【正文】 因此，這種組合放大器的增益相當(dāng)于負(fù)載為 R′L(=RC‖RL)的一級(jí)共射放大器的增益，即第 2章 雙極型晶體管及其放大電路由于共基放大器的輸入電阻很小，將它作為負(fù)載接在共射電路之后，致使共射放大器只有電流增益而沒(méi)有電壓增益。二、共射 — 共基 (CE–CB)組合放大器 ?第 2章 雙極型晶體管及其放大電路(2)輸出電阻 Ro: 而在交流分析時(shí)，因其動(dòng)態(tài)電阻很小，可視為短路。該電路為共集、共射和共集三級(jí)直接耦合放大器，亦可看作 CCCE–CC組合放大器。例 8電路 rbe1=3kΩ,rbe2=2kΩ,? rbe3=， 試求放大器的輸入電阻、輸出電阻及源電壓放大倍數(shù)。放大電路如圖 2–43所示。 一、共集 — 共射 (CC–CE)和共射 — 共集 (CE–CC)組合放大器? CC–CE和 CE–CC組合放大器的交流通路分別如圖 2–42(a),(b)所示。 ?第 2章 雙極型晶體管及其放大電路實(shí)際應(yīng)用的放大器，除了要有較高的放大倍數(shù)之外，往往還對(duì)輸入、輸出電阻及其它性能提出要求。2–8–3組合放大器 ?(b)(b)輸入電阻 Ri(3)圖 241(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 241（ b)所示，試計(jì)算該電路的交流指標(biāo)。例 7 不過(guò)在計(jì)算 Ron時(shí)應(yīng)將前級(jí)的輸出電阻 Ro(n1)作為其信號(hào)源內(nèi)阻，即(2–66)第 2章 雙極型晶體管及其放大電路 不過(guò)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，即(2–65) ? (2–64)在級(jí)聯(lián)放大器中，由于后級(jí)電路相當(dāng)于前級(jí)的負(fù)載，而該負(fù)載正是后級(jí)放大器的輸入電阻，所以在計(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) 就是后級(jí)的輸入信號(hào)。(c)電阻和恒流源電平移位； (d)NPN、 PNP管級(jí)聯(lián)第 2章 雙極型晶體管及其放大電路圖 2–40直接耦合電平配置方式實(shí)例 ?(c)電阻和恒流源電平移位； (d)NPN、 PNP管級(jí)聯(lián)第 2章 雙極型晶體管及其放大電路圖 2–40直接耦合電平配置方式實(shí)例 ?(c)電阻和恒流源電平移位； (d)NPN、 PNP管級(jí)聯(lián)第 2章 雙極型晶體管及其放大電路圖 2–40直接耦合電平配置方式實(shí)例 ?(c)電阻和恒流源電平移位； (d)NPN、 PNP管級(jí)聯(lián)第 2章 雙極型晶體管及其放大電路圖 2–40直接耦合電平配置方式實(shí)例 ?第 2章 雙極型晶體管及其放大電路而且，只要耦合電容選得足夠大，則較低頻率的信號(hào)也能由前級(jí)幾乎不衰減地加到后級(jí)，實(shí)現(xiàn)逐級(jí)放大。阻容耦合是通過(guò)電容器將后級(jí)電路與前級(jí)相連接，其方框圖如圖 2–39(a)所示。第 2章 雙極型晶體管及其放大電路常用的耦 合方式有三種，即阻容耦合、變壓器耦合和直接耦合。多級(jí)放大器各級(jí)之間連接的方式稱為耦合方式。第 2章 雙極型晶體管及其放大電路第 2章 雙極型晶體管及其放大電路2–8 放大器的級(jí)聯(lián) 但作為電壓或電流放大器，它的輸入和輸出電阻并不理想 —— 即在電壓放大時(shí)，輸入電阻不夠大且輸出電阻又不夠?。欢陔娏鞣糯髸r(shí)， 則輸入電阻又不夠小且輸出電阻也不夠大。以上我們分析了共射、共集和共基三種基本放大器的性能，為了便于比較，現(xiàn)將它們的性能特點(diǎn)列于表 2–1中。由圖 2–38(b)可知，若 Ui=0， 則 Ib=0,βIb=0， 顯然有(2–62)第 2章 雙極型晶體管及其放大電路所以 若 RCRL， 則 Ai≈α， 即共基極放大器沒(méi)有電 流放大能力。,故有(2–60)式中： (a)共基極放大電路； (b)交流等效電路第 2章 雙極型晶體管及其放大電路圖 2–38共基極放大器及其交流等效電路 ?第 2章 雙極型晶體管及其放大電路按交流通路畫(huà)出該放大器的交流等效電路如圖 2–38(b)所示。圖中 RB RBRE和 RC構(gòu)成分壓式穩(wěn)定偏置電路，為晶體管設(shè)置合適而穩(wěn)定的工作點(diǎn)。第 2章 雙極型晶體管及其放大電路由圖可得 由圖 2–36(b)可知，從基極看進(jìn)去的電阻 R′i為 Ri?(2–56) ? 換句話說(shuō)，輸出電壓幾乎跟隨 輸入電壓變化。第 2章 雙極型晶體管及其放大電路因而 (a)電路； (b)交流等效電路第 2章 雙極型晶體管及其放大電路圖 2–36共集電極放大器及交流等效電路 ?由于信號(hào)從射極輸出，所以該電路又稱為射極輸出器。圖中采用分壓式穩(wěn)定偏置電路使晶體管工作在放大狀態(tài)。 可見(jiàn)， RE1的接入，使得 Au減小了約 10倍。 此時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)分別為第 2章 雙極型晶體管及其放大電路對(duì)于交流通路，現(xiàn)在射極通過(guò) RE1接地。 ?例 6R′L的阻值代入上式，得第 2章 雙極型晶體管及其放大電路將 rbe, 按估算法計(jì)算 Q點(diǎn)： r ?第 2章 雙極型晶體管及其放大電路 ?(2–54)因此，放大器的輸入電阻為當(dāng) (1+β)RErbe時(shí)，則有(2–53)可見(jiàn)放大倍數(shù)減小了。發(fā)射極接電阻時(shí)的交流等效電路第 2章 雙極型晶體管及其放大電路而 Uo仍為 βIbR′L， 則電壓放大倍數(shù)變?yōu)?圖 2–35此時(shí)，對(duì)交流信號(hào)而言，發(fā)射極將通過(guò)電阻 RE接地，其交流等效電路如圖 2–35所示。6 .將旁通電容 CE開(kāi)路即發(fā)射極接有電阻 RE時(shí)的情況 ?可見(jiàn)， |Aus||Au|。5 .源電壓放大倍數(shù) Aus?第 2章 雙極型晶體管及其放大電路(2–49)所以 在輸入電壓作用下，首先打開(kāi) S， 測(cè)得負(fù)載開(kāi)路電壓 U′o， 然后閉合 S， 測(cè)得接入負(fù)載時(shí)的電壓 Uo。Ri的測(cè)量電路； (b)圖 2–34測(cè)量電路分別如圖 2–34(a)、 (b)所示。按照 Ro的定義，在圖 2–33(b)電路的輸出端加一電壓 Uo， 并將 Us短路時(shí)，因 Ib=0， 則受控源 βIb=0。4 .輸出電阻 ? 由此可得(2–44)(2–45)若滿足 RBrbe,RLRC， 則第 2章 雙極型晶體管及其放大電路由圖 2–33(b)可以看出，流過(guò) RL的電流 Io為而 Ai?由圖可知，輸入交流電壓可表示為輸出交流電壓為故得電壓放大倍數(shù)式中：(242)第 2章 雙極型晶體管及其放大電路圖 2–33共射極放大器及其交流等效電路 ?圖 2–33共射極放大器及其交流等效電路 ?根據(jù)該等效電路，共射極放大器的交流指標(biāo)分析如下。由放大器交流通路可以畫(huà)出圖 2–33(b)所示交流等效電路。圖中，采用分壓式穩(wěn)定偏置電路，使晶體管有一合適工作點(diǎn) (ICQ，UCEQ)。 ?第 2章 雙極型晶體管及其放大電路其中，關(guān)于工作點(diǎn)分析已在 2–3–3節(jié)中作過(guò)詳細(xì)介紹，這里不再討論。分析法 ? 利用晶體管交流模型分析放大器，可按以下步驟進(jìn)行。2–6–2 共射極放大器的交流等效電路實(shí)用的低頻 H參數(shù)電路模型第 2章 雙極型晶體管及其放大電路第 2章 雙極型晶體管及其放大電路圖 2–32為了使參數(shù)一致，在以后的分析中均采用混合 π型電路參數(shù)。 ? 以上導(dǎo)出的兩種晶體管交流模型各具特點(diǎn)。這就是工程分析中實(shí)用的 H參數(shù)。第 2章 雙極型晶體管及其放大電路(2–41c)b′c的影響，則式 (2–40)可簡(jiǎn)化為(2–41a)(2–40d)(2–40b)(a)輸出交流短路的混合 π型電路；圖 2–31求 H參數(shù)用的混合 π型電路 ?(a)輸出交流短路的混合 π型電路 輸出交流短路和輸入交流開(kāi)路的低頻混合 π型電路分別如圖 2–31(a),(b)所示。 由圖 230不難求出在 Q點(diǎn)處的 hoe， 即(2–39)對(duì)于小功率晶體管， 若將每條共射極輸出特性曲線向左方延長(zhǎng)，都會(huì)與 uCE負(fù) 軸相交于一點(diǎn)，其交點(diǎn)折合的電壓稱為厄爾利電壓，用 UA表示，如圖 2–30所示。對(duì)于 hoe， 還可采用下述方法估算。 由于共射極輸入、輸出特性曲線本身就是描述晶體管端口特性的一種方式，因此，在工作點(diǎn)處，當(dāng)用變化量的比值近似偏導(dǎo)數(shù)時(shí)，可在特性曲線上通過(guò)圖解求出電路模型中每一 參數(shù)值。共發(fā)射極晶體管 H參數(shù)電路模型第 2章 雙極型晶體管及其放大電路 ?第 2章 雙極型晶體管及其放大電路圖 2–28可見(jiàn)，這四個(gè)參數(shù)具有不同的量綱，而且要在輸入開(kāi)路或輸出交流短路條件下求得。(2–38c)(2–38a)(2–36b)在工作點(diǎn)處，對(duì)式 (2–35)取全微分，得 對(duì)于圖 2–25(a)所示的共發(fā)射極晶體管，在低頻工作條件下，當(dāng)把它看成一個(gè)雙端口網(wǎng)絡(luò)時(shí)，若取 iB和uCE為自變量，則有(2–35a)二、低頻 H參數(shù)電路模型 ?圖 2–27完整的混合 π型電路模型 ?(a)高頻時(shí)的電路模型； (b)低頻時(shí)的電路模型第 2章 雙極型晶體管及其放大電路圖 2–26平面管結(jié)構(gòu)示意圖第 2章 雙極型晶體管及其放大電路第 2章 雙極型晶體管及其放大電路 圖 2–26為平面管的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中 rbb′,ree′和 rcc′分別表示基區(qū)、發(fā)射區(qū)和集電區(qū)沿電流方向的體電阻。 ? 其中， uce引起的 ic變化用交流電阻 rce等效，其值為(2–33)圖中 rce和 rbc分別為集電極輸出電阻和反向傳輸電阻，它們都是模擬基區(qū)調(diào)寬效應(yīng)的等效參量。為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)。式中控制參量 gm反映 ube對(duì) ic的控制能力，稱為正向傳輸電導(dǎo)，簡(jiǎn)稱跨導(dǎo)。(2–30)icube通過(guò) ib對(duì) ic的控制作用，可以用接在 c,e極間的一個(gè)電壓控制電流源來(lái)等效，即 ? 可見(jiàn)， re與溫度有關(guān)，并與晶體管直流工作電流 IEQ成反比。(2–29)第 2章 雙極型晶體管及其放大電路分別為發(fā)射結(jié)交流電阻和 re等效到基極支路的折合系數(shù)。第 2章 雙極型晶體管及其放大電路(a)共發(fā)射極晶體管； (b)電路模型第 2章 雙極型晶體管及其放大電路工作在放大狀態(tài)下的共射極晶體管如圖 2–25(a)所示。一、混合 π型電路模型 ?不論按哪種方法導(dǎo)出的電路模型，它們都應(yīng)當(dāng)是等價(jià)的，因而相互間可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換。第 2章 雙極型晶體管及其放大電路 2–6 放大器的交流等效電路分析法 ?顯然，為了充分利用晶體管的放大區(qū)，使輸出動(dòng)態(tài)范圍最大，直流工作點(diǎn)應(yīng)選在交流負(fù) 載線的中點(diǎn)處。Uopp則為該幅度的兩倍，即式中， UCES表示晶體管的臨界飽和壓降，一般取為 1V。通過(guò)以上分析可知，由于受晶體管截止和飽和的限制，放大器的不失真輸出電壓有一個(gè)范圍，其最大值稱為放大器輸出動(dòng)態(tài)范圍。(a)截止失真； (b)飽和失真第 2章 雙極型晶體管及其放大電路Q點(diǎn)不合適產(chǎn)生的非線性失真 ?第 2章 雙極型晶體管及其放大電路圖 2–24由圖 可見(jiàn)，當(dāng)發(fā)生飽和失真時(shí)，其輸出電壓波形的底部將被限幅在某一數(shù)值上。若 Q點(diǎn)設(shè)置過(guò)高，如圖 2–24(b)所示，則在輸入電壓正半周的部分時(shí)間內(nèi)，動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)入飽和區(qū)。由圖可知，對(duì)于 NPN管的共射極放大器，當(dāng)發(fā)生截止失真時(shí)，其輸出電壓波形的頂部被限幅在某一數(shù)值上。 ? 在圖 2–24(a)中， Q點(diǎn)設(shè)置過(guò)低，在輸入電壓負(fù)半周的部分時(shí)間內(nèi)，動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)入截止區(qū)，使 iB,iC不能跟隨輸入變化而恒為零，從而引起 iB, 第 2章 雙極型晶體管及其放大電路圖 2–23共射極放大器的電壓、 (2)晶體管各極電流、電壓的瞬時(shí)波形中，只有交流分量才能反映輸入信號(hào)的變化， 因此，需要放大器輸出的是交流量。 觀察這些波形，可以得出以下幾