電工電子技術(shù)第7章

《電工電子技術(shù)基礎(chǔ)教程》

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第7章放大器基礎(chǔ)讀者學(xué)完本章應(yīng)理解半導(dǎo)體、本征半導(dǎo)體、本征激發(fā)、摻雜等半導(dǎo)體器件的基本概念；理解PN結(jié)的單向?qū)щ娦?，進而掌握二極管的伏安特性及其電路模型；理解三極管的電流控制特點及其三個工作區(qū)；掌握三極管的直流模型及其交流小信號模型；能利用三極管的直流、交流小信號模型分析簡單的三極管應(yīng)用電路；深入理解放大的概念及其實質(zhì)，利用三極管構(gòu)成小信號放大器的一般原則；掌握三極管放大電路的三種基本組態(tài)及其特性；理解工程實用放大器的電路構(gòu)成；理解場效應(yīng)管的電壓控制特點，對照三極管理解場效應(yīng)管的外特性及其模型。本章建議學(xué)時數(shù)：10學(xué)時（學(xué)時數(shù)較多的專業(yè)建議適當(dāng)增加2~4學(xué)時或增加

1堂習(xí)題課）。第7章第1課在本次課中，我們將介紹本征、雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性；PN結(jié)的形成及其特性；二極管及其模型。一．本征半導(dǎo)體純凈的具有單晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。晶體結(jié)構(gòu)如右圖半導(dǎo)體器件是組成各種電子電路的基礎(chǔ)。導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導(dǎo)體。原子核（正離子）價電子被所屬原子核束縛由于價電子被原子核束縛，若不能從外部獲取能量，擺脫原子核的束縛，則不具有導(dǎo)電特性二．本征半導(dǎo)體具有微弱的導(dǎo)電性原子核（正離子）價電子被所屬原子核束縛熱力學(xué)零度（-273.16℃）時，若價電子不能從外部獲取能量，擺脫原子核的束縛，不具有導(dǎo)電特性常溫下，少量的價電子可能獲得足夠的能量，擺脫共價鍵的束縛，成為自由電子；同時在原來的共價鍵中留下一個空位，稱為“空穴”，這種現(xiàn)象稱為本征激發(fā)（解釋）。如上圖本征激發(fā)使本征半導(dǎo)體具有微弱的導(dǎo)電性三．雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性

電子為多數(shù)載流子（簡稱多子），空穴為少數(shù)載流子（簡稱少子）（本征半導(dǎo)體的兩種載流子）常溫下，本征半導(dǎo)體導(dǎo)電性能很微弱的，難以達到實用目的在本征半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì)（其它元素的原子），就成為雜質(zhì)半導(dǎo)體，其導(dǎo)電性能大大增強在硅或鍺的晶體中摻入少量五價元素原子，這種雜質(zhì)半導(dǎo)體中電子濃度大大高于空穴濃度，主要依靠電子導(dǎo)電，故稱為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體（解釋）空穴是多數(shù)載流子，電子是少數(shù)載流子（本征半導(dǎo)體的兩種載流子）在硅或鍺晶體中摻入三價元素原子，這種雜質(zhì)半導(dǎo)體中空穴濃度大大高于電子濃度，主要依靠空穴導(dǎo)電，故稱為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體（解釋）。四．PN結(jié)雖然雜質(zhì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性能大大增強，可是其導(dǎo)電性能不便于控制對一塊半導(dǎo)體采用不同的摻雜工藝，使其一側(cè)成為P型半導(dǎo)體，而另一側(cè)成為N型半導(dǎo)體，則可成為導(dǎo)電性能可控制的半導(dǎo)體。在Ｐ型和Ｎ型半導(dǎo)體的交界面兩側(cè)，多數(shù)載流子由于濃度差將產(chǎn)生擴散運動（由于濃度引起的運動），如上圖電子空穴相遇將復(fù)合而消失，在交界面兩側(cè)形成了一個由不能移動的正、負離子組成空間電荷區(qū)，也就是PN結(jié)，又稱耗盡層平衡狀態(tài)下的PN結(jié)如上圖

在ＰＮ結(jié)上加正向電壓，即外電源的正端接Ｐ區(qū)，負端接Ｎ區(qū)，稱為ＰＮ結(jié)正偏（如左圖）由于正偏時外電場與內(nèi)電場的方向相反，空間電荷區(qū)變窄，內(nèi)電場被削弱，多子擴散得到加強，少子漂移將被削弱，擴散電流（擴散運動產(chǎn)生的電流）大大超過漂移電流（漂移運動產(chǎn)生的電流），最后形成較大的正向電流（由Ｐ區(qū)流向Ｎ區(qū)的電流），稱為ＰＮ結(jié)導(dǎo)通。

在ＰＮ結(jié)上加反向電壓，即外電源的正端接N區(qū)，負端接P區(qū)，稱為ＰＮ結(jié)反偏（如左圖）由于外電場與內(nèi)電場方向一致，空間電荷區(qū)變寬，內(nèi)電場增強，不利于多子的擴散，有利于少子的漂移。在電路中形成了基于少子漂移的反向電流（由Ｎ區(qū)流向Ｐ區(qū)的電流）。由于少子數(shù)量很少，因此反向電流很小，ＰＮ結(jié)截止。

可知，ＰＮ結(jié)具有單向?qū)щ娦?。即ＰＮ結(jié)正偏導(dǎo)通，反偏截止。可進一步學(xué)習(xí)PN結(jié)的其它特性

五．二極管的特性及參數(shù)將ＰＮ結(jié)加上相應(yīng)的電極引線和管殼，就成為半導(dǎo)體二極管，文字符號D、圖形符號如右二極管的主體是PN結(jié)，但由于管殼、引線等因素的影響，兩者特性仍有區(qū)別

國標(biāo)符號Protel等EDA軟件使用符號典型二極管在常溫時的伏安特性如下特性曲線分三個區(qū)：正向工作區(qū)反向工作區(qū)擊穿區(qū)可進一步學(xué)習(xí)二極管的主要參數(shù)

可進一步學(xué)習(xí)二極管的應(yīng)用

六．二極管簡化電路模型在工程近似分析中，常將其分段線性化處理一個實際器件的物理特性是非常復(fù)雜的。在分析電路時，實際器件常用相應(yīng)的模型來表示。二極管的伏安特性可用PN結(jié)的電流方程來描述，是非線性的。先引入理想二極管二極管具有單向?qū)щ娦?。即二極管正偏時導(dǎo)通，反偏時截止。若二極管導(dǎo)通時電阻為0，截止時電阻為無窮大，則這樣的二極管稱為理想二極管。模型如上。符號導(dǎo)通時特性截止時特性實際二極管導(dǎo)通時，電阻不為零，導(dǎo)通電壓隨電流的增加略有增加當(dāng)然，理想二極管實際并不存在的。符號導(dǎo)通時特性截止時特性模型如上電路模型導(dǎo)通時特性截止時特性用左圖分析誤差相對較大，用右圖分析過程復(fù)雜一般硅管UON取0.7，鍺管取0.3

雖然二極管導(dǎo)通時導(dǎo)通電壓隨電流的增加略有增加，但增幅不大，可認為二極管正向?qū)妷夯静蛔儯洖閁ON。模型如右

可通過一個例題來理解

七．晶閘管

晶閘管是晶體閘流管(Thyristor)的簡稱，俗稱可控硅。晶閘管不是二極管，但在應(yīng)用中具有與二極管相似的一些特性晶閘管的應(yīng)用特點

七．本課的重點

重點：PN結(jié)的形成及特性

第7章第2課在本次課中，我們將介紹三極管的伏安特性及其直流、交流模型一．三極管的引入可見，三極管有三個極：發(fā)射極、基極、集電極；兩個結(jié)：發(fā)射結(jié)、集電結(jié)二極管具有單向?qū)щ娦?，?yīng)用十分廣泛。是常用的半導(dǎo)體器件之一。半導(dǎo)體三極管又稱為晶體三極管，簡稱三極管、晶體管。它由兩塊相同類型半導(dǎo)體中間夾一塊異型半導(dǎo)體構(gòu)成，可更靈活地控制半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能根據(jù)半導(dǎo)體排列方式的不同，三極管又分NPN、PNP兩種類型，文字符號T，具體如上圖。二．三極管的電流控制特性（a）圖B極懸空，C、E兩極流過的電流不到1uA（b）圖B極接0.02mA的電流，電流大小為2mA當(dāng)基極電流流過基區(qū)時，改變了三極管內(nèi)部導(dǎo)電載流子的分布，在發(fā)射結(jié)、集電結(jié)間形成了1個導(dǎo)電通路，C、E兩極有電流流過，這便是三極管的電流控制特性三．三極管的伏安特性以NPN管為例介紹三極管的共射伏安特性曲線。所謂共射是指輸入回路與輸出回路的公共端是射極的連接方式，如右圖所示當(dāng)uCE不變時，輸入回路中的電流iB與電壓uBE之間的關(guān)系曲線稱為輸入特性曲線。當(dāng)uCE=0時，輸入回路相當(dāng)于兩個二極管并聯(lián)；當(dāng)uCE增大，集電結(jié)正偏電壓減小，曲線右移；uCE≥１Ｖ后，集電結(jié)反偏，輸入特性曲線基本上是重合的

輸出特性曲線是以iB為參變量，描述輸出回路電流iC與電壓uCE之間關(guān)系的曲線初步的問題：為什么輸出特性以iB為參變量？三極管為電流控制器件，沒有iB也就沒有輸出。通常把三極管輸出特性曲線分為三個工作區(qū)：

iB=0，三極管截止，無輸出電流：截止區(qū)

iB大小適中時，可有效控制輸出電流，輸出電流與控制電流保持線性比例關(guān)系:放大區(qū)放大區(qū)條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏輸出電流不可能無限上升，當(dāng)控制電流過大時，輸出電流將不再與控制電流保持比例關(guān)系，三極管工作在飽和區(qū)在模擬電子電路中，主要討論三極管工作在放大區(qū)的應(yīng)用。三極管工作在截止區(qū)、飽和區(qū)的情況將在數(shù)字電路部分討論。必須指出的是，晶體管的放大能力是很有限的，要求輸入信號在一個很小的范圍內(nèi)變化。可學(xué)習(xí)晶體管的主要參數(shù)

受控電源可分為控制端（輸入端）和受控端（輸出端）兩個部分。如果控制端不消耗功率，受控端滿足理想電壓源（或電流源）特性，這樣的受控電源稱為理想受控電源。電壓源（或電流源）的輸出電壓（或電流）不受外部電路的控制，我們稱它為獨立電源。三、補充講解受控電源知識點

1、受控電源的概念

電壓源的輸出電壓和電流源的輸出電流受電路中其它部分的控制，這種電源稱為受控電源?？赏ㄟ^一個例題來理解

四．三極管的直流模型左圖中，當(dāng)輸入

uBE為直流信號時，輸出uCE對應(yīng)輸出特性曲線上一個點。稱為直流工作點，記為Q點

假定三極管工作在放大區(qū)（發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏）。由輸入特性曲線，輸入特性回路相當(dāng)于一個導(dǎo)通的二極管，輸入回路模型如上。導(dǎo)通時如同短路左圖中，三極管工作在放大區(qū)。輸出電流IC受輸入電流IB控制。所以，輸出端可用電流控制電流源模型等效。具體如上右圖便是工作在放大區(qū)的三極管的直流模型五．三極管電路直流分析

直流分析就是求解Q點的分析。可利用三極管簡化直流電路對三極管電路進行直流分析，其基本步驟如下：l

假設(shè)三極管工作在放大狀態(tài)，用其簡化直流電路模型代替三極管；l

確定三極管各極電壓和電流值，主要指IB、IC、UCE；l

根據(jù)結(jié)果驗證或確定三極管實際的工作模式，必要時再作分析?？赏ㄟ^幾個例題來理解六．三極管交流小信號模型輸入回路相當(dāng)于一個導(dǎo)通的二極管，模型如上（對交流小信號，這個導(dǎo)通的二極管的導(dǎo)通電阻不能忽略）三極管電路在只有直流電源供電時，三極管各極的電壓和電流值不變，決定Q點在直流量上疊加一個小信號變化量，則這個小信號變化量將引起輸出信號的變化（被放大）此時應(yīng)使用三極管的交流小信號模型分析電路交流分析時時如同短路定義為三極管輸入電阻當(dāng)UCE為常數(shù)時，ΔuBE和ΔiB之比為三極管輸入電阻，記為rbe（求解方法）三極管的輸出電路可用受控電流源來等效。β可從輸出特性曲線求得；也可查三極管手冊（hfe）

當(dāng)IB為常數(shù)時，ΔiC將隨ΔuCE增加而略有增加，ΔuCE和ΔiC之比稱為三極管的輸出電阻，記為rce。

可得出交流小信號模型如上由于rce很大，約為幾十千歐到幾百千歐，一般忽略不計，將模型簡化為如上圖所示的簡化小信號電路模型。圖中ΔiB

用ib表示，ΔuBE用ube表示，其它與此類似。在近似分析時，常用簡化模型七．本課的重點

重點：三極管的模型

第7章第3課在本次課中，我們從三極管電路的交流分析實例出發(fā)，介紹放大器的概念、用三極管構(gòu)成放大電路的原則、三極管電路的三種基本組態(tài)等。一．三極管電路交流分析其基本步驟如下：1）在直流分析確定了直流工作點的基礎(chǔ)上，由Q點計算三極管的小信號電路模型參數(shù)；2）畫出原電路的交流通路（交流量流經(jīng)的通路），用三極管的小信號電路模型代替交流通路中的三極管，得到交流等效電路3）根據(jù)交流等效電路進行交流分析，求出疊加在Q點上的各交流量，根據(jù)需要，還可進一步求出電路的動態(tài)參數(shù)可通過一個例題來理解通過上面的例題，讀者不難發(fā)現(xiàn)，輸出uCE是輸入ui的-10倍，起到了電壓放大的作用二．什么是放大器放大器是將微弱電信號（電壓、電流、功率）放大到所需要量級、且功率增益大于1的電子線路，是模擬電子電路最重要的概念和應(yīng)用之一可用三極管構(gòu)成小信號放大器可以將小信號放大器看成一個線性有源兩端網(wǎng)絡(luò)可通過性能指標(biāo)來描述上面的小信號放大器放大單元輸入信號源負載主要有：輸入電阻、輸出電阻、增益A（解釋）

三．放大電路的組成原則一個實際的放大電路如右圖當(dāng)ui=0時，放大器處于直流工作狀態(tài)，稱為靜態(tài)。當(dāng)ui≠0時，放大器處于交流工作狀態(tài)，稱為動態(tài)。輸入電壓源ui疊加在UBB上，將在輸出端產(chǎn)生隨ui變化而變化的輸出電壓uo當(dāng)電路參數(shù)選擇合適時，可能使輸出電壓uo比輸入電壓ui大得多，從而實現(xiàn)了對電壓的放大。

合適的直流工作點（靜態(tài)工作點）IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ保證三極管工作在放大狀態(tài)

通過上面的例子不難發(fā)現(xiàn)，電子線路要實現(xiàn)放大應(yīng)遵循一定的規(guī)則1．放大器外加直流電源的極性必須保證放大管工作在放大狀態(tài)。對于三極管，即須保證發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏2．輸入回路的接法應(yīng)該使放大器的輸入電壓ui能夠傳送到放大管的輸入回路，并使放大管產(chǎn)生輸入電流變化量（ib）或輸入電壓變化量（ube）；

3．輸出回路的接法應(yīng)使放大管輸出電流的變化量（ic）能夠轉(zhuǎn)化為輸出電壓的變化量（uce），并傳送到放大器的輸出端。

4．選擇合適的電路元器件參數(shù)，使輸出信號不產(chǎn)生明顯的失真一個例題四．三種基本組態(tài)的引入三極管有三個極，在構(gòu)成放大器輸入、輸出兩個端口時，必然有一個極是公共端。將發(fā)射極、集電極、基極分別作為輸入輸出端口的公共端，依照放大器的組成原則，可構(gòu)成放大器的三種基本組態(tài)。共射放大器、共基放大器、共集放大器放大器三種組態(tài)的基本電路如上圖所示。工程上不管多么復(fù)雜的放大器，都是在這三種基本組態(tài)電路基礎(chǔ)上演變而來的。左圖為基本共射放大器，公共端為發(fā)射極。UBB保證發(fā)射結(jié)正偏，UCC保證集電結(jié)反偏，三極管工作在放大狀態(tài)。

上左圖為基本共基放大器，公共端為基極，UBB保證發(fā)射結(jié)正偏，UCC保證集電結(jié)反偏，三極管工作在放大狀態(tài)。上右圖為基本共集放大器，公共端為集電極，UBB保證發(fā)射結(jié)正偏，UCC保證集電結(jié)反偏，三極管工作在放大狀態(tài)。

五．三種組態(tài)的典型電路

1.共射放大電路

RE的作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點（解釋提高要求）；C1C2用來隔斷放大器與信號源和負載的直流通路

三種組態(tài)的基本電路特性較差，共射放大器典型電路如由所示。采用UCC單電源供電，UCC通過RB1、RB2的分壓使發(fā)射結(jié)正偏（分壓偏置），只要RC、RE參數(shù)合理，就能使集電結(jié)反偏，保證三極管工作在放大狀態(tài)。2．共集放大器簡介

RE的作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點（解釋提高要求）；C1C2用來隔斷放大器與信號源和負載的直流通路

共集放大器的典型電路如右圖所示采用UCC單電源供電，UCC通過RB1、RB2的分壓使發(fā)射結(jié)正偏（分壓偏置）；只要RC、RE參數(shù)合理，就能使集電結(jié)反偏，保證三極管工作在放大狀態(tài)。3．共基放大器

RE的作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點（解釋提高要求）；C1C2用來隔斷放大器與信號源和負載的直流通路

共基放大器的典型電路如右圖所示采用UCC單電源供電，UCC通過RB1、RB2的分壓使發(fā)射結(jié)正偏（分壓偏置）；只要RC、RE參數(shù)合理，就能使集電結(jié)反偏，保證三極管工作在放大狀態(tài)。

三種組態(tài)的典型電路均采用UCC單電源供電，UCC通過RB1、RB2的分壓使發(fā)射結(jié)正偏，合理選擇RC、RE參數(shù)，使集電結(jié)反偏，三極管工作在放大狀態(tài)；

RE的作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點；

C1C2用來隔斷放大器與信號源和負載的直流通路，使放大器的工作狀態(tài)與信號源和負載之間互不影響，同時交流信號又能順利通過放大器并傳遞到負載。這樣的結(jié)構(gòu)既符合放大器的組成原則，同時又提高了電路的穩(wěn)定性。因此，該電路在實際中經(jīng)常被采用

對直流信號開路4．直流分析對直流信號開路

求出電路的直流通路，具體如上

對放大器電路進行直流分析，可求出靜態(tài)工作點對直流信號開路對于交流信號，三種組態(tài)的典型電路由于三極管的接法不同，交流通路也就不同。共集放大器的電壓增益恒小于1，且約等于1，共集放大器又稱為射極跟隨器;共集放大器的輸出電流（Ie）比輸入電流（Ib）大得多，所以仍然有功率放大作用。共基放大器輸入電阻較共射放大器小，輸出電阻和電壓增益則與共射放大器相當(dāng)，但共基放大器的電壓增益為正，是同相放大。共射放大器各項指標(biāo)較為適中，在低頻電壓放大時用得最多；共集放大器是三種基本組態(tài)中輸入電阻最大、輸出電阻最小的電路，多用作輸入、輸出級；共基放大器的頻率特性最好，常用于寬帶放大。

【例7.5.1】試分析如圖7.5.4所示電路的特點并估算其放大倍數(shù)八．本課的重點

重點：三極管放大電路的組成原則、3種組態(tài)電路特點。第7章第4課在本次課中，我們將介紹工程實用放大器的電路構(gòu)成原理及特點。學(xué)時數(shù)較多的專業(yè)建議增加本課內(nèi)容的學(xué)時數(shù)一工程實用放大器的參考組成框圖

顯然，基本組態(tài)放大器難以滿足工程應(yīng)用實踐的要求。主要有以下幾點：基本組態(tài)放大器采集信號的能力有限基本組態(tài)放大器的放大能力有限基本組態(tài)放大器的負載能力有限工程實用放大器的參考組成框圖如上包括四個基本部分： 輸入級 中間級 輸出級 偏置電路輸入級提供與輸出端成同相關(guān)系和反相關(guān)系的兩個輸入端，電路形式為差動放大電路，要求輸入電阻高，可較好改善基本組態(tài)放大器采集信號能力弱的缺陷，是提高運算放大器質(zhì)量的關(guān)鍵部分。中間級主要完成對輸入電壓信號的放大，一般采用多級共射放大電路實現(xiàn)，可較好改善基本組態(tài)放大器放大能力有限的不足。輸出級提供較高的功率輸出、較低的輸出電阻，一般由互補對稱電路或射極輸出器構(gòu)成，可較好改善基本組態(tài)放大器負載能力有限的弱點。偏置電路提供各級靜態(tài)工作電流，一般由各種恒流源電路組成。二．差動放大器

1、電路特點在直接耦合放大電路中抑制零點漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)是差動放大電路。將兩個電路結(jié)構(gòu)、參數(shù)均相同的單管放大電路組合在一起，就成為差動放大電路的基本形式1）由兩個結(jié)構(gòu)、參數(shù)左右對稱的共射放大器組成

2）它有兩個輸入端，存在兩個輸入信號ui1、ui2；

3）它有兩個輸出端，有單端輸出、雙端輸出兩種方式4）UEE為負電源，確保VT1、VT2工作在放大狀態(tài)

2．輸入信號的分類兩個輸入信號電壓的大小相等，極性相同，即ui1=ui2，這樣的輸入稱為共模輸入信號，常用uic表示

作用在差動放大器兩輸入端的一對數(shù)值相等、極性相反的輸入信號，即ui1=-ui2，稱為差模輸入信號，表示為ui1=-ui2=uid/2uid=ui1-ui2

實際信號，通常既不是單純的差模信號，又不是單純的共模信號，而是任意信號ui1、ui2

分解如上

差動放大器的基本電路具有抑制零點漂移、抑制共模信號、放大差模信號的特點

3．差動放大特性(解釋)電路輸入差模信號ui1=-ui2=uid/2（

對實際信號，uid=ui1-ui2）時如上圖所示，差模交流通道如右圖所示（解釋）式中Au1表示單管共射放大器的增益，又稱為半電路增益

差動放大器是以犧牲一個管子的增益為代價，換取了低漂移的效果可見，差動放大器具有差動放大作用。差動放大器在輸入差模信號時的電壓增益稱為差模電壓增益，記為Ad4．共模抑制比為了綜合衡量差動放大器對差模信號的放大能力和對共模信號的抑制能力，特別引入一個性能指標(biāo)——共模抑制比，記作KCMRR

式中：Ad為差模電壓增益，Ac為共模電壓增益

工程中，上式常用對數(shù)形式表示，記作KCMR，單位為分貝

對于電路參數(shù)理想對稱的雙端輸出情況，共模抑制比無窮大。實際差放電路大約為60dB，性能較好的差放電路可達120dB三．多級放大電路

1多級放大電路的引入用一個放大器件組成的單管放大電路，其電壓放大倍數(shù)一般只能達到幾十倍，其他技術(shù)指標(biāo)也難以達到實用的要求。在實際工作中，常常把若干個單管放大電路連接起來，組成所謂的多級放大電路多級放大電路內(nèi)部各級之間的連接方式稱為耦合方式

2．阻容耦合

阻容耦合放大電路具有以下特點：1)各級靜態(tài)工作點互不影響；2)不能反映直流成分的變化，不適合放大緩慢變化的信號；3)適用于分立元件交流放大電路

前級與后級之間通過電容相連的連接方式稱為阻容耦合

上圖為兩級阻容耦合放大電路，兩級之間通過耦合電容C2及下級輸入電阻聯(lián)接，故稱阻容耦合。3．直接耦合直接耦合即是把前級的輸出端直接接到下級的輸入端，具體如右圖直接耦合放大電路具有以下特點：1）能放大緩慢變化的信號或直流成分的變化，易于集成化；2）各級靜態(tài)工作點互相影響，存在零點漂移現(xiàn)象；3）適用于集成放大電路，直流放大電路。直接耦合即是把前級的輸出端直接接到下級的輸入端，具體如右圖直接耦合方式由于沒有耦合電容的存在，其優(yōu)點顯而易見由于直接耦合方式前后級直接相連，工作點必然相互影響，這不僅使Q點的分析復(fù)雜化，同時還帶來兩個需要解決的問題：一是級間電平的配置（解釋）；二是克服零點漂移（又稱為溫度漂移，簡稱溫漂，進一步解釋）四．互補輸出級的引入放大器的輸出級將與負載相連，所以要求帶負載能力要強為實現(xiàn)更好的輸出特性，實際電路常采用雙向跟隨的互補輸出級?；パa輸出級的基本電路如上圖所示。電路中的兩個三極管VT1、VT2要求類型不同，但參數(shù)相同

靜態(tài)時，ui=0，uo=0，兩個三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，負載上也無電流流過。所以，靜態(tài)時電路無功率損耗。

當(dāng)ui>0時，VT1管導(dǎo)通，VT2管截止，正向信號（電流）從UCC經(jīng)過VT1流過負載，如圖中實線所標(biāo)注。

當(dāng)ui<0時，VT1管截止，VT2管導(dǎo)通，負向信號（電流）從-UCC經(jīng)過VT2流過負載，如圖中虛線所標(biāo)注。

VT1、VT2以互補的方式交替工作，實現(xiàn)了雙向跟隨電路的靜態(tài)輸出為零，零入零出、無靜態(tài)損耗，負載的接入不會對電路的Q點產(chǎn)生影響晶體管工作時，為射極跟隨器，輸出電阻小，輸出特性好晶體管交替互補工作，輸出幅度大當(dāng)ui小于uBE（ON）時，VT1、VT2均截止，電路將出現(xiàn)失真，稱為交越失真。為了克服交越失真，可以采取措施提高Q點，使VT1、VT2在靜態(tài)處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)有輸入信號作用時，就能保證一個管子導(dǎo)通，實現(xiàn)雙向跟隨，如上圖（解釋）。五．電流源電路電流源能提供恒定的電流，可作為放大器的靜態(tài)恒流偏置；利用電流源交流電阻很大的特點，可代替大電阻右圖所示為集成電路中常用的鏡像電流源電路。

IC2=IC1

≈IR（解釋），IC2是輸出電流，與IC1成鏡像關(guān)系，電路的名稱由此而得。

鏡像電流源電路簡單，在精度要求不是很高、輸出電流大小適中的時候經(jīng)常采用如果輸出電流要求很小，那么IR也就要求很小，R的取值必然很大，這在集成電路中是難以做到的為了在R不是很大的時候，得到微小的輸出電流，可在VT2管的射極接一電阻，得到如左圖所示的微電流源

輸出電流滿足的表達式如下第7章第5課

在本次課中，我們將介紹場效應(yīng)管及其放大電路。一．場效應(yīng)管的引入雜質(zhì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性能不方便控制半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)щ娦园雽?dǎo)體三極管可通過控制基極電流來控制輸出電流，導(dǎo)電性能可方便控制，應(yīng)用十分廣泛。其主要不足是控制端需要消耗功率，不利于提高集成度，降低了可靠性場效應(yīng)管（FET）是利用輸入回路的電場效應(yīng)來控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器件，控制端幾乎不消耗功率。當(dāng)UGS為-UDD時，電流表指示為0，基本沒有電流流過，繼續(xù)調(diào)大UGS，電流表指示依舊為0，參考效果如圖7.7.2（a）所示

當(dāng)UGS大于某個值時，電流表有明顯指示，繼續(xù)調(diào)大UGS，電流表上流過的電流相應(yīng)增長，這便是場效應(yīng)管電壓控制輸出回路電流的特性，參考效果如圖7.7.2（b）、（c）所示。根據(jù)制作工藝及應(yīng)用需求，存在UGS大于某個負電壓、大于零、大于某個正電壓才可導(dǎo)通等3種類型，分別對應(yīng)結(jié)型、耗盡型、增強型3種類型的場效應(yīng)管。每一類又可分為N溝道、P溝道兩種類型可觀看場效應(yīng)管的類型圖可進一步查看各種場效應(yīng)管的電路符號二．場效應(yīng)管的特性場效應(yīng)管輸入電流iG≈0（記住結(jié)論即可），輸入特性顯而易見以N溝道增強型MOS場效應(yīng)管輸出、轉(zhuǎn)移特性為例，介紹管子的輸出特性N溝道增強型MOS場效應(yīng)管輸出特性曲線如上圖，讀者可對照三極管特性曲線理解。

對照三極管輸出特性曲線（G-B、D-C、S-E），它們具有相同的外特性，也可分為三個工作區(qū)（解釋）：

可變電阻區(qū)、恒流區(qū)、截止區(qū)從場效應(yīng)管的輸出特性可看出場效應(yīng)管的外特性，但沒有直觀反映其控制特點?？赏ㄟ^轉(zhuǎn)移特性來進一步觀察場效應(yīng)管的控制特點