3.2 三种基本组态放大电路
3.2.1 共发射极放大电路
3.2.2 共集电极放大电路
3.2.3 共基极放大电路
3.2.4 场效应管放大电路第 3 章 放大电路基础
3.2.1 共发射极放大电路一,电路组成
+VCC
RC
C1 C2
RL
RE +C
E
+ +
RB1
RB2
RS +
ui
+u
s
+
uo
VCC(直流电源 )：
使发射结正偏，集电结反偏
向负载和各元件提供功率
C1,C2(耦合电容 )：
隔直流、通交流
RB1,RB2(基极偏置电阻 )：
提供合适的基极电流
RC(集电极负载电阻 )：
将?ICUC,使电流放大?电压放大
RE(发射极电阻 ),? 稳定静态工作点,Q,
CE(发射极旁路电容 )：
短路交流，消除 RE 对电压放大倍数的影响基本放大电路的组成第 3 章 放大电路基础二、直流分析
+VCC
RC
RE
RB1
RB2
+U
BEQ?
+
UCEQ
IBQ
I1
ICQ
IEQ
要求：
I1? (5? 10)IBQ
UBQ? (5? 10)UBEQ
方法 1：估算
CC
B2B1
B2
BQ VRR
RU
E
BEQBQ
EQ R
UU
I
EQCQ II?
/EQBQ II?
)( ECCQCCC E Q RRIVU
稳定,Q” 的原理：
T IC UE UBE IB?
IC?
第 3 章 放大电路基础方法 2：利用戴维宁定理求 IBQ
VCC
RC
RE
RB1
RB2
+
–+–
VCC
VCC
RC
RE
+
–+– V?
CC
R?B
IBQ
B2B1
B2CC
CC RR
RVV'
B2B1B // RRR
B2B1
B2B1
RR
RR
EB
B E QCC
BQ )1( RR
UVI
第 3 章 放大电路基础三、性能指标分析
+u
s
+VCCR
CC
1
C2
RL
RE +C
E
+ +
RB1
RB2
RS
+
uo
RCRB1 RB2
+u
i
+
uo
RL
ib
ic
ii
交流通路小信号等效电路
rbe
ib
1,电压放大倍数
i
o
u
uA
u?
be
L
beb
Lb
r
R
ri
Ri
源电压放大倍数
uu Au
u
u
u
u
u
u
uA
s
i
s
i
i
o
s
o
s is
i
RR
AR u
2,输入电阻
Ri
i
i
i i
uR? beB2B1 //// rRR?
3,输出电阻Ro
Ro = RC
第 3 章 放大电路基础当没有旁路电容 CE 时：
小信号等效电路
1,电压放大倍数
i
o
u
uA
u? ])1([
Ebeb
Lb
Rri
Ri
源电压放大倍数
is
i
i
o
s
i
s
o
s RR
AR
u
u
u
u
u
uA u
u
2,输入电阻
3,输出电阻
Ro = RC
交流通路
RC
RB1 RB2
+u
i
+
uo
RL
ib
ic
ii
RE
R
C
RB1 RB2
+
ui
+
uo
RL
ib icii
rbe
ib
RE
Ri R?i
])1(/ / [' EbeBi RrRR
基本放大电路的放大作用第 3 章 放大电路基础例 3.2.1? = 100,RS= 1 k?,RB1= 62 k?,RB2= 20 k?,
RC= 3 k?,RE = 1.5 k?,RL= 5.6 k?,VCC = 15 V。
求：,Q”,Au,Ri,Ro。
[解 ]
1)求,Q”
)V( 7.36220 1520BQU
)mA( 25.1 7.07.3EQCQ II
A)( 20m A )( 02.0100 /2BQI
)V( 6)5.13(215C E QU
+VCC
RC
C1
C2
RL
RE +C
E
+
+
RB1
RB2
RS+
us
+
uo
第 3 章 放大电路基础
+VCCR
CC
1
C2
RL
RE +C
E
+
+
RB1
RB2
RS+
us
+
uo
2)求 Au,Ri,Ro,Aus
A)( 20BQI
5001
02.0/26200
/26200 BQbe Ir
130
5.1
3 / / 5,6 100
be
L
r
RA
u
)k( 36.15.1//62//20//// beB2B1i rRRR
7536.11 )1 3 0(36.1u
Si
i
s
i
s
ARR
RA
u
uA
uu
Ro = RC = 3 k?
第 3 章 放大电路基础去掉旁路电容 CE 时：
+VCCR
CC
1
C2
RL
RE
+ +
RB1
RB2
RS+
us
+
uo
1)静态工作点,Q” 不变
2)求 Au,Aus,Ri,Ro
R
C
RB1 RB2
+
ui
+
uo
RL
ib icii
rbe
ib
RE
Ebe
L
)1(
Rr
RA
u
3.15.11015.1 / / 5,63 100
2.18.131 )3.1(8.13
si
is
uu ARR
RA
])1([//// Ebe B2B1i RrRRR
]5.11 0 15.1[//62//20 )(k 8.13
Ro = RC = 3 k?
既稳定,Q”,Au又较大的电路第 3 章 放大电路基础
3.2.2 共集电极放大电路 (射极输出器、射极跟随器 )
一、电路组成与静态工作点
IBQ
IEQ +
C1
RS +u
i
– RE
RB
+VCC
C2
RL+
–
+
uo
–
+
us
IBQ = (VCC – UBEQ) / [RB +(1+ RE]
ICQ =? I BQ UCEQ = VCC – ICQ RE
交流通路
Rs R
B+
+u
o
RL
ib
ic
ii
RE
共集电极电路第 3 章 放大电路基础二、性能指标分析交流通路
Rs R
B+
+u
o
RL
ib
ic
ii
RE
])1([//
)1(
LbeB
Lbe
i
B
i
i
i
i
i RrR
Rr
u
R
u
u
i
u
R
小信号等效电路
us
RB +
uo
RL
ib icii
rbe? i
b
RE
R
s+
R?L = RE // RL
电压放大倍数：
Lbe
L
LEbbeb
LEb
i
o
)1(
)1(
//)1(
//1
Rr
R
RRiri
RRi
u
uA
u
）（? 1
输入电阻：
第 3 章 放大电路基础
0
L
o
S
Ri
uR u
输出电阻：
us
RB +
uo
RL
ib icii
rbe? i
b
RE
R
s+
RB
ib icii
rbe?ib
RE
R
su
s = 0
+u
i
iRE
SbeE
)1( Rr uRu
R?S = Rs // RB
i = iRE – ib –? ib
1
)(
//
)1/()(
Sbe
E
SbeE
o
Rr
R
Rr
u
R
u
u
i
u
R
射极输出器 特点
Au? 1 输入输出同相
Ri 高
Ro 低用途,输入级 输出级 中间隔离级第 3 章 放大电路基础例 3.2.2? =120,RB = 300 k?,r?bb= 200?,UBEQ = 0.7 V
RE = RL = Rs = 1 k?,VCC = 12V。求：,Q,,Au,Ri,Ro。
IBQ
IEQ +
C1
RS +u
i
– RE
RB +VCC
C2
RL+
–
+
uo
–
+
us
[解 ] 1)求,Q”
IBQ = (VCC – UBE) / [RB + (1+? ) RE]
= (12– 0.7) / [300 +121? 1]
27 (?A)
IEQ I BQ = 3.2 (mA)
UCEQ = VCC – ICQ RE
= 12 – 3.2? 1 = 8.8 (V)
2)求 Au,Ri,Ro
Rbe = 200 + 26 / 0.027
1.18 (k?)
98.0)1( )1(
Lbe
L?
Rr
RA
u?
Ri = 300//(1.18?121)
= 51.2 (k?)
)( 18
1
)(// Sbe
Eo
RrRR
RL?=1 // 1 = 0.4 (k?)
第 3 章 放大电路基础无 C3,RB3,Ri = (RB1 // RB2) // [rbe + (1 +? ) RE]
Ri = 50 // 510 = 45 (k?)
Ri = (RB3 + RB1 // RB2) // [rbe + (1+? )RE]
Ri = (100 + 50) // 510 = 115 (k?)
无 C3 有 RB3,
接 C3,RB3 // rbe? rbe
Ri = rbe+ (1 +?) (R?B// RE) = (1 +?) (R?B // RE )
Ri = 51? 50 // 10 = 425 (k?)
提高 Ri 的电路：
+
C1
RS
RE
RB1
+VCC
C2
+
–
+
uo
–
+
us
+
RB2
RB3 C3
= 50
100 k?
100 k?
100 k? 10 k?
R?B
+u
o
ib icii
rbe? ib
RE
+
ui
RB3
第 3 章 放大电路基础
3.2.3 共基极放大电路 一、求,Q” (略 )
二、性能指标分析
be
L
beb
Lb
i
o
r
R
ri
Ri
u
uA
u
Ri R?i
1)1(
be
b
beb
e
i
i
r
i
ri
i
uR
)1(//
be
Ei
rRR
Ro
Ro = RC
特点：
1,Au 大小与共射电路相同。
2,输入电阻小,Aus 小。
RCRE
RS
+u
s?
RL
+
uo
RC
RE
RS
+u
s? RLrB
E
ioicieii
ib? i
b
+
ui
+VCC
RC
C2
C3
RL
RE
++
+
RB1
RB2 R
S+u
s?
+
uo
C1
第 3 章 放大电路基础
3.2.4 场效应管放大电路三种组态,共源、共漏、共栅特点,输入电阻极高,噪声低，热稳定性好一、直流偏置电路
1,自给偏压电路 栅极电阻 R
G 的作用：
(1)为栅偏压提供通路
(2)泻放栅极积累电荷源极电阻 RS 的作用：
提供负栅偏压漏极电阻 RD 的作用：
把 iD 的变化变为 uDS 的变化
UGSQ = UGQ – USQ = – IDQRS
+VDD
RD C2
CS+
+ +
uo
C1
+
ui
RG RS
G S
D
第 3 章 放大电路基础
SDQS
G2G1
G2DD
GQ RIURR
RVU?
；
SDQ
G2G1
G2DD
G S Q RIRR
RVU?
2,分压式自偏压电路调整电阻的大小，可获得,UGSQ > 0
UGSQ = 0
UGSQ < 0
RL
+VDD
RD C2
CS+
+
+
uo
C1
+
ui
RG2
RS
G S
DRG1
RG3
第 3 章 放大电路基础解方程得,IDQ1 = 0.69 mA,UGSQ = – 2.5V (增根，舍去 )
GQ ( V) 8.5 64 2 0 0 64 24U
DQ
DQG S Q
128.5
)210(8.5
I
IU
2DQ2
G S ( o f f )
G S Q
D S SDQ )8.0
128.5
1(18.0)1(
I
U
U
II
IDQ2 = 0.45 mA,UGSQ = – 0.4 V
例 3.2.4 已知 UGS(off)=? 0.8 V,IDSS = 0.18 mA，求
,Q”。
RL
RD C2
CS+
+
+
uo
C1
+
ui
RG2
G S
DRG1
RG3
10 k?
10 k?200 k?
64 k?
1 M? 2 k? 5 k?
+24V
第 3 章 放大电路基础二、性能指标分析
1,共源放大电路有 CS 时：
RL
+VDD
RD C2
CS+
+
+
uo
C1
+
ui
RG2 RS
G SD
RG1
RG3
RLRD
+
uo
+
ui
RG2
G
S
D
RG3
RG1
+
ugs
gmugs
idii
Lm
gs
LDgsm
i
o )//( Rg
u
RRug
u
uA
u
G2G1G3i // RRRR Do RR?
无 CS 时：
RS
Sgsmgs
LSgsm )//(
Rugu
RRug
A u
Sm
Lm
1 Rg
Rg
Ri,Ro 不变第 3 章 放大电路基础
1
1)//(
)//(
Lm
Lm
LSgsmgs
LSgsm
i
o?
Rg
Rg
RRugu
RRug
u
uA
u
G2G1G3i // RRRR
2,共漏放大电路
RL
+VDD
C2
+ +
uo
C1
+
ui
RG2
RS
G S
DRG1
RG3 RLR
S
+
uo
+
ui
RG2
G S
D
RG3
RG1
+
ugs
gmugs
ii io
1
//
m
S
om
S
o
o
dsm
S
o
o
gsm
S
o
o
o
o
o gR
ug
R
u
u
ug
R
u
u
ug
R
u
u
i
u
R?
Ro
第 3 章 放大电路基础
3.2.1 共发射极放大电路
3.2.2 共集电极放大电路
3.2.3 共基极放大电路
3.2.4 场效应管放大电路第 3 章 放大电路基础
3.2.1 共发射极放大电路一,电路组成
+VCC
RC
C1 C2
RL
RE +C
E
+ +
RB1
RB2
RS +
ui
+u
s
+
uo
VCC(直流电源 )：
使发射结正偏，集电结反偏
向负载和各元件提供功率
C1,C2(耦合电容 )：
隔直流、通交流
RB1,RB2(基极偏置电阻 )：
提供合适的基极电流
RC(集电极负载电阻 )：
将?ICUC,使电流放大?电压放大
RE(发射极电阻 ),? 稳定静态工作点,Q,
CE(发射极旁路电容 )：
短路交流，消除 RE 对电压放大倍数的影响基本放大电路的组成第 3 章 放大电路基础二、直流分析
+VCC
RC
RE
RB1
RB2
+U
BEQ?
+
UCEQ
IBQ
I1
ICQ
IEQ
要求：
I1? (5? 10)IBQ
UBQ? (5? 10)UBEQ
方法 1：估算
CC
B2B1
B2
BQ VRR
RU
E
BEQBQ
EQ R
UU
I
EQCQ II?
/EQBQ II?
)( ECCQCCC E Q RRIVU
稳定,Q” 的原理：
T IC UE UBE IB?
IC?
第 3 章 放大电路基础方法 2：利用戴维宁定理求 IBQ
VCC
RC
RE
RB1
RB2
+
–+–
VCC
VCC
RC
RE
+
–+– V?
CC
R?B
IBQ
B2B1
B2CC
CC RR
RVV'
B2B1B // RRR
B2B1
B2B1
RR
RR
EB
B E QCC
BQ )1( RR
UVI
第 3 章 放大电路基础三、性能指标分析
+u
s
+VCCR
CC
1
C2
RL
RE +C
E
+ +
RB1
RB2
RS
+
uo
RCRB1 RB2
+u
i
+
uo
RL
ib
ic
ii
交流通路小信号等效电路
rbe
ib
1,电压放大倍数
i
o
u
uA
u?
be
L
beb
Lb
r
R
ri
Ri
源电压放大倍数
uu Au
u
u
u
u
u
u
uA
s
i
s
i
i
o
s
o
s is
i
RR
AR u
2,输入电阻
Ri
i
i
i i
uR? beB2B1 //// rRR?
3,输出电阻Ro
Ro = RC
第 3 章 放大电路基础当没有旁路电容 CE 时：
小信号等效电路
1,电压放大倍数
i
o
u
uA
u? ])1([
Ebeb
Lb
Rri
Ri
源电压放大倍数
is
i
i
o
s
i
s
o
s RR
AR
u
u
u
u
u
uA u
u
2,输入电阻
3,输出电阻
Ro = RC
交流通路
RC
RB1 RB2
+u
i
+
uo
RL
ib
ic
ii
RE
R
C
RB1 RB2
+
ui
+
uo
RL
ib icii
rbe
ib
RE
Ri R?i
])1(/ / [' EbeBi RrRR
基本放大电路的放大作用第 3 章 放大电路基础例 3.2.1? = 100,RS= 1 k?,RB1= 62 k?,RB2= 20 k?,
RC= 3 k?,RE = 1.5 k?,RL= 5.6 k?,VCC = 15 V。
求：,Q”,Au,Ri,Ro。
[解 ]
1)求,Q”
)V( 7.36220 1520BQU
)mA( 25.1 7.07.3EQCQ II
A)( 20m A )( 02.0100 /2BQI
)V( 6)5.13(215C E QU
+VCC
RC
C1
C2
RL
RE +C
E
+
+
RB1
RB2
RS+
us
+
uo
第 3 章 放大电路基础
+VCCR
CC
1
C2
RL
RE +C
E
+
+
RB1
RB2
RS+
us
+
uo
2)求 Au,Ri,Ro,Aus
A)( 20BQI
5001
02.0/26200
/26200 BQbe Ir
130
5.1
3 / / 5,6 100
be
L
r
RA
u
)k( 36.15.1//62//20//// beB2B1i rRRR
7536.11 )1 3 0(36.1u
Si
i
s
i
s
ARR
RA
u
uA
uu
Ro = RC = 3 k?
第 3 章 放大电路基础去掉旁路电容 CE 时：
+VCCR
CC
1
C2
RL
RE
+ +
RB1
RB2
RS+
us
+
uo
1)静态工作点,Q” 不变
2)求 Au,Aus,Ri,Ro
R
C
RB1 RB2
+
ui
+
uo
RL
ib icii
rbe
ib
RE
Ebe
L
)1(
Rr
RA
u
3.15.11015.1 / / 5,63 100
2.18.131 )3.1(8.13
si
is
uu ARR
RA
])1([//// Ebe B2B1i RrRRR
]5.11 0 15.1[//62//20 )(k 8.13
Ro = RC = 3 k?
既稳定,Q”,Au又较大的电路第 3 章 放大电路基础
3.2.2 共集电极放大电路 (射极输出器、射极跟随器 )
一、电路组成与静态工作点
IBQ
IEQ +
C1
RS +u
i
– RE
RB
+VCC
C2
RL+
–
+
uo
–
+
us
IBQ = (VCC – UBEQ) / [RB +(1+ RE]
ICQ =? I BQ UCEQ = VCC – ICQ RE
交流通路
Rs R
B+
+u
o
RL
ib
ic
ii
RE
共集电极电路第 3 章 放大电路基础二、性能指标分析交流通路
Rs R
B+
+u
o
RL
ib
ic
ii
RE
])1([//
)1(
LbeB
Lbe
i
B
i
i
i
i
i RrR
Rr
u
R
u
u
i
u
R
小信号等效电路
us
RB +
uo
RL
ib icii
rbe? i
b
RE
R
s+
R?L = RE // RL
电压放大倍数：
Lbe
L
LEbbeb
LEb
i
o
)1(
)1(
//)1(
//1
Rr
R
RRiri
RRi
u
uA
u
）（? 1
输入电阻：
第 3 章 放大电路基础
0
L
o
S
Ri
uR u
输出电阻：
us
RB +
uo
RL
ib icii
rbe? i
b
RE
R
s+
RB
ib icii
rbe?ib
RE
R
su
s = 0
+u
i
iRE
SbeE
)1( Rr uRu
R?S = Rs // RB
i = iRE – ib –? ib
1
)(
//
)1/()(
Sbe
E
SbeE
o
Rr
R
Rr
u
R
u
u
i
u
R
射极输出器 特点
Au? 1 输入输出同相
Ri 高
Ro 低用途,输入级 输出级 中间隔离级第 3 章 放大电路基础例 3.2.2? =120,RB = 300 k?,r?bb= 200?,UBEQ = 0.7 V
RE = RL = Rs = 1 k?,VCC = 12V。求：,Q,,Au,Ri,Ro。
IBQ
IEQ +
C1
RS +u
i
– RE
RB +VCC
C2
RL+
–
+
uo
–
+
us
[解 ] 1)求,Q”
IBQ = (VCC – UBE) / [RB + (1+? ) RE]
= (12– 0.7) / [300 +121? 1]
27 (?A)
IEQ I BQ = 3.2 (mA)
UCEQ = VCC – ICQ RE
= 12 – 3.2? 1 = 8.8 (V)
2)求 Au,Ri,Ro
Rbe = 200 + 26 / 0.027
1.18 (k?)
98.0)1( )1(
Lbe
L?
Rr
RA
u?
Ri = 300//(1.18?121)
= 51.2 (k?)
)( 18
1
)(// Sbe
Eo
RrRR
RL?=1 // 1 = 0.4 (k?)
第 3 章 放大电路基础无 C3,RB3,Ri = (RB1 // RB2) // [rbe + (1 +? ) RE]
Ri = 50 // 510 = 45 (k?)
Ri = (RB3 + RB1 // RB2) // [rbe + (1+? )RE]
Ri = (100 + 50) // 510 = 115 (k?)
无 C3 有 RB3,
接 C3,RB3 // rbe? rbe
Ri = rbe+ (1 +?) (R?B// RE) = (1 +?) (R?B // RE )
Ri = 51? 50 // 10 = 425 (k?)
提高 Ri 的电路：
+
C1
RS
RE
RB1
+VCC
C2
+
–
+
uo
–
+
us
+
RB2
RB3 C3
= 50
100 k?
100 k?
100 k? 10 k?
R?B
+u
o
ib icii
rbe? ib
RE
+
ui
RB3
第 3 章 放大电路基础
3.2.3 共基极放大电路 一、求,Q” (略 )
二、性能指标分析
be
L
beb
Lb
i
o
r
R
ri
Ri
u
uA
u
Ri R?i
1)1(
be
b
beb
e
i
i
r
i
ri
i
uR
)1(//
be
Ei
rRR
Ro
Ro = RC
特点：
1,Au 大小与共射电路相同。
2,输入电阻小,Aus 小。
RCRE
RS
+u
s?
RL
+
uo
RC
RE
RS
+u
s? RLrB
E
ioicieii
ib? i
b
+
ui
+VCC
RC
C2
C3
RL
RE
++
+
RB1
RB2 R
S+u
s?
+
uo
C1
第 3 章 放大电路基础
3.2.4 场效应管放大电路三种组态,共源、共漏、共栅特点,输入电阻极高,噪声低，热稳定性好一、直流偏置电路
1,自给偏压电路 栅极电阻 R
G 的作用：
(1)为栅偏压提供通路
(2)泻放栅极积累电荷源极电阻 RS 的作用：
提供负栅偏压漏极电阻 RD 的作用：
把 iD 的变化变为 uDS 的变化
UGSQ = UGQ – USQ = – IDQRS
+VDD
RD C2
CS+
+ +
uo
C1
+
ui
RG RS
G S
D
第 3 章 放大电路基础
SDQS
G2G1
G2DD
GQ RIURR
RVU?
；
SDQ
G2G1
G2DD
G S Q RIRR
RVU?
2,分压式自偏压电路调整电阻的大小，可获得,UGSQ > 0
UGSQ = 0
UGSQ < 0
RL
+VDD
RD C2
CS+
+
+
uo
C1
+
ui
RG2
RS
G S
DRG1
RG3
第 3 章 放大电路基础解方程得,IDQ1 = 0.69 mA,UGSQ = – 2.5V (增根，舍去 )
GQ ( V) 8.5 64 2 0 0 64 24U
DQ
DQG S Q
128.5
)210(8.5
I
IU
2DQ2
G S ( o f f )
G S Q
D S SDQ )8.0
128.5
1(18.0)1(
I
U
U
II
IDQ2 = 0.45 mA,UGSQ = – 0.4 V
例 3.2.4 已知 UGS(off)=? 0.8 V,IDSS = 0.18 mA，求
,Q”。
RL
RD C2
CS+
+
+
uo
C1
+
ui
RG2
G S
DRG1
RG3
10 k?
10 k?200 k?
64 k?
1 M? 2 k? 5 k?
+24V
第 3 章 放大电路基础二、性能指标分析
1,共源放大电路有 CS 时：
RL
+VDD
RD C2
CS+
+
+
uo
C1
+
ui
RG2 RS
G SD
RG1
RG3
RLRD
+
uo
+
ui
RG2
G
S
D
RG3
RG1
+
ugs
gmugs
idii
Lm
gs
LDgsm
i
o )//( Rg
u
RRug
u
uA
u
G2G1G3i // RRRR Do RR?
无 CS 时：
RS
Sgsmgs
LSgsm )//(
Rugu
RRug
A u
Sm
Lm
1 Rg
Rg
Ri,Ro 不变第 3 章 放大电路基础
1
1)//(
)//(
Lm
Lm
LSgsmgs
LSgsm
i
o?
Rg
Rg
RRugu
RRug
u
uA
u
G2G1G3i // RRRR
2,共漏放大电路
RL
+VDD
C2
+ +
uo
C1
+
ui
RG2
RS
G S
DRG1
RG3 RLR
S
+
uo
+
ui
RG2
G S
D
RG3
RG1
+
ugs
gmugs
ii io
1
//
m
S
om
S
o
o
dsm
S
o
o
gsm
S
o
o
o
o
o gR
ug
R
u
u
ug
R
u
u
ug
R
u
u
i
u
R?
Ro
第 3 章 放大电路基础
