【教学课件】第三章BJT放大电路.ppt
第三章 BJT放大电路,3.3 BJT三种基本组态放大电路交流特性的分析,1.BJT三种基本组态共射极接法 共基极接法 共集电极接法,(a)共射接法(b)共基接法（c）共集接法,2放大器的基本交流性能指标1)放大倍数A,电压放大倍数,电流放大倍数,互导放大倍数,互阻放大倍数,2)输入电阻,定义：从放大器输入端看进去的等效电阻，,意义：,表征放大电路从信号源获取信号的能力。,对于电压源，,越大，放大器从该信号电压源获取的电压也越大。,对于电流源，,越小，则放大器从信号电流源获取的电流也越大。,3）输出电阻,定义：从放大器输出端看进去的等效电阻。,意义：输出电阻是一个表征放大器带负载能力的参数。,对于电压放大器，,即负载变化时放大器输出给负载的电压基本上保持不变；,越小，则放大器带负载的能力越强，,而对于电流放大器，,越大，则带负载能力越强，,即负载变化时放大器输出给负载的电流基本上保持不变。,3.共射（CE）放大器,(1)电路结构稳基压电路,图3-16 采用基极分压式偏置电路的共射放大器,图3-16是采用基极分压式偏置电路的共射放大器，信号从基极输入，从集电极输出，,发射极是输入电压,和输出电压,的公共极。,图中,为输入和输出的耦合电容,为射极傍路电容。,(2)交流指标计算,图3-17 共射放大器的交流通路及交流小信号等效电路,输入电阻,电压放大倍数,输出电阻,1)输入电阻,由放大器的输入电阻,的定义，则,其中,是从BJT的输入口视入的输入电阻（称为管端输入电阻），则,。因此，,2)电压放大倍数,由放大器电压放大倍数,的定义，则,式中,式中的负号表明：输出电压,与输入电压,反相，即共射放大器在中频段是反相放大器。,，称为集电极的交流负载。,（3-18）,因为,，即在工作点电流,一定时，,与,成正比。,则式（3-18）变为,上式表明，电压放大倍数,的值近似与静态电流,因此，适当增大,，可以有效提高电压放大倍数,。,成正比。,3）输出电阻,由放大器输出电阻,的定义，则,其中,是从BJT的输出口视入的等效电阻（称为管端输出电阻），则,，因此，,4.阻抗反映法,图3-18 阻抗反映法,（3-22）,（3-23）,例3-4.如图3-19所示的共射放大器中，SiBJT的,忽略基调效应，,是耦合电容，,是射极傍路电容，求该共射放大器中频段的,、,和,。,解：（1）直流分析求静态工作点,（2）交流分析求交流指标,图3-20 例3-4放大器的交流通路与交流小信号等效电路,1)输入电阻,2)电压放大倍数,3)输出电阻,5.共基（CB）放大器,（1）电路结构,图3-21 采用基极分压式偏置电路的共基放大器,（2）交流指标计算,图3-22 共基放大器的交流通路及交流小信号等效电路,1)输入电阻,2)电压放大倍数,由于,表明共基放大器是同相放大器。,3)输出电阻,6共集(CC)放大器,(1)电路结构,图323 共集放大器,（2）交流指标计算,图324 共集放大器的交流通路及交流小信号等效电路,1）输入电阻,（327）,由于通常,，则CC放大器的管端输入电阻,比CE放大器的输入电阻,大的多。因此，CC放大器的,大大提高了。,其中管端输入电阻,2）电压放大倍数,上式表明，,但仍具有电流放大作用，因而输出功率仍得到放大。,，即CC放大器没有电压放大作用，,由于通常,，故,且输出电压,与输入电压,同相。换言之，输出电压,几乎总是跟随输入电压,的变化。因此，CC放大器,又称为射极跟随器。,3）输出电阻,图325 求共集放大器输出电阻,的电路,（329）,其中管端输出电阻,，,。,由于CC放大器的,远小于CE放大器的,因而CC放大器的输出电阻,远小于CE放大器的输出电阻,CC放大器输入电阻大-放大电路的第一级-提高信号电压的利用率。CC放大器输出电阻小-放大电路的最末级-以提高放大电路的带负载能力。,7BJT三种基本组态放大器性能比较,8共射放大器的大信号动态范围分析,当输入信号,这时，放大器输出电压,那么，BJT不进入截止区和饱和区的最大输出电压,即放大器的动态范围到底有多大？,的振幅不断增大时，BJT会进入截止区或饱和区。,的波形会产生严重的失真现象。,这是我们关心的问题，借助交流负载线可以解决这个问题。,（1）交流负载线,图326 共射放大器及对应的交流通路,由交流通路（b）可得交流负载线方程,令,，则,将该直线方程画在,交流负载线是放大器工作时输出特性曲线平面上的瞬时工作点,）,（330）,（331）,平面上就是交流负载线。,（,的运动轨迹。,图327 交流负载线分析共射放大器大信号动态范围,（2）放大器的非线性失真 放大器的非线性失真是指BJT的非线性而引起的失真。产生的原因是静态工作点Q设置不当和输入信号幅度较大，使放大器的工作区超出了BJT特性曲线的线性区，从而产生的波形失真。包括截止失真和饱和失真。,1）截止失真,截止失真是由于静态工作点Q设置的偏低（靠近截止区），,的幅度又较大时，而导致输出电压,最大不截止失真幅度：,而输入电压,的波形既进入截止区出现被“削顶”的现象。,（332）,(a)Q点偏低产生的截止失真(b)Q点偏高产生的饱和失真,图328 静态工作点Q的位置与削波失真的关系,饱和失真是由于静态工作点Q设置的偏高（靠近饱和区），,的幅度又较大时，而导致输入电压,的波形被“削底”的现象。,最大不饱和失真幅度：,（333）,而输入电压,2）饱和失真,（3）放大器非线性失真的重要特征,如果将被“削波”的输出电压,分解成付氏级数，可见,中除了有与输入电压,等于基波频率整数倍的谐波分量。因此，非线性失真使输出信号含有输入信号没有的频率分量，这是非线性失真的一个重要特征。,同频率的基波分量以外，还含有频率,（4）放大器的动态范围,放大器的动态范围是指不出现失真时，输出电压,的振幅,的最大摆动范围。,时，放大器的动态范围为,（334）,中点时，放大器有最大的动态范围,（335）,时，静态工作点Q设置是交流负载线的,例35 如图329所示的放大电路，已知BJT：,。,1)估算静态工作点Q（,）。,2)在,并确定该放大器的动态范围。,坐标平面上画出直流负载线和交流负载线，,3)若,，增大,，首先出现何种类型的削波失真？,4)若增大,，最终会出现何种类型的削波失真？,图329 例35,解：（1）估算静态工作点。由于,，所以,最大不饱和失真幅度：,最大不截止失真幅度：,动态范围：,（2）求动态范围,（3）由于,，当增大,时，首先出现饱和失真。,，使,减小，导致,和,从而使静态工作点Q降低，靠近截止区，最终出现截止失真。,（4）增大,减小，,
