復(fù)旦電子工程系模電課件 第3章 晶體管放大器

第3章

晶體管放大器第3章

晶體管放大器模擬電子學(xué)基礎(chǔ)22022/11/16放大器概述放大器的一般描述分析放大器的一般方法模擬電子學(xué)基礎(chǔ)22022/11/10放大器概述放大器的一般描模擬電子學(xué)基礎(chǔ)32022/11/16放大器的一般描述用雙口網(wǎng)絡(luò)表示一個(gè)放大器激勵(lì)與響應(yīng)是電壓或電流模擬電子學(xué)基礎(chǔ)32022/11/10放大器的一般描述用雙口網(wǎng)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)42022/11/16放大器的功能放大信號(hào)中的有效信息成分，抑制其中的無(wú)效信息成分一般情況下，只有變動(dòng)的信號(hào)才可能帶有有效信息，所以放大器的放大對(duì)象就是信號(hào)中的變動(dòng)部分由于信號(hào)的能量一般局限在某個(gè)頻率范圍內(nèi)，所以放大器都有其有效的工作頻段被放大信號(hào)的能量來(lái)自電源模擬電子學(xué)基礎(chǔ)42022/11/10放大器的功能放大信號(hào)中的模擬電子學(xué)基礎(chǔ)52022/11/16放大器的性能指標(biāo)增益電壓增益功率增益輸入阻抗輸出阻抗頻率響應(yīng)非線性失真模擬電子學(xué)基礎(chǔ)52022/11/10放大器的性能指標(biāo)增益模擬電子學(xué)基礎(chǔ)62022/11/16放大器的增益電壓增益電流增益跨導(dǎo)增益跨阻增益常將電壓（電流）增益的模取對(duì)數(shù)形式表示}常用，一般是一個(gè)復(fù)數(shù)}通常僅在分析的中間過(guò)程運(yùn)用模擬電子學(xué)基礎(chǔ)62022/11/10放大器的增益電壓增益}常模擬電子學(xué)基礎(chǔ)72022/11/16放大器的輸入阻抗和輸出阻抗輸入阻抗：輸入電壓與輸入電流之比輸出阻抗：輸出電壓與輸出電流之比通常是復(fù)數(shù)在電抗分量很小的條件下近似為輸入電阻與輸出電阻模擬電子學(xué)基礎(chǔ)72022/11/10放大器的輸入阻抗和輸出阻模擬電子學(xué)基礎(chǔ)82022/11/16放大器的頻率響應(yīng)定義電壓（電流）增益下降3dB為截止頻率上下截止頻率之間為放大器的通頻帶模擬電子學(xué)基礎(chǔ)82022/11/10放大器的頻率響應(yīng)定義電壓模擬電子學(xué)基礎(chǔ)92022/11/16放大器的非線性失真非線性失真一般指諧波失真與頻率失真有本質(zhì)的區(qū)別總諧波失真系數(shù)的定義模擬電子學(xué)基礎(chǔ)92022/11/10放大器的非線性失真非線性模擬電子學(xué)基礎(chǔ)102022/11/16放大器的一般分析過(guò)程按照分析的目的畫(huà)出等效電路根據(jù)等效電路列出電路方程求解方程，得到分析目標(biāo)的結(jié)果（參數(shù)），求解過(guò)程中可能要作合理的簡(jiǎn)化根據(jù)需要，重復(fù)上述步驟1～3根據(jù)得到的所有結(jié)果，分析電路的性能模擬電子學(xué)基礎(chǔ)102022/11/10放大器的一般分析過(guò)程按模擬電子學(xué)基礎(chǔ)112022/11/16晶體管單管放大器單管放大器的一般結(jié)構(gòu)單管放大器的分析方法單管放大器的頻率特性單管放大器的比較模擬電子學(xué)基礎(chǔ)112022/11/10晶體管單管放大器單管放模擬電子學(xué)基礎(chǔ)122022/11/16單管放大器的類(lèi)型BJT單管放大器共發(fā)射極放大器共集電極放大器共基極放大器FET單管放大器共源極放大器共漏極放大器共柵極放大器模擬電子學(xué)基礎(chǔ)122022/11/10單管放大器的類(lèi)型BJT模擬電子學(xué)基礎(chǔ)132022/11/16共射放大器的結(jié)構(gòu)直流偏置負(fù)載信號(hào)源信號(hào)輸入輸出共用發(fā)射極模擬電子學(xué)基礎(chǔ)132022/11/10共射放大器的結(jié)構(gòu)直流偏模擬電子學(xué)基礎(chǔ)142022/11/16直流偏置作用：提供晶體管合適的直流工作點(diǎn)注意點(diǎn)：正確區(qū)分直流回路(電容開(kāi)路，電感短路）分析方法：估算法圖解法模擬電子學(xué)基礎(chǔ)142022/11/10直流偏置作用：提供晶體模擬電子學(xué)基礎(chǔ)152022/11/16晶體管直流偏置的估算法分析已經(jīng)在第2章詳細(xì)講述要點(diǎn)：用帶閾值的二極管模型等效發(fā)射結(jié)，用CCCS等效集電結(jié)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)152022/11/10晶體管直流偏置的估算法模擬電子學(xué)基礎(chǔ)162022/11/16晶體管直流偏置的圖解法分析在晶體管輸入回路中，聯(lián)合晶體管輸入特性曲線與輸入部分的偏置電路特性曲線，其交點(diǎn)就是輸入回路的偏置點(diǎn)（靜態(tài)工作點(diǎn)）在晶體管輸出回路中，聯(lián)合晶體管輸出特性曲線與輸出部分的偏置電路特性曲線，其交點(diǎn)就是輸出回路的偏置點(diǎn)（靜態(tài)工作點(diǎn)）模擬電子學(xué)基礎(chǔ)162022/11/10晶體管直流偏置的圖解法模擬電子學(xué)基礎(chǔ)172022/11/16圖解法的例子（輸入回路）模擬電子學(xué)基礎(chǔ)172022/11/10圖解法的例子（輸入回路模擬電子學(xué)基礎(chǔ)182022/11/16圖解法的例子（輸出回路）模擬電子學(xué)基礎(chǔ)182022/11/10圖解法的例子（輸出回路模擬電子學(xué)基礎(chǔ)192022/11/16交流小信號(hào)分析在直流偏置基礎(chǔ)上疊加交流小信號(hào)只考慮交流回路足夠大的電容短路，足夠大的電感開(kāi)路直流電壓源短路，直流電流源開(kāi)路線性化近似晶體管用工作點(diǎn)附近交流小信號(hào)等效模型代替對(duì)線性電路求解模擬電子學(xué)基礎(chǔ)192022/11/10交流小信號(hào)分析在直流偏模擬電子學(xué)基礎(chǔ)202022/11/16共射放大器的低頻小信號(hào)等效電路模擬電子學(xué)基礎(chǔ)202022/11/10共射放大器的低頻小信號(hào)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)212022/11/16晶體管參數(shù)電路特性參數(shù){模擬電子學(xué)基礎(chǔ)212022/11/10晶體管參數(shù)電路特性參數(shù)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)222022/11/16單管放大器的一般分析過(guò)程根據(jù)要放大信號(hào)的特征，區(qū)分直流回路與交流回路（如果要放大的信號(hào)包含直流成分，則電路的直流回路與交流回路可能是一樣的）求晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)（保證晶體管工作在放大區(qū)），并求得晶體管小信號(hào)等效參數(shù)畫(huà)出交流小信號(hào)等效電路在交流小信號(hào)等效電路中，求出輸入輸出的電壓、電流關(guān)系，最后得到放大器的性能指標(biāo)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)222022/11/10單管放大器的一般分析過(guò)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)232022/11/16單管共射放大器的輸出動(dòng)態(tài)范圍研究輸出動(dòng)態(tài)范圍的目的：保證晶體管工作在放大區(qū)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)232022/11/10單管共射放大器的輸出動(dòng)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)242022/11/16由于動(dòng)態(tài)范圍不夠引起的輸出失真A飽和失真B截止失真模擬電子學(xué)基礎(chǔ)242022/11/10由于動(dòng)態(tài)范圍不夠引起的模擬電子學(xué)基礎(chǔ)252022/11/16共集電極放大器直流偏置負(fù)載信號(hào)源模擬電子學(xué)基礎(chǔ)252022/11/10共集電極放大器直流偏置模擬電子學(xué)基礎(chǔ)262022/11/16共集放大器的直流與交流回路注：直流回路的解法已經(jīng)在第二章解決模擬電子學(xué)基礎(chǔ)262022/11/10共集放大器的直流與交流模擬電子學(xué)基礎(chǔ)272022/11/16共集放大器的交流小信號(hào)等效電路注意：晶體管模型中受控源的控制電壓不等于vi模擬電子學(xué)基礎(chǔ)272022/11/10共集放大器的交流小信號(hào)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)282022/11/16共集放大器的特性電壓增益(近似為1）輸入電阻（若不考慮RB則可以很高）輸出電阻（很低）模擬電子學(xué)基礎(chǔ)282022/11/10共集放大器的特性電壓增模擬電子學(xué)基礎(chǔ)292022/11/16共基極放大器直流偏置負(fù)載信號(hào)源模擬電子學(xué)基礎(chǔ)292022/11/10共基極放大器直流偏置負(fù)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)302022/11/16共基放大器的交流小信號(hào)等效電路晶體管用共基極模型代替模擬電子學(xué)基礎(chǔ)302022/11/10共基放大器的交流小信號(hào)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)312022/11/16共基放大器的特性電壓增益（大小與共射相同）輸入電阻（低）輸出電阻（若不考慮RC，可以達(dá)到極高）模擬電子學(xué)基礎(chǔ)312022/11/10共基放大器的特性電壓增模擬電子學(xué)基礎(chǔ)322022/11/16共源極放大器模擬電子學(xué)基礎(chǔ)322022/11/10共源極放大器模擬電子學(xué)基礎(chǔ)332022/11/16FET放大器的偏置已經(jīng)在第2章解決一般用估算法計(jì)算：用場(chǎng)效應(yīng)管的大信號(hào)模型（ID的表達(dá)式）求解方程，要注意得到的解中有一個(gè)是多余的也可以用圖解法求解，方法與BJT放大器的完全一致模擬電子學(xué)基礎(chǔ)332022/11/10FET放大器的偏置已經(jīng)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)342022/11/16共源放大器的交流小信號(hào)等效電路模擬電子學(xué)基礎(chǔ)342022/11/10共源放大器的交流小信號(hào)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)352022/11/16共源放大器的特點(diǎn)輸入電阻很高。若不考慮偏置電阻，可以達(dá)到極高的數(shù)值電壓增益的形式類(lèi)似共發(fā)射極放大器，但是一般FET的gm較小，所以電壓增益小于共射放大器輸出電阻的形式也類(lèi)似共射放大器只有電壓控制模式（FET放大器共同特點(diǎn)）模擬電子學(xué)基礎(chǔ)352022/11/10共源放大器的特點(diǎn)輸入電模擬電子學(xué)基礎(chǔ)362022/11/16共漏極放大器模擬電子學(xué)基礎(chǔ)362022/11/10共漏極放大器模擬電子學(xué)基礎(chǔ)372022/11/16共漏放大器的交流小信號(hào)等效電路模擬電子學(xué)基礎(chǔ)372022/11/10共漏放大器的交流小信號(hào)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)382022/11/16共漏放大器的特點(diǎn)輸入電阻很高。若不考慮偏置電阻，可以達(dá)到極高的數(shù)值電壓增益的形式類(lèi)似共集電極放大器，但是一般FET的gm較小，所以電壓增益小于1輸出電阻較低，且與信號(hào)源內(nèi)阻無(wú)關(guān)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)382022/11/10共漏放大器的特點(diǎn)輸入電模擬電子學(xué)基礎(chǔ)392022/11/16單管放大器的頻率特性頻率特性包含高頻特性與低頻特性需考慮電路中電抗元件（電容、電感以及晶體管極間電容等）的影響作等效電路時(shí)應(yīng)該采用晶體管的高頻等效模型為了簡(jiǎn)化分析過(guò)程，有時(shí)用密勒定理對(duì)被分析的等效電路作單向化近似模擬電子學(xué)基礎(chǔ)392022/11/10單管放大器的頻率特性頻模擬電子學(xué)基礎(chǔ)402022/11/16共射放大器的頻率特性分析耦合電容影響低頻特性（將在多級(jí)放大器中討論）晶體管極間電容影響電路的高頻特性模擬電子學(xué)基礎(chǔ)402022/11/10共射放大器的頻率特性分模擬電子學(xué)基礎(chǔ)412022/11/16共射放大器的高頻小信號(hào)等效電路晶體管極間電容。注意電容Cb'c跨接在輸入輸出之間模擬電子學(xué)基礎(chǔ)412022/11/10共射放大器的高頻小信號(hào)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)422022/11/16密勒定理將跨接在四端網(wǎng)絡(luò)兩端的阻抗等效到四端網(wǎng)絡(luò)兩側(cè)注意：AV(s)包含Z(s)的作用模擬電子學(xué)基礎(chǔ)422022/11/10密勒定理將跨接在四端網(wǎng)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)432022/11/16密勒等效前：密勒等效后：模擬電子學(xué)基礎(chǔ)432022/11/10密勒等效前：模擬電子學(xué)基礎(chǔ)442022/11/16等效電源變換等效電源變換以后可以明顯看到電路具有2個(gè)極點(diǎn)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)442022/11/10等效電源變換等效電源變模擬電子學(xué)基礎(chǔ)452022/11/16共射放大器的頻率特性由于密勒效應(yīng)，Cb‘c'變得很大，極點(diǎn)w1的頻率較低（主導(dǎo)極點(diǎn)）模擬電子學(xué)基礎(chǔ)452022/11/10共射放大器的頻率特性由模擬電子學(xué)基礎(chǔ)462022/11/16共集放大器的頻率特性分析討論極間電容的影響模擬電子學(xué)基礎(chǔ)462022/11/10共集放大器的頻率特性分模擬電子學(xué)基礎(chǔ)472022/11/16共集放大器的高頻等效電路為了簡(jiǎn)化分析，先忽略此電容，節(jié)點(diǎn)電壓方程如下：RL'模擬電子學(xué)基礎(chǔ)472022/11/10共集放大器的高頻等效電模擬電子學(xué)基礎(chǔ)482022/11/16共集放大器的頻率特性由節(jié)點(diǎn)電壓方程解得：特點(diǎn)：1、零點(diǎn)與極點(diǎn)的頻率都很高，接近特征頻率

2、極點(diǎn)與零點(diǎn)頻率比較接近，具有互補(bǔ)作用

3、實(shí)際放大器由于Cb‘c的存在，上截止頻率受到影響低頻增益模擬電子學(xué)基礎(chǔ)482022/11/10共集放大器的頻率特性由模擬電子學(xué)基礎(chǔ)492022/11/16共基放大器的頻率特性分析討論晶體管極間電容的影響模擬電子學(xué)基礎(chǔ)492022/11/10共基放大器的頻率特性分模擬電子學(xué)基礎(chǔ)502022/11/16共基放大器的高頻等效電路忽略基區(qū)電阻rbb′后的簡(jiǎn)化電路模擬電子學(xué)基礎(chǔ)502022/11/10共基放大器的高頻等效電模擬電子學(xué)基礎(chǔ)512022/11/16共基放大器的頻率特性?xún)蓚€(gè)極點(diǎn)：特點(diǎn)：不存在密勒效應(yīng)，另外發(fā)射結(jié)電阻re也遠(yuǎn)小于共射放大器的rbe，所以?xún)蓚€(gè)極點(diǎn)的頻率都比較高模擬電子學(xué)基礎(chǔ)512022/11/10共基放大器的頻率特性?xún)赡M電子學(xué)基礎(chǔ)522022/11/16共源放大器的頻率特性分析只討論晶體管極間電容影響模擬電子學(xué)基礎(chǔ)522022/11/10共源放大器的頻率特性分模擬電子學(xué)基礎(chǔ)532022/11/16共源放大器的高頻等效電路密勒等效前密勒等效后模擬電子學(xué)基礎(chǔ)532022/11/10共源放大器的高頻等效電模擬電子學(xué)基礎(chǔ)542022/11/16共源放大器的頻率特性存在兩個(gè)極點(diǎn)其中由于密勒效應(yīng)，Cgd′比較大，導(dǎo)致輸入電容較大高頻響應(yīng)較差第一個(gè)極點(diǎn)是主導(dǎo)極點(diǎn)由于FET放大器的gm較小，密勒效應(yīng)不如BJT放大器顯著模擬電子學(xué)基礎(chǔ)542022/11/10共源放大器的頻率特性存模擬電子學(xué)基礎(chǔ)552022/11/16共漏放大器的頻率特性分析只討論晶體管極間電容影響模擬電子學(xué)基礎(chǔ)552022/11/10共漏放大器的頻率特性分模擬電子學(xué)基礎(chǔ)562022/11/16共漏放大器的頻率特性1個(gè)零點(diǎn)、2個(gè)極點(diǎn)：輸入電容較小高頻響應(yīng)優(yōu)于共源放大器模擬電子學(xué)基礎(chǔ)562022/11/10共漏放大器的頻率特性1模擬電子學(xué)基礎(chǔ)572022/11/16BJT放大器與FET放大器的比較共射電路共集電路共基電路共源電路共漏電路電壓放大系數(shù)高≈1高高<1電流放大系數(shù)高高≈1－－輸入電阻中等高低極高極高輸出電阻高低高高中高頻特性差好好差好模擬電子學(xué)基礎(chǔ)572022/11/10BJT放大器與FET放模擬電子學(xué)基礎(chǔ)582022/11/16雙管組合放大器雙管組合放大器的特點(diǎn)：發(fā)揮基本放大器的優(yōu)點(diǎn)，避免其缺點(diǎn)雙管組合電路的基本形式：共射-共基電路共集-共集電路共集-共射電路共集-共基電路復(fù)合管模擬電子學(xué)基礎(chǔ)582022/11/10雙管組合放大器雙管組合模擬電子學(xué)基礎(chǔ)592022/11/16共射－共基電路模擬電子學(xué)基礎(chǔ)592022/11/10共射－共基電路模擬電子學(xué)基礎(chǔ)602022/11/16共射－共基電路的特點(diǎn)電壓增益與共射電路相同輸入電阻與共射電路相同輸出電阻與共基電路相同，是共射電路的(1+b)倍高頻特性比共射電路好得多模擬電子學(xué)基礎(chǔ)602022/11/10共射－共基電路的特點(diǎn)電模擬電子學(xué)基礎(chǔ)612022/11/16共集－共集電路高輸入電阻低輸出電阻電壓增益近似等于1模擬電子學(xué)基礎(chǔ)612022/11/10共集－共集電路高輸入電模擬電子學(xué)基礎(chǔ)622022/11/16共集－共射電路電壓增益近似與共射電路相同高輸入電阻部分改善共射電路的高頻特性模擬電子學(xué)基礎(chǔ)622022/11/10共集－共射電路電壓增益模擬電子學(xué)基礎(chǔ)632022/11/16復(fù)合晶體管極性取決于第一個(gè)晶體管不同的復(fù)合方式有不同的特性參數(shù)共同的參數(shù)特點(diǎn)是：b很大模擬電子學(xué)基礎(chǔ)632022/11/10復(fù)合晶體管極性取決于第模擬電子學(xué)基礎(chǔ)642022/11/16多級(jí)放大器多級(jí)放大器的結(jié)構(gòu)多級(jí)放大器的小信號(hào)放大特性多級(jí)放大器的頻率特性模擬電子學(xué)基礎(chǔ)642022/11/10多級(jí)放大器多級(jí)放大器的模擬電子學(xué)基礎(chǔ)652022/11/16多級(jí)放大器的結(jié)構(gòu)前置放大級(jí)：與信號(hào)源的耦合，低噪聲主放大級(jí)：完成放大器的主要特性指標(biāo)輸出級(jí)：與負(fù)載的耦合，功率輸出模擬電子學(xué)基礎(chǔ)652022/11/10多級(jí)放大器的結(jié)構(gòu)前置放模擬電子學(xué)基礎(chǔ)662022/11/16多級(jí)放大器的交流小信號(hào)放大特性總增益（放大倍數(shù)）等于各級(jí)增益之積以分貝表示的總增益為各級(jí)增益之和后級(jí)的輸入阻抗是前級(jí)放大器的負(fù)載阻抗前級(jí)放大器的輸出阻抗是后級(jí)放大器的信號(hào)源阻抗總輸入阻抗等于首級(jí)放大器的輸入阻抗總輸出阻抗等于末級(jí)放大器的輸出阻抗模擬電子學(xué)基礎(chǔ)662022/11/10多級(jí)放大器的交流小信號(hào)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)672022/11/16多級(jí)放大器的級(jí)間耦合方式阻容耦合變壓器耦合直接耦合模擬電子學(xué)基礎(chǔ)672022/11/10多級(jí)放大器的級(jí)間耦合方模擬電子學(xué)基礎(chǔ)682022/11/16阻容耦合放大器靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，不存在相互影響無(wú)法放大很低頻率的信號(hào)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)682022/11/10阻容耦合放大器靜態(tài)工作模擬電子學(xué)基礎(chǔ)692022/11/16阻容耦合放大器的頻率特性高頻特性由各級(jí)放大器的高頻特性確定（由晶體管確定）低頻特性由耦合電路確定模擬電子學(xué)基礎(chǔ)692022/11/10阻容耦合放大器的頻率特模擬電子學(xué)基礎(chǔ)702022/11/16變壓器耦合放大器靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，不存在相互影響無(wú)法放大很低頻率和很高頻率的信號(hào)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)702022/11/10變壓器耦合放大器靜態(tài)工模擬電子學(xué)基礎(chǔ)712022/11/16變壓器耦合放大器的頻率特性高頻特性和低頻特性一般均由變壓器確定變壓器的小信號(hào)等效模型下截止頻率由L1確定上截止頻率由C01、C02'、L01、L02'等確定模擬電子學(xué)基礎(chǔ)712022/11/10變壓器耦合放大器的頻率模擬電子學(xué)基礎(chǔ)722022/11/16直接耦合放大器電路簡(jiǎn)單，能夠放大直流信號(hào)比較嚴(yán)重的問(wèn)題是放大器的漂移模擬電子學(xué)基礎(chǔ)722022/11/10直接耦合放大器電路簡(jiǎn)單模擬電子學(xué)基礎(chǔ)732022/11/16直接耦合放大器的頻率特性下限頻率為0（直流放大）上限頻率由各級(jí)放大器的高頻特性（晶體管）確定模擬電子學(xué)基礎(chǔ)732022/11/10直接耦合放大器的頻率特模擬電子學(xué)基礎(chǔ)742022/11/16多級(jí)放大器的頻率特性多級(jí)放大器的總帶寬總是小于各級(jí)的帶寬若存在某級(jí)的下截止頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他級(jí)的下截止頻率，某級(jí)的上截止頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他級(jí)的上截止頻率的情況下，多級(jí)放大器的頻率響應(yīng)主要就由這兩個(gè)頻率確定。模擬電子學(xué)基礎(chǔ)742022/11/10多級(jí)放大器的頻率特性多模擬電子學(xué)基礎(chǔ)752022/11/16本章習(xí)題3-103-113-123-133-143-163-17模擬電子學(xué)基礎(chǔ)752022/11/10本章習(xí)題3-10讀書(shū)之法

循序致精讀書(shū)之法

循序致精第3章

晶體管放大器第3章

晶體管放大器模擬電子學(xué)基礎(chǔ)782022/11/16放大器概述放大器的一般描述分析放大器的一般方法模擬電子學(xué)基礎(chǔ)22022/11/10放大器概述放大器的一般描模擬電子學(xué)基礎(chǔ)792022/11/16放大器的一般描述用雙口網(wǎng)絡(luò)表示一個(gè)放大器激勵(lì)與響應(yīng)是電壓或電流模擬電子學(xué)基礎(chǔ)32022/11/10放大器的一般描述用雙口網(wǎng)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)802022/11/16放大器的功能放大信號(hào)中的有效信息成分，抑制其中的無(wú)效信息成分一般情況下，只有變動(dòng)的信號(hào)才可能帶有有效信息，所以放大器的放大對(duì)象就是信號(hào)中的變動(dòng)部分由于信號(hào)的能量一般局限在某個(gè)頻率范圍內(nèi)，所以放大器都有其有效的工作頻段被放大信號(hào)的能量來(lái)自電源模擬電子學(xué)基礎(chǔ)42022/11/10放大器的功能放大信號(hào)中的模擬電子學(xué)基礎(chǔ)812022/11/16放大器的性能指標(biāo)增益電壓增益功率增益輸入阻抗輸出阻抗頻率響應(yīng)非線性失真模擬電子學(xué)基礎(chǔ)52022/11/10放大器的性能指標(biāo)增益模擬電子學(xué)基礎(chǔ)822022/11/16放大器的增益電壓增益電流增益跨導(dǎo)增益跨阻增益常將電壓（電流）增益的模取對(duì)數(shù)形式表示}常用，一般是一個(gè)復(fù)數(shù)}通常僅在分析的中間過(guò)程運(yùn)用模擬電子學(xué)基礎(chǔ)62022/11/10放大器的增益電壓增益}常模擬電子學(xué)基礎(chǔ)832022/11/16放大器的輸入阻抗和輸出阻抗輸入阻抗：輸入電壓與輸入電流之比輸出阻抗：輸出電壓與輸出電流之比通常是復(fù)數(shù)在電抗分量很小的條件下近似為輸入電阻與輸出電阻模擬電子學(xué)基礎(chǔ)72022/11/10放大器的輸入阻抗和輸出阻模擬電子學(xué)基礎(chǔ)842022/11/16放大器的頻率響應(yīng)定義電壓（電流）增益下降3dB為截止頻率上下截止頻率之間為放大器的通頻帶模擬電子學(xué)基礎(chǔ)82022/11/10放大器的頻率響應(yīng)定義電壓模擬電子學(xué)基礎(chǔ)852022/11/16放大器的非線性失真非線性失真一般指諧波失真與頻率失真有本質(zhì)的區(qū)別總諧波失真系數(shù)的定義模擬電子學(xué)基礎(chǔ)92022/11/10放大器的非線性失真非線性模擬電子學(xué)基礎(chǔ)862022/11/16放大器的一般分析過(guò)程按照分析的目的畫(huà)出等效電路根據(jù)等效電路列出電路方程求解方程，得到分析目標(biāo)的結(jié)果（參數(shù)），求解過(guò)程中可能要作合理的簡(jiǎn)化根據(jù)需要，重復(fù)上述步驟1～3根據(jù)得到的所有結(jié)果，分析電路的性能模擬電子學(xué)基礎(chǔ)102022/11/10放大器的一般分析過(guò)程按模擬電子學(xué)基礎(chǔ)872022/11/16晶體管單管放大器單管放大器的一般結(jié)構(gòu)單管放大器的分析方法單管放大器的頻率特性單管放大器的比較模擬電子學(xué)基礎(chǔ)112022/11/10晶體管單管放大器單管放模擬電子學(xué)基礎(chǔ)882022/11/16單管放大器的類(lèi)型BJT單管放大器共發(fā)射極放大器共集電極放大器共基極放大器FET單管放大器共源極放大器共漏極放大器共柵極放大器模擬電子學(xué)基礎(chǔ)122022/11/10單管放大器的類(lèi)型BJT模擬電子學(xué)基礎(chǔ)892022/11/16共射放大器的結(jié)構(gòu)直流偏置負(fù)載信號(hào)源信號(hào)輸入輸出共用發(fā)射極模擬電子學(xué)基礎(chǔ)132022/11/10共射放大器的結(jié)構(gòu)直流偏模擬電子學(xué)基礎(chǔ)902022/11/16直流偏置作用：提供晶體管合適的直流工作點(diǎn)注意點(diǎn)：正確區(qū)分直流回路(電容開(kāi)路，電感短路）分析方法：估算法圖解法模擬電子學(xué)基礎(chǔ)142022/11/10直流偏置作用：提供晶體模擬電子學(xué)基礎(chǔ)912022/11/16晶體管直流偏置的估算法分析已經(jīng)在第2章詳細(xì)講述要點(diǎn)：用帶閾值的二極管模型等效發(fā)射結(jié)，用CCCS等效集電結(jié)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)152022/11/10晶體管直流偏置的估算法模擬電子學(xué)基礎(chǔ)922022/11/16晶體管直流偏置的圖解法分析在晶體管輸入回路中，聯(lián)合晶體管輸入特性曲線與輸入部分的偏置電路特性曲線，其交點(diǎn)就是輸入回路的偏置點(diǎn)（靜態(tài)工作點(diǎn)）在晶體管輸出回路中，聯(lián)合晶體管輸出特性曲線與輸出部分的偏置電路特性曲線，其交點(diǎn)就是輸出回路的偏置點(diǎn)（靜態(tài)工作點(diǎn)）模擬電子學(xué)基礎(chǔ)162022/11/10晶體管直流偏置的圖解法模擬電子學(xué)基礎(chǔ)932022/11/16圖解法的例子（輸入回路）模擬電子學(xué)基礎(chǔ)172022/11/10圖解法的例子（輸入回路模擬電子學(xué)基礎(chǔ)942022/11/16圖解法的例子（輸出回路）模擬電子學(xué)基礎(chǔ)182022/11/10圖解法的例子（輸出回路模擬電子學(xué)基礎(chǔ)952022/11/16交流小信號(hào)分析在直流偏置基礎(chǔ)上疊加交流小信號(hào)只考慮交流回路足夠大的電容短路，足夠大的電感開(kāi)路直流電壓源短路，直流電流源開(kāi)路線性化近似晶體管用工作點(diǎn)附近交流小信號(hào)等效模型代替對(duì)線性電路求解模擬電子學(xué)基礎(chǔ)192022/11/10交流小信號(hào)分析在直流偏模擬電子學(xué)基礎(chǔ)962022/11/16共射放大器的低頻小信號(hào)等效電路模擬電子學(xué)基礎(chǔ)202022/11/10共射放大器的低頻小信號(hào)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)972022/11/16晶體管參數(shù)電路特性參數(shù){模擬電子學(xué)基礎(chǔ)212022/11/10晶體管參數(shù)電路特性參數(shù)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)982022/11/16單管放大器的一般分析過(guò)程根據(jù)要放大信號(hào)的特征，區(qū)分直流回路與交流回路（如果要放大的信號(hào)包含直流成分，則電路的直流回路與交流回路可能是一樣的）求晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)（保證晶體管工作在放大區(qū)），并求得晶體管小信號(hào)等效參數(shù)畫(huà)出交流小信號(hào)等效電路在交流小信號(hào)等效電路中，求出輸入輸出的電壓、電流關(guān)系，最后得到放大器的性能指標(biāo)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)222022/11/10單管放大器的一般分析過(guò)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)992022/11/16單管共射放大器的輸出動(dòng)態(tài)范圍研究輸出動(dòng)態(tài)范圍的目的：保證晶體管工作在放大區(qū)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)232022/11/10單管共射放大器的輸出動(dòng)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1002022/11/16由于動(dòng)態(tài)范圍不夠引起的輸出失真A飽和失真B截止失真模擬電子學(xué)基礎(chǔ)242022/11/10由于動(dòng)態(tài)范圍不夠引起的模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1012022/11/16共集電極放大器直流偏置負(fù)載信號(hào)源模擬電子學(xué)基礎(chǔ)252022/11/10共集電極放大器直流偏置模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1022022/11/16共集放大器的直流與交流回路注：直流回路的解法已經(jīng)在第二章解決模擬電子學(xué)基礎(chǔ)262022/11/10共集放大器的直流與交流模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1032022/11/16共集放大器的交流小信號(hào)等效電路注意：晶體管模型中受控源的控制電壓不等于vi模擬電子學(xué)基礎(chǔ)272022/11/10共集放大器的交流小信號(hào)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1042022/11/16共集放大器的特性電壓增益(近似為1）輸入電阻（若不考慮RB則可以很高）輸出電阻（很低）模擬電子學(xué)基礎(chǔ)282022/11/10共集放大器的特性電壓增模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1052022/11/16共基極放大器直流偏置負(fù)載信號(hào)源模擬電子學(xué)基礎(chǔ)292022/11/10共基極放大器直流偏置負(fù)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1062022/11/16共基放大器的交流小信號(hào)等效電路晶體管用共基極模型代替模擬電子學(xué)基礎(chǔ)302022/11/10共基放大器的交流小信號(hào)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1072022/11/16共基放大器的特性電壓增益（大小與共射相同）輸入電阻（低）輸出電阻（若不考慮RC，可以達(dá)到極高）模擬電子學(xué)基礎(chǔ)312022/11/10共基放大器的特性電壓增模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1082022/11/16共源極放大器模擬電子學(xué)基礎(chǔ)322022/11/10共源極放大器模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1092022/11/16FET放大器的偏置已經(jīng)在第2章解決一般用估算法計(jì)算：用場(chǎng)效應(yīng)管的大信號(hào)模型（ID的表達(dá)式）求解方程，要注意得到的解中有一個(gè)是多余的也可以用圖解法求解，方法與BJT放大器的完全一致模擬電子學(xué)基礎(chǔ)332022/11/10FET放大器的偏置已經(jīng)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1102022/11/16共源放大器的交流小信號(hào)等效電路模擬電子學(xué)基礎(chǔ)342022/11/10共源放大器的交流小信號(hào)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1112022/11/16共源放大器的特點(diǎn)輸入電阻很高。若不考慮偏置電阻，可以達(dá)到極高的數(shù)值電壓增益的形式類(lèi)似共發(fā)射極放大器，但是一般FET的gm較小，所以電壓增益小于共射放大器輸出電阻的形式也類(lèi)似共射放大器只有電壓控制模式（FET放大器共同特點(diǎn)）模擬電子學(xué)基礎(chǔ)352022/11/10共源放大器的特點(diǎn)輸入電模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1122022/11/16共漏極放大器模擬電子學(xué)基礎(chǔ)362022/11/10共漏極放大器模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1132022/11/16共漏放大器的交流小信號(hào)等效電路模擬電子學(xué)基礎(chǔ)372022/11/10共漏放大器的交流小信號(hào)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1142022/11/16共漏放大器的特點(diǎn)輸入電阻很高。若不考慮偏置電阻，可以達(dá)到極高的數(shù)值電壓增益的形式類(lèi)似共集電極放大器，但是一般FET的gm較小，所以電壓增益小于1輸出電阻較低，且與信號(hào)源內(nèi)阻無(wú)關(guān)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)382022/11/10共漏放大器的特點(diǎn)輸入電模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1152022/11/16單管放大器的頻率特性頻率特性包含高頻特性與低頻特性需考慮電路中電抗元件（電容、電感以及晶體管極間電容等）的影響作等效電路時(shí)應(yīng)該采用晶體管的高頻等效模型為了簡(jiǎn)化分析過(guò)程，有時(shí)用密勒定理對(duì)被分析的等效電路作單向化近似模擬電子學(xué)基礎(chǔ)392022/11/10單管放大器的頻率特性頻模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1162022/11/16共射放大器的頻率特性分析耦合電容影響低頻特性（將在多級(jí)放大器中討論）晶體管極間電容影響電路的高頻特性模擬電子學(xué)基礎(chǔ)402022/11/10共射放大器的頻率特性分模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1172022/11/16共射放大器的高頻小信號(hào)等效電路晶體管極間電容。注意電容Cb'c跨接在輸入輸出之間模擬電子學(xué)基礎(chǔ)412022/11/10共射放大器的高頻小信號(hào)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1182022/11/16密勒定理將跨接在四端網(wǎng)絡(luò)兩端的阻抗等效到四端網(wǎng)絡(luò)兩側(cè)注意：AV(s)包含Z(s)的作用模擬電子學(xué)基礎(chǔ)422022/11/10密勒定理將跨接在四端網(wǎng)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1192022/11/16密勒等效前：密勒等效后：模擬電子學(xué)基礎(chǔ)432022/11/10密勒等效前：模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1202022/11/16等效電源變換等效電源變換以后可以明顯看到電路具有2個(gè)極點(diǎn)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)442022/11/10等效電源變換等效電源變模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1212022/11/16共射放大器的頻率特性由于密勒效應(yīng)，Cb‘c'變得很大，極點(diǎn)w1的頻率較低（主導(dǎo)極點(diǎn)）模擬電子學(xué)基礎(chǔ)452022/11/10共射放大器的頻率特性由模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1222022/11/16共集放大器的頻率特性分析討論極間電容的影響模擬電子學(xué)基礎(chǔ)462022/11/10共集放大器的頻率特性分模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1232022/11/16共集放大器的高頻等效電路為了簡(jiǎn)化分析，先忽略此電容，節(jié)點(diǎn)電壓方程如下：RL'模擬電子學(xué)基礎(chǔ)472022/11/10共集放大器的高頻等效電模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1242022/11/16共集放大器的頻率特性由節(jié)點(diǎn)電壓方程解得：特點(diǎn)：1、零點(diǎn)與極點(diǎn)的頻率都很高，接近特征頻率

2、極點(diǎn)與零點(diǎn)頻率比較接近，具有互補(bǔ)作用

3、實(shí)際放大器由于Cb‘c的存在，上截止頻率受到影響低頻增益模擬電子學(xué)基礎(chǔ)482022/11/10共集放大器的頻率特性由模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1252022/11/16共基放大器的頻率特性分析討論晶體管極間電容的影響模擬電子學(xué)基礎(chǔ)492022/11/10共基放大器的頻率特性分模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1262022/11/16共基放大器的高頻等效電路忽略基區(qū)電阻rbb′后的簡(jiǎn)化電路模擬電子學(xué)基礎(chǔ)502022/11/10共基放大器的高頻等效電模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1272022/11/16共基放大器的頻率特性?xún)蓚€(gè)極點(diǎn)：特點(diǎn)：不存在密勒效應(yīng)，另外發(fā)射結(jié)電阻re也遠(yuǎn)小于共射放大器的rbe，所以?xún)蓚€(gè)極點(diǎn)的頻率都比較高模擬電子學(xué)基礎(chǔ)512022/11/10共基放大器的頻率特性?xún)赡M電子學(xué)基礎(chǔ)1282022/11/16共源放大器的頻率特性分析只討論晶體管極間電容影響模擬電子學(xué)基礎(chǔ)522022/11/10共源放大器的頻率特性分模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1292022/11/16共源放大器的高頻等效電路密勒等效前密勒等效后模擬電子學(xué)基礎(chǔ)532022/11/10共源放大器的高頻等效電模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1302022/11/16共源放大器的頻率特性存在兩個(gè)極點(diǎn)其中由于密勒效應(yīng)，Cgd′比較大，導(dǎo)致輸入電容較大高頻響應(yīng)較差第一個(gè)極點(diǎn)是主導(dǎo)極點(diǎn)由于FET放大器的gm較小，密勒效應(yīng)不如BJT放大器顯著模擬電子學(xué)基礎(chǔ)542022/11/10共源放大器的頻率特性存模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1312022/11/16共漏放大器的頻率特性分析只討論晶體管極間電容影響模擬電子學(xué)基礎(chǔ)552022/11/10共漏放大器的頻率特性分模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1322022/11/16共漏放大器的頻率特性1個(gè)零點(diǎn)、2個(gè)極點(diǎn)：輸入電容較小高頻響應(yīng)優(yōu)于共源放大器模擬電子學(xué)基礎(chǔ)562022/11/10共漏放大器的頻率特性1模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1332022/11/16BJT放大器與FET放大器的比較共射電路共集電路共基電路共源電路共漏電路電壓放大系數(shù)高≈1高高<1電流放大系數(shù)高高≈1－－輸入電阻中等高低極高極高輸出電阻高低高高中高頻特性差好好差好模擬電子學(xué)基礎(chǔ)572022/11/10BJT放大器與FET放模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1342022/11/16雙管組合放大器雙管組合放大器的特點(diǎn)：發(fā)揮基本放大器的優(yōu)點(diǎn)，避免其缺點(diǎn)雙管組合電路的基本形式：共射-共基電路共集-共集電路共集-共射電路共集-共基電路復(fù)合管模擬電子學(xué)基礎(chǔ)582022/11/10雙管組合放大器雙管組合模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1352022/11/16共射－共基電路模擬電子學(xué)基礎(chǔ)592022/11/10共射－共基電路模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1362022/11/16共射－共基電路的特點(diǎn)電壓增益與共射電路相同輸入電阻與共射電路相同輸出電阻與共基電路相同，是共射電路的(1+b)倍高頻特性比共射電路好得多模擬電子學(xué)基礎(chǔ)602022/11/10共射－共基電路的特點(diǎn)電模擬電子學(xué)基礎(chǔ)1372022/11/16共集－共集電路高輸入電阻低輸出電阻電壓增益近似等于1模擬電子學(xué)基礎(chǔ)61202