电工与电子技术 射极输出器

9-5射极输出器9.5.1电路结构电路如图9-5-1所示，输入为基极，输出为发射极，故称为射极输出器RS++++UCCC1C2RBRLiuou图9-5-1射极输出器电路RE+++seBCE其交流通路如图9-5-2所示，图9-5-2射极输出器的交流通路RERBRLbiceubeuoueiciiuRSse输入回路输出回路集电极为公共极，故为共集电极电路9.5.2静态分析射极输出器的直流通路如图9-5-3所示+UCCRB图9-5-3射极输出器的直流通路REBCEIBICIEUCEUBERS++++UCCC1C2RBRLiuou图9-5-1射极输出器电路RE+++seBCEEBBEBBCC)1(RIβURIUBE)(1IβIEECCCERIUU+UCCRB图9-5-3射极输出器的直流通路REBCEIBICIEUCEUBE则射极输出器的静态值为EBBECCB)1(RRUUI9.5.3动态分析射极输出器的微变等效电路如图9-5-4所示。图9-5-2射极输出器的交流通路RERBRLbioueiciiuRSse图9-5-4射极输出器的微变等效电路RERBRLRSsEiUbIeIbIoUberRS++++UCCC1C2RBRLiuou图9-5-1射极输出器电路RE+++seBCE1.电压放大倍数由微变等效电路得LbEeo)1(//RIβRRIU..LibbebbebL(1)oUIrUIrβIR.其中LEL//RRR则LbeLiou)1()1(RβrRβUUA..由以上分析可知（1）电压放大倍数小于1但接近于1,Uo≈Ui，故没有电压放大作用，但有电流和功率放大作用；图9-5-4射极输出器的微变等效电路RERBRLRSsEiUbIeIbIoUber2.输入电阻(2)输出电压和输入电压同相位，且Uo≈Ui，输出电压跟随输入电压变化，故具有电压跟随作用，所以称为射极跟随器。由图9-5-4的微变等效电路得bRiIIUIUrBiii其中BiRRUIBLbbebbebi)1(RIβrIUrIU...oLbeb)1(RβrUIi.图9-5-4射极输出器的微变等效电路RERBRLRSsEiUbIeIbIoUber故]//)1(//[//)1(iiiLEbeBLEbeiBiiRRrRRRrURUUIUr一般（1+β）RE//RLrbe，而RB又较大，所以射极输出器的输入电阻高，远大于一般共射电路的输入电阻，可达几十千欧甚至几百千欧。3.输出电阻利用“加压求流法”，由微变等效电路，将独立电源和负载电阻除去，在负载开路两端加一电压，则产生一电流如图9-5-5所示UI图9-5-4射极输出器的微变等效电路RERBRLRSsEiUbIeIbIoUber则放大电路的输出电阻写成RERBRSbIbIUberIBECERI图9-5-5求输出电阻的电路()11[(1)]EsbesbeEsbeUUUIRRrRrURRrbbRIIIIEERRUIEbesbeBsbrRUrRRUI//由于IUro图9-5-4射极输出器的微变等效电路RERBRLRSsEiUbIeIbIoUber则输出电阻为1//11111sbesbeoEsbeEURrRrrRIRrRBss//RRR其中由于Rs+rbe的值较小，除以（1+β）以后会更小，一般为几十欧姆。所以射极输出器的输出电阻很小，故具有较强的带负载能力。1.由于射极输出器的输入电阻高，故将射极输出器放在电路的输入级，可以提高整个放大电路的输入电阻。2.由于射极输出器的输出电阻低，故将射极输出器放在电路的输出级，可以降低整个放大电路的输出电阻，提高带负载能力。3.将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用，故也叫缓冲级。9.5.4射极输出器的应用解：①由直流通路得RS++++UCCC1C2RBRLiuou图9-5-6例9.5.1的电路RE+++seBCEK51K1K1K10+12V70例9.5.1一射极输出器的电路如图9-5-6，试求①静态值IC、IB和UCE；②、、输入电阻ri和输出电阻rouAusA+UCCRB直流通路REBCEIBICIEUCEUBEA931)701(517.012)1(EBBECCBRRUUI②由微变等效电路得mA5.69370BIβICV4.5093.0)701(12)1(ECCECCCERIURIUUBE98.01//1)701(58.01//1)701()1()1(LbeLiouRβrRβUUA..KIIrBEbe58.0093.0263002630026)1(300+UCCRB直流通路REBCEIBICIEUCEUBE图9-5-4射极输出器的微变等效电路RERBRLRSsEiUbIeIbIoUber输入电阻为KRRrRrLEbeB1.21]1//1)701(58.0//[51]//)1(//[i66.098.01.21101.21uouArRrEUAisiss.输出电阻为//10//510.581261171sbesBbeoRrRRrr图9-5-4射极输出器的微变等效电路RERBRLRSsEiUbIeIbIoUber9.6多级放大电路9.6.1多级放大电路的组成及级间耦合在大多数情况下，放大电路的输入信号常为毫伏级或微伏级，这样微弱的信号仅经过单级放大，输出电压和功率是不能满足负载要求的。为了得到能推动负载的足够大的电压和电流，常把多个单级放大电路连接起来，构成多级放大电路，以满足负载对放大倍数及其它性能指标的要求。一般多级放大电路的方框图如图9-6-1所示。第一级iU第二级2iU1OUir2ir第n级inU1)(noUinrRLoUor图9-6-1多级放大电路的组成方框图输入级输出级耦合及耦合方式在多级放大电路中，每两个单级放大电路之间的联接方式称为耦合。常用的耦合有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。由于变压器耦合在放大电路中应用逐渐减少，本节只讨论前两种耦合方式。1.阻容耦合阻容耦合放大电路的级与级之间是通过耦合电容及后级输入电阻连接的。其电路如图9-6-2所示由于电容具有隔直作用，所以前后级的静态工作点各自独立，可单独考虑。++++++RC1C1C2RB11+++RE1RB12CE1++++UCCRC2C3RB21RL+++RE2RB22CE2T1T2图9-6-2阻容耦合放大电路iuou2.直接耦合注：对于缓慢变化的信号及直流信号，由于容抗很大，将大大衰减甚至隔断，故不适宜用这种电路放大。直接耦合放大电路的级与级之间是不经过任何元件直接相连的，其电路如图9-6-3所示RC1RB1T1RB2+UCCRC2IE2RLRET2图9-6-3直接耦合放大电路iuou其主要特点是可以放大直流及缓慢变化的信号，但它的静态工作点前、后级相互影响，要综合考虑，不能单独计算。9.6.2阻容耦合多级放大电路的计算对于图9-6-1所示的多级放大电路多级放大电路的输入电阻为第一级输入电阻，输出电阻为最后一级输出电阻。即1iirronorr第一级iU第二级2iU1OUir2ir第n级inU1)(noUinrRLoUor图9-6-1多级放大电路的组成方框图输入级输出级多级放大电路不论何种耦合方式，前级的输出电压即为后级的输入电压，后级的输入电阻即为前级的负载电阻。即1)i(kokUU1)i(kLkrR其总的电压放大倍数为1)o(no2o3o1o2oi1oiouUUUUUUUUUUA第一级iU第二级2iU1OUir2ir第n级inU1)(noUinrRLoUor图9-6-1多级放大电路的组成方框图输入级输出级即多级放大电路的电压放大倍数，等于各级电压放大倍数的乘积。但要注意在计算每级电压放大倍数时，应考虑后级的负载效应，即后一级的输入电阻即为前级的负载电阻。u3u2u1uino3i3o2i2o1i1o1)o(no2o3o1o2oi1oiouAAAAUUUUUUUUUUUUUUUUUUA例9.6.1在图9-6-4所示的放大电路中，已知β1=β2=50，每个管子的UBE＝0.6V。求：①计算前、后级放大电路的静态工作点；②画出微变等效电路；③求放大电路的输入电阻和输出电阻；④求各级电压放大倍数和总的电压放大倍数；⑤后级采用射极输出器有何好处？+++++++12V4KC1C230K+++4KC420K图9-6-4例9.6.1的放大电路C3130K1.5K3K+++ouiu解：①由于阻容耦合放大电路前后级的直流通路互不牵连，可单独计算。其直流通路如图9-6-5所示第一级：V8.4122030201211121CCBBBBURRRUmA05.146.08.41111EBEBECRUUIIA215005.111CBIIV6.3)44(05.112)(ECCCCCERRIUU+++++++12V4KC1C230K+++4KC420K图9-6-4例9.6.1的放大电路C3130K1.5K3K+++ouiu第二级：A3.403)501(1306.012)1(2E2BBECC2BRRUUIA23.405022mIIIBCEV630.212EECC2CERIUU+++++++12V4KC1C230K+++4KC420K图9-6-4例9.6.1的放大电路C3130K1.5K3K+++ouiu②其微变等效电路如9-6-6图所示。RC1RB121bIiUbIir1berRB11RB2RL2bI2bI2cI2beror2irRE2oU1cI1oU题9-6-6例9-6-1放大电路的微变等效电路K56.105.126)1(30026)1(30011EbeIrK96.0226)1(30026)1(30022EbeIr③放大电路的输入电阻和输出电阻K56.1////1111121bebeBBiirrRRrrK4112CosRrR9950196.0130//41//1222222202beBsbesorRRrRrrRC1RB121bIiUbIir1berRB11RB2RL2bI2bI2cI2beror2irRE2oU1cI1oU题9-6-6例9-6-1放大电路的微变等效电路④各级电压放大倍数和总的电压放大倍数K37]5.1//3)501(96.0//[130]//)1(//[22222LEbeBiRRrRr第二级的输入电阻为RC1RB121bIiUbIir1berRB11RB2RL2bI2bI2cI2beror2irRE2oU1cI1oU题9-6-6例9-6-1放大电路的微变等效电路71155613745012111..)//()//(beiurrRcA第一级电压放大倍数为RC1RB121bIiUbIir1berRB11RB2RL2bI2bI2cI2beror2irRE2oU1cI1oU题9-6-6例9-6-1放大电路的微变等效电路第二级的电压放大倍数为98.05.1//3)501(96.0)5.1