模擬電子技術(shù)-第2章

第2章基本放大電路重點(diǎn):1.共射放大電路的組成及組成原則，工作原理，靜態(tài)工作點(diǎn)和動態(tài)參數(shù)的計(jì)算。2.靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置對波形失真和最大輸出電壓的影響。3.靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路分析與計(jì)算。4.單管放大電路的三種接法分析與計(jì)算。5.場效應(yīng)管放大電路的分析計(jì)算。2.1.1

放大的概念一般放大電路都由電壓放大電路和功率放大電路兩部分組成，如擴(kuò)音。2.1放大的概念和放大電路的主要性能指標(biāo)電壓放大器的任務(wù)是將微弱的電信號放大，用放大后的電壓信號推動功率放大電路，它一般工作在小信號情況。放大的對象是變化量(即交流)，放大的本質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)換和控制?？刂圃怯性丛Ч芑驁鲂?yīng)管。要求放大后的信號不產(chǎn)生失真或在允許失真度之內(nèi),即要求放大電路輸出量與輸入量保持線性關(guān)系。放大電路的基本特征是功率放大。功率放大器的任務(wù)是輸出足夠大的功率來推動執(zhí)行元件（電動機(jī)、繼電器、揚(yáng)聲器等），它一般工作在大信號情況。2.1.2放大電路的性能指標(biāo)圖示放大電路的示意圖，它可視為二端口網(wǎng)絡(luò)。放大電路示意圖......一、放大倍數(shù)放大倍數(shù)表示放大器的放大能力，其值為輸出量注：與輸入量之比。（1）電壓放大倍數(shù)為:

（重點(diǎn)）（2）電流放大倍數(shù)為:

（3）互阻放大倍數(shù)為:（4）互導(dǎo)放大倍數(shù)為:二、輸入電阻Au~USUiRi=Ui/Ii

一般來說，Ri

越大越好。Why？

Ri

越大，表明放大電路從信號源索取的電流越小，放大電路能得到的輸入電壓Ui越接近信號源電壓US

。

輸入電阻是從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻，它相當(dāng)于信號源的負(fù)載。它等于輸入電壓有效值與輸入電流有效值之比，即Ii三、輸出電阻從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。輸出電阻愈小，帶載能力愈強(qiáng)。.......四、通頻帶Aum0.7AumfL下限截止頻率fH上限截止頻率通頻帶：fbw=

fH

–

fL放大倍數(shù)隨頻率變化曲線通頻帶越寬，表明放大電路對不同頻率信號的適應(yīng)能力越強(qiáng)。fAufbw所有諧波總量與基波成分之比，即輸出不產(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五、非線性失真系數(shù)D六、最大不失真輸出幅度七、最大輸出功率與效率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)，一般用有效值表示(Uom、Iom)，也可用峰-峰值(UOPP

、IOPP)表示，Rb+VCCVBBRCC1C2Tuiuo輸入輸出參考點(diǎn)RL基本共射放大電路的工作原理2.22.2.1

單管共射極放大電路的結(jié)構(gòu)及各元件的作用放大元件iC=iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。+++共射極放大電路組成Rb+VCCVBBRCC1C2TRL基極電源與基極電阻使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)IB和UBE。+集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL++共射放大電路集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL++耦合電容：電解電容，有極性，大小為10

F~50

F作用：隔直通交隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時(shí)能使信號順利輸入輸出。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL++uiuo單電源供電可以省去Rb+VCCVBBRCC1C2TRL++Rb單電源供電+VCCRCC1C2TRL++ui=0時(shí)IC0ICIE=IB+ICIB無信號輸入時(shí)一、靜態(tài)工作點(diǎn)(QuiescentPoint)2.2.2

設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性由于電源的存在IB0Rb+VCCRCC1C2TRL++——ui=0時(shí)電路的工作狀態(tài)Rb+VCCRCC1C2ICQUCEQ(ICQ,UCEQ)(IBQ,UBEQ)RLIBQ靜態(tài)工作點(diǎn)TUBEQ++(IBQ,UBEQ)和(ICQ,UCEQ

)分別對應(yīng)于輸入輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEQQIBQUBEQQUCEQICQICUCEIBQ為什么要設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)？

放大電路建立正確的靜態(tài)工作點(diǎn)，是為了使三極管工作在線性區(qū)，以保證信號不失真。二、為什么要設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)輸出電壓會出現(xiàn)失真對放大電路的基本要求：1.輸出波形不能失真。2.輸出信號能夠放大。Q點(diǎn)不僅影響放大電路是否會失真，而且影響放大電路的幾乎所有的動態(tài)參數(shù)。+ui—VCCT131iCRCuoiBRb＋－2.2.3

基本共射放大電路的工作原理及波形分析一、工作原理放大原理：電壓放大倍數(shù)：UCE+uceIB+ibUBE+ube-+IC+ic+VCC(+12V)VBBT123T123ICRCUCEIBUBERB三極管工作在放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。+VCC(+12V)VBB—+T12UCEQICQRCUBEQRb二、波形分析Rb+VCCRCC1C2uitiBtiCtuCEtuotuiiCuCEuoiB2.2.4一、組成原則1.必須有為放大管提供合適Q點(diǎn)的直流電源。

保證晶體管工作在放大區(qū)；場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)。2.電阻適當(dāng)，同電源配合，使放大管有合適Q點(diǎn)。3.輸入信號必須能夠作用于放大管的輸入回路。對于晶體管能產(chǎn)生△uBE，對于場效應(yīng)管能產(chǎn)生△uGS，從而改變輸出回路的電流，放大輸入信號。

4.當(dāng)負(fù)載接入時(shí)，必須保證放大管的輸出回路的動態(tài)電流能夠作用于負(fù)載，從而使負(fù)載獲得比輸入信號大得多的信號電流或信號電壓。放大電路的組成原則二、常見的兩種共射放大電路1.直接耦合共射放大電路2.阻容耦合共射放大電路＋－ui＋－uo+VCCRCTRb2RLRb1+VCCRCC1C2TRbRL＋＋－－＋－ui＋－uo動態(tài)分析()：常用分析方法有：估算法、圖解法、等效電路法。求解靜態(tài)值（靜態(tài)工作點(diǎn)）。分析放大電路的Q點(diǎn)是否合適。分析方法靜態(tài)分析()：由于三極管是非線性元件，故放大電路屬于非線性電路。求解動態(tài)值（）。放大電路的分析方法2.3分析放大電路的性能和特點(diǎn)。2.3.1直流通路與交流通路1.直流通路直流信號所通過的路徑，稱為直流通路。繪制直流通原則：①L視為短路;②C視為開路;③信號源視為短路，但保留其內(nèi)阻。+VCCRCC1C2TRbRL＋＋＋－ui＋－uo+VCCRCTRb2.交流通路放大電路中交流信號分量所通過的路徑稱為交流通路。繪制交流通路原則：①耦合電容、旁路電容視為短路;②直流電源視為短路，若直流電源有內(nèi)阻，應(yīng)將內(nèi)阻留在原處。交流通路分析放大電路時(shí)，應(yīng)遵循“先靜態(tài)，后動態(tài)”的原則。注:+VCCRCC1C2TRbRL＋＋＋－ui＋－uoRCTRbRL＋－ui＋－uo●可見，根據(jù)直流通路可計(jì)算放大電路的靜態(tài)值，根據(jù)交流通路可分析計(jì)算交流參數(shù)。2.3.2

放大電路的估算法

利用放大電路的直流通路，求放大電路的靜態(tài)值（即靜態(tài)工作點(diǎn)Q值）。在估算法中，三極管導(dǎo)通時(shí)，1.直接耦合共射放大電路2.阻容耦合共射放大電路ICQ

IBQUCEQ=VCC–ICQ

RCICQ

IBQUCEQ=VCC–ICQ

RC＋－ui＋－uo+VCCRCTRb2RLRb1+VCCRCC1C2TRbRL＋＋－－＋－ui＋－uo放大電路如圖所示。已知BJT的?=80，Rb=300k，Rc=2k，VCC=+12V，求：（1）放大電路的Q點(diǎn)。此時(shí)BJT工作在哪個(gè)區(qū)域？（2）當(dāng)Rb=100k時(shí)，放大電路的Q點(diǎn)。此時(shí)BJT工作在哪個(gè)區(qū)域？（忽略BJT的飽和壓降）（1）靜態(tài)工作點(diǎn)為Q（40μA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大區(qū)。+VCCRCC1C2TRbRL＋＋－－＋－ui＋－uo例1解:（2）+VCCRCC1C2TRbRL＋＋－－＋－ui＋－uo當(dāng)Rb=100k時(shí)，UCEQ不可能為負(fù)值，其最小值也只能為0，即IC的最大電流為：此時(shí)，Q（120μA，6mA，0V），所以BJT工作在飽和區(qū)。注:估算法只適用于求靜態(tài)值，不能用于求動態(tài)值。2.3.3

放大電路的圖解法

在已知放大管的特性（輸入、輸出曲線）及放大電路中各元件的參數(shù)的情況下，利用作圖的方法對放大電路進(jìn)行分析稱為圖解法。一、靜態(tài)工作點(diǎn)的分析1.直流負(fù)載線（1）輸入回路的直流負(fù)載線直流負(fù)載線與曲線交點(diǎn)即靜態(tài)工作點(diǎn)若不給輸入特性曲線，用估算法求IBQ。注:輸入回路中，UBEQ——此兩點(diǎn)的連線即為輸入回路的直流負(fù)載線。020μA40μA60μA80μA134224681012iC

/mA(2)

輸出回路的直流負(fù)載線輸出回路中，

——直流負(fù)載線方程此兩點(diǎn)的連線即為輸出回路的直流負(fù)載線。直流負(fù)載線的斜率為直流負(fù)載線與曲線交點(diǎn)就是靜態(tài)工作點(diǎn)。若輸出曲線中無那條曲線，應(yīng)補(bǔ)畫出該曲線。注:iB

=0μAuCE

/VQ靜態(tài)工作點(diǎn)T

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)。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.例2解：0iB

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

/V由Q

點(diǎn)確定靜態(tài)值為：iC

/mA二、動態(tài)分析1.交流負(fù)載線直流負(fù)載線反映靜態(tài)時(shí)電流和的變化關(guān)系，直流負(fù)載電阻為

，斜率為。交流負(fù)載線反映動態(tài)時(shí)和的變化關(guān)系，交流等效負(fù)載電阻為，故交流負(fù)載線的斜率因，所以交流負(fù)載線比直流負(fù)載線陡。當(dāng)所以交流負(fù)載線經(jīng)過Q點(diǎn)。故交流負(fù)載線是一條經(jīng)過Q點(diǎn)且斜率為的直線。

（2）直接耦合放大電路交、直流負(fù)載線是同一條直線；阻容耦合放大電路空載時(shí)交、直流負(fù)載重合，否則不重合。（1）交流負(fù)載線畫法：可證，交流負(fù)載線與橫交點(diǎn)為，該點(diǎn)與Q點(diǎn)連線的延長線即交流負(fù)載線。交流負(fù)載線OIBiC

/mAuCE

/VQ靜態(tài)工作點(diǎn)注:0.680.72

uBE

iBtQ000.7t6040200uBE/ViB/μAuBE/ViBUBE2.動態(tài)分析

交流負(fù)載線直流負(fù)載線4.57.5

uCE912t0ICQiC

/mA0IB

=40μA2060804Q260uCE/ViC

/mA0tuCE/VUCEQ

iC輸出回路工作情況分析由圖解法可得結(jié)論（1）交流信號的傳輸情況（2）電壓和電流都含直流量和交流量，即

（4）應(yīng)用圖解法求（3）相位相反，稱為共射放大電路的反相作用。

式中負(fù)號表示反相?？梢姡?/p>

愈小，交流負(fù)載線愈陡，愈小。若負(fù)載開路時(shí)，最大，最大。（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

Q1Q3（2）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。Q2三、靜態(tài)工作點(diǎn)的位置與電路參數(shù)間的關(guān)系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)。1.靜態(tài)工作點(diǎn)對波形失真的影響

放大電路的基本任務(wù)是將信號不失真地放大。所謂失真，是指輸出信號的波形不象輸入信號的波形。四、非線性失真與靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇引起失真的原因很多，其中最主要的是靜態(tài)工作點(diǎn)選擇不合適或輸入信號太大，使放大電路的工作范圍超出了三極管特性曲線的線性范圍。這種失真常稱為非線性失真。（1）截止失真①現(xiàn)象：②原因：靜態(tài)工作點(diǎn)偏低，工作范圍進(jìn)入截止。③消除截止失真：uo=uceOiCtOOQ

tuCE/VuCE/ViC

/mAICQUCEQNPN管截止失真時(shí)的輸出uo波形。uo波形頂部失真NPN管uo波形ICQOIB=0QtOO

tiCuCE/ViC

/mAuo=

uceib(不失真)UCEQuo波形底部失真（2）飽和失真②原因靜態(tài)工作點(diǎn)過高，工作范圍進(jìn)入飽和區(qū)。③消除飽和失真注:若靜態(tài)工作點(diǎn)選擇合適，輸入信號過大，也會產(chǎn)生非線性失真。解決辦法：①現(xiàn)象：

最大不失真輸出電壓的峰值確定方法。(1)交、直流負(fù)載線重合(2)交、直流負(fù)載線不重合OiB=0QuCE/ViC

/mAACBDE交流負(fù)載線交流負(fù)載線OIBiC

/mAuCE

/VQ靜態(tài)工作點(diǎn)2.最大不失真輸出電壓靜態(tài)工作點(diǎn)是否合適根據(jù)交流負(fù)載線來考濾。(2)若輸入信號較小時(shí)，為避免噪聲干擾，Q點(diǎn)可選低一點(diǎn)，不產(chǎn)生截止失真即可。3.靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)計(jì)原則(1)要獲得盡可能大的輸出電壓和盡量避免波形失真，靜態(tài)工作點(diǎn)最好選在交流負(fù)載線中點(diǎn)，即的位置。五、圖解法的使用范圍適用于分析幅值較大而工作頻率不高時(shí)的情況。多用于分析Q點(diǎn)位置，最大不失真輸出電壓、失真情況。2.3.4

等效電路法一

、晶體管的直流模型二、晶體管共射h參數(shù)等效模型

晶體管在小信號(微變量)情況下工作時(shí)，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(gè)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(gè)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1.H(hybrid)參數(shù)的引出在小信號情況下，對上兩式取全微分得用小信號交流分量表示ube=hieib+hreuceic=hfeib+hoeuce輸入、輸出特性如下：iB=f(uBE)

UCE=constiC=f(uCE)

IB=const可以寫成：ubeuceibcebicBJT雙口網(wǎng)絡(luò)其中：2.H參數(shù)的物理意義ube=h11eib+h12euceic=h21eib+h22euceUbe=h11eIb+h12eUceIc=h21eIb+h22eUce輸出端交流短路時(shí)的輸入電阻(b-e間動態(tài)電阻)，h11≈△uBE/△iB輸入端電流恒定（交流開路）的反向電壓傳輸比(內(nèi)反饋系數(shù))，h12≈△uBE/△uCE輸出端交流短路時(shí)的正向電流傳輸比(電流放大系數(shù))，h21≈△iC/△iB輸入端電流恒定（交流開路）時(shí)的輸出電導(dǎo)(c-e間電導(dǎo))，h22≈△iC/△uCEic=h21eib+h22euce四個(gè)參數(shù)量綱各不相同，故稱為混合參數(shù)。根據(jù)可得小信號模型ube=h11eib+h12euceic=h21eib+h22euce3.H參數(shù)小信號等效模型BJT的H參數(shù)模型h21eibicuceibubeh12euceh11eh22e

H參數(shù)都是小信號參數(shù)，即微變參數(shù)或交流參數(shù)。

H參數(shù)與工作點(diǎn)有關(guān)，在放大區(qū)基本不變。

H參數(shù)都是微變參數(shù)，所以只適合對交流信號的分析。ubeuceibcebicBJT雙口網(wǎng)絡(luò)hfeibicuceibubehreucehiehoe即rbe=h11e

=h21e

uT=h12e

rce=1/h22e一般采用習(xí)慣符號則BJT的H參數(shù)模型為

ibicuceibubeuT

ucerberce

uT很小，一般為10-310-4，

rce很大，約為100k。故一般可忽略它們的影響，得到簡化電路。

ib

是受控源

，且為電流控制電流源(CCCS)。

電流方向與ib的方向是關(guān)聯(lián)的。4.簡化的H參數(shù)等效模型5.rbe的近似計(jì)算

一般用測試儀測出；

rbe

與Q點(diǎn)有關(guān)，可用圖示儀測出。一般也用公式估算rbe。對于低頻小功率管rbb’≈(100－300）

若已知輸入特性曲線，也可通過求工作點(diǎn)處切線斜率求得rbe。T=300K,

注：三、共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析

首先畫出放大電路的交流通路，然后把交流通路中的三極管用它的h參數(shù)等效模型代替，即為放大電路的h參數(shù)等效模型。+VCCRCC1C2TRbRL＋＋＋－ui＋－uo根據(jù)則電壓增益為1.電壓放大倍數(shù)（電壓增益）2.求輸入電阻3.求輸出電阻或采用加壓求流法求輸出電阻。根據(jù)定義

4.電壓放大倍數(shù)當(dāng)信號源有內(nèi)阻時(shí)，求ICUCE（1）求Q點(diǎn)，作直流通路

如圖，已知BJT的β=100，UBE=-0.7V。

（1）試求該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)；（2）畫出簡化的小信號等效電路；（3）求該電路的電壓增益，輸出電阻Ro、輸入電阻Ri。解：例13.求電壓增益=200+（1+100）26/4=865Ω2.畫出小信號等效電路4.求輸入電阻5.求輸出電阻Ro=Rc=2kΩ解：（1）放大電路如圖所示。試求：（1）Q點(diǎn)；（2）、、。已知

=50。+12VT300k＋＋＋－ui＋－uo4k500＋－us4k例2（2）、+12VT300k＋＋＋－ui＋－uo4k500＋－us4krbeRbRCRLEBC+-+-+-RS

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。

總之，近似估算只能用于確定靜態(tài)值，即靜態(tài)分析；圖解法既適用于靜態(tài)分析，也適用動態(tài)分析；微變等效電路法只適用于動態(tài)分析。微變等效電路只適用于小信號電路分析，而圖解法對大信號或小信號電路均適用。圖解法直觀，形象，但對于多級放大電路作圖麻煩，且易產(chǎn)生誤差。2.4放大電路靜態(tài)工作的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)不但決定了電路是否失真，而且還影響等動態(tài)參數(shù)。實(shí)際上，電源電壓的波動、元件的老化以及因溫度變化引起晶體管參數(shù)的變化，都會造成靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定，從而使動態(tài)參數(shù)不穩(wěn)定，有時(shí)電路甚至無法正常工作。溫度對晶體管參數(shù)的影響是主要的。（1）UBE

改變。UBE

的溫度系數(shù)約為–2mV/

C，即溫度每升高1

C，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，ICBO

大致將增加一倍，說明ICBO

將隨溫度按指數(shù)規(guī)律上升。2.4.1

靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性溫度升高將導(dǎo)致IC

增大，Q上移。波形容易失真。iCuCEOiBQVCCT=20

CT=50

C2.4.2典型的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路

穩(wěn)定Q點(diǎn)常引入直流負(fù)反饋或溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ笽BQ在溫度變化時(shí)與ICQ產(chǎn)生相反的變化。一、電路組成和Q點(diǎn)穩(wěn)定原理C1RcRb2+VCCC2RL+

+++

+CeuoRb1Reui阻容耦合的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路直接耦合的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路＋－ui＋－uo+VCCRCTRb2RLRb1Re所以UBQ

不隨溫度變化。——電流負(fù)反饋式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路T

ICQ

IEQ

UEQ

UBEQ(=UBQ–UEQ)

IBQ

ICQ

1.由于I1>>IBQ，可得(估算)2.+VCCRCTReRb2Rb1IBQICQ+UCEQ

+

UBEQ

I1IEQUBQI2二、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算由于I1>>IBQ，可得(估算)靜態(tài)基極電流直流通路+VCCRcTReRb2Rb1IBQICQ+UCEQ

+UBEQ

I1IEQUBQI2(1+β)Re>>Rb

I1>>IBQ如何判斷條件I1>>IBQ是否滿足?UBQUEQ+VCCRcTReRb2Rb1IBQICQ+UCEQ

+

UBEQ

I1IEQUBQ

I2+VCCRcTReRb+VBB，則所以若C1RcRb2+VCCC2RL+

+++

+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiRcRb2+VCCRL+

+

uiuoRb1Re三、動態(tài)參數(shù)的估算1.接發(fā)射極旁路電容rbe

ebcRcRL+

+

Rb2Rb12.未接發(fā)射極旁路電容Re使減小了，但不受環(huán)境溫度影響了。2.4.3

穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的措施

利用二極管的反向特性進(jìn)行溫度補(bǔ)償+VCCRCC1C2TRbRL＋＋＋－ui＋－uoD利用二極管的正向特性進(jìn)行溫度補(bǔ)償+VCCRcC1C2TRb2RL＋＋＋－ui＋－uoDRb1Re

晶體管單管放大電路的三種基本接法

共射組態(tài)CE共集組態(tài)CC共基組態(tài)CBC1Rb+VCCC2RL

+Re++RS+~

C1C2+++_+_ReVEEVCCRcRLT2.5+VCCRCC1C2TRbRL＋＋＋－ui＋－uo2.5.1基本共集放大電路C1Rb+VCCC2RL

+Re++RS+~

圖2.5.1基本共集放大電路一、電路的組成信號從基極輸入，從發(fā)射極輸出第二章基本放大電路2.5.1

基本共集放大電路Rb+VCCC1C2ReRLuiuo一、電路的組成二、靜態(tài)分析2.5.1基本共集放大電路C1Rb+VCCC2RL

+Re++RS+~

圖2.5.1基本共集放大電路一、電路的組成1.直接耦合電路2.阻容耦合電路折算IBQIEQRb+VCCReRb+VCCC1C2ReRLuiuo三、動態(tài)分析1.電壓放大倍數(shù)(1)直接耦合電路2.5.1基本共集放大電路C1Rb+VCCC2RL

+Re++RS+~

一、（2）阻容耦合電路交流通道及微變等效電路Rb+VCCC1C2ReRLuiuoRbReRLuoBCE（1）電壓放大倍數(shù)rbe

ReRLRb+

+

可見， ①，沒有電壓放大作用，但有電流放大作用及功率放大作用。 ②同相位，具有跟隨作用。由于 跟隨變化，故稱射極跟隨器。2.輸入電阻（1）直接耦合電路Ri（2）阻容耦合電路可見，Ri高，比共射電路Ri高。rbe

ReRLRb+

+

3.輸出電阻（1）直接耦合電路（2）阻容耦合Ro=Re//rbe1+

當(dāng)RS=0時(shí)RsrbeRe可見，很低，該電路具有恒流特性同，帶負(fù)載能力強(qiáng)。結(jié)論:（1）共集電極電路特點(diǎn)：（2）應(yīng)用：因?yàn)楦?，因而從信號源索取的電流小，所以常用于多級放大電路的輸入?由于低，帶負(fù)載能力強(qiáng)，常用于多級放大器的輸出級;也常用于中間級，減少電路間的影響，起阻抗變換作用，稱緩沖作用或中間隔離作用。2.5.2

基本共基放大電路

共基極放大電路

VBB保證發(fā)射結(jié)正偏，且提供靜態(tài)電流IBQ;VCC保證集電結(jié)反偏,且提供輸出能量;三極管工作在放大區(qū)。(a)電路+_+_ReVBBVCCRcT(b)交流通路+_+_ReRcT直接耦合共基極放大電路一、靜態(tài)分析(a)直流通路+_ReVBBVCCRcT二、動態(tài)分析由圖可得：+_+_RerbebecRC試討論Re為零時(shí)的放大倍數(shù)?1.電壓放大倍數(shù)+_+_ReVBBVCCRcT2.輸入電阻3.輸出電阻+_+_RerbebecRC（1）共基極電壓放大倍數(shù)比共射放大電路（阻容耦合)略小，但時(shí)，則二者相等，同相位。結(jié)論：（2），無電流放大作用，但有電壓放大，從而實(shí)現(xiàn)功率放大。

(3)較共射電路小;輸出電阻與共射電路相當(dāng)，均為。（4）共基電路最大優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬，常用于無線電通訊（高頻電子電路）等方面。

直流通路與射極偏置電路相同1.靜態(tài)工作點(diǎn)+Cb+_RLRe+_Rb2+Cb1Rb1+VCCT+Cb2Rc+_Rs（a）原理電路阻容耦合共基極電路ReRb2Rb1+VCCTRc（b）直流通路+VCCRCTReRb1Rb2輸出回路：輸入回路：電壓增益：+Cb+_RLRe+_Rb2+C1Rb1+VCCT+C2Rc+_Rs（a）原理電路（a）原理電路+Cb+_RLRe+_Rb2+C1Rb1+VCCT+C2Rc+_Rs+_RLRe+_Rb2Rb1TRc+_Rs+_RLRe+_Rb2Rb1TRc+_Rs+_RLRe+_Rb1TRc+_Rs+_RLRe+_Rb1TRc+_Rs+_RLRe+_TRc+_Rs（1）電壓增益+_RLRe+_TRc+_Rs2.動態(tài)分析+_RLRe+_Rc+_Rsrbeecb（2）輸入電阻（3）輸出電阻+_RLRe+_Rc+_Rsrbeecb2.5.3

三種接法的比較電壓增益:輸入電阻：輸出電阻：大大小大中小小頻率特性：差較好好uiusuousuiuousuiuo＋－－＋

如圖屬于何種組態(tài)？其輸出電壓的波形是否正確？若有錯(cuò)，請改正。uo

uo

ui

-Vcc

R2

R3

ReR1

+共集電極組態(tài)共集電極電路特點(diǎn)：◆電壓增益小于1但接近于1，UO與Ui同相?！糨斎腚娮璐?，對電壓信號源衰減小。◆輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。不正確。ui

解：例1

電路如圖題所示，BJT的電流放大系數(shù)為β，輸入電阻為rbe，略去了偏置電路。試求下列三種情況下的電壓增益Au、輸入電阻Ri和輸出電阻RO。

①us2=0，從集電極輸出；②us1=0，從集電極輸出；③us2=0，從發(fā)射極輸出。①共發(fā)射極接法us2us1ReRcTecb－＋－＋bRcec++rbeRe－－解：例2②共基極組態(tài)Ro

RCus1=0，從集電極輸出us2us1ReRcTecb－＋－＋ebcus2uoReRcT＋－＋－Us2++ReRcebcUorbeβIbIeIb－－③共集電極組態(tài)us1ecbRcReuo++--us2=0，從發(fā)射極輸出us2us1ReRcTecb－＋－＋++ecbrbeReRc－－2.6

場效應(yīng)管是電壓控制電流元件，具有高輸入阻抗。2.6.1

場效應(yīng)管放大電路的三種接法（以N溝道結(jié)型場效應(yīng)管為例）場效應(yīng)管放大電路的三種接法（a）共源電路

（b）共漏電路

（c）共柵電路場效應(yīng)管放大電路2.6.2場效應(yīng)管放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法及分析估算基本共源放大電路VDD+uO

iDT~+

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(shí)現(xiàn)放大作用，應(yīng)滿足：

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)一、基本共源放大電路靜態(tài)分析－－

UGSQ

、IDQ

UDSQVDD+uO

iDT~+

uIVGGRGSDGRD基本共源放大電路兩種方法近似估算法圖解法1.近似估算法

MOS管柵極電流為零，當(dāng)uI=0時(shí)UGSQ=VGG式中

IDO

為uGS=2UT

時(shí)的值。2.圖解法圖解法求基本共源放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)VDDIDQUDSQQ利用式uDS=VDD-iDRD

畫出直流負(fù)載線。圖中IDQ、UDSQ

即為靜態(tài)值。已知UP或UGS（Off)

二、自給偏壓電路耗盡型MOS管自給偏壓共源電路的分析方法相同。1.估算法+VDD

RSCSC2C1RdRg+T+_+_uiuoIDQ

三、分壓式偏置電路分壓式偏置電路+

T+RGSDGRDR2VDD+RLRSR1C1CSC2+++1.近似估算法根據(jù)輸入回路列方程解聯(lián)立方程求出UGSQ

和IDQ。列輸出回路方程求UDSQUDSQ=VDD–IDQ(RD+RS)將IDQ、UGSQ代入，求出UDSQ。+

T+RGSDGRDR2VDD+RLRSR1C1CSC2+++分壓式偏置電路2.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

。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)3

uDS/ViD/mA012152V105uGS4.5V4V3.5VUGSQ3VVDDQIDQuGS/ViD/mAO24612QIDQUGSQUGQ2.6.3

場效應(yīng)管放大電路的動態(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。一、場效應(yīng)管的低頻小信號等效模型1.等效模型如果輸入正弦信號，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。

MOS管的低頻小信號等效模型由于沒有柵極電流，所以柵源是懸空的。sgds++——gd2.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(jì)算

gm在Q

點(diǎn)附近，可用IDQ

表示上式中iD，則二、基本共源放大電路的動態(tài)分析VDD+uO

iDT~+

uIVGGRgSDGRd基本共源放大電路的等效電路將

rdS

開路而所以輸出電阻Ro=RdMOS管輸入電阻高達(dá)109

。1.基本共源放大電路動態(tài)分析s++——gd+—等效電路如圖所示。電壓放大倍數(shù)輸入、輸出電阻分別為+

T+RGSDGRDR2VDD+RLRSR1C1CSC2+++2.分壓式偏置電路的動態(tài)分析—D++—GS+—三、基本共漏放大電路——源極輸出器或源極跟隨器基本共漏放大電路+VT+SDGR2VDD+RLRSR1C1C2++

RG1.靜態(tài)分析2.動態(tài)分析（1）電壓放大倍數(shù)微變等效電路而所以（2）輸入電阻Ri=RG+(R1//R2)—D++—GS+—（3）輸出電阻在電路中，外加

，令，并使RL

開路因輸入端短路，故則所以實(shí)際工作中經(jīng)常使用的是共源、共漏組態(tài)。微變等效電路—D++—GS2.6.4

場效應(yīng)管放大電路