第11讲三种组态放大电路与组合放大电路PPT课件
三极管三种放大三种基本组态(共基、共射、共集)
单管放大电路是组成各种复杂放大电路的基本单元。
本章首先以单管共发射极放大电路为例，阐明放大电路的组成以及实现放大作用的基本原理。
然后介绍电子电路最常用的两种分析方法――图解法和微变等效电路法，并利用上述方法分析单管共发射极放大电路的静态工作点、电压放大倍数和输入、输出电阻。
由于温度变化将对半导体器件的参数产生影响，进而引起放大电路静态工作点的变动，为此，介绍了一种常用的分压式静态工作点稳定电路。
除了单管共发射极放大电路以外，也介绍了放大电路的另外两种组态――共集电术组态和共基极组态放大电路，并对三种不同组态的特点进行了列表比较。
在双极型三极管放大电路的基础上，介绍了场效应管放大电路的特点和分析方法。
在本章的最后，介绍了组成多级放大电路最常用的三种耦合方式，分析了多级放大电路的电压放大倍数和输入、输出电阻。
学习要求：①对于放大电路的两种基本分析方法，要求熟练掌握用简化的h参数等效电路分析放大电路的Au、Ri和Ro的方法，掌握rbe的近似估算公式。
正确理解如何利用图解分析放大电路的静态和动态工作情况。
②掌握放大电路的三种基本组态（共射、共集和共基组态）的工作原理和特点。
③正确理解温度变化对三极管参数的影响，掌握分压式工作点稳定电路的工作原理和计算方法。
④掌握由场效应管组成和共源和共漏放大电路和工作原理以及微变等效电路法分析Au、Ri和Ro的方法。
了解场效应管与双极型三极管相比有所特点。
⑤掌握直接耦合多级放大电路的工作原理，电压放大倍数的计算方法。
正确理解零点漂移现象。
一般了解其他两种耦合方式（阻容耦合、变压器耦合）的特点。
2.1 放大的概念放大电路的应用十分广泛，无论日常使用的收音机、扩音器，或者精密的量测仪器和复杂的自动控制系统等，其中通常都有各种各样的放大电路。
在这些电子设备中，放大电路的作用是将微弱的信号放大，以便于人们量测和利用。
例如，从收音机天线接收到的信号，或者人传感器得到的信号，有时只有微伏升毫伏数量级，必须经过放大才能驱动喇叭发出声音，或者驱动批示设备和执行机构，便于进行观察、记录和控制。
三极管放大电路原理和组态
三极管的根本工作管理构造与操作原理三极管的根本构造是两个反向连结的pn接面，如图1所示，可有pnp和npn两种组合。
三个接出来的端点依序称为射极〔emitter, E〕、基极〔base, B〕和集极〔collector, C〕，名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。
图中也显示出npn与pnp三极管的电路符号，射极特别被标出，箭号所指的极为n型半导体，和二极管的符号一致。
在没接外加偏压时，两个pn接面都会形成耗尽区，将中性的p型区和n型区隔开。
图1 pnp(a)与npn(b)三极管的构造示意图与电路符号。
三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关，工作区间也依偏压方式来分类，这里我们先讨论最常用的所谓〞正向活性区〞(forward active)，在此区EB极间的pn接面维持在正向偏压，而BC极间的pn接面那么在反向偏压，通常用作放大器的三极管都以此方式偏压。
图2(a)为一pnp三极管在此偏压区的示意图。
EB接面的耗散区由于在正向偏压会变窄，载体看到的位障变小，射极的电洞会注入到基极，基极的电子也会注入到射极；而BC接面的耗尽区那么会变宽，载体看到的位障变大，故本身是不导通的。
图2(b)画的是没外加偏压，和偏压在正向活性区两种情况下，电洞和电子的电位能的分布图。
三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差异呢？其间最大的不同部分就在于三极管的两个接面相当接近。
以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例，射极的电洞注入基极的n型中性区，马上被多数载体电子包围遮蔽，然后朝集电极方向扩散，同时也被电子复合。
当没有被复合的电洞到达BC接面的耗尽区时，会被此区内的电场加速扫入集电极，电洞在集电极中为多数载体，很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点，形成集电极电流IC。
IC的大小和BC间反向偏压的大小关系不大。
基极外部仅需提供与注入电洞复合部分的电子流IBrec，与由基极注入射极的电子流InB? E〔这部分是三极管作用不需要的部分〕。
放大电路的三种组态的识别与比较，放大电路的三种组态的特点与用途
放大电路的三种组态的识别与比较，放大电路的三种组态的特点与用途放大电路的三种组态分为共基，共集，共射三种组态。
放大电路里通常是晶体三极管、场效应管、集成运算放大器等，这些器件也称为有源器件。
放大电路的三种组态判别以输入、输出信号的位置为判断依据：信号由基极输入，集电极输出——共射极放大电路；信号由基极输入，发射极输出——共集电极放大电路；信号由发射极输入，集电极输出——共基极电路。
放大电路的三种组态如何判别，怎么做三种组态比较，放大电路的三种组态有什么特点和用途。
共射基本放大电路一个晶体三极管可以看作为一个双口有源网络，由于晶体三极管只有三个极端，因此其中必须有一个极端作输入和输出的公共端。
如果以其中发射极e作为输入和输出的公共端，基极b作为输入，集电极c 作为输出，则该放大电路称为共射放大电路。
相应地以基极b作为输入和输出公共端，发射极e作为输入，集电极c 作为输出的称为共基放大电路。
以集电极c 作为输入和输出公共端，基极b作为输入，发射极e作为输出的称为共集放大电路。
这称为晶体三极管放大电路的三种基本放大组态。
放大电路三种基本组态（a）共射放大电路（b）共基放大电路（c）共集放大电路1、三种组态的判别以输入、输出信号的位置为判断依据：信号由基极输入，集电极输出——共射极放大电路信号由基极输入，发射极输出——共集电极放大电路信号由发射极输入，集电极输出——共基极电路2、三种组态的比较3、三种组态的特点及用途共射极放大电路：电压和电流增益都大于1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。
适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。
共集电极放大电路：只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。
在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。
可用于输入级、输出级或缓冲级。
共基极放大电路：只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。
高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。
三极管放大电路的三种基本组态ppt.(ppt)
Rb
+VCC
C1
+
VT C2
Rs +
ui
us -
-
+
Re
RL uo
-
+ Rs
+ ui us
-
b ib
ic c
rbe
βib
Rb
e
+
Re
RL uo
-
上页 下页 首页
+ Rs
+ ui us
-
b ib
ic c
rbe
βib
Rb
e
Re
RL
ii
b ib
eie
R s +
+ ui
+ uo
u s-
-
-
rbe
βib
ic c
b ib
e - ie
+ Rs us+ ui
rbe Rb
iC βib
+
RL Re
uo
--
-
c
Ri = Rb //[ rbe + （1 + β） Re´] = 118kΩ
Ro =
rbe 1
+Rs´ +β
//
Re
= 0.26kΩ = 260Ω
Aus =
Ri Rs + Ri
Au =
118 10+ 118
×
0.993
io +
uo Re -
b ib
e - ie
+
rbe
+
Rs us+ ui Rb
iC βib
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。
放大电路的三种组态
放大电路的三种组态
放大电路的三种组态是什么？
放大电路以输入、输出信号的位置为判断依据，可以分为三种组态：
1. 信号由基极输入，集电极输出——共射极放大电路
2. 信号由基极输入，发射极输出——共集电极放大电路
3. 信号由发射极输入，集电极输出——共基极放大电路
三种组态的特点及用途：
1. 共射极放大电路：电压和电流增益都大于 1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。
适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。
2. 共集电极放大电路：只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。
在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。
可用于输入级、输出级或缓冲级。
3. 共基极放大电路：只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。
高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。
三极管基本放大电路的三种组态
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(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。
三极管及其放大电路 ppt课件
② 基区：很薄（通常为几微米～几十微米），低
掺杂浓度；(薄牛肉)
c
③ 集电区： 掺杂浓度要比发 射区低；
面积比发射区大；
N
b
P
N
e
ppt课件
7
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
2.1.2 BJT的电流放大作用
1.三极管的偏置 为实现放大，必须满足三极管的内部结构和外部 条件两方面的要求。
c
N
输出特性曲线可以划分为三个区域： 饱和区——iC受vCE控制的区域，该区域内vCE的 数值较小。此时Je正偏，Jc正偏
iC /mA
pp2t课5件℃
=80μA =60μA =40μA
=20μA
vCE /2V0
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
饱和区——iC受vCE显著控制的区域，该区域内vCE的数值较 小。此时Je正偏，Jc正偏。
2.极限参数 （1）集电极最大允许电流ICM 指BJT的参数变化不超过允许值时集电极允 许的最大电流。
ppt课件
27
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
（1）集电极最大允许电流ICM
指BJT的参数变化不超过允许值时集电极允许的最大电流。
（2）集电极最大允许功率损耗PCM
表示集电极上
过流区
允许损耗功率
Ii
Io
+
+
Rs Vi
放大电路 Ri (放大器)
Vo
RL
-
-
Ri
Ri决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大
小，即它决定了放大电路对信号源的要求。
Ri越大，Ii就越小，放大电路从信号源索取的电流越
小。放大电路所得到的输入电压Vi越接近信号源电压Vs。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4.5.1 共集电极放大电路 4.5.2 共基极放大电路 4.5.3 放大电路三种组态的比较
4.5.1 共集电极放大电路
共集电极电路结构如图示, 该电路也称为射极输出器。
三种组态的判别
以输入、输出信号的位置为判断依据： 信号由基极输入，集电极输出
——共射极放大电路 信号由基极输入，发射极输出
◆ 输出电阻小，带负载能力强（用作多级放大电路的输出级）
◆ 同时利用输入电阻高输出电阻低的特点，作为多级放大电路的中间
级，以隔离前后级之间的相互影响，在电路中起阻抗变换的作用，这时 可称其为缓冲级。
例4.5.1
电路如图所示，已知BJT的β=50,
VBEQ=－0.7V,求该电路的静态工 Rs
作点Q、Av、Ri、Ro，并说明它 1kΩ
Rs rbe
1
，
1
时，
Ro
Rs
rbe
输出电阻很小，并且与信号源内阻或前一级放大电路的输出 电阻有关。
4.5.1 共集电极放大电路
Av 1 。
Ri Rb //[rbe (1 β)RL ]
Ro
Re
//
Rs 1
rbe β
共集电极电路特点：
◆ 电压增益小于1但接近于1，vo与vi同相 ◆ 输入电阻大，对电压信号源衰减小（用作多级放大电路的输入级）
输入电阻较高
而且和负载电阻RL或后一级放 大电路的输入电阻的大小有关。
4.5.1 共集电极放大电路
2.动态分析
④输出电阻
由电路列出方程
it ie iRe
vt ib (rbe Rs)
vt iRe Re
其中 Rs Rs // Rb
则输出电阻
Ro
vt it
Re //
Rs rbe 1 β
当
Re
属于什么组态。
+
解：由直流通路可以求得：
vs
-
VCC I BQ Rb VBEQ (1 )I BQ RE
IBQ 46A
ICQ IBQ 2.30mA
VECQ VCEQ 12 ICQ ( Rc Re )
6.94V
rbe
200
(1
)
26(mV ) I EQ (mA)
776
Cb1 + + vi -
Rb
Rb 200k Ω
Rc 1k Ω
-VCC
-12V
T Cb2+
Re 1.2k Ω
+
RL 1.8k Ω
vo
_
-VCC
Rc
ICQ
IBQ
Re
IEQ
例4.5.1
电路如图所示，已知BJT的β=50,
Cb1 +
VBEQ=－0.7V,求该电路的静态工 Rs 作点Q、Av、Ri、Ro，并说明它 1kΩ
+
属于什么组态。
①电压增益 输入回路： vi ibrbe
输出回路： vo βib R'L
电压增益：
Av
vo vi
βR'L rbe
小信号等效电路
RL Rc // RL 电流跟随
4.5.2 共基极放大电路
2.动态指标
② 输入电阻
ii iRe ie iRe (1 β)ib iRe vi / Re ib vi / rbe
+
RL 1.8k Ω
vo
_
Rc
Ro
Re
//
Rs rbe 1 β
34
思考：Rc的作用是什么？
例4.5.1
电路如图所示，已知BJT的β=50,
VBEQ=－0.7V,求该电路的静态工 Rs
作点Q、Av、Ri、Ro，并说明它 1kΩ
属于什么组态。
+
解：共集电极组态
vs
-
Rc的作用：
电阻Rc的阻值较小，主要 Rb 是为了防止调试时不慎将
+ vi
解：画出小信号模型
vs -
-
Av
vo vi
ib (1 β)RL ib[rbe (1 β)RL ]
(1 )RL 0.98 rbe (1 )RL
Ri Rb || [rbe (1 β)R'L ] 31.57k
Rb 200k Ω
Rc 1k Ω
-VCC
-12V
T Cb2+
Re 1.2k Ω
(1 )RL rbe (1 )RL
1
体现？
一般 (1 )RL' rbe
则电压增益接近于1， 即 Av 1 。 vo与vi同相
射极电压跟随器
4.5.1 共集电极放大电路
2.动态分析 ③输入电阻
Ri
vi ii
viΒιβλιοθήκη vi viRb rbe (1 β)R'L
Rb || [rbe (1 β)R'L ]
直流通路
4.5.1 共集电极放大电路
2.动态分析 ①小信号等效电路
4.5.1 共集电极放大电路
2.动态分析 ②电压增益
输入回路：
vi ibrbe ib (1 β)RL
其中 RL Re // RL
输出回路： vo ib (1 β)RL
电压增益：
思考：放大作用如何
Av
vo vi
ib (1 β)RL ib[rbe (1 β)RL ]
解V：ICCVQEBQQIVREQCb1CRb2RVIbB2CQQVR(CReVCcBE6QR06e0)670.5321..359V0.77.I5VBQ2.34Im小βCQA信号2等.31效40电m0 A路 23.4A
Re短路，造成电源电压全
部加到BJT的集电极与发 射极之间，使集电结和发
IBQ
射结过载被烧坏而接入的，
是限流电阻。
Re
Cb1 + +
vi -
Rb 200k Ω
Rc 1k Ω
-VCC
-12V
T Cb2+
Re 1.2k Ω
+
RL 1.8k Ω
vo
_
-VCC
ICQ
Rb
-VCC
Rc
ICQ
IBQ
IEQ
Re
IEQ
小信号等效电路
Ri
vi / ii vi
Re
||
rbe 1 β
vi Re
(1
β)
vi rbe
输入电阻小
③ 输出电阻
Ro Rc
与共射极放大电路的输出电阻 相同
例4.5.2 电路如图所示，已知VCC=15V,
Rc=2.1kΩ, Re=2.9kΩ, Rb1=Rb2=60kΩ, β=100, VBEQ=0.7V。各电容对交流信号 可视为短路。求该电路的静态工作点Q、 Av、Ri、Ro。
——共集电极放大电路 信号由发射极输入，集电极输出
——共基极电路
4.5.1 共集电极放大电路
1.静态分析
由 VCC IBQ Rb VBEQ IEQ Re IEQ (1 β)IBQ
得
I BQ
VCC VBEQ Rb (1 β)Re
ICQ β IBQ
VCEQ VCC IEQ Re VCC ICQ Re
4.5.2 共基极放大电路
1.静态工作点 直流通路与射极偏置电路相同
VBQ
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
I CQ
I EQ
VBQ
VBEQ Re
VCEQ VCC ICQ Rc IEQ Re VCC ICQ ( Rc Re )
I BQ
I CQ β
4.5.2 共基极放大电路
2.动态指标
交流通路