模擬電路與數(shù)字電路：第3章_放大電路基礎(chǔ)a

1、放大電路基礎(chǔ)放大電路基礎(chǔ)3.2 共發(fā)射極放大電路共發(fā)射極放大電路3.3 放大電路放大電路的分析方法的分析方法3.6共集電極電路和共基放大電路共集電極電路和共基放大電路3.4 用用H參數(shù)小信號模型分析參數(shù)小信號模型分析共發(fā)射基本放大電路共發(fā)射基本放大電路3.1 放大電路的基本概念放大電路的基本概念3.5 穩(wěn)定靜態(tài)工作點的放大電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點的放大電路3.8 場效應(yīng)管放大電路場效應(yīng)管放大電路3.9 多級放大電路多級放大電路3.10 放大電路主要性能指標放大電路主要性能指標3.7 放大電路的頻率響應(yīng)放大電路的頻率響應(yīng)1.1.放大電路主要用于放大微弱信號，輸出電壓或電流在幅放大電路主要用于放大微弱信

2、號，輸出電壓或電流在幅度上得到了放大，輸出信號的能量得到了加強。度上得到了放大，輸出信號的能量得到了加強。2.2.輸出信號的能量實際上是由直流電源提供的，只是經(jīng)過輸出信號的能量實際上是由直流電源提供的，只是經(jīng)過三極管的控制，使之轉(zhuǎn)換成信號能量，提供給負載。三極管的控制，使之轉(zhuǎn)換成信號能量，提供給負載。放大電路結(jié)構(gòu)示意圖放大電路結(jié)構(gòu)示意圖RbVBBRCC1C2T放大元件放大元件iC= iB，工作在放大區(qū)，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。偏，發(fā)射結(jié)正偏。uiuo輸入輸入輸出輸出參考點參考點RL+VCC阻容耦合共射放大電路阻容耦合共射放大電路3.2.1 3.2.1 共射基本

3、放共射基本放大電路的構(gòu)成大電路的構(gòu)成共射放大電路組成共射放大電路組成使發(fā)射結(jié)正偏，使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當?shù)牟⑻峁┻m當?shù)撵o態(tài)工作點靜態(tài)工作點IB和和UBE。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL基極電源與基極電源與基極電阻基極電阻集電極電源，集電極電源，為電路提供能為電路提供能量。并保證集量。并保證集電結(jié)反偏。電結(jié)反偏。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL共射放大電路共射放大電路集電極電阻，集電極電阻，將變化的電流將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓霓D(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。電壓。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL耦合電容：耦合電容：電解電容，有極性，電解電容，有極性，大小為大小為10 F50 F作用：作用：隔直

4、通交隔直通交隔離輸入輸出與隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，電路直流的聯(lián)系，同時能使信號順同時能使信號順利輸入輸出。利輸入輸出。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL+uiuo單電源供電單電源供電可以省去可以省去Rb+VCCVBBRCC1C2TRLRb單電源供電單電源供電+VCCRCC1C2TRL三極管工作在放大區(qū)：三極管工作在放大區(qū)： 發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏， 集電結(jié)反偏。集電結(jié)反偏。UCE（-ICRc）放大原理：放大原理：iUUBEIBIC（ IB）電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)： oU-+VT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUVCEBE+UIUB+IIC+U+CEUOiouUUA直

5、接耦合共射放大電路直接耦合共射放大電路3.2.2 3.2.2 共射基本放大電路的工作原理共射基本放大電路的工作原理IBQuiOt iB OtuCEOtuoOt iC OtICQUCEQ-+VT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUVCEBE+UIUB+IIC+U+CEUOceCECEcCCbBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu符號說明符號說明3.3.13.3.1靜態(tài)和動態(tài)靜態(tài)和動態(tài)基本思想基本思想 非線性電路經(jīng)適當近似后可按線性電路對待，非線性電路經(jīng)適當近似后可按線性電路對待，利用利用疊加定理疊加定理，分別分析電路中的，分別分析電路中的交交、直直流成分。流成分。分析三極管電路的

6、基本思想和方法分析三極管電路的基本思想和方法直流通路直流通路( (ui = 0) )分析分析靜態(tài)。靜態(tài)。 交流通路交流通路( (ui 0) )分析分析動態(tài)，動態(tài)，只只考慮變化的電壓和電流?？紤]變化的電壓和電流。畫交流通路原則：畫交流通路原則：1. 電源視為短路；電源視為短路；2. 電容視為短路。電容視為短路。放大電路的分析方法放大電路的分析方法3.3.23.3.2直流通路和交流通路直流通路和交流通路練習：畫出共發(fā)射極放大電練習：畫出共發(fā)射極放大電路的直流通路和交流通路。路的直流通路和交流通路。放大電路沒有輸入信號放大電路沒有輸入信號(u(ui=0)=0)時的工作狀態(tài)稱為時的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)。靜

7、態(tài)。 靜態(tài)靜態(tài)分析的任務(wù)分析的任務(wù)是根據(jù)電路參數(shù)和三極管的是根據(jù)電路參數(shù)和三極管的特性特性確定確定靜靜 態(tài)值態(tài)值（直流值）（直流值）UBE、IB、 IC 和和UCE?？捎梅糯箅娐返目捎梅糯箅娐返闹绷魍分绷魍穪矸治?。來分析。3.3.3 3.3.3 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析（一）直接耦合共射放大電路靜態(tài)圖解分析（一）直接耦合共射放大電路靜態(tài)圖解分析令令us=0，在輸入、輸出特性曲線上求，在輸入、輸出特性曲線上求Q點的值點的值VCCICUCECCCRVQIB靜態(tài)靜態(tài)UCE靜態(tài)靜態(tài)IC由估算法求出由估算法求出I IB B，I IB B對應(yīng)的輸對應(yīng)的輸出特性與直流出特性與直流負載線的交點

8、負載線的交點就是工作點就是工作點Q Q開路開路Rb+VCCRCC1C2RL畫出放大電路的直流通路畫出放大電路的直流通路1. .靜態(tài)工作點的估算靜態(tài)工作點的估算將交流電壓源短路將交流電壓源短路 將電容開路。將電容開路。直流通路的畫法：直流通路的畫法：開路開路（二）阻容耦合共射放大電路靜態(tài)圖解分析（二）阻容耦合共射放大電路靜態(tài)圖解分析Rb+VCCRC直流通道直流通道用估算法分析放大器的靜態(tài)工作點用估算法分析放大器的靜態(tài)工作點（ IB、UBE、IC、UCE）（1）估算）估算IB（ UBE 0.7V)Rb+VCCRCIBUBEbBECCBRUVIbCC7 . 0RVbRVCCRb稱為稱為偏置電阻偏置電

9、阻，IB稱稱為為偏置電流偏置電流。（2）估算）估算UCE、ICRb+VCCRCICUCECCCCCERIVUIC= IB例：例：用估算法計算靜態(tài)工作點。用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：已知：VCC=12V，RC=4K ，Rb=300K ， =37.5。解：解：A400.04mA30012RVIbCCBmAIIBC5 . 104. 05 .376V41.512RIVUCCCCCE請注意電路中請注意電路中IB和和IC的數(shù)量級的數(shù)量級UBE 0.7VRb+VCCRC練習：練習：例例3.1 P42IBUBEQICUCEuiibibic1. 交流放大原理（設(shè)輸出空載）交流放大原理（設(shè)輸出空載）假設(shè)在靜態(tài)工

10、作點的基礎(chǔ)上，輸入一微小的正弦信號假設(shè)在靜態(tài)工作點的基礎(chǔ)上，輸入一微小的正弦信號 ui靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點3.3.4 3.3.4 放大電路的動態(tài)分析放大電路的動態(tài)分析圖解分析法圖解分析法ICUCEicuCE也沿著也沿著負載線變化負載線變化uCEUCE與與Ui反相！反相！uCE怎么變化怎么變化各點波形各點波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反Rb+VCCRCC1C2uiiBiCuCEuoceCECEcCCbBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu對交流信號對交流信號(輸入信號輸入信號ui)短路短路短路短路置零置零2.放大器的交流通路放大器的交流通路Rb+VCCRCC1C2RLuiu

11、o1/ C 0將直流電壓源短路，將電容短路。將直流電壓源短路，將電容短路。交流通路交流通路分析動態(tài)工作情況分析動態(tài)工作情況交流通路的畫法：交流通路的畫法：RbRCRLuiuo交流通路交流通路Rb+VCCRCC1C2RL3.交流負載線交流負載線輸出端接入負載輸出端接入負載RL：不影響不影響Q 影響動態(tài)！影響動態(tài)！交流負載線交流負載線RbRCRLuiuoicuce其中：其中：CLLR/RR uce=-ic（RC/RL） = -ic RL交流量交流量ic和和uce有如下關(guān)系：有如下關(guān)系：這就是說，交流負載線的斜率為：這就是說，交流負載線的斜率為：LR1 uce=-ic（RC/RL）= -ic RL或

12、或ic=（-1/ RL） uce交流負載線的作法：交流負載線的作法：斜斜 率為率為- -1/RL 。（ RL= RLRc ）經(jīng)過經(jīng)過Q點。點。 ICUCEVCCCCCRVQIB交流負載線交流負載線直流負載線直流負載線斜斜 率為率為- -1/RL 。（ RL= RLRc ）經(jīng)過經(jīng)過Q點。點。 注意：注意：（1）交流負載線是有交流）交流負載線是有交流 輸入信號時工作點的運動軌跡。輸入信號時工作點的運動軌跡。 （2）空載時，交流負載線與直流負載線重合。）空載時，交流負載線與直流負載線重合。例例 ：硅管，硅管，ui = 10 sin t (mV)，RB = 176 k ， RC = 1 k ，VCC

13、= VBB = 6 V，圖解分析各電壓、電流值。，圖解分析各電壓、電流值。 解解 令令 ui = 0，求靜態(tài)電流，求靜態(tài)電流 IBQA)( 30mA)(03. 01767 . 06BQ IuBE/ViB/ A0.7 V30Quit tuBE/VtiBIBQ( (交流負載線交流負載線) )uCE/ViC/mA4123iB=10 A20304050605Q6直流負載線直流負載線Q Q 6tiCICQUCEQ Qt tuCE/VUcemibicuceOOOOOO當當 ui = 0 uBE = UBEQ iB = IBQ iC = ICQ uCE = UCEQ 當當 ui = Uim sin t ib

14、 = Ibmsin t ic = Icmsin t uce = Ucem sin t uo = uceiB = IBQ + Ibmsin tiC = ICQ + Icmsin tuCE = UCEQ Ucem sin t = UCEQ +Ucem sin (180 t)iouu 選擇工作點的原則：選擇工作點的原則：當當 ui 較小時，為減少功耗和噪聲，較小時，為減少功耗和噪聲，“Q” 可設(shè)得低一些；可設(shè)得低一些；為提高電壓放大倍數(shù)，為提高電壓放大倍數(shù)，“Q”可以設(shè)得高一些；可以設(shè)得高一些；為獲得最大輸出，為獲得最大輸出，“Q” 可設(shè)在交流負載線中點?？稍O(shè)在交流負載線中點。建立小信號模型的意義建

15、立小信號模型的意義建立小信號模型的思路建立小信號模型的思路 當放大電路的輸入信號電壓很小時，就可以把三當放大電路的輸入信號電壓很小時，就可以把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來代替，從而極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來代替，從而可以把三極管這個非線性器件所組成的電路當作線性可以把三極管這個非線性器件所組成的電路當作線性電路來處理。電路來處理。 由于三極管是非線性器件，這樣就使得放大電路的由于三極管是非線性器件，這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信號模型，就是將非線性器件做分析非常困難。建立小信號模型，就是將非線性器件做線性化處理，從而簡化放大電路的分析和設(shè)計。線性化處理，從而簡化

16、放大電路的分析和設(shè)計。BJT的小信號建模的小信號建模3.3.53.3.5放大電路的動態(tài)分析放大電路的動態(tài)分析-小信號模型法小信號模型法1. H參數(shù)的引出參數(shù)的引出),(CEBBEvifv在小信號情況下，對上兩式取全微分得在小信號情況下，對上兩式取全微分得CECEBEBBBEBEBCEdvvvdiivdvIV 用小信號交流分量表示用小信號交流分量表示vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce 對于對于BJT雙口網(wǎng)絡(luò)，我們雙口網(wǎng)絡(luò)，我們已經(jīng)知道輸入輸出特性曲線已經(jīng)知道輸入輸出特性曲線如下：如下：iB=f(vBE) vCE=constiC=f(vCE) iB=const可

17、以寫成：可以寫成：),(CEBCvifi CECECBBCBEBCEdvvidiiidvIV vBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)雙口網(wǎng)絡(luò)CEBBEie Vivh 輸出端交流短路時的輸入電阻；輸出端交流短路時的輸入電阻；輸出端交流短路時的正向電流傳輸比或電輸出端交流短路時的正向電流傳輸比或電流放大系數(shù)；流放大系數(shù)；輸入端交流開路時的反向電壓傳輸比；輸入端交流開路時的反向電壓傳輸比；輸入端交流開路時的輸出電導。輸入端交流開路時的輸出電導。其中：其中：四個參數(shù)量綱各不相同，故稱為混合參數(shù)（四個參數(shù)量綱各不相同，故稱為混合參數(shù)（H H參數(shù)）。參數(shù)）。1. H參數(shù)的引出參數(shù)的引出vbe= hiei

18、b+ hrevceic= hfeib+ hoevceCEBCfe Viih BCEBEre Ivvh BCECoe Ivih 3. H參數(shù)小信號模型參數(shù)小信號模型根據(jù)根據(jù)可得小信號模型可得小信號模型BJT的的H參數(shù)模型參數(shù)模型hfeibicvceibvbehrevcehiehoevbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevcevBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)雙口網(wǎng)絡(luò) H H參數(shù)都是小信號參數(shù)，即微變參數(shù)或交流參數(shù)。參數(shù)都是小信號參數(shù)，即微變參數(shù)或交流參數(shù)。 H H參數(shù)與工作點有關(guān)，在放大區(qū)基本不變。參數(shù)與工作點有關(guān)，在放大區(qū)基本不變。 H H參數(shù)都是微變參數(shù)，所以

19、只適合對交流信號的分析。參數(shù)都是微變參數(shù)，所以只適合對交流信號的分析。4. 模型的簡化模型的簡化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即即 rbe= hie = hfe uT = hre rce= 1/hoe一般采用習慣符號一般采用習慣符號則則BJT的的H參數(shù)模型為參數(shù)模型為 ibicvceibvbeuT vcerberce uT很小，一般為很小，一般為10-3 10-4 ， rce很大，很大，約為約為100k 。故一故一般可忽略它們的影響，得到般可忽略它們的影響，得到簡化電路簡化電路 ib 是受控源是受控源 ，且為電流，且為電流控制電流源控制電流源(CCCS)。 電流方向與電

20、流方向與ib的方向是關(guān)聯(lián)的方向是關(guān)聯(lián)的。的。 5. H參數(shù)的確定參數(shù)的確定 一般用測試儀測出；一般用測試儀測出； rbe 與與Q點有關(guān)，可用圖點有關(guān)，可用圖示儀測出。示儀測出。一般也用公式估算一般也用公式估算 rbe rbe= rb + (1+ ) re其中對于低頻小功率管其中對于低頻小功率管 rb200 則則 )mA()mV(26)1(200EQbeIr )mA()mV(26)mA()mV(EQEQTeIIVr而而 (T=300K) 共射極放大電路共射極放大電路1. 利用直流通路求利用直流通路求Q點點bBECCBRVVI 一般硅管一般硅管VBE=0.7V，鍺管，鍺管VBE=0.2V， 已知已

21、知。BCII cCCCCERIVV 3.4 3.4 用用H H參數(shù)小信號模型分析參數(shù)小信號模型分析共發(fā)射極基本放大電路共發(fā)射極基本放大電路bIcIbIbIcIbI2. 畫出小信號等效電路畫出小信號等效電路RbbIcIbIviRbiVbIcIOVbIRbviRciVbIcIOVbI共射極放大電路共射極放大電路icvce+-交流通路交流通路RbviRcRLiVbIcIOVbIH參數(shù)小信號等效電路參數(shù)小信號等效電路3. 求電壓增益求電壓增益根據(jù)根據(jù)RbviRcRLiVbIcIOVbIbebirIV bcII )/(LccORRIV 則電壓增益為則電壓增益為beLcbebLcbbebLcciO)/()

22、/()/(rRRrIRRIrIRRIVVAV （可作為公式）（可作為公式）4. 求輸入電阻求輸入電阻RbRcRLiVbIcIOVbIRiiIbebiii/rRIVR 5. 求輸出電阻求輸出電阻RbRcRLiVbIcIOVbIRo令令0i V0b I0b I Ro = Rc 所以所以 1. 電路如圖所示。電路如圖所示。試畫出試畫出其小信號等效模型電路。其小信號等效模型電路。-VCCRcRLReRb2Rb1Cb2Cb1+-vo+-vi+cebbIbI rbeebcbIbI RerbeebcbIiIiVbI Rb2Rerbe+-ebcbIiIiVbI Rb1Rb2Rerbe+-ebcbIiIiVbI

23、 Rb1Rb2RcRerbe+-ebcbIiIiVbI oVRb1Rb2RcReRLrbe+-+-ebc 解：解：例題例題例題例題 解：解：（1）4Vk4mA212cCCCCE RIVVmA2uA4050BC IIuA40k300V12bCCbBECCB RVRVVI（2） 863)mA()mV(26)1(200)mA()mV(26)1(200CEbeIIr 87.115)/(beLcioV rRRVVA 863/bebebirrRRk4co RR36.73)87.115(500863863VsiiVS ARRRAioVVVA soVSVVA 2. 放大電路如圖所示。試求：（放大電路如圖所示。

24、試求：（1）Q點；（點；（2）、oi RR 、。已知已知 =50。問題的提出問題的提出 單管共射放大電路存在的問題單管共射放大電路存在的問題實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象.5.5 穩(wěn)定靜態(tài)工作點的放大電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點的放大電路當環(huán)境溫度發(fā)生變化時當環(huán)境溫度發(fā)生變化時1.1.溫度對晶體管參數(shù)的影響溫度對晶體管參數(shù)的影響TITICBOCBO,溫度每升高溫度每升高1010o oC, IC, ICBOCBO一倍一倍TUUBEBE,溫度每升高溫度每升高1 1o oC, UC, UBEBE2.5mv2.5mvT,T,溫度每升高溫度每升高1 1o oC,/ 0.5C,/ 0.51%1%3.5.13.5.

25、1溫度對工作點的影響溫度對工作點的影響 2.2.溫度對靜態(tài)工作點的影響溫度對靜態(tài)工作點的影響I ICQCQ=I=IB BQ Q+(1+) I+(1+) ICBOCBOI IBQBQ= =（VccVcc- U- UBEBE）/ R/ RB B TI TICQCQQQ飽和失真飽和失真 3 工作點上移時輸出波形分析工作點上移時輸出波形分析“Q”過高引起飽和失真過高引起飽和失真ICS集電極臨界集電極臨界飽和電流飽和電流NPN 管：管：底部底部失真為飽和失真。失真為飽和失真。uCEiCt OOiCO tuCEQV CC不接負載時，交、直流負載線重合不接負載時，交、直流負載線重合靜態(tài)是基礎(chǔ)，動態(tài)是目的靜態(tài)

26、是基礎(chǔ)，動態(tài)是目的穩(wěn)定靜態(tài)工作點的措施穩(wěn)定靜態(tài)工作點的措施特點特點：R RB1B1上偏流電阻、上偏流電阻、R RB2B2下偏流電阻、下偏流電阻、 R RE E發(fā)射極電阻發(fā)射極電阻 共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路 1.電路組成電路組成3.5.23.5.2分壓式偏置電路分壓式偏置電路+ UBEQ IBQI1IEQ2.電路的靜態(tài)分析和動態(tài)分析電路的靜態(tài)分析和動態(tài)分析直流通路直流通路ICQ直流通路的畫法直流通路的畫法(1)(1)靜態(tài)分析靜態(tài)分析 若電路調(diào)整適當，可以使若電路調(diào)整適當，可以使ICQICQ基本不變基本不變。穩(wěn)定過程（原理）穩(wěn)定過程（原理）TITICQCQIICQCQR RE EUUB B固定固定

27、UUBEBEIIBQBQIICQCQ 穩(wěn)定的條件穩(wěn)定的條件 UB固定固定 UB=VCCRB2 / (RB1+RB2)（1）I I1 1 I IB B 硅管硅管I I1 1= =（5-105-10）I IBQBQ 鍺管鍺管I I1 1= =（10-2010-20）I IBQBQ（2 2）U UB B U UBEBE 硅管硅管U UB B= =（3-53-5）V V 鍺管鍺管U UB B= =（1-31-3）V V EBEQBQEQRUUI EQCQII /QBQCII )(ECCQCCCEQRRIVU 說明說明Q是否合適是否合適+VCCRCRERB1RB2+ UBEQ IBQI1IEQICQ+

28、UCEQ 求求Q點點（IBQ、ICQCQ 、UCEQCEQ）(2)(2)動態(tài)分析動態(tài)分析求求AU、Ri、RO（一）（一）畫出放大電路的微變等效電路畫出放大電路的微變等效電路 1.畫出交流通路畫出交流通路2.2.畫出放大電路的微變等效電路畫出放大電路的微變等效電路（二）計算動態(tài)性能指標（二）計算動態(tài)性能指標1.計算計算AuAu“-”“-”表示表示UoUo和和UiUi反相。反相。 AuAu的值比固定偏流放大電路小了。的值比固定偏流放大電路小了。ERberLRuAUUAiOu)1 (2.2.計算輸入電阻計算輸入電阻iiiiuR/ )1 (/21EbeBBiRrRRRR Ri i，同時說明公式的記法和

29、折合的概念。，同時說明公式的記法和折合的概念。 uo在在RE兩端的電壓可以忽略不計，因此兩端的電壓可以忽略不計，因此RoRc 。3. 3. 計算輸出電阻計算輸出電阻Ro o Ro= Ro=u uo/o/i io o Us=0Us=0 R RL L= . .6 6 共集共集電極電路和電極電路和共基極電路共基極電路IBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2RL+uo+usIBQ = (VCC UBEQ) / RB +(1+ ) ) REICQ = I BQUCEQ = VCC ICQ RE交流通路交流通路RsRB+ +uo RLibiciiRE一、電路組成與靜態(tài)工作點一、電路組成與靜態(tài)工作

30、點二、性能指標分析二、性能指標分析交流通路交流通路RsRB+ +uo RLibiciiRE小信號等效電路小信號等效電路usRB+uo RLibiciirbe ibRERs+ R L = RE / RL)1(/ )1( LbeBLbeiBiii iiRrRRruRuuiuR 電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)：LbeLLEbbebLEbio)1()1(/)1(/1RrRRRiriRRiuuAu ）（ 1輸入電阻：輸入電阻：輸出電阻：輸出電阻：usRB+uo RLibiciirbe ibRERs+ RBibrbe ibRERsus = 0+u iiRESbeE)1(RruRu R S = Rs / RBi

31、 = iRE ib ib 1)(/)1/()(SbeESbeEoRrRRruRuuiuR 0LoS RiuRu射極輸出器射極輸出器特點特點Au 1 輸入輸出同相輸入輸出同相Ri 高高Ro 低低用途：用途：輸入級輸入級 輸出級輸出級 中間隔離級中間隔離級例例 : =120，RB = 300 k ，r bb= 200 ，UBEQ = 0.7 V, RE = RL = Rs = 1 k ，VCC = 12V。求：求：“Q ”，Au，Ri，Ro。IBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2RL+uo+us 解解 1) )求求 “Q”IBQ = (VCC UBE) / RB + (1+ ) RE

32、= (12 0.7) / 300 +121 1 27 ( A)IEQ I BQ = 3.2 (mA)UCEQ = VCC ICQ RE = 12 3.2 1 = 8.8 (V)2) )求求 Au，Ri，RoRbe = 200 + 26 / 0.027 1.18 (k )98. 0)1()1(LbeL RrRAu Ri = 300/(1.18 121) = 51.2 (k )( 18 1)(/SbeEo RrRRRL = 1 / 1 = 0.4 (k )一、一、 共基極放大電路共基極放大電路+VCCRCC2C3RLRE+RB1RB2RS +us +uo C1一、求一、求“Q”( (略略) )二、

33、性能指標分析二、性能指標分析beLbebLbio rRriRiuuAu RiR i 1)1(be bbebeiiririiuR)1(/beEi rRRRoRo = RC特點：特點：1. Au 大小與共射電路相同。大小與共射電路相同。2. 輸入電阻小，輸入電阻小，Aus 小。小。RCRERS +us RL+uo RCRERS+us RLrBEioicieiiib ib+ui 電壓增益：電壓增益：beLc)/(rRR 輸入電阻：輸入電阻：beb/rR輸出電阻：輸出電阻：cR)/)(1()/()1(LebeLeRRrRR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/bebserRRRbeLc)/(r

34、RR 1/beerRcR+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu共集共集+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR共基共基共射共射+b2b-iucC+RR-CCb1RuToL+CV將放大電路對不同頻率正弦信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)稱放大電將放大電路對不同頻率正弦信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)稱放大電路的頻率響應(yīng)，簡稱頻響或頻率特性。路的頻率響應(yīng)，簡稱頻響或頻率特性。 頻率特性包括頻率特性包括幅頻特性幅頻特性與與相頻特性相頻特性兩部分：兩部分：u幅頻特性幅頻特性: 描寫放大倍數(shù)之模與頻率的關(guān)系曲線描寫放大倍數(shù)之模與頻率的關(guān)系曲線u相頻特性相頻特性: 描寫相位與頻率的關(guān)系曲線描寫相位

35、與頻率的關(guān)系曲線3.7放大電路的頻率響應(yīng)放大電路的頻率響應(yīng) 做圖時不是用逐點描繪曲線，而是采用折線近似的方法畫出做圖時不是用逐點描繪曲線，而是采用折線近似的方法畫出的對數(shù)頻率特性，通常稱為波特圖。就是橫坐標頻率的對數(shù)頻率特性，通常稱為波特圖。就是橫坐標頻率f f采用采用lgflgf對數(shù)刻度，這樣將頻率的大幅度的變化范圍壓縮在一個對數(shù)刻度，這樣將頻率的大幅度的變化范圍壓縮在一個小范圍內(nèi)小范圍內(nèi)( (例如用例如用1 16 6代表代表101010106 6) )，幅頻特性的縱坐標電壓，幅頻特性的縱坐標電壓增益，用分貝增益，用分貝(dB)(dB)表示為表示為20lgA20lgA，( (當當A A從從1

36、010倍變化到倍變化到10103 3倍時，倍時，分貝值只從分貝值只從2020變化到變化到60)60)。這樣繪出的。這樣繪出的20lgA20lgAlgflgf的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線稱為對數(shù)幅頻特性。而相頻特性的縱坐標相移稱為對數(shù)幅頻特性。而相頻特性的縱坐標相移采用線性刻采用線性刻度，繪制出的度，繪制出的lgflgf關(guān)系曲線稱為對數(shù)相頻特性。兩者合起關(guān)系曲線稱為對數(shù)相頻特性。兩者合起來，稱為對數(shù)頻率特性。來，稱為對數(shù)頻率特性。什么是波特圖什么是波特圖幅頻響應(yīng)幅頻響應(yīng)相頻響應(yīng)相頻響應(yīng)幅頻特性幅頻特性共射基本放大電路共射基本放大電路相頻特性相頻特性3.8.1 FET放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析三

37、種組態(tài)：三種組態(tài)：共源、共漏、共柵共源、共漏、共柵特點：特點：輸入電阻極高，輸入電阻極高， 噪聲低，熱穩(wěn)定性好噪聲低，熱穩(wěn)定性好3.8.2 FET放大電路的小信號模型分析法放大電路的小信號模型分析法1.直流偏置電路直流偏置電路 (1) 自偏壓方式自偏壓方式 （N溝道耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管）溝道耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管）+VDDRDC2CS+uo C1+ui RGRSGSD3.8.1 FET放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析柵極電阻柵極電阻 RG 的作用：的作用：( (1) )為柵偏壓提供通路為柵偏壓提供通路( (2) )釋放柵極積累電荷釋放柵極積累電荷源極電阻源極電阻 RS 的作用：的作用：提供負

38、柵偏壓提供負柵偏壓漏極電阻漏極電阻 RD 的作用：的作用：把把 iD 的變化變?yōu)榈淖兓優(yōu)?uDS 的變化的變化UGSQ = UGQ USQ = IDQRSSDQSG2G1G2DDGQ RIURRRVU ；SDQG2G1G2DDGSQ RIRRRVU (2) 分壓式自偏壓電路分壓式自偏壓電路調(diào)整電阻的大小，可獲得：調(diào)整電阻的大小，可獲得： UGSQ 0UGSQ = 0UGSQ RD輸出電壓輸出電壓)(21GGGiRRRr 帶負載帶負載RL 時時LmgsDgsmio)/(RguRRuguuALu 3.8.2 FET放大電路的小信號模型分析法放大電路的小信號模型分析法 為什么要多級放大？為什么要多

39、級放大？前面我們主要研究了由一個晶體管前面我們主要研究了由一個晶體管組成基本放大電路，它們的電壓放大倍數(shù)一般只有幾十倍。組成基本放大電路，它們的電壓放大倍數(shù)一般只有幾十倍。但是在實際應(yīng)用中，往往需要放大非常微弱的信號，上述但是在實際應(yīng)用中，往往需要放大非常微弱的信號，上述的放大倍數(shù)是遠遠不夠的。為了獲得更高的電壓放大倍數(shù)，的放大倍數(shù)是遠遠不夠的。為了獲得更高的電壓放大倍數(shù)，可以把多個基本放大電路連接起來，組成可以把多個基本放大電路連接起來，組成“多級放大電多級放大電路路”。其中每一個基本放大電路叫做一。其中每一個基本放大電路叫做一“級級”，而級與級，而級與級之間的連接方式則叫做之間的連接方式則

40、叫做“耦合方式耦合方式”。 實際上，單級放大電路中也存在電路與信號源以及負載之實際上，單級放大電路中也存在電路與信號源以及負載之間的耦合問題。間的耦合問題。3.9多級放大電路多級放大電路1. 耦合方式耦合方式直接直接耦合耦合A1A2電路簡單，能放大交、直流電路簡單，能放大交、直流信號，信號，“Q” 互相影響，零互相影響，零點點漂移嚴重。漂移嚴重。阻容阻容耦合耦合A1A2各級各級 “Q” 獨立，只放大交獨立，只放大交流流信號，信號頻率低時耦合電信號，信號頻率低時耦合電容容抗大。容容抗大。變壓變壓 器器耦合耦合A1A2用于選頻放大器、用于選頻放大器、功率放大器等。功率放大器等。2.直接耦合放大電路

41、直接耦合放大電路存在兩個問題：存在兩個問題：1）第一級的靜態(tài)工作）第一級的靜態(tài)工作點已接近飽和區(qū)。點已接近飽和區(qū)。2）由于采用同種類型的管）由于采用同種類型的管子，級數(shù)不能太多。子，級數(shù)不能太多。（1）直接耦合的具體形式）直接耦合的具體形式為了解決第一個問題：可以采用如下的辦法。為了解決第一個問題：可以采用如下的辦法。（a）RRB1C1uiuoTT12UCE1E2RRC2(a) 加入電阻加入電阻RE2RRB1C1R C2uiuoTT12RUz z+VDz zCC（b）在）在T2的發(fā)射極加入穩(wěn)壓管的發(fā)射極加入穩(wěn)壓管RRB1C1R E2uiuoTT12RC2VCC+為了解決第二個問題：可以在電路中

42、采用不同類型為了解決第二個問題：可以在電路中采用不同類型的管子，即的管子，即NPN和和PNP管配合使用，如下圖所示管配合使用，如下圖所示。利用利用NPN型管和型管和PNP型管進行電平移動型管進行電平移動（1）電路可以放大緩慢變化的信號和直流信號。）電路可以放大緩慢變化的信號和直流信號。由于級間是直接耦合，所以電路可以放大緩慢由于級間是直接耦合，所以電路可以放大緩慢變化的信號和直流信號。變化的信號和直流信號。（2）便于集成。）便于集成。由于電路中只有晶體管和電阻，由于電路中只有晶體管和電阻，沒有電容器和電感器，因此便于集成。沒有電容器和電感器，因此便于集成。缺點：缺點：優(yōu)點優(yōu)點：（1）各級的靜態(tài)

43、工作點不獨立，相互影響）各級的靜態(tài)工作點不獨立，相互影響。會給設(shè)計、。會給設(shè)計、計算和調(diào)試帶來不便。計算和調(diào)試帶來不便。（2）引入了零點漂移問題）引入了零點漂移問題。零點漂移對直接耦合放大。零點漂移對直接耦合放大電路的影響比較嚴重。電路的影響比較嚴重。（2）直接耦合放大電路的優(yōu)缺點）直接耦合放大電路的優(yōu)缺點（3）直接耦合放大電路中的零點漂移問題）直接耦合放大電路中的零點漂移問題1）何謂零點漂移？）何謂零點漂移？2）產(chǎn)生零點漂移的原因）產(chǎn)生零點漂移的原因3）零點漂移的嚴重性及其抑制方法）零點漂移的嚴重性及其抑制方法電阻，管子參數(shù)的變化，電源電壓的波動。如果采用高精電阻，管子參數(shù)的變化，電源電壓的

44、波動。如果采用高精度電阻并經(jīng)經(jīng)過老化處理和采度電阻并經(jīng)經(jīng)過老化處理和采 用高穩(wěn)定度的電源，則用高穩(wěn)定度的電源，則晶晶體管參數(shù)隨溫度的變化將成為產(chǎn)生零點漂移的主要原因。體管參數(shù)隨溫度的變化將成為產(chǎn)生零點漂移的主要原因。如果零點漂移的大小足以和輸出的有用信號相比擬，就如果零點漂移的大小足以和輸出的有用信號相比擬，就無法正確地將兩者加以區(qū)分。因此，為了使放大電路能無法正確地將兩者加以區(qū)分。因此，為了使放大電路能正常工作，必須有效地抑制零點漂移。正常工作，必須有效地抑制零點漂移。注意：注意：為什么只對直接耦合多級放大電路為什么只對直接耦合多級放大電路提出這一問題呢？原來溫度的變化和零點提出這一問題呢？

45、原來溫度的變化和零點漂移都是隨時間緩慢變化的，如果放大電漂移都是隨時間緩慢變化的，如果放大電路各級之間采用阻容耦合，這種緩慢變化路各級之間采用阻容耦合，這種緩慢變化的信號不會逐級傳遞和放大，問題不會很的信號不會逐級傳遞和放大，問題不會很嚴重。但是，對直接耦合多級放大電路來嚴重。但是，對直接耦合多級放大電路來說，輸入級的零點漂移會逐級放大，在輸說，輸入級的零點漂移會逐級放大，在輸出端造成嚴重的影響。特別時當溫度變化出端造成嚴重的影響。特別時當溫度變化較大，放大電路級數(shù)多時，造成的影響尤較大，放大電路級數(shù)多時，造成的影響尤為嚴重。為嚴重。抑制零點漂移的方法：抑制零點漂移的方法：1）采用恒溫措施，使

46、晶體管工作溫度穩(wěn)定。需要恒溫室）采用恒溫措施，使晶體管工作溫度穩(wěn)定。需要恒溫室或槽，因此設(shè)備復雜，成本高?；虿?，因此設(shè)備復雜，成本高。2）采用溫度補償法。就是在電路中用熱敏元件或二極）采用溫度補償法。就是在電路中用熱敏元件或二極管（或晶體管的發(fā)射結(jié)）來與工作管的溫度特性互相補管（或晶體管的發(fā)射結(jié)）來與工作管的溫度特性互相補償。最有效的方法是設(shè)計特殊形式的放大電路，用特性償。最有效的方法是設(shè)計特殊形式的放大電路，用特性相同的兩個管子來提供輸出，使它們的零點漂移相互抵相同的兩個管子來提供輸出，使它們的零點漂移相互抵消。這就是消。這就是“差動放大電路差動放大電路”的設(shè)計思想。的設(shè)計思想。3）采用直流

47、負反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點。）采用直流負反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點。4）各級之間采用阻容耦合。）各級之間采用阻容耦合。3.阻容耦合放大電路阻容耦合放大電路 阻容耦合放大電路的方框圖阻容耦合放大電路的方框圖阻容耦合是通過電容器將后級電路與阻容耦合是通過電容器將后級電路與前級相連接，其方框圖所示。前級相連接，其方框圖所示。單級阻容耦合放大電路單級阻容耦合放大電路兩級阻容耦合放大電路兩級阻容耦合放大電路1）各級的直流工作點相互獨立各級的直流工作點相互獨立。由于電容隔直流。由于電容隔直流 通交流，所以它們的直流通路相互隔離、相互獨立的，通交流，所以它們的直流通路相互隔離、相互獨立的，這樣就給設(shè)計、調(diào)試和分析帶來很大

48、方便。這樣就給設(shè)計、調(diào)試和分析帶來很大方便。 2）在傳輸過程中，交流信號損失少。在傳輸過程中，交流信號損失少。只要耦合電容選得只要耦合電容選得 足夠大，則較低頻率的信號也能由前級幾乎不衰減地足夠大，則較低頻率的信號也能由前級幾乎不衰減地 加到后級，實現(xiàn)逐級放大。加到后級，實現(xiàn)逐級放大。優(yōu)點：優(yōu)點：3）電路的溫漂小。）電路的溫漂小。4）體積小，成本低。）體積小，成本低。缺點：缺點：2）低頻特性差；）低頻特性差；1）無法集成；）無法集成；3）只能使信號直接通過，而不能改變其參數(shù)。）只能使信號直接通過，而不能改變其參數(shù)。4. 三種耦合方式放大電路的應(yīng)用場合三種耦合方式放大電路的應(yīng)用場合阻容耦合放大電

49、路：用于交流信號的放大。阻容耦合放大電路：用于交流信號的放大。變壓器耦合放大電路：用于功率放大及調(diào)諧放大。變壓器耦合放大電路：用于功率放大及調(diào)諧放大。直接耦合放大電路：一般用于放大直流信號或緩慢直接耦合放大電路：一般用于放大直流信號或緩慢變化的信號。變化的信號。集成電路中的放大電路都采用直接耦合方式。為了抑制集成電路中的放大電路都采用直接耦合方式。為了抑制零漂，它的輸入級采用特殊形式的差動放大電路。零漂，它的輸入級采用特殊形式的差動放大電路。Au1第一級第一級Au2第二級第二級Aun末末 級級uiuo1RLRSuousuo2ui2uiniiiouuAu nuuuuuuuuioi3o32i2oi1o. = Au1Au2 Au