《低頻電子線路》

（10）山東大學(xué)信息學(xué)院劉志軍2/3/20241《低頻電子線路》上節(jié)課內(nèi)容5.3放大器的等效電路分析法

5.3.1晶體管交流小信號(hào)電路模型

5.3.2共射放大器交流等效電路分析法

2/3/20242《低頻電子線路》本節(jié)課內(nèi)容5.4

共集放大器和共基放大器5.4.1

共集電極（CC）放大器5.4.2

共基極（CB）放大器5.4.3

三種基本放大器性能比較5.6放大器的級(jí)聯(lián)5.6.1

級(jí)間耦合方式5.6.2

級(jí)間放大器的性能指標(biāo)計(jì)算5.6.3

組合放大器2/3/20243《低頻電子線路》5.4

共集放大器和共基放大器基本放大器共有三種放大組態(tài)。除了前面介紹的共發(fā)射極（共射，CE）放大器，還有共集電極（共集，CC）和共基極（共基，CB）兩種形式。2/3/20244《低頻電子線路》5.4.1

共集電極（CC）放大器共集（CC）放大組態(tài)信號(hào)流向：b進(jìn)e出(C是公共端）共集（CC）直流電路分析和CE電路一樣，分析方法相同。2/3/20245《低頻電子線路》共集放大器（CC)電路圖5.4.1共集電極放大器及交流等效電路(a)電路2/3/20246《低頻電子線路》共集放大器交流等效電路圖5.4.1共集電極放大器及交流等效電路

(b)交流等效電路2/3/20247《低頻電子線路》CC電路圖和等效電路圖對(duì)照

2/3/20248《低頻電子線路》(1)電壓放大倍數(shù)Au

由圖5.4.1的圖(b)，可得如下關(guān)系式因而(5.4.1)式中：

2/3/20249《低頻電子線路》CC電路的特點(diǎn)CC電路的輸出與輸入同相且基本相等（Au約為1）。故稱之為射隨器（射極跟隨器）。

2/3/202410《低頻電子線路》

(2)電流放大倍數(shù)Ai

在圖5.4.1（b）中，當(dāng)忽略RB1、RB2的分流作用時(shí)，則Ib=Ii，而流過RL的輸出電流Io為由此可得

(5.4.2)

2/3/202411《低頻電子線路》

(3)輸入電阻Ri

由圖5.4.1(b)可知，從基極看進(jìn)去的電阻Ri

’為

所以與共射電路相比，由于Ri’顯著增大，因而共集電路的輸入電阻大大提高了。

(5.4.3)2/3/202412《低頻電子線路》

(4)輸出電阻Ro

在圖5.4.1(b)中，當(dāng)輸出端外加電壓Uo，而將Us短路并保留內(nèi)阻Rs時(shí)，可得圖5.4.2所示電路。圖5.4.2求共集放大器Ro的等效電路2/3/202413《低頻電子線路》則由e極看進(jìn)去的電阻R0’為所以，輸出電阻(5.4.4)

由圖可得2/3/202414《低頻電子線路》5.4.2

共基極（CB）放大器共基（CB）放大組態(tài)信號(hào)流向：e進(jìn)C出(B是公共端）共基（CB）直流電路分析和CE電路結(jié)構(gòu)一樣，分析方法相同。2/3/202415《低頻電子線路》共基極放大器圖5.4.3共基極放大器及其交流等效電路

(a)共基極放大電路2/3/202416《低頻電子線路》CB放大電路和交流等效電路對(duì)照

2/3/202417《低頻電子線路》（1）電壓放大倍數(shù)Au

由圖5.4.3(b)可知(5.4.5)所以式中：

2/3/202418《低頻電子線路》（2）電流放大倍數(shù)Ai

在圖5.4.3(b)中，由于輸入電流Ii≈Ie，而輸出電流

,故有(5.4.6)

顯然，Ai<1。若RC>>RL，則Ai≈α，即共基極放大器沒有電流放大能力。但因Au>>1，所以仍有功率增益。2/3/202419《低頻電子線路》（3）輸入電阻Ri

按上述基極支路和射極支路的折合關(guān)系，由射極看進(jìn)去的電阻R

i’為

所以

(5.4.7)

2/3/202420《低頻電子線路》（4）輸出電阻Ro

由圖5.4.3(b)可知，若Ui=0，則Ib=0,βIb=0，顯然有：(5.4.8)2/3/202421《低頻電子線路》5.4.3

三種基本放大器性能比較為了便于比較共射、共集和共基三種基本放大器，將它們的性能特點(diǎn)列于表5.4.1。共射極電路（CE)既有電壓增益，又有電流增益，應(yīng)用最廣，常用作各種放大器的主放大級(jí)。但它的輸入和輸出電阻并不理想。在電壓放大時(shí)，輸入電阻不夠大且輸出電阻又不夠??；而在電流放大時(shí)，則輸入電阻又不夠小且輸出電阻也不夠大。共集和共基放大器各有特點(diǎn)。常用在不同需要的場(chǎng)合。2/3/202422《低頻電子線路》表5.4.12/3/202423《低頻電子線路》例題(例5.4.1)（看P176圖5.4.4）從電路結(jié)構(gòu)看，僅僅是輸出端有所不同，著重看CE電路與CC電路的特點(diǎn)和差異。2/3/202424《低頻電子線路》5.6

放大器的級(jí)聯(lián)為了提高放大能力，放大器往往由多級(jí)組成。多級(jí)放大電路級(jí)與級(jí)之間保持聯(lián)接（耦合）關(guān)系。2/3/202425《低頻電子線路》5.6.1

級(jí)間耦合方式耦合方式阻容耦合：隔直（各級(jí)直流工作點(diǎn)獨(dú)立），防止溫漂。直接耦合：改變頻率特性（低端）；電平位移。變壓器耦合：隔直；阻抗變換。光電耦合：抗傳輸干擾和噪聲。2/3/202426《低頻電子線路》阻容耦合圖5.6.1阻容耦合與變壓器耦合的方框圖

(a)阻容耦合框圖2/3/202427《低頻電子線路》變壓器耦合圖5.6.1阻容耦合與變壓器耦合的方框圖

(b)變壓器耦合框圖

2/3/202428《低頻電子線路》直接耦合電平配置圖5.6.2直接耦合電平配置方式實(shí)例

(a)墊高后級(jí)的發(fā)射極電位2/3/202429《低頻電子線路》直接耦合電平配置圖5.6.2直接耦合電平配置方式實(shí)例

(b)穩(wěn)壓管電平移位2/3/202430《低頻電子線路》直接耦合電平配置圖5.6.3直接耦合電平配置方式實(shí)例

(c)電阻和恒流源電平移位2/3/202431《低頻電子線路》直接耦合電平配置圖5.6.4

直接耦合電平配置方式實(shí)例(d)NPN、PNP管級(jí)聯(lián)2/3/202432《低頻電子線路》5.6.2

級(jí)聯(lián)放大器的性能指標(biāo)計(jì)算級(jí)聯(lián)放大器又稱為多級(jí)放大器(指兩級(jí)以上放大器)2/3/202433《低頻電子線路》級(jí)聯(lián)放大器的性能指標(biāo)計(jì)算分析級(jí)聯(lián)放大器的性能指標(biāo)，一般采用的方法是：先通過計(jì)算每一單級(jí)指標(biāo)，再合成來分析多級(jí)指標(biāo)。在級(jí)聯(lián)放大器中，后級(jí)電路相當(dāng)于前級(jí)放大器的負(fù)載，而前級(jí)放大器相當(dāng)是后級(jí)放大器的信號(hào)源。在計(jì)算前級(jí)輸出時(shí)，只要將后級(jí)的輸入電阻作為其負(fù)載，則該級(jí)的輸出信號(hào)也就是后級(jí)放大器的輸入信號(hào)。2/3/202434《低頻電子線路》級(jí)聯(lián)放大器的性能指標(biāo)計(jì)算一個(gè)n級(jí)放大器的總電壓放大倍數(shù)Au可表示為：(5.6.2)由上可見，Au為各級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積。2/3/202435《低頻電子線路》級(jí)聯(lián)放大器的性能指標(biāo)計(jì)算級(jí)聯(lián)放大器的輸入電阻就是第一級(jí)的輸入電阻Ri1。在計(jì)算Ri1時(shí)應(yīng)將后級(jí)的輸入電阻Ri2作為其負(fù)載考慮，即：(5.6.3)2/3/202436《低頻電子線路》級(jí)聯(lián)放大器的性能指標(biāo)計(jì)算級(jí)聯(lián)放大器的輸出電阻，就是最末級(jí)的輸出電阻Ron。在計(jì)算Ron時(shí)應(yīng)將前級(jí)的輸出電阻Ro(n-1)作為其信號(hào)源內(nèi)阻，即：(5.6.4)2/3/202437《低頻電子線路》多級(jí)放大器性能指標(biāo)分析方法小結(jié)（1）先將各級(jí)斷開（注意在何處斷？）。（2）要分別計(jì)算每一級(jí)參數(shù)（放大倍數(shù)、輸入和輸出阻抗）。（3）關(guān)鍵是：“將下一級(jí)的輸入阻抗作為上一級(jí)的負(fù)載”。（4）將各級(jí)放大倍數(shù)“級(jí)乘”（倍乘）起來，就得到總放大倍數(shù)。（5）第一級(jí)的輸入阻抗，就是多級(jí)放大器的輸入阻抗。（6）最后一級(jí)的輸出阻抗，就是多級(jí)放大器的輸出阻抗。2/3/202438《低頻電子線路》例題(例5.6.1)圖5.6.3(a)給出了一個(gè)分別由NPN和PNP管構(gòu)成的兩極直接耦合的共射極放大器，其交流通路如圖5.6.3（b）所示，試計(jì)算該電路的交流指標(biāo)。2/3/202439《低頻電子線路》例題圖5.6.3

兩級(jí)共射極放大器

(a)電路2/3/202440《低頻電子線路》例題圖5.6.3

兩級(jí)共射極放大器

(b)交流通路2/3/202441《低頻電子線路》例題電路與交流等效電路對(duì)照

2/3/202442《低頻電子線路》

解（1）電壓放大倍數(shù)Au(2)輸入電阻Ri(3)輸出電阻Ro例題分析：兩級(jí)共射極放大器分析2/3/202443《低頻電子線路》例題上例中Ri2=rbe2+(1+

2)RE22/3/202444《低頻電子線路》5.6.3

組合放大器

根據(jù)放大電路三種組態(tài)的不同特點(diǎn)加以適當(dāng)?shù)慕M合（取長(zhǎng)補(bǔ)短），可以組成不同的級(jí)聯(lián)方式（連接緊密，一般為直耦）且各具特點(diǎn)的放大器，稱為組合放大器。2/3/202445《低頻電子線路》（1）CC–CE組合放大器圖5.6.4CC–CE和CE–CC組合放大器

(a)CC–CE電路；2/3/202446《低頻電子線路》（2）CE–CC組合放大器圖5.6.4CC–CE和CE–CC組合放大器

(b)CE–CC電路2/3/202447《低頻電子線路》兩種組合放大電路對(duì)照

（a)CC-CE組合放大電路(b)CE-CC組合放大電路2/3/202448《低頻電子線路》例題（例5.6.2）

放大電路如圖5.6.5所示。已知晶體管β=100，rbe1=3kΩ，rbe2=2kΩ，rbe3=1.5kΩ，試求放大器的輸入電阻、輸出電阻及源電壓放大倍數(shù)。2/3/202449《低頻電子線路》例題(例5.6.2)

圖5.6.5

電路

2/3/202450《低頻電子線路》例5.6.2解答2/3/202451《低頻電子線路》例5.6.2解答（續(xù)）2/3/202452《低頻電子線路》（3）CE-CB組合放大電路分析圖5.6.6CE–CB組合放大器

(a)電路2/3/202453《低頻電子線路》CE-CB組合放大電路分析圖5.6.6CE–CB組合放大器

(b)交流通路2/3/202454《低頻電子線路》CE-CB組合放大電路與交流通路對(duì)照

2/3/202455《低頻電子線路》CE-CB組合放大電路分析2/3/202456《低頻