北京大学：《电路分析原理 Circuit Analysis》课程教学资源（课件讲稿）第十章 晶体三极管放大电路基本组态 §10-2 共发射极组态（2/2）§10-3 共集电极组态和共基极组态 §10-4 简单多级放大电路分析

§10-2-3晶体三极管的偏置电路 扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫 三极管的直流等效电路 工作于准线性区的三极管 b>0的范围都可以看成准线性区中 B ceo 1=m0+1≈(0+) bee A0≈++(+ b B L b+(1+ r 极管直流等效电路 输入端直流等效电路

§10-2-3 晶体三极管的偏置电路 工作于准线性区的三极管           eQ bQ cQ bQ cQ bQ I I I I I I   1 IbQ IcQ VbeQ VceQ Ib>0的范围都可以看成准线性区     beQ D b e bQ V V  r  1 r I 0 三极管的直流等效电路 输入端直流等效电路 b e rb＋(1＋ )re IbQ 三极管直流等效电路 rb RL c IbQ b e re IbQ

由§10-2-3晶体三极管的偏置电路 扫静态工作点的稳定性 扭(=E2-R R =o+[+(+B)(+R Bl B(E-VDo) 4v (R+)+(1+)(r+R E-V (R +r+r+ Re) +(+R) 三极管的一种偏置电路 日如果R1<1+(1++R)则三极管容易工作于的和区≈E 扭否则当三极誉的变化时(例如温度变化时),10也容易发生变化 静态工作点的稳定性不好

§10-2-3 晶体三极管的偏置电路 Rb Rc Vi Ec Re IbQ IcQ b c e 三极管的一种偏置电路 静态工作点的稳定性                bQ D b e e bQ bQ c b bQ V V r r R I V E R I 0 1               0 0 1 c D cQ bQ bb e e c D bbe e e e E V I I R r rR E V RrrR r R                否则当三极管的变化时（例如温度变化时），IcQ也容易发生变化 ～ 静态工作点的稳定性不好 如果    b b e Re R r  1 r  则三极管容易工作于饱和区(VbQ≈Ec)

由§10-2-3晶体三极管的偏置电路 扫静态工作点的稳定性 E Ec-roI b1 R =Do+[+(+B+R R Ib=In2+l E-O R 选择较大的R,满足R≥>R2,则 三极管的另一种偏置电路 +(+Bc+R)R2"2 Roe RoI+R R2 L基本不受三极管参数的影响→静态工作点的稳定性好 缺点:如果R,太大,导致(动恋)电压增益太低

§10-2-3 晶体三极管的偏置电路 静态工作点的稳定性                  b b bQ bQ D b e e bQ bQ b b bQ c b b I I I V V r r R I V R I V E R I 1 2 0 2 2 1 1 1  Rc Ec Ex + - Rx Rb1 Rb2 Re 三极管的另一种偏置电路 Ib1 Ib2 IbQ b e c 选择较大的Re，满足Re>>Rb2，则    2 2 0 1 b b bQ b e e bQ D bQ I R V r r R V V I         b1 b2  I  I 1 2 2 b b b c bQ R R R E V   e bQ D cQ eQ R V V I I  0   IcQ基本不受三极管参数的影响  静态工作点的稳定性好 缺点： 如果 Re 太大，导致（动态）电压增益太低

由§10-2-3晶体三极管的偏置电路 扫静态工作点和动态增益都稳定的放大电路 日选择较大的Ra2+Ra,满足BR2+Ra1)>R2 RoE E R bI RoI+ rh2 静态工作点稳定 扫选择较大的C,使R2近似被电容交流短路, 则 R Rel BR R +BRR1~动态增益稳定 E R,〓C 常见的三极管放大电路

§10-2-3 晶体三极管的偏置电路 静态工作点和动态增益都稳定的放大电路 Rc Ec Ex + - Rx Rb1 Rb2 Re1 常见的三极管放大电路 IbQ b e c Re2 Ce 选择较大的Re2 +Re1，满足(Re2 +Re1 )>>Rb2， 则 1 2 1 b b b c bQ R R R E V   ~ 静态工作点稳定 选择较大的Ce，使Re2近似被电容交流短路， 则   1 1 e1 c e c e R R R R A         ~ 动态增益稳定

由§10-2-3晶体三极管的偏置电路 例:共c极放大电路分析 R E=-9V 扫已知 4.7k 27k 右图中三极管T1为锗管,其参数为 C 扫h2≈3ks2,B=100,r≈100k2。图中电 容可视为对信号短路。其他参数如图 扫中所示。 R R 400 110k 100 求 扫1)T1的集电极上的静态电压和电流。 E R 〓C 2)求负载上的输出电压对于信号源电压 的增益 扫扫扫扫扫扫扫扫

§10-2-3 晶体三极管的偏置电路 例： 共 e极放大电路分析。 已知： 右图中三极管 T1 为锗管，其参数为 hie 3k ,  =100, rc 100k 。图中电 容可视为对信号短路。其他参数如图 中所示。 求： 1 ） T1 的集电极上的静态电压和电流。 2）求负载上的输出电压对于信号源电压 的增益。 T1 R c 4.7k E c= -9V Cb Ex + - Ce R x 400 R b 2 10k R b1 27k R e1 100 R e 2 3.3k Z L 10k T1

由§10-2-3晶体三极管的偏置电路 静态分析: R bI 4.7 7k TIb E=-9≈-243V 1b1+R 27k+10k T aa vAleo TIb@ +02V=-2.23V 扫扫扫 R R b2 R 100 Leg 2.23 400 Q ≈-066mA R,+R,0.1+3.3 E○ R q 3.3kl V≈E-R≈-9+47×066≈-59) Q -661A 日121664A<nEn-=24yA(在计算b极偏置电压时可以忽略Ld RoI+ Rn2 精确计算L约为63微安

Rc 4.7k Ec=-9V Cb Ex + - Ce Rx 400 Rb2 10k Rb1 27k Re1 100 Re2 3.3k Z L 10k §10-2-3 晶体三极管的偏置电路 T1 静态分析： 2.43  V 27k 10k 10k 9 1 2 2 1        c b b b T bQ E R R R V VT1eQ VT1bQ 0.2V  2.23V 0.66  mA 0.1 3.3 2.23 1 2 1         e e T eQ cQ eQ R R V I I    94.70.66 5.9V cQ c c cQ V E R I 6.6A     cQ bQ I I (在计算b极偏置电压时可以忽略IbQ | | 6.6 A 243 A ) 1 2       b b c bQ R R E I 精确计算IbQ约为-6.3微安

由§10-2-4共发射极电路的频率响应 归电容耦合共e极放大器 扫低频响应: 耦合电容的容抗不容忽辟 E 荷单起见,下面只分析C的 R 影响(C的影响类似) 扫中频响应: 耦合电容的容抗可以忽略 结电容的影响可以忽 Re 平坦响应 电容耦合共e极放大器 高频响应: 必须考虑结电容的影响 通过电流放大系数的频率响应来分析

§10-2-4 共发射极电路的频率响应 Rb Rc Vi Ec Cb RL Cc Vo + - Re 电容耦合共e极放大器 电容耦合共e极放大器 低频响应： 中频响应： 高频响应： 耦合电容的容抗不容忽略 简单起见，下面只分析 Cc的 影响 （Cb的影响类似） 耦合电容的容抗可以忽略 结电容的影响可以忽略 平坦响应 必须考虑结电容的影响 通过电流放大系数的频率响应来分析

由§10-2-4共发射极电路的频率响应 日低频响应(c,C的影响) 分析C的影响 R/(R+1/ja)R=R+r 扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫扫 HTk h Le -BZL R R r+(I+BR R,+ljac BRR +(1+BRR+R,.+jac 交流等效电路ZL 风(R/R b+(1+BR1+1C(R+R 高通滤波器=C(R+R) B(R∥R max r6+(1+BR C的影响请同学们自己考虑

§10-2-4 共发射极电路的频率响应 低频响应（ Cb，Cc的影响） + - 交流等效电路 Rb Re Rc RL Vi Cb Cc             ' 1 ' ' ' 1 1 1 // 1 1 1 1 1                   b e c c L c L b e c L c c L L c L b e L l r R j C R R R R r R R R j C R R R j C R r R Z A          Z'L   L c L Cc Z R // R 1 j '     c c L l C R R  1      max ' 1 // b e c L l r R R R A      e e e R  R r ' 高通滤波器 分析 Cc的影响： Cb的影响请同学们自己考虑

由§10-2-4共发射极电路的频率响应 中频响应 B(R∥R2 +(+B)R max 在中同频带,电压增益为实 Aviv R 日数,且基本不随频率而变化 交流等效电路

§10-2-4 共发射极电路的频率响应 中频响应     ' max 1 // l b e c L m A r R R R A         + - b c e 交流等效电路 Rb Re Rc RL Vi Cb Cc 在中间频带，电压增益为实 数，且基本不随频率而变化

由§10-2-4共发射极电路的频率响应 高频响应(了解) B 1+i/ r=Re+r 4≈BR ∥RE)-(R∥R1) +(+B5+R max +r 1+/on5+(+B i+R 扫低通滤波器 0m=0n 6+(l+BR r+Re R加]°[团m低 ≈(1+Bon=2

§10-2-4 共发射极电路的频率响应 高频响应(了解)         1 ' max ' ' ' ' 1 1 1 ~ // ~ 1 // ~                  b e b e l e b e c L b e c L H r R r R j A R r R R R r R R R A             j  1 ~   ' ' 1 b e b e H r R r R        e e e R  R r ' 低通滤波器 Re增加 |Al|max降低 H增加   T R r H f e b   1    2 