第11讲 三种组态放大电路与组合放大电路
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——共集电极放大电路 信号由发射极输入，集电极输出
——共基极电路
4.5.1 共集电极放大电路
1.静态分析
由 VCC IBQRb VBEQ IEQ Re IEQ (1 β )IBQ
得
IBQ
VCC VBEQ Rb (1 β)Re
ICQ β IBQ
VCEQ VCC IEQ Re VCC ICQ Re
vi / ii vi
Re
||
rbe 1 β
vi Re
(1
β)
vi rbe
输入电阻小
③ 输出电阻
Ro Rc
与共射极放大电路的输出电阻 相同
例4.5.2 电路如图所示，已知VCC=15V,
Rc=2.1kΩ, Re=2.9kΩ, Rb1=Rb2=60kΩ, β=100, VBEQ=0.7V。各电容对交流信号 可视为短路。求该电路的静态工作点Q、
(1 )RL rbe (1 )RL
1
体现？
一般 (1 )RL' rbe
则电压增益接近于1， 即 Av 1 。 vo与vi同相
射极电压跟随器
4.5.1 共集电极放大电路
2.动态分析 ③输入电阻
Ri
vi ii
vi
vi vi
Rb rbe (1 β)R'L
Rb || [rbe (1 β)R'L ]
属于什么组态。
+
解：由直流通路可以求得：
vs
-
VCC IBQ Rb VBEQ (1 )IBQ RE
IBQ 46A
ICQ I BQ 2.30mA
VECQ VCEQ 12 ICQ ( Rc Re )
6.94V
rbe
200
(1
)
26(m V ) IEQ (mA)
776
Cb1 + + vi -
◆ 输出电阻小，带负载能力强（用作多级放大电路的输出级）
◆ 同时利用输入电阻高输出电阻低的特点，作为多级放大电路的中间
级，以隔离前后级之间的相互影响，在电路中起阻抗变换的作用，这时 可称其为缓冲级。
例4.5.1
电路如图所示，已知BJT的β=50,
VBEQ=－0.7V,求该电路的静态工 Rs
作点Q、Av、Ri、Ro，并说明它 1kΩ
vo vi
1 βR'L rbe 1 β R'L
式中
≈12 rbe＝rbe1＋(1＋1)rbe2
RL＝Re||RL
Ri＝Rb||[rbe＋(1＋)RL]
Ro
Re
||
Rs
|| Rb 1
rbe
由于采用复合管，β比单管更大，使共 集－共集放大电路比单管共集电极放大 电路的电压跟随特性更好，即Ａｖ更接 近于1，输入电阻更高，输出电阻更小。
+ vi
解：画出小信号模型
vs -
-
Av
vo vi
ib (1 β)RL ib[rbe (1 β)RL ]
(1 )RL 0.98 rbe (1 )RL
Ri Rb || [rbe (1 β)R'L ] 31.57k
Rb 200k Ω
Rc 1k Ω
-VCC
-12V
T Cb2+
Re 1.2k Ω
输出回路： vo βib R'L
电压增益：
Av
vo vi
βR'L rbe
小信号等效电路
RL Rc // RL 电流跟随
4.5.2 共基极放大电路
2.动态指标
② 输入电阻
ii iRe ie iRe (1 β )ib iRe vi / Re ib vi / rbe
小信号等效电路
Ri
输入电阻较高
而且和负载电阻RL或后一级放 大电路的输入电阻的大小有关。
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 ie iRe
vt ib (rbe Rs)
vt iRe Re
其中 Rs Rs // Rb
则输出电阻
Ro
vt it
Re //
Rs rbe 1 β
当
Re
1. 复合管的主要特性 (2) 复合管的主要参数
rbe＝rbe1
NPN与PNP型BJT组成的复合管
PNP与NPN型BJT组成的复合管
复合管具有很高的电流放大系数，再者，若用同类型的BJT构成复合管时， 其输入电阻会增加。
4.6.2 共集—共集放大电路
2. 共集共集放大电路的Av、 Ri 、Ro
Av
4.6.2 共集—共集放大电路
1. 复合管的主要特性 (2) 复合管的主要参数
iC iC1 iC 2 1iB 2 (1 1)iB 1 2(1 1) 1 2 12
12
PNP
PNP
PNP
两只NPN型BJT组成的复合管
rbe＝rbe1＋(1＋1)rbe2
4.6.2 共集—共集放大电路
+
RL 1.8k Ω
vo
_
Rc
Ro
Re
//
Rs rbe 1 β
34
思考：Rc的作用是什么？
例4.5.1
电路如图所示，已知BJT的β=50,
VBEQ=－0.7V,求该电路的静态工 Rs
作点Q、Av、Ri、Ro，并说明它 1kΩ
属于什么组态。
+
解：共集电极组态
vs
-
Rc的作用：
电阻Rc的阻值较小，主要 Rb 是为了防止调试时不慎将
(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 (1) 复合管的组成及类型
复合管的组成原则是：①同一种导电类型（NPN或PNP）的BJT 构成复合管时，应将前一只管子的发射极连接至后一个管子的 基极；不同导电类型（NPN与PNP）的BJT构成复合管时，应将 前一只管子的集电极连接至后一个管子的基极，以实现两次电 流放大作用。 ②必须保证两只管子都工作在放大状态。 两管复合后可等效为一只BJT，其导电类型与前一只管子相同。
β1( Rc2 || rbe1
RL )
输入电阻
vi Ri＝
i ＝Rb||rbe1＝Rb1||Rb2||rbe1
i
输出电阻
优点是高频特性好，具有较宽的频带。
Ro Rc2
输入电阻等于第一级放大电路的输入 电阻，输出电阻等于最后一级的输出 电阻，结论可推广至多级放大电路。
4.6.2 共集—共集放大电路
(a) 原理图
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
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：
vi ibrbe ib (1 β)RL
其中 RL Re // RL
输出回路： vo ib (1 β)RL
电压增益：
思考：放大作用如何
Av
vo vi
ib (1 β)RL ib[rbe (1 β)RL ]
Re短路，造成电源电压全
部加到BJT的集电极与发 射极之间，使集电结和发
IBQ
射结过载被烧坏而接入的，
是限流电阻。
Re
Cb1 + +
vi -
Rb 200k Ω
Rc 1k Ω
-VCC
-12V
T Cb2+
Re 1.2k Ω
+
RL 1.8k Ω
vo
_
-VCC
ICQ
Rb
C
Rc
ICQ
IBQ
IEQ
Re
IEQ
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
VB Q
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
ICQ
IEQ
VBQ
VB EQ Re
VCEQ VCC ICQRc IEQ Re VCC ICQ(Rc Re )
IBQ
ICQ β
4.5.2 共基极放大电路
2.动态指标
交流通路
①电压增益 输入回路： vi ibrbe
•
β2(Rc2 || rbe2
RL )
β2 1
Av
β1( Rc2 || rbe1
RL )
RL
rbe2 1 β2
共射－共基组合放大电路总的电 压增益与单管共射极放大电路电压增 益接近。
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
Av
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。
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 信号由基极输入，发射极输出
Av
vo vi
βR'L rbe
51.32
Ri
Re
|| rbe 1 β
13
Ro Rc 2.1k
P191 4.5.1
4.5.3 放大电路三种组态的比较
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
串接放大电路
共射－共基放大电路
交流通路
4.6.1 共射—共基放大电路
电压增益
Av
vo vi
vo1 vi
•
vo vo1
Av1 • Av2
其中
Av1
β1 RL rbe1
β1rbe2 rbe1(1 β2 )
Av 2
β2 R'L2 rbe2
β2 ( Rc2 || RL ) rbe2
所以 因为 因此
Av
β1rbe2 (1 β2 )rbe1
Av、Ri、Ro。
解：VBQ
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
60 60 60
15
7.5V
ICQ
I EQ
VBQ
VBEQ Re
7.5 0.7 2.9
VCEQ VCC ICQ ( Rc Re ) 3.3V
小信号等效电路
2.34mA
I BQ
I CQ β
2.34 mA 100
23.4A
26 rbe 200 (1 100) 2.35 1.32k
4.6.2 共集—共集放大电路
由于T1、T2管的工作电流不同，即有Ic2>>Ic1，T1管的工 作电流小，因而β1的值较低，为了克服这一缺点，可在 T1管的射极与共同端之间加接一只数十千欧以上的电阻 Re1，以调整T1管的静态工作点Ｑ，改善其性能，在集成 电路中常用电流源代替电阻Re1 。
作业
P191 4.5.2 4.5.3
Rb
Rb 200k Ω
Rc 1k Ω
-VCC
-12V
T Cb2+
Re 1.2k Ω
+
RL 1.8k Ω
vo
_
-VCC
Rc
ICQ
IBQ
Re
IEQ
例4.5.1
电路如图所示，已知BJT的β=50,
Cb1 +
VBEQ=－0.7V,求该电路的静态工 Rs 作点Q、Av、Ri、Ro，并说明它 1kΩ
+
属于什么组态。
Rs rbe
1
，
1
时，
Ro
Rs rbe
输出电阻很小，并且与信号源内阻或前一级放大电路的输出 电阻有关。
4.5.1 共集电极放大电路
Av 1 。
Ri Rb //[rbe (1 β)RL ]
Ro
Re
//
Rs 1
rbe β
共集电极电路特点：
◆ 电压增益小于1但接近于1，vo与vi同相 ◆ 输入电阻大，对电压信号源衰减小（用作多级放大电路的输入级）
——共基极电路
4.5.1 共集电极放大电路
1.静态分析
由 VCC IBQRb VBEQ IEQ Re IEQ (1 β )IBQ
得
IBQ
VCC VBEQ Rb (1 β)Re
ICQ β IBQ
VCEQ VCC IEQ Re VCC ICQ Re
vi / ii vi
Re
||
rbe 1 β
vi Re
(1
β)
vi rbe
输入电阻小
③ 输出电阻
Ro Rc
与共射极放大电路的输出电阻 相同
例4.5.2 电路如图所示，已知VCC=15V,
Rc=2.1kΩ, Re=2.9kΩ, Rb1=Rb2=60kΩ, β=100, VBEQ=0.7V。各电容对交流信号 可视为短路。求该电路的静态工作点Q、
(1 )RL rbe (1 )RL
1
体现？
一般 (1 )RL' rbe
则电压增益接近于1， 即 Av 1 。 vo与vi同相
射极电压跟随器
4.5.1 共集电极放大电路
2.动态分析 ③输入电阻
Ri
vi ii
vi
vi vi
Rb rbe (1 β)R'L
Rb || [rbe (1 β)R'L ]
属于什么组态。
+
解：由直流通路可以求得：
vs
-
VCC IBQ Rb VBEQ (1 )IBQ RE
IBQ 46A
ICQ I BQ 2.30mA
VECQ VCEQ 12 ICQ ( Rc Re )
6.94V
rbe
200
(1
)
26(m V ) IEQ (mA)
776
Cb1 + + vi -
◆ 输出电阻小，带负载能力强（用作多级放大电路的输出级）
◆ 同时利用输入电阻高输出电阻低的特点，作为多级放大电路的中间
级，以隔离前后级之间的相互影响，在电路中起阻抗变换的作用，这时 可称其为缓冲级。
例4.5.1
电路如图所示，已知BJT的β=50,
VBEQ=－0.7V,求该电路的静态工 Rs
作点Q、Av、Ri、Ro，并说明它 1kΩ
vo vi
1 βR'L rbe 1 β R'L
式中
≈12 rbe＝rbe1＋(1＋1)rbe2
RL＝Re||RL
Ri＝Rb||[rbe＋(1＋)RL]
Ro
Re
||
Rs
|| Rb 1
rbe
由于采用复合管，β比单管更大，使共 集－共集放大电路比单管共集电极放大 电路的电压跟随特性更好，即Ａｖ更接 近于1，输入电阻更高，输出电阻更小。
+ vi
解：画出小信号模型
vs -
-
Av
vo vi
ib (1 β)RL ib[rbe (1 β)RL ]
(1 )RL 0.98 rbe (1 )RL
Ri Rb || [rbe (1 β)R'L ] 31.57k
Rb 200k Ω
Rc 1k Ω
-VCC
-12V
T Cb2+
Re 1.2k Ω
输出回路： vo βib R'L
电压增益：
Av
vo vi
βR'L rbe
小信号等效电路
RL Rc // RL 电流跟随
4.5.2 共基极放大电路
2.动态指标
② 输入电阻
ii iRe ie iRe (1 β )ib iRe vi / Re ib vi / rbe
小信号等效电路
Ri
输入电阻较高
而且和负载电阻RL或后一级放 大电路的输入电阻的大小有关。
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 ie iRe
vt ib (rbe Rs)
vt iRe Re
其中 Rs Rs // Rb
则输出电阻
Ro
vt it
Re //
Rs rbe 1 β
当
Re
1. 复合管的主要特性 (2) 复合管的主要参数
rbe＝rbe1
NPN与PNP型BJT组成的复合管
PNP与NPN型BJT组成的复合管
复合管具有很高的电流放大系数，再者，若用同类型的BJT构成复合管时， 其输入电阻会增加。
4.6.2 共集—共集放大电路
2. 共集共集放大电路的Av、 Ri 、Ro
Av
4.6.2 共集—共集放大电路
1. 复合管的主要特性 (2) 复合管的主要参数
iC iC1 iC 2 1iB 2 (1 1)iB 1 2(1 1) 1 2 12
12
PNP
PNP
PNP
两只NPN型BJT组成的复合管
rbe＝rbe1＋(1＋1)rbe2
4.6.2 共集—共集放大电路
+
RL 1.8k Ω
vo
_
Rc
Ro
Re
//
Rs rbe 1 β
34
思考：Rc的作用是什么？
例4.5.1
电路如图所示，已知BJT的β=50,
VBEQ=－0.7V,求该电路的静态工 Rs
作点Q、Av、Ri、Ro，并说明它 1kΩ
属于什么组态。
+
解：共集电极组态
vs
-
Rc的作用：
电阻Rc的阻值较小，主要 Rb 是为了防止调试时不慎将
(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 (1) 复合管的组成及类型
复合管的组成原则是：①同一种导电类型（NPN或PNP）的BJT 构成复合管时，应将前一只管子的发射极连接至后一个管子的 基极；不同导电类型（NPN与PNP）的BJT构成复合管时，应将 前一只管子的集电极连接至后一个管子的基极，以实现两次电 流放大作用。 ②必须保证两只管子都工作在放大状态。 两管复合后可等效为一只BJT，其导电类型与前一只管子相同。
β1( Rc2 || rbe1
RL )
输入电阻
vi Ri＝
i ＝Rb||rbe1＝Rb1||Rb2||rbe1
i
输出电阻
优点是高频特性好，具有较宽的频带。
Ro Rc2
输入电阻等于第一级放大电路的输入 电阻，输出电阻等于最后一级的输出 电阻，结论可推广至多级放大电路。
4.6.2 共集—共集放大电路
(a) 原理图
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
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：
vi ibrbe ib (1 β)RL
其中 RL Re // RL
输出回路： vo ib (1 β)RL
电压增益：
思考：放大作用如何
Av
vo vi
ib (1 β)RL ib[rbe (1 β)RL ]
Re短路，造成电源电压全
部加到BJT的集电极与发 射极之间，使集电结和发
IBQ
射结过载被烧坏而接入的，
是限流电阻。
Re
Cb1 + +
vi -
Rb 200k Ω
Rc 1k Ω
-VCC
-12V
T Cb2+
Re 1.2k Ω
+
RL 1.8k Ω
vo
_
-VCC
ICQ
Rb
C
Rc
ICQ
IBQ
IEQ
Re
IEQ
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
VB Q
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
ICQ
IEQ
VBQ
VB EQ Re
VCEQ VCC ICQRc IEQ Re VCC ICQ(Rc Re )
IBQ
ICQ β
4.5.2 共基极放大电路
2.动态指标
交流通路
①电压增益 输入回路： vi ibrbe
•
β2(Rc2 || rbe2
RL )
β2 1
Av
β1( Rc2 || rbe1
RL )
RL
rbe2 1 β2
共射－共基组合放大电路总的电 压增益与单管共射极放大电路电压增 益接近。
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
Av
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。
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 信号由基极输入，发射极输出
Av
vo vi
βR'L rbe
51.32
Ri
Re
|| rbe 1 β
13
Ro Rc 2.1k
P191 4.5.1
4.5.3 放大电路三种组态的比较
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
串接放大电路
共射－共基放大电路
交流通路
4.6.1 共射—共基放大电路
电压增益
Av
vo vi
vo1 vi
•
vo vo1
Av1 • Av2
其中
Av1
β1 RL rbe1
β1rbe2 rbe1(1 β2 )
Av 2
β2 R'L2 rbe2
β2 ( Rc2 || RL ) rbe2
所以 因为 因此
Av
β1rbe2 (1 β2 )rbe1
Av、Ri、Ro。
解：VBQ
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
60 60 60
15
7.5V
ICQ
I EQ
VBQ
VBEQ Re
7.5 0.7 2.9
VCEQ VCC ICQ ( Rc Re ) 3.3V
小信号等效电路
2.34mA
I BQ
I CQ β
2.34 mA 100
23.4A
26 rbe 200 (1 100) 2.35 1.32k
4.6.2 共集—共集放大电路
由于T1、T2管的工作电流不同，即有Ic2>>Ic1，T1管的工 作电流小，因而β1的值较低，为了克服这一缺点，可在 T1管的射极与共同端之间加接一只数十千欧以上的电阻 Re1，以调整T1管的静态工作点Ｑ，改善其性能，在集成 电路中常用电流源代替电阻Re1 。
作业
P191 4.5.2 4.5.3
Rb
Rb 200k Ω
Rc 1k Ω
-VCC
-12V
T Cb2+
Re 1.2k Ω
+
RL 1.8k Ω
vo
_
-VCC
Rc
ICQ
IBQ
Re
IEQ
例4.5.1
电路如图所示，已知BJT的β=50,
Cb1 +
VBEQ=－0.7V,求该电路的静态工 Rs 作点Q、Av、Ri、Ro，并说明它 1kΩ
+
属于什么组态。
Rs rbe
1
，
1
时，
Ro
Rs rbe
输出电阻很小，并且与信号源内阻或前一级放大电路的输出 电阻有关。
4.5.1 共集电极放大电路
Av 1 。
Ri Rb //[rbe (1 β)RL ]
Ro
Re
//
Rs 1
rbe β
共集电极电路特点：
◆ 电压增益小于1但接近于1，vo与vi同相 ◆ 输入电阻大，对电压信号源衰减小（用作多级放大电路的输入级）