共集电极放大电路和共基极放大电路
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相信大家很多看到模电书上说过画交流通路图来判定这三种组态。
这种方法不但麻烦而且也容易出错,我自己曾推导过,共集电极电路,按照书上交流通相信大家很多看到模电书上说过画交流通路图来判定这三种组态。
这种方法不但麻烦而且也容易出错,我自己曾推导过,共集电极电路,按照书上交流通路图方法(直流电源可认为短路)
可见交流通路图中,根据输入输出共用的那个信号脚为共极。
所以共集电极也可以认为是共射极
所以推荐大家一个更加好的方法:除去信号的输入、输出端。
另一端就是共极。
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).图二图三改变电路参数Ucc,Rc,Rb(Rb1,Rb2)都会引起静态工作点的改变如图四所示:图四2.放大器的动态指标测试放大器的动态指标包括:电压放大倍数,输入电阻,输出电阻,最大不失真输出电压(动态范围)和通频带等。
(1)电压放大倍数Av的测量调整放大器到合适的静态工作点,再加入输入电压Ui ,在输出电压不是真的情况下,用交流豪伏表测出Ui和Uo的有效值,则Av=Uo/Ui。
一、复习引入共射极放大的特点有哪些?二、新授(一)共集电极放大电路共集电极放大电路的组成如图1(a)所示。
图1(b)为其微变等效电路,由交流通路可见,基极是信号的输入端,集电极则是输入、输出回路的公共端,所以是共集电极放大电路,发射极是信号的输出端,又称射极输出器。
各元件的作用与共发射极放大电路基本相同,只是R e除具有稳定静态工作的作用外,还作为放大电路空载时的负载。
(a)电路图(b)微变等效电路图1 共集电极放大电路1.静态分析由图1(a)可得方程V CC=I B R B+U BE+(1+β)I B R E则I B= (V CC - U BE )/R B+(1+β)R EI C=βI BU CE= V cc-I E R E≈V cc-I C R E3.动态分析(1)电压放大倍数A u由图1(b)可知u i=i b r be+i e R L′=i b[r be+(1+β)R L′]u o=i e R L′=(1+β)i b R L′式中:R L′=R E//R L。
故A u==u o/u i=i b(1+β)R L′/ I b[r be+(1+β)R L′]= (1+β)R L′/[r be+(1+β)R L′] 一般(1+β)R L′> r be,故A u≈1,即共集电极放大电路输出电压与输入电压大小近似相等,相位相同,没有电压放大作用。
(2)输入电阻R iR i=u i/i b=i b r eb+(1+β)i b R L′/ I b = r be+(1+β)R L′故R i= R B// R L′=R B//[r be+(1+β)R L′]说明,共集电极放大电路的输入电阻比较高,它一般比共射基本放大电路的输入电阻高几十倍到几百倍. (3)输出电阻R o将图3(b)中信号源U s短路,负载R L断开,计算R0的等效电路如图2所示。
图2 计算输出电阻的等效电路由图可得I=I e +I b +βI b =I e +(1+β)I b=U o /(R E +(1+β))·U/(r be +R S ′)式中:R s ′=R S //R B 。
除去信号的输入、输出端。
另一端就是共极三极管基本放大电路的三种组态组态一:共射电路组态二:共集电极电路共集电极组态基本放大电路如图所示。
(1)直流分析(2)交流分析放大倍数/输入电阻/输出电阻组态三:共基极放大电路共基组态放大电路如图交流、直流通路微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路性能指标三种组态电路比较放大电路的三种基本组态2.6.1共集电极放大电路上图(a)是一个共集组态的单管放大电路,由上图(b)的等效电路可以看出,输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极,所以属于共集组态。
又由于输出信号从发射极引出,因此这种电路也称为射极输出器。
下面对共集电极放大电路进行静态和动态分析。
一、静态工作点根据上图(a)电路的基极回路可求得静态基极电流为二、电流放大倍数由上图(b)的等效电路可知三、电压放大倍数由上图(a)可得Re’=Re//RL由式(2.6.4)和(2.6.5)可知,共集电极放大电路的电流放大倍数大于1,但电压放大倍数恒小于1,而接近于1,且输出电压与输入电压同相,所以又称为射极跟随器。
四、输入电阻由图2.6.1(b)可得Ri=rbe+(1+β)Re’由上式可见,射极输出器的输入电阻等于rbe和(1+β)R、e相串连,因此输入电阻大大提高了。
由上式可见,发射极回路中的电阻R、e折合到基极回路,需乘(1+β)倍。
五、输出电阻在上图(b)中,当输出端外加电压U。
,而US=0时,如暂不考虑Re的作用,可得下图。
由图可得由上式可知,射极输出器的输出电阻等于基极回路的总电阻()除以(1+β),因此输出电阻很低,故带负载能力比较强。
由上式也可见,基极回路的电阻折合到发射极,需除以(1+β)。
2.6.2共基极放大电路上图(a)是共基极放大电路的原理性电路图。
由图可见,发射极电源VEE的极性保证三极管的发射结正向偏置,集电极电源VCC的极性保证集电结反向偏置,从而可以使三极管工作在放大区,因输入信号与输出信号的公共端是基极,因此属于共基组态。
除去信号的输入、输出端。
另一端就是共极三极管基本放大电路的三种组态组态一:共射电路组态二:共集电极电路共集电极组态基本放大电路如图所示(1)直流分析/『W B厂心訓【血斗⑴的』"叱亡―厶傀_ '忧_Wn流通路R产隔川4交流通路,(2)交流分析渤呼筲帥由淬迴園b2h放大倍数/输入电阻/输出电阻① 中Ifi 电压放人倍数 芜賽(1+处;碍"(1 + 0)化比较匸£和CU 组态放大电瞎的电压放大倍数公式.它们的分r 足"乘以输岀电极对地妁址漩这效负载屯 阻.分母都是三极管基极对地的交流输入电阻。
② 输入电阻尽"Ke 十(”®用L )]③ 输出电阳 将綸入信号 垣路,负载开 路异那 ,信 巧源短路,内阻 保留〃總=叫g 十码),R\ =尺〃鹉"甩 氏=[(1M )1* A 肛+心沪(底爪)共基组态放大电路如图生广冻*舟+玮广幷(1+”)P 先企) 死乩电苗电蹦组态三:共基极放大电路微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路I「1仁矶o —1 +]&比tO■1—►b—性能指标① 电压放大倍数 弟=!&//&=十色型$he② 输入电限 R.=曲 jfe= 1 1L+0 % 1 协③ 输出电阻R 严氐交流、直流通路空流通路;三种组态电路比较■共射电路;电压和电流放大倍数均大,输入输岀电压相位相反,输岀输出电阻适中°常用于电压放大.・共集电路二电压放大倍数是小于且扌妾近于1的正数,具有电压跟随特点I输入电阳大’输岀电阻小.常作为电路的输入和输出级乜■共基电弟匕放大倍数同共射电路.输入电阻小,频率特性好.帘用作宽带庶大器口放大电路的三种基本组态2. 6. 1共集电极放大电路上图(a)是一个共集组态的单管放大电路,由上图(b)的等效电路可以看出,输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极,所以属于共集组态。
3.2 三种基本组态放大电路掌握三极管三种组态放大电路的工作原理; 会对放大电路的主要性能指标进行分析;了解场效应管放大电路的工作原理。
一、共发射极放大电路(一)电路的组成直流电源V CC 通过R B1、R B2、R C 、R E 使三极管获得合适的偏置,为三极管的放大作用提供必要的条件, R B1、R B2称为基极偏置电阻,R E 称为发射极电阻,R C 称为集电极负载电阻,利用R C 的降压作用,将三极管 集电极电流的变化转换成集电极电压的变化,从而实现信号的电压放大。
与R E 并联的电容C E ,称为发射极 旁路电容,用以短路交流,使R E 对放大电路的电压放大倍数不产生影响,故要求它对信号频率的容抗越小 越好,因此,在低频放大电路中CE通常也采用电解电容器。
(二)直流分析断开放大电路中的所有电容,即得到直流通路,如下图所示,此电路又称为分压偏置式工作点 稳定直 电流通路。
电路工作要求:I 1≥ (5 ~ 10)I BQ ,U BQ ≥ (5 ~ 10)U BE Q求静态工作点Q:方法1.估算稳定Q点的原理:方法2.利用戴维宁定理求IBQ(三)性能指标分析将放大电路中的C1、C2、CE短路,电源VCC短路,得到交流通路,然后将三极管用H参数小信号电路模型代入,便得到放大电路小信号电路模型如下图所示。
E1.电压放大倍数2.输入电阻二、共集电极放大电路(射极输出器、射极跟随器) (二)性能指标分析1.电压放大倍数2.输入电阻R 'L = R E // R L3.输出电阻共集电极电路特点 共集电极电路用途 1.U o 与U i 同相,具有电压跟随作用 1.高阻抗输入级 2.无电压放大作用 A u <1 2. 低阻抗输出级 3.输入电阻高;输出电阻低 3.中间隔离级例题2.电路如图所示,已知三极管的β=120,R B = 300 k Ω,r 'bb = 200 Ω,U BEQ = 0.7 V R E = R L = R s = 1 k Ω,V CC = 12V 。
三极管基本放大电路的三种组态Prepared on 24 November 2020除去信号的输入、输出端。
另一端就是共极三极管基本放大电路的三种组态组态一:共射电路组态二:共集电极电路共集电极组态基本放大电路如图所示。
(1)直流分析(2)交流分析放大倍数/输入电阻/输出电阻组态三:共基极放大电路共基组态放大电路如图交流、直流通路微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路性能指标三种组态电路比较放大电路的三种基本组态2.6.1共集电极放大电路上图(a)是一个共集组态的单管放大电路,由上图(b)的等效电路可以看出,输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极,所以属于共集组态。
又由于输出信号从发射极引出,因此这种电路也称为射极输出器。
下面对共集电极放大电路进行静态和动态分析。
一、静态工作点根据上图(a)电路的基极回路可求得静态基极电流为二、电流放大倍数由上图(b)的等效电路可知三、电压放大倍数由上图(a)可得Re’=Re//RL由式(2.6.4)和(2.6.5)可知,共集电极放大电路的电流放大倍数大于1,但电压放大倍数恒小于1,而接近于1,且输出电压与输入电压同相,所以又称为射极跟随器。
四、输入电阻由图2.6.1(b)可得Ri=rbe+(1+β)Re’由上式可见,射极输出器的输入电阻等于rbe和(1+β)R、e相串连,因此输入电阻大大提高了。
由上式可见,发射极回路中的电阻R、e折合到基极回路,需乘(1+β)倍。
五、输出电阻在上图(b)中,当输出端外加电压U。
,而US=0时,如暂不考虑Re的作用,可得下图。
由图可得由上式可知,射极输出器的输出电阻等于基极回路的总电阻()除以(1+β),因此输出电阻很低,故带负载能力比较强。
由上式也可见,基极回路的电阻折合到发射极,需除以(1+β)。
2.6.2共基极放大电路上图(a)是共基极放大电路的原理性电路图。
由图可见,发射极电源VEE的极性保证三极管的发射结正向偏置,集电极电源VCC的极性保证集电结反向偏置,从而可以使三极管工作在放大区,因输入信号与输出信号的公共端是基极,因此属于共基组态。
共基共射共集三种放大电路的总结及比较1.共基放大器:共基放大器的输入信号通过输入电阻Rb进入基极,输出信号通过负载电阻Rc从集电极输出。
共基放大器具有以下特点:-输入电阻较低,输出电阻较高,适合驱动负载电阻较大的电路。
-电压放大倍数较低,通常不大于1-输出信号相位与输入信号相位相反。
2.共射放大器:共射放大器的输入信号通过输入电容Ce进入集电极,输出信号通过负载电阻Rc从集电极输出。
共射放大器具有以下特点:-输入电阻较高,输出电阻较低,适合与负载电阻较小的电路连接。
-电压放大倍数较高,通常大于1-输出信号相位与输入信号相位相同。
3.共集放大器:共集放大器的输入信号通过输入电容Ce进入基极,输出信号通过负载电阻Rc从发射极输出。
共集放大器具有以下特点:-输入电阻较高,输出电阻较低,适合与负载电阻较小的电路连接。
-电压放大倍数较低,通常不大于1-输出信号相位与输入信号相位相同。
比较:1.输入输出特性:共基放大器的输入电阻较低,输出电阻较高;共射放大器和共集放大器的输入电阻较高,输出电阻较低。
根据不同的应用需求,可以选择适合的放大电路。
2.电压放大倍数:共集放大器的电压放大倍数较低,通常不大于1;共基放大器的电压放大倍数较低但能大于1;共射放大器的电压放大倍数较高,通常大于1、根据需要放大的信号强度,可以选择合适的放大电路。
3.输入输出相位关系:共射放大器的输出信号相位与输入信号相位相同;共集放大器和共基放大器的输出信号相位与输入信号相位相反。
根据信号传输的要求,可以选择合适的放大电路。
4.电流放大倍数:共集放大器的电流放大倍数较高;共基放大器和共射放大器的电流放大倍数较低。
总结:共基放大器具有输入电阻低、输出电阻高的特点,适合驱动负载电阻较大的电路。
共射放大器具有输入电阻高、输出电阻低的特点,适合与负载电阻较小的电路连接。
共集放大器具有输入电阻高、输出电阻低的特点,适合与负载电阻较小的电路连接。
根据具体的应用需求,可以选择合适的放大电路结构。