东南大学电子信息工程东南大学电子信息工程34各种基本组态放大电路的分析比较
三种基本组态放大电路比较
2.6 共集电极放大电路和共基极放大电路
2.6.1 共集电极放大电路 2.6.2 含信号源内阻的共集电极放大电路 2.6.3 共基极放大电路 2.6.4 三种基本组态放大电路比较
模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
2.6.4 三种基本组态放大电路比较
+ +
_
+ +
T
+ +
3）共基极放大电路特点是频率特性好，常用于
宽频带放大器及高频放大器中。
模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
小结：
三极管放大电路的分析
共射极放 大电路
共集电极 放大电路
共基极放 大电路
静态 动态
估算法 微变等效电路法
模拟电子技术
谢 谢！
模拟电子技术
RC RL uo _
•
模拟电子技术
+ +
T + _
2. 晶体管及放大电路基础
（2） 画微变等效电路
微变等效电路
ui
RB1 RB2
T
RC RL uo
•
ii
ib b c
ic
ui
RB rbe
ib
RC
RL
（3） 计算动态输入电阻 uo
e
Ri
Ro
图中
模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
（4） 动态性能分析
固定式偏置静态分析步骤：
三步法！
VCC – UBEQ
(1) IBQ =
RB+(1+ )RE
(2) ICQ = IBQ (3) UCEQ ≈ VCC – ICQ (RC +RE)
三种组态放大电路特点
三种组态放大电路特点
组态放大电路是一种重要的电子电路，其主要作用是放大输入信号，从而输出更强的信号。
有许多种组态放大电路，其中比较常见的
有三种：共射极放大电路、共基极放大电路和共集极放大电路。
下面，我将从三个方面来讲述这三种组态放大电路的特点。
一、输入输出特性
共射极放大电路和共基极放大电路的输入输出端口在同一侧，而
共集极放大电路则在不同侧。
共射极放大电路输入电压小，输出电压
大于输入电压；当输入电压变大时，输出电压以线性的关系变大。
共
基极放大电路输入电流小，输出电压大于输入电压；当输入电流变大时，输出电压以非线性的方式变化。
共集极放大电路输入电阻高，输
出电阻低，功率放大系数较小。
二、线性放大度
共射极放大电路的线性度比较好，误差较小。
共基极放大电路的
非线性度较大，容易失真。
共集极放大电路的线性度介于共射极放大
电路和共基极放大电路之间。
三、输入输出阻抗
共射极放大电路的输入阻抗中等，输出阻抗较高。
共集极放大电
路的输入阻抗较高，输出阻抗较低。
共基极放大电路的输入阻抗最低，输出阻抗也很低。
以上是三种组态放大电路的特点，不同的组态放大电路适用于不
同的场合。
共射极放大电路适用于信号放大；共基极放大电路适用于
弱信号的放大；共集极放大电路适用于信号跟随、驱动输出等方面。
在实际应用中，根据需要选择对应的组态放大电路，才能发挥其最大
的功效。
总之，对三种组态放大电路进行深入的了解和熟练应用，可以为
我们的工作和生活带来很多便利。
东南大学考研928大纲
2008年硕士研究生入学《模电数电》课程复习与考试大纲第一部分《模拟电子技术基础》参考书：[1]刘京南主编：电子电路基础。
电子工业出版社，2003[2]康华光主编：电子技术基础，模拟部分，第四版。
高等教育出版社，1999一、半导体器件概述（1）PN结及二极管主要内容：半导体及PN结、二极管的基本特性、二极管的电路模型及主要参数、特殊二极管（2）半导体三极管主要内容：三极管的基本工作原理、三极管的基本特性、三极管的电路模型及主要参数（3）半导体场效应管主要内容：结型场效应管、绝缘栅场效应管、场效应管的主要参数及电路模型（4）集成运算放大器主要内容：集成运放的基本特性、理想运放二、基本放大电路（1）放大电路的组成与技术指标主要内容：放大电路的组成、放大电路的技术指标（2）放大电路的稳定偏置主要内容：温度对半导体器件的影响、分压式偏置电路、电流源偏置电路（3）各种基本组态放大电路的分析与比较主要内容：共基极放大电路、共集电极放大电路、场效应管的直流偏置电路、共源极放大电路、共漏极放大电路三、组合放大电路（1）一般组合放大电路主要内容：组合放大电路的级间耦合、组合放大电路的增益、共源—-共射放大电路、共射—共基—共集放大电路（2）差动放大电路主要内容：基本差动放大电路、差动放大电路的传输特性（3）集成运放的典型电路主要内容：偏置电路及输入级、中间级及输出级电路（4）集成运放的参数及实际电路模型主要内容：集成运放的主要参数、集成运放的实际电路模型、运放电路的调零四、放大电路的频率响应（1）放大电路频率响应的有关概念主要内容：幅频响应、相频响应、波特图、上限频率、下限频率（2）单级放大电路频率响应的分析方法主要内容：单管放大电路的高频响应、单管放大电路的低频响应（3）多级放大电路的频率响应主要内容：多级放大电路的高频响应、多级放大电路的低频响应五、反馈放大电路及其稳定性分析（1）反馈的基本概念与分类主要内容：反馈的基本概念、反馈的分类与判断、反馈放大电路的方框图表示及其一般表达式（2）负反馈对放大器性能的改善主要内容：提高放大倍数的稳定性、减少非线性失真、扩展通频带、对输入电阻和输出电阻的影响（3）深度负反馈放大电路的分析计算主要内容：深度负反馈的特点、深度负反馈放大电路的计算（4）负反馈放大电路的稳定性分析及频率补偿主要内容：负反馈电路的稳定性分析、常用的频率补偿方法六、波形产生与整形电路（1）正弦波振荡电路的基本概念主要内容：正弦波振荡器的振荡条件、正弦波振荡器的组成及分类（2）正弦波振荡电路主要内容：RC文氏电桥振荡电路、LC三点式振荡电路、变压器反馈式振荡电路、石英晶体振荡电路（3）非正弦振荡电路主要内容：矩形波振荡电路、三角波振荡电路七、信号运算和处理电路（1）集成运放运算电路主要内容：比例运算电路、加减运算电路、微分与积分电路、对数与反对数电路（2）有源滤波器主要内容：滤波器的基本概念、一阶有源滤波电路、二阶有源滤波电路、状态变量滤波器（3）模拟乘法器主要内容：对数式模拟乘法器、变跨导式模拟乘法器、模拟乘法器应用（4）锁相环电路主要内容：锁相环的基本概念、锁相环的相位模型与系统分析、集成锁相环及其应用八、功率电路（1）功率放大电路主要内容：功率放大电路的特点与分类、互补对称功率放大电路、集成功率放大器（2）串联型直流稳压电路主要内容：稳压电路的主要指标、全波整流电容滤波电路、三端集成稳压器第二部分《数字电子技术基础》参考书：[1] 黄正瑾编。
放大电路的三种组态
放大电路的三种组态依据放大电路输入、输出端的不同，放大电路有三种组态，即共射、共集和共基组态。
共射组态：基极为输入端，集电极为输出端，放射极为公共端。
共集组态：基极为输入端，放射集电极为输出端，集电极为公共端。
共基组态：放射极为输入端，集电极为输出端，基极为公共端。
前面介绍的放大电路都是共射组态。
1、共c极放大电路1．静态分析I BQ = U CC U BEQ R b +(1+β) R eI EQ =(1+β) I BQU CEQ = U CC I EQ R e2．动态分析A u = U o U i = (1+β)( R e // R L ) r be +(1+β)( R e // R L ) ≈1u o 与u i 同相，且uo≈ui，即输出跟随输入——射极跟随器。
r i = R b //[ r be +(1+β)( R e // R L )]r o = R e // r be 1+β当考虑信号电源内阻R s 时，r o = R e // r be +( R s //Rb) 1+β2、共b极放大电路1．静态分析U BQ ≈ R b1 R b1 + R b2 U CCI EQ = U BQ U BEQ R eU CEQ ≈ U CC I CQ ( R c + R e )I BQ = I EQ 1+β2．动态分析A u = U o U i = β I b R ′ L I b r be = βI R ′ L r be —— u o 与u i 同相r i = R e // r be 1+βr o = R c3、三种基本放大器的比较（设β =50，r be =1.1k Ω , R c = 3 k Ω , R e = 3 k Ω , R s = 3 k Ω , R L = ∞ ）共射组态共集组态共基组态 A i 表达式β (1+β) α 数值50 -51 -0.98 A u 表达式β R c r be (1+β) R e r be +(1+β) R e β R c r be 数值-136 0.993 136 r i 表达式r be // R b R b //[ r be +(1+β) R' e ] r be 1+β // R e 数值1.1kΩ 154kΩ 21.6Ω r o 表达式R c r be + R e 1+β // R e R e 数值3kΩ 80.4Ω 3kΩ 特点及用途（1）具有电流和电压放大作用；（2）输出电压与输入电压反相；（3）输入电阻、输出电阻适中。
三种基本组态放大电路知识分享
三种基本组态放大电路3.2 三种基本组态放大电路教学要求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。
VCC(直流电源)使发射结正偏，集电结反偏；向负载和各元件提供功率C1、C2(耦合电容)隔直流、通交流；RB1、RB2(基极偏置电阻)：提供合适的基极电流RC(集电极负载电阻)：将∆I C →∆U C，使电流放大→电压放大RE(发射极电阻)：稳定静态工作点“Q ”CE(发射极旁路电容)：短路交流，消除R E 对电压放大倍数的影响（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：I1≥ (5 ~ 10)IBQ，UBQ≥ (5 ~ 10)UBEQ求静态工作点Q：方法1.估算工作点Q不稳定的主要原因：Vcc波动，管子老化，温度变化稳定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参数小信号电路型代入，便得到放大电路小信号电路模型如下图所示。
1.电压放大倍数2.输入电阻3.输出电阻 R o = R C 没有旁路电容C E 时：1.电压放大倍数源电压放大倍数2.输入电阻3.输出电阻 R o = R C例题分析例题1.电路如图所示，⎰︉︉ϒβ = 100，R S = 1 k Ω，R B1= 62 k Ω，R B2= 20 k Ω, R C = 3 k Ω，R E =1.5 k Ω ，R L = 5.6 k Ω，V CC = 15 V 。
东南大学信息学院电子线路模电实验七报告运算放大器及应解读
实验七运算放大器及应用电路一、仿真实验1、运放基本参数①电压传输特性图 3. 电压传输特性仿真电路由仿真实验曲线得,该运放的直流电压增益为 99.5987k 思考:答:A. 当输入差模电压为 0时, 输出电压为 -3.3536V; 当输出电压为 0时,输入电压为②输入失调电压图 4. 输入失调电压仿真电路表 7-1:R1=1 kΩ, R2=10 Ω表 7-2:R1=10 kΩ, R2=100 Ω表 7-3:R1=100 kΩ, R2=1 kΩ有三次仿真结果估测,失调电压约为33.3285μV思考:答:运放的输出电阻并非无穷大, 当外接电阻阻值很大, 分压会变大, 所以应该尽量选取阻值较小的电阻,确保运放工作在理想状态。
③增益带宽积(单位增益带宽GBP图 5. 增益带宽积仿真电路GBP=70.6257×9.9440k=702.30196k思考:最高增益为 GBP/f=702.30196k/100k 约等于 7 ④转换速率(压摆率 S R图 7. 转换速率仿真电路a.由仿真曲线得,转换速率(压摆率 S R =497.0387k V/sB.1k Hz 时:10 k Hz 时:有明显失真。
思考:答:w 小于等于 S R /Vom =497.0387k V/s ÷10V =49.7 k Hz2、运放构成的应用电路①反相放大器图 9. 反相放大器 10 Hz 时:100 Hz 时:1k Hz 时:思考:答:a. 不一样,运放内部有电容,容抗受频率影响,故输出电压幅度不一样。
b. 略小于 180°,非理想运放。
②电压转换电路图 11. 运放构成的电压转换电路a.b.③整流电路图 12. 运放构成的整流电路 100mV:10mV:1mV:思考:答:运放非理想,输入振幅较小时,电流较小。
保持R1,R2的比例不变。
二、硬件实验图13. 运放构成的脉冲宽度调制(PWM电路1、正峰值:(V Z+V ONR6/R1负峰值:(V Z+V ONR6/R12、周期:T=4R2R6C1/R13、稳压管电压6.5V,R2=33千欧,R6=46千欧4、5、调制信号为直流电压,最后一级为单线电压比较器,输出电压占空比随门限发生相应变化,亮灯亮度不同。
东南大学电子信息工程3-2放大电路的分析方法
特点：过Q点
2012-8-23 7
** 最大不失真输出幅度 ①波形的失真
饱和失真 截止失真
饱和失真 截止失真
由于放大电路的工作点达到了三极管 由于放大电路的工作点达到了三极管 的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管， 的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为底部失真。 输出电压表现为顶部失真。 注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的表现形 式，与NPN管正好相反。
5. 得到Q点的参数IBQ、ICQ和UCEQ。
2012-8-23 5
3.2.2 放大电路的动态分析
动态分析有两种方法： 一、图解分析法 二、微变等效电路法 Au R R 分析对象： 交流通路 分析路径：
i
o
2012-8-23
6
一、图解法
uce＝－R’Lic（R’L＝R L∥RC）
交流负载线
斜率：－1/ R’L
rbe=200Ω+(1+β)26 mV/ IEQ 2)输入电阻 3)输出电阻
R i u i / ii R B rbe rbe
Ro = u0 i0
RL , U S 0
RC
4)源电压放大倍数
2012-8-23
u o u o ui A Ri A us u uS ui uS R i rs
IB
>1
2012-8-23
4
静态工作点的确定方法：
1. 由直流负载列出方程 uCE=VCC－iCRc 2. 在输出特性曲线上确定两个特殊点,即可 画出直流负载线。
VCC
、
VCC /Rc
3. 在输入回路列方程式uBE =VCC－iBRb
三种基本组态放大电路
共集放大电路的输出电阻较小，适用于需要输出阻抗较低的场合；共射和共基放大电路的 输出电阻较大。
应用场景比较
共射放大电路
广泛应用于信号的放大和处理， 如音频信号、传感器信号等。
共基放大电路
常用于宽频带放大和高频信号放大， 如高频振荡器、射频信号放大等。
共集放大电路
适用于信号的跟随、缓冲和驱动， 如运放的前置级、功率驱动等。
输出信号通过集电极电阻产生 电压放大，输出电压。
特点分析
高输入阻抗
由于输入级是共基极组态，输入阻抗 很高，因此对信号源的负载效应较小。
低输出阻抗
由于输出级是共集电极组态，输出阻 抗很低，因此具有较强的带载能力。
电压放大倍数接近1
由于共集电极组态的电压放大倍数接 近1，因此电路的电压放大倍数较低。
稳定性较好
输入电阻适中，输出电 阻较大。
适用于电压放大和功率 放大。
02
共基组态放大电路
电路组成
输入级
由基极和发射极组成，通 常采用NPN型三极管。
输出级
由集电极和发射极组成， 集电极通过电阻与电源相 连。
反馈电路
通常包含电阻和电容元件， 用于调整放大器的性能。
工作原理
01
输入信号通过基极进入三极管， 在三极管内部进行放大，放大后 的信号通过集电极和发射极输出 。
由于共集电极组态的输入和输出回路 相互隔离，因此电路的稳定性较好。
04
三种基本组态放大Biblioteka 路的 比较性能比较电压放大倍数
共射放大电路具有较高的电压放大倍数，适用于对信号进行大幅度放大；共基放大电路的 电压放大倍数适中；共集放大电路的电压放大倍数较低，通常用于信号的跟随和缓冲。
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2020/4/22
18
(2)交流分析
比较双极型三极管和场效
应管放大电路，它们只是
在偏置电路和受控源的类
型上有所不同。只要将微
变等效电路画出，就是一
个解电路的问题了。
2020/4/22
19
①电压放大倍数
Au
uo ui
gmugs(RD //RL) ugs
gmR'L
②输入电阻
Ri
ui ii
i'
1
rbe
Ri
RE
R 'i
RE
rbe 1
rbe 1
③输出电阻
Ro ≈RC
2020/4/22
8
共基电路特点：
1、放大倍数与共射电路反相 2、Ri 低 3、Ro与共射电路相同
2020/4/22
9
3.4.2 共集组态基本放大电路
(1)直流分析
UB
RB2 RB1 RB2
VCC
I EQ
2020/4/22
Ri'iub rbe(1)RL' Ri RB1 RB2 Ri'
2020/4/22
12
③输出电阻
将输入信号短路，负
载开路，由所加的电压 u 可以求出电流 i
ib
rbe
u +
r 's
, r 's rs // R B1 // R B2
i'
(1
) ib
(1 ) u
rbe + r 's
Ro '
双极型三极管
场效应三极管
CCCS
VCCS
两点不同：
受控源类型
偏置电路
2020基本放大电路
共源
共射
2020/4/22
静、动态分析！
16
(1)静态分析
2020/4/22
直流通路
17
静态分析（Q：UGS、ID、UDS）
计算法： UGS= UG－US = －ID RS ID= IDSS[1－(UGS /UGS(off))]2 UDS= VDD－ID (RD+RS) 图解法：
2020/4/22
5
3.4.1 共基组态基本放大电路
共基组态放大电路
(1)直流分析
2020/4/22
共基放大电路的直流通路
与共射组态相同。
6
(2)交流分析
①电压放大倍数
Au uo
/ui
R'L
rb e
2020/4/22
7
②输入电阻
u ib rbe
i' (ib ib )
R 'i
u
/
上节课内容提要
1、放大电路稳定偏置的方法1—— 分压式偏置电路（射级偏置电路）
（1）稳定原理 电路应满足 I RB1 I BQ ，才能稳定Q点
U B U BEQ
2020/4/22
1
(2) 射极偏置电路的分析 静态：Q点 动态：
2020/4/22
2
2、射极偏置电路的改进
2020/4/22
3
3、放大电路稳定偏置的方法2—— 电流源偏置电路
②输入电阻
2020/4/22
R iR G 3(R G/1/R G)223
③输出电阻
u
R i o
RL,us0
u ugs
i
u RS
u rds
g m u gs
u ( 1
2020/4/22
RS
1 rds
gm)
Ro
ui RS
1 //rds//gm
1
Ro RS // gm
24
3.4.6 各种组态放大电路的比较
Rg
③输出电阻
2020/4/22
Ro
u'o i'o
RL,us 0
R'LRD//RL Rd
rbe
gm
20
3.4.5 共漏组态基本放大电路
共漏 共集
(1)静态分析
U G
U 'G
RG 2 RG1 RG2
V DD
U GS U 'G I D R S
分压式直流偏置电路
2020/4/22
I
U
B
U BEQ RE
ICQIEQ UCEQVCCIEQRE
10
(2)交流分析
①中频电压放大倍数
RL'RE RL
u i ibr b e(ibib )R L '
uo(ibib)R L'
A uuuoi rb(e1 (1)R)'L R'L
2020/4/22
11
②输入电阻
u ibr b e(ibib)R L '
D
I DSS
(1
U GS U GS ( off
)2
)
U DS V DD I D R S
21
(2)交流分析
2020/4/22
22
①电压放大倍数
A uu uo i ugg s m g ug m u (sg R s (sR /s/R /L /R )L)1 gm gR m R 'L'L (RL RS//RL)
CS：RD CG：RD CD：RS//(1/gm)
26
各种组态放大电路的比较
rbe g m
a、对应关系，体现在动态性能上 b、输入电阻，场效应管放大电路比双极型高 c、输出电阻，cc与cd都较小，带负载能力强
2020/4/22
27
4、共基组态放大电路
放大倍数与共射电路反相 Ri 低 Ro与共射电路相同
动态性能比较表:
rbe g m
2020/4/22
25
CE / CB / CC
CE
: Au
R L rbe
Au
CB
: Au
R L rbe
CC
: Au
(1 ) R L rbe (1 ) R L
CE: RB//rbe
Ri
CB: RE//[rbe/(1)]
CC: RB//[rbe(1)R'L ]
CE ： R C
Ro
2020/4/22
CB ： R C
CC
：R E
//
rbe + rs 1 β
CS / CG / CD
CS : Au g m R L
CG : Au g m R L
CD
: Au
g m R L 1 g m R L
CS：RG CG：RS//(1/gm) CD：RG3+ (RG1 // RG2 )
（1）掌握电流源电路的基本工作原理，输出电流 的计算。包括：基本电流源、镜像电流源、比 例电流源、微电流源、多电流源。
（2）电流源电路的应用 ①为放大电路提供稳定的直流偏置，稳定Q点。
②作为放大电路的交流负载，从而提高 Au 。
2020/4/22
4
3.4 各种基本组态放大电路 的分析与比较
3.4.1 共基组态基本放大电路 3.4.2 共集组态基本放大电路 3.4.3 场效应管放大电路 3.4.4 共源组态基本放大电路 3.4.5 共漏组态基本放大电路 3.4.6 各种组态放大电路的比较
2020/4/22
28
上节课内容提要
1、共集组态基本放大电路
Au 1
=射极输出器=电压跟随器 Ri 高（高阻输入级） Ro低（低阻输出级）
2020/4/22
29
2、共源组态
共源
共射
自给式直流偏置电路
2020/4/22
30
3、共漏组态 共漏 共集
分压式直流偏置电路
2020/4/22
31
u i'
rbe + r 's
1
R = 2020o/4/22
RE
R o ' R E //
rbe + r 's
1
（动画3-61）3
共集电路特点与应用：
1、 Au 1
=射极输出器=电压跟随器 2、Ri 高（高阻输入级） 阻抗变换级 3、Ro低（低阻输出级） （中间缓冲级）
2020/4/22
14
3.4.3 场效应管的放大电路