MOSFET

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