放大电路的三种基本组态
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一、复习引入
复习基本共射极放大电路的结构及各元件的名称和作用。
二、新授
(一)基本共射极放大电路分析
(1)基本共射极放大电路的静态工作点
无输入信号(u i=0)时电路的状态称为静态,只有直流电源U cc加在电路上,三极管各极电流和各极之间的电压都是直流量,分别用I B、I C、U BE、U CE表示,它们对应着三极管输入输出特性曲线上的一个固定点,习惯上称它们为静态工作点,简称Q点。I B、I C、U BE、U CE通常表示为I BQ、I CQ、U BEQ 和U CEQ。
(a)共射放大电路 (b)直流通路
图1 共射基本放大电路及其直流通路
静态值既然是直流,故可用交流放大电路的直流通路来分析计算。
在如图1(b)所示共射基本电路的直流通路中,由+U cc —R b—b极—e极—地可得:一般U CC>U BEE,则
I BQ=(U CC-U BEQ)/R b≈U CC/R b
当U CC和R b选定后,偏流I B即为固定值,所以共射极基
本电路又称为固定偏流电路。
如果三极管工作在放大区,且忽略I CEO,则
I CQ≈βI BQ
由+U cc—R c b极—c极—e极—地可得
U CEQ=U CC=I CQ R C
如果按上式算得值小于0.3V,说明三极管已处于或接近饱和状态,I CQ将不再与I BQ成β倍关系。此时I CQ称为集电极饱和电流I CS,集电极与发射极间电压称为饱和电压U CES。U CES值很小,硅管取0.3V。可由下式求得
I CS =(U CC-U CES)/R C
一般情况下,U cc>U CES
I CS≈U CC/R C
(2)微变等效电路分析法
共射基本放大电路的微变等效电路,如图2所示。
从图中可以看出,输入电阻R i为R b与r be的并联值,所以输入电阻为
图2 R i基本共射电路的微变等效电路
R i=R b//r be≈r be
当us被短路时,i b=0,i c=0,从输出端看进去,只有电阻Rc,所以输出电阻为
R0=R C
从图2中输入回路可以看出U i=i b r be
令RL′=RC//RL,其输出电压为
U O=-i c(R C//R L)=-i c R L′=-βi b R L′因此,电压放大倍数为A u=u o/u i=-iβR L/r be
式中,负号表示U0志u r相位相反。
源电压放大倍数为
A us= u o/u i= u i/u s·u o/u i=R i/R s/(R s+R i)A u
由于R b>r be,可得
A us=R b//r be/(R s+R b)//r be·A u≈-r be/(R s+r be)·βR L′/ r be=βR L′(R s+r be)
例1 某电子设备中一级放大电路如图3(a)所示,已知I EQ=1.9mA, β=50, 信号源内阻R s=500 ,试估算A u、A us、R i、R o。
解:首先画出该电路的交流通路如图3(a)所示,因为电阻R el未并接旁路电容,三极管发射极通过R el接地。将三极管用简化微变等效模型替换,画出该电路的微变等效电路如图3(c)所示。
(1)求r be
由于I C≈I EQ=1.9mA为已知.故