模拟电路网络课件 第十三节:共集电极电路与共基极电路

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模拟电路网络课件 第十三节:共集电极电路与共基极电路

3.6 共集电极电路与共基极电路

3.6.1 共集电极电路

共集电极电路是利用 模拟电路 的电流分配关系,将信号从BJT的基极输入,通过ib控制ie,将负载电阻接在发射极上,从而在发射极负载电阻上得到输出电压。电路组成如图1所示。共集电路的交流通路如图2所示。由交流通路可见,输入电压 加在基极和交流地即集电极之间,而输出电压 从发射极和集电极两端取出,集电极是输入、输出电路的共同端点,所以称之为共集电极电路。又因为信号是从发射极出,该电路又称为射极输出器。

模拟电路    

     模拟电路

图1 

图2

(1)画出小信号模型等效电路

)

模拟电路图2

(3)求输入电阻

由定义可知

模拟电路

在图2所示的电路中有

    模拟电路  

考虑到 模拟电路模拟电路

则     模拟电路  

由此可见,电压跟随器与共射极基本放大电路相比,其输入电阻提高很多。就其物理本质,是由于在输入回路中除了信号电压 模拟电路外,还有输出电压 模拟电路,因此从BJT的发射结所得的净输入电压 模拟电路比无射极电阻Re时减小了,所以尽管 模拟电路很大,但在放大电路输入回路中所产生的基极电流 模拟电路依然很小,因此从放大电路输入端来看,就呈现一个很大的输入电阻。

模拟电路图3

(4)求输出电阻

根据输出电阻的定义可画出计算输出电阻的等效电路如图3所示。

模拟电路

式中 

模拟电路

所以  模拟电路

故           模拟电路  

上式说明,电压跟随器的输出电阻为射极电阻Re与电阻(模拟电路)/(1+b)两部分并联组成,这后一部分是基极回路的电阻( 模拟电路)折合到射极回路时的等效电阻。

通常有    模拟电路模拟电路

所以           模拟电路

复合管

1.复合管的组成

模拟电路

两只同类型(NPN或PNP)BJT组成图1(a)和(b)所示的复合管。它们可等效成与组成它们的BJT同类型的管子(NPN或PNP);

图(c)和(d)所示复合管由不同类型BJT组成,复合管的类型与T1管的类型相同。

2、复合管的电流放大系数(以图(a)为例) 在图(a)中,复合管的基极电流iB等于T1管的基极电流iB1,集电极电流iC等于T2管的集电极电流iC2与T1管的集电极电流iC1之和。而T2管的基极电流iB2等于T1管的发射极电流iE1,所以

模拟电路

因为b1和b2较大,模拟电路 ,所以可以认为复合管的电流放大系数

模拟电路  

同理可用上述方法可以推导出图1 (b)、(c)、(d)所示复合管的b均约为b1b2。

3、复合管的组成原则:

(1)在正确的外加电压下每只管子的各电极电流均有合适的通路,且均工作在放大区;

(2)为了实现电流放大,应将第一只管子的集电极或发射极电流做为第二只管子的基极电流。

复合管共集电极电路分析

复合管共集放大电路图1所示,其交流通路及小信号模型等效电路分别如图2、图3所示。

模拟电路

模拟电路

模拟电路

图1

图2

图3

(1)电压增益

由图3可知得

       模拟电路

模拟电路

      模拟电路

(2)输入电阻

模拟电路

模拟电路

    模拟电路

(3)输出电阻

模拟电路

由上述分析可见由于采用了复合管,使共集放大电路Ri大、Ro小的特点得到进一步的发挥。

3.6.2  共基极电路

利用BJT模拟电路 的电流控制关系,将信号从BJT的发射极输入,从集电极输出即组成如图1所示共基放大电路。电路中Rc为集电极电阻,Rb1和Rb2为基极偏置电阻,用来保证BJT有合适的Q点。

图2是它的交流通路。由交流通路可见,输入电压模拟电路加在发射极与基极之间,而输出电压模拟电路从集电极和基极两端取出,基极是输入、输出电路的共同端点故称为共基极放大电路。

模拟电路

模拟电路

图1

图2

一、共基极电路分析

 

3.6.3 BJT三种组态电路比较

通过对BJT三种基本组态放大电路的比较,可充分了解各组态的特点,为今后正确选择电路组态奠定基础。

三种组态的特点列表如下。

组态

电压增益(模拟电路

电流放大

输入电阻(Ri)

输出电阻(Ro)

应用情况

共射放大电路

较大,模拟电路与Vo反相

有电流放大

适中

较大

频带较窄,常作为低频放大单元电路

共集放大电路

模拟电路模拟电路与Vo同相,具电压跟随特性

有电流放大

最大

最小

常用于电压放大的输入、输出级

共基放大电路

较大,模拟电路与Vo同相

无电流放大

较大

在三种组态中其频率特性最好,常用于宽带放大电路

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