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1、,4.6.1 共射共基放大电路,4.6.2共集共集放大电路,4.6 组合放大电路,4.6.1 共射共基放大电路,4.6.1 共射共基放大电路,见图4.6.1,T1是共射组态，T2是共基组态，第一级的输出电压就是第二级的输入电压，第二级的输入电阻是第一级的负载电阻。,结论,1、组合放大电路总的电压增益等于组成他的各级单管放大电路电压增益的乘积。但要考虑级间的相互影响。,2、组合放大电路的输入电阻等于第一级放大电路的输入电阻；输出电阻等于最后一级放大电路的输出电阻。,4.6.2共集共集放大电路,如图电路中T用下图的复合管代替,构成了共集共集放大电路，分析该电路，只需了解复合管特性及参数，然后按共集
2、放大电路处理即可。,1.复合管,作用：提高电流放大系数，增大电阻rbe,复合管也称为达林顿管，两管复合后可等效为一个管，其导电类型与T1相同。,图4.6.3(c),图4.6.3(c),图4.6.3(d),图4.6.3(d),同一导电类型管构成复合管时，将前一管的发射极接至后一管的基极。,不同导电类型管构成复合管时，将前一管的集电极接至后一管的基极。,NPN,NPN,PNP,PNP,（1）复合的原则：前一管的c、e与后管的b、c相接；电流方向要一致，以保证两管工作于放大态。,（2）复合管类型,NPN+NPN,PNP+PNP,NPN+PNP,PNP+NPN,同一导电类型管构成复合管时，将前一管的发
3、射极接至后一管的基极。,不同导电类型管构成复合管时，将前一管的集电极接至后一管的基极。,归纳：,（3）、复合管的主要参数：,同理：、两个不同类型的三极管组成的复合管，其类型与前级三极管相同，复合管的和rbe分别为：1 2；rbe=rbe1,、两个同型的三极管组成的复合管，其类型与原来相同，复合管的和rbe分别为：1 2；rbe=rbe1+（1+1）rbe2,即：,2.共集共集放大电路动态分析,2.共集共集放大电路动态分析,式中 1 2；rbe=rbe1+（1+1）rbe2其余符号意义同前。显然，由于 1 2其电压跟随特性更好，输入电阻更高，输出电阻更小。为了使第一个管工作电流大一些，可在其射极
4、与共同端间接一个电阻调节。,输出电阻Ro。,解：因100很大，故可忽略两管静态基极电流，流过R1R3的直流电流相等。,【例4.6.1】共 射 共 基 电 路 如 图,作业：4.6.2;,4.7.1 单时间常数RC电路的频率响应,4.7.2 单级放大电路的高频响应,RC低通电路的频率响应,RC高通电路的频率响应,4.7 放大电路的频率响应,4.7.3 单级放大电路的低频响应,4.7.4 多级放大电路的频率响应,多级放大电路的增益,多级放大电路的频率响应,低频等效电路,低频响应,通常，在分析放大电路的频率响应时，可将信号频率划分为三个区域，如图所示。从而避免了利用一个完整电路（即包含所有电容）求解
5、复杂的传递函数。,4.7.1 单时间常数RC电路的频率响应,1.RC低通电路的频率响应,（电路理论中的稳态分析）,RC电路的电压增益（传递函数）：,则,且令,对实际频率,电压增益的幅值（模）,（幅频响应）,电压增益的相角,（相频响应）,增益频率函数,最大误差-3dB,频率响应曲线描述,幅频响应,0分贝水平线,斜率为-20dB/十倍频程 的直线,相频响应,1.RC低通电路的频率响应,表示输出与输入的相位差,高频时，输出滞后输入,因为,所以,2.RC高通电路的频率响应,RC电路的电压增益：,幅频响应,相频响应,输出超前输入,且令,fL称为下限截止频率,对RC低通和高通电路的分析可得如下结论：,1、
6、电路的截止频率决定于相关电路所在回路的时间常数RC。,2、当输入信号的频率等于上限频率fH或下限频率fL时，放大电路的增益比通带增益下降3dB，或下降为通带增益的0.707倍，且在通带相移的基础上产生45或45的相移。,3、工程上常用折线化的近似波特图表示放大电路的频率响应。,4.7.2 单级放大电路的高频响应,1.BJT的高频小信号建模,模型的引出,模型简化,模型参数的获得,的频率响应,2.共射极放大电路的高频响应,型高频等效电路,高频响应,3.共基极放大电路的高频响应,增益-带宽积,高频等效电路,高频响应,几个上限频率的比较,4.7.2 单级放大电路的高频响应,1.BJT的高频小信号建模,
7、模型的引出,-发射结电容,-集电结电阻,-集电结电容,rbb-基区的体电阻，b是假想的基区内的一个点。,互导,4.7.2 单级放大电路的高频响应,1.BJT的高频小信号建模,模型简化,混合型高频小信号模型,又因为,所以,模型参数的获得,（与H参数的关系）,1.BJT的高频小信号建模,低频时，混合模型与H参数模型等效,所以,的频率响应,由H参数可知,1.BJT的高频小信号建模,即,根据混合模型得,低频时,所以,的频率响应,1.BJT的高频小信号建模,的幅频响应,令,则,共发射极截止频率,下降为0.7070时的信号频率。,特征频率，使 下降到 1 时的信号频率。,把,代入,可得,比较得,共基极截止
8、频率,三个频率的数值关系为：,4.7.3 单级共射极放大电路的频率响应,密勒定理：在放大电路分析中，有时候会遇到图所示的网络结构，在节点1和节点2之间接有一阻抗Z，会增加计算的复杂程度。密勒定理则提供了一种简化分析的方法。可以把图所示的电路变换成为图b所示的电路，后者称为前者的密勒等效电路。,推导过程见P562563。定理的意义是：,原来由节点1出发流过Z的电流 等于由节点1出发通过接地阻抗Z1的电流；换句话说，以Z1代替Z,从节点1流出的电流不变。,同理，原来由节点2出发流过Z的电流 等于由节点2出发通过接地阻抗Z2的电流；,4.7.3 单级共射极放大电路的频率响应,1、高频响应,分析步骤如
9、下：,（1）先画出高频小信号等效电路,图4.7.10 共射电路及小信号等效电路,（2）求密勒电容,根据密勒定理，用CM1和CM2代替 得（c）图,(b),所以得,据此得简化电路（d）,其中,(3)高频等效电路及高频响应和上限频率,(d)电路简化,最后得高频等效电路,共射极放大电路的高频响应,由电路得,电压增益频响表达式,上限频率,共射极放大电路的高频响应,电压增益频响表达式,为中频即通带源电压增益,（4）增益-带宽积,BJT 一旦确定，,带宽增益积基本为常数,#如何提高带宽？,当RbRs及Rbrbe时,例题,解：,模型参数为,低频电压增益为,又因为,所以上限频率为,2.单级共射放大电路的低频响
10、应,低频等效电路,2.低频响应,2.低频响应,按例参数计算,中频源电压增益,当,则,下限频率取决于,即,低频源电压增益为：,4.7.3 共射放大电路的低频响应,幅频响应波特图,4.7.4 共基极和共集电极放大电路的高频响应,共基极放大电路（选讲）,共基极放大电路的高频响应,由（d）图可见，输入和输出回路可化为两个低通RC电路，故有两个上限频率（见教材P174的4.7.41ac三式），上限频率很高。,2、共集电极放大电路的高频响应,由图可见，有密勒效应，但因在一定频率范围内，电压增益1，因而密勒效应很小，所以其高频响应也很好，上限频率也很高。,4.7.5 多级放大电路的频率响应,1.多级放大电路
11、的增益,前级的开路电压是下级的信号源电压,前级的输出阻抗是下级的信号源阻抗,下级的输入阻抗是前级的负载,4.7.5 多级放大电路的频率响应,2.多级放大电路的频率响应,（以两级为例）,则单级的上下限频率处的增益为,当两级增益和频带均相同时，,两级的增益为,即两级的带宽小于单级带宽,end,4.8 单级放大电路的瞬态响应,稳态分析法：以正弦波为放大电路的输入信号，研究放大电路对不同频率信号的幅值和相位的响应（或叫做放大电路的频域响应）。优点：分析简单，测试时无需很特殊的设备。缺点：响应不能直观确定放大电路的波形失真。,瞬态分析法：以单位阶跃信号为放大电路的输入信号，研究放大电路的输出波形随时间变
12、化的情况，称为放大电路的阶跃响应（或叫做放大电路的时域响应）。缺点：分析复杂。优点：从响应能直观判断放大电路的波形失真。,衡量波形失真常以上升时间和平顶降落的大小作为标志。,1、阶跃信号作为放大电路的基本信号,阶跃信号表示及波形,变化速度很快的上升部分对应高频；平顶部分对应低频。,2、单级放大电路的阶跃响应（上升时间tr）,阶跃电压上升较快部分与稳态分析中的高频区相对应，所以可用RC低通电路来模拟，如图右所示。,由,可得,或,上升时间tr与fH成反比.,即,2、单级放大电路的阶跃响应（平顶降落）,阶跃电压的平顶阶段与稳态分析中的低频区相对应，所以可用RC高通电路来模拟，如图右所示。,由,可得,
13、平顶降落与fL成正比.,用幂级数展开，略去高次项得,2、单级放大电路的阶跃响应（平顶降落）,平顶降落与fL成正比.,如果输入的是方波信号，则tp代表方波的半个周期，VS代表方波的峰值，如图右所示。以VS的百分数来代表平顶降落，由 有,如要求50Hz的方波通过时平顶降落不超过10，则fL不能高于1.6Hz.,小结,1、BJT是由两个PN结组成的三端有源器件，分NPN和PNP两种类型，它的三个端子分别称为发射极e、基极b和集电极c。由于硅材料的热稳定性好，因而硅BJT得到广泛应用。,2、表征BJT性能的有输入和输出特性，均称之为V-I特性，其中输出特性用得较多。从输出特性上可以看出，用改变基极电流
14、的方法可以控制集电极电流，因而BJT是一种电流控制器件。,3、BJT的电流放大系数是它的主要参数，按电路组态的不同有共射极电流放大系数和共基极电流放大系数之分。为了保证器件的安全运行，还有几项极限参数，如集电极最大允许功率损耗PCM和若干反向击穿电压，如V(BR)CER等，使用时应当予以注意。,4、BJT在放大电路中有共射、共集和共基三种组态，根据相应的电路输出量与输入量之间的大小与相位的关系，分别将它们称为反相电压放大器、电压跟随器和电流跟随器。三种组态中的BJT都必须工作在发射结正偏，集电结反偏的状态。,5、放大电路的分析方法有图解法和小信号模型分析法，前者是承认电子器件的非线性，后者则是将非线性特性的局部线性化。通常使用图解法求Q点，而用小信号模型分析法求电压增益、输入电阻和输出电阻。,6、放大电路静态工作点不稳定的原因主要是由于受温度的影响。常用的稳定静态工作点的电路有射极偏置电路等，它是利用反馈原理来实现的。,8、瞬态响应和频率响应是分析放大电路的时域和频域的两种方法，二者从各自的侧面反映放大电路的性能，存在内在的联系，互相补充。工程上以频域分析用得较普遍。,7、频率响应与带宽是放大电路的重要指标之一。用混合形等效电路分析高频响应，而用含电容的低频等效电路分析低频响应，二者的电路基础则是RC低通电路和RC高通电路。,
