共集電極放大電路和共基電極放大電路

1、1,,4.5 共集電極放大電路和共基極放大電路 p140,4.5.1 共集電極放大電路,4.5.2 共基極放大電路,4.5.3 放大電路三種組態(tài)的比較,2,4.5.1 共集電極放大電路,,,1.靜態(tài)分析,共集電極電路結(jié)構(gòu)如圖示,該電路也稱(chēng)為射極輸出器,得,直流通路,3,,①小信號(hào)等效電路,4.5.1 共集電極放大電路,,2.動(dòng)態(tài)分析,交流通路,小信號(hào)等效電路,4,,4.5.1 共集電極放大電路,,2.動(dòng)態(tài)分析,,②電壓增

2、益,輸出回路：,輸入回路：,電壓增益：,,其中,一般,，則電壓增益接近于1，,電壓跟隨器,&1,5,4.5.1 共集電極放大電路,,2.動(dòng)態(tài)分析,③輸入電阻,此時(shí)輸入電阻,對(duì)比：共射極基本放大電路輸入電阻:,,,：輸入電阻大，且與負(fù)載有關(guān),6,共集電極電路 直流通路 交流通路,共射極電路,7,④輸出電阻,由電路列出方程,,其中,則輸出電阻,,時(shí)，,輸出電阻小,4.5.1

3、共集電極放大電路,,2.動(dòng)態(tài)分析,,8,,,4.5.1 共集電極放大電路,,,應(yīng)用: 1）作多極放大電路的輸入級(jí); 2）作多級(jí)大電路的輸出級(jí); 3）作多級(jí)放大電路的緩沖級(jí).,9,10,11,12,13,14,15,16,4.5.2 共基極放大電路,,1.靜態(tài)工作點(diǎn),直流通路與射極偏置電路相同,直流通路,17,2.動(dòng)態(tài)指標(biāo),①電壓增益,輸出回路：,輸入回路：,交流通路,小信號(hào)等效電路,電壓增益：,18,② 輸入電阻,③ 輸出電阻,

4、2.動(dòng)態(tài)指標(biāo),小信號(hào)等效電路,,19,20,4.5.3 放大電路三種組態(tài)的比較,,1.三種組態(tài)的判別,以輸入、輸出信號(hào)的位置為判斷依據(jù)： 信號(hào)由基極輸入，集電極輸出——共射極放大電路 信號(hào)由基極輸入，發(fā)射極輸出——共集電極放大電路 信號(hào)由發(fā)射極輸入，集電極輸出——共基極電路,21,22,23,24,25,26,2.三種組態(tài)的比較,27,3.三種組態(tài)的特點(diǎn)及用途,共射極放大電路： 電壓和電流增益都大于1，

5、輸入電阻在三種組態(tài)中居中，輸出電阻與集電極電阻有很大關(guān)系。適用于低頻情況下，作多級(jí)放大電路的中間級(jí)。共集電極放大電路： 只有電流放大作用，沒(méi)有電壓放大，有電壓跟隨作用。在三種組態(tài)中，輸入電阻最高，輸出電阻最小，頻率特性好。可用于輸入級(jí)、輸出級(jí)或緩沖級(jí)。共基極放大電路： 只有電壓放大作用，沒(méi)有電流放大，有電流跟隨作用，輸入電阻小，輸出電阻與集電極電阻有關(guān)。高頻特性較好，常用于高頻或?qū)掝l帶低輸入阻抗的場(chǎng)合，模擬集成電路中

6、亦兼有電位移動(dòng)的功能。,4.5.3 放大電路三種組態(tài)的比較,,end,28,,4.6 組合放大電路,4.6.1 共射—共基放大電路,4.6.2 共集—共集放大電路,29,4.6.1 共射—共基放大電路,,,30,電壓增益：,,回顧：,基極分壓式射極偏置電路,31,交流通路,回顧：,共基極放大電路,32,4.6.1 共射—共基放大電路,,其中,所以,因?yàn)?因此,組合放大電路總的電壓增益等于組成它的各級(jí)單管放大電路電壓增益的乘積

7、。前一級(jí)的輸出電壓是后一級(jí)的輸入電壓，后一級(jí)的輸入電阻是前一級(jí)的負(fù)載電阻RL。,電壓增益,&2,33,4.6.1 共射—共基放大電路,,輸入電阻,輸出電阻,Ro ?Rc2,34,,,T1、T2構(gòu)成復(fù)合管，可等效為一個(gè)NPN管,(a) 原理圖 (b)交流通路,4.6.2 共集—共集放大電路,,35,4.6.2 共集—共集放大電路,,1. 復(fù)合管的主要特性,36,37,4.6.2 共集—共集放

8、大電路,,2. 共集?共集放大電路的Av、 Ri 、Ro,式中 ?≈?1?2 rbe＝rbe1＋(1＋?1)rbe2 R?L＝Re||RL,Ri＝Rb||[rbe＋(1＋?)R?L],38,,4.7 放大電路的頻率響應(yīng) p154,4.7.1 單時(shí)間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng),4.7.2 BJT的高頻小信號(hào)模型及頻率參數(shù),4.7.3 單級(jí)共射極放大電路的頻率響應(yīng),4.7.4 單級(jí)共集電極和共基極放大電路的高

9、頻響應(yīng),4.7.5 多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng),研究放大電路的動(dòng)態(tài)指標(biāo)（主要是增益）隨信號(hào)頻率變化時(shí)的響應(yīng)。,39,4.7.1 單時(shí)間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng),,,,1. RC低通電路的頻率響應(yīng),（電路理論中的穩(wěn)態(tài)分析）,RC電路的電壓增益（傳遞函數(shù)）：,則,令：,其中,電壓增益的幅值（模）,,（幅頻響應(yīng)）,電壓增益的相角,,（相頻響應(yīng)）,①增益頻率函數(shù),RC低通電路,&1,40,最大誤差 -3dB,②頻率響應(yīng)曲線描述,,1. R

10、C低通電路的頻率響應(yīng),&1,&2,&3,&4,41,RC高通電路,,2. RC高通電路的頻率響應(yīng),RC電路的電壓增益：,輸出超前輸入(ΨL>0),42,BJT的高頻小信號(hào)模型,4.7.2 BJT的高頻小信號(hào)模型及頻率參數(shù) p159,,1. BJT的高頻小信號(hào)模型,①物理模型的引出,rb‘e---發(fā)射結(jié)電阻re折算到基極回路的電阻,rbb‘ ---基區(qū)的體電阻(幾十~幾百Ω) ，

11、 b'是假想的基區(qū)內(nèi)的一個(gè)點(diǎn),&1,43,②簡(jiǎn)化模型,混合?型高頻小信號(hào)模型,1. BJT的高頻小信號(hào)模型,,互導(dǎo),&1,&2,&3,圖4. 7. 6b,圖4. 7. 6a,44,2. BJT高頻小信號(hào)模型中元件參數(shù)值的獲得,,低頻時(shí)，混合?模型與H參數(shù)模型等價(jià),45,又因?yàn)?,所以,,2. BJT高頻小信號(hào)模型中元件參數(shù)值的獲得,,低頻時(shí)，混合?模型與H參數(shù)模型等價(jià),

12、P161,(4.7.14),46,3. BJT的頻率參數(shù) p161 &1,,由H參數(shù)可知,即,根據(jù)混合?模型得:,,低頻時(shí),所以,,&2,&3,47,,令,?的幅頻響應(yīng),—共發(fā)射極截止頻率,—特征頻率,——共基極截止頻率,3. BJT的頻率參數(shù),,?的相頻響應(yīng),&1,&2,&3,48,4.7.3 單級(jí)共射極放大電路的頻率響應(yīng),,1. 高頻響應(yīng),①?型高頻等效電路,49,4.7.3

13、 單級(jí)共射極放大電路的頻率響應(yīng),,1. 高頻響應(yīng),①?型高頻等效電路,對(duì)節(jié)點(diǎn) c 列KCL得,稱(chēng)為密勒電容,目標(biāo)：簡(jiǎn)化；斷開(kāi)輸入輸出間連接,,,50,4.7.3 單級(jí)共射極放大電路的頻率響應(yīng),,同理，在c、e之間也可以求得一個(gè)等效電容CM2，且,等效后斷開(kāi)了輸入輸出之間的聯(lián)系,1. 高頻響應(yīng),①?型高頻等效電路,51,4.7.3 單級(jí)共射極放大電路的頻率響應(yīng),,1. 高頻響應(yīng),①?型高頻等效電路,目標(biāo)：簡(jiǎn)化和變換,輸出回路的時(shí)間常數(shù)

14、遠(yuǎn)小于輸入回路時(shí)間常數(shù)，考慮高頻響應(yīng)時(shí)可以忽略CM2的影響。,52,4.7.3 單級(jí)共射極放大電路的頻率響應(yīng),,1. 高頻響應(yīng),①?型高頻等效電路,目標(biāo)：簡(jiǎn)化和變換,53,4.7.3 單級(jí)共射極放大電路的頻率響應(yīng) p167,,1. 高頻響應(yīng),②高頻響應(yīng)和上限頻率,高頻源電壓增益頻響,其中,上限頻率,,中頻增益或通帶源電壓增益,54,,1. 高頻響應(yīng),②高頻響應(yīng)和上限頻率,對(duì)RC低通電路有：,共射放大電路,兩者頻率響應(yīng)曲線變化趨勢(shì)相同

15、,幅頻響應(yīng),55,③增益-帶寬積,BJT 一旦確定，,帶寬增益的乘積基本為常數(shù)。,,1. 高頻響應(yīng),當(dāng)Rb>>Rs及 Rb>>rbe時(shí)，經(jīng)化簡(jiǎn)有,56,,例題,解：,模型參數(shù)為,低頻電壓增益為,又因?yàn)?所以上限頻率為,57,,2. 低頻響應(yīng),①低頻等效電路,58,,2. 低頻響應(yīng),①低頻等效電路,Rb=（Rb1//Rb2）遠(yuǎn)大于R’i,，Ce>>Cb2,&1,&2,&3,圖4.

16、 7. 13（c）,59,中頻(即通帶)源電壓增益,式中,則,下限頻率取決于,,2. 低頻響應(yīng) p171,②低頻響應(yīng),當(dāng),&1,60,,2. 低頻響應(yīng),②低頻響應(yīng),下限頻率取決于,當(dāng) 時(shí)，,相頻響應(yīng) ?＝－180?－arctg(－ fL1 / f) ＝－180＋arctg(fL1/f),幅頻響應(yīng),61,,2. 低頻響應(yīng),②低頻響應(yīng),包

17、含fL2的幅頻響應(yīng),62,4.7.4 單級(jí)共集電極和共基極放大電路的高頻響應(yīng) &1,,①高頻等效電路,&2,高頻小信號(hào)等效電路,1. 共基極放大電路的高頻響應(yīng),63,64,②高頻響應(yīng),特征頻率,,1. 共基極放大電路的高頻響應(yīng),,其中,由于re很小，所以,&2,&1,&3,65,4.7.4 單級(jí)共集電極和共基極放大電路的高頻響應(yīng),,2. 共集電極放大電路的上限頻率,&1,66,,1.