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- 3.3.4共射放大电路的阻抗与密勒效应
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好,这节课我们介绍
共射放大电路阻抗与密勒效应
它包含三部分内容
首先,电压源的交流等电位
它位于教材的3.4.5节
实际电路对不同频率信号的阻抗和电位
是不一样的
参考图示的电压源电路
对于直流电来说
A B 两点是电位不同的
相差一个 VCC
但对于交流电来说
A B 的交流电位却是相等的。
从直流电源的角度
由VA = VB + VCC
可以很轻易地推导出
△VA=△VB
这就是交流电位相等的概念
从阻抗的角度来看
电容的阻抗为 1/jωC
电源两端都要并联海量的电容
所以电源两端的交流阻抗
是近似为零的
进而可以认为
电压源两端交流等电位
基于以上分析
电路中以下器件
多数情况下都可以认为
交流阻抗为零
而且两端的交流
是等电位的
电池两端
交流等电位
大容量的电容两端
交流等电位
导通状态的二极管
交流等电位的
导通状态的稳压二极管
交流等电位的
以及导通状态下的
三极管的 BE 极
也可以认为 B 和 E
是交流等电位的
共射放大电路的输入阻抗和输出阻抗
它位于教材的3.4.6节
分析电路的输入输出阻抗
是十分有必要的
它部分反映了
电路性能的优劣
放大电路中输入输出阻抗
如无特需说明
都是针对交流信号而言的
对于通常的电压信号
电路的输入阻抗越大
输出阻抗越小
那么这个电路的性能就越优越
交流等效电路中不存在 VCC
我们刚刚分析过
交流等电位了
R1 和 R2 等同于并联接地
电解电容 C1 也是个短路的
交流等电位的
所以之前上面这个共射放大电路
我们就等效成了这么一个
交流情况的电路
RE 需要折算到基极
成为 RE'
而 RE' 是可以由
输入电压除以输入电流得到的
那么我们可以得到
RE'与 RE 的关系
好,我们来看第一个公式
基极电流 ib 是等于
射极电流 ie 的 1/β
第二个公式
基极与发射极的交流是等电位的
所以 vi 是等于 ve 的
等效电阻 R'
它是输入电阻
所以是等于
输入电压除以输入电流的
化简之后
我们将得到
RE'=βRE
这个时候呢
我们整个放大电路输入电阻
就可以等于 R1 并上 R2 并上 βRE
除去提供直流偏置所需的
R1 和 R2 之外呢
由于 RE 被放到了β倍
等效作用到输入端
所以共射放大电路的输入阻抗
是比较大的
这是共射放大电路的一个优点
输入阻抗大
共射放大电路的输出阻抗
空载的时候
电路的放大倍数等于 -RC/RE
我们之前推导过
让我们带上负载
并且假设负载电阻的阻值
就等于 RC 的话
由于电解电容对交流短路
所以 RL 与 RC 是并联关系
因此我们的放大倍数
就变成了-1/2 * RC/RE
那么加上负载之后
放大倍数正好缩减了一半
根据输出阻抗的定义
我们可以知道
输出阻抗大小
其实就是 RC
由于功耗的原因
RC 一般最少在1k数量级
所以共射放大电路的输出阻抗特性
是不太理想的
它带不动小电阻值的重负载
从放大倍数表达式
我们可以看出
负载 RL 越小
那我们的放大倍数
也就越小了
输出电阻太大
是我们共射放大电路的缺点
我们再看
共射放大电路的密勒效应
它位于教材的3.4.7节
如图所示
三极管存在结电容 CBC 和 CBE
它们与基极体电阻
构成了低通滤波器
对于电容 CBE
构成的低通滤波器
无法避免
而且这个值比较小
影响不太大
但是 CBC 构成的低通滤波器
却由于共射放大电路的接法
会有一个倍增的效果
好,我们来仔细看
CBC 的一端
交流电位实际上是 -Avi
一端是 vi
所以实际上加在 CBC 两端的电压是
vi - Avi
那就是(1+A)vi
可以看作 CBC 的实际效果
是放大了(1+A)倍
这就是密勒效应
密勒效应使得
共射放大电路的带宽最窄
频率特性最差
不能放大高频的信号
本课小结
电压源的交流等电位
那么电路中
电池
大容量的电容
导通状态的二极管
导通状态的稳压管
以及导通状态下的三极管的 BE 极
多数情况下都是可以认为
交流阻抗为零
且两端的交流是等电位的
共射放大电路输入阻抗等效成
偏置电阻 R1 和 R2 的并联
再并上 RE 放大了 β 倍到输入端
这个输入电阻比较大
是我们共射放大电路的优点
而输出电阻
就等于 RC
这个电阻值比较大
其实是我们共射放大电路的缺点
输出电阻太大了
共射放大电路的密勒效应
使得它的带宽比较窄
这是我们共射放大电路的缺点
好,这节课就到这里
课程介绍
共计80课时,9小时48分45秒
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