）随信 号频率变化时的响应。
4.7.1 单时间常数RC电路的频率响应 4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数 4.7.3 单级共射极放大电路的频率响应
4.5 共集电极放大电路和 共基极放大电路
4.5.1 共集电极放大电路
4.5.2 共基极放大电路
4.5.3 放大电路三种组态的比较
4.5.1 共集电极放大电路
共集电极电路结构如图示 该电路也称为射极输出器 1.静态分析 由
VCC I BQ Rb VBEQ I EQ Re
IEQ (1 β )IBQ
1. RC低通电路的频率响应
②频率响应曲线描述
幅频响应
AVH
1 1 ( f / fH ) 2
最大误差 -3dB
( f / fH ) 相频响应 H arctan
2. RC高通电路的频率响应
RC高通电路
RC电路的电压增益：
AVL ( s ) Vo ( s ) R Vi ( s ) R 1 / sC s s 1 / RC
4.7.4 单级共基极和共集电极放大电路的高频响应
4.7.5 多级放大电路的频率响应
4.7.1 单时间常数RC电路的频率响应 1. RC低通电路的频率响应
①增益频率函数 （电路理论中的稳态分析）
RC电路的电压增益（传递函数）：
Vo ( s ) 1 / sC 1 AVH ( s ) Vi ( s ) R 1 / sC 1 sRC
I gm jC bc c 所以 1/rbe j (C be C bc ) I b
低频时

0 gm rbe
1 j (C be C bc )rbe
0
3. BJT的频率参数

令
1 j (C be C bc )rbe
rbe rbb rbe
2. BJT高频小信号模型中元件参数值的获得
低频时，混合模型与H参数模型等价
又因为
I r V be b be βI g V
m be
b
C be
gm 2πf T
I EQ β 所以 gm rbe VT
Cbc 和 f T 从手册中查出
vi ib rbe ( ib β ib ) RL ib rbe ib (1 β ) RL
其中
Re // RL RL
ib (1 β ) RL 输出回路： vo (ib β ib ) RL
电压增益：
vo ib (1 β ) RL (1 β ) RL β RL Av 1 ] rbe (1 β ) RL rbe β RL vi ib [rbe (1 β ) RL
得 I BQ
VCC VBEQ Rb (1 β ) Re
ICQ β IBQ
VCEQ VCC IEQ Re VCC ICQ Re
直流通路
4.5.1 共集电极放大电路
2.动态分析 ①小信号等效电路
交流通路
4.5.1 共集电极放大电路
2.动态分析 ②电压增益
输入回路：
所以 因为 因此
β2 1
Av
组合放大电路总的电压增益等于 组成它的各级单管放大电路电压增益 的乘积。 前一级的输出电压是后一级的输 入电压，后一级的输入电阻是前一级 的负载电阻RL。
4.6.1 共射-共基放大电路
输入电阻
vi Ri＝ ＝Rb||rbe1＝Rb1||Rb2||rbe1 ii
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。
end
4.6 组合放大电路
4.6.1 共射-共基放大电路
4.6.2 共集-共集放大电路
4.6.1 共射-共基放大电路
共射－共基放大电路
4.6.1 共射-共基放大电路
电压增益
Av
其中
Av1 Av 2
vo vo1 vo Av1 Av 2 vi vi vo1
β1rbe2 β1 RL rbe1 rbe1 (1 β2 ) RL rbe2 1 β2
β2 R'L2 β2 ( Rc2 || RL ) rbe2 rbe2 Av β1rbe2 β2 ( Rc2 || RL ) (1 β2 )rbe1 rbe2 β1 ( Rc2 || RL ) rbe1
共集电极电路特点：
vo与vi同相 ◆ 电压增益小于1但接近于1，
◆ 输入电阻大，对电压信号源衰减小 ◆ 输出电阻小，带负载能力强 可以用作输入级、中间级和输出级。思考分别利用了其哪个性质？ P143例题4.5.1自学
4.5.2 共基极放大电路
1.静态工作点
直流通路与射极偏置电路相同
VBQ
Rb2 VCC Rb1 Rb2
f＝(1＋0)f≈f＋fT
f ——共基极截止频率
fβ fT fα
4.7.3 单级共射极放大电路的频率响应 1. 高频响应
①形高频等效电路
4.7.3 单级共射极放大电路的频率响应 1. 高频响应
①形高频等效电路
目标：断开输入输出之间的连接 对节点 c 列KCL得 V o (V V ) jC 0 g mV be o be bc RL 由于输出回路电流比较大，所 以可以 忽略 C bc 的分流，得
g R V V o m L be
而输入回路电流比较小，所以 不能 忽略 C bc 的电流。
V 1 be ZM ) jCbc ICbc (1 g m RL
相当于b 和 e 之间存在一个电容 ,
)Cbc 若用CM1 表示, 则 CM1 (1 g m RL