第10章--半導(dǎo)體三極管及其基本-----------------放大電路..ppt

1、,第10章 半導(dǎo)體三極管及其基本 放大電路,10.1 半導(dǎo)體三極管 10.2 基本放大電路分析 10.3 靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定與分壓式偏置電路 10.4 共集電極放大電路 10.5 多級(jí)放大電路,10.1 半導(dǎo)體三極管10.1.1 半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)半導(dǎo)體三極管又稱晶體三極管，簡(jiǎn)稱三極管，它是放大電路中的核心器件。其外形如圖10.1所示，結(jié)構(gòu)和符號(hào)如圖10.2所示。,圖10.1 三極管的外形,圖10.2 三極管的結(jié)構(gòu)和符號(hào) (a) NPN型結(jié)構(gòu)； (b) PNP型結(jié)構(gòu)； (c) NPN型符號(hào)； (d) PNP型符號(hào),從圖10.2(a)和(b)可看出，三極管有三個(gè)區(qū)，分別是發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)

2、；有兩個(gè)PN結(jié)，分別是發(fā)射結(jié)和集電結(jié)；有三個(gè)電極，分別是發(fā)射極、基極和集電極。根據(jù)PN結(jié)的組合方式不同，可形成NPN型和PNP型三極管，對(duì)應(yīng)的符號(hào)如圖10.2(c)和(d)所示。從發(fā)射極箭頭的方向可判斷出是NPN型或PNP型三極管。圖中標(biāo)注的電流方向?yàn)榘l(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏時(shí)電流的實(shí)際方向。需要說明的是， 三個(gè)區(qū)的面積大小不一樣，各有特殊作用，故發(fā)射極和集電極不能調(diào)換使用。,10.1.2 三極管的電流放大作用三極管最重要的特性是其具有電流放大作用，但要使三極管工作在放大狀態(tài)，必須具備兩個(gè)條件: 一是必須以正確的連接方式將三極管接在輸入輸出回路中，按公共端的不同，可連接成三種基本組態(tài)(共發(fā)射極、

3、共基極和共集電極)，如圖10.3所示， 不同的連接方式，其特性存在較大差異；二是必須外加正確的直流偏置電壓，即發(fā)射結(jié)要正向偏置，集電結(jié)要反向偏置。圖10.4所示電路為共發(fā)射極電路，圖中UCCUBB，三個(gè)電極的電位關(guān)系為UCUBUE。如果使用PNP型管，應(yīng)將基極電源和集電極電源的極性反過來，使得UCUBUE，三個(gè)電流IB、IC和IE的方也要反過來。,圖10.3 三極管的三種組態(tài) (a) 共發(fā)射極； (b) 共基極； (c) 共集電極,根據(jù)圖10.4所示的實(shí)驗(yàn)電路，可通過改變RB來改變基極電流IB，集電極電流IC和發(fā)射極電流IE也隨之變化，測(cè)試結(jié)果如表10.1所示。,圖10.4 測(cè)試三極管電流放大

4、作用的實(shí)驗(yàn)電路(共發(fā)射極電路),通過分析表10.1的實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)，可得到以下結(jié)論：(1) 三極管各電極電流的關(guān)系滿足IE=IB+IC (10.1)且IB很小，ICIE。(2) IC與IB的比值基本保持不變，其大小由三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，定義該比值為共射極電路的直流電流放大倍數(shù)，用表示，即 (10.2)式(10.2)表明，當(dāng)三極管工作在放大狀態(tài)時(shí)，集電極電流始終是基極電流的 倍。,(3) IC與IB的變化量IC與IB的比值也基本保持不變，定義該比值為共射極電路的交流電流放大倍數(shù)，用表示，即 (10.3)從式(10.3)可知，當(dāng)基極電流IB有一微小變化IB時(shí)，集電極電流IC將得到一個(gè)較大的變化IC

5、，且遠(yuǎn)大于1。這表明三極管是一個(gè)電流控制元件，即基極電流IB對(duì)集電極電流IC具有控制作用，這就是三極管的電流放大作用。,10.1.3 三極管的伏安特性曲線1. 輸入特性曲線三極管的輸入特性是指當(dāng)UCE一定時(shí)，IB與UBE之間的關(guān)系曲線，即IB=f(UBE)|U=常數(shù)，如圖10.5(a)所示。從圖中可知，輸入特性曲線和二極管正向特性曲線相似，硅管死區(qū)電壓約為0.5 V，鍺管約為0.2 V；導(dǎo)通電壓硅管約為0.6 V0.7 V，鍺管約為0.2 V0.3 V；且當(dāng)UCE增大時(shí)，輸入特性曲線右移，但在UCE2 V后曲線重合。,CE,2. 輸出特性曲線 輸出特性曲線是指當(dāng)IB一定時(shí)，IC與UCE之間的關(guān)

6、系曲線，即IC=f(UCE)|I=常數(shù)。由于三極管的基極輸入電流IB對(duì)輸出電流IC具有控制作用，因此不同的基極電流IB將有不同的ICUCE關(guān)系，由此得到圖10.5(b)所示的一簇曲線，這就是三極管的輸出特性曲線。從輸出特性曲線可以看出，三極管有三個(gè)不同的工作區(qū)域，即放大區(qū)、飽和區(qū)和截止區(qū)，它們分別表示了三極管的三種工作狀態(tài)：放大、飽和和截止。三極管工作在不同區(qū)域，特點(diǎn)也各不相同。,B,圖 10.5 三極管共射極電路的特性曲線 (a) 輸入特性曲線；(b) 輸出特性曲線,(1) 放大區(qū)：指曲線上IB0和UCE1 V之間的部分，此時(shí)發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，三極管處于放大狀態(tài)。放大區(qū)的特征是當(dāng)IB不

7、變時(shí)IC也基本不變，即具有恒流特性；當(dāng)IB變化時(shí)，IC也隨之變化，且ICIB，這就是三極管的電流放大作用。(2) 截止區(qū)：指曲線上IB0的區(qū)域，此時(shí)發(fā)射結(jié)反偏，三極管為截止?fàn)顟B(tài)，IC很小，集電極與發(fā)射極間相當(dāng)于開路，三極管相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài)。,(3) 飽和區(qū)：指曲線上UCEUBE的區(qū)域，此時(shí)IC與IB無對(duì)應(yīng)關(guān)系，集電極與發(fā)射極之間的壓降稱為飽和電壓，用UCES表示。硅管的UCES約為0.3 V，鍺管的UCES約為0.1 V，三極管相當(dāng)于開關(guān)的閉合狀態(tài)。飽和時(shí)的集電極電流IC稱為臨界飽和電流，用ICS表示，大小為,(10.4),10.1.4 三極管的主要參數(shù)三極管的參數(shù)很多，其主要參數(shù)有以下三

8、個(gè)。1. 電流放大倍數(shù) 共射極電流放大倍數(shù)為；共基極電流放大倍數(shù)為，定義為集電極電流IC與發(fā)射極電流IE的變化量之比，即,(10.5),2. 極間反向電流 極間反向電流是表征三極管工作穩(wěn)定性的參數(shù)。當(dāng)環(huán)境溫度增加時(shí)，極間反向電流會(huì)增大。(1) 集電結(jié)反向飽和電流ICBO：指發(fā)射極開路時(shí)，集電極和基極之間的電流。室溫下，小功率硅管的ICBO一般小于1 A,鍺管約為10 A。 (2) 穿透電流ICEO: 指基極開路時(shí)，集電極和發(fā)射極之間的電流。因?yàn)镮CEO=(1+)ICBO，所以ICEO 比ICBO大得多，因、ICBO和ICEO會(huì)隨著溫度的升高而變大，故在穩(wěn)定性要求較高的電路中或環(huán)境溫度變化較大的

9、時(shí)候，應(yīng)該選用受溫度影響小的硅管。,3. 極限參數(shù)極限參數(shù)是表征三極管能夠安全工作的臨界條件，也是選擇管子的依據(jù)。(1) 集電極最大允許電流ICM：指當(dāng)集電極電流IC增大到一定程度，出現(xiàn)明顯下降時(shí)的IC值。如果三極管在使用中出現(xiàn)集電極電流大于ICM的情況，則這時(shí)管子不一定會(huì)損壞，但它的性能將明顯下降。(2) 集電極最大允許功耗PCM。三極管工作時(shí)，應(yīng)使集電極功率損耗UCEICPCM。若集電極功耗超過PCM，集電結(jié)的結(jié)溫會(huì)大大升高，嚴(yán)重時(shí)管子將被燒壞。,(3) 反向擊穿電壓。U(BR)CEO為基極開路時(shí)，集電結(jié)不致?lián)舸┒试S加在集射極之間的最高電壓；U(BR)CBO為發(fā)射極開路時(shí)，集電結(jié)不致?lián)舸?/p>

10、而允許加在集基極之間的最高電壓；U(BR)EBO為集電極開路時(shí)，發(fā)射結(jié)不致?lián)舸┒试S加在射基極之間的最高電壓。這些參數(shù)的大小關(guān)系為U(BR)CBOU(BR)CEOU(BR)EBO。根據(jù)以上三個(gè)極限參數(shù)ICM、PCM和U(BR)CEO可以確定三極管的安全工作區(qū)，如圖10.6所示。這是一條雙曲線，曲線左側(cè)所包圍面積內(nèi)三極管集電極的功耗小于PCM，故稱為安全工作區(qū)；右側(cè)集電極的功耗則大于PCM，故稱為過損耗區(qū)。,圖10.6 三極管的安全工作區(qū),10.2 基本放大電路分析10.2.1 基本放大電路的組成圖10.7(a)所示為雙電源供電的共射極放大電路，V是一個(gè)NPN型三極管，作用是放大電流；UCC是輸

11、出回路的電源，作用是為輸出信號(hào)提供能量；RC是集電極負(fù)載電阻，作用是把電流的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化；基極電源UBB和基極偏置電阻RB的作用是為發(fā)射結(jié)提供正向偏置電壓和合適的基極電流IB；C1、C2稱為隔直電容，作用是隔直流、通交流信號(hào)。圖10.7(b)為單電源供電的共射極放大電路，只要RB遠(yuǎn)大于RC，單電源就可代替雙電源的作用。,圖 10.7 共射極放大電路 (a) 雙電源供電；(b) 單電源供電,為了使三極管工作在放大狀態(tài)，首先必須保證發(fā)射結(jié)為正向偏置，集電結(jié)為反向偏置；其次為了保證放大電路能盡可能不失真地放大交流信號(hào)，必須在靜態(tài)(ui=0)時(shí)，三極管的各極都要有一個(gè)合適的工作電壓和電流，即給

12、放大器設(shè)置一個(gè)合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。,10.2.2 靜態(tài)工作點(diǎn)的估算靜態(tài)工作點(diǎn)是指靜態(tài)時(shí)，在晶體管的輸出特性曲線上，由IB、IC和UCE組成的一個(gè)點(diǎn)，記為Q點(diǎn)，其坐標(biāo)分別記為IBQ、ICQ和UCEQ，如圖10.8所示。計(jì)算Q點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)可先畫出放大電路的直流通路，即讓C1、C2開路，如圖10.9所示；然后列出輸入和輸出回路電壓方程，即可估算出IBQ、ICQ和UCEQ。,圖10.8 靜態(tài)工作點(diǎn),圖10.9 共射極放大電路的直流通路,由圖10.9知，基極回路電壓方程為 UCC=RBIBQ+UBE考慮到管壓降UBE很小可以忽略，得到,(10.6),ICQ=IBQ (10.7),集電極回路電壓方程為 UCEQ

13、=UCCICQRC (10.8),10.2.3 放大電路的圖解法分析1. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析的任務(wù)是確定Q點(diǎn)的IBQ、ICQ和UCEQ。方法是利用式(10.6)求出IBQ，然后在晶體管輸出特性曲線上做出與RC和UCC支路的電壓方程UCE=UCCICRC所對(duì)應(yīng)的直線，該電壓方程稱為直流負(fù)載線方程，對(duì)應(yīng)的直線稱為直流負(fù)載線。直流負(fù)載線與對(duì)應(yīng)IBQ值的輸出特性曲線的交點(diǎn)即為Q點(diǎn)。,具體做法是: 選取兩個(gè)特殊點(diǎn)，當(dāng)UCE=0時(shí)，IC=UCC/RC, 它對(duì)應(yīng)于縱軸上的一個(gè)點(diǎn)(0，UCC/RC)；當(dāng)IC=0時(shí)，UCE=UCC, 它對(duì)應(yīng)于橫軸上的一個(gè)點(diǎn)(UCC，0)，連接這兩點(diǎn)的直線即為直流負(fù)載線，其斜率為1

14、/RC，如圖10.8所示。,2. 動(dòng)態(tài)分析放大器輸入端加入信號(hào)時(shí)，電路的工作狀態(tài)是動(dòng)態(tài)的。動(dòng)態(tài)分析的任務(wù)是分析放大器的動(dòng)態(tài)工作情況，計(jì)算電壓放大倍數(shù)。首先要畫出放大電路的交流通路，交流通路的做法是將C1、C2短路，由于電源內(nèi)阻較小可忽略，因而可將電源對(duì)地短路，如圖10.10所示。1) 動(dòng)態(tài)工作情況放大器的動(dòng)態(tài)工作情況如圖10.11所示。,圖10.10 放大電路的交流通路,圖 10.11 放大器的動(dòng)態(tài)工作情況,2) 電壓放大倍數(shù)利用圖10.11中的ui和uo幅值，可以求出電壓放大倍數(shù)Au:,(10.9),3) 放大電路的非線性失真 從圖10.11可看出，若Q點(diǎn)處于交流負(fù)載線的中點(diǎn)附近，輸入電壓大

15、小合適，放大器就能不失真地放大信號(hào)。但當(dāng)輸入電壓過大，或者Q點(diǎn)過低、過高時(shí)，動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)在變化中就可能進(jìn)入非線性區(qū)，使輸出產(chǎn)生非線性失真，該失真分為截止失真和飽和失真。截止失真是由于Q點(diǎn)過低，動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)入截止區(qū)而產(chǎn)生的非線性失真；飽和失真是由于Q點(diǎn)過高，動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)入飽和區(qū)而產(chǎn)生的非線性失真。 截止失真和飽和失真時(shí)輸入輸出電壓的波形如圖10.12 和圖10.13所示。,圖 10.12 截止失真,圖 10.13 飽和失真,4) 放大電路的參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 在共射極基本放大電路中，當(dāng)UCC、RB、RC及發(fā)生變化時(shí)，Q點(diǎn)的位置也將隨之改變。下面分別進(jìn)行討論。(1) 在其它參數(shù)保持不變時(shí)，UCC

16、升高，則直流負(fù)載線平行右移，Q點(diǎn)將移向右上方，此時(shí)交流負(fù)載線也將平行右移，放大電路的動(dòng)態(tài)工作范圍增大，但由于ICQ、UCEQ同時(shí)增大，使三極管的靜態(tài)功耗變大，因而應(yīng)防止工作點(diǎn)超出三極管安全工作區(qū)的范圍。反之，若UCC減小，則Q點(diǎn)向左下方移動(dòng)，管子更加安全，但動(dòng)態(tài)工作范圍將縮小，見圖10.14(a)。,圖 10.14 放大電路的參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響,(2) 若其它參數(shù)不變，增大RB，直流負(fù)載線的位置不變，但因IBQ減小，故Q點(diǎn)沿直流負(fù)載線下移，靠近截止區(qū)，輸出波形易產(chǎn)生截止失真；若RB減小，則Q點(diǎn)沿直流負(fù)載線上移，靠近飽和區(qū)，易產(chǎn)生飽和失真，見圖10.14(b)。(3) 若其它參數(shù)不變，增大R

17、C，則直流負(fù)載線要比原來更平坦，因IBQ不變，故Q點(diǎn)將移近飽和區(qū)，使動(dòng)態(tài)工作范圍變小，易于發(fā)生飽和失真；若RC減小，則直流負(fù)載線變陡，Q點(diǎn)右移，使UCEQ增大，管子的靜態(tài)功耗也增大，見圖10.14(c)。,(4) 若其它參數(shù)不變，增大，則三極管的輸出特性曲線如虛線所示，此時(shí)直流負(fù)載線不變，IBQ不變，但由于同樣的IBQ值對(duì)應(yīng)的曲線升高，故Q點(diǎn)將沿著直流負(fù)載線上移，則ICQ增大，UCEQ減小，Q點(diǎn)靠近飽和區(qū)；若減小，則ICQ減小，Q點(diǎn)將沿直流負(fù)載線下移，見圖10.14(d)。,10.2.4 微變等效電路法1. 簡(jiǎn)化的等效電路三極管輸入、輸出端的伏安關(guān)系可用其輸入、輸出特性曲線來表示，因此在輸入特

18、性放大區(qū)Q點(diǎn)附近，其特性曲線近似為一段直線，即iB與uBE成正比，如圖10.15(a)所示，故三極管的B、E間可用一等效電阻rbe來代替。從輸出特性看，在Q點(diǎn)附近的一個(gè)小范圍內(nèi)，可將各條輸出特性曲線近似認(rèn)為是水平的，而且相互之間平行等距，即集電極電流的變化量iC與集電極電壓的變化量uCE無關(guān)，而僅取決于iB，即iC=iB，如圖10.15(b)所示，故在三極管的C、E間可用一個(gè)線性的受控電流源來等效，其大小為iB。,圖 10.15 輸入和輸出特性曲線的線性近似,三極管的等效電路如圖10.16所示。由于該等效電路忽略了uCE對(duì)iB、iC的影響，所以又稱為簡(jiǎn)化微變等效電路。,圖10.16 三極管等效

19、電路,2. rbe的近似計(jì)算公式rbe稱為三極管的輸入電阻，在中低頻時(shí)，它的大小近似為,(10.10),3. Ri、Ro和Au的計(jì)算 動(dòng)態(tài)分析的目的是為了確定放大電路的輸入電阻Ri、輸出電阻Ro和電壓放大倍數(shù)Au。其方法是先畫出交流通路，圖10.7(b)的交流通路如圖10.10所示；然后根據(jù)交流通路畫出微變等效電路，圖10.10所對(duì)應(yīng)的微變等效電路如圖10.17所示。由微變等效電路可求出Ri、Ro和Au。,圖 10.17 微變等效電路,因?yàn)?其中,放大倍數(shù),(10.11),式中的負(fù)號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓反相。從式中可看出提高電壓放大倍數(shù)的一種有效的辦法是增大負(fù)載電阻RL。 輸入電阻,(10.

20、12),輸入電阻Ri的大小是衡量放大電路性能的參數(shù)之一，Ri越大，表示放大電路從信號(hào)源獲取信號(hào)的能力越強(qiáng)。輸出電阻,(10.13),輸出電阻Ro的大小是衡量放大電路性能的又一重要參數(shù)，Ro越小，表示放大電路的輸出端帶負(fù)載的能力越強(qiáng)。 總體來講， 要使放大電路有較好的性能，放大電路應(yīng)有較大的Au和Ri，較小的Ro。,【例10.1】 在圖10.18所示的共發(fā)射極基本放大電路中，已知=80，RB=282 k，RC=RL=1.5 k，UCC=12 V。試求Q點(diǎn)和Au、Ri、Ro的值。若Ui=10 mV，Uo 為多少？,圖 10.18 例10.1電路圖,解 設(shè)UBEQ=0.7 V，則Q點(diǎn)的值為,ICQ=

21、IBQ=8040106=3.2 mA UCEQ=UCCICQRC=123.21.5=7.2 V 由于 IEQ=ICQ+IBQ=3.2+0.04=3.24 mA 因此,Ri=RBrbe=2820.950.95 kRo=RC=1.5 k則,10.3 靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定與分壓式偏置電路三極管是一種對(duì)溫度十分敏感的元件，溫度變化主要影響管子的UBE、IB、ICBO、等參數(shù)。溫度升高時(shí)，、ICBO和UBE的變化都會(huì)使ICQ增加，從而使Q點(diǎn)向上移動(dòng)。如果溫度降低，則將使ICQ減小，Q點(diǎn)向下移動(dòng)。當(dāng)Q點(diǎn)變動(dòng)太大時(shí)，有可能使輸出信號(hào)出現(xiàn)失真。因此，在實(shí)際工作中，必須采取措施穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，使放大器能正常工作。圖

22、10.19顯示了因溫度變化(用T1、T2表示)導(dǎo)致UBE的變化對(duì)Q點(diǎn)的影響。,圖10.19 UBE對(duì)Q點(diǎn)的影響,1. 分壓式偏置電路分壓式偏置電路如圖10.20所示。,圖 10.20 分壓式偏置電路,分壓式偏置電路的工作原理如下。(1) 利用基極電阻RB1、RB2分壓來保持基極電位UB基本不變，設(shè)計(jì)時(shí)要使IB遠(yuǎn)小于I1，讓I1I2，即,(10.14),當(dāng)UBUBE時(shí)，有,(10.15),顯然ICQIE是固定不變的，與晶體三極管的ICBO和無關(guān)。,(2) 利用RE形成電流負(fù)反饋，控制IC。當(dāng)IC隨著溫度T的升高而增大時(shí)，利用RE形成電流負(fù)反饋，維持IC基本不變，其過程如下：T()ICIEUE(因

23、UB固定)UBE =(UBUE)IBIC故此電路也稱為電流負(fù)反饋工作點(diǎn)穩(wěn)定電路。(3) 穩(wěn)定條件。從穩(wěn)定工作點(diǎn)的效果看，I1和UB應(yīng)越大越好。但在實(shí)際應(yīng)用中，它們要受到其它因素的限制。若I1大，電路從電源吸取的功率也必然大，且要減小RB1和RB2，這將使輸入電阻Ri減??；UB大，必然使UE增大，UCE就要減小，即最大輸出電壓幅度減小。通?？刹捎孟铝薪?jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù):,I1=(510)IB， UB=35 V(硅管)I1=(1020)IB， UB=13 V(鍺管) 利用這兩組經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來選擇電路參數(shù)，就可基本滿足穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的要求。(4) CE的作用。如果沒有電容CE，則RE不僅對(duì)直流有負(fù)反饋?zhàn)饔茫覍?duì)

24、交流信號(hào)也有負(fù)反饋?zhàn)饔茫@將使輸出信號(hào)變小，電壓放大倍數(shù)降低。為了消除RE上的交流壓降，可并聯(lián)上一個(gè)大的電容CE，其作用是對(duì)交流旁路，即對(duì)交流信號(hào)，RE被CE短路，使RE不對(duì)交流信號(hào)產(chǎn)生反饋，故稱CE為射極交流旁路電容。,2. 電路的分析計(jì)算(1) 靜態(tài)分析。先畫出直流通路，如圖10.21所示。設(shè)I1I2，I1IBQ，則,一般情況下，,圖10.21 分壓式偏置電路的直流通路,UCEQ=UCCICQRCIEQRE(2) 動(dòng)態(tài)分析。分壓式偏置電路的微變等效電路如圖10.22所示。,圖 10.22 分壓式偏置電路的微變等效電路,由微變等效電路知,其中,RL=RCRL,則電壓放大倍數(shù)為,(10.16)

25、,放大電路的輸入電阻為,放大電路的輸出電阻為 【例10.2】 在圖10.20所示的放大電路中，已知UCC=12 V, =50，RB1=10 k，RB2=20 k， RE=RC=2 k，RL=4 k。求：(1) 靜態(tài)工作點(diǎn)Q；(2) 電壓放大倍數(shù)Au、輸出電阻Ro、輸入電阻Ri。解 (1) 由于,故,UCEQ=UCCICQ(RC+RE)=12-1.65(2+2)=5.4 V(2) 由于 RL=RCRL=24=1.33 k,故,Ri=RB1RB2rbe=201.110=0.95 k Ro=RC=2 k,10.4 共集電極放大電路10.4.1 共集電極放大電路的組成圖10.23所示為共集電極放大電路

26、(圖10.25(a)是共集電極放大電路的交流通路，可明顯看出輸入回路和輸出回路的公共端是集電極)。因負(fù)載接在發(fā)射極和地之間，輸出電壓從發(fā)射極引出，故共集電極放大電路又稱為射極輸出器。,圖 10.23 共集電極放大電路,10.4.2 共集電極放大電路的分析1. 靜態(tài)分析共集電極放大電路的直流通路如圖10.24所示。,圖10.24 共集電極放大電路的直流通路,列出基極回路電壓方程：,IBQRB+UBEQ+IEQRE=UCC,ICQ=IBQ UCEQ=UCCIEQREUCCICQRE,2. 動(dòng)態(tài)分析共集電極放大電路的交流通路和微變等效電路如圖10.25(a)、(b)所示。,圖10.25 共集電極放大

27、電路的交流通路和微變等效電路 (a) 交流通路；(b) 微變等效電路,(1) 電壓放大倍數(shù)。令,RE=RERL,則,從式(10.17)可看出，射極輸出器沒有電壓放大作用，輸出電壓與輸入電壓大小近似相等，相位相同，輸出電壓跟隨輸入電壓的變化而變化，故射極輸出器又稱為射極跟隨器。,(2) 輸入電阻。輸入電阻為Ri=rbe+(1+)RERB (10.18) 一般情況下，由于1，(1+)RErbe，所以,(3) 輸出電阻。根據(jù)輸出電阻的定義，通過較為復(fù)雜的分析計(jì)算(過程省略)，可得到,(10.19),10.5 多級(jí)放大電路10.5.1 多級(jí)放大器的概念 前面討論的放大器均為由一只三極管構(gòu)成的單級(jí)放大器

28、，其放大倍數(shù)一般為幾十至幾百。在實(shí)際應(yīng)用中通常要求有更高的放大倍數(shù)，為此就需要把若干單級(jí)放大器級(jí)聯(lián)組成多級(jí)放大器。多級(jí)放大器的一般結(jié)構(gòu)如圖10.26所示。,圖10.26 多級(jí)放大器的組成,輸入級(jí)一般采用具有高輸入電阻的射極輸出器；中間級(jí)一般由若干級(jí)電壓放大器組成，以獲得較大的電壓放大倍數(shù)；輸出級(jí)一般采用功率放大器。在多級(jí)放大器中，由于前級(jí)放大器的輸出為后級(jí)放大器的輸入，因此，為了保證每級(jí)放大器都能正常工作，把信號(hào)不失真地逐級(jí)傳送和放大，級(jí)間就要以合適的方式連接，通常稱其連接方式為耦合。多級(jí)放大器的耦合有阻容耦合、直接耦合和變壓器耦合三種方式。,1. 阻容耦合阻容耦合就是利用電阻和電容實(shí)現(xiàn)級(jí)間的連接，前面討論過的三種基本放大電路都屬于這種連接方式。其特點(diǎn)是各級(jí)放大器的Q點(diǎn)互不影響，彼此獨(dú)立，僅能放大交流信號(hào)，不能放大變化比較緩慢的極低頻信號(hào)和直流信號(hào)。2. 直接耦合 直接耦合就是把多級(jí)放大器前級(jí)的輸出端直接接入后級(jí)的輸入端。其特點(diǎn)是前后級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響。這種耦合不但能放大交流信號(hào)，也能放大變化比較緩慢的極低頻信號(hào)