三極管放大電路詳述

1、 第 3 章 晶體三極管及其放大電路 例 3-2 圖所示放大電路中，圖 a 的輸出電壓取自集電極，即 uo1，為共發(fā)射極電路；輸出電壓 uo2 取自發(fā)射極，為共集電極電路。則由圖 b 所示微變等效電路可得 Rb1 20 k Rc + U CC 2k C1 + C2 + + & I b Rs + b + c & I c & I b + u o1 + + Rs 2k + u be Rb2 15 k + C3 2k U be Ui R b &e I rbe e + RL Rc U o2 U o1 us - + ui - Re uo2 - Us - + Ro1 Re Ri （b） Ro2 （a） 例3

2、-2圖 (a 原理電路圖 (b 微變等效電路 & & &R I Rc b c & = U o1 = I c Rc = A = u1 & & & & & U i I b rbe + I e Re I b rbe + (1 + I b Re rbe + (1 + Re 100 2 = 0.98 1.76 + (1 + 100 2 & &R &R I (1 + I (1 + Re e e b e & = Uo2 = A = = u2 & & & & & Ui I b rbe + I e Re I b rbe + (1 + I b Re rbe + (1 + Re = = (1 + 100 2 = 0

3、.98 1.76 + (1 + 100 2 由上兩式可以看出， u o1 = ui ， u o 2 = ui ，故此電路是將單路信號(hào)轉(zhuǎn)換成大小近似相等相位相反 的兩個(gè)信號(hào)輸出，故稱為分相電路。 輸入、輸出電阻分別為 Ri = Rb /rbe + (1 + Re = 20 / 15 /1.76 + (1 + 100 2 8.2 k 式中 Rb = Rb1 / Rb2 由集電極輸出時(shí)，輸出電阻為 Ro1 Rc = 2 k 由發(fā)射極輸出時(shí)，輸出電阻為 Ro = Re / Rs / Rb1 / Rb2 + rbe 2 / 20 /15 + 1.76 = 2 / 33 (1 + 1 + 100 R1 C

4、 b1 Rs 例 3-3 如 例 3-3 圖 所 示 放 大 電 路 ， 已 知 電 源 電 壓 U CC = +18 V ， R1 = 56 k ， R2 = 16 k ， R3 = 6 k ， Rs = 0.3 k ， RL = 12 k ， C b1 = Cb 2 = 10 F ， Ce = 30 F ， 三極管的 rbb / = 100 ， U BE = U CES = 0.7 V ， f T = 150 MHz 。 1） 試計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)； 30 R3 T + U CC Cb2 RL us ui R2 R3 uo Ce 例3-3圖 第 3 章 晶體三極管及其放大電路 2） 畫出微變等

5、效電路圖； 3） 計(jì)算 Ri 、 Ro 、 Au 和 Aus ； 4） 求放大器的最大不失真輸出電壓幅度 U om(max ； 5） 信號(hào)在放大過程中，首先出現(xiàn)何種失真？如何消除？ 解：1）計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn) I B 、 I C 和 U CE 。 由例 3-3 圖所示電路 U B = U CC R2 =4V R1 + R2 IC IE = I U B U BE 4 0.7 = = 1 mA ， I B = C = 10 A R4 3.3 k 26 = 2.7 k IE & I b + b + c U CE U CC I CQ ( R3 + R4 = 8.7 V rbe = 100 + (1 + R

6、s + &c I & I b rbe + 2）畫出例 3-3 圖所示電路的微變等效電路圖。 3）由例 3-3 圖所示電路的微變等效電路得 Ui - U be Us - R1 R2 Ri R3 e Uo - RL - Ri = R1 / R2 / rbe = 2.2 k Ro R3 = 6 k ( R3 / R L Au = = 148 rbe ( R3 / R L Ri Ri Aus = U s = = 133 Ri + Rs rbe Ri + Rs 4）為求放大器的最大不失真輸出電壓幅度 U om(max ，先畫 出放大器的交流、直流負(fù)載線。由圖可見，放大器的最大不失真 輸 出 電 壓 幅

7、度 U om(max 由 交 流 負(fù) 載 線 確 定 ， 根 據(jù) U om(max = minU cem 1 , U cem 2 Ro 例3-3圖 微變等效電路 iC / mA 1 / RL 2 1 0 Q 8.7 12 18 / I CQ RL uCE / V 例3-3圖 直流、交流負(fù)載線 ， ， 取 即 Rb11 51 k c1 4 .2 k U cem1 I C RL = 1 mA 4 k = 4 V 。 U om(max = I C RL 5 ） 信 號(hào) 在 放 大 過 程 中 ， 由 于 R Rb21 Cb2 T1 22 150 k + 15V + U CC Cb1 U B1 ，若輸

8、入信號(hào)幅度 U cem 2 = U CE U CES I C RL 足夠大且不失真，首先出現(xiàn)信號(hào)頂部失真，即 截止失真。為了消除截止失真應(yīng)適當(dāng)加大 I B ， 從而增大 I C ，可以通過減小 R1 ，或增大 R2 ， 或減小 R3 等方法，消除上述截止失真。 例 3-4 共射-共集兩級(jí)阻容耦合放大電路如 例 3-4a 圖所示。已知三極管 T1 、 T2 的 1 =2 = 50， U BE = 0.7V。 (1 求電路的輸入電阻 Ri 和輸出電阻 Ro ； (2 若只有 T1 組成的單級(jí)放大器， RL 接在第 31 Rs 50 2 2 A 51 T2 ui Rb12 / Re1 Ce2 22

9、Ce1 uo1 100 us 12 k 1 k Re1 Re2 3 .3 k RL 5. 1 k O (a uo & I b1 Rs + Us + Ui U be1 + - T1 & I c1 & I b1 rbe1 + rbe2 & I b2 T2 I b2 Rb - - R / e1 & I e1 Rc1 U o1 Rb21 - Re2 Uo RL Ri R （b） / L1 Ro 圖3-4 RC耦合共射共集放大器 第 3 章 晶體三極管及其放大電路 一級(jí)輸出端 A、O 點(diǎn)之間，求第一級(jí)電壓增益。 (3 當(dāng) RL 按圖所示連接在第二級(jí)輸出端時(shí)，試計(jì)算電路總的電壓增益。 解：這是一個(gè)兩級(jí)放大

10、器，第一級(jí)為共射極放大器，第二級(jí)為共集電極放大器。 1 先求該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)和 rbe1 ，再求輸入電阻 Ri 和輸出電阻 Ro 。 U B1 = U CC Rb12 = 2.86 V Rb11 + Rb12 U U BE1 2.86 0.7 = 2 mA I E1 = B1 / 0.051 + 1 Re1 + Re1 / U CE1 U CC I C1 ( RC1 + Re1 + Re1 = 15 2 5.251 4.5V U CC U BE 15 0.7 I B2 = = = 45 A R b21 + (1 + Re2 150 + 51 3.3 I E2 = 50 45 A 2.3 mA

11、 26 rbe1 = 200 + (1 + 50 = 863 2 26 rbe2 = 200 + (1 + 50 = 776 2.3 / Ri = Rb11 / Rb12 /rbe1 + (1 + Re1 = 51 / 12 /0.863 + (1 + 50 0.051 = 2.55 k R +r 4.2 + 0.776 95 Ro Re2 / c1 be2 3.3 / 1+ 1 + 50 2 由 T1 組成單級(jí)放大器， RL 接到 AO 端時(shí)的電壓放大系數(shù) Au = RL1 50 (4.2 / 5.1 = = 33.25 / 0.863 + (1 + 50 0.051 rbe1 + (1 +

12、 Re 3 RL 接在第二級(jí)輸出端時(shí) Ri 2 = Rb21 / rbe2 + (1 + ( RL / Re2 = 150 /0.776 + (1 + 50(5.1 / 3.3 = 61 k / RL1 = Rc1 / Ri2 = 4.2 / 61 = 3.93 k Au1 = Au2 = / RL1 50 3.93 = = 56.72 / rbe1 + (1 + Re 0.863 + (1 + 50 0.051 / RL 50 2 = 0.99 / rbe2 + (1 + RL 0.776 + (1 + 50 2 Au = Au1 Au2 = 56.72 0.99 = 56.15 / 由此可

13、見，接入 T2 組成的共集電極放大器，使前級(jí)放大器負(fù)載 RL1 增大，從而使電壓放大系數(shù)增 大，盡管 T2 組成的共集電極放大器的電壓放大系數(shù) 1 k ， RL = 3 k ， f L 100 kHz ，且 電路的穩(wěn)定性好。 解：(1 選擇電路方案?？紤]到要求電路的穩(wěn)定性好，采用分壓式射極偏置共射極放大電路。由 于 要 求 f H 100 kHz ， 因 此 選 用 高 頻 小 功 率 管 S9013 ， 其 參 數(shù) 為 I CM = 20 mA ， 32 第 3 章 晶體三極管及其放大電路 U (BRCEO 20 V ， f T 150 MHz 。通常要求 Au ，故選 60 。 (2 設(shè)置

14、靜態(tài)工作點(diǎn) 由于是小信號(hào)電壓放大器， 按照分壓偏置式共發(fā)射極放大 電 路 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 的 設(shè) 置 方 法 ， 電 路 如 例 3-5 圖 所 示 。 取 50 k + U CC c 1.5 k Rb1 R1 56 k 1 C U B U CC = 3 V ， 且 要 求 Ri ( Ri rbe 1 k ， 由 1 4 T RL Rs u 26 Ce o ui Rb2 rbe = 200 + (1 + ，得到 3 k Re IE 24 k us 1 .5 k 26 = 1.95 mA ，取 I C = 1.5 mA IC IE 1000 ， 1.5 U U BE 則 RE B = 1.53 k ，取標(biāo)稱值電阻： RE = 1.5 k IE UB 3 60 = = 24 k Rb2 = 5 1.5 (5 10 I C U UB Rb1 = CC Rb2 = 72 k ，為了調(diào)整工作點(diǎn)得方便，取 Rp = 50 k 電位器與 R1 = 56 k UB RP R C2 固定電阻串連組成 Rb1 。 Au rbe = 0.838 k R/ R 0.838 3 Rc = L L / = = 1.16k ，取標(biāo)稱值電阻 Rc = 1.2 k RL RL 3 0.838 / RL 由于 ( R s + rbe ( R c + R L