共射极放大器的交流等效电路分析法

6
2.电流放大倍数
Ai

Io Ii
无量纲参数
Io

Ic
RC RC RL


Ib
RC RC RL
Ii

Ib
RB rbe RB
Ai

Io Ii


RB RB rbe
RC RC RL
可取分贝（dB）为单位。 可见，共射极放大器既有电压放大，又有电流
放大，因而具有极大的功率增益。
7
ICQ

I EQ
UB
UBEQ RE

3 0.7 1
2.3mA
UCEQ UCC ICQ (RC RE ) 12 2.3 (2 1) 5.1V 19
Ii Ib b
c
＋
Rs
RB1 RB2
＋ Ui
rbeβI b rce
－－
Ri
e
Ic Io
＋
RC RL
Uo
－ Ro
44
阻容耦合
－－
＋
R o
AU － uo i
＋
R L
U o
－
Ri
Ui Ii
RB1
RB 2
rbe
rbe
Ri表征放大器从信号源获得信号的能力。
9
Ii
Ib b
c
Ic
Io
＋
Rs
RB1 RB2
＋ Ui
rbeβI b rce
＋
RC RL
Uo
－－
4.输出电阻Ro
Ri
e
定义：从放大器输出端看进去的电阻。
－ Ro
根据戴维南定理，可得：
＋
＋ Rs
＋ Ui
Us －－
RL
Uo
RB2
CE ＋
RE
－
(a)电路 图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路 13
＋
Rs
＋
Ui
Us
－－
Ib
rbe
βI b
Rb2 Rb1
RE
＋ RC RL Uo
－
图2.5.12 发射极接电阻时的交流等效电路
Ui Ibrbe (1 )Ib RE
Uo Ib RL
Us － －
RE2 CE ＋ －
例2.5.4 在上例中，将RE变为两个电阻RE1和RE2串 联，且RE1=100Ω,RE2=900Ω，而旁通电容CE接在 RE2两端，其它条件不变，试求此时的交流指标。 22
解 由于RE=RE1+RE2=1kΩ，所以Q点不变。对 于交流通路，现在射极通过RE1接地。交流等效 电路为：
式中：
Au

Uo Ui

RL
rbe
RL RC RL
2.电流放大倍数Ai
Io

Ic
RC RC RL
Ai

Io Ii
Ic Ie
RC RC RL

RC RC RL
40
3.输入电阻Ri 4.输出电阻Ro
Ri

Ui Ie
rbe
1
Ri RE Ri RE
时，则Ib=Ii，而流过RL的输出电流Io为
Io
Ie
RE RE RL
(1 )Ib
RE RE RL
29
Ii ＋
Ib b
Ic c
Rs
＋ Ui Us
－ －
RB2 RB1
rbe e
Ie
RE
βIb Io RL
Ri
Ri ′
Ro
由此可得
Ai

Io Ii
(1 )
RE RE RL
＋
＋
＋ C1 Ui R E －
R B1 ＋ CB RB2
R C C2
＋
RL
Uo
UCC
－
(a)共基极放大电路
38
Ii
Ie
＋
βI b
Io
＋
Ui
RE rbe
－ Ri
Ib Ri ′
RC RL
Uo
－ Ro
(b)交流等效电路
图2.7.1 共基极放大器及其交流等效电路
39
1.电压放大倍数Au
Ui Ibrbe,Uo Ib (RC RL )
计算Au:
Au
Uo Ui
RL
rbe
式中：rbe
rbb

26 I CQ
100 80 26 2.3
1k
RL RC RL 2 2 1k
20
Ii Ib b
c
Ic Io
＋
Rs
RB1 RB2
＋ Ui
rbeβI b rce
＋
RC RL
Uo
－－
Ri
e
将rbe，RL的阻值代入上式，得
Ro
＋
Uo －
Rs' rbe 是基极支路的电阻折合到射极的等效电
1
阻
若rbe 2K, 100 , RS 1K
则：Ro 29.7 输出电阻小。 36
共集电路的特点： ①电压放大倍数小于1而近于1； ②输出电压与输入电压同相； ③输入电阻高； ④输出电阻低。
37
2.7 共基极放大器
Ro RC 2k
Aus
Uo Us

Ri Rs Ri
Au

6 (8.8) 8 0.6 6
24
可见，RE1的接入，使得Au减小了约10倍。但 是，由于输入电阻增大，因而Aus与Au的差异明 显减小了。
25
2.6 共集电极放大器
RB1 C1
UCC
＋ Rs
＋ Ui
Us －－
14
＋
Rs
＋
Ui
Us
－－
Ib
rbe
βI b
Rb2 Rb1
RE
＋ RC RL Uo
－
Au
Uo Ui
rbe
RL (1 )RE
gmRL 1 gm RE
Au


RL RE
(当(1 )RE rbe时）
15
＋
Rs
＋
Ui
Us
－－
Ib
rbe
βI b
Rb2 Rb1
RB1RC
UCC ＋ C2
C1 ＋
＋
＋
Rs ＋ Ui
RB2
RL Uo CE ＋
Us
RE
－－
－ 17
RB1=75kΩ，RB2=25kΩ, RC=RL=2kΩ,RE=1kΩ, UCC=12V，β=80, r bb′=100Ω,Rs=0.6kΩ,试求直流 工作点ICQ、UCEQ及Au,Ri,Ro和Aus等项指标。
I CQ
1.与 无关，而与 ICQ成正比；
2.与RL 成正比。
3.可取分贝（dB）为单位。即：
Au

20lg
Uo Ui
dB
5
2.电流放大倍数
Ii
Ib b
c
Ic
Io
＋
Rs
RB1 RB2
＋ Ui
r be βI b
rce
＋
RC RL
Uo
－－ Ri
－
e
Ro
(b)交流等效电路
图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路
Au
Uo Ui
(RC
rbe
RL )

RL
rbe
输出、输入电压反相
rbe

rbb
(1
)re

rbb


26(mV ) ICQ (mV )
()
RL RC RL
4
关于电压放大倍数Au的讨论
当忽略rbb’时，由于Au

RL
rbe
gm RL
RL 26(mV )
RB1 RB2
＋ Ui
rbeβI b rce
＋
RC RL
Uo
－－
－
Ri
e
Ro
5. 源电压放大倍数Aus
Aus
Uo Us
Ui Us
Uo Ui

Ri Rs Ri
Au
Aus Au
若Ri>>Rs ，则：Aus Au
12
6.发射极接有电阻RE时的情况
RB1RC
UCC ＋ C2
C1 ＋
输入电阻Ri 输出电阻Ro
Ii
Ib b
c
Ic
Io
＋
Rs
RB1 RB2
＋ Ui
r be βI b
rce
＋
RC RL
Uo
－－ Ri
－
e
Ro
(b)交流等效电路 图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路 8
3.输入电阻Ri
定义：从放大器输入端看进去的电阻，即：Ri

Ui Ii
＋
R s
＋U i
R i
U s
若rbe 1K, 100 , RL 1K 则：Ri 102K
Ri’显著增大，所以共集电极电路的具有高 输入电阻的特性
32
4.输出电阻Ro Ii
＋
Ib b
Ic c
Rs
＋ Ui Us
－ －
RB2 RB1
rbe e
Ie
RE
βIb Io RL
Ri
Ri ′
Ro
(b)交流等效电路
Au

Uo Ui

(1 )RL rbe (1 )RL
RL RE RL
Au<1，且接近1，而且Uo与Ui同相。所以也称为射
极跟随器。
28
2.电流放大倍数Ai
Ii
＋
Ib b
Ic c
Rs
＋ Ui Us
－ －
RB2 RB1
rbe e
Ie
RE
βIb Io RL
Ri
Ri ′
Ro
在图2―36(b)中，当忽略RB1、RB2的分流作用
＋
Rs
＋
Ui
Us
－－
Ib
rbe
βI b
Rb2 Rb1
RE 1
＋ RC RL Uo
－
23
＋
Rs
＋
Ui
Us
－－
Ib
rbe
βI b
Rb2 Rb1
RE 1
＋ RC RL Uo
－
Au
Uo Ui
rbe
RL (1 )RE1
801 8.8 1 81 0.1
Ri RB1 RB2 [rbe (1 )RE1] 75 25 [1 81 0.1] 6k
＋ C2
RB2 RE
RL
Uo
(a)电路
26
Ii ＋
Ib b
Ic c
Rs
＋ Ui Us
－ －
RB2 RB1
rbe e
Ie
RE
βIb Io RL
Ri
Ri ′
Ro
(b)交流等效电路
图2.6.1 共集电极放大器及交流等效电路
27
1.电压放大倍数Au
因而 式中：
Uo Ie (RE RL ) (1 )IbRL Ui Ibrbe Uo Ibrbe (1 )IbRL

Uo
I
' o
Uo Ie
Ib Rs RB rbe
1 Ib
Rs RB rbe
1
Ro

Uo Ib
Us 0 RE
Ro RE
rbe Rs
1
式中： Rs Rs RB1 RB2
35
Ib
rbe
Ie Io′
Io
Rs
RB2
RB1
βI b
Ro′ RE
2.5 共射极放大器的交流等效电路分析法
根据直流通路估算直流工作点 确定放大器交流通路、交流等效电路
计算放大器的各项交流指标
1
RB1RC
UCC ＋ C2
C1 ＋
＋
＋ Rs
＋ Ui
Us －－
RL
Uo
RB2
CE ＋
RE
－
(a)电路 图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路
2
1.电压放大倍数
Ii
Ib b
－ Ro
Au


801 1

80
Ri RB1 RB2 rbe 75 15 1 1k Ro RC 2k
Aus
Uo Us

Ri Rs Ri
Au

1 (80) 50 0.6 1
21
RB1RC
UCC ＋ C2
C1 ＋
＋
＋
Rs ＋ Ui
RE1
RB2
RL Uo
Ro RC
rbe
1
41
2―7―3 三种基本放大器性能比较
42
43
2―8 放大器的级联
2―8―1级间耦合方式
多级放大器各级之间连接的方式称为耦合方式。
级间耦合的要求 : • 确保各级放大器有合适的直流工作点； • 前级输出尽可能多的加到后级的输入端
常用的耦合方式有三种：阻容耦合、变压器耦合 和直接耦合。
Ro
Uo Io
US
0或IS
0
RC
Ro是一个表征放大器带负载能力的参数。
10
对于电压输出。Ro越小，带负载能力 越强，即负载变化时放大器输出给负载的 电压基本不变。
对于电流输出。Ro越大，带负载能 力越强，即负载变化时放大器输出给负 载的电流基本不变。
11
Ii
Ib b
c
Ic
Io
＋
Rs
Ii Ib b
c
Ic Io
＋
Rs
RB1 RB2
＋ Ui
rbeβI b rce
＋
RC RL
Uo
－－ Ri
－
e
Ro
18
RB1RC
UCC ＋ C2
C1＋
＋
Rs ＋ ＋ Ui Us －－
RB2
RL Uo CE＋
RE
－
解 按估算法计算Q点：
UB

RB RB1
2
RB
2
UCC

25 75 25
12
3V
c
＋
Rs
RB1 RB2
＋ Ui
r be βI b
rce
－－
Ri
e
Ic
Io
＋
RC RL
Uo
－
Ro
(b)交流等效电路
图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路 3
分析各性能指标。主要包括以下性能指标：
1.电压放大倍数
Au
Uo Ui
无量纲参数
Ui Ibrbe
Uo Ic (RC RL ) Ib (RC RL )
共集电极放大器虽然没有电压放大，但Ai>>1，
所以仍有较大的功率增益。
30
3.输入电阻Ri Ii
＋
Ib b
Ic c
Rs
＋ Ui Us
－ －
RB2 RB1
rbe e
Ie
RE
βIb Io RL
Ri
Ri ′
Ro
(b)交流等效电路
图2.6.1 共集电极放大器及交流等效电路
31
Ri rbe (1 )RL Ri RB1 RB2 Ri
RE
＋ RC RL Uo
－
Ri

Ui Ib
rbe
(1 )RE
Ri=RB1‖RB2‖R′
RO

Uo Io
US 0

Rc
16
例2.5.3 下图电路中，若RB1=75kΩ，RB2=25kΩ, RC=RL=2kΩ,RE=1kΩ,UCC=12V，晶体管采用 3DG6管，β=80, r bb′=100Ω,Rs=0.6kΩ,试求直流工 作点ICQ、UCEQ及Au,Ri,Ro和Aus等项指标。
图2.6.1 共集电极放大器及交流等效电路
33
Ib
rbe
Ie Io′
Io
Rs
RB2
RB1
βI b
Ro′ RE
Ro
＋
Uo －
图2.6.2 求共集放大器Ro的等效电路
34
Ib rbe
Ie Io′
Ro

Uo Ib
Us 0 RE
Ro
Io
Rs
RB2
RB1
βI b
Baidu Nhomakorabea
Ro′ RE
Ro
＋
Uo －
Ro'