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1、,,,,,,,,,,,,,第三章,,BJT放大电路,3.3 BJT放大电路交流特性的分析,,1.BJT三种根本组态,,共射极接法,,共基极接法,,共集电极接法,图3.15 BJT三种根本组态,,(a)共射接法 (b)共基接法 〔c〕共集接法,2．放大器的根本交流性能指标,,1)放大倍数A,电压放大倍数,电流放大倍数,互导放大倍数,互阻放大倍数,2)输入电阻,,定义：,从放大器输入端看进去的等效电阻，,,意义,：,表征放大电路从信号源获取信号的能力。,,对于电压源，,越大，放大器从该信号电压源获取的电压也越大。,对于电流源，,越小，那么放大器从信号电流源获取的电
2、流也越大。,〔3.14〕,3〕输出电阻,定义,：,从放大器输出端看进去的等效电阻。,意义,：,输出电阻是一个表征放大器带负载能力的参数。,〔3.15〕,对于电压放大器，,即负载变化时放大器输出给负载的电压根本上保持不变；,越小，那么放大器带负载的能力越强，,而对于电流放大器，,越大，那么带负载能力越强，,即负载变化时放大器输出给负载的电流根本上保持不变。,3.共射〔CE〕放大器,(1) 电路结构—稳基压电路,,图3.16 采用基极分压式偏置电路的共射放大器,(2) 交流指标计算,图3.17 共射放大器的交流通路及交流小信号等效电路,1) 输入电阻,,放大器的输入电阻,其中Ri’是从BJT的输
3、入口视入的输入电阻〔称为管端,,输入电阻〕，那么,因此,,〔3.17〕,〔3.16〕,2)电压放大倍数,放大器电压放大倍数,式中,式中的负号说明：输出电压与输入电压反相。,即,,,共射放大器在中频段是反相放大器,。,，称为集电极的交流负载。,〔3.18〕,因为,，即在工作点电流,一定时，,与,成正比。,,那么式〔3.18〕变为,上式说明，电压放大倍数Av近似与直流电流IC成正比。,因此,,适当增大I,C,可以有效提高电压放大倍数A,v,。,〔3.19〕,3〕输出电阻,放大器输出电阻,其中Ro’是从BJT的输出口视入的等效电阻〔称为管端,,输出电阻〕，由外施电源法可得,因此,〔3.21〕,〔3.
4、20〕,4.阻抗反映法,图3.18 阻抗反映法,〔3.22〕,〔3.23〕,例3.4,如图3.19所示的共射放大器中，Si－BJT的,忽略基调效应，C,1,、C,2,是耦合电容，C,E,是射极旁路电容，求该,,共射放大器中频段的R,i,、R,o,和A,v,。,解：〔1〕直流分析——求静态工作点,〔2〕交流分析——求交流指标,图3.20 例3.4放大器的交流通路与交流小信号等效电路,1) 输入电阻,2) 电压放大倍数,3) 输出电阻,5.共基〔CB〕放大器,〔1〕电路结构,图3.21 采用基极分压式偏置电路的共基放大器,〔2〕交流指标计算,图3.22 共基放大器的交流通路及交流小信号等效电路
5、,1) 输入电阻,2) 电压放大倍数,由于,说明共基放大器是同相放大器。,3) 输出电阻,6．共集(CC)放大器,(1)电路结构,图3.23 共集放大器,,〔2〕交流指标计算,图3.24 共集放大器的交流通路及交流小信号等效电路,1〕输入电阻,〔3.27〕,由于通常,，那么CC放大器的管端输入电阻,比CE放大器的输入电阻,大的多。因此，CC放大器的,大大提高了。,,其中管端输入电阻,2〕电压放大倍数,上式说明，,但仍具有电流放大作用，因而输出功率仍得到放大。,,，即,CC放大器没有电压放大作用,，,由于通常,，故,且输出电压与输入电压同相。即，输出电压几乎,,总是跟随输入电压变化，因此，C
6、C放大器通常被称为,,射极跟随器,。,3〕输出电阻,图3.25 求共集放大器输出电阻的电路,〔3.29〕,其中管端输出电阻,，,。,由于CC放大器的,远小于CE放大器的,因而,CC放大器的输出电阻远小于CE放大器的输出电阻,。,CC放大器输入电阻大,----放大电路的第一级----提高信号电压的利用率。,,CC放大器输出电阻小,----放大电路的最末级----以提高放大电路的带负载能力。,7．BJT三种根本组态放大器性能比较,8．共射放大器的大信号动态范围分析,当输入信号振幅不断增大时，BJT会进入截止区或饱和区。,这时，放大器输出电压,的波形会产生严重的失真现象。,那么，BJT不进入截止区
7、和饱和区的最大输出电压,即,放大器的动态范围到底有多大？,这是我们关心的问题，借助,交流负载线,可以解决这个问题。,〔1〕交流负载线,图3.26 共射放大器及交流通路,由交流通路〔b〕可得交流负载线方程,令,，那么,将该直线方程画在,交流负载线是瞬时工作点,〕,〔3.30〕,〔3.31〕,平面上就是,交流负载线,。,〔,的运动轨迹。,图3.27 交流负载线分析共射放大器大信号动态范围,〔2〕放大器的非线性失真,,,放大器的非线性失真是指BJT的非线性而引起的失真。,,产生的原因是静态工作点Q设置不当和输入信号幅度较大，使放大器的工作区超出了BJT特性曲线的线性区，从而产生的波形失真。包括截
8、止失真和饱和失真。,1〕截止失真,截止失真是由于静态工作点Q设置的偏低〔靠近,,截止区〕，而输入电压的幅度又较大时，而导致输出,,电压的波形既进入截止区出现被“削顶〞的现象。,最大不截止失真幅度：,〔3.32〕,(a) Q点偏低产生的截止失真 (b) Q点偏高产生的饱和失真,图3.28 静态工作点Q的位置与削波失真的关系,饱和失真是由于静态工作点Q设置的偏高〔靠近,,饱和区〕，而输入电压的幅度又较大时，而导致输入,,电压的波形被“削底〞的现象。,最大不饱和失真幅度,：,〔3.33〕,2〕饱和失真,〔3〕放大器非线性失真的重要特征,如果将被“削波〞的输出电压分解成付氏级数，,,可见
9、vo中除了有与输入电压同频率的基波分量以外，,,还含有频率等于基波频率整数倍的谐波分量。因此，,,非线性失真使输出信号含有输入信号没有的频率分量。,〔4〕放大器的动态范围,放大器的动态范围,是指不出现失真时，输出电压的,,振幅V,om,的最大摆动范围。,时，放大器的动态范围为,〔3.34〕,中点时，放大器有最大的动态范围,,〔3.35〕,时，静态工作点Q设置是交流负载线的,例3.5 如图3.29所示的放大电路，BJT：,。,1)估算静态工作点Q〔,〕。,2)在,并确定该放大器的动态范围。,,坐标平面上画出直流负载线和交流负载线，,3)假设,，增大,，首先出现何种失真？,4)假设增大,，最终会出现何种类型的削波失真？,图3.29 例3.5,解：〔1〕估算静态工作点。,所以,,图3.30 交、直流负载线,由于,〔3〕由于,，当增大,时，首先出现饱和失真。,，使,减小，导致,和,从而使静态工作点Q降低，靠近截止区，最终出现截止失真。,〔4〕增大,减小，,最大不饱和失真幅度：,,最大不截止失真幅度：,动态范围：,〔2〕求动态范围,
模拟电路课件-第三章 晶体三极管放大电路基础 33
