[物理]第五章 基本放大電路ppt課件

1、第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路5.1 5.1 基本放大器組成原理及偏置電路基本放大器組成原理及偏置電路5.1.1 5.1.1 基本放大器組成原理基本放大器組成原理UoUiUsRsRB2C1RECERLUCCRCRB1C21、必須把晶體管偏置在放大區(qū)，設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)；2、輸入信號(hào)必須加在基極-發(fā)射極回路；3、必須設(shè)置合理的直流和交流信號(hào)通路。1第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路5.1.2 5.1.2 直流偏置電路直流偏置電路固定偏流固定偏流電流負(fù)反饋型偏置電路電流負(fù)反饋型偏置電路分壓式偏置電路分壓式偏置電路2第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路5.1.3 5.1.

2、3 直流通路和交流通路直流通路和交流通路共射放大器電路共射放大器電路直流通路直流通路交流通路交流通路3第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路5.2 5.2 放大器的圖解分析法放大器的圖解分析法5.2.1 5.2.1 直流圖解分析法直流圖解分析法BEcCEucif (u)| CECCCCuUi R 內(nèi)部方程內(nèi)部方程-特性曲線特性曲線外部方程外部方程直流負(fù)載線方直流負(fù)載線方程程 4第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路5.2.2 5.2.2 交流圖解分析交流圖解分析1.1.交流負(fù)載線一定交流負(fù)載線一定 通過直流工作點(diǎn)通過直流工作點(diǎn)Q Q2.2.交流負(fù)載線鈄率交流負(fù)載線鈄率CC ECLLiK

3、uR| RR 115第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路共射放大器輸出電壓信號(hào)共射放大器輸出電壓信號(hào) 與輸入電壓信號(hào)與輸入電壓信號(hào)反相反相6第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路工作點(diǎn)太高工作點(diǎn)太高, ,集電極電流太大集電極電流太大, ,易產(chǎn)生飽和失真：底部失真易產(chǎn)生飽和失真：底部失真工作點(diǎn)太低工作點(diǎn)太低, ,集電極電流太小集電極電流太小, ,易產(chǎn)生易產(chǎn)生截止截止失真：頂部失真失真：頂部失真7第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路輸出不失真線性動(dòng)態(tài)范圍輸出不失真線性動(dòng)態(tài)范圍受截止失真限制受截止失真限制受飽和失真限制受飽和失真限制所以所以, ,輸出線性動(dòng)態(tài)范圍輸出線性動(dòng)態(tài)范圍OmC

4、EQCESUUU OPPOmUU 2OmCQLUIR 二者取其小二者取其小8第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路放大器的主要性能指標(biāo)線性放大器IoRLUoUiIi一、放大倍數(shù)A-Amplify(增益)ioiIIA 互阻放大倍數(shù) 電壓放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)互導(dǎo)放大倍數(shù)iogUIA iouUUAiorIUA )(lg20dBUUAiou)(lg20dBIIAioi9第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路二、輸入電阻Ri: iiiIUR Ri則表征該放大器能從信號(hào)源獲取多大信號(hào)。從放大器輸入端看進(jìn)去的電阻四、非線性失真系數(shù)THD-Total Harmonic DistortionmnmIIT

5、HD122I1m為輸出電流的基波幅值，Inm為二次諧波以上的各諧波分量幅值三、輸出電阻Ro:0I0sorUooosIURRo表征放大器帶負(fù)載能力 從放大器輸出端看進(jìn)去的電阻五、線性失真放大器對(duì)信號(hào)中不同頻率分量具有不同的放大倍數(shù)和附加相移。10第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路5.3 5.3 放大器的交流等效電路分圻法放大器的交流等效電路分圻法 -前提是工作在放大區(qū)前提是工作在放大區(qū)5.3.1 5.3.1 晶體管交流小信號(hào)模型晶體管交流小信號(hào)模型BEBEQbeuUuBBQbiIiCCQciIiCECEQceuUu晶體管 非線性 線性小信號(hào)精度（近似程度）工程簡(jiǎn)化運(yùn)算晶體管仿真軟件中：幾

6、十個(gè)參數(shù)晶體管交流小信號(hào)電路模型晶體管交流小信號(hào)電路模型物理型電路模型，如混合型電路模型；網(wǎng)絡(luò)參數(shù)模型，如H參數(shù)電路模型11gmub eubeucercebcerbbCbcrbebrbcCbe完整的混合完整的混合型電路模型型電路模型平面管結(jié)構(gòu)示意圖平面管結(jié)構(gòu)示意圖cebrbbrccPNN+NCbcCbereeb一、混合一、混合型型電路模型電路模型12 二、低頻二、低頻H參數(shù)電路模型參數(shù)電路模型),(),(21CEBCCEBBEuifiuifu在工作點(diǎn)處工作點(diǎn)處，取全微分當(dāng)輸入為正弦量并用有效值表示時(shí)，以上兩式可寫為ceoebfeccerebiebeUhIhIUhIhUUbebcehiehoe1

7、hfeIbIcIbhreUceUce130ceUbbeQBBEieIUiuh0ceUbcQBCfeIIiih0bIcebeQCEBEreUUuuh0bIcecQCECoeUIuih- 輸出交流短路時(shí)的輸入電阻- 輸入交流開路時(shí)的反向電壓傳輸系數(shù)- 輸出交流短路時(shí)的正向電流放大系數(shù)- 輸入交流開路時(shí)的輸出電導(dǎo)Ubebcehiehoe1hfeIbIcIbhreUceUceH參數(shù)的物理意義：參數(shù)的物理意義：H: hybrid14cbebebIceberecbebebmceIcecoecbebmUbcfecbebbbUbbeierrrUUhrrrgrUIhrrgIIhrrrIUhbbcece00001

8、1)()(10iebbb ebefemb eoecerehrrrhg rhrh通過混合通過混合型模型型模型參數(shù)確定參數(shù)確定H參數(shù)參數(shù)忽略忽略rbc的影響，簡(jiǎn)化的影響，簡(jiǎn)化UbeUcebceIbIeIbrberce15第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路beBEEBEbeQebBBEuuiur|()riiii 1BETeQECQuUr|iI CQCCBmQQBEBBEbeeeTIiiig|uiur()rrU 11CEAceCCQuUriI C EbcceBurri 16第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路壓控型電路模型壓控型電路模型流控型電路模型流控型電路模型考慮基區(qū)體電阻考慮基區(qū)體

9、電阻 的影響的影響Tbeebbb ebbbbCQUrrrr()rr()I11mbb eg UI bcr圖中忽略圖中忽略 的影響的影響bbrbcr17第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路5.3.7 5.3.7 共射放大器的交流小信號(hào)模型分析法共射放大器的交流小信號(hào)模型分析法1.1.電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)OCCLbLLuib beb bebeUI ( R | R )I RRAUI rI rr iiBBbeiURR| R| rI 122. 2. 輸入電阻輸入電阻3. 3. 輸出電阻輸出電阻SLOOU.RCOUR|RI 0輸出與輸入反相輸出與輸入反相18第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電

10、路iiBBbeiURR| R| rI 12OCCLbLLuib beb bebeUI (R |R )I RRAUI rI rr SLOOU.RCOUR|RI 0ObLLuib beBEbeEUI RRAUI r()I Rr()R 11ibeEBBRr()R | R| R 121OCRR 工作點(diǎn)相同工作點(diǎn)相同輸出與輸入反相輸出與輸入反相19第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路5.4 5.4 共集電極放大器和共基放大器共集電極放大器和共基放大器5.4.1 5.4.1 共集電極放大器共集電極放大器-射極輸出器射極輸出器-射極跟隨器射極跟隨器bELub bebEL()I ( R| R )AI r

11、()I ( R| R ) 111ibeELRr()(R |R ) 1SLOSbeOU,ROURrR|I() 01輸入輸出同相輸入輸出同相放大倍數(shù)近似為放大倍數(shù)近似為1 1輸入電阻很大輸入電阻很大輸出電阻很小輸出電阻很小可做為輸入級(jí)可做為輸入級(jí), ,輸出級(jí)輸出級(jí), ,中間級(jí)中間級(jí)20第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路5.4.2 5.4.2 共基放大器共基放大器OCRR beirR 1CLube( R| R)Ar 輸出與輸入同相輸出與輸入同相輸入電阻最小輸入電阻最小, ,且與共集且與共集電路的輸出電阻相同電路的輸出電阻相同輸與共射電路相同與共射電路相同21第五章第五章 基本放大器電路基本放

12、大器電路共射、共基、共集放大器性能比較22第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路例例 5.4.15.4.11. 1. 要求源電壓增益最大要求源電壓增益最大2. 2. 要求輸出電壓要求輸出電壓3. 3. 要求輸出電壓要求輸出電壓4. 4. 要求接入負(fù)載電阻要求接入負(fù)載電阻 時(shí)時(shí), , ,并求輸出電阻并求輸出電阻 5. 5. 要求同時(shí)獲得一對(duì)要求同時(shí)獲得一對(duì) 等值反相的輸出信號(hào)等值反相的輸出信號(hào)ORLRK 1OSU|U | OSUU OSUU 10023第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路 5.5 5.5 場(chǎng)效應(yīng)管放大器場(chǎng)效應(yīng)管放大器 5.5.1 場(chǎng)效應(yīng)管偏置電路場(chǎng)效應(yīng)管偏置電路FETF

13、ET、J J耗盡型耗盡型MOSFET:UGS=0MOSFET:UGS=0，iD0iD0，可采用自偏壓方式，可采用自偏壓方式; ;增強(qiáng)型增強(qiáng)型MOSFETMOSFET，則一定要采用分壓式偏置或混合偏置方式，則一定要采用分壓式偏置或混合偏置方式. .。RDUDDRS(自偏壓電阻)uiRGVRDUDDRS(自偏壓電阻)uiRG2RG1(分壓式偏置)SDGSRiuSDDDGGGGSRiURRRu21224第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路iDuGS0(a)Q1Q2iDuGS0(b)Q1Q2Q2Q3Q3RS1RS1RG1 RG2RG2UDDSDGSRiuSDDDGGGGSRiURRRu212SD

14、GSGSoffGSDSSDRiuUUIi2)1 (二二. .解析法解析法SDGSGSoffGSDSSDRiuUUIi2)1 (一一, ,圖解法圖解法聯(lián)立解求出聯(lián)立解求出漏極電流漏極電流25第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路5.5.3 場(chǎng)效應(yīng)管放大器分析場(chǎng)效應(yīng)管放大器分析 ( CS、CD、CG ) 1、共源放大器、共源放大器UiC2C1RDRG1RSUDD 20VRG2150k50k2k10kRL1MUo.RG31M.C32)1 (GSoffGSQDSSDQUUIiSDCCGGGSQGQGSQRiURRRUUU211直直(1)(1)直流工作點(diǎn)分析直流工作點(diǎn)分析26第五章第五章 基本放大器

15、電路基本放大器電路5.5.2 5.5.2 場(chǎng)效應(yīng)管低頻小信號(hào)模型場(chǎng)效應(yīng)管低頻小信號(hào)模型|(/)DS CDmuGSigmA Vu跨導(dǎo)跨導(dǎo)管子輸出電阻管子輸出電阻|g sD Sd suCDuri27第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路5.5.3 5.5.3 場(chǎng)效應(yīng)管放大器分析場(chǎng)效應(yīng)管放大器分析 ( ( CS、CD、CG ) 1 1、共源放大器、共源放大器(1) (1) 放大倍數(shù)放大倍數(shù)( (增益增益) )(/ )(/ )(/ )(/ )m gsDLOdDLm iDLumDLiiiigU RRUI RRgU RRAg RRUUUUODRR(2) (2) 輸出電阻輸出電阻(3) (3) 輸入電阻

16、輸入電阻iGRR28第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路 例例5.5.15.5.1(1)igsSgsmgsSgsmSUUUUg U RUg ROuiUAU(/)OmgsDLUg U RR放大倍數(shù)放大倍數(shù)(/)1OmuDSimSUgARRUg RODRR123(/)iGGGRRRR輸入電阻輸入電阻輸出電阻輸出電阻29第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路C2C1RG1RSUDDRG2150k50k2kRL10kUo.RG31MUi.gm 2 m A/ ViLSdiouURRIUUA)(iLmmdURggI1 )(LSdimRRIUggsmdUgILdimRIUg76. 0106 . 1

17、1021106 . 110213333LmLmuRgRgAMRRRRGGGi0375. 12132 2 共漏放大器共漏放大器30第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路Uo.RLRSSDId.gmUgs.2. 輸出電阻輸出電阻RoRL開路， 短路，輸出端加 求出 ，則 iUoUoIoooIUR4001/1111mSmSomSooooogRgRUgRUUIURoRoIIISSoRRUIS0mgsIg u 00()mmgUg U31第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路gsiUUOmgsLUg U R OumLiUAg RUmSigRR1/DORR RG1UCCRS+RG2-Ui+-UORD

18、RLS+-Ui+-UORDRSRLrdsD3. 3. 共柵放大器共柵放大器32第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路5.6 5.6 放大器級(jí)聯(lián)放大器級(jí)聯(lián)5.6.1 5.6.1 級(jí)間耦合方式級(jí)間耦合方式阻容耦合阻容耦合變壓器耦合變壓器耦合直接耦合直接耦合光耦合光耦合( (不共地不共地) )( (不共地不共地) )33第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路5.6.2 5.6.2 級(jí)聯(lián)放大器的分析計(jì)算級(jí)聯(lián)放大器的分析計(jì)算( (舉例舉例) ) 例例5.6.15.6.11.1.直流工作點(diǎn)分析直流工作點(diǎn)分析2.2.放大倍數(shù)放大倍數(shù)3.3.輸入電阻輸入電阻, ,決定笫一級(jí)決定笫一級(jí)4.4.輸出電阻輸出電阻, ,決定最后一級(jí)決定最后一級(jí)00101201uuuiiUUUAAAUUU共源共源-共射級(jí)聯(lián)共射級(jí)聯(lián), ,輸出與輸入同相輸出與輸入同相34第五章第五章 基本放大器電路基本放大器電路 例例5.6.25.6.2共集共集-共射共射-共集級(jí)聯(lián)共集級(jí)聯(lián)1.1.直流工作點(diǎn)分析直流工作點(diǎn)分析2.2.放大倍數(shù)放大倍數(shù)3.3.輸入電阻