晶體管低頻放大器詳述

圖5.2-3固定偏置共發(fā)放大器的直流通路

靜態(tài)工作點的表示式為

（2）交流分析 放大器建立穩(wěn)定偏置電路之后，便可進行交流分析，首先根據(jù)實際放大電路畫出有信號流通的交流通路。晶體三極管在小信號作用下的分析有圖解法和微變等效電路兩種方法。圖解法是利用晶體管輸入和輸出特性曲線，通過傻羔分析放大器的性能，它能直觀、全面地表明三極管放大的工作過程，并能計算放大器的一些指標(biāo)。但這種方法比較適合大信號分析，當(dāng)輸入信號足夠小時會引起較大誤差，所以工程上用的最多是微變等效電路分析法。

晶體管三極管小信號等效電路，根據(jù)推導(dǎo)方法不同分為兩類：一是對晶體管物理結(jié)構(gòu)及放大過程進行模擬而導(dǎo)出的等效電路，其中應(yīng)用最廣泛是混合X型等效電路；二是從四端網(wǎng)絡(luò)觀點導(dǎo)出的等效電路，應(yīng)用最廣泛的是H參數(shù)電路。表5.2-4示出共發(fā)射極組態(tài)晶體三極管的兩種等效電路和參數(shù)。

以上示出的混合X型等效電路和H參數(shù)等效電路是等價的，它們之間可以互相轉(zhuǎn)換。由混合X轉(zhuǎn)換為共射組態(tài)H參數(shù)等效電路的關(guān)系式為：

因混合X模型中，TB'C很大，通常可視為開路則上述轉(zhuǎn)換可簡化為

經(jīng)簡化之后可以看出，兩種等效電路具有相同形式，不同的僅是壓控電流源BMVB'O變換成流控電流源

5、三種組態(tài)放大器的等效電路及性能指標(biāo)計算

以下給出放大器的微變等效電路和性能指標(biāo)計算，都是在頻區(qū)進行的。中頻區(qū)的微變等效電路為純電阻性有源網(wǎng)絡(luò)，因而中頻電壓增益、電流增益及輸入電阻、輸出電阻均為與頻率無關(guān)的實數(shù)。表5.2-5為三種組態(tài)放大器等效電路及性能指標(biāo)計算公式。

6、頻率響應(yīng)

（1）放大器的幅頻特性和相頻特性 上述放大器的微變等效電路和性能，都是在中頻區(qū)進行分析的，當(dāng)頻率降低時，耦合電容的容抗增大，使放大器增益降低，因而在低頻區(qū)應(yīng)包含耦合電容的影響；相反，當(dāng)頻率真升高時，器件極間電容的容抗變小，分流作用增大，也使放大器增益降低，因而在高頻區(qū)應(yīng)當(dāng)包含極間電容的影響。所以在寬頻率范圍內(nèi)討論放大器性能時，都變?yōu)轭l率函數(shù)，增益表達式寫成如下形式

式中增益的幅模A（W）和相角（W）都是頻率的函數(shù)，它們隨頻率的變化關(guān)系分別為幅頻特性和相頻特性，統(tǒng)稱放大器頻率特性或頻率響應(yīng)，表示在圖5.2-2。FLF為3DB帶寬的下限截止頻率，F(xiàn)H為上限截止頻率，通頻帶（或頻帶寬度，簡稱帶寬）為

（2）三種組態(tài)放大器的頻率響應(yīng)

1）共發(fā)射極放大電路的低頻響應(yīng) 當(dāng)忽略偏置電阻RB||RB2和晶體管參數(shù)TB'0、TCO的影響后，阻容耦合分壓式偏置共發(fā)射極放大電路（參閱表5.2-6第一個圖）在低頻的等效電路如圖5.2-4所示。電壓增益函數(shù)

式中AAM為中頻源電壓增益。

2）三種組態(tài)放大器的高頻響應(yīng)

7、級間信號的傳遞方式

實際應(yīng)用中為了得到高增益或是高功率，總是把基本放大電路級聯(lián)成多級放大器，信號通過各級放大到負載端。前級輸出信號通過一定方式傳遞給下一級稱之耦合，信號源與放大級、級與級、放大級與負載之間的互相影響必須通過合理設(shè)計耦合方式來解決。耦合方式通常有以下三種。

1）阻容耦合 例如兩級阻容耦合放大器，第一級的負載電阻便是第二級的輸入電阻，兩級之間通過電容和負載電阻連接起來的方式稱為阻容耦合。其優(yōu)點隔斷級間的直流通路，各級靜態(tài)工作點是相互獨立、互不影響的，從而給電路設(shè)計、調(diào)整帶來方便，只要信號頻率不太低，足夠大的耦合電容可使信號順利通過，因而阻容耦合放大器應(yīng)用廣泛。但是，對緩慢變化信號。要求耦合電容太大以致無法實現(xiàn)，因而必須采用下面一種耦合方式，即直接耦合方式。

2）直接耦合 在信號源與放大電路的輸入端、放大級各級間、末級放大與負載間采用導(dǎo)線、電阻、二極管、穩(wěn)壓管等直流電流可以通過的元件來實現(xiàn)信號傳輸?shù)碾娐?，也能放大交變信號，顯然信號能夠順利傳遞，其關(guān)健是各級要設(shè)置合適的靜態(tài)工作點。詳細情況將在本章第4節(jié)中討論。

3）變壓器耦合 圖5.2-5為變壓器耦合放大器。變壓器作為耦合元件，即通過磁耦合將一次交流信號傳遞到二次。因為變壓器一次、二次直流電路相互獨立，所以V1、V2的靜態(tài)工作點是獨立的，此外還可根據(jù)需要，適當(dāng)選擇一次與二次的匝數(shù)比以實現(xiàn)阻抗變換。

圖5.2-5 變壓器耦合放大器