第二章放大電路的基本原理和分析方法

第二章放大電路的基本原理和分析方法第1頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三知識點(diǎn)概述1、掌握放大的基本概念2、掌握放大電路主要技術(shù)指標(biāo)的含義。3、掌握放大電路靜態(tài)與動態(tài)，直流通路與交流通路的概念4、掌握用簡化的h參數(shù)等效電路分析放大電路的Au、Ri、Ro的方法，以及rbe的估算公式。5、掌握兩種單管共射放大電路的工作原理，靜態(tài)工作點(diǎn)Q以及Au、Ri、Ro的估算方法。6、掌握放大電路三種基本組態(tài)的工作原理和特點(diǎn)。7、理解用圖解法分析放大電路的靜態(tài)和動態(tài)工作情況。8、理解溫度變化對三極管參數(shù)的影響。9、理解直接耦合放大電路的零點(diǎn)、漂移現(xiàn)象。10、了解多級放大電路的阻容耦合和變壓器耦合的特點(diǎn)。11、了解多級放大電路的電壓放大倍數(shù)和輸入電阻、輸出電阻的估算方法。第2頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.1放大的概念本質(zhì)：實現(xiàn)能量的控制。在放大電路中提供一個能源，由能量較小的輸入信號控制這個能源，使之輸出較大的能量，然后推動負(fù)載。小能量對大能量的控制作用稱為放大作用。放大的對象是變化量。元件：雙極型三極管和場效應(yīng)管。第3頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.2單管共發(fā)射極放大電路2.2.1單管共發(fā)射極放大電路的組成圖2.2.1單管共射放大電路的原理電路VT：NPN型三極管，為放大元件；VCC：為輸出信號提供能量；RC：當(dāng)iC通過Rc，將電流的變化轉(zhuǎn)化為集電極電壓的變化，傳送到電路的輸出端；VBB、Rb：為發(fā)射結(jié)提供正向偏置電壓，提供靜態(tài)基極電流(靜態(tài)基流)。第4頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.2.2單管共發(fā)射極放大電路的工作原理一、放大作用：圖2.2.1單管共射放大電路的原理電路第5頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三二、組成放大電路的原則：1.外加直流電源的極性必須使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。則有：2.輸入回路的接法應(yīng)使輸入電壓

u

能夠傳送到三極管的基極回路，使基極電流產(chǎn)生相應(yīng)的變化量

iB。3.輸出回路的接法應(yīng)使變化量

iC能夠轉(zhuǎn)化為變化量

uCE，并傳送到放大電路的輸出端。三、原理電路的缺點(diǎn)：1.雙電源供電；2.uI、uO不共地。第6頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三四、單管共射放大電路圖2.2.2單管共射放大電路C1、C2：為隔直電容或耦合電容；RL：為負(fù)載電阻。該電路也稱阻容耦合單管共射放大電路。第7頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.3放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)圖2.3.1放大電路技術(shù)指標(biāo)測試示意圖一、放大倍數(shù)第8頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三二、最大輸出幅度在輸出波形沒有明顯失真情況下放大電路能夠提供給負(fù)載的最大輸出電壓(或最大輸出電流)可用峰-峰值表示，或有效值表示(Uom、Iom)。三、非線性失真系數(shù)D四、輸入電阻Ri所有諧波總量與基波成分之比，即從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻。第9頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三五、輸出電阻Ro從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。測量Ro：輸入端正弦電壓，分別測量空載和輸出端接負(fù)載RL的輸出電壓、。輸出電阻愈小，帶載能力愈強(qiáng)。第10頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三Aum六、通頻帶BW七、最大輸出功率與效率輸出不產(chǎn)生明顯失真的最大輸出功率。用符號Pom表示。：效率PV：直流電源消耗的功率fL

fHfL：下限頻率fH：上限頻率圖2.3.2第11頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三圖2.4.1(b)2.4放大電路的基本分析方法基本分析方法兩種圖解法微變等效電路法2.4.1直流通路與交流通路圖2.2.2(b)圖2.4.1(a)第12頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.4.2靜態(tài)工作點(diǎn)的近似計算bceIBQICQUCEQ圖2.4.1(a)硅管UBEQ=(0.6~0.8)V鍺管UBEQ=(0.1~0.2)VICQ

IBQUCEQ=VCC–ICQ

RC第13頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三【例】圖示單管共射放大電路中，VCC=12V，Rc=3k，Rb=280k，NPN硅管的=50，試估算靜態(tài)工作點(diǎn)。圖2.4.3(a)解：設(shè)UBEQ=0.7VICQ

IBQ=(500.04)mA=2mAUCEQ=VCC–ICQ

Rc=(12-23)V=6V第14頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.4.3圖解法在三極管的輸入、輸出特性曲線上直接用作圖的方法求解放大電路的工作情況。一、圖解法的過程(一)圖解分析靜態(tài)1.先用估算的方法計算輸入回路IBQ、UBEQ。2.用圖解法確定輸出回路靜態(tài)值方法：根據(jù)uCE=VCC

-

iCRc式確定兩個特殊點(diǎn)第15頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三輸出回路輸出特性直流負(fù)載線Q圖2.4.2由靜態(tài)工作點(diǎn)Q確定的ICQ、UCEQ為靜態(tài)值。第16頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三圖2.4.3(a)【例】圖示單管共射放大電路及特性曲線中，已知Rb=280k，Rc=3k，集電極直流電源VCC=12V，試用圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)。解：首先估算IBQ做直流負(fù)載線，確定Q點(diǎn)根據(jù)UCEQ=VCC–ICQ

RciC=0，uCE=12V；uCE=0，iC=4mA.第17頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三0iB

=0μA20μA40μA60μA80μA134224681012MQ靜態(tài)工作點(diǎn)IBQ=40μA，ICQ=2mA，UCEQ=6V.uCE

/V由Q點(diǎn)確定靜態(tài)值為：iC

/mA圖2.4.3(b)第18頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三(二)圖解分析動態(tài)1.交流通路的輸出回路圖2.4.4輸出通路的外電路是Rc和RL的并聯(lián)。2.交流負(fù)載線交流負(fù)載線交流負(fù)載線斜率為：OIBiC

/mAuCE

/VQ靜態(tài)工作點(diǎn)圖2.4.5(b)第19頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三3.動態(tài)工作情況圖解分析圖2.4.5(a)輸入回路工作情況0.680.72uBEiBtQ000.7t6040200uBE/ViB/μAuBE/ViBUBE第20頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三交流負(fù)載線直流負(fù)載線4.57.5uCE912t0ICQiC

/mA0IB=40μA2060804Q260uCE/ViC

/mA0tuCE/VUCEQiC圖2.4.5(b)輸出回路工作情況分析第21頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三4.電壓放大倍數(shù)圖2.4.3(a)【例】用圖解法求圖示電路電壓放大倍數(shù)。輸入、輸出特性曲線如右圖，RL=3k。uCE=(4.5–7.5)V=-3VuBE=(0.72–0.68)V=0.04V解：求確定交流負(fù)載線取iB=(60–20)A=40A則輸入、輸出特性曲線上有第22頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三單管共射放大電路當(dāng)輸入正弦波uI時，放大電路中相應(yīng)的uBE、iB、iC、uCE、uO波形。圖2.4.6單管共射放大電路的電壓電流波形第23頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三二、圖解法的應(yīng)用(一)用圖解法分析非線性失真1.靜態(tài)工作點(diǎn)過低，引起iB、iC、uCE的波形失真ibui結(jié)論：iB波形失真OQOttOuBE/ViB/μAuBE/ViB/μAIBQ——截止失真第24頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三iC

、uCE

(uo

)波形失真NPN管截止失真時的輸出uo波形。uo=

uceOiCtOOQ

tuCE/VuCE/ViC

/mAICQUCEQ第25頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三OIB=0QtOO

NPN管uo波形tiCuCE/VuCE/ViC

/mAuo=

uceib(不失真)ICQUCEQ2.Q點(diǎn)過高，引起iC、uCE的波形失真—飽和失真第26頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三(二)用圖解法估算最大輸出幅度OiB=0QuCE/ViC

/mAACBDE交流負(fù)載線輸出波形沒有明顯失真時能夠輸出最大電壓。即輸出特性的A、B所限定的范圍。Q盡量設(shè)在線段AB的中點(diǎn)。則AQ=QB，CD=DE第27頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三(三)用圖解法分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響1.改變Rb，保持VCC，Rc，不變；OIBiCuCE

Q1Rb增大，Rb減小，Q點(diǎn)下移；Q點(diǎn)上移；Q2OIBiCuCE

Q1Q32.改變VCC，保持Rb，Rc，不變；升高VCC，直流負(fù)載線平行右移，動態(tài)工作范圍增大，但管子的動態(tài)功耗也增大。Q2圖2.4.9(a)圖2.4.9(b)第28頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三3.改變Rc，保持Rb，VCC，不變；4.改變，保持Rb，Rc，VCC

不變；增大Rc，直流負(fù)載線斜率改變，則Q點(diǎn)向飽和區(qū)移近。OIBiCuCE

Q1Q2OIBiCuCE

Q1Q2增大，ICQ增大，UCEQ減小，則Q點(diǎn)移近飽和區(qū)。圖2.4.9(c)圖2.4.9(d)第29頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三圖解法小結(jié)1.能夠形象地顯示靜態(tài)工作點(diǎn)的位置與非線性失真的關(guān)系；2.方便估算最大輸出幅值的數(shù)值；3.可直觀表示電路參數(shù)對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響；4.有利于對靜態(tài)工作點(diǎn)Q的檢測等。第30頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.4.4微變等效電路法晶體管在小信號(微變量)情況下工作時，可以在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的特性曲線，三極管就可以等效為一個線性元件。這樣就可以將非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個線性電路。微變等效條件研究的對象僅僅是變化量信號的變化范圍很小第31頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三一、簡化的h參數(shù)微變等效電路(一)

三極管的微變等效電路iBuBE晶體管的輸入特性曲線rbe：晶體管的輸入電阻。在小信號的條件下，rbe是一常數(shù)。晶體管的輸入電路可用rbe等效代替。1.輸入電路Q點(diǎn)附近的工作段近似地看成直線可認(rèn)為uBE與iB成正比QOiB

uBE

圖2.4.10(a)第32頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.輸出電路假設(shè)在Q點(diǎn)附近特性曲線基本上是水平的(iC

與uCE無關(guān))，數(shù)量關(guān)系上，iC

比iB大

倍；iBiB從三極管輸出端看，可以用iB恒流源代替三極管；該恒流源為受控源；為iB對iC的控制。uCE

QiC

O圖2.4.10(b)第33頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三3.三極管的簡化參數(shù)等效電路

注意：這里忽略了uCE對iC與輸出特性的影響，在大多數(shù)情況下，簡化的微變等效電路對于工程計算來說誤差很小。圖2.4.11

三極管的簡化h參數(shù)等效電路cbe+uBE+uCEiCiBebcrbe

iB+uBE+uCEiCiB第34頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三4.電壓放大倍數(shù)Au；輸入電阻Ri、輸出電阻ROC1RcRb+VCCC2RL+++VT+Ri=rbe//Rb，Ro=Rcrbe

ebcRcRLRb++圖2.4.12

單管共射放大電路的等效電路第35頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三(二)

rbe的近似估算公式rbb：基區(qū)體電阻。reb：基射之間結(jié)電阻。低頻、小功率管rbb

約為300。UT：溫度電壓當(dāng)量。c

beiBiCiE圖2.4.13第36頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三電流放大倍數(shù)與電壓放大倍數(shù)之間關(guān)系討論1.當(dāng)IEQ一定時，愈大則

rbe也愈大，選用值較大的三極管其Au并不能按比例地提高；因：2.當(dāng)值一定時，IEQ愈大則rbe愈小，可以得到較大的Au，這種方法比較有效。第37頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三(三)等效電路法的步驟(歸納)1.首先利用圖解法或近似估算法確定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q。2.求出靜態(tài)工作點(diǎn)處的微變等效電路參數(shù)

和rbe。3.畫出放大電路的微變等效電路?？上犬嫵鋈龢O管的等效電路，然后畫出放大電路其余部分的交流通路。4.列出電路方程并求解。第38頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三二、微變等效電路法的應(yīng)用例：接有發(fā)射極電阻的單管放大電路，計算電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻。C1RcRb+VCCC2RL+++VT+Rerbe

bcRcRLRb+Ree+圖2.4.14

接有發(fā)射極電阻的放大電路第39頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三rbe

bcRcRLRb+Ree+根據(jù)微變等效電路列方程引入發(fā)射極電阻后，降低了。若滿足(1+)Re>>rbe與三極管的參數(shù)、rbe無關(guān)。第40頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.放大電路的輸入電阻引入Re后，輸入電阻增大了。3.放大電路的輸出電阻rbe

ebcRcRLRb++Rerbe

bcRcRbRee將放大電路的輸入端短路，負(fù)載電阻RL開路，忽略c、e之間的內(nèi)電阻rce。RL圖2.4.14(b)第41頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三討論引入Re后對輸出電阻的影響。rbe

ebcRcRbRerce

~+_式中圖2.4.15

求圖2.4.14(a)電路輸出電阻的等效電路第42頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三將代入式，放大電路輸出電阻為上式中，通常，故可簡化為如果Re=0，但考慮rce的作用，則顯然，接入Re后，三極管集電極至公共端之間的等效電阻大大提高了。第43頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.5工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題2.5.1溫度對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響三極管是一種對溫度十分敏感的元件。溫度變化對管子參數(shù)的影響主要表現(xiàn)有：

1.UBE改變。UBE的溫度系數(shù)約為–2mV/C，即溫度每升高1C，UBE約下降2mV。

2.改變。溫度每升高1C，值約增加0.5%~1%，溫度系數(shù)分散性較大。3.ICBO改變。溫度每升高10C，ICBQ

大致將增加一倍，說明ICBQ

將隨溫度按指數(shù)規(guī)律上升。第44頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三溫度升高將導(dǎo)致IC增大，Q上移。波形容易失真。iCuCEOiBQVCCT=20C

T=50C圖2.5.1

溫度對Q點(diǎn)和輸出波形的影響第45頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.5.2靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路一、電路組成——分壓式偏置電路C1RcRb2+VCCC2RL+++++CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB圖2.5.2

分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路由于UBQ不隨溫度變化，——電流負(fù)反饋式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路

T

ICQIEQUEQUBEQ

(=UBQ–UEQ)IBQICQ第46頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三說明：1.Re愈大，同樣的IEQ產(chǎn)生的UEQ愈大，則溫度穩(wěn)定性愈好。但Re增大，UEQ增大，要保持輸出量不變，必須增大VCC。2.接入Re，電壓放大倍數(shù)將大大降低。在Re兩端并聯(lián)大電容Ce，交流電壓降可以忽略，則Au基本無影響。Ce稱旁路電容3.要保證UBQ基本穩(wěn)定，IR>>IBQ，則需要Rb1、Rb2小一些，但這會使電阻消耗功率增大，且電路的輸入電阻降低。實際選用Rb1、Rb2值，取IR

=(5~

10)IBQ，UBQ=(5~10)UBEQ。第47頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三二、靜態(tài)與動態(tài)分析靜態(tài)分析C1RcRb2+VCCC2RL+++++CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB由于IR>>IBQ，可得(估算)靜態(tài)基極電流第48頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三動態(tài)分析C1RcRb2+VCCC2RL+++++CeuoRb1ReiBiCiEiRuirbe

ebcRcRL++Rb2Rb1RcRb2+VCCRL++uiuoRb1Re第49頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.6放大電路的三種基本組態(tài)三種基本接法共射組態(tài)共集組態(tài)共基組態(tài)2.6.1共集電極放大電路C1Rb+VCCC2RL+Re++RS+~~++__+rbebec(b)等效電路——為射極輸出器圖2.6.1

共集電極放大電路(a)電路圖第50頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三一、靜態(tài)工作點(diǎn)C1Rb+VCCC2RL+Re++RS+~由基極回路求得靜態(tài)基極電流則(a)電路圖圖2.6.1

共集電極放大電路第51頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三二、電流放大倍數(shù)所以三、電壓放大倍數(shù)結(jié)論：電壓放大倍數(shù)恒小于1，而接近1，且輸出電壓與輸入電壓同相，又稱射極跟隨器。~++__+rbebec(b)等效電路第52頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三四、輸入電阻~++__+rbebec輸入電阻較大。Ri第53頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三五、輸出電阻+_rbebec~輸出電阻低，故帶載能力比較強(qiáng)。Ro圖2.6.2求射極輸出器Ro的等效電路第54頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.6.2共基極放大電路圖2.6.3

共基極放大電路(a)原理電路VEE保證發(fā)射結(jié)正偏；VCC保證集電結(jié)反偏；三極管工作在放大區(qū)。(b)實際電路實際電路采用一個電源VCC，用Rb1、Rb2分壓提供基極正偏電壓。C1C2+++_+_ReVEEVCCRcRLVTC1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLRc第55頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三一、靜態(tài)工作點(diǎn)(IBQ,ICQ,UCEQ)圖2.6.3(b)實際電路C1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLRc第56頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三二、電流放大倍數(shù)微變等效電路由圖可得：所以由于小于1而近似等于1，所以共基極放電電路沒有電流放大作用。+_+_Rerbebec圖2.6.4

共基極放大電路的等效電路第57頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三三、電壓放大倍數(shù)+_+_Rerbebec圖2.6.4由微變等效電路可得共基極放大電路沒有電流放大作用，但是具有電壓放大作用。電壓放大倍數(shù)與共射電路相等，但沒有負(fù)號，說明該電路輸入、輸出信號同相位。第58頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三四、輸入電阻暫不考慮電阻Re的作用五、輸出電阻暫不考慮電阻Re的作用Ro

=

rcb.已知共射輸出電阻rce，而rcb比rce大得多，可認(rèn)為rcb

(1+

)rce如果考慮集電極負(fù)載電阻，則共基極放大電路的輸出電阻為Ro=Rc//rcb

Rc第59頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.6.3三種基本組態(tài)的比較大(數(shù)值同共射電路，但同相)小(小于、近于1)大(十幾~一幾百)小大(幾十~一百以上)大(幾十~一百以上)電路組態(tài)性能共射組態(tài)共集組態(tài)共基組態(tài)C1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLC1Rb+VCCC2RL+Re+++C1Rb+VCCC2RL++++Rc第60頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.6.3三種基本組態(tài)的比較

頻率響應(yīng)大(幾百千歐~幾兆歐)大(幾歐~幾十歐)中(幾十千歐~幾百千歐)rce小(幾歐~幾十歐)小(幾十千歐以上)中(幾百歐~幾千歐)

rbe組態(tài)性能共射組態(tài)共集組態(tài)共基組態(tài)差較好好第61頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.7場效應(yīng)管放大電路2.7.1場效應(yīng)管的特點(diǎn)1.場效應(yīng)管是電壓控制元件；2.柵極幾乎不取用電流，輸入電阻非常高；3.一種極性的載流子導(dǎo)電，噪聲小，受外界溫度及輻射影響??；4.制造工藝簡單，有利于大規(guī)模集成；5.存放管子應(yīng)將柵源極短路，焊接時烙鐵外殼應(yīng)接地良好，防止漏電擊穿管子；6.跨導(dǎo)較小，電壓放大倍數(shù)一般比三極管低。第62頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.7.2共源極放大電路圖2.7.3共源極放大電路原理電路VDD+uOiDVT~+uIVGGRGSDGRD與雙極型三極管對應(yīng)關(guān)系bG,eS,cD為了使場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)實現(xiàn)放大作用，應(yīng)滿足：圖示電路為N溝道增強(qiáng)型MOS

場效應(yīng)管組成的放大電路。(UT：開啟電壓)第63頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三一、靜態(tài)分析VDD+uOiDVT~+uIVGGRGSDGRD圖2.7.3共源極放大電路原理電路兩種方法近似估算法圖解法(一)近似估算法MOS管柵極電流為零，當(dāng)uI=0時UGSQ=VGG而iD與uGS之間近似滿足(當(dāng)uGS>UT)式中IDO為uGS=2UT時的值。則靜態(tài)漏極電流為第64頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三

(二)圖解法圖2.7.4用圖解法分析共源極放大電路的Q點(diǎn)VDDIDQUDSQQ利用式uDS=VDD

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iDRD畫出直流負(fù)載線。圖中IDQ、UDSQ即為靜態(tài)值。第65頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三二、動態(tài)分析iD的全微分為上式中定義：——場效應(yīng)管的跨導(dǎo)(毫西門子mS)?！獔鲂?yīng)管漏源之間等效電阻。1.微變等效電路第66頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三二、動態(tài)分析如果輸入正弦信號，則可用相量代替上式中的變量。成為：根據(jù)上式做等效電路如圖所示。圖2.7.5場效應(yīng)管的微變等效電路++——GDS由于沒有柵極電流，所以柵源是懸空的。第67頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三微變參數(shù)gm和rDS

(1)根據(jù)定義通過在特性曲線上作圖方法中求得。(2)用求導(dǎo)的方法計算gm在Q點(diǎn)附近，可用IDQ表示上式中iD，則一般gm約為0.1至20mS。rDS為幾百千歐的數(shù)量級。當(dāng)RD比rDS小得多時，可認(rèn)為等效電路的rDS開路。第68頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.共源極放大電路的動態(tài)性能VDD+uOiDVT~+uIVGGRGSDGRD圖2.7.6共源極放大電路的微變等效電路將rDS開路而所以輸出電阻Ro=RDMOS管輸入電阻高達(dá)109

。-D++-GSRG+-第69頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.7.3分壓—自偏壓式共源放大電路一、靜態(tài)分析(一)近似估算法根據(jù)輸入回路列方程圖2.7.7分壓-自偏式共源放大電路+VT+RGSDGRDR2VDD+RLRSR1C1CSC2+++解聯(lián)立方程求出UGSQ和IDQ。第70頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三+VT+RGSDGRDR2VDD+RLRSR1C1CSC2+++圖2.7.7分壓-自偏式共源放大電路列輸出回路方程求UDSQUDSQ=VDD–IDQ(RD+RS)(二)圖解法由式可做出一條直線，另外，iD與uGS之間滿足轉(zhuǎn)移特性曲線的規(guī)律，二者之間交點(diǎn)為靜態(tài)工作點(diǎn)。確定UGSQ，IDQ。第71頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三根據(jù)漏極回路方程在漏極特性曲線上做直流負(fù)載線，與uGS=UGSQ的交點(diǎn)確定Q，由Q確定UDSQ和IDQ值。UDSQuDS=VDD–iD(RD+RS)3uDS/ViD/mA012152V105uGS4.5V4V3.5VUGSQ3VVDDQIDQuGS/ViD/mAO24612QIDQUGSQUGQ圖2.7.8用圖解法分析圖2.7.7電路的Q點(diǎn)第72頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三二、動態(tài)分析微變等效電路入右圖所示。圖2.7.9圖2.7.7電路的微變等效電路—D++—GS+—由圖可知電壓放大倍數(shù)輸入、輸出電阻分別為第73頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.7.4共漏極放大電路——源極輸出器或源極跟隨器圖2.7.10源極輸出器典型電路如右圖所示。+VT+SDGR2VDD+RLRSR1C1C2++RG靜態(tài)分析如下：分析方法與“分壓-自偏壓式共源電路”類似，可采用估算法和圖解法。第74頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三動態(tài)分析1.電壓放大倍數(shù)圖2.7.11微變等效電路—D++-GS+—而所以2.輸入電阻Ri=RG+(R1//R2)第75頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三3.輸出電阻圖2.7.11微變等效電路—D++-GS~在電路中，外加，令，并使RL開路因輸入端短路，故則所以實際工作中經(jīng)常使用的是共源、共漏組態(tài)。第76頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三2.8多級放大電路2.8.1多級放大電路的耦合方式三種耦合方式阻容耦合直接耦合變壓器耦合一、阻容耦合圖2.8.1阻容耦合放大電路C1RC1Rb1+VCCC2RL++VT1++Rc2Rb2C3VT2+第一級第二級第77頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三優(yōu)點(diǎn)：(1)前、后級直流電路互不相通，靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立；(2)選擇足夠大電容，可以做到前一級輸出信號幾乎不衰減地加到后一級輸入端，使信號得到充分利用。不足：(1)不適合傳送緩慢變化的信號；(2)無法實現(xiàn)線性集成電路。第78頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三二、直接耦合Rc1Rb1+VCC+VT1+Rc2Rb2VT2圖2.8.2兩個單管放大電路簡單的直接耦合特點(diǎn)：

(1)可以放大交流和緩慢變化及直流信號；

(2)便于集成化。

(3)各級靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響；基極和集電極電位會隨著級數(shù)增加而上升；

(4)零點(diǎn)漂移。第79頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三1.解決合適靜態(tài)工作點(diǎn)的幾種辦法改進(jìn)電路—(a)電路中接入Re2，保證第一級集電極有較高的靜態(tài)電位，但第二級放大倍數(shù)嚴(yán)重下降。改進(jìn)電路—(b)穩(wěn)壓管動態(tài)電阻很小，可以使第二級的放大倍數(shù)損失小。但集電極電壓變化范圍減小。VDZRc1Rb1+VCC+VT1+Rc2RVT2(b)Rc1Rb1+VCC+VT1+Rc2Re2VT2(a)第80頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三改進(jìn)電路—(c)+VCCRc1Rb1+VT1+Rc2Rb2VT2VDz改進(jìn)電路—(d)

可降低第二級的集電極電位，又不損失放大倍數(shù)。但穩(wěn)壓管噪聲較大?？色@得合適的工作點(diǎn)。為經(jīng)常采用的方式。(c)Rc1Rb1+VCC+VT1+Re2Rc2VT2-(d)圖2.8.3直接耦合方式實例第81頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三【例】圖示兩級直接耦合放大電路中，已知：Rb1=240k，Rc1=3.9k，Rc2=500，穩(wěn)壓管VDz的工作電壓UZ=4V，三極管VT1的1=45，VT2的2=40，VCC=24V，試計算各級靜態(tài)工作點(diǎn)。圖2.8.4例題的電路Rc1Rb1+VCC+VT1+Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2解：設(shè)UBEQ1=UBEQ2=0.7V，則UCQ1=UBEQ2+Uz=4.7V如ICQ1由于溫度的升高而增加1%，計算靜態(tài)輸出電壓的變化。第82頁，共91頁，2023年，2月20日，星期三ICQ1=1IBQ1=4.5mAIBQ2=IRc1–ICQ1=(4.95–4.5)mA=0.45mAICQ2=2IBQ2=(40×0.45)mA=18mAUO=UCQ2=VCC–ICQ2RC2=