共發(fā)射極放大電路

共發(fā)射極放大電路第一頁，共七十頁，2022年，8月28日電路組成1.合理的直流偏置電路：發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。第三章直流電源翻頁返回2.能使交流信號有效的輸入、輸出。組成原則基極電阻

輸入電容RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0集電極電阻

三極管：電流放大輸出電容第二頁，共七十頁，2022年，8月28日

C1、C2

同時又起到耦合交流的作用，其電容值應(yīng)足夠大，以保證在一定的頻率范圍內(nèi)，耦合電容上的交流壓降達到可以忽略不計，即對交流信號可視為短路。耦合電容的作用

C1

用來隔斷放大電路與信號源之間的直流通路。

翻頁返回

C2

用來隔斷放大電路與負載之間的直流通路。負載信號源RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RL第三頁，共七十頁，2022年，8月28日IB，IC，UBE，UCE

直流分量ib，iC，ube，uce

交流分量iB，iC，uBE，uCE

總量Ib，IC，Ube，Uce

交流分量有效值0iBtIBibIbm各種符號關(guān)系：翻頁符號含義：RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RL返回第四頁，共七十頁，2022年，8月28日直流通路電容開路直流通路和交流通路翻頁返回RBRCICIBUCEUBE+－－++UCCRBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RL第五頁，共七十頁，2022年，8月28日RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RL交流通路電容短路直流電源短路翻頁返回RB+－－++－ui+－u0RLRCubeuceicibii第六頁，共七十頁，2022年，8月28日10.1.2靜態(tài)分析

靜態(tài)分析內(nèi)容：在直流電源作用下，確定三極管基極電流、集電極電流和集電極與基極之間的電壓值（IB、IC、UCE）。

當放大器沒有輸入信號（ui=0)時，電路中各處的電壓電流都是直流恒定值，稱為直流工作狀態(tài)，簡稱靜態(tài)。靜態(tài)分析方法：估算法圖解法翻頁返回RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RLiBiC第七頁，共七十頁，2022年，8月28日靜態(tài)估算法：翻頁直流通路（求解IB、IC

UCE、）返回UCC

=RB

IB+UBEUCC

=UCE

+RCICIB

=————RBUCC－UBEIC

=βIBUCE

=UCC－RC

ICUCCRBRBRCICIBUCEUBE+－－++UCCRBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RLiBiC第八頁，共七十頁，2022年，8月28日[例3.1.1]

在圖示放大電路中，已知UCC=12V，RC=3KΩ，

RB=240kΩ，β=40。試求放大電路的靜態(tài)工作點。解：根據(jù)直流通路可得出：IB≈——=——=50μA

UCCRB12240IC=βIB=40×50=2mAUCE=UCC－RCIC=12－3×2=6V翻頁返回RBRCICIBUCEUBE+－－++UCCRBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RLiBiC第九頁，共七十頁，2022年，8月28日靜態(tài)圖解法UBE=UCC

-

RBIBIB=IBQ下頁輸入回路靜態(tài)圖解：翻頁iB=?（uBE）UBE=UBEQ線性部分非線性部分線性部分UCCUCCRBUBEQIBQiBuBE返回RBRCICIBUCEUBE+－－++UCCUCCUCCUCEIC+－IBUBE+RBRC－QB0第十頁，共七十頁，2022年，8月28日UCE=UCC－RCICIB=IBQICQUCEQQUCC——UCCRCiCuCE0IC=f（UCE）IB=常量輸出回路靜態(tài)圖解翻頁IC=ICQUCE=UCEQ直流負載線返回UCCUCCUCEIC+－IBUBE+RBRC－第十一頁，共七十頁，2022年，8月28日iCuCEIB=IBQICQUCEQQ

UCC——UCCRC0輸入、輸出回路靜態(tài)圖解分析UBE=UBEQIB=IBQUCE=UCEQIC=ICQ翻頁UCCUCCRBIBQiBuBEQUBEQ返回第十二頁，共七十頁，2022年，8月28日

當放大器有輸入信號（ui

0)時，電路中各處的電壓電流都處于變動工作狀態(tài)，簡稱動態(tài)。＝動態(tài)分析任務(wù)：在靜態(tài)值確定后，當接入變化的輸入信號時，分析電路中各種變化量的變動情況和相互關(guān)系。動態(tài)分析方法：圖解法微變等效電路分析翻頁

動態(tài)分析

返回RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RLiBiC第十三頁，共七十頁，2022年，8月28日1.圖解法：uBE=UBE+UimsinωtUimωtUBEuBE輸入電路的動態(tài)圖解在輸入特性曲線上uBE和iB是如何變化呢？翻頁返回RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RLiBiC第十四頁，共七十頁，2022年，8月28日第3章上頁下頁輸入電路的動態(tài)圖解動態(tài)工作范圍：Q1~Q2返回翻頁第十五頁，共七十頁，2022年，8月28日輸出回路的動態(tài)圖解uCE=UC2+u0=UCEQ+u0uO=－（RC//RL）ic翻頁RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RLiBiCRB+－－++－ui+－u0RLRCubeuceicibii返回第十六頁，共七十頁，2022年，8月28日翻頁返回第十七頁，共七十頁，2022年，8月28日小結(jié)當輸入交流信號時，iB、ic、uCE都含有交、直流兩個分量，分別由輸入信號ui和直流電源UCC引起。從波形圖可以看出動態(tài)分量是在靜態(tài)基礎(chǔ)上疊加上去的,所以各個量的瞬時值大小在變化，但極性不變。僅分析動態(tài)信號：從相位上看，ui、

ib、

ic

同相

,

ui與

uo反相,且輸出電壓uo的幅度比輸入電壓ui大得多。從瞬時極性看，如設(shè)晶體管的發(fā)射極電位為零，則b與c電位一正一負或一高一低，兩者總是相反。必須選擇合適的靜態(tài)工作點，否則放大器將不能正常工作。翻頁返回第十八頁，共七十頁，2022年，8月28日N`uCEiCiBiBUCEUBEICEOICmICIBQQ0M`0uCEωtIB=0工作點與波形失真翻頁返回Q點過低引起的截止失真第十九頁，共七十頁，2022年，8月28日OOuCEuBEuCEUCESUCEIBICQQM`N`iciciBUomωtuiOQ點過高引起的飽和失真翻頁返回第二十頁，共七十頁，2022年，8月28日圖(a)中，沒有設(shè)置靜態(tài)偏置，不能放大。圖(b)中，有靜態(tài)偏置,但ui被EB

短路，不能引起iB的變化，所以不能放大。翻頁UCCRCC1C2TRLuoui(a)+_+_RBUCCRCC1C2TRLuouiEB(b)__++如圖所示電路，能否放大交流信號？請說明理由。思考與練習++返回第二十一頁，共七十頁，2022年，8月28日圖(c)中，有靜態(tài)偏置,有變化的iB和ic,但因沒有RC

，不能把集電極電流的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化送到輸出端,所以不能放大交流電壓信號。翻頁UCCC2TRLuouiRB(c)C1+_+_+++返回第二十二頁，共七十頁，2022年，8月28日ic三極管的微變等效電路uceubeibibcbe＋－－＋翻頁返回ubebrbe

ec

ibibic

rceuce＋__＋2.微變等效電路分析法：第二十三頁，共七十頁，2022年，8月28日由于rce阻值比輸出端的負載大很多,通?？梢暈殚_路,從而得到簡化的微變等效電路三極管的微變等效電路只能用來分析放大電路變化量之間的關(guān)系。三極管簡化的微變等效電路翻頁返回ubebrbe

ec

ibibicuce＋__＋第二十四頁，共七十頁，2022年，8月28日

先畫出放大電路的交流通路。放大電路的微變等效電路將交流通路中的三極管用其微變等效電路來代替。

翻頁返回RBRCUCEUBE+－－++UCC++C1C2+－ui+－u0RLiBiCRB+－－++－ui+－u0RLRCubeuceicibiiui＋_rbe

ibibicRCRBuo_＋RL第二十五頁，共七十頁，2022年，8月28日1、電壓放大倍數(shù)（1）帶負載時的電壓放大倍數(shù)=（RC//RL）Ib?–

rbe

Ib?=–（RC//RL）rbe（2）不帶負載時的電壓放大倍數(shù)Au=Ui?Uo?Au=Ui?Uo?=–RCrbe翻頁返回?Ui＋_rbe

IbIbIcRCRBUo_＋RL????第二十六頁，共七十頁，2022年，8月28日2、放大電路的輸入電阻ri=RB

//rbe

對基本放大電放大電路放大電路的輸入電阻定義為：=Ii?riUi?翻頁返回riUi＋_rbe

IbIbIcRCRBUo_＋RL?????Ii?第二十七頁，共七十頁，2022年，8月28日3、放大電路的輸出電阻

對負載而言,放大電路相當于一個具有內(nèi)阻的信號源，信號源的內(nèi)阻就是放大電路的輸出電阻。RS放大電路I?US?=0U?ro==RCI?可用外加電壓法

求roro翻頁roU?+－返回rbe

IbIbIcRCRBUo_＋RL??US＋_???Ii?RS第二十八頁，共七十頁，2022年，8月28日1.靜態(tài)工作點的漂移ICUCE0UCC——UCCRCQ1IB=40μAIB=60μAIB=80μAIB=20μAIB=80μAIB=60μAIB=40μAIB=20μAQ2Q1為25?C時的靜態(tài)工作點Q2為65?C時的靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點的穩(wěn)定翻頁返回溫度升高時，靜態(tài)工作點將沿直流負載線上移。第二十九頁，共七十頁，2022年，8月28日穩(wěn)定靜態(tài)工作點的物理過程：溫度升高ICIEUE（=VB－UE）IBIC2.分壓式偏置電路UBEI1>>IBVB>>UBE翻頁I1=（5~10）IB，VB=3~5V（硅管）I1=（10~20）IB，VB=1~3V（鍺管）返回RB2+－ui+－RLRCicibTC2C1++RB1CERE+UCCRB2RCICIBTRB1RE+UCCVBIE+_UEUBE+_I1第三十頁，共七十頁，2022年，8月28日靜態(tài)工作點的估算VB=————UCCRB1+RB2RB2VB－UBEIC≈IE=—————REUCE

≈UCC－（RC+RE）ICIB=——

βIC翻頁返回RB2+－ui+－RLRCicibTC2C1++RB1CERE+UCCRB2RCICIBRB1RE+UCCVBIEUBE+_+_UCE第三十一頁，共七十頁，2022年，8月28日[例10.1.2]用估算法計算圖示電路的靜態(tài)工作點。20+10RB1+RB2VB=————UCC=——×12=4VRB210解：靜態(tài)工作點為：IC≈IE=————=————=1.65mAREVB－UBE24－0.7UCE≈UCC－（RC+RE）IC=12－（2+2）1.65=5.4VIB

=—=——=0.044mA1.65β37.5IC翻頁返回RB2+－ui+－RLRCicibTC2C1++RB1CERE+UCC10KΩ12V2KΩ20KΩ10KΩ2KΩB第三十二頁，共七十頁，2022年，8月28日]

已知

UCC=20V，RC=5.1kΩ，RL=5.1kΩ,β=80

(1)

放大電路的電壓放大倍數(shù)Au,輸入電阻ri和輸出電阻ro

(2)如果無旁路電容CE，求電壓放大倍數(shù)Au

,輸入電阻ri和輸出電阻ro

解：晶體管的靜態(tài)基極電位為VB=————UCC=————×20=4.62VRB230RB1+RB2100+30

設(shè)靜態(tài)時晶體管基極發(fā)射極間電壓為0.7V，則發(fā)射極電流為IE=————=————=1.96mA

VB－UBE4.62－0.7RE

2翻頁返回+－RB2ui+－RLRCicibTC2C1++RB1CERE+UCC30KΩ100kΩ2KΩB試求:第三十三頁，共七十頁，2022年，8月28日rbe=200+（1+β）——=200+（1+80）×——1.27kΩIE26261.96Au=－——=－————————=－148.9β

R`Lrbe80×（5.1//5.1）1.27ri=RB1//RB2//rbe

=100//30//1.27=1.29kΩrO

=RC

=5.1kΩ翻頁返回rbe

IbIbIcRCRB2RL?Uo_＋?Ui＋_???RB1bec第三十四頁，共七十頁，2022年，8月28日（2）如果無旁路電容CE，求電壓放大倍數(shù)Au

,輸入電阻ri和輸出電阻ro

解：如圖（a）所示，因為靜態(tài)工作點無變化，所以rbe=1.27kΩ。翻頁Au=—=－———————=－————————=－1.25β（RC//RL）rbe+（1+β）RE

80×（5.1//5.1）1.27+（1+80）×2Ui.UO.返回rbe

IbIbIcRCRB2RL?Uo_＋?Ui＋_???RB1becRE第三十五頁，共七十頁，2022年，8月28日由圖可得：r'i=—=rbe+（1+β）RE.Ui.Ib=1.27+（1+80）×2=163.37kΩ輸入電阻ri=RB1//RB2//r`i=100//30//163.37=20.22kΩ

翻頁返回rbe

IbIbIcRCRB2RL?Uo_＋?Ui＋_???RB1becREr'iri輸出電阻ro=RC=5.1kΩrO第三十六頁，共七十頁，2022年，8月28日10.1.5頻率特性本節(jié)結(jié)束返回|Au（f）|fo|Aum|fLfHfBW|Aum|√2f27001800900共發(fā)射極放大電路的頻率特性（a）幅頻特性（b）幅頻特性第三十七頁，共七十頁，2022年，8月28日10.2共集電極放大電路UCC=RBIB+UBE+RE(1+β）IBIB=———————UCC－UBERB+（1+β）REIE=（1+β）IBUCE=UCC－RE

IE靜態(tài)分析（射極輸出器）翻頁返回uS+－RLiCiBTC2C1++RBRE+UCCRS+－uO第三十八頁，共七十頁，2022年，8月28日射極輸出器動態(tài)分析翻頁交流通路返回RSuS+－RLiCiBTC2C1++RBRE+UCC+－uOcRS+－uSRBRERL+－uObe第三十九頁，共七十頁，2022年，8月28日微變等效圖的另一種畫法翻頁微變等效電路圖返回...UO

RSRERLeb

c

Ib

Ie

.IC

rberir`iUS

.Ii

.βIb

RB+－+－...Uo

.RSRBRERLbecIe

.Ib

.rbeUS

.Uo

..βIb

+－－+第四十頁，共七十頁，2022年，8月28日電壓放大倍數(shù)=————————（1+β）RL'rbe+（1+β）RL'ri'=——=————————=rbe+（1+β）RL'Ib.UirbeIb+（1+β）IbRL'...Ib..UO.AU=——=.Ui（1+β）RL'IbrbeIb+（1+β）RL'Ib..翻頁RL`=RE//RLri

==RB//ri'=RB

//［rbe+（1+β）RL'］IiUi..返回輸入電阻...UO

RSRERLeb

c

Ib

Ie

.IC

rberir'iUS

.Ii

.βIb

RB+－+－...Uo

.+－Ui.第四十一頁，共七十頁，2022年，8月28日輸出電阻US0，=.當輸出端外加電壓U時.翻頁返回RSRBIb'Ie'I.REcbe.βIb'rbe.+－U..RSRBRERLbecIe

.Ib

.rbeUS

.Uo

..βIb

++－－第四十二頁，共七十頁，2022年，8月28日輸出電阻U.U.I=Ie'+—=（1+β）Ib'+—...REREU=———————+——rbe+（RS//RB）RE..U——————1+β∴—=————————+——rbe+（RS//RB）111.I.UrO—————1+βRErbe

+（RS//RB）rO=RE//——————1+β計算rO的等效電路∴I=———————+——rbe+（RS//RB）（1+β）U.REU..

Ib'=———————.Urbe

+（RS//RB）.翻頁返回RSRBIb'Ie'I.REcbe.βIb'rbe.+－U..第四十三頁，共七十頁，2022年，8月28日翻頁返回射極輸出器的基本特點：電壓放大倍數(shù)Au＜≈1輸入電阻ri

大輸出電阻

rO

小第四十四頁，共七十頁，2022年，8月28日[例10.2.1]在射極輸出器中

已知UCC=12V，

RB=240kΩ，

RE=3kΩ，

RL=6kΩ，

RS=150Ω，β=50。試求（1）靜態(tài)工作點；（2）Au、ri和rO。翻頁返回RSuS+－RLiCiBTC2C1++RBRE+UCC+－uO第四十五頁，共七十頁，2022年，8月28日（1）靜態(tài)工作點IB=————————=—————————=0.029mAUCC－UBE12－7RB+（1+β）RE240+（1+50）×3IE=（1+β）IB=（1+50）×0.029=1.48mAUCE=UCC－REIE=12－3×1.48=7.56V返回RSuS+－RLiCiBTC2C1++RBRE+UCC+－uO第四十六頁，共七十頁，2022年，8月28日（2）Au、ri和r0rbe=200+（1+β）—IE26Au

=———————=————————————=0.99（1+β）R'L（1+β）R'Lrbe（1+50）（3//6）1.20+（1+50）（3//6）ri=RB//［rbe+（1+β）R'L

］=240//［1.2+（1+50）（2//6）

］=72.17kΩrO=————=——————=26.47Ωrbe+RS1+β1200+1501+50翻頁返回...UO

RSRERLeb

c

Ib

Ie

.IC

rberir'iUS

.Ii

.βIb

RB+－+－...Uo

.=1.20kΩ=200+（1+50）×——261.48第四十七頁，共七十頁，2022年，8月28日[例10.2.2]多級阻容耦合放大電路的分析翻頁返回+－RLiC2T2C3+RB3RE2+UCCuORB2RCibT1C2C1++RB1CERS+－uSRC+－RLiC2TC3C2++RB3RE2+UCC+－.U01.U0R'E1RE1RB2+－+－RCTC2C1++RB1CE+UCCri2.U01.UiR'E1RE1第四十八頁，共七十頁，2022年，8月28日電壓放大倍數(shù)A1=－————————rbe1

+（1+β1）R'E1β1（RC

//ri2）ri1=RB1//RB2//（1+β1）R'E1，rO2=RE2//————————rbe2+（RB3//RC）1+β2輸入電阻：ri=ri1，輸出電阻：rO=rO2，Au=——=——?——=A2?A1

UO?Ui?UO?UO1?UO1?Ui?返回RB2+－+－RCTC2C1++RB1CE+UCCri2.U01.Ui，A2=———————————rbe2

+（1+β2）（RE2//RL）β2（RE2//RL）RC+－RLiC2TC3C2++RB3RE2+UCC+－.U01.U0R'E1RE1本節(jié)結(jié)束第四十九頁，共七十頁，2022年，8月28日10.3共源極放大電路靜態(tài)分析動態(tài)分析返回第五十頁，共七十頁，2022年，8月28日+UDDRDRGRSSGDC2C1CSuOui

靜態(tài)分析只適合于耗盡型場效應(yīng)管∵UGS=－RSID

＜0上頁下頁返回翻頁

自給式偏置電路++－+++－第五十一頁，共七十頁，2022年，8月28日∵UGS=—————UDD－RSIDRG1+RG2RG2UGS

可正可負，適合于耗盡型、增強型場效應(yīng)管第二章上頁下頁

分壓式自偏置放大電路翻頁返回+UDDRDRG2RSSGDC2C1CSRG3RG1ui+－－+uO第五十二頁，共七十頁，2022年，8月28日

動態(tài)分析場效應(yīng)管等效模型iDDGSgmugSidDGS（a）實際MOS管（b）MOS管簡化的小信號模型第二章上頁下頁翻頁返回+－udSugS+－+－ugS+－udS第五十三頁，共七十頁，2022年，8月28日動態(tài)參數(shù)計算輸入電阻ri=RG3+（RG1//RG2）輸出電阻令Ugs=0則ID=0，∴

rO=RD..第二章上頁本節(jié)結(jié)束返回電壓放大倍數(shù)

Au

=—=—————————=－gm（RD//RL）.Ui.UO－gm（RD//RL）UgsUgs．．RGRLRDSgmUgS．Ii．ID．DG微變等效電路Ui．RG2UgS．U0．+++－－－RG1第五十四頁，共七十頁，2022年，8月28日

10.4分立元件組成的基本門電路概述

二極管與門電路

二極管或門電路晶體管非門電路返回第五十五頁，共七十頁，2022年，8月28日概述

門電路的特點：門電路是數(shù)字電路最基本的邏輯元件。“門”本身的概念就是“開關(guān)”，所以門電路又稱開關(guān)電路。翻頁返回門電路的輸出與輸入之間存在著一定的因果關(guān)系即邏輯關(guān)系，門電路又稱邏輯電路。門電路處理的信號都是數(shù)字信號。其輸入、輸出用電位的高低表示。即用1和0兩種狀態(tài)區(qū)別。稱邏輯1、邏輯0。若規(guī)定高電平為1，低電平為0稱之正邏輯系統(tǒng)，否則為負邏輯系統(tǒng)。第五十六頁，共七十頁，2022年，8月28日晶體管的開關(guān)作用晶體管的輸出特性曲線表明，當靜態(tài)工作點的位置發(fā)生變化時，晶體管的工作狀態(tài)有三種：放大、飽和、截止。Ic（mA）UCE（V）IB=80μAIB

=60μAIB=40μAIB

=20μA放大區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)IB=0翻頁返回QRcRBEBIBIcUcEUcc+++－－0第五十七頁，共七十頁，2022年，8月28日三種狀態(tài)的晶體管

放大狀態(tài)CBEUCE≈0IBIC飽和狀態(tài)截止狀態(tài)閉合狀態(tài)開關(guān)打開狀態(tài)開關(guān)晶體管的開關(guān)作用翻頁返回IBBUBEUCEICCE++－－CIC≈0UCE

≈UCCEUBE≤0B++－－第五十八頁，共七十頁，2022年，8月28日

門是數(shù)字電路中最基本的邏輯元件，門規(guī)定了輸入信號與輸出信號之間的邏輯關(guān)系?；鹃T分類：“與”門；“或”門；“非”門；組合門分類：“與非”門；“或非”門；“異或”門；基本邏輯門電路翻頁返回第五十九頁，共七十頁，2022年，8月28日ABFABF開開暗開閉暗閉開暗閉閉亮開關(guān)電路實現(xiàn)邏輯“與”運算：

A·B=F

由開關(guān)組成的基本邏輯門電路返回第六十頁，共七十頁，2022年，8月28日ABF+－開開暗A(chǔ)BF開閉亮閉開亮閉閉亮開關(guān)電路實現(xiàn)邏輯“或”運算：A+B=F翻頁返回第六十一頁，共七十頁，2022年，8月28日AAF閉開暗電路實現(xiàn)邏輯“非”運算：

A=FAAF開閉

亮翻頁返回第六十二頁，共七十頁，2022年，8月28日12VRABCDADBDCF設(shè)：A=B=C=1，VA=VB=VC=3V則：DA、DB、