共射极放大器的交流等效电路分析法

I b
b
c
I c
I o ＋
r
be βI
b e
r ce
R C R L
U o －
4.输出电阻 o 输出电阻R 输出电阻
根据戴维南定理，可得： 根据戴维南定理，可得：
R o
定义：从放大器输出端看进去的电阻。 定义：从放大器输出端看进去的电阻。
Uo Ro = = RC I o U S = 0或I S = 0
19
Ii Rs ＋ － ＋ RB1 RB2 Ui － Ri
Ib
b
c
Ic
Io ＋
r be βI b rce e
RC RL Ro
Uo －
计算A 计算 u:
′ Uo βRL Au = =− Ui rbe
26 26 式中：rbe = rbb′ + β = 100 + 80 = 1kΩ I CQ 2.3 ′ RL = RC RL = 2 2 = 1kΩ
在图2―36(b)中 ， 当忽略 B1 、 RB2 的分流作用 中 当忽略R 在图 而流过R 的输出电流I 时，则Ib=Ii，而流过 L的输出电流 o为
RE RE Io = −Ie = −(1 + β ) I b RE + RL RE + RL
29
Ii ＋ Rs ＋ Us － Ui RB1 － Ri
21
Uo Ri 1 Aus = = Au = × (−80) = −50 U s Rs + Ri 0.6 + 1
RB1RC C1 ＋ ＋ Rs ＋ Us － － Ui RB2 RE2
UCC C2 ＋ ＋ RE1
RL
Uo
CE ＋ －
在上例中， 变为两个电阻R 例2.5.4 在上例中，将RE变为两个电阻 E1和RE2串 而旁通电容C 联 ， 且 RE1=100 ,RE2=900 ， 而旁通电容 E 接在 RE2两端，其它条件不变，试求此时的交流指标。 两端，其它条件不变，试求此时的交流指标 交流指标。
Uo 1.电压放大倍数 Au = U 电压放大倍数 i
无量纲参数
U i = I b rbe U o = − I c ( RC RL ) = − βI b ( RC RL )
β ( RC RL ) ′ Uo β RL Au = =− =− Ui rbe rbe
输出、 输出、输入电压反相
26(mV ) rbe = rbb′ + (1 + β )re = rbb′ + β (Ω ) I CQ (mV ) ′ RL = RC RL
Ui Ri′ = = rbe + (1 + β ) RE Ib
Ri=RB1‖RB2‖R′
Uo RO = Io = Rc
U S =0
16
下图电路中， 例2.5.3 下图电路中，若RB1=75k ，RB2=25k , RC=RL=2k ,RE=1k ,UCC=12V，晶体管采用 ， 3DG6管，β=80, r bb′=100 ,Rs=0.6k ,试求直流工 管 试求直流工 作点I 等项指标。 作点 CQ、UCEQ及Au,Ri,Ro和Aus等项指标。
4
关于电压放大倍数A 关于电压放大倍数 u的讨论
当忽略r 当忽略 bb’时， Au = − 由于
′ β RL rbe
′ RL ′ = − g m RL = − I CQ 26(mV )
1.与β 无关，而与I CQ 成正比；
′ 2.与RL 成正比。
3.可取分贝（dB）为单位。即： 可取分贝（ ）为单位。 可取分贝
Ro是一个表征放大器带负载能力的参数。 是一个表征放大器带负载能力的参数。
10
对于电压输出。 越小， 对于电压输出。Ro越小，带负载能力 电压输出 越强， 越强，即负载变化时放大器输出给负载的 电压基本不变。 电压基本不变。 对于电流输出。 越大， 对于电流输出。Ro越大，带负载能 电流输出 力越强， 力越强，即负载变化时放大器输出给负 载的电流基本不变。 载的电流基本不变。
23
＋ Rs ＋ Us － － Ui R b2
Ib R b1
rbe
＋ βI b RC RE 1 R L Uo －
′ Uo β RL 80 × 1 Au = =− =− = − 8 .8 Ui rbe + (1 + β ) R E 1 1 + 81 × 0 .1 Ri = R B1 R B 2 [ rbe + (1 + β ) R E 1 ] = 75 25 [1 + 81 × 0 .1] = 6 kΩ R o = RC = 2 k Ω Uo Ri 6 Aus = = Au = × ( − 8 .8) = − 8 U s R s + Ri 0 .6 + 6
Uo (dB ) Au = 20 lg Ui
5
2.电流放大倍数 电流放大倍数
Ii Rs ＋ － ＋ R RB1 B2 Ui － Ri e Ro r be rce βI b Ib b c Ic Io ＋ RC RL Uo －
(b)交流等效电路 交流等效电路 图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路
Ii Rs ＋ － ＋ RB1 RB2 Ui － Ri e Ro
18
Ib
b
c
Ic
Io ＋
r be βI b rce
RC RL
Uo －
RB1RC Rs ＋ ＋ Ui Us － － C1 ＋
U CC ＋ C2 ＋
R B2 CE ＋ RE
RL
Uo －
解 按估算法计算 点： 按估算法计算Q点 RB 2 25 UB = U CC = × 12 = 3V RB1 + RB 2 75 + 25 U B − U BEQ 3 − 0.7 I CQ ≈ I EQ = = = 2.3mA RE 1 U CEQ = U CC − I CQ ( RC + RE ) = 12 − 2.3 × (2 + 1) = 5.1V
6
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Io 2.电流放大倍数 Ai = 电流放大倍数 Ii
无量纲参数
RC RC Io = Ic = β Ib RC + RL RC + RL RB + rbe Ii = Ib RB Io RC RB Ai = = β ⋅ Ii RB + rbe RC + RL
可取分贝（ ）为单位。 可取分贝（dB）为单位。 可见，共射极放大器既有电压放大， 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。 放大，因而具有极大的功率增益。
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 确定放大器交流通路、
计算放大器的各项交流指标
1
UCC R RB1 C C1 ＋ Rs ＋ Us － － ＋ RL Ui RB2 RE CE ＋ － Uo ＋ C2 ＋
(a)电路 电路 图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路
(a)电路 电路
26
Ii ＋ Rs ＋ Us － － Ri Ui RB1
Ib b rbe e RB2 Ie RE Ri ′ c
Ic
βI b Io RL Ro
(b)交流等效电路 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 u 电压放大倍数A 电压放大倍数
′ U o = I e ( RE RL ) = (1 + β ) I b RL ′ U i = I b rbe + U o = I b rbe + (1 + β ) I b RL
Ib R b1
rbe
＋ βI b RC RE R L Uo －
图2.5.12 发射极接电阻时的交流等效电路
U i = I b rbe + (1 + β ) I b R E ′ U o = − β I b RL
14
＋ Rs ＋ Us － － Ui R b2
Ib R b1
rbe
＋ βI b RC RE R L Uo －
′ ′ Uo g m RL β RL Au = =− ≈− Ui rbe + (1 + β ) RE 1 + g m RE
′ RL Au ≈ − RE
(当(1 + β ) RE >> rbe时）
15
＋ Rs ＋ Us － － Ui R b2
Ib R b1
rbe
＋ βI b RC RE R L Uo －
24
可见， 的接入，使得A 减小了约10倍 可见，RE1的接入，使得 u减小了约 倍。但 由于输入电阻增大，因而A 是 ， 由于输入电阻增大 ， 因而 us 与 Au 的差异明 显减小了。 显减小了。
25
2.6 共集电极放大器
UCC RB1 C1 Rs ＋ Us － ＋ Ui － RB2 RE RL ＋ C2 Uo
22
由于R 所以Q点不变 点不变。 解 由于 E=RE1+RE2=1k ，所以 点不变。对 于交流通路，现在射极通过RE1接地。交流等效 于交流通路，现在射极通过 接地。 电路为： 电路为：
＋ Rs ＋ Us － － Ui R b2 ＋ βI b RC RE 1 R L Uo －
Ib R b1
rbe
7
输入电阻R 输出电阻R 输入电阻 i 输出电阻 o
Ii Rs ＋ － ＋ RB2 RB1 Ui － Ri e Ro r be rce βI b Ib b c Ic Io ＋ RC RL Uo －
(b)交流等效电路 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
Ui 定义：从放大器输入端看进去的电阻， 定义：从放大器输入端看进去的电阻，即：Ri = Ii
11
I i ＋ R s ＋ － R B1 U i － R i R B2
I b
b
c
I c
I o ＋
r
be βI
b e
r ce
R C R L
U o －
5. 源电压放大倍数 us 源电压放大倍数A
R o
Uo Ui Uo Ri Aus = = ⋅ = Au U s U s U i Rs + Ri
Aus ≤ Au
20
Ii Rs ＋ － ＋ RB1 RB2 Ui － Ri
Ib
b
c
Ic
Io ＋
r be βI b rce e
RC RL Ro
Uo －
′ 将rbe，RL的阻值代入上式，得
80 × 1 Au = − = −80 1 Ri = RB1 RB 2 rbe = 75 15 1 ≈ 1kΩ
Ro = RC = 2kΩ
若Ri>>Rs ，则： us A
≈ Au
12
6.发射极接有电阻 E时的情况 发射极接有电阻R 发射极接有电阻
UCC RB1 C1 ＋ Rs ＋ Us － － ＋ RL Ui RB2 RE － CE ＋ Uo RC ＋ C2 ＋
(a)电路 电路 图2.5.11 共射极放大器及其交流等效电路
13
＋ Rs ＋ Us － － Ui R b2
2
1.电压放大倍数 电压放大倍数
Ii Rs ＋ － ＋ RB2 RB1 Ui － Ri e Ro r be r βI b ce Ib b c Ic Io ＋ RC RL Uo －
(b)交流等效电路 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： 分析各性能指标。主要包括以下性能指标：
RB1RC C1 ＋ Rs ＋ Us － ＋ RL Ui － RB2 RE CE ＋ Uo － UCC ＋ C2 ＋
17
RB1=75k ，RB2=25k , RC=RL=2k ,RE=1k , UCC=12V，β=80, r bb′=100 ,Rs=0.6k ,试求直流 ， 试求直流 工作点I 等项指标。 工作点 CQ、UCEQ及Au,Ri,Ro和Aus等项指标。
Ib
b rbe e
c
Ic βIb Io
RB2
Ie RE
RL Ro
Ri ′
由此可得
Io RE Ai = = −(1 + β ) Ii RE + RL 共集电极放大器虽然没有电压放大， 共集电极放大器虽然没有电压放大 ， 但 Ai>>1， ，
＋ R ＋ s ＋ U s － － U i R i － A R ＋ o R U uo i U L o
3.输入电阻 i 输入电阻R 输入电阻
－
Ui Ri = = RB1 RB 2 rbe ≈ rbe Ii
Ri表征放大器从信号源获得信号的能力。 表征放大器从信号源获得信号的能力。
9
I i ＋ R s ＋ － R B1 U i － R i R B2
因而
′ Uo (1 + β ) RL Au = = ′ U i rbe + (1 + β ) RL
式中： 式中：
′ RL = RE RL
Au<1，且接近 ，而且 o与Ui同相。所以也称为射 同相。 ，且接近1，而且U 极跟随器。 极跟随器。
28
2.电流放大倍数 i 电流放大倍数A 电流放大倍数
Ii ＋ Rs ＋ Us － Ui RB1 － Ri Ri ′ Ro RB2 rbe e Ie RE βIb Io RL Ib b c Ic