电子技术基础第3章放大电路基础课件.ppt

1、第第3章章 放大电路基础放大电路基础第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.1 放大的概念及放大电路的主要性能指标放大的概念及放大电路的主要性能指标 3.2 基本放大电路的组成及工作原理基本放大电路的组成及工作原理 3.3 基本放大电路的分析方法基本放大电路的分析方法 3.4 放大电路静态工作点的稳定放大电路静态工作点的稳定 3.5 三极管放大电路的三种组态及其比较三极管放大电路的三种组态及其比较 3.6 场效应管放大电路场效应管放大电路 3.7 多级放大电路放大电路多级放大电路放大电路 第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.1.1 放大的概念放大的概念3.1 放大的概念及放大电路的主要性能

2、指标放大的概念及放大电路的主要性能指标 所谓放大放大，实质上是实现能量的控制和转换。并且放大的对象是变化变化量。量。能够控制能量的元件称为有源元件有源元件，晶体三极管和场效应管就是这种有源元件，它们是构成放大电路的核心元件。3.1.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标放大电路性能指标测试电路放大电路性能指标测试电路第第3章章 放大电路基础放大电路基础1.放大倍数 物理意义：物理意义：放大倍数是衡量一个放大电路放大能力的指标。放大倍数越大，则放大电路的放大能力越强。（1）电压放大倍数）电压放大倍数oiuUAU（2）电流放大倍数）电流放大倍数 oiiIAI2输入电阻 物理意义：物理意义：输入电

3、阻用于衡量一个放大电路向信号源索取信号大小的能力。输入电阻越大，表明放大电路从信号源索取的电流越小，放大电路所得到的输入电压Ui就越接近信号源电压US。所以说，为使放大电路从信号源索取到更大的电压信号，就要增大输入电阻。iiiURIooiiSSSiSiuuUUURAAUUURR第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.输出电阻 物理意义：物理意义：输出电阻是衡量一个放大电路带负载能力的指标，用Ro表示。输出电阻越小，则放大电路的带负载能力越强。oooURIUS=0RL=实际测试放大电路的输出电阻时，常用以下公式ooLo1URRU4.通频带 物理意义：物理意义：通频带是衡量一个放大电路对不同频率的

4、输入信号适应能力的指标。我们把放大倍数下降到中频放大倍数Aum的0.707倍的两个点所限定的频率范围定义为放大电路的通频带，用符号fBW表示，如下图所示。其中fL称为下限频率下限频率，fH称为上限频率上限频率，fL与fH之间的频率范围即为通频带通频带。第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.2.1 基本放大电路的组成及各元件作用基本放大电路的组成及各元件作用3.2 基本放大电路的组成及工作原理基本放大电路的组成及工作原理放大电路的组成必须遵循以下原则：（1）直流电源的极性必须使三极管处于放大状态，即发射结正偏，集电结反偏，否则管子无电流放大作用。（2）输入回路的接法应使输入电压的变化量ui能够

5、传送到三极管的基极回路，并使基极电流产生相应的变化量iB。（3）输出回路的接法应保证集电极电流的变化量iC能够转化为集电极电压的变化量uCE，并传送到放大电路的输出端。右图所示就是按以上原则组成的放大电路。该电路有两个缺点：一是需要两路直流电源VCC和VBB，不方便也不经济；二是输入电压ui与输出电压uo不共地。为此，需对此电路进行改进进行改进。第第3章章 放大电路基础放大电路基础 改进后的电路如图（a）所示，图（b）是简化画法。下图所示电路通常称为阻容耦合单管共射放大电路阻容耦合单管共射放大电路。阻容耦合单管共射放大电路阻容耦合单管共射放大电路第第3章章 放大电路基础放大电路基础 例例3-1

6、 试判断下图所示各电路能否对输入信号不失真地进行放大，并简述理由。第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.2.2 基本放大电路的工作原理基本放大电路的工作原理 特点：特点：交直流共存 分析思路：分析思路：为了便于分析，通常将直流和交流分开来讨论（仅是一种分析方法），也即所谓的放大电路的静态分析静态分析和动态分析动态分析。1.放大电路的静态 当放大电路的输入信号ui=0时，电路中只有直流电源VCC作用，此时电路中的电压和电流只有直流成分，放大电路的这种状态称为静态静态。静态工作点：当直流电源VCC、基极电阻Rb和集电极电阻Rc等主要元件参数确定后，电路中的直流电压和直流电流的数值便唯一地被确定下

7、来。这个确定的静态电流和静态电压的数值将在三极管的特性曲线上唯一确定一个点，这个点称为放大电路的静态工作点静态工作点，用Q（Quiescent）表示。今后把静态工作点处的静态电流和静态电压表示为IBQ、UBEQ、ICQ和UCEQ。第第3章章 放大电路基础放大电路基础饱和失真和截止失真：饱和失真和截止失真：为了不失真（或基本不失真）地放大信号，必须首先给放大电路设置合适的静态工作点，否则就会出现非线性失真。若Q点太高，ui正半周幅值较大的部分将进入饱和区，此时，当iB增大时，iC不再随之增大，致使iC、uCE的波形发生失真，这种失真叫饱和失真饱和失真。若Q点太低，ui负半周幅值较小的部分将进入截

8、止区，使iB、iC等于零，致使iB、iC、uCE的波形发生失真，这种失真叫截止失真截止失真。饱和失真和截止失真统称为非线性失真非线性失真。由此可知，只有放大电路设置合适的静态工作点，才能保证交流信号叠加在大小合适的直流量上，处于三极管的近似线性区（即放大区）。第第3章章 放大电路基础放大电路基础 为了更直观说明静态工作设置的重要性，我们看一下放大电路正常工作时各信号波形。由波形可以看出：（1）当输入一个正弦电压ui时，放大电路中三极管的各极电压和电流都是围绕各自的静态值，即uBE、iB、iC和uCE的波形均为在原来静态直流量的基础上，再叠加一个正弦交流成分，成为交直流并存的状态；（2）当输入电

9、压有一个微小的变化量时，通过放大电路，在输出端可得到一个比较大的电压变化量；（3）输出电压uo的相位与输入电压ui相反，通常称之为单管共单管共射放大电路的射放大电路的倒相作用倒相作用。第第3章章 放大电路基础放大电路基础2.放大电路的动态 当放大电路加上交流信号ui 后，信号电量叠加在原静态值上，此时电路中的电流、电压既有直流成分，也有交流成分。为了分析方便，通常将直流和交流分开考虑，现只考虑交流的情况，此时电路中的电流、电压是纯交流信号，没有直流成分，电路的这种工作状态称为动态动态。为了清楚地表示放大电路中的各电量，对其表示的符号进行如下规定。（1）直流量：直流量：字母大写，下标大写。如IB

10、、IC、UBE、UCE。（2）交流量：交流量：字母小写，下标小写。如ib、ic、ube、uce。（3）交、直流叠加量：交、直流叠加量：字母小写，下标大写。如iB、iC、uBE、uCE。（4）交流量的有效值：交流量的有效值：字母大写，下标小写。如Ib、Ic、Ube、Uce。第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.3 基本放大电路的分析方法基本放大电路的分析方法 分析目的：分析目的：求解其静态工作点及各项动态性能指标。分析顺序：分析顺序：通常遵循“先静态，后动态”的原则。只有静态工作点合适，电路没有产生失真，动态分析才有意义。3.3.1 直流通路与交流通路直流通路与交流通路第第3章章 放大电路基础

11、放大电路基础3.3.2 静态分析静态分析 静态分析通常可以采用公式法（也称近似估算法）和图解法两种。1.近似估算法（公式法）求Q点CCBEQBQbVUIRCQBQIICEQCCCQcUVIR 三极管导通时，UBEQ的变化很小，可视其为常数。一般认为：硅管UBEQ0.7V，锗管UBEQ 0.2V。第第3章章 放大电路基础放大电路基础2.用图解法计算Q点 用图解法确定静态工作点的方法如下：（1）根据公式求出IBQ，并在三极管的输出特性曲线上找出对应IBQ的那条曲线。（2）根据 ，画出与之对应的线段，该线段称为直流负载直流负载线线。可见，直流负载线的斜率为1/Rc。（3）在输出曲线上找出直流负载线与

12、IBQ那条曲线的交点，此交点就是需要确定的静态工作点Q，然后根据Q点找出ICQ和UCEQ的值。CECCCcuVi R 例例3-2 在下图所示单管共射放大电路中，已知Rb=280k，Rc=3k，VCC=12V，=50，UBEQ=0.7V，三极管的输出特性曲线如图3-8所示。试用图解分析法确定静态工作点。第第3章章 放大电路基础放大电路基础 解：首先利用近似估算法估算出IBQ。CCBEQBQb120 70.04mA40A280VUIR 然后在输出特性曲线上画出直流负载线直流负载线，如图所示。具体画法是，根据方程，求出直流负载线上两个特殊点为：当IC=0时，UCE=12V；当UCE=0时，IC=4

13、mA。连接以上两点，即为直流负载线。直流负载线与IB=40A的那条输出特性曲线的交点就是静态工作点Q。找出Q点后，在图像上确定出该点的横纵坐标即可。横坐标UCEQ=6V，纵坐标ICQ=2mA。第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.用图解法分析电路参数对静态工作点的影响 利用图解法并借助三极管的输出特性曲线，还可以直观地看出当放大电路的元件参数变化时，静态工作点的位置的变化情况。元件参数对静态工作点的影响元件参数对静态工作点的影响 第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.3.3 动态分析动态分析 动态分析目的：动态分析目的：放大电路动态分析的目的是求解放大电路的各项动态性能参数，如电压放大倍数

14、Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro。动态分析可方法：动态分析可方法：采用图解法图解法和微变等效电路分析法微变等效电路分析法，此处重点介绍微变等效电路分析法。微变等效电路法：微变等效电路法：由于三极管在放大区时，其电压电流近似呈线性，所以可以采用线性电路的分析方法来分析放大电路。这种分析方法得出的结果与实际测量结果基本一致，此方法称为微变等效电路分析法。三极管特性曲线的局部线性化三极管特性曲线的局部线性化第第3章章 放大电路基础放大电路基础 三极管的简化三极管的简化h参数等效模型参数等效模型 b-e间等效电阻间等效电阻rbe的计算：的计算：bebbEQ26(mV)(1)(mA)rrI对于小功率管，

15、300。今后如无特别说明，均取300。bbrbbr第第3章章 放大电路基础放大电路基础2.用微变等效电路法分析单管共射放大电路 用微变等效电路法分析放大电路时，首先首先需要画出交流通路的微变等效电路，在微变等效电路中对几个动态指标进行求解。单管共射放大电路如下图（a）所示。根据以上分析可画出其微变等效电路如图（b）所示。第第3章章 放大电路基础放大电路基础 由输入回路求得：由输入回路求得：=r be 由输出回路求得由输出回路求得 =-其中其中则则 所以电压放大倍数所以电压放大倍数输入输入电阻电阻R i、输出电阻、输出电阻Ro为为：R i=r be/Rb Ro RciUbIcIbIoUcILRL

16、cL/RRR LbeioRrUUuAbeLiorRUU第第3章章 放大电路基础放大电路基础 例例3.3 在在下图所示的放大电路中，已知下图所示的放大电路中，已知Rb=280 k，Rc=3 k，VCC=12 V，RL=3 k，三极管的，三极管的=50，UBEQ=0.7 V。试估算三极管的试估算三极管的r be以及以及 Au、Ri 和和Ro。如欲提高电路的。如欲提高电路的 Au，可采取什么措施，应调整电路中的哪些参数？，可采取什么措施，应调整电路中的哪些参数？(mA)(mV)26)1(300EQbeIr96322651300LcL/RRRk513333uAbeLiorRUU7896.05.150b

17、bei/RrR 963ber3coRRmA2CQEQ II 解：解：用静态工作点的近似估算幅不难求出：用静态工作点的近似估算幅不难求出：第第3章章 放大电路基础放大电路基础 下图（a）所示是发射极接有电阻的单管共射放大电路，图（b）、图（c）分别是它的直流通路和交流微变等效电路。参照以上的分析方法，请读者自行对图（a）电路进行静态分析和动态分析。并与如图3-4（b）所示的单管共射电路比较，说明发射极电阻Re的接入对各项动态指标有何影响。第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.4 放大电路静态工作点的稳定放大电路静态工作点的稳定 必要性：必要性：放大电路的多项技术指标均与静态工作点的位置有关。放

18、大电路的多项技术指标均与静态工作点的位置有关。如果静态工作点不稳定，则放大电路的某些性能也将发生变化。因如果静态工作点不稳定，则放大电路的某些性能也将发生变化。因此，如何保持静态工作点稳定，是一个十分重要的问题。此，如何保持静态工作点稳定，是一个十分重要的问题。稳定方法：稳定方法：首先找出影响静态工作点稳定性的因素，然后重点首先找出影响静态工作点稳定性的因素，然后重点讲述典型的工作点稳定电路及其稳定工作点的基本原理。讲述典型的工作点稳定电路及其稳定工作点的基本原理。第第3章章 放大电路基础放大电路基础 三极管是一种对温度十分敏感的元件。温度变化对管子参数的影响主三极管是一种对温度十分敏感的元件

19、。温度变化对管子参数的影响主要表现有：要表现有：1.UBE 改变。改变。UBE 的温度系数约为的温度系数约为 2 mV/C，即温度每升高即温度每升高 1 C，UBE 约下降约下降 2 mV。2.改变。温度每升高改变。温度每升高 1 C，值约增加值约增加 0.5%1%，3.ICEO 改变。温度每升高改变。温度每升高 10 C，ICEQ 大致将增大致将增加一倍，说明加一倍，说明 ICEQ 将随温度按指数规律上升。将随温度按指数规律上升。60402000.4 0.8I/mAU/V2006003.4.1 3.4.1 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响 这些参数的变化最终都表现为使静态电流这些

20、参数的变化最终都表现为使静态电流ICQ变化。变化。第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.4.2 3.4.2 静态工作点稳定电路静态工作点稳定电路第第3章章 放大电路基础放大电路基础电路的稳定原理分析如下：电路的稳定原理分析如下：三极管的基极电位三极管的基极电位UBQ是由是由VCC分压后得到，分压后得到，因此它不受温度变化的影响，基本是恒定的。因此它不受温度变化的影响，基本是恒定的。电路的静态工作点稳定的过程描述：电路的静态工作点稳定的过程描述：假如环境温度升高，则静态工作点电流增大，而假如环境温度升高，则静态工作点电流增大，而ICQ的增大，从而使发射极的增大，从而使发射极电位上升，这又使管参

21、数电位上升，这又使管参数UBE 减小，而减小，而UBE的减小就使三极管的基极电流的减小就使三极管的基极电流IBQ减小，减小，IBQ对对ICQ的控制作用又使的控制作用又使ICQ成比例减小成比例减小。第第3章章 放大电路基础放大电路基础2、电路的基本分析、电路的基本分析（1）静态分析）静态分析UBQ CC2b1b1bVRRR eBEQBQeEQEQRUURUIICQ eBEQBQEQRUUI)(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVUIBQ CQI 第第3章章 放大电路基础放大电路基础（2）动态分析）动态分析beLrRAu2b1bbei/RRrR coRR 第第3章章 放大电路基础放

22、大电路基础 补充例题补充例题 如下图所示电路中，已知三极管为硅管，其如下图所示电路中，已知三极管为硅管，其=50，Rb1=10 k，Rb2=20 k，Rc=2 k，Re=2 k，RL=4 k，电容，电容C1、C2、Ce足足够大。求：（够大。求：（1）静态工作点）静态工作点Q；（；（2）电压放大倍数、输入电阻、输出电阻；）电压放大倍数、输入电阻、输出电阻；（3）若更换管子使）若更换管子使=100，计算静态工作点，与（，计算静态工作点，与（1）比较说明什么？）比较说明什么？解：解：（1）静态分析：）静态分析：A3.3251/65.1)1/(EQBQIImA62.1503.32BQCQIIV5.54

23、62.112)(ecCQCCCEQRRIVUV420101210CC2b1b1bBQVRRRUV3.334.37.04BEQBQEQUUUmA65.123.3eEQEQRUI第第3章章 放大电路基础放大电路基础（2）动态分析：）动态分析：k3314/2/LcLRRRk940/2b1bbeiRRrRk1.1mA65.1mV2651300mV26)1(300EQbeIr4.601.133.150beLrRAukRR2co（3）当）当=100时时 V48.552.612)(mA63.1A3.16100A3.16101/65.1)1/(mA65.123.3V3.37.04V420101210ecCQC

24、CCEQBQCQEQBQeEQEQBEQBQEQCC2b1b1bBQRRIVUIIIIRUIUUUVRRRU与（与（1）的结果比较，说明该电路达到了稳）的结果比较，说明该电路达到了稳定工作点的目的，稳定效果的取得是由于定工作点的目的，稳定效果的取得是由于IBQ自动调节的结果。当自动调节的结果。当=50时，时，ICQ=1.62 mA。当。当=100时，根据三极管的性能，时，根据三极管的性能，ICQ应增大，但应增大，但Re的作用，使的作用，使IBQ由由32.3 A降到降到16.3 A，其结果使，其结果使ICQ基本保持不变。基本保持不变。第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.5 三极管放大电路的三

25、种组态及其比较三极管放大电路的三种组态及其比较 三种接法放大器：三种接法放大器：三极管的三个电极均可作为输入回路和输出回路的三极管的三个电极均可作为输入回路和输出回路的公共端。前面介绍的共射电路是以发射极为公共端；如果以基极或集电公共端。前面介绍的共射电路是以发射极为公共端；如果以基极或集电极为公共端，则称为共基极电路和共集电极电路。这三种放大电路也叫极为公共端，则称为共基极电路和共集电极电路。这三种放大电路也叫放大电路的三种组态，其简单示意图如图所示。放大电路的三种组态，其简单示意图如图所示。判断放大电路以哪个电判断放大电路以哪个电极为公共端主要是看交流信号的通路。极为公共端主要是看交流信号

26、的通路。第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.5.1 3.5.1 基本共集放大电路基本共集放大电路(CC)第第3章章 放大电路基础放大电路基础1.1.静态分析静态分析ebBECCBQ)1(RRUVIBQCQIIeCQCCeEQCCCEQRIVRIVU 第第3章章 放大电路基础放大电路基础2、动态分析、动态分析式中：式中：LeL/RRR Au大于且约等于大于且约等于1射极跟随器。射极跟随器。LbeLio)1()1(RrRUUAu（1）Au：（2）输入电阻）输入电阻)1(/LbebiRrRR共集电极放大电路的输入电阻很高，可达几十千欧到几百千欧。共集电极放大电路的输入电阻很高，可达几十千欧到几百

27、千欧。第第3章章 放大电路基础放大电路基础（2）输出电阻）输出电阻 根据输出电阻的定义和输出电阻的计算方法。根据输出电阻的定义和输出电阻的计算方法。首先令输入信号源电压首先令输入信号源电压US=0，并将负载断开；然后在输出端加正弦电压，并将负载断开；然后在输出端加正弦电压Uo，求出因其产生的输，求出因其产生的输出端电流出端电流Io，则输出电阻，则输出电阻Ro=Uo/Io，如图所示。，如图所示。由电路结构可以看出，输出电流由电路结构可以看出，输出电流Io与发射极电流与发射极电流Ie和电阻和电阻Re上的电流上的电流IRe满足：满足：Io=IRe-Ie。而电阻。而电阻Re上的电流上的电流IRe及发射

28、极电流及发射极电流Ie分别满足：分别满足：可推得基极电流可推得基极电流Ib等于：等于：eoeRUIRbe)1(IIbbSbeo)/(IRRrUbSbeob/RRrUI第第3章章 放大电路基础放大电路基础所以输出电阻的表达式为：所以输出电阻的表达式为：bSbeebSbeoeooeeoooo/1)1(11/)1(RRrRRRrURUUIIUIURR故故1/SbeeoRrRR式中：式中：SbS/RRR 通常情况下，通常情况下，Re取值较小，取值较小，rbe和和 也多为几百欧到几千欧，由上式也多为几百欧到几千欧，由上式可知，而可知，而至少几十倍，所以输出电阻至少几十倍，所以输出电阻Ro可小到几十欧。可

29、小到几十欧。SR第第3章章 放大电路基础放大电路基础 【补充例题【补充例题】在下图（在下图（a）共集电极放大电路中，已知）共集电极放大电路中，已知VCC=12 V，=80，Rb=300 k，Re=5 k，RL=0.5 k，RS=1 k，UBEQ=0.7v。电容电容C1、C2、Ce足够大。求：（足够大。求：（1）静态工作点）静态工作点Q；（；（2）输入电阻、输）输入电阻、输出电阻、电压放大倍数；（出电阻、电压放大倍数；（3）如果信号源电压）如果信号源电压US=2 V，求输出电压，求输出电压UO。通过以上对共集放大电路的分析可知：通过以上对共集放大电路的分析可知：共集放大电路输入电阻大，共集放大电

30、路输入电阻大，输出电阻小，因而从信号源索取的电流小且带负载能力强，所以常用于输出电阻小，因而从信号源索取的电流小且带负载能力强，所以常用于多级放大电路的输入级和输出级；也可用它连接两个电路，以减少电路多级放大电路的输入级和输出级；也可用它连接两个电路，以减少电路间直接相连所带来的影响，起缓冲作用。间直接相连所带来的影响，起缓冲作用。第第3章章 放大电路基础放大电路基础 解：解：（1）静态分析）静态分析mA01605)801(3007012)1(ebBECCBQRRUVImA310160)801()1(BQEQIIV5553112eEQCCCEQRIVU（2）动态分析）动态分析k9213126)

31、801(30026)1(EQbbbeIrrk37.385.055.05)801(92.1)1()1(/LbeLbebiRrRrRR36801)/(9211bSSbeoooRRRrIUR第第3章章 放大电路基础放大电路基础950)50/5()801(921)50/5()801()1()1(LbeLioRrRUUAu（3）根据）根据Aus的定义可得：的定义可得：926.095.037.38137.38iSiioSiSoSuuARRRUUUUUUA当信号源电压当信号源电压US=2 V时，可求得输出电压时，可求得输出电压Uo的值为的值为:V852.1926.02SSouAUU第第3章章 放大电路基础放

32、大电路基础3.共集电极放大电路的应用共集电极放大电路的应用 共集电极电路具有输入电阻高、输出电阻低的特点，因此，在与共射电路共同共集电极电路具有输入电阻高、输出电阻低的特点，因此，在与共射电路共同组成多级放大电路时，它可用作输入级、中间级或输出级，借以提高放大电路的组成多级放大电路时，它可用作输入级、中间级或输出级，借以提高放大电路的性能。性能。（1）用作输入级）用作输入级 由于共集电路的输入电阻很高，用作多级放大电路的输入级时，可以提高整个由于共集电路的输入电阻很高，用作多级放大电路的输入级时，可以提高整个放大电路的输入电阻，因此输入电流很小，减轻了信号源的负担，在测量仪器中放大电路的输入电

33、阻，因此输入电流很小，减轻了信号源的负担，在测量仪器中应用，可提高测量的精度。应用，可提高测量的精度。（2）用作输出级）用作输出级 因其输出电阻很小，用作多级放大电路的输出级时，可以大大提高多级放大电因其输出电阻很小，用作多级放大电路的输出级时，可以大大提高多级放大电路的带负载能力。路的带负载能力。（3）用作中间级）用作中间级 在多级放大电路中，有时前后两级间的阻抗匹配不当，会直接影响放大倍数的在多级放大电路中，有时前后两级间的阻抗匹配不当，会直接影响放大倍数的提高。若在两级之间加入一级共集电路，可起到阻抗变换的作用，具体而言，前提高。若在两级之间加入一级共集电路，可起到阻抗变换的作用，具体而

34、言，前一级放大电路的外接负载正是共集电路的输入电阻，这样前级的等效负载提高了，一级放大电路的外接负载正是共集电路的输入电阻，这样前级的等效负载提高了，从而使前一级电压放大倍数也随之提高；同时，共集电路的输出是后一级的信号从而使前一级电压放大倍数也随之提高；同时，共集电路的输出是后一级的信号源，由于输出电阻很小，使后一级接受信号能力提高，即源电压放大倍数增加，源，由于输出电阻很小，使后一级接受信号能力提高，即源电压放大倍数增加，从而整个放大电路的电压放大倍数提高。从而整个放大电路的电压放大倍数提高。第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.5.2 共基极放大电路（共基极放大电路（CB）（c）微变等

35、效电路）微变等效电路 共基极放大电路共基极放大电路第第3章章 放大电路基础放大电路基础1、静态分析、静态分析CQBEQCC2b1b1beeBEQBQEQ1IUVRRRRRUUI1EQBQII)(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVU 2、动态分析、动态分析ecioIIIIAibeLiorRUUAu电压放大倍数与共射极电路电压放大倍数数值相等，但没有负号，电压放大倍数与共射极电路电压放大倍数数值相等，但没有负号，表明共基极放大电路的输出电压与输入电压相位一致，为同相放表明共基极放大电路的输出电压与输入电压相位一致，为同相放大。大。第第3章章 放大电路基础放大电路基础1)1(beb

36、bebiiirIrIIUR 说明共基极接法的输入电阻比共射极接法的低。说明共基极接法的输入电阻比共射极接法的低。ccbco/RrRR 【补充例题【补充例题】下图所示共基极放大电路中，已知下图所示共基极放大电路中，已知Rc=5.1 k，Re=2 k，Rb1=3 k，Rb2=10 k，RL=5.1 k，VCC=12 V，三极管的，三极管的=50。试估算。试估算静态工作点以及静态工作点以及Ai、Au、Ri和和Ro。解：解：静态工作点（略）。静态工作点（略）。98051501iA第第3章章 放大电路基础放大电路基础k55215151515/LcLRRRk61158703126)501(30026)1(

37、EQbbbeIrr7796155250beLrRAu30k030501611)1(bebbebirIrIRk15/ccbcoRrRR 第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.5.3 基本放大电路三种组态的性能比较基本放大电路三种组态的性能比较不同组态不同组态共射电路共射电路共集电路共集电路共基电路共基电路电路图电路图图图3-4（b）图图3-16（a）图图3-18（b）大（几十一百以大（几十一百以上）上）小（小于小（小于1）大（几十一百以大（几十一百以上）上）大（大（）大（大（1+）小（小于小（小于1）Ri中（几百欧几千中（几百欧几千欧）欧）大（几十千欧百千大（几十千欧百千欧以上）欧以上）小（几

38、十欧）小（几十欧）RO大（几千欧十几大（几千欧十几千欧）千欧）小（几十几百欧）小（几十几百欧）大（几千欧十几大（几千欧十几千欧）千欧）通频带通频带窄窄较宽较宽宽宽uAiA第第3章章 放大电路基础放大电路基础 共射电路具有较大的电压放大倍数和电流放大倍数，输入电阻共射电路具有较大的电压放大倍数和电流放大倍数，输入电阻和输出电阻值也适中，频带较窄，所以被广泛地用作各种低频放大和输出电阻值也适中，频带较窄，所以被广泛地用作各种低频放大器的单元电路。器的单元电路。共集电路的电压放大倍数虽然略小于共集电路的电压放大倍数虽然略小于1 1，但它有电流放大能力。，但它有电流放大能力。并且由于其输入电阻很高，输

39、出电阻很低这些特点，常常可以作为并且由于其输入电阻很高，输出电阻很低这些特点，常常可以作为连接高内阻信号源的输入级或驱动大负载的输出级，常用的功率放连接高内阻信号源的输入级或驱动大负载的输出级，常用的功率放大电路均采用这种射随器的电路形式。大电路均采用这种射随器的电路形式。共基电路的主要特点是它的输入阻抗特别低，电压放大倍数、输共基电路的主要特点是它的输入阻抗特别低，电压放大倍数、输出电阻与共射电路相当，高频特性好，常作为宽频带放大电路。出电阻与共射电路相当，高频特性好，常作为宽频带放大电路。第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.6 场效应管放大电路场效应管放大电路 三种接法电路：三种接法电

40、路：与三极管放大电路类似，场效应管构成的放大电与三极管放大电路类似，场效应管构成的放大电路也有三种组态，即共源（路也有三种组态，即共源（CS）组态、共漏（）组态、共漏（CC）组态和共栅（）组态和共栅（CG）组态，如图组态，如图3-17所示。图中给出了三种组态的输入和输出端口。同样，所示。图中给出了三种组态的输入和输出端口。同样，场效应管放大电路的分析也分静态和动态两个方面。场效应管放大电路的分析也分静态和动态两个方面。FET放大电路的三种组态放大电路的三种组态 重点：重点：本节首先以本节首先以N沟道结型场效应管沟道结型场效应管为例分析场效应管放大电路的静为例分析场效应管放大电路的静态工作点，然

41、后采用等效电路法分析常用共源组态和共漏组态的动态指标。态工作点，然后采用等效电路法分析常用共源组态和共漏组态的动态指标。学习过程中，应注意与三极管放大电路进行比较，比较它们在分析方法和学习过程中，应注意与三极管放大电路进行比较，比较它们在分析方法和性能等方面的异同。性能等方面的异同。第第3章章 放大电路基础放大电路基础1.自给偏压共源极放大电路的静态分析自给偏压共源极放大电路的静态分析3.6.1 静态分析静态分析 常用的场效应管放大电路的直流偏置电路有两种形式，即常用的场效应管放大电路的直流偏置电路有两种形式，即自偏压电自偏压电路路和和分压式自偏压电路分压式自偏压电路。现以。现以N沟道结型场效

42、应管共源放大电路为例分沟道结型场效应管共源放大电路为例分析场效应管放大电路的静态工作点。析场效应管放大电路的静态工作点。第第3章章 放大电路基础放大电路基础SDQSDQSQGQGSQ0RIRIUUU2GS(off)QGSDSSQD)1(UuII)(SDDQDDDSQRRIVU第第3章章 放大电路基础放大电路基础2、分压分压-自偏压式电路的静态分析自偏压式电路的静态分析 DD211GQVRRRUSDQSQRIUSDQDD211SQGQGSQRIVRRRUUU2GS(th)GSQODDQ)1(UUII)(SDDQDDDSQRRIVU第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.6.2 动态分析动态分析

43、分析方法：分析方法：对场效应管放大电路动态工作情况的分析也可采用图解法对场效应管放大电路动态工作情况的分析也可采用图解法和微变等效电路法。这里只介绍微变等效电路分析法。和微变等效电路法。这里只介绍微变等效电路分析法。分析步骤：分析步骤：由于由于FET的栅的栅-源间动态电阻很大（结型源间动态电阻很大（结型FET可达可达107 以上，以上，绝缘栅型绝缘栅型FET可达可达109 以上），因此在近似分析时可认为栅以上），因此在近似分析时可认为栅-源间开路（源间开路（rgs=），基本不从信号源索取电流，即），基本不从信号源索取电流，即iG=0。对于输出回路，当场效应管。对于输出回路，当场效应管工作在恒流

44、区时，漏极动态电流工作在恒流区时，漏极动态电流iD几乎仅仅取决于栅几乎仅仅取决于栅-源电压源电压uGS，于是可将，于是可将输出回路等效成一个输出回路等效成一个电压控制的电流源电压控制的电流源。第第3章章 放大电路基础放大电路基础 共源放大电路共源放大电路 共源极放大电路如图共源极放大电路如图3-31（a）所示。分析步骤与三极管放大电路相同：）所示。分析步骤与三极管放大电路相同：用场效应管的简化模型代替器件，电路的其余部分按交流通路画出。这样，用场效应管的简化模型代替器件，电路的其余部分按交流通路画出。这样，就可得到共源电路的微变等效电路，如图就可得到共源电路的微变等效电路，如图3-31（b）所

45、示。）所示。1、共源极放大电路的动态分析、共源极放大电路的动态分析第第3章章 放大电路基础放大电路基础igsUULimLDdo)/(RUgRRIULmioRgUUAuLDL/RRR 其中，其中，21Gi/RRRRDoRR 第第3章章 放大电路基础放大电路基础 补充例题补充例题 在图在图3-21（a）所示分压）所示分压-自偏压式共源放大电路中，设自偏压式共源放大电路中，设VDD=15 V，RD=5 k，RS=2.5 k，R1=200 k，R2=300 k，RG=10 k，负载电阻，负载电阻RL=5 k；MOS管的管的UGS（th）=2 V，ID0=1.9 mA，并设，并设C1、C2和和CS足够大

46、。求足够大。求（1）静态工作点；（静态工作点；（2）求解）求解Au、Ri和和Ro。解解：（：（1）求静态工作点）求静态工作点DQDQSDQDD211GSQ5265215300200200IIRIVRRRU2GSQ2GS(th)GSQ0DDQ)12(2)1(UUUII 解联立方程，首先得出解联立方程，首先得出UGSQ的两个解分别为的两个解分别为+3.5 V和和-3.5 V，舍去负，舍去负值，得出合理解为值，得出合理解为 UGSQ=3.5 V，IDQ=1 mA)(SDDQDDDSQRRIVU =15 1（5+2.5）=15-7.5=7.5 V第第3章章 放大电路基础放大电路基础mS38119122

47、2DQDSSGS(th)mIIUg4535555381)/(LDmLmRRgRgAuM.10)3020302010(/21GiRRRRkRR5Do（2）动态分析）动态分析第第3章章 放大电路基础放大电路基础3.7 多级放大电路多级放大电路 实际应用：实际应用：在实际应用中，有时需要放大非常微弱的信号，单级放在实际应用中，有时需要放大非常微弱的信号，单级放大电路的电压放大倍数往往不够高，因此常采取多级放大电路。将第一大电路的电压放大倍数往往不够高，因此常采取多级放大电路。将第一级的输出接到第二级的输入，第二级的输出作为第三级的输入级的输出接到第二级的输入，第二级的输出作为第三级的输入这样这样使信

48、号逐级放大，以得到所需要的输出信号。不仅是电压放大倍数，对使信号逐级放大，以得到所需要的输出信号。不仅是电压放大倍数，对于放大电路的其它性能指标，如输入电阻、输出电阻等，通过采用多级于放大电路的其它性能指标，如输入电阻、输出电阻等，通过采用多级放大电路，也能达到所需要求。放大电路，也能达到所需要求。3.7.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 定义：定义：在多级放大电路中，级与级之间的连接方式称为耦合。在多级放大电路中，级与级之间的连接方式称为耦合。分类：分类：多级放大电路的耦合方式有：多级放大电路的耦合方式有：阻容耦合阻容耦合、直接耦合直接耦合、变压器耦变压器耦合合等。等。第第3

49、章章 放大电路基础放大电路基础1、阻容耦合、阻容耦合 阻容耦合阻容耦合 优点：优点：对交流信号而言，电容相对交流信号而言，电容相当于短路，信号可以畅通流过；对直当于短路，信号可以畅通流过；对直流信号而言，电容相当于开路，从而流信号而言，电容相当于开路，从而使前后两级的工作点相互独立，互不使前后两级的工作点相互独立，互不影响，给分析、设计和调试带来很大影响，给分析、设计和调试带来很大方便。方便。不足不足：（1）因为作为耦合元件的因为作为耦合元件的电容对缓慢变化的信号容抗很大，不电容对缓慢变化的信号容抗很大，不利于流畅传输。所以，它不能放大缓利于流畅传输。所以，它不能放大缓慢变化的信号，更不能反映

50、直流成分慢变化的信号，更不能反映直流成分的变化，而只能放大交流信号。（的变化，而只能放大交流信号。（2）耦合电容不易集成化。耦合电容不易集成化。第第3章章 放大电路基础放大电路基础2、直接耦合、直接耦合 直接耦合放大电路直接耦合放大电路 优点：优点：既能放大交流信号，也能放既能放大交流信号，也能放大直流信号；同时还便于集成化。大直流信号；同时还便于集成化。缺点缺点：（1）直接耦合前后级之间直接耦合前后级之间存在直流通路，造成各级静态工作点存在直流通路，造成各级静态工作点相互影响，分析、设计和调试比较烦相互影响，分析、设计和调试比较烦琐。（琐。（2）直接耦合带来的第二个问题）直接耦合带来的第二个