共集电极放大电路和共基极放大电路
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实验题目: 射极跟随器
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实验日期: 年 月 日 报告退发 (订正 、 重做)
一、实验目的
1、 掌握射极跟随器的特性及测试方法
2、 进一步学习放大器的参数测试方法
二、实验原理
射极跟随器的原理图如图5-1所示。 它是一个电压串联负反馈放大电路,它具有输入电阻高,输出电阻低,电压放大倍数接近于1,输出电压能够在较大范围内跟随输入电压作线性变化以及输入、输出信号同相等特点。
图5-1 射极跟随器
射极跟随器的输出取自发射极,故称其为射极输出器
1、输入电阻Ri
图5-1电路
Ri=rbe+(1+β)Re
如考虑偏置电阻RB和负载RL的影响,则
Ri=RB∥[rbe+(1+β)(Re∥RL)]
由上式可知射极跟随器的输入电阻Ri比共射极单管放大器的输入电阻Ri=RB∥rbe
要高得多,但由于偏置电阻RB的分流作用,输入电阻难以进一步提高。
输入电阻的测试方法同单管放大器,实验线路如图5-2所示。
2、输出电阻R0
图5-1电
如考虑信号源内阻Rs,则
βrR∥βrRbeEbeOβ)R∥(RrR∥β)R∥(RrRBSbeEBSbeO 2 由上式可知射极跟随器的输出电阻RO比共射极单管放大器的输出电阻RO ≈Rc低得多。三极管的β愈高,输出电阻愈小。
图5-2 射极跟随器实验电路
即只要测得A、B两点的对地电位即可计算出Ri
输出电阻RO的测试方法亦同单管放大器,即先测出空载输出电压UO,再测接入负载RL后的输出电压UL,根据
验区 课程资源:电子电路的分析与应用
1 共基极放大电路分析与计算
共基极放大电路(简称共基放大电路)如图1(a)所示,直流通路采用的是分压偏置式,交流信号经C1从发射极输入,从集电极经C2输出,C1、C2为耦合电容,Cb为基极旁路电容,使基极交流接地,故称为共基极放大器。微变等效电路如图1(b)所示。
图1 共基极放大电路
(a)基本放大电路;(b)微变等效电路
1) 静态工作点(与共发射极放大电路分析方法一样)
图1中如果忽略IBQ对Rb1、Rb2分压电路中电流的分流作用,则基极静态电压UBQ为
CCbbbBQURRRU212
流经Re的电流IEQ为
eBEBeEEQRUURUI
如果满足UB〉〉UBE,则上式可简化为 +++-+-++-UCCRLRb1RcRb2ReC1C2uiuoCbVecb(a)Cb : 基极旁路电容,使基极交流接地+-uocibeiiieibrbebRe+-uiRcRL(b)验区 课程资源:电子电路的分析与应用
2 CCbbbeeBEQCQURRRRRUII2121
而1EQBQII
CQeCCCCEQIRRUU)(
2) 动态分析
利用三极管的微变等效模型,可以画出图1(a)电路的微变等效电路如图1(b)所示。 图中,b、e之间用rbe代替, c、 e之间用电流源βib代替。
(1) 电流放大倍数。
在图1(b)中,当忽略Re对输入电流ii的分流作用时,则ii≈-ie;流经R′L(R′L=Rc∥RL)的输出电流io=-ic。
aiiiiAecii0
α称作三极管共基电流放大系数。由于α小于且近似等于1,所以共基极电路没有电流放大作用。
(2) 电压放大倍数。 根据图1(b)可得
ui=-rbeib
uo=R’Lio=-R’Lic=-βR’Lib
晶体管共射极单管放大器
单管放大电路的三种基本结构
单管放大电路有共发射极、共基极和共集电极三种解法(组态),他们的输入和输出变量不同,因而电路的性能也不太一样。
共发射极单管放大电路
.共集电极单管放大电路 .共基极单管放大电路
图一为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。他的偏置电路采用Rb1组成的分压式电路,并在发射极中接有电阻Re,以稳定放大器的静态工作点。在放大器的输入端加入输入信号Ui后,在放大器的输入端可得到一个与Ui相位相反,幅值被放大的输出信号U0,从而实现放大。
图一共射极单管放大器实验电路图
当流过电阻Rb1和Rb2的电流远大于晶体管T的基极电流Ib时,则他的静态工作点Ub可以以以下式估算
Ub=Rb1*U/Rb1+Rb2 Ie=Ub-Ube/Re≈Ic Uce=Ucc-Ic(Rc+Re)
放大倍数Av=-β(Rc∥Rc)/rbe+(1+β)Re
输出电阻:R=Rb1∥Rb2∥[rbe+(1+β)Re]
输入电阻;R0≈Rc
放大器的测量与调试一般包括:放大器静态工作点的测量与调试。消除干扰与自激振荡机放大器各项动态参数的测量与调试。
1.放大器静态工作点的测量与调试
(1)放大器静态工作点的测量
测量放大器静态工作点的条件:输入信号Vi=0即将输入端与地短接,选用量程合适的直流毫安表和直流电压表分别测出所需参数:Ic,Ub,Uc,Ue.
(2)静态工作点的调试
放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流Ic(或Uce)的调试与测量。
静态工作点对放大器的性能和输出波形都有很大影响。工作点偏高会导致饱和失真如图(2)
所示;反之则导致截止失真如图(3).
图二 图三
如何区分共射极放⼤电路与共基极放⼤电路?
答
有简单的⽅法:
观察信号的输⼊端和输出端,就看信号正极。
共射电路:信号从基极进⼊,从集电极取出。
共基电路:信号从发射极输⼊,从集电极取出。
共集电路:信号从基极进⼊,从发射极取出。
《晶体管电路设计——放⼤电路技术的实验解析 (上)》是2004年9⽉科学出版社出版的图书,作者是[⽇]铃⽊雅⾂,译者是周南⽣。
分析基本放⼤电路要遵循“先静态,后动态”的原则,只有 Q点合适,动态分析才有意义。
直接耦合共射放⼤电路(B极输⼊,C极输出)
直流⼯作点:
阻容耦合共射放⼤电路(B极输⼊,C极输出)
直流⼯作点:
基本共射放⼤电路及交流⼩信号模型、计算
B – E间动态电阻rbe:
电压放⼤倍数:(注意是负数,输出电阻⽐输⼊电阻乘以β,可以按反相放⼤器的公式来记忆)
输⼊电阻:
输出电阻:
特点:
共射放⼤电路既能放⼤电流⼜能放⼤电压,输⼊与输出反相;输出电阻较⼤,频带较窄。常作为低频
电压放⼤电路的单元电路。
基本共集放⼤电路(射极输出器,B极输⼊,E极输出)
直流⼯作点:
基本共集放⼤电路及交流⼩信号模型、计算
电压放⼤倍数:(0 < Au < 1 , ⽆电压放⼤能⼒,只能放⼤电流信号)
输⼊电阻:(发射极电阻Re等效到输⼊端后,使输⼊电阻变得很⼤)
输出电阻:(输出电阻很⼩)
特点:
共集放⼤电路因为0 < Au < 1,所以只能放⼤电流不能放⼤电压,(因为IE远远⼤于IB,所以有电流
放⼤能⼒);输⼊电阻⼤,输出电阻⼩,具有电压跟随的特点,常⽤于电压跟随器或电压放⼤电路的
输⼊及和输出级。基本共基放⼤电路(E极输⼊,C极输出)
直流⼯作点:
电压放⼤倍数、输⼊电阻、输出电阻:
特点:
共基放⼤电路因为输⼊在E极,输出在C极,⼜因IE≈IC,所以没有电流放⼤能⼒,只有电压放⼤能⼒,即
具有电流跟随的特点;输⼊电阻⼩,电压放⼤倍数、输出电阻与共射电路相当,⾼频特性好;输⼊与输出是同
相的关系,属同相放⼤。
三种接法的⽐较
为什么共射电路频带窄,共基电路频带宽?