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文檔簡介
關(guān)于共基極與共集電極電路
根據(jù)如圖所示:
共集電極電路原理圖交流通路第2頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
(2)電壓增益
由于射極輸出器的電壓接近于1,它的輸出電壓和輸入電壓是同相的,因此稱為電壓跟隨器。第3頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
(3)輸入電阻
第4頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
(4)輸出電阻第5頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
綜上分析說明,電壓跟隨器的特點是:電壓增益小于1而近于1,輸出電壓與輸入電壓同相,輸入電阻高、輸出電阻低。3.6.2
共基極電路共基極電路又被稱為電流跟隨器。此電路適用于寬頻帶和高頻情況下,要求穩(wěn)定性較好時。第6頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
3.7放大電路的頻率響應(yīng)3.7.1單時間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)(見例題)1.RC低通電路的頻率響應(yīng)在放大電路的高頻區(qū),影響頻率響應(yīng)的主要因素是管子的極間電容和接線電容等,它們在電路中與其它支路是并聯(lián)的,因此它們對高頻響應(yīng)的影響可用如圖所示的RC低通電路來模擬??傻酶哳l區(qū)的電壓增益得幅值和相角分別為:第7頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
幅頻響應(yīng):(1)當(dāng)f<<fH時
(2)當(dāng)f>>fH時RC低通電路第8頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
相頻響應(yīng):(1)當(dāng)f<<f時,
H0,得一條
H=0的直線。(2)當(dāng)f>>fH時,
H-90,得一條
H=-90的直線。(3)當(dāng)f=fH時,
H-45。
0.01fH0.1fHfH10fH100fH20lgAvH
H3dB-20dB/十倍頻程-45o/十倍頻程f/Hzf/Hz-20-400-45o-90o0o相頻響應(yīng)幅頻響應(yīng)RC低通電路的頻率響應(yīng)第9頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
2.RC高通電路的頻率響應(yīng)在放大電路的低頻區(qū)內(nèi),耦合電容和射極旁路電容對低頻響應(yīng)的影響,可用如圖所示的RC高通電路來模擬??傻玫皖l區(qū)電壓增益得幅值和相角分別為:用來模擬放大電路低頻響應(yīng)的RC高通電路第10頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
3.主要特征參數(shù):中頻增益A及相角、上限頻率fH、下限頻率fL、通頻帶BW和增益帶寬積GBW等。4.頻率響應(yīng)的分析方法:用混合型等效電路分析高頻響應(yīng),用含有電容的低頻等效電路分析低頻響應(yīng)。分析時,先以拉氏變換為基礎(chǔ),將電路中電容C用1/sC表示、電感L用Ls表示,導(dǎo)出電路的傳遞函數(shù);然后用jω代替?zhèn)鬟f函數(shù)中的復(fù)
第11頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
變量s,獲得頻率特性表達式,求得頻率響應(yīng)的相關(guān)參數(shù)。也可以在等效電路中直接用電容C、電感L的阻抗1/jωC、jωL導(dǎo)出頻率特性表達式。在分析頻率響應(yīng)時,往往采用對數(shù)頻率響應(yīng),即Bode圖,頻率采用對數(shù)分度,幅值(dB)和相角采用線性分度,并可采用折線近似的方法作圖分析。第12頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
5.多級放大電路的頻率響應(yīng)多級放大電路的對數(shù)幅頻特性等于各級對數(shù)幅頻特性之和,相頻特性等于各級相頻特性之和。繪制Bode圖時,只要把各級曲線在同一橫坐標下的縱坐標相加即可。多級放大器的頻率響應(yīng)相對于單級放大器,其總的規(guī)律是電壓增益提高了,而通頻帶變窄了。第13頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
例題:例:在一個交流放大電路中,測出某三極管三個管腳對地電位為:(1)端為1.5V(2)端為
4V(3)端為2.1V;解:則(1)端為e極;(2)端為c極;(3)端為
b極;該管子為NPN型。討論:工作在放大區(qū)的三極管應(yīng)有下列關(guān)系:
|VBE|≈0.7V(硅管)或0.2V(鍺管),|VCE|>|VBE|
對NPN管:VE<VB<VC
對PNP管:VE>VB>VC
第14頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
例:已知如圖所示,問:(1)該電路是哪一類型放大電路;(2)計算Q;(3)畫出電路的等效電路;(4)計算AV;第15頁,共34頁,2024年2月25日,星期天解:(1)是共發(fā)射極放大電路;
(2)
第16頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
(3)等效電路如圖所示:第17頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
例:NPN型三極管接成如圖所示兩種電路,試分析三極管T在這兩種電路中分別處于何種工作狀態(tài)。設(shè)T的VBE=0.7V。
(a)(b)第18頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
解:三極管的工作狀態(tài),可以通過比較基極電流B和臨界飽和基極電流BS來判定。由圖(a)可知,
因為B<BS,故三極管T處于放大狀態(tài)。第19頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
又由圖(b)可知Vi=0V時,三極管發(fā)射結(jié)無正向偏置,T處于截止?fàn)顟B(tài);Vi=3V時,
由于B>BS,所以,三極管處于飽和狀態(tài)。第20頁,共34頁,2024年2月25日,星期天小結(jié):判斷三極管的工作狀態(tài),可有多種方法:(1)根據(jù)發(fā)射接和集電結(jié)的偏置電壓來判別。(2)根據(jù)靜態(tài)工作點
BQ和
CQ之來判別:
BQ0,管子工作在截止區(qū);CQ=BQ,管子工作在放大區(qū);BQ>CQ/,管子工作在飽和區(qū)。(3)根據(jù)UBEQ值來判別,UBEQ0.5V(對硅管),管子工作在截止區(qū);UBEQ0.7V>UCEQ,管子工作在飽和區(qū)。(4)根據(jù)UCEQ值來判別,UCEQ≈EC,管子工作在截止區(qū);UCEQ≈0,管子工作在飽和區(qū)。第21頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
例:(北京航空航天大學(xué)1999年研究生入學(xué)試題)設(shè)如圖三極管T的
=100,rbb′=100,VBEQ=0.7V;C1,C2,C3對交流信號可視為短路,
RS=600。
(1)計算靜態(tài)工作點Q(VCEQ,CQ);
(2)畫出交流通路及交流小信號低頻等效電路;
(3)求輸入電阻Ri;
(4)求輸出電阻Ro;
(5)求電壓增益Av=Vi/V0和Avs=V0/Vs;第22頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
解:(1)電容對于直流信號相當(dāng)于開路,因此根據(jù)該放大電路的直流通路可以列出方程:
VCC=
CR3+BQ(R1+R2)+VBE將
C=BQ代入,得:第23頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
CQ=BQ=3.1mAVCEQ≈VCC-
CQR3=10-3.12=3.8V(2)交流通路如圖(a)所示,交流小信號低頻等效電路如圖(b)所示:(a)(b)第24頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
(3)由微變等效電路可知,輸入電阻為:
第25頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
小結(jié):
本題的目的在于熟悉放大器靜態(tài)工作點的估算法,以及利用微變等效電路求放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。求放大器的靜態(tài)工作點實際上就是求解放大器的直流通路。具體的方法有兩種:一是圖解法,條件是要知道管子的特性曲線;二是故第26頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
算法,條件是要知道管子的電流放大系數(shù)
。求放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻,實際上就是求解放大器的微變等效電路。該放大器的微變等效電路可以根據(jù)電和直流電源對交流相當(dāng)于短路以及用管子的微變等效電路代替管子的原則來畫出。第27頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
例:某共射電路如圖所示,已知三極管的
rbb′=100,rb′e=900,gm=0.04s,C
′=500pF.(1)試計算中頻電壓反大倍數(shù)Aus;
(2)試計算上、下限截止頻率fH,fL;
(3)畫出幅頻、相頻特性曲線;第28頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
解:(1)由微變等效電路圖可求得:
第29頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
(2)分別由輸入輸出回路求出由耦合電容C1、C2單獨作用時的下限頻率fL1、fL2
所以電路下限頻率應(yīng)取為fL=40Hz。電路上限截止頻率由三極管的結(jié)電容決定,高頻等效電路的輸入部分如圖所示。由此可得第30頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
(3)20lg|Aus|=31dB
相應(yīng)的幅頻、相頻特性曲線如圖所示。第31頁,共34頁,2024年2月25日,星期天fLfHfLfH102030-1350-900-1800-2250-270040600kffAus(dB)幅頻相頻第32頁,共34頁,2024年2月25日,星期天
討論:本題中電容C1、C2對下限截止頻率fL都有影響,可采用近似計算法,即先分別考慮每個電容單獨作用時(將其它電容看成短路)
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