模擬放大器基礎(chǔ)

1、1放大器基礎(chǔ)2v作業(yè)： 2-6(1) 2-7 2-8 2-9 2-12 2-13 2-15 2-18 2-19(a) 2-21 2-25 2-28 2-303內(nèi)容提要：v放大器的主要性能指標(biāo)和傳輸特性（理解）（理解）v放大器的基本分析方法圖解法和微變等效電路法（掌握）（掌握）v雙極晶體管和場效應(yīng)管的偏置電路（理解）（理解）v雙極晶體管和場效應(yīng)晶體管放大器的基本組態(tài)CE（CS）、CB（CG）、CC（CD）、以及射極（源極）帶有電阻的CE（CS）放大器（掌握）（掌握）v雙極晶體管和場效應(yīng)晶體管有源負(fù)載放大器（掌握）（掌握）v多級放大器的耦合及主要性能指標(biāo)的計算（掌握）（掌握）4 2.1 放 大 器

2、 概 述52.1.1放大器的用途與分類 放大器：放大電信號的裝置1.定義實(shí)質(zhì)是一能量轉(zhuǎn)換器用小的信號功率（電壓、電流）去控制電用小的信號功率（電壓、電流）去控制電源供給的直流功率，把它轉(zhuǎn)換成負(fù)載所需源供給的直流功率，把它轉(zhuǎn)換成負(fù)載所需要的大的信號功率要的大的信號功率( (電壓、電流電壓、電流) )62.1.1放大器的用途與分類 2.分類按器件分：按用途分：雙極晶體管放大器、場效應(yīng)管放大器、電子管放大器和集成運(yùn)算放大器等。電壓放大器、電流放大器和功率放大器等。72.1.1放大器的用途與分類 按工作頻率分：按工作狀態(tài)分：低頻放大器、高頻放大器和超高頻放大器等。甲(A)類放大器 、乙(B)類放大器、

3、甲乙(AB)類放大器、丙類(C)類放大器和丁(D)類放大器等。82.1.2 放大器的基本組成 (小寫字母、大寫下標(biāo))電壓的瞬時值； (大寫字母、大寫下標(biāo))電壓的直流成分； (小寫字母、小寫下標(biāo))交流電壓的瞬時值； (大寫字母、小寫下標(biāo))交流電壓復(fù)數(shù)量簡化表 示，表示 的有效值； 的峰值或振幅。BEuBEUbeubeUbeu bemUbeuBEuBEUbemUBEU2beUBEUbeu= + sint = + sint = + 9電容耦合共射放大器電電容耦合共射放大器電路路us：信號源電壓信號源電壓Rs：信號源內(nèi)阻信號源內(nèi)阻C1：輸入耦合電容輸入耦合電容Rb：偏置電阻偏置電阻Rc：集電極電阻集電

4、極電阻C2：輸出耦合電容輸出耦合電容RL：負(fù)載電阻負(fù)載電阻UCC：直流電源電壓直流電源電壓10直流通路 由于本章采用的放大器件是晶體三極管和場由于本章采用的放大器件是晶體三極管和場效應(yīng)管，它們均為非線性器件，為了滿足不失真效應(yīng)管，它們均為非線性器件，為了滿足不失真地放大信號的目的，必須給它們加上正確的偏置地放大信號的目的，必須給它們加上正確的偏置電路電路, , 即要有直流通路，保證在輸入信號的范圍即要有直流通路，保證在輸入信號的范圍內(nèi)，它們均工作在線性區(qū)。內(nèi)，它們均工作在線性區(qū)。 11交流通路12組成放大電路時應(yīng)遵循的原則： 一、要有一、要有直流通路直流通路，并保證合適的直流工作狀態(tài)，并保證合

5、適的直流工作狀態(tài)，確保晶體三極管和場效應(yīng)管工作在放大區(qū)。確保晶體三極管和場效應(yīng)管工作在放大區(qū)。 二、要有二、要有交流通路交流通路，對于電壓放大器，對于電壓放大器, ,輸入信號電輸入信號電壓要能加入，輸出信號電壓要能取出。壓要能加入，輸出信號電壓要能取出。132.1.3 放大器類型電壓放大器電流放大器電壓電壓電流電流142.1.3 放大器類型互阻放大器互導(dǎo)放大器電流電流電壓電壓15 2.1.4 放大器主要性能指標(biāo) 1輸入電阻 ： iRiiiIUR 從信號源右邊向放大器視入的電阻表明了放大器對信號源的影響程度R Ri i中不包含中不包含R Rs s16oR0ooosUIUR3輸出電阻 從負(fù)載電阻

6、左邊向放大器視入的等效電阻LR輸出電阻大小反映了放大器帶負(fù)載能力的強(qiáng)弱。輸出電阻大小反映了放大器帶負(fù)載能力的強(qiáng)弱。輸出電阻越大，放大器帶負(fù)載能力越??；反之，輸出電阻越大，放大器帶負(fù)載能力越??；反之，則越大。則越大。R Ro o中不包含中不包含R RL L17（1）電壓放大器-電壓放大倍數(shù) ioUUAuoiLuuooLURAAURR iooUUAuo負(fù)載開路時的電壓放大倍數(shù)2.放大倍數(shù)18（1）電壓放大器-電壓放大倍數(shù) usAooissiiLsioLiususiuoUURUAARRUUURRARR RR考慮信號源內(nèi)阻時的電壓放大倍數(shù)19電流放大倍數(shù)iAuLiiiLoioi/ARRRURUIIAp

7、AiuioAAPPAp功率放大倍數(shù)20放大倍數(shù)常用 (分貝)來表示，稱為增益dB)(lg20lg20)(iodBUUAdBAuu)(lg20lg20)(iodBIIAdBAii)(lg10lg10)(dBPPAdBAiopp21（2）電流放大器電流放大倍數(shù) iAiossIIAiooososiosioLiiIIIRAAIIIRR負(fù)載短路時的電流放大倍數(shù)負(fù)載短路時的電流放大倍數(shù)isA22電流放大器電壓放大倍數(shù)為ssLssLososisuARRRIRIUUAsLooissiissiosisossiiARRRRRRARRRIIIIIIA考慮信號源內(nèi)阻考慮信號源內(nèi)阻R Rs s時的電流放大倍數(shù)為時的電流

8、放大倍數(shù)為 23rA（3）互阻放大器-互阻放大倍數(shù)ioIUArioooIUAroooLoooioLrrUURAAUIRRoLoLississiosisosrrrARRRRRRARRRIUIIIUA負(fù)載負(fù)載R RL L開路時的互阻放大倍數(shù)開路時的互阻放大倍數(shù)24（4）互導(dǎo)放大器互導(dǎo)放大倍數(shù)gAigoAIUiossUIAgoosososioLggIIRAAIU RRsLooisiisiiosisossgggARRRRRRARRRUIUUUIA當(dāng)考慮信號源內(nèi)阻時，則當(dāng)考慮信號源內(nèi)阻時，則令令于是于是25 4通頻帶HLBWfff下限頻率下限頻率上限頻率上限頻率不失真（或基本不不失真（或基本不失真）放大

9、信號時，失真）放大信號時，放大器的通頻帶必放大器的通頻帶必須大于或等于信號須大于或等于信號的帶寬。的帶寬。26最大輸出幅度指放大器在線性區(qū)能輸出的最大電壓幅度 或最大電流幅度 omUomI5最大輸出幅度最大輸出幅度與放大器直流工作狀態(tài)最大輸出幅度與放大器直流工作狀態(tài)、集電極電集電極電阻阻RC、負(fù)載電、負(fù)載電阻阻RL和電源電壓和電源電壓UCC等密切相關(guān)。等密切相關(guān)。27輸出功率 是指放大器能夠向負(fù)載提供的最大 交流功率。oPoPOUPP 6輸出功率 和效率效率UP 直流電源供給功率28THDFN12322UUUTHD7總諧波失真系數(shù) 和噪聲系數(shù)非線性失真也稱為諧波失真噪聲系數(shù) 定義為 FNoNS

10、iNSF)/()/(PPPPNSNiFSNo(/)(dB)10lg(dB)(/)PPNPP U1基波分量電壓有基波分量電壓有效值，效值， U2、U3等為等為2次、次、3次等諧波分次等諧波分量電壓有效值量電壓有效值292.1.5 放大器的傳輸特性 302.2 放大器基本分析方法 靜態(tài)分析是對直流通路進(jìn)行分析動態(tài)分析是對交流通路進(jìn)行分析 一般先作靜態(tài)分析，知道放大器的一般先作靜態(tài)分析，知道放大器的直流直流工作狀態(tài)后再作動態(tài)分析。工作狀態(tài)后再作動態(tài)分析。注意：靜態(tài)分析和動態(tài)分析對應(yīng)的放大器通路不同，注意：靜態(tài)分析和動態(tài)分析對應(yīng)的放大器通路不同，分析方法也不同，兩類分析不能混淆，不能混用。分析方法也不

11、同，兩類分析不能混淆，不能混用。31QBQIBEQUCQICEQU2.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析要確定靜態(tài)工作點(diǎn)-兩種方法：解析法和圖解法點(diǎn)需計算：32 1解析法 工作在放大狀態(tài)下的晶體三極管，發(fā)射結(jié)工作在放大狀態(tài)下的晶體三極管，發(fā)射結(jié)處于正偏，集電結(jié)處于反偏。晶體管導(dǎo)通時，處于正偏，集電結(jié)處于反偏。晶體管導(dǎo)通時，有有0.60.8VBEU硅管硅管鍺管鍺管0.20.3VBEU常取常取()0.7VBEQU硅管()0.2VBEQU鍺管33 1解析法 bBEQCCBQRUUI輸入回路34CQBQII CEQCCCQcUUIR 輸出回路35例例2-12-1 某放大器的直流通路如圖（a）所示，試用解析法求

12、、 的表達(dá)式。CQICEQU解解：將圖（a）用戴維南定理化簡得圖（b），圖中21/bbbRRR CCbbbBBURRRU21236eEQBEQbBQBBRIURIUBQEQII)1 (ebBBebBEQBBBQRRURRUUI)1 (7 . 0)1 (BQCQIICQecCCeEQcCQCCCEQIRRURIRIUU)(所以所以 例2-1 解解:1 1 解析法解析法發(fā)射極支路的電阻發(fā)射極支路的電阻 折合到基極支折合到基極支路要乘以路要乘以 ；eR(1) 基極支路的電阻基極支路的電阻 折合到發(fā)射極支折合到發(fā)射極支路要除以路要除以 。bR(1) 37 還有一點(diǎn)需要說明，上述的分析方法還有一點(diǎn)需要說

13、明，上述的分析方法只適用于只適用于放大器工作在放大區(qū)放大器工作在放大區(qū)，也就是說，也就是說需要事先假設(shè)放大需要事先假設(shè)放大器工作在線性狀態(tài)器工作在線性狀態(tài)，然后進(jìn)行分析，最后，然后進(jìn)行分析，最后再判斷分再判斷分析是否合理析是否合理，例，例2-2就說明了這種情況。就說明了這種情況。1 解析法38電路如圖所示，試分析晶體三極管的工作狀態(tài)。電路如圖所示，試分析晶體三極管的工作狀態(tài)。解解：設(shè)三極管工作在放大區(qū)，則120.70.113mA10kCCBEQBQbUUIR50 0.113mA5.65mACQBQII 12105.6544.5VCEQCCCQcUUIR 例例2-22-21 解析法39電源電壓電

14、源電壓 ，12VCCU 而而44.5VCEQU 顯然是不可能的。實(shí)際上，此時晶體三極管已不顯然是不可能的。實(shí)際上，此時晶體三極管已不在放大區(qū)工作，故不能按放大區(qū)在放大區(qū)工作，故不能按放大區(qū)進(jìn)行計算。那晶進(jìn)行計算。那晶體三極管工作在何種區(qū)域呢？需要根據(jù)所加電壓體三極管工作在何種區(qū)域呢？需要根據(jù)所加電壓極性判斷工作三極管的工作狀態(tài)。極性判斷工作三極管的工作狀態(tài)。由圖可知，此時放大器工作在由圖可知，此時放大器工作在飽和區(qū)飽和區(qū)。例例2-22-2 解解:1 解析法40因此，在使用解析法時必須注意一因此，在使用解析法時必須注意一前提條件：前提條件：三三極管在放大狀態(tài)工作極管在放大狀態(tài)工作。計算時，可以先

15、假設(shè)工作。計算時，可以先假設(shè)工作在線性放大區(qū)，用解析法分析后，再看是否符合在線性放大區(qū)，用解析法分析后，再看是否符合放大狀態(tài)條件，不能計算完后就了事。放大狀態(tài)條件，不能計算完后就了事。1 解析法412圖解法 通過作圖對各極電流、電壓進(jìn)行分析的一種方法步驟為：（1） 畫出直流通路（2)分別寫出輸入、輸出回路的外部 條件方程(3)在輸入、輸出特性曲線上作出外 部條件方程,找出交點(diǎn)即為靜態(tài)工 作點(diǎn)42(1)輸入回路BECCBbuUi R輸入回路外部條件方程輸入回路外部條件方程輸入特性曲線輸入特性曲線外部特性外部特性43(2)輸出回路CECCCcuUi R輸出回路外部條件方程輸出特輸出特性曲線性曲線輸

16、出回路直流負(fù)載線輸出回路直流負(fù)載線特點(diǎn)：過特點(diǎn)：過Q點(diǎn)；斜率為點(diǎn)；斜率為1cR 44 2.2.2 動態(tài)分析 根據(jù)已知的輸入信號，求出各極電流、電壓的波形，進(jìn)而觀察波形失真情況或求出電壓、電流放大倍數(shù)。分析方法：圖解法和微變等效電路法45iimsinuUt BEBEQimsinuUUt 1圖解法Bi(l)作出輸入回路的交流負(fù)載線求 波形設(shè)輸入信號則Q點(diǎn)處，當(dāng)輸入信號幅點(diǎn)處，當(dāng)輸入信號幅度較小時，可以用切度較小時，可以用切線代替輸入特性曲線線代替輸入特性曲線輸入回路外部條件輸入回路外部條件方程方程，求，求Q點(diǎn)時用點(diǎn)時用sin()BBQbmiIItsin()bibebebebmiu rurIt 46

17、CiCEuCECEQceuUu LcL/RRR LCQCCEQCE)(RIiUu(2)輸出回路的交流負(fù)載線求 ， 波形(/)()ceccLCCQLuiRRiIR 式中于是交流負(fù)載線方程交流負(fù)載線方程特點(diǎn)：過特點(diǎn)：過Q點(diǎn)；斜率為點(diǎn)；斜率為1LR 47如圖，根據(jù)輸入電流信號波形就可以對應(yīng)畫出輸如圖，根據(jù)輸入電流信號波形就可以對應(yīng)畫出輸出電流及電壓波形出電流及電壓波形輸出回路交輸出回路交流負(fù)載線流負(fù)載線輸出回路直輸出回路直流負(fù)載線流負(fù)載線48放大器各點(diǎn)波形注意輸出電壓注意輸出電壓與輸入電壓的與輸入電壓的相位關(guān)系相位關(guān)系CE實(shí)現(xiàn)電壓實(shí)現(xiàn)電壓反相放大反相放大49omU（3) 最大不失真輸出電壓 截止失真

18、截止失真Q點(diǎn)位置偏低輸入信號較大50omU（3) 最大不失真輸出電壓 點(diǎn)位置偏高輸入信號較大Q飽和失真飽和失真51omCEQCESCEmaxCEQCEQCESCQLmin(),()min(),)UUUuUUUIR 最大不失真輸出電壓幅度為：CRLRCCU影響因素： 電阻 、輸入信號幅度電源電壓不飽和失真的最大輸出電壓不截止失真的最大輸出電壓Q點(diǎn)在中心附近點(diǎn)在中心附近52),(CEB1BEuifu),(CEB2CuifiCECEBEBBBEBEduuudiiuduCECECBBCCduuidiiidi2H參數(shù)微變等效電路法基本思想：用線性等效電路取代非線性器件用線性等效電路取代非線性器件- -晶

19、體三極管晶體三極管（1）H參數(shù)等效電路微分 小信號 Q點(diǎn)已求得530BBEBBEieCEdudiduiuh0CEBECEBEreBdiduduuuh0BCBCfeCEdudidiiih0CECCECoeBdidudiuih 定義 (單位為)(無量綱)(單位為S)(無量綱)共射接法輸入開路時的電壓反饋系數(shù) 共射接法輸出短路時的電流放大系數(shù) 共射接法輸出短路時的輸入阻抗共射接法輸入斷路時的輸出導(dǎo)納 54cerebiebeuhihuceoebfecuhihi對于交流信號輸入或CECEBEBBBEBEduuudiiuduCECECBBCCduuidiiidicerebiebeUhIhUceoebfec

20、UhIhI55H參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路cerebiebeUhIhUceoebfecUhIhI56ceUcI簡化的H參數(shù)等效電路忽略基調(diào)效應(yīng)，即忽略 對 的影響，有rehoeh =0， =0因此biebeIhUbfecIhI57只對交流低頻小信號等效等效電路與管子類型和電路組態(tài) 無關(guān)使用時注意受控源與控制變量之間極性的相對關(guān)系等效電路的參數(shù)與工作點(diǎn)Q息息相關(guān)注意注意58iehrehfehoeh1C2CeCmuAiRoR例2-2電路如圖所示，已知 =1k ， =0， =50，=20s， 設(shè) 、 和 對交流可以認(rèn)為短路，試計算放大器主要性能指標(biāo) 、和 。n畫出交流通路畫出交流通路n畫出三極管等效電

21、路畫出三極管等效電路n標(biāo)示電壓電流方向標(biāo)示電壓電流方向n畫出外圍偏置電路及信號源畫出外圍偏置電路及信號源595050 2 2491ofeoecLmiie(1/)(/ / )uUhhRRAUh 250 11kibie/RRh 解：交流等效電路如圖所示，有60ocoe1/2/501.92kRRh 2kocRR 由輸出電阻的定義，其等效電路如圖所示oeh若忽略 的影響，則5022501(/)(/)feCLoumiiehRRUAUh 用簡化用簡化H H參數(shù)等效電路計算，誤參數(shù)等效電路計算，誤差很小，在工程上是允許的。差很小，在工程上是允許的。61ebbbe)1 (rrr（2）H參數(shù)的確定 fehieh

22、 （ ）、 （ ）ber用H參數(shù)測試儀或利用晶體管特性曲線圖示儀測量 BQbbCQbbEQbbbeIrIrIrr/(mV)26/(mV)26(mA)/(mV)26)1 (發(fā)射結(jié)電阻 eebrr)1 (令基區(qū)體電阻則ebbbberrr622.3 晶體管偏置電路ebBBebBEQBBBQRRURRUUI)1 (7 . 0)1 (212(1)(1)(1)/(1)EQBQBBBEQbeBBBEQbebCCBBebbeIIUURRUURRRUURRRR與晶體管參數(shù)無關(guān)2.3.1 分壓式偏置電路21/bbbRRR CCbbbBBURRRU21263TCIEIEUBEUBICI 64雙電源供電的偏置電路1E

23、EBEEbeUUIRR()CECCEEEeCcCCEEECEUUUI RI RUUIRR650.0222.02mAEBCIII152 55VCCCCcUUI R 0.40.71.1VEBBEUUU 5( 1.1)6.1VCECEUUU ()1.1 156.88k2.02EEEeEUURI ,CCEEbcUUR R2mACI要求：要求：,BECECEeIIUUUR已知：已知：求：求：V4 . 02002. 0bBBRIU662.3.2 電流源偏置電路1.基本電流源21BBBIII21 BBBCCIIIII2121BBCBBCIIIIIII)2(21211)2(2IICIIC2CCBECCUUUI

24、RR2CCCIUR所以鏡像電流源67CCBECCUUUIRR2CCCIUR由基本電流源特性可知：當(dāng)兩管工作在放大區(qū)由基本電流源特性可知：當(dāng)兩管工作在放大區(qū)時，曲線并非水平，時，曲線并非水平，IC2隨著隨著UCE2的增大而稍有的增大而稍有增大，并不是固定的，這說明鏡像電流源不是增大，并不是固定的，這說明鏡像電流源不是恒流源。恒流源。68 為減小基極電流的影響，提高輸出電流與基準(zhǔn)電流的傳輸為減小基極電流的影響，提高輸出電流與基準(zhǔn)電流的傳輸 精度，穩(wěn)定輸出電流，改進(jìn)：精度，穩(wěn)定輸出電流，改進(jìn)：1313131RCBBBBEIIIIIII21322()11CBBIII221(1)RCRIII2CCBER

25、UUIR692.威爾遜（Wilson)電流源 BBBIII21BCCIII21BBCEIIII)2(223)1 ()2()1 (33BECIII1332(1)(22)(1)CBBEBIIIIII)22()2(23IIC 3CII足夠大70當(dāng)三只晶體管都當(dāng)三只晶體管都工作在放大區(qū)時，工作在放大區(qū)時，輸出電流輸出電流IC3與與U3無關(guān)。無關(guān)。713.微電流電流源 1(2)1(2)1(2)BETUUCEsIII esCTBEIIUU11lnsCTBEIIUU22ln2121lnCCTBEBEIIUUU1222BEBEEeCeUUIRIR 22/ln=CTeCIIURI只要給定I2CI，就可求出eR和

26、72 解： 例2-4 圖所示電路中，已知 ，30VCCU29.3k,R 0.7V,BEU210ACI求(基極電流可忽略不計)。 300.71mA29.3CCBEUUIReR22261lnln11.97k100.01TeCCUIRII要求73 1122EeEeI RIR1122CeCeI RIR12122eeCCeeRRIIIRR4.比例電流源742.4 晶體管放大器的三種基本組態(tài)哪個極為輸入電路和輸出電路的公共端即稱為共什么極共射(Common Emitter簡寫為CE)共基(Common Base簡寫為CB)共集(Common Col1ector簡寫為CC)752. .4. .1 共射（CE

27、）放大電路iAiRmuAsmuAoR76iAfebbfeioihIIhIIAiRiebbieiiihIIhIURmuAsmuAofebLfeLmiiebieuUh I Rh RAUh Ih (1)電流放大倍數(shù)(2)輸入電阻(3)中頻電壓放大倍數(shù) 和ebbLferrRh)(177oofeismmssiissieiLuuUURh RUAAUUURRRh bberr)(1mV26LEQeLumRIrRA改變改變IEQ 即可改變電壓放大倍數(shù)即可改變電壓放大倍數(shù)78oRocRR(1)/ooecRhR(4)輸出電阻792. .4. .2 共基（CB）放大電路iAiRmuAsmuAoR80iA(1)fe b

28、oiifebh IIAIhI iR(1)1iie bieiifebfeUh IhRIhIh(1)電流放大倍數(shù)(2)輸入電阻81oRocRR221/(1)/fesosiecoesieh RURRhRIhRh(4)輸出電阻(1)feLoioiusmumssisiiefesh RUUURAAUUURRhhRoeh考慮 時muAsmuAfe bLfeLoumiie bieh I Rh RUAUh Ih(3)中頻電壓放大倍數(shù)822. .4. .3 共集（CC）放大電路83iA(1)(1)ioifebbfeAIIhIIh iR(1)(1)iiiiebfebLbiefeLRUIh IhI RIhhR(1)電

29、流放大倍數(shù)(2)輸入電阻84smuA(1)(1)(1)(1)febLfeLoumiiefeLbiefeLhI RhRUAUhhR IhhR(1)(1)feLiusmumsisiefeLhRRAARRRhhR(3)中頻電壓放大倍數(shù) 、muA射極跟隨器或射極跟隨器或射極輸出器射極輸出器85oR2(1)febIhI2()bsieIURh221fesiehIURh221sieofeRhURIh則(4)輸出電阻所以86(1)iiefeLRhhR/LoLRrR 電流源不為恒流源而有一內(nèi)阻其中/1sieoofeRhRrh(1)(1)feLusmsiefeLhRARhhR(1)(1)feLumiefeLhRA

30、hhRor87iAfehfefeh1h)h1 (feiRiehoRcRcRfeLsieh RRhfeLiehRhumAusmA1iefehhfeLiehRh(1)feLiefeSh RhhR(1)(1)feLsiefeLhRRhhRfeieshhR1LfeieLfeRhhRh)1()1(LfeieRhh)1( CE電路CB電路CC電路大大大大無無88例2-6 發(fā)射極帶有電阻的共射放大器如圖所示。已知: =2mA， =100， =100，試用簡化的H參數(shù)等效電路計算放大器主要性能指標(biāo) 、 和 。Ibb rfehmuAiRoR2.4.5 射極帶有電阻的共射放大器89解 放大器的簡化H參數(shù)等效電路，

31、如圖所示。2mACQII(1)100(1 100) 26 21.41kiebbehrrocLfebLUI Rh I R /3/31.5kLcLRRR 由圖可得iie beeUh IR I90(1)efebIhI (1)iiefeebUhhR I(1)1001.51.461.41(1100)1feLoumiiefeeh RUAUhhR 91電壓放大倍數(shù)與晶體管參數(shù)基本無關(guān)，提高了中頻電壓放大倍數(shù)的穩(wěn)定性。ieefe)1 (hRh1.51.5(1)1feLLumfeeeh RRAhRR (1)1.41(1 100) 1102.4kiiiiefeeRUIhhR 3kocRR當(dāng) ,則92u電路如圖所示

32、，要求：電路如圖所示，要求： （1 1）分析圖）分析圖(a), (b), (c)(a), (b), (c)各為何種放大組態(tài)？各為何種放大組態(tài)？ （2 2）分別求）分別求 ; ; （3 3）設(shè)）設(shè) ，電容對交流視為短路，計算，電容對交流視為短路，計算 。 CQCEQIU、100bbr iumoRAR 、和和（a） （b） （c）93n解：（解：（1）（）（a）CE組態(tài)；（組態(tài)；（b）CE組態(tài)（組態(tài)（c）CB組態(tài)組態(tài)（2）放大器（）放大器（a）的直流通路如圖所示，）的直流通路如圖所示，10820.70.012mA8(501) 2110EBBQUI 10k /40k8k 40108V1040 (26

33、)105.2VCEQCQUI 500.6mACQBQII 94（2）放大器（）放大器（a）的交流通路如圖所示，）的交流通路如圖所示，ofeLmiie50 (5/6)602.27uUh RAUh 26mV26mV1002.27k0.012mAiebbBQhrI 8/8/2.271.77kiieRh 6kocRR 95（2）放大器（）放大器（b）的直流通路如圖所示，）的直流通路如圖所示，12120.70.035mA320320BEBQUI 121.5=8.85VCEQCQUI 602.1mACQBQII 26mV26mV1000.84k0.035mAiebbBQhrI ofeLmiie60 (1.

34、5/3)71.430.84uUh RAUh 1.5kocRR /3200.84/3200.84kiieRh 96（2）放大器（）放大器（c）的直流通路如圖所示，）的直流通路如圖所示，100k/20k16.67k 20122V10020 220.70.011mA16.67(1001) 1117.67BEBQUI 12(15)=5.4VCEQCQUI 1001.1mACQBQII 97（2）放大器（）放大器（c）的交流通路如圖所示，）的交流通路如圖所示，26mV26mV1002.46k0.011mAiebbBQhrI ofeLmiie100 (5/6)110.872.46uUh RAUh 2.46

35、/1/0.024k1101ieiefehRRh 5kocRR 982.5 場效應(yīng)管放大器共源（CS）共柵（CG）共漏（CD）共射（CE）共基（CB）共集（CC） 兩種器件的工作原理不同，不能簡單地用場兩種器件的工作原理不同，不能簡單地用場效應(yīng)管取代晶體三極管，特別應(yīng)注意效應(yīng)管取代晶體三極管，特別應(yīng)注意偏置電路和偏置電路和微變等效電路的區(qū)別微變等效電路的區(qū)別。 992.5.1 直流偏置電路與靜態(tài)分析1固定偏壓電路 能夠?yàn)楦鞣N類型的FET提供偏壓，但需要一個單獨(dú)的電源。GSQUGSQGGUU 靜態(tài)電壓靜態(tài)電壓 為為2)(1)DQDSSGSQGS(offIIUUDSQDDDQdUUIR解析法求解靜態(tài)

36、工作點(diǎn)解析法求解靜態(tài)工作點(diǎn) 100兩種圖解方法確定靜態(tài)工作點(diǎn)1），利用轉(zhuǎn)移特性曲線2），利用輸出特性曲線DSDDDduUi RdDDRUDDUGGUDQIDSQU101sDGSRiu2)GS(offGSDSSD)1 (UuIi直流偏置電壓線方程為2自偏壓電路對需要一定正偏壓才能工作的增強(qiáng)型FET和需要正柵壓的耗盡型IGFET不適用102例2-7 一場效應(yīng)管 放大器電路如圖所示。 已知 ， ， , , 。 求： 、 和 。DSS8mAIV4GS(off)Uk2dRk1sRV12DDUDQIGSQUDSQU103 DsDGS2GS2GS(off)GSDSSD)41 (8)1 (iRiuuUuIim

37、A8mA 22D1Dii，2mADQIV6) 12(212)(sdDQDDDSQRRIUUV2sDQGSQRIU解：（舍去）故104自偏壓電路有穩(wěn)定工作點(diǎn)的作用更換管子時，自偏壓：固定偏壓：01DQDQII02DQDQII0201DQDQDQDQIIIIsR越大，穩(wěn)定效果越好非線性失真會增大，單靠自偏壓電路無法解決105利用混合偏壓電路解決n維持Q點(diǎn)不變的條件下，必須加一附加的正偏壓。附加的正偏壓1063、混合偏置電路偏壓線方程：sDGGGSRiUu212GGDDRUURR利用轉(zhuǎn)移特性曲線求工作點(diǎn)適用于各種類型的FET1074恒流源電路基本電流源多路輸出基本電流源威爾遜電流源108),(DSG

38、SDuufiDSDSDGSGSDDduuiduuididsDSGSmDruddugdi 1FET微變等效電路 (1)JFET等效電路進(jìn)行全微分，得2.5.2 動態(tài)分析即圖解法微變等效電路法109dsdsgsmdrUUgI對交流小信號輸入，有JFET交流小信號等效電路110),(DSBSGSDuuufiDSDSDBSBSDGSGSDDduuiduuiduuididsDSBSmbGSmDruddugdugdi(2)MOSFET等效電路則因而111對交流小信號輸入，有MOSFET交流小信號等效電路dsdsbsmbgsmdrUUgUgI1122共源電路113)/(LddsimoRRrUgU)/(Ldd

39、smiomRRrgUUAu21giii/RRRIUR21g/ RRR giRR 通常有 ,于是ddso/ RrR114 3共漏電路(源極跟隨器)115oigsUUU)/(LsdsgsmoRRrUgU）（）（LsdsmLsdsmiom/1/RRrgRRrgUUAu由圖可知解得giRR 116gsmds22/UgrUIdssds/rRr2gsUUdsmdsmds022o11/irgrgrIURU輸出電阻等效電路如圖所示,由圖可知因此1174源極接電阻的共源放大器118設(shè) 可忽略不計，且有 ，則由圖可得gsr21g/ RRR)(sLdsgsdsmdRRrUrgILdL/RRR sdigsRIUUsd

40、smLdsidsmd)1 (RrgRrUrgI119sdsmLdsiLdsmLdo)1 (RrgRrURrgRIUsdsmLdsLdsmuRrgRrRrgUUA)1 (iom輸入電阻i12/ggRRRRR 120分析輸出電阻的電路如圖所示sdgsRIUsdsmdsdo)1 (/RrgrRR1212.6 有源負(fù)載放大器有源負(fù)載放大器2.6.1 什么是有源負(fù)載什么是有源負(fù)載2.6.3 有源負(fù)載雙極型晶體管放大器有源負(fù)載雙極型晶體管放大器退出退出返回返回2.6.2 構(gòu)成有源負(fù)載的電路構(gòu)成有源負(fù)載的電路1222.6.1 什么是有源負(fù)載什么是有源負(fù)載退出退出返回返回引例引例 用用有源器件有源器件（如雙極

41、晶體管或場效應(yīng)晶體管等）構(gòu)成（如雙極晶體管或場效應(yīng)晶體管等）構(gòu)成的的對直流呈現(xiàn)小電阻，而對交流呈現(xiàn)很大電阻對直流呈現(xiàn)小電阻，而對交流呈現(xiàn)很大電阻的的電路電路，稱為稱為有源負(fù)載有源負(fù)載。 該電路在放大器中作為該電路在放大器中作為負(fù)載電阻負(fù)載電阻使用。使用。 1232.6.2 構(gòu)成有源負(fù)載的電路構(gòu)成有源負(fù)載的電路退出退出返回返回a、b兩端等效直流電阻兩端等效直流電阻CEQCQURI 幾何意義幾何意義：Q點(diǎn)與原點(diǎn)之間連線斜率的倒數(shù)點(diǎn)與原點(diǎn)之間連線斜率的倒數(shù) 基本型有源負(fù)載基本型有源負(fù)載 R1 R 1242.6.2 構(gòu)成有源負(fù)載的電路構(gòu)成有源負(fù)載的電路退出退出返回返回幾何意義幾何意義：Q點(diǎn)切線的斜率的

42、倒數(shù)點(diǎn)切線的斜率的倒數(shù) ooe1Rh oRRR 1 R Ro1 Ra、b兩端等效交流電阻兩端等效交流電阻 ：RoRVT的輸出電阻的輸出電阻1252.6.2 構(gòu)成有源負(fù)載的電路構(gòu)成有源負(fù)載的電路退出退出返回返回交流等效交流等效CEQEQeCEQeCQCQUIRURRII feeooeiebe1(1)h RRRhhRR直流等效：直流等效：交流等效：交流等效：改進(jìn)改進(jìn)R1262.6.2 構(gòu)成有源負(fù)載的電路構(gòu)成有源負(fù)載的電路退出退出返回返回 集成電路中通常用雙極晶體管或場效應(yīng)晶體管構(gòu)成集成電路中通常用雙極晶體管或場效應(yīng)晶體管構(gòu)成基本基本電流源或微電流源電流源或微電流源作為有源負(fù)載電路。作為有源負(fù)載電路

43、。 等效等效雙極型基本電流源雙極型基本電流源 雙極型微電流源雙極型微電流源 iefe111oehRhh fe2eooe2ie2e1(1)h RRRhhR 當(dāng)當(dāng)127舉例舉例1281VT2VT3VT組成共射放大器、 組成偏置電流源對直流呈現(xiàn)小電阻對交流呈現(xiàn)大電阻2.6.3 有源負(fù)載雙極型晶體管放大器大大提高了電壓放大倍大大提高了電壓放大倍數(shù)，而又不需要選用很數(shù)，而又不需要選用很高的電源電壓高的電源電壓129)(2oeoe11ie1feiouhhhhUUA1ieihR )/(12oe1oeohhR在放大區(qū)小信號工作時130CSCGCD2.6.4 場效應(yīng)管有源負(fù)載放大器131)/(2ds1ds1mi

44、omrrgUUAu1共源接法有源負(fù)載放大器互補(bǔ)互補(bǔ)MOS(CMOS) 有源負(fù)載共源放大器有源負(fù)載共源放大器 VT2和和VT3構(gòu)成基本電流源，構(gòu)成基本電流源，作為作為VT1的負(fù)載的負(fù)載1322.共柵接法有源負(fù)載放大器VT2和和VT3構(gòu)成基本電流構(gòu)成基本電流源，作為源，作為VT1的負(fù)載的負(fù)載133 ibs11gsUUUom1mb1ds1ds2mds1ds2ids1m1mb1ds1ds21()1/()(/)uUggrrArrUrggrr1m1ds/1gr)/)(2ds1dsmb11mmrrggAu由圖可得通常有 ，于是134ds1ds2iiim1mb1ds1ds2ds1ds1m1mb1ds2m1mb

45、1ds11()1/1/()1(1)rrURIggrrrrggrggr1353共漏接法有源負(fù)載放大器VT2和和VT3構(gòu)成基本電流構(gòu)成基本電流源，作為源，作為VT1的負(fù)載的負(fù)載136oi1gsUUUo1bsUUom1ds1ds2mm1mb1ds1ds2im1ds1ds2m1mb1(/)1()(/)uUgrrAggrrUggggg1ds1ds1 rg2ds2ds1 rg式中 ，由圖可得137計算輸出電阻的等效電路如左圖所示，變形后得右圖2ds1ds1mbm1o/1/1rrggR138電容耦合直接耦合變壓器耦合常見的三種耦合方式：2.7.1 耦合方式2.7 多級放大器1391. 電容耦合 各級靜態(tài)工作

46、點(diǎn)是互不影響、各自獨(dú)立的；只要信號頻率不是太低，耦合電容的容量足夠大，就可使信號順利通過。在分立元件電路中獲得了廣泛的應(yīng)用1402. 直接耦合各級間直流工作狀態(tài)互相影響。集成電路中廣泛應(yīng)用1413. 變壓器耦合功率放大器有時采用 可根據(jù)需要恰當(dāng)?shù)剡x擇初級與次級的匝數(shù)比，實(shí)現(xiàn)阻抗變換。但變壓器體積、重量都比較大，頻率特性差。1422.7.2 組合放大器組合放大器n較高的放大倍數(shù)，對輸入、輸出電阻及其它性能提出要求。較高的放大倍數(shù)，對輸入、輸出電阻及其它性能提出要求。1.共集共射共集共射(CCCE)組合放大器組合放大器1432.7.2 組合放大器組合放大器2.共射共集共射共集(CECC)組合放大器

47、組合放大器3. 共射共基共射共基(CECB)組合放大器組合放大器144iR1 iiiiRIUR2.7.3 多級放大器性能指標(biāo)的計算1輸入電阻由圖可知 145suAunuunuAAAUUUUUUUUA.211oo1o2oi1oiounuuuuAAARRRARRRUUA.21isiisisos 2電壓放大倍數(shù) 和 多級放大器的電壓放大倍數(shù)為各級電壓放大倍數(shù)的乘積146uLiiARRRURUIIAiiLoio/oRnRRoo3輸出電阻電流放大倍數(shù)147例2-11 電路如圖所示，已知 , ， ， ， ， ， ， 求 、 、 和 。V12CCUk1801bRk7 . 2e1Rk1001Rk502R k2

48、2cRk6 . 12eR k1sR k8LRk8 . 02ie1iehh502fe1fe hhiRmuAsmuAoR148k8 . 08 . 0/50/100/ie2212ihRRRiR)/( )1 (/2i1e1fe1ieb1iRRhhRRk4 .27)8 . 0/7 . 2()501 (8 . 0/180解 圖中所示的兩級放大器第一級是射極跟隨器，第二級是共射放大器。(1)計算 ：149975. 0)8 . 0/7 . 2(518 . 0)8 . 0/7 . 2(51)/)(1 ()/)(1 (2i1e1feie12i1efe11mRRhhRRhAu1008 . 0)8/2(50)/(ie

49、2L2c2fe2mhRRhAumuAsmuA(2)計算 和 ：1VT(實(shí)際上 組成射隨器可以認(rèn)為 ,而不必計算)11muA1505 .97100975. 02m1mmuuuAAA1 .94)5 .97(4 .2714 .27msmuisiuARRRAoRoc22kRR(3)計算 ：1511VT2VT0mi1i2uUAUU參數(shù)相同，電路對稱，求參數(shù)相同，電路對稱，求 表達(dá)式。表達(dá)式。 n例例2-12 和和雙輸入端，輸入信號分別加到兩管雙輸入端，輸入信號分別加到兩管的基極，的基極，利用利用迭加原理迭加原理進(jìn)行求解。進(jìn)行求解。 當(dāng)當(dāng)1 iu作用時，作用時， 當(dāng)當(dāng)2iu作用時，作用時，1112()(1

50、)1fecfecoiibiebiebiefefeh Rh RUUURhRhRhhh biefefecfeo2i2biebiebiefefe(1)1(1)1RhhhR hUURhRhRhhhcfi2bie2()eR hURh1521212()2()cfeoooiibieR hUUUUURh mi1i22()fecoubieh RUAUURh 2iU1 iU輸出電壓與輸入電壓之差成正比，輸出電壓與輸入電壓之差成正比，起抵消起抵消的作用。的作用。 153例2-14 一兩級放大器的原理電路圖如圖所示，求 、 和 的表達(dá)式。iRmuAoR154ie1iiihIUR1ieL11fei1o1mhRhUUAu

51、解 該電路的交流通路如圖所示，放大器為CE-CB組態(tài)由圖可知155)1 (2feie2i21LhhRRie2L2fe1oo2mhRhUUAuLcL/ RRR1ieLfe12ieL2fe2feie2ie11fe2m1miom1hRhhRhhhhhAAUUAuuucoRR1563mSmg100100bbrmA1cIM1gRk10cRk1eRmuAiRoR例2-15: 圖為場效應(yīng)管和硅三極管組成的兩級放大電路,已知場效應(yīng)管的參數(shù)為： ,三極管的 , , 。并已知 ， ， 。試計算 、 和 。157ig1MRR )/(1)/(2idsm2idsm1mRrgRrgAu解 由圖可知，VT1為CD接法，VT

52、2為CE接法。dsr沒有告知，可以認(rèn)為 。efeiei2)1 (RhhRk7 . 227001/26100100mV26cbbieIrh158 7k.0311)1001 (7 . 2i2R997. 07 .031317 .10331muA46 . 91)1001 (7 . 210100)1 (hefeiecfe2mRhRhAu-9.614)6 . 9(997. 02m1mmuuuAAA實(shí)際上可以認(rèn)為 ，而不必計算。11muAk10co RR1592.8 放大器表示160兩級放大器表示舉例161作業(yè)課例題作業(yè)課例題u例例1.1.設(shè)兩晶體管均為硅管，且參數(shù)相同，設(shè)兩晶體管均為硅管，且參數(shù)相同， 試求下列情況下的試求下列情況下的CEU）。，其他參數(shù)同（）（）；，其他參數(shù)同（）（）；，其他參數(shù)同（）（；，）（1500，V1041V1031V62V6V3k1V，201121cCCCCIIIcCCRUUuuuRU40V3 . 0CESU162考查要點(diǎn)：三極管工作狀態(tài)考查要點(diǎn)：三極管工作狀態(tài)解解：設(shè)四種條件下三極管均處于放大狀態(tài)，因此公式設(shè)四種條件下三極管均處于放大狀態(tài)，因此公式 成立成立CQBQIICCU 1Iu2IuK20