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  • 共基极放大电路
  • 共集电极放大电路和共基极放大电路.ppt
  • 由于在基极输入的波形也出现在发射级上面,基于这样思想,信号从发射级输入,从集电极输出,构成共基极放大电路。对于共基极放大电路,由于输入阻抗低,所以难以使用,但由于没有基极-集电极电容Cob的影响,频率特性...

    由于在基极输入的波形也出现在发射级上面,基于这样思想,信号从发射级输入,从集电极输出,构成共基极放大电路。对于共基极放大电路,由于输入阻抗低,所以难以使用,但由于没有基极-集电极电容Cob的影响,频率特性变好,可以作为高频放大电路设计,主要掌握其计算分析方法及设计方法!

    一.共基极放大电路的计算

    1.计算及分析方法

     

    二.共基极放大电路的设计

    设计电压增益为5倍,最大输出电压为5Vp-p的共基极放大器

    设计步骤:

    1. 确定发射级电流及电压
    2. 确定发射级电阻及R3,其作用是使发射级偏置电流流到GND。Av=Rc/Re,Re不包括R3.
    3. 确定基极偏置电阻
    4. 确定各种电容的大小。

      输入阻抗R6//R3,输出阻抗:Rc(大)

    共基极放大电路的频率特性比较好的原因:发射级的交流阻抗为0,等效于交流接地,不与发射级电阻Re形成低通滤波器(共射级电路形成),所以频率特性好,比共射级放大电路的高频截止频率高两倍以上,可以认为三极管的截止频率为放大电路的高频截止频率。

    输出阻抗高的解决办法:在共基极放大电路后接射极跟随器,降低输出阻抗。

    三.共基极放大电路的其他电路

    1.PNP管构成共基极放大电路

    2.负电源构成

    3.高频放大电路(P125)

    转载于:https://www.cnblogs.com/faithyiyo/p/10230386.html

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  • 共基极放大电路设计 一、概述 共基极放大电路是三极管放大电路的另一组态,由于其密勒电容较小,在高频段较为常用,用于扩展放大器的频率特性(但由于增益带宽积的限制,不是无限扩展的);但是其输入阻抗较小,输出...

    共基极放大电路设计

    一、概述

    共基极放大电路是三极管放大电路的另一组态,由于其密勒电容较小,在高频段较为常用,用于扩展放大器的频率特性(但由于增益带宽积的限制,不是无限扩展的);但是其输入阻抗较小,输出阻抗高,是一种较难使用的电路,故需要配合射极跟随器等电路使用。如在高频接收机前级LNA中就是共射-共基电路组态。在设计过程来看,与共射极放大电路的设计流程基本相同。

    二、电路原理

    要想晶体管作为放大器来工作,那么就要设计其静态工作点在放大区。形象的说法就是保证管内电流从基极流向射极、从集电极流向射极而不能调转方向(对NPN管)。共基极放大电路同样要满足这个要求。
    共基极放大电路
    首先进行直流分析:共基极放大电路的直流通路和共射极放大电路基本相同,在设计的时候也类似进行设计。射极电位由R3和R4控制,基极电位由R1和R2计算,射极静态电流是由基极电位和R3、R4共同决定的,集电极电位决定了输出信号的中央,这影响着输出信号的摆幅;此外,交流增益由R3和R5确定。
    再进行交流分析:基极交流接地,故不存在交流信号,根据射极跟随器原理,射极(上图探针处)也不存在交流分量(实际上会存在一部分)。故在交流情况下,射极电流会以输入信号的形式变化(iE=(VE-v4)/R3),进而影响集电极电流;再经过集电极取出时产生了放大效果。
    共基极放大电路是同相放大器。

    三、设计流程

    1. 确定供电电压,按常用电压即可;
    2. 确定射极电位和集射电流,进而确定基极电位和射极电阻;
    3. 射极电阻根据放大倍数分成两个,中间接入交流耦合后的信号,并确定集电极电阻;基极电位通过电源分压,并交流接地;
    4. 检验耗散功率等极限值。

    四、削波失真分析

    放大电路的取出端静态点位为信号的中心,这决定了输出信号的“初始位置”和信号的摆幅。对于输出信号来说,上电源轨一般是电源电压,下电源轨一般是地或射极电位。如共射极放大器的电源轨即满足上述条件,而射极跟随器的上电源轨是集电极电位,下电源轨是地,原因是若输出信号大于集电极电位的话,集射电流会从射极流向集电极,这是不符合工作条件的。据此我们可以分析共基极放大电路的削波失真。
    共基极放大电路的输出信号中心在集电极电位,在上图中为VCC-iE·R5;上电源轨是电源VCC,下电源轨是射极电位2V。按照设计,射极电流为1mA,那么集电极电位为15-5.1=9.9V,可见上摆幅余量为5.1V,下摆幅余量为9.9-2=7.9V,说明输出信号最可能出现削峰失真。一般来说,将集电极电位设计在上下电源轨中央最能利用输出范围,或者根据输出信号的最大幅值来改变上下摆幅余量。

    五、应用

    一般来说,共基极放大电路与共射极放大电路或射极跟随器配合使用较好,或用于调谐放大的应用。由于其等效密勒电容较小,后级对前级影响较小,故频率特性较共射极电路为好。

    六、总结

    共基极放大电路适用于高频段,具体设计方法和共射极放大电路相比并无太多不同,常与共射极电路配合使用。

    风扬江渊
    2020.5.8

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  • 共基极放大实验电路multisim源文件,multisim10及以上版本可以正常打开仿真,是教材上的电路,可以直接仿真,方便大家学习。
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    1. 图解分析法

    在这里插入图片描述

    (1) 静态工作点

    在这里插入图片描述

    • 曲线的来源: vBEv_{BE}中间夹了一个PN节,所以其输入特性曲线近似于PN结的特性曲线。
      iB=f(vBE) i_B = f(v_{BE})
    • 直线的来源: 设出vBEv_{BE}iBi_B,根据电位关系列方程,方程的曲线如直线所示。
      iB=VBBvBERb i_B= \frac{V_{BB} - v_{BE}}{R_b}

    (2) 动态工作情况

    在这里插入图片描述
    ibi_b放大β\beta倍,得到ici_c的图像。再带入图中得到输出的vCEv_{CE}
    在这里插入图片描述

    BJT三极管的饱和压降VCESV_{CES}是工作在放大区三极管的最小压降。

    优点:有利于理解饱和失真与截止失真

    缺点:不能用来求输入电阻和输出电阻;不适合频率较高的电路

    2. 小信号模型分析法

    主要思想:通过等效,变成一般电路的问题

    (1) 原理

    在这里插入图片描述

    • rber_{be}的来源:根据BJT的输入特性曲线,想象一下,vBEv_{BE}在很小的范围内左右摇摆,iBi_{B}也随之变化,由于变化的范围很小,两者近似为线性关系,那么相对于输入端口,这一部分就变成了电阻rber_{be}

    • βib\beta i_b来源:由BJT在放大区工作时的电流分配关系可知,ici_c只跟ibi_b有关,所以用流控电流源代替。

    (2) 分析步骤

    1. 去掉输入信号,电容开路,求得IEQI_{EQ}
    2. 根据下列公式,求出rber_{be},求出后放在一边待用

    rbe=rbb+(1+β)VTIEQ=rbb+VTIBQ r_{be} =r_{bb'} + (1+\beta)\frac{V_T}{I_{EQ}}= r_{bb'} + \frac{V_T}{I_{BQ}}

    • rbbr_{bb'}:查手册可知。
    • VTV_T:26mV。
    1. 回看原电路图,电容作短路,去掉直流源改为接地,基极与发射极之间接电阻rbe,集电极与发射极之间接流控电流源,画出小信号等效电路。

    2. 根据电路知识,求出放大倍数,输入电阻,输出电阻。

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    这样我们就引入了共基极放大电路。   对于共基极放大电路,由于设计上输入阻抗低,所以难于使用。但是与共发射极电路比较起来,没有基极-集电极间的结电容的影响,频率特性变好,可以作为高频放大器来使用。   ...

    由于晶体管内部存在的电阻和电容,向前面说的共射极放大电路的连接,晶体管的输入电容与基极串联内部电阻形成了低通滤波器,因此,在高频范围,电路的放大倍数下降。这样我们就引入了共基极放大电路。

              

    对于共基极放大电路,由于设计上输入阻抗低,所以难于使用。但是与共发射极电路比较起来,没有基极-集电极间的结电容的影响,频率特性变好,可以作为高频放大器来使用。

     

    共基极放大电路相对于共射极电路的频率特性有了很大的改善,但却是以输入阻抗变低为代价的,在某些高频电路中这也是个缺点,所以引入了渥尔曼电路,渥尔曼电路刚好克服了这个缺点。电路结构如图:

            

    渥尔曼电路与共基极电路有相同的频率特性,所以能够处理图像信号那样的高频信号。既然都能处理高频信号,为什么还要用渥尔曼电路呢?直接有共基极电路不就行了吗?我们都知道是因为共基极电路输入阻抗低,那输入阻抗跟频率有什么联系呢?由于电路的输入阻抗地,如想直到低频范围都进行放大,输入侧的耦合电容要取比较大些的值(耦合电容与输入阻抗形成高通滤波器的缘故)
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