模拟电子技术基础课件：2-基本放大电路new.ppt

1、第二章 基本放大电路第二章第二章 基本放大电路基本放大电路2.1 2.1 放大的概念与放大电路的性能指标放大的概念与放大电路的性能指标2.2 2.2 基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理2.3 2.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法2.4 2.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定2.5 2.5 晶体管放大电路的三种接法晶体管放大电路的三种接法2.6 2.6 场效应管场效应管基本基本放大电路放大电路2.7 2.7 基本放大电路的派生电路基本放大电路的派生电路2.1 放大的概念与放大电路的性能指标一、放大的概念一、放大的概念二、放大电路的性能指标二、放大电路的性能指标一、放大

2、的概念u放大的对象：变化量（通常情况）放大的对象：变化量（通常情况）u放大的本质：能量的控制与转换放大的本质：能量的控制与转换u放大的特征：功率放大（电压或电流）放大的特征：功率放大（电压或电流）u放大的基本要求：不失真放大的基本要求：不失真或失真小于一定值或失真小于一定值判断电路能否放判断电路能否放大的基本出发点大的基本出发点VCC至少一路直流至少一路直流电源供电电源供电二、性能指标ioUUAAuuuioIIAAiiiioIUAuiioUIAiu1. 放大倍数：输出量与输入量之比：输出量与输入量之比电压放大倍数是最常被研究和测试的参数电压放大倍数是最常被研究和测试的参数信号源信号源信号源信号

3、源内阻内阻输入电压输入电压输入电流输入电流输出电压输出电压输出电流输出电流对信号而言，任何放大电路均可对信号而言，任何放大电路均可等效等效成二端口网络。成二端口网络。2. 输入电阻和输出电阻 将输出等效将输出等效成有内阻的电成有内阻的电压源，内阻就压源，内阻就是输出电阻。是输出电阻。LooLoooo) 1(RUURUUUR空载时输出空载时输出电压有效值电压有效值带带RL时的输出电时的输出电压有效值压有效值iiiIUR 输入电压与输入电压与输入电流输入电流有有效值效值之比。之比。从输入端看进去的从输入端看进去的等效电阻等效电阻 Ri 表征放大电路从信号源获取信号的能力。表征放大电路从信号源获取信

4、号的能力。 对电压放大器：对电压放大器：Ri越大，越大，ii 就越小，就越小，vi就越接近就越接近vs；即；即放大器对电压信号源损失越小。对电流放大器：放大器对电压信号源损失越小。对电流放大器：Ri越越小，小，ii 就越大，就越大，ii就越接近就越接近is；即放大器对电流信号源；即放大器对电流信号源损失越小。损失越小。R0是一个表征放大器带负载能力的参数。是一个表征放大器带负载能力的参数。 对于对于电压放大器电压放大器，Ro越越小小，该放大器带负载的能，该放大器带负载的能力越强，即负载变化时放大器输出给负载的电压基本力越强，即负载变化时放大器输出给负载的电压基本上保持不变。对于上保持不变。对于

5、电流放大器电流放大器，Ro越越大大，则带负载的，则带负载的能力越强。能力越强。输入电阻、输出电阻意义输入电阻、输出电阻意义3. 通频带4. 最大不失真输出电压Uom：交流有效值。交流有效值。 由于（耦合）电容、电感及放大管由于（耦合）电容、电感及放大管PN结的电容效应，使放大结的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。相移。衡量放大电路对衡量放大电路对不同频率不同频率信号的放大能力。信号的放大能力。下限频率下限频率上限频率上限频率LHbwfff5. 最大输出功率Pom和效率：功率放大电路的参数：功率放大电

6、路的参数2.2 基本共射放大电路的工作原理一、电路的组成及各元件的作用一、电路的组成及各元件的作用二、设置静态工作点的必要性二、设置静态工作点的必要性三、波形分析三、波形分析四、放大电路的组成原则四、放大电路的组成原则一、电路的组成及各元件的作用VBB、Rb：使：使UBE Uon，且有，且有合适的合适的IB。VCC：使：使UCEUBE，同时作为负，同时作为负载的载的转换转换能源能源。Rc：将：将iC转换成转换成uCE(uo) 。)( oCEcbIcuuuiiuR动态信号作用时：动态信号作用时： 输入（交变）电压输入（交变）电压ui为零时，晶体管各极的电流、为零时，晶体管各极的电流、b-e间的电

7、压、管压降称为间的电压、管压降称为静态工作点静态工作点Q，记作，记作IBQ、 ICQ（IEQ）、）、 UBEQ、 UCEQ。共射共射二、设置静态工作点的必要性 输出电压波形必然发生（严重）失真！输出电压波形必然发生（严重）失真！ 要解决失真问题，首先要解决失真问题，首先必需设置合适的静态工作点必需设置合适的静态工作点；且，且，Q点几乎影响着所有的动态参数！点几乎影响着所有的动态参数！ 为什么放大的对象是动态信号，却为什么放大的对象是动态信号，却要求要求晶体管在信号为晶体管在信号为零时有合适的直流电流和极间电压？零时有合适的直流电流和极间电压？三、基本共射放大电路的波形分析t tuCEUCEQV

8、CCOt tuCEUCEQVCCO饱和失真饱和失真底部失真底部失真截止失真截止失真顶部失真顶部失真输出和输入反相！输出和输入反相！动态信号动态信号驮载在静驮载在静态之上态之上与与iC变化变化方向相反方向相反 要想不失真，就要要想不失真，就要在信号的整个周期内在信号的整个周期内保证晶体管始终工作保证晶体管始终工作在放大区！在放大区！四、放大电路的组成原则 静态工作点合适：合适的直流电源、合适的电静态工作点合适：合适的直流电源、合适的电路路（元件）（元件）参数。参数。 动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负载上能够获得放大了的动态信号。载上能够获得放大了的

9、动态信号。 对实用放大电路的要求：对实用放大电路的要求：共地、直流电源种类共地、直流电源种类尽可能少、负载上无直流分量。尽可能少、负载上无直流分量。两种实用放大电路：（1 1）直接耦合放大电路直接耦合放大电路问题：问题：1. 两种电源两种电源2. 信号源与放大电路不信号源与放大电路不“共地共地”共地，且要使信号共地，且要使信号驮载在静态之上驮载在静态之上静态时，静态时，b1BEQRUU动态时，动态时，VCC和和uI同时作用同时作用于晶体管的输入回路。于晶体管的输入回路。将两个电源将两个电源合二为一合二为一有直流分量有直流分量有交流损失有交流损失 UBEQ（2 2）阻容耦合放大电路阻容耦合放大电

10、路 耦合电容的容量应耦合电容的容量应足够足够大大，即对于交流信号近似，即对于交流信号近似为短路。其作用是为短路。其作用是“隔离隔离直流、通过交流直流、通过交流”。静态时，静态时，C1、C2上电压？上电压？CEQC2BEQC1UUUU，动态时，动态时，C1、C2为耦合电容！为耦合电容！UBEQUCEQuBEuIUBEQ，信号驮载在静态之上。，信号驮载在静态之上。负载上只有交流信号。负载上只有交流信号。2.3 2.3 放大电路的分析方法一、放大电路的直流通路和交流通路一、放大电路的直流通路和交流通路二、图解法二、图解法三、等效电路法三、等效电路法一、放大电路的直流通路和交流通路1.直流通路 确定原

11、则：确定原则： Us=0，保留，保留Rs；电容开路；电容开路； 电感相当于短路（线圈电阻近似为电感相当于短路（线圈电阻近似为0）。）。2. 交流通路 确定原则：确定原则：直流电源相当于短路（内阻为直流电源相当于短路（内阻为0） ； 大容量电容相当于短路大容量电容相当于短路; 大容量电大容量电感相当于开路感相当于开路。 通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化简化分析，将它们分开，引入直流（分析，将它们分开，引入直流（偏置偏置）通路和交）通路和交流（流（信号信号）通路的概念。）

12、通路的概念。cCQCCCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUVI基本共射放大电路的直流通路和交流通路 列晶体管输入、输出回路方程，将列晶体管输入、输出回路方程，将UBEQ和和作为已知条作为已知条件，令件，令ICQIBQ，可估算出静态工作点。，可估算出静态工作点。 VBB越大，越大，UBEQ取不同的取不同的值所引起的值所引起的IBQ的误差越小。的误差越小。交流通路交流通路直流通路直流通路cCQCCCEQBQCQbBEQCCBQ RIVUIIRUVI当当VCCUBEQ时，时，bCCBQRVI已知：已知：VCC12V， Rb600k， Rc3k ， 100。 Q？直流通路直流通路阻容耦合单

13、管共射放大电路的直流通路和交流通路交流通路交流通路二、图解法bBBBBERiVucCCCCERiVu 输入回路输入回路负载线负载线QIBQUBEQIBQQICQUCEQ负载线负载线1. 静态分析：图解二元方程：图解二元方程2. 电压放大倍数的分析符号为“”。反相，与给定uuAuuuuAuuiiuIOIOOCECBI)(bBIBBBERiuVuIuBBQBiIICiCEu斜率不变斜率不变3. 直流负载线与交流负载线 对于上图所示的阻容耦合放大器，显然其交流（动态）输出电压对于上图所示的阻容耦合放大器，显然其交流（动态）输出电压是集电极电流是集电极电流ic在在Rc/RL上产生的压降！（上产生的压降

14、！（vce与与直流不同！）直流不同！）直流负载线直流负载线交流负载线交流负载线斜率：斜率：-1/ RC交流通路交流通路cCCCCERiVu 空载时空载时带载时带载时与直流负载线相同与直流负载线相同 LcCCLcLcCQCEQRRiVRRiRRIUu/ /CCCE 注意：注意：直接耦合放大电路直流负载线和交流负载线重合（直接耦合放大电路直流负载线和交流负载线重合（空载、带载空载、带载）斜率：斜率：-1/ (RC/RL)iB2iB1iB/uAiC/mAvBE/ViB/uAiC/mAttttvCE/VvCE/VvBE/VVBEVCEIBICQQIBCCCRVQ点沿输入特点沿输入特性上下移动性上下移动

15、Q点沿交流负点沿交流负载线上下移动载线上下移动iC = IC + ic=Ib+ibvCE = VCE + vcevBE = VBE + vbeiB = IB + ib负载线法放大器动态分析负载线法放大器动态分析4. 失真分析4. 失真分析 截止失真截止失真消除方法：增大消除方法：增大VBB，即向上平移输入回路负载线。，即向上平移输入回路负载线。t截止失真是在输入回路截止失真是在输入回路首先首先产生失真！产生失真！减小减小Rb能消除截止失真吗？能消除截止失真吗？ 饱和失真饱和失真 消除方法：消除方法：增大增大Rb，减小，减小Rc，减小，减小，减小减小VBB，增大增大VCC。 Q QRb或或或或V

16、BB Rc或或VCC：饱和失真（主要）是输出回路产生的失真。：饱和失真（主要）是输出回路产生的失真。2 最大不失真输出电压最大不失真输出电压Uom ：比较（：比较（UCEQ UCES ）与（）与（ VCC UCEQ ），取其小者，除以），取其小者，除以 ( (? ?) ) 。这可不是这可不是好办法！好办法！最大不最大不截止失真电压截止失真电压 22LCCEQCCcutCERIUVU 最大不饱和失最大不饱和失真电压真电压 2CESCEQsatCEUUU 1）直流偏置电路（即直流通路）要保证器件工作在放）直流偏置电路（即直流通路）要保证器件工作在放大状态。大状态。（判断发射结、集电结的偏置）（判断

17、发射结、集电结的偏置）2）交流通路中）交流通路中观察观察 信号能送入信号能送入BJT 放大后信号能送到负载放大后信号能送到负载讨论：1. 放大器的正常工作判别放大器的正常工作判别放大器能否正常工作取决于以下几点：放大器能否正常工作取决于以下几点：RBRC+VCCvivoT(a)VBBRBRC+VCCvivoT(c)CRBRC+VCCvivoT(b)解解:(:(a) )电路不能放大，基极没有偏置电路，克服方法可在电路不能放大，基极没有偏置电路，克服方法可在电源和基极间加电阻解决。电源和基极间加电阻解决。 ( (b) )不能放大，除没有静态工作点外，交流信号输入时不能放大，除没有静态工作点外，交流

18、信号输入时被电容短路了。克服放法是加偏置，并去掉电容。被电容短路了。克服放法是加偏置，并去掉电容。 ( (c) )不能放大，交流时被不能放大，交流时被VBB短路了，可以在短路了，可以在VBB回路加回路加电阻来解决。电阻来解决。例例: : 放大电路如图，电路中的电容器对输入交流信号可视放大电路如图，电路中的电容器对输入交流信号可视为短路，根据构成放大电路的原则，试说明下面的各种电为短路，根据构成放大电路的原则，试说明下面的各种电路对交流信号有无放大作用，要说明其理由。路对交流信号有无放大作用，要说明其理由。 RCRBTC1C2+VCCvivo(d)RBRBVCCvsvoT(e)TC2RCRBvi

19、voC1RLVCC(f)C3( (d) )没有基极电流没有基极电流 , , 管子截止了。把基极电阻管子截止了。把基极电阻RB从电源改从电源改接到地。接到地。( (e) )不能放大，信号不能直接接管子的不能放大，信号不能直接接管子的B-E之间，信号的负之间，信号的负半周将截止。信号输入应加隔直电容。半周将截止。信号输入应加隔直电容。( (f) )偏置没有问题，但交流信号输入时管子的集电极对地短偏置没有问题，但交流信号输入时管子的集电极对地短路，即输出对地短路。不能正常放大。路，即输出对地短路。不能正常放大。讨论：2.基本电路与输出特性Q点如下1. 在什么参数、如何变化时在什么参数、如何变化时Q1

20、 Q2 Q3 Q4？2. 从输出电压上看，哪个从输出电压上看，哪个Q点下最易产生截止失真？哪个点下最易产生截止失真？哪个Q点下最易产生饱和失真？哪个点下最易产生饱和失真？哪个Q点下点下Uom最大？最大？3. 设计放大电路时，应根据什么选择设计放大电路时，应根据什么选择VCC？三、等效电路法 半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。所半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。所谓等效就是：基于线性元件建立器件模型，从而谓等效就是：基于线性元件建立器件模型，从而近似地近似地描述非线性器件的特性。描述非线性器件的特性。1. 直流模型：适于：适于Q点的分析点的分析理想二极管理想二极管利用估算

21、法求解静态工作点，实质上是利用了直流模型。利用估算法求解静态工作点，实质上是利用了直流模型。cCQCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUVICC输入回路等效为输入回路等效为恒压源恒压源输出回路等效为电流控制的电流源输出回路等效为电流控制的电流源2. 晶体管的h参数等效模型（交流等效模型） 在交流通路中可将晶体管看成在交流通路中可将晶体管看成为一个二端口网络，输入回路、为一个二端口网络，输入回路、输出回路各为一个端口。输出回路各为一个端口。)()(CEBCCEBBEuifiuifu，低频小信号模型低频小信号模型ce22b21cce12b11be UhIhIUhIhU在低频、小信号作用下

22、的关系式在低频、小信号作用下的关系式CECECBBCCCECEBEBBBEBEddddddBCEBCEuuiiiiiuuuiiuuIUIU交流等效模型（按式子画模型）交流等效模型（按式子画模型）电阻电阻无量纲无量纲无量纲无量纲电导电导h参数的物理意义参数的物理意义beBBE11CEriuhUBCEBE12IuuhCEBC21UiihceCEC221Bruihib-e间的间的动态电阻动态电阻内反馈内反馈系数系数交流电流放大系数交流电流放大系数c-e间的电导间的电导分清主次，合理近似！什么情况下分清主次，合理近似！什么情况下h12和和h22的作用可忽略不计？的作用可忽略不计？简化的简化的h参数等效

23、电路交流等效模型参数等效电路交流等效模型beTbebbbebbbEQ (1)(1)UUrrrrII查阅手册查阅手册基区体电阻基区体电阻发射结电阻发射结电阻发射区体电阻发射区体电阻数值小可忽略数值小可忽略利用利用PN结的电流方程可求得结的电流方程可求得由由IEQ算出算出在输入特性曲线上，在输入特性曲线上，Q点越高，点越高，rbe越小！越小！3. 放大电路的动态分析)()(bebbbebiirRIrRIUccoRIUbebcio rRRUUAubebiiirRIURcoRR 放大电路的放大电路的交流等效电路交流等效电路输入阻抗输入阻抗输出阻抗输出阻抗直流耦合电路直流耦合电路阻容耦合共射放大电路的动

24、态分析阻容耦合共射放大电路的动态分析beLbebLcio )(rRrIRRIUUAcubebebirrRRuuARRRUUUUUUAisiiosisoscoRR 输入电输入电阻中不阻中不应含有应含有Rs!输出电输出电阻中不阻中不应含有应含有RL!交流等效电路交流等效电路例（例（2.3.3）已知：）已知：12,510,3,3150,80,0.7bLBEQbbVccV RRckRkrUV.(1).,uioARR.(2).2,usioRskAR R若再求试求：试求：解解：（：（1）由由cCQCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUVICCTbebbEQ(1)UrrIbeLbebLcio )(

25、rRrIRRIUUAcuuuARRRUUUUUUAisiiosisosbebebirrRRcoRR （2）可求得静态可求得静态Q点点!交流等效模型交流等效模型2. 空载和带载两种情况下空载和带载两种情况下Uom分别为多少？分别为多少？讨论一beLc )( rRRAu 已知已知ICQ2mA，UCES0.7V。 EQTbbbe)1 (IUrr1. 在空载情况下，当输入信号在空载情况下，当输入信号增大时，电路首先出现饱和失增大时，电路首先出现饱和失真还是截止失真？若带负载的真还是截止失真？若带负载的情况下呢？情况下呢？3. 在图示电路中，有无可能在空载时输出电压失真，而在图示电路中，有无可能在空载时

26、输出电压失真，而带上负载后这种失真消除？带上负载后这种失真消除？4. 增强电压放大能力的方法？增强电压放大能力的方法？60)( 120)(beLcisiiosisosbeLcrRRRRRUUUUUUArRRAuu讨论二：阻容耦合共射放大电路的静态分析和动态分析：阻容耦合共射放大电路的静态分析和动态分析k180ber，V2 . 7mA6 . 1A20cCQCCCEQBQCQbCCbBEQCCBQRIVUIIRVRUVI3k 1kcobebebiRRrrRR2.4 静态工作点的稳定一、温度对静态工作点的影响一、温度对静态工作点的影响二、静态工作点稳定的典型电路二、静态工作点稳定的典型电路三、稳定静

27、态工作点的方法三、稳定静态工作点的方法一、温度对静态工作点的影响 所谓所谓Q点稳定，是指点稳定，是指ICQ和和UCEQ在温度变化时基本不变，在温度变化时基本不变，这是靠这是靠IBQ的变化得来的。的变化得来的。 若温度升高时要若温度升高时要Q回到回到Q，则只有减小则只有减小IBQT（ ）ICQQICEO若若UBEQ不变不变IBQQ二、静态工作点稳定的典型电路 直流通路？直流通路？Ce为旁路电容，在交流为旁路电容，在交流通路中可视为短路通路中可视为短路1. 电路组成CCb21b1bBQVRRRUeBEQBQEQ RUUI2. 稳定原理 为了稳定为了稳定Q点，通常点，通常I1 IB，即，即I1 I2

28、；因此；因此基本不随温度变化。基本不随温度变化。T IC IE IC UEQ 、UBQ不变不变 UBE 稳定过程：稳定过程：IB Re 的的作用作用T()ICUE UBE（UB基本不变）基本不变） IB IC Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定。点越稳定。关于反馈的一些概念：关于反馈的一些概念： 将输出量通过一定的方式引回输入回路，从而将输出量通过一定的方式引回输入回路，从而影响输入影响输入量的措施称为量的措施称为反馈反馈。 直流通路中的反馈称为直流反馈。直流通路中的反馈称为直流反馈。 反馈的结果使输出量的变化减小的称为反馈的结果使输出量

29、的变化减小的称为负反馈负反馈，反之称，反之称为为正反馈正反馈。Re有上限值吗？有上限值吗？IC通过通过Re转换为转换为UE影响影响UBE温度升高温度升高IC增大，反馈的结果使之减小增大，反馈的结果使之减小3. Q 点分析b21bbCCb21b1bBBRRRVRRRVeBEQBQEQCCb21b1bBQRUUIVRRRU)( ecEQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVU1EQBQII分压式电流负反馈工作点稳定电路分压式电流负反馈工作点稳定电路Rb上静态电压是上静态电压是否可忽略不计？否可忽略不计？eEQBEQbBQBBRIURIV?)1 (eb2b1RRR判断方法：判断方法：4. 动态

30、分析beLio rRUUAubeb2b1irRRRcoRR ee)1 ( )( beLebebLcbioRrRRIrIRRIUUAu)1 (ebeb2b1iRrRRR利利?弊弊?eLbee)1 (RRArRu，则若无旁路电容无旁路电容Ce时：时：如何提高电压如何提高电压放大能力？放大能力？三、稳定静态工作点的方法 引入直流负反馈引入直流负反馈 温度补偿：利用对温度敏温度补偿：利用对温度敏感的元件，在温度变化时感的元件，在温度变化时直接影响输入回路。直接影响输入回路。 例如，例如，Rb1或或Rb2采用热敏采用热敏电阻。电阻。 它们的它们的温度系数？温度系数？Bb1CBBEEC )(URIIUUI

31、T 清华大学 华成英 讨论一图示两个电路中是否采用了措施来稳定静态工作点？图示两个电路中是否采用了措施来稳定静态工作点？若采用了措施，则是什么措施？若采用了措施，则是什么措施？SIRLRB + +C1C2vi+VCCRCvO三种三种CE电路的电路的AV 、Ri 、RO 计算公式比较：计算公式比较：Ri =RB/rbe Ri =R1/R2/rbe Ri =R1/R2/rbe +(1+ )RE11beLV)1(ERrRA beLVrRA beLVrRA RO= RCRO= RCRO= RC+TviR2RCC1C2RLvoR1RECE+ +VCCRE2RE1+TviR2RCC1C2RLvoR1CE+

32、 +VCC2.5 晶体管放大电路的三种接法一、基本共集放大电路一、基本共集放大电路二、基本共基放大电路二、基本共基放大电路三、三种接法放大电路的比较三、三种接法放大电路的比较一、基本共集放大电路eEQCEQCCeEQBEQbBQBBRIUVRIURIVeEQCCCEQBQEQebBEQBBBQ)1 ()1 (RIVUIIRRUVI1. 静态分析2. 动态分析：电压放大倍数：电压放大倍数ebebeeebebbeeio)1 ()1 ( )(RrRRRIrRIRIUUAu。，即，则）若（ 1 1iobebeUUArRRu故称之为射故称之为射极跟随器极跟随器Uo Ui交流等效模型？交流等效模型？2.

33、动态分析：输入电阻的分析：输入电阻的分析ebebbiiii)1 (RrRIUIURRi与负载有关！与负载有关！RL)/)(1 (LebebiRRrRR带负载电阻后带负载电阻后从基极看从基极看Re，被增，被增大到（大到（1+）倍）倍2. 动态分析：输出电阻的分析：输出电阻的分析1 )1 (bebebeboeooeooooerRRrRURUUIIUIURRRo与信号源内阻有关！与信号源内阻有关！3. 特点：特点：输入电阻大，输出电阻小；只放大电流，不放大电输入电阻大，输出电阻小；只放大电流，不放大电压；在一定条件下有电压跟随作用！压；在一定条件下有电压跟随作用！有功率增益！有功率增益！ oU令令U

34、s为零，保留为零，保留Rs，在输出端加，在输出端加Uo，产生，产生Io, 。oooIUR 从射极看基极回路电阻，被减从射极看基极回路电阻，被减小到（小到（1+）倍）倍直流通路直流通路CCBVRRRU 212CQEBEQBIRUUI EQ1) ) 静态计算静态计算EEQCCRIVU CEQIER1VCCRCRER2UBRSRLvsR1 + +C1C2vi+VCCvoR2RE+补充：实用共集电极电路补充：实用共集电极电路 ( (射极输出器射极输出器) )2) ) 画画微变等效电路微变等效电路交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路RSRLvsR1 + +C1C2vi+VCCvoR2RE+RB= R

35、1/R2RSRLRB + +REcbe+0UiUsU0UbIeIiUbI sURB+ +RSecbrbe+RERL 3) ) 计算计算AV 、Ri 、RORL =RE/ RLLLLL)(1)(1)(1)(1 RrRRIrIRIUUAbebbebbioU )1(/ )1(/ )(/)(/iLbeBbLbbebBbiBBiiiRrRIRIrIRIURRRIUR Ri = RB / Ri 0UbIeIiUbI sURB+ +RSecbrbe+RERL RB+ RiRiiIbIiU0iUrIUbeb 0)1()/(LbLEeRIRRIU LsRuttOIUR ,0求求RO( (用外加电源法用外加电源法

36、) )(/)(/eoEOEOIURRRR 1 )1()/(SbebBSbebeoRrIRRrIIU 1/SbeEORrRRRS = RS/RB0UbIeIiUbI sURB+ +RSecbrbe+RERL tUbIeIbIRBRE+RSecbrbe tI)/(0BsbebRRrIU LL)(1)(1 RrRAbeV L)(1Rrbe AV1( = 0.9 0.99 )共集电极电路特点共集电极电路特点1. AV 特点特点A) ) 输出电压与输入电压近似相等，电压未被放大，输出电压与输入电压近似相等，电压未被放大， 但是电流被放大，即输出功率得到放大。但是电流被放大，即输出功率得到放大。B) )

37、输入输出同相，输出电压跟随输入电压，称输入输出同相，输出电压跟随输入电压，称CC电电路为路为电压跟随器电压跟随器。RSRLvsR1 + +C1C2vi+VCCvoR2RE+射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。所谓射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。所谓带负载能力强，是指当负载变化时，输出电压幅度基本带负载能力强，是指当负载变化时，输出电压幅度基本不变。不变。射极输出器的输入电阻很射极输出器的输入电阻很大，从信号源取得的电压信大，从信号源取得的电压信号幅度大。号幅度大。2. Ri与与RO特点特点)1(/LbeBiRrRR 1/SbeEORrRRA) )把射极输出器放在电路的首级，可以提高

38、输入电阻。把射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。B) )将射极输出器放在电路的末级，可以降低电路的输将射极输出器放在电路的末级，可以降低电路的输出电阻，提高带负载能力。出电阻，提高带负载能力。RSRLvsR1 + +C1C2vi+VCCvoR2RE+二、基本共基放大电路eBEQBBEQRUVI1EQBQIIBEQcEQCCCEQURIVUCCBEQCEQeCQBBeEQBEQVUURIVRIU1. 静态分析2. 动态分析3. 特点：输入电阻小，频带宽！只放大电压，不放大电流！输入电阻小，频带宽！只放大电压，不放大电流！1beeirRRcoRR ebecbebeeccio)1 ( RrR

39、rIRIRIUUAu补充：实用共基补充：实用共基( (CB) )放大电路放大电路电路特点：电路特点：BJT发射极作输入，发射极作输入，基极交流接地。基极交流接地。uo+ +uiR1RCC1C2RLR2Cb VCCRE+uiR1RCCbC2RLvoR2REC1+ +VCC两种不同画法的两种不同画法的CB电路：电路：BJT立放画法立放画法BJT横放画法横放画法直直流流通通路路R1VCCRCRER2UB电路的直流通路为电路的直流通路为分压偏置电路分压偏置电路1).).静态工作点静态工作点( (Q点点) )的估算的估算212BCCRUVRR CQIRUUI EBEQBEQUCEQ=VCC - ICQR

40、C - IEQRE VCC - ICQ(RC +RE)。+uiR1RCCbC2RLvoR2REC1+ +VCCvo+ +viR1RCC1C2RLR2CB RSvsVCCRE+2).).微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路交流通路交流通路iU+ +RCRL RSRE+sU0UsURERCRL+ + RSecbrbe+eIbIbI0UiU3) ) 计算计算AV 、Ri 、RObeLbebLbi0U )/(rRrIRRIUUAC 无源单口无源单口Ri = RE / Ri 1 )1(bebeirIrIIURbebi)1(/bei rRREsURERCRL+ + RSecbrbe+eIbIb

41、I0UiUbebrIU i)/(0LCbRRIU RE+ RiiUiIeICRuttORIURLS ,0 , beLrRAU , )1(/be rRREiRO= RC 。有源单口有源单口 当当uS = 0 时，时，ib0 , ib = 0 ， 受控源开路受控源开路。RORL+voio sURERCRL+ + RSecbrbe+eIbIbI0UiU三、三种接法的比较：空载情况下空载情况下 接法接法 共射共射 共集共集 共基共基 Au 大大 小于小于1 大大 Ai 1 Ri 中中 大大 小小 Ro 大大 小小 大大 频带频带 窄窄 中中 宽宽讨论一： 图示电路为哪种基本接法的放大电路？它们的静态工

42、作点图示电路为哪种基本接法的放大电路？它们的静态工作点有可能稳定吗？求解静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和有可能稳定吗？求解静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的表达式。输出电阻的表达式。接法接法共射共射共集共集共基共基输入输入bbe输出输出cec电路如图，所有电容对交流信号均可视为短路。电路如图，所有电容对交流信号均可视为短路。1. Q点怎么算？点怎么算？讨论二2. Re有稳定有稳定Q点的作用吗？点的作用吗？3. 电路的交流等效电路？电路的交流等效电路？ 4. V 变化时，电压放大倍数如何变化？变化时，电压放大倍数如何变化？清华大学 华成英 )(1 ()(DebeLcRrRrRRA

43、uuuArVrrRRArRRDDbeLcDe)1 ()(，时，当讨论二改变电压放大倍数改变电压放大倍数重点掌握重点掌握三种基本放大电路的三种基本放大电路的静态静态与与动态动态分析分析。，电电路路： /CECObeibeLVRRrRRRrRA21。，电电路路： /CBCObeEibeLVRRrRRrRA1。电电路路： / ,/ , / , )(/ ,)()(CCLELSSSbeEOLbeiLbeLVRRRRRRRRrRRRrRRRRrRA21211111CE电路：电路：有一定的电压、电流放大倍数有一定的电压、电流放大倍数; ; vo与与vi反相反相; ; Ri阻值阻值适中适中; ; RO阻值较高

44、阻值较高, ,多用于多级放大器的中间级。多用于多级放大器的中间级。CB电路：电路：有电压放大有电压放大, ,但无电流放大作用但无电流放大作用; ; vo与与vi同相同相; ; Ri阻阻 值很小值很小; ; RO阻值较高阻值较高, ,多用于高频放大电路。多用于高频放大电路。CC电路：电路：有电流放大有电流放大, ,但无电压放大作用但无电压放大作用; ; vo与与vi同相同相; ; Ri阻值阻值很大很大; ; RO阻值很小阻值很小, ,适于作电路的输入或输出级电路适于作电路的输入或输出级电路2.6 场效应管及其基本放大电路一、场效应管一、场效应管二、场效应管放大电路静态工作点的设置方法二、场效应管

45、放大电路静态工作点的设置方法三、场效应管放大电路的动态分析三、场效应管放大电路的动态分析场效应晶体管场效应晶体管( (Field Effect Transistor) )是一种利用电场是一种利用电场效应来控制电流的三极管，与双极性晶体管效应来控制电流的三极管，与双极性晶体管( (BJT) )不同，不同，导电过程中只有一种载流子参与，所以又称为单极型晶导电过程中只有一种载流子参与，所以又称为单极型晶体管。体管。1）结型场效应晶体管，简称）结型场效应晶体管，简称JFET (Junction type Field Effect Transister) ；2）绝缘栅型场效应晶体管，简称）绝缘栅型场效应

46、晶体管，简称IGFET ( Insulated Gate Field Effect ransister)， 也简称为也简称为MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET)。1. FET的分类的分类FET按结构分为两大类：按结构分为两大类：2.6.1 场效应管（场效应管（FET）简介）简介存在两种类型的存在两种类型的JFET ，四种类型的四种类型的MOSFET。JFETMOSFETN沟道沟道耗尽型耗尽型( (正极性晶体管正极性晶体管) )N沟道沟道耗尽型、耗尽型、N沟道增强型沟道增强型 (Depletion) (Enhancement)P沟道沟道耗尽型耗尽型( (负极

47、性晶体管负极性晶体管) )P沟道沟道耗尽型、耗尽型、P沟道增强型沟道增强型JFETGSDMOSFETDGS2 . FET电路符号电路符号D(Drain) 漏极漏极G(Gate) 栅极栅极S(Source)源极源极1）. FET的的D到到S之间的电流通道称为之间的电流通道称为沟道沟道2）. 以以N型材料为沟道的型材料为沟道的FET称为称为N沟道沟道FET3）. 以以P型材料为沟道的型材料为沟道的FET称为称为P沟道沟道FET4）. VGS= 0时存在沟道的时存在沟道的FET称为称为耗尽型耗尽型FET5）. VGS= 0时不存在沟道的时不存在沟道的FET称为称为增强型增强型FETFET名词：名词：

48、FET与与BJT三电极对应关系三电极对应关系DGSCBECBEDGS增强型增强型DGS耗尽型耗尽型3. FET主要特点：主要特点：1). FET是一种电压控制器件，其模型具有是一种电压控制器件，其模型具有VCCS特性特性; ;2). FET输入阻抗高输入阻抗高, ,易实现直接耦合易实现直接耦合; ;3). FET工作频率高工作频率高, ,开关速度快；开关速度快；4). FET工艺简单，易集成工艺简单，易集成( LSI &VLSI );5). FET噪声低，可用于高灵敏放大器噪声低，可用于高灵敏放大器JFET输入电阻约输入电阻约为为106 109 。而而MOSFET输入电阻可高达输入电阻可高达1

49、015 。最早发明的晶体管是最早发明的晶体管是JFET;最有发展潜力的晶体管是最有发展潜力的晶体管是MOS管管; ;目前大多数目前大多数IC内部采用的晶体管是内部采用的晶体管是MOS管。管。IG0ID = ISIDIGGSDIS一一. 结构（以结构（以N沟道沟道JFET为例）为例）NPPDGS(Drain)(Gate)(Source)DGSDGS电路符号：电路符号：N沟道：沟道：P沟道：沟道：结型场效应晶体管结型场效应晶体管(JEFT)1. .结构（以结构（以N沟道沟道JFET为例）为例）NPPDGS(Drain)(Gate)(Source)FET名词：名词：l 沟道：沟道：D到到S之间的之间

50、的电流通道。电流通道。l 沟道电流：沟道电流：D到到S之之间流动的电流，又称漏间流动的电流，又称漏极电流极电流iD ；iD=iS。l 沟道电阻：沟道电阻：D和和S之之间呈现的等效电阻。间呈现的等效电阻。2. 工作原理（以工作原理（以N沟道沟道JFET为例）为例）PPDGS uGS对沟道的控制作用对沟道的控制作用当当uGS0时，时，当沟道当沟道全夹断时全夹断时，对应的，对应的栅源电压栅源电压VGS称为称为夹断电夹断电压压VGS(off) 。对于对于N沟道的沟道的JFET：PN结反偏结反偏耗尽层加厚耗尽层加厚沟道变窄。沟道变窄。uGS继续减小，沟道继续变窄；继续减小，沟道继续变窄；VGS(uGS)