【文章內(nèi)容簡介】 圖 求輸出電阻的等效電路 ? 輸出電阻 ro也是一個動態(tài)電阻 ， ro越小 ， 放大電路帶上負載后輸出電壓的下降越小 ， 即放大電路帶負載的能力越強 。 ? 例 在如圖 ， 已知電源電壓UCC=10V， 基極電阻 RB=250kΩ， 集電極電阻 RC=，負載電阻 RL=， 信號源內(nèi)阻 RS=， 晶體管交流電流放大倍數(shù) β=50， 試求放大電路的下列性能參數(shù)： （ 1） RL接入和斷開兩種情況下的電壓放大倍數(shù) Au； （ 2） 輸入電阻 ri和輸出電阻 ro。 解 IBQ≈UCC/RB=10V/250kΩ=40μA ? IEQ≈ICQ=βIBQ=50 40μA=2mA ? 則 rbe=300+(1+β)26/IEQ=300+(1+50)26mV/2mA= （ 1） RL接入時的電壓放大倍數(shù) Au為 Au=βRL′/rbe=≈65 RL斷開時的電壓放大倍數(shù) Au為 Au=βRC/rbe=50 ≈130 （ 2輸入電阻 ri為 ri=RB∥ rbe≈ 輸出電阻 ro為 ro=RC= 靜態(tài)工作點的穩(wěn)定 ? 放大電路的多項性能參數(shù)與其靜態(tài)工作點的位置有密切關(guān)系 。 如果靜態(tài)工作點不穩(wěn)定 ， 則放大電路的某些性能指標(biāo)將發(fā)生變化 ， 因此 ， 保持放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定 ，是一個十分重要的問題 。 溫度對靜態(tài)工作點的影響 ? 在如圖 ，當(dāng)電源電壓 UCC和基極偏置電阻 RB確定后 ， 基極偏置電流IBQ=UCCUBE/RB也就基本固定了 。 這種電路結(jié)構(gòu)簡單 ， 但在溫度變化的影響下 ， 電路的靜態(tài)工作點 Q將會發(fā)生改變 。 ? 當(dāng)溫度升高時 ， 晶體管的極間反向飽和電流 ICBO、 ICEO及電流放大系數(shù) β均會增大 ， 輸出特性曲線將向上平移 ， 靜態(tài)工作點 Q也將沿負載線上移 ， 最終反映在集電極電流 IC增大上 。 ? 如圖 ， 輸出特性曲線向上平移至虛線處 ， 靜態(tài)工作點由 Q點移至 Q′點 。 相反 ， 當(dāng)溫度下降時 ， 靜態(tài)工作點將下移 。 ? 可見 ， 這種放大電路的靜態(tài)工作點是不穩(wěn)定的 。 ? 為解決這一問題 ， 可以從放大電路的結(jié)構(gòu)上采取措施 ， 以實現(xiàn)在允許溫度變化的前提下 ， 盡量保持靜態(tài)工作點的穩(wěn)定 。 圖 溫度對靜態(tài)工作點的影響 靜態(tài)工作點穩(wěn)定的放大電路 ? 一個能穩(wěn)定靜態(tài)工作點的共發(fā)射極放大電路如 圖 （ a）所示 。 它的偏置電路是由分壓電阻 RB RB2和射極電阻 RE組成的 ， 稱為分壓式偏置放大電路 。 ? 圖中 CE是旁路電容 ， 其容量很大 ， 對直流信號視為開路 ，對交流信號視為短路 ， 圖 （ b） 是該電路的直流通路 。 ? 這種電路可以根據(jù)溫度的變化自動調(diào)節(jié)基極電流 IB， 以消弱溫度對集電極電流 IC的影響 ， 使靜態(tài)工作點基本穩(wěn)定 。 圖 分壓式偏置放大電路及其直流通路 1. 靜態(tài)工作點穩(wěn)定的原理 （ 1） 通過電阻 RB1和 RB2組成分壓器 ， 使基極電位 UB基本固定 。 由圖 （ b） 所示的直流通路可得電流方程 I1=I2+IB，適當(dāng)選擇電阻 RB1和 RB2的值 ， 使之滿足 I2IB， 則有I1=I2+IB≈I2， 即基極電流 IB與 I1或 I2相比可以忽略不計 。 ? 電阻 RB1和 RB2相當(dāng)于串聯(lián) ， 根據(jù)分壓公式 ， 可得晶體管基極電位的靜態(tài)值為 UB=[RB2/(RB1+RB2)]UCC ? 該式表明當(dāng) I2IB時 ， 晶體管基極電位 UB只取決于電阻值RB RB2和電源電壓 UCC， 與晶體管的參數(shù)無關(guān) 。 ? 當(dāng)環(huán)境溫度改變而引起晶體管發(fā)生變化時 ， UB基本不變 。 （ 2） 利用發(fā)射極電阻 RE上的電壓 UE來抑制 IC和 IE的變化 。 由于 UBE=UBUE=UBIERE， 若使 UBUBE， 則 IC≈IE=UBUBE/RE≈UB/RE 因為 UB不受溫度變化的影響 ， 所以也可認為 IC和 IE不受溫度影響 ， 基本穩(wěn)定 。 ? 圖 （ a） 所示的分壓式偏置放大電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點的過程可表述如下： ? 當(dāng)溫度升高而使 IC和 IE增大時 ， 電阻 RE上的電壓 UE=IERE也增大 。 但由于 UB為 RB1和 RB2的分壓電路所固定 ， 所以發(fā)射結(jié)正向壓降 UBE將減小 ， 從而引起 IB減小導(dǎo)致 IC自動下降 ， 靜態(tài)工作點基本恢復(fù)到原來的位置 。 ? 這種穩(wěn)定靜態(tài)工作點的 實質(zhì)是將輸出電流 IC的變化通過發(fā)射極電阻 RE上電壓降 （ UE=IERE） 的變化反饋到輸入回路 ，使 UBE發(fā)生變化來抑制 IC的變化 。 ? 上述調(diào)節(jié)過程與 RE的大小有關(guān) ， RE的阻值越大 ， RE上的壓降越大 ， 對 IC變化的抑制作用越強 。 但 RE的存在也會對變化的交流信號產(chǎn)生影響 ， 使電壓放大倍數(shù)下降 。 ? 為此 ， 可在 RE上并聯(lián)一容量很大的電容 CE， 電容對直流（ 靜態(tài)值 ） 無影響 ， 但對交流信號而言 ， RE被短路 ， 晶體管的發(fā)射極相當(dāng)于接地 ， 從而消除 RE對交流信號的影響 。 ? CE稱為發(fā)射極交流旁路電容 。 2. 靜態(tài)工作點的計算 ? 根據(jù)圖 （ b） 所示的直流通路 ， 采用計算法求靜態(tài)工作點 ， 可得 UB=[RB2/(RB1+RB2)]UCC （ 224） IC≈IE=(UBUBE)/RE （ 225） IB=IC/β （ 226） UCE=UCCIC(RC+RE) （ 227） 3. 動態(tài)參數(shù)的計算 ? 圖 （ a） 所示放大電路的交流通路及微變等效電路 如圖（ a） 和 （ b） 所示 。 由于旁路電容 CE的容量很大 ， 所以在計算電路的動態(tài)參數(shù)時可將其視為短路 。 ? 電路的動態(tài)參數(shù)求解如下： Au=Uo/Ui=[βIb(RC∥ RL)]/Ibrbe=[β(RC∥ RL)]/rbe（ 228） ri=Ui/Ii=RB1∥ RB2∥ rbe （ 229） ro=RC （ 230） 圖 分壓式偏置放大電路的交流通路及微變等效電路 例 在如圖 ， 已知UCC=10V ， RB1=30kΩ ， RB2=20kΩ ， RC=2kΩ ，RE=2kΩ,RL=3kΩ,β=50,UBE=。 試求放大電路的下列性能參數(shù)： （ 1） 靜態(tài)值 IB、 IC和 UCE （ 2） 動態(tài)參數(shù) Au、 ri和 ro 解 （ 1） 先計算基極電位的靜態(tài)值 UB=[RB2/（ RB1+RB2） ]UCC=[20/（ 30+20） ] 10=4(V) 集電極電流的靜態(tài)值為 IC≈IE=（ UBUBE） /RE=（ ） /2=(mA) 基極電流的靜態(tài)值為 IB=IC/β=(μA) 集 射極電壓的靜態(tài)值為 UCE=UCCIC(RC+RE)= (2+2)=3(V) (2)晶體管的輸入電阻為 rbe=300+(1+β)26/IEQ=300+(1+50)26/=(kΩ) 放大電路的電壓放大倍數(shù)為 Au=β(RC∥ RL)/rbe≈ 放大電路的輸入電阻為 ri=RB1∥ RB2∥ rbe=30kΩ∥ 20kΩ∥ = 放大電路的輸出電阻為 ro=RC=2kΩ 共集電極放大電路 ? 共集電極放大電路又稱 射極輸出器或 射極跟隨器 。 圖 （ a） 給出了其電路結(jié)構(gòu)圖 。 ? 其負載是接在晶體管的發(fā)射極上的 ， 輸出電壓信號 uo從發(fā)射極取出 ， 而晶體管的集電極直接接電源電壓 UCC。 對交流信號而言 ， 集電極相當(dāng)于接地 ， 成為輸入回路和輸出回路的公共端 ， 所以這是一種共集電極放大電路 。 ? 如前所述 ， 在發(fā)射極回路中接入電阻 RE可以有效地抑制因溫度上升而引起的集電極電流 IC的上升 。 所以 ， 這種電路的靜態(tài)工作點是穩(wěn)定的 。 圖 共集電極放大電路 ? 共集電極放大電路直流通路如圖 （ b） 所示 ， 由圖可見： UCC=IBRB+UBE+IERE=IBRB+UBE+(1+β)IBRE ? 由此可以得出基極電流靜態(tài)值為 IB=(UCCUBE)/[RB+(1+β)RE] （ 231） 集電極電流靜態(tài)值為 IC=βIB （ 232） 集 射極電壓靜態(tài)值為 UCE=UCCIERE≈UCCICRE （ 233） 動態(tài)分析 ? 圖 （ a） 所示共集電極放大電路的交流通路和微變等效電路如圖 。 由圖 ， 可得共集電極放大電路的如下三個主要特點 。 圖 共集電極放大電路的交流通路和微變等效電路 ① 電壓放大倍數(shù)接近于 1， 但恒小于 1， 輸出電壓與輸入電壓同相 ， 具有跟隨作用 。 由圖 （ b） 所示的微變等效電路可得 Uo=Ie(RE∥ RL)=(1+β)Ib(RE∥ RL) （ 234） Ui=Ibrbe+Uo=Ibrbe+(1+β)Ib(RE∥ RL) （ 235） 電壓放大倍數(shù)為 Au=Uo/Ui=[（ 1+β)(RE∥ RL)]/[rbe+(1+β)(RE∥ RL) （ 236） 通常 （ 1+β)（ RE∥ RL） rbe， 所以 Au=Uo/Ui≈1