看得懂的晶体管放大器

放大：模拟电子电路最基本的功能之一。

放大器：任何完整电子电路中的基础构成部分。

分析放大器的工作原理、性能指标→分析整机电路。

放大器基本功能：将输入端信息能量放大后传递到负载上。

本章放大的信号均为交流。

被放大的信号能量来自电源，放大器起能量的控制作用。

输出端：RL负载电阻

输入端：Vs信号源，Rs信号源内阻

 放大器主要性能指标

1.增益

（1）电压增益$A_v=\frac{V_o}{V_i}$

（2）电流增益$A_i=\frac{i_o}{i_i}$

（3）跨导增益$A_g=\frac{i_o}{V_i}$

（4）跨阻增益$A_r=\frac{V_o}{i_i}$

2.输入阻抗  $Z_i=\frac{V_i}{i_i}$

3.输出阻抗  $A_o=\frac{V_o}{i_o}$

4.频率响应：放大器对不同频率信号是否有相同放大作用

5.失真：输出信号是否忠实地再现了输入信号(理想情况：除幅度放大，其波形无变换)

畸变产生原因：

①频率失真（电路频率响应）：放大器对不同频率的信号有不同的增益→含不同频率成分的信号经放大器后发生畸变

②谐波失真（非线性失真：放大器中存在非线性元件）：输入信号中有某个频率w的成分，输出信号中除该频率的信号，另外产生了该频率的谐波频率（2w,3w,…）

评价系统的谐波失真情况

总谐波失真系数THD：

V1=基频输出幅度，V2=二次谐波输出幅度

eg.

 工程估算的一般过程

1.作等效电路

2.对电路适当简化

3.求简化后电路参数

4.得到电路参数，分析电路性能

根据公共引脚（上下两行对应位置有一定相似关系）

    晶体管单管放大器：1共射（CE）、3共集（CC）、5共基（CB）

场效应管单管放大器：2共源（CS）、4共漏（CD）、6共栅（CG）

1.共射放大器（CE）

（判断方法：输入输出回路均有发射极E的参与）

此外这里也可以看出真正的输出电压和输出回路中RL两端的电压是反相关系（即$V_{R_{L}}=-V_o$）

（1）求直流工作点（看3-5，直流中电容视为短路，电路只剩下$V_{CC},R_B,R_C$和接地的晶体管）

①$I_{BQ}=\frac{V_{CC}-V_{BE(on)}}{R_B}$

②$I_CQ=\beta I_{BQ}$

③$V_{CEQ}=V_{CC}-I_{CQ}R_C$

（2）利用交流回路，即低频小信号等效电路模型（交流中电容视为短路，左半边为输入回路，右半边为输出回路，$g_mV_{be}是受控电压源$）

电压增益：$A_v=\frac{V_o}{V_i}=-g_mR_L'$，总负载$R_L'=r_o//R_L=r_{ce}//R_C//R_L$

输入电阻：$r_i=R_B//r_{be}$

输出电阻（不考虑负载$R_L$）：$r_o=r_{ce}//R_C$

源电压增益：$A_vs=\frac{V_o}{V_s}=\frac{V_o}{V_i}·\frac{V_i}{V_s}=A_v\frac{r_i}{r_i+r_s}$

2.共源放大器（CS）

 

（1）直流工作点

（2）低频交流小信号模型

【待补充】

（3）性能指标

 

3.共集放大器（CC）

 

【待补充】

4.共漏放大器（CD）

（1）直流工作点

 

（2）低频交流小信号模型

（3）性能指标

5.共基放大器（CB）

 

（1）直流工作点

 

（2）低频交流小信号模型

（3）性能指标

①增益

 

【增益估算】

 ②输入电阻

③输出电阻

 

6.共栅放大器（CG）

 

（1）直流工作点

【待补充】

（2）低频交流小信号模型

 

（3）性能指标

①电压增益    

②输入输出电阻

密勒定理

高频特性

1.共射放大器（CE）

分析【待补充】

2.共源放大器（CS）

 

分析【待补充】

3.共集放大器（CC）

 

分析【待补充】

4.共漏放大器（CD）

分析【待补充】

5.共基放大器（CB）

 

分析【待补充】

6.共栅放大器（CG）

分析【待补充】

组合晶体管电路

 

分析【待补充】

分析【待补充】

分析【待补充】