南郵模電第三章放大電路基礎(chǔ)

1、第三章第三章 放大電路基礎(chǔ)放大電路基礎(chǔ)3.1 放大電路的基礎(chǔ)知識(shí)3.2 基本共發(fā)射極放大電路3.3 靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的共射放大電路3.4 基本共集電極放大電路3.5 基本共基極放大電路 3.6 三種晶體管基本放大電路的比較3.7 場(chǎng)效應(yīng)管基本放大電路3.8 多級(jí)放大電路3.1 放大電路的基礎(chǔ)知識(shí)一、放大的概念一、放大的概念二、放大電路的組成二、放大電路的組成三、放大電路的分類三、放大電路的分類四、放大電路的主要性能指標(biāo)四、放大電路的主要性能指標(biāo)五、放大電路中電壓、電流方向及符號(hào)的規(guī)定五、放大電路中電壓、電流方向及符號(hào)的規(guī)定放大電路放大電路實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)受輸入信號(hào)控制的上是一個(gè)受輸入信號(hào)控制的能

2、量轉(zhuǎn)換器能量轉(zhuǎn)換器。需要放大的電信號(hào)需要放大的電信號(hào) 可等效為電壓源或電流可等效為電壓源或電流源源 接受放大電路接受放大電路輸出信號(hào)的元輸出信號(hào)的元件件(或電路或電路) 能量能量供給供給二、放大電路的組成二、放大電路的組成直流電源、信號(hào)源和負(fù)載也會(huì)對(duì)放大電路的直流電源、信號(hào)源和負(fù)載也會(huì)對(duì)放大電路的工作和性能產(chǎn)生影響。工作和性能產(chǎn)生影響。實(shí)際放大電路一般都是由基本單元放大電路組成的實(shí)際放大電路一般都是由基本單元放大電路組成的多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路,或是由多級(jí)放大電路組成的集成器件或是由多級(jí)放大電路組成的集成器件構(gòu)成。構(gòu)成。 二、放大電路的組成二、放大電路的組成三、放大電路的分類： 按器件可分為

3、：晶體管放大器、 場(chǎng)效應(yīng)管放大器、電子管放大器和集成運(yùn)算放大器等。 按用途可分為：電壓放大器、電流放大器、功率放大器等。 按工作頻率可分：低頻放大器、高頻放大器和超高頻放大器等。而低頻放大器又可分為音頻放大器（電壓放大器和功率放大器）、寬帶放大器（視頻放大器和脈沖放大器）、直流放大器。本課程主要研究低頻放大器。四、放大電路的主要性能指標(biāo)放大電路的四端網(wǎng)絡(luò)表示放大電路的四端網(wǎng)絡(luò)表示四、放大電路的主要性能指標(biāo)電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)ioiiiA 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)功率放大倍數(shù)功率放大倍數(shù)iopPPA 放大倍數(shù)又稱放大倍數(shù)又稱增益增益，其實(shí)質(zhì)是反映放大，其實(shí)質(zhì)是反映放大電路將電源能量轉(zhuǎn)換為信號(hào)

4、能量的能力。電路將電源能量轉(zhuǎn)換為信號(hào)能量的能力。1. 放大倍數(shù)放大倍數(shù)四、放大電路的主要性能指標(biāo)2. 輸入電阻輸入電阻3. 輸出電阻輸出電阻4. 頻率響應(yīng)、通頻帶頻率響應(yīng)、通頻帶四、放大電路的主要性能指標(biāo)4. 頻率響應(yīng)、通頻帶頻率響應(yīng)、通頻帶 為便于區(qū)分，特作以下規(guī)定：為便于區(qū)分，特作以下規(guī)定：五、放大電路中電壓、電流方向及符號(hào)的規(guī)定五、放大電路中電壓、電流方向及符號(hào)的規(guī)定。iB、iC、uBE、uCE 總變化量（總瞬時(shí)值）：是直流量與交流量的疊加總變化量（總瞬時(shí)值）：是直流量與交流量的疊加量，字母小寫，下標(biāo)大寫，如：量，字母小寫，下標(biāo)大寫，如：3.2 基本共發(fā)射極放大電路 vo + O VC

5、C vi + Rc Cb1 Cb2 VB B iB iC T Rb RL iE + + 3.2.1 電路組成共射極放大電路共射極放大電路共射極放大電路習(xí)慣畫法共射極放大電路習(xí)慣畫法3.2.1基本共射極放大電路的組成1、電路中各元件的作用UCC：直流電源直流電源RB：基極偏置電阻基極偏置電阻RC：集電極負(fù)載電阻集電極負(fù)載電阻RL：負(fù)載電阻負(fù)載電阻C1(C2)：耦合電容耦合電容2021年12月29日星期三14(1) RB, RC, UCC使放大器使放大器工作在放大區(qū)。工作在放大區(qū)。(2)采用采用RB, RC, C1,C2構(gòu)成構(gòu)成阻容耦合連接方式阻容耦合連接方式。選擇。選擇合適的電容合適的電容C1、

6、C2使其對(duì)使其對(duì)交流信號(hào)的容抗近似為交流信號(hào)的容抗近似為0，交流信號(hào)可無(wú)損耗地送入交流信號(hào)可無(wú)損耗地送入發(fā)射結(jié)。發(fā)射結(jié)。2.放大電路中各元件的作用放大電路中各元件的作用RCUoUsVRsUiC1RB(UCC)C2RLUCC 靜態(tài)靜態(tài) +VCC Rc IB IC T Rb 圖圖3.2.2電路的直流電路的直流通路通路 二、放大電路的兩種工作狀態(tài)圖圖3.2.2：共射極放大電路習(xí)慣畫法：共射極放大電路習(xí)慣畫法 vo + vi + Rc ib ic T Rb RL 圖圖3.2.2電路的交流通路電路的交流通路 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài) 靜態(tài)靜態(tài): 當(dāng)當(dāng)vi0時(shí)，放大電路處于靜態(tài)時(shí)，放大電路處于靜態(tài) 或直流工作狀態(tài)或直流工

7、作狀態(tài)(靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q)。 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài): 當(dāng)有正弦輸入信號(hào)時(shí)，電路將當(dāng)有正弦輸入信號(hào)時(shí)，電路將 處在動(dòng)態(tài)工作情況。處在動(dòng)態(tài)工作情況。 3.2.1基本共射極放大電路的組成3.2.2靜態(tài)分析靜態(tài)分析(1) 畫出直流通路，標(biāo)出各支路電流。畫出直流通路，標(biāo)出各支路電流。 (2) 由基極由基極發(fā)射極回路求發(fā)射極回路求IBQ BBE(on)CCBQRUUIbCCBQRUI簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)化為 (3) 由三極管電流分配關(guān)系可得由三極管電流分配關(guān)系可得ICQ= IBQ (4) 由集電極由集電極發(fā)射極回路求發(fā)射極回路求UCEQUCEQ=UCCICQRC 圖圖3.2.2 共射極放大電路習(xí)慣畫法共射極放大電路習(xí)慣畫法

8、 vo + O +VCC vi + Rc Cb1 Cb2 iB iC T Rb RL iE + + +VCC Rc IB IC T Rb 圖圖3.2.2電路的直流電路的直流通路通路 ui0（短路），耦合電容開(kāi)路（短路），耦合電容開(kāi)路 一、由直流通路分析法估算靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)CQCCCCEQBQCQBBEBQIRUUIIRUUICC二、由圖解分析法確定靜態(tài)工作點(diǎn) iB IBQ Q O vBE VBEQ CCU bRUCC 1、用輸入特性曲線確定BQIBEQU TVCCRBRCVBEQ+UCEQ+IBQICQBCCBRVI 令令UBE=0時(shí)，時(shí)，UCC = IBQ RB+ UBEQ令令I(lǐng)B=0

9、時(shí)，時(shí)，UBE=VCCIBUBEO輸入特性曲線輸入特性曲線IB=f(UBE)IBQVBEQVCC/RBVCCQ 連接上式求解所得兩點(diǎn)的直連接上式求解所得兩點(diǎn)的直線稱為三極管輸入回路的線稱為三極管輸入回路的直流直流負(fù)載線負(fù)載線。 直流負(fù)載線與輸入特性曲線直流負(fù)載線與輸入特性曲線的交點(diǎn)即為三極管在輸入特性的交點(diǎn)即為三極管在輸入特性上的上的靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q。二、二、由圖解分析法確定靜態(tài)工作點(diǎn)由圖解分析法確定靜態(tài)工作點(diǎn)1、用輸入特性曲線確定BQIBEQUTVCCRBRCUCEQ+IBQICQCCRVICC令令UCE=0時(shí)，時(shí)，UCC = ICQ RC+ UCEQ令令I(lǐng)C =0時(shí)，時(shí)，UCE=VC

10、C 連接上式求解所得兩點(diǎn)的連接上式求解所得兩點(diǎn)的直線稱為三極管輸出回路的直線稱為三極管輸出回路的直流負(fù)載線直流負(fù)載線。 當(dāng)管子一定，且當(dāng)管子一定，且IB保持不變時(shí)，直流負(fù)載線與輸出特性曲保持不變時(shí)，直流負(fù)載線與輸出特性曲線的交點(diǎn)即為三極管在輸出特性上的線的交點(diǎn)即為三極管在輸出特性上的靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q。IB=020 A40 A60 A80 A100 AIC(mA)UCE(V)OVCC/RCICQUCEQVCCQ具體步驟具體步驟CEQCQUI和例3.1：在例3.1圖（a）所示放大電路中，設(shè)輸出特性曲線分別如圖例3.1（b）所示V， k ， k 。 試用圖解法確定該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。書(shū)本P42

11、221.圖解法圖解法 vo + VCC vi + Rc Cb1 Cb2 VBB iB iC T Rb RL + + vBE + vCE + 共射極放大電路原理圖 圖解法三極管非線性部分3.2.3 共發(fā)射極放大電路的動(dòng)態(tài)分析在三極管的伏安特性曲線上，通過(guò)作圖對(duì)放大電路的輸入輸出波形關(guān)系進(jìn)行分析。 圖解法分析思路 將電路分成三部分輸入回路線性部分輸出回路線性部分 輸入回路求解 vBE、iB 輸出回路求解 iC 、vCE23（1）. 在特性曲線上確定Q點(diǎn)的位置圖解法 iB IBQ Q O vBE VBEQ VBB bBBRV 在輸入回路中:V1BEBCE| )( vvfivBE = VBBiBRb

12、O vCE Q iB= IBQ iC VCEQ cCCRV VCC ICQ (b)輸出回路的圖解分析 (a)輸入回路的圖解分析圖 靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析三極管輸入特性曲線輸入回路線性部分的方程交點(diǎn) 靜態(tài)工作點(diǎn)Q （IBQ、VBEQ） vo + VCC vi + Rc Cb1 Cb2 VBB iB iC T Rb RL + + vBE + vCE + 輸入直流負(fù)載線24 圖解法圖解法 iB IBQ Q O vBE VBEQ VBB bBBRV 在輸出回路中:BQB| )(CECIfi ivvCE = VCCiCRc O vCE Q iB= IBQ iC VCEQ cCCRV VCC ICQ (b)

13、輸出回路的圖解分析 (a)輸入回路的圖解分析圖3.3.2 靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析三極管一條輸出特性曲線輸出回路線性部分的方程交點(diǎn) 靜態(tài)工作點(diǎn)Q（ICQ、VCEQ） vo + VCC vi + Rc Cb1 Cb2 VBB iB iC T Rb RL + + vBE + vCE + 直流負(fù)載線 （1）. 在特性曲線上確定Q點(diǎn)的位置25（2）：動(dòng)態(tài)工作情況的圖解）：動(dòng)態(tài)工作情況的圖解圖解法圖解法 t O O t vCE vCE Q Q Q iB= IBQ ICQ iC VCEQ vce ICQ iC ic LCCRV VCES vi IBQ t vBE Q Q Q vbe VBB vBE VBB+V

14、im VBBVim VBEQ O t iB ib IBQ O O 動(dòng)態(tài)圖解分析是在靜態(tài)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，分析步驟如下： (1) 根據(jù)vi的波形在三極管的輸入特性曲線圖上畫出的iB波形 UBE = UBEQ + ui = UBB iBRB + ui 圖3.3.3 動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分析26 t O O t vCE vCE Q Q Q iB= IBQ ICQ iC VCEQ vce ICQ iC ic LCCRV VCES vi IBQ t vBE Q Q Q vbe VBB vBE VBB+Vim VBBVim VBEQ O t iB ib IBQ O O 圖3.3.3 動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分析

15、（2）. 動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分析圖解法圖解法(2) 根據(jù)iB的變化在輸出特性曲線圖上畫出iC和vCE的波形 注意: 動(dòng)態(tài)時(shí)工作點(diǎn)移動(dòng)的軌跡是交流負(fù)載線， (3) 電壓增益的確定 imomioVVA vvvLc/1RR 斜率斜率c1R 斜率斜率Lc/1RR 斜率斜率27 vo + VCC vi + Rc Cb1 Cb2 VBB iB iC T Rb RL + + vBE + vCE + t O O t vCE vCE Q Q Q iB= IBQ ICQ iC VCEQ vce ICQ iC ic LCCRV VCES 圖3.3.3 動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分析 （2）. 動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分析圖解法關(guān)

16、于交流負(fù)載線有兩個(gè)特點(diǎn)： Lc/1RR 斜率斜率c1R 斜率斜率 vo + vi + Rc ib ic T Rb RL vce + 圖3.3.3 交流通路 它必然通過(guò)靜態(tài)工作點(diǎn)Q ； 其斜率為1/RL LcLccce)/(RiRRiv LCQCCEQCE)( :RIiVv 即即LCLCQCEQCERiRIVv 由交流通路可得:所以交流負(fù)載線方程為:基本共發(fā)射極放大電路各點(diǎn)電壓及電流波形基本共發(fā)射極放大電路各點(diǎn)電壓及電流波形圖解法29 （3）. 波形非線性失真的圖解分析圖3.3.5 共射極放大電路的截止失真(a) 輸入回路的失真波形 (b) 輸出回路的失真波形因三極管截止而產(chǎn)生的失真稱為截止失真

17、 圖解法30圖3.3.6 飽和失真的波形(a) 輸入回路的失真波形 (b) 輸出回路的失真波形因三極管飽和而產(chǎn)生的失真稱為飽和失真 三極管的截止失真及飽和失真都是由于三極管特性曲線的非線性引起的，因此稱為非線性失真。 （3）. 波形非線性失真的圖解分析 圖解法圖解法31 （4）. 圖解分析法的適用范圍 圖解法特點(diǎn): 直觀、形象 反映三極管放大電路的交流和直流信號(hào)共存現(xiàn)象； 輸入信號(hào)幅值較大時(shí)，觀察截止失真和飽和失真的現(xiàn)象。 合理設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的位置 確定輸出電壓的最大動(dòng)態(tài)范圍。 工作頻率較高時(shí)不適用 由于三極管的特性曲線只反映了信號(hào)頻率較低時(shí)的電壓與電流的關(guān)系，因此不能用于分析工作頻率較高時(shí)的

18、電路工作狀態(tài)。圖解法P47 例3.22021年12月29日星期三33補(bǔ)充例題：放大電路如下圖所示。設(shè)補(bǔ)充例題：放大電路如下圖所示。設(shè)UCC=12V,RC=2 k,RL=,RB=280 k, =100，忽略晶體管的飽和壓降。忽略晶體管的飽和壓降。 RCUoVUsRsUiC1RB(UCC)C2RLUCC（3）調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié)RB，使，使ICQ=3mA時(shí)，時(shí)， Uopp=？（1）試確定該電路的）試確定該電路的Uopp=？（2）調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié)RB，使，使ICQ=2mA時(shí)，時(shí)， Uopp=？2021年12月29日星期三34A40mA04. 02807 . 012BCCBQ RUUIBE(on)mA41040100

19、6BQCQ II V42412CCQCCCEQ RIUUV824CCQLCQ RIRIV8422CEQopp UU（1）試確定該電路的）試確定該電路的Uopp=？RCUoVUsRsUiC1RB(UCC)C2RLUCC2021年12月29日星期三35（2）調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié)RB，使，使ICQ=2mA時(shí)，時(shí)，Uopp=？V8422LCQopp RIUV82212CCQCCCEQ RIUUV422CCQLCQ RIRIRCUoVUsRsUiC1RB(UCC)C2RLUCC2021年12月29日星期三36（3）調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié)RB，使，使ICQ=3mA時(shí)，時(shí)，Uopp=？V126222CEQLCQopp URIUV

20、62312CCQCCCEQ RIUUV623CCQLCQ RIRIRCUoVUsRsUiC1RB(UCC)C2RLUCC2.放大電路的微變等效電路分析法放大電路的微變等效電路分析法1)三極管輸入回路的等效三極管輸入回路的等效n 當(dāng)當(dāng)輸入信號(hào)較小輸入信號(hào)較小時(shí)，在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的輸入特性在時(shí)，在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的輸入特性在小范小范圍內(nèi)圍內(nèi)可近似線性化?？山凭€性化。OCECEUbbeUBBEbeiuIUr n 晶體管的輸入電阻晶體管的輸入電阻:n 三極管的三極管的B、E兩端可等效為一個(gè)兩端可等效為一個(gè)線性電阻線性電阻rbe。)()(26)1(200bemAImVrrrEQebbb （1）晶體管的微

21、變等效電路：常數(shù) CEQCECEQCEUUbcUUBCiiIIO（1）晶體管的微變等效電路：）晶體管的微變等效電路：+Tvce+vbeibebciCib brbe+bcvce+vbeeiCib（1）晶體管的微變等效電路：）晶體管的微變等效電路：（2）放大電路的微變等效電路）放大電路的微變等效電路的微變等效電路的微變等效電路建立了三極管的微變等效模型后，便可很方便地建立了三極管的微變等效模型后，便可很方便地得到放大電路的微變等效電路得到放大電路的微變等效電路。放大電路放大電路交交流流通通路路微微變變等等效效電電路路4（3）基本共發(fā)射極放大電路的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的）基本共發(fā)射極放大電路的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的

22、估算估算1. 微變等效電路法的動(dòng)態(tài)分析步驟微變等效電路法的動(dòng)態(tài)分析步驟)()(26)1(200bemAImVrrrEQebbb bceRBui+uo+RCRLiiib icTRBui+uo+RCRLibTVCCRBRCC1C2+ui+uo+icrbeib bbceRBui+uo+RCRLiiib icrbeib bioiouuuA beLbeLCbebLCbiourRrR/Rri)R/R(iuuA bebiiiririu )R/R(iRiRiuLCbLcLoo beCiouLrRuuA,R bceRBui+uo+RCRLiiib icrbeib bioriiiiiur 定義：定義：若若rbe

23、RB時(shí)，則：時(shí)，則：ri= rbe)r/R(iubeBii 因?yàn)椋阂驗(yàn)椋篵eBibeBiiiir/Ri)r/R(iiur bceRBui+uo+RCib icrbeib biTRLorUT+CRro P50 例3.3ibT1VCC+12VRB300KC1C2+vi+vo+icRC2KRL2KT1RB300KRC2KVCC+12VARVVIQ 7 .37BBECCB mAIIQ77. 3BC 890(mA)I26(mV)(1200 (mA)I26(mV)(1200rCQEQbeT1RB300KRC2KVCC+12V+vo+ib icRB300KRC2KRL2KiiviT1vi+vo+ib icR

24、B300KRC2KRL2K0.887KK300k/0.89/rRiurbeBiii 112.40.89k1k100rRrI)/R(RIuuA beLbebLCbiou KRiur Cooo2 rbeib b式中負(fù)號(hào)表明輸出電壓與輸入電壓式中負(fù)號(hào)表明輸出電壓與輸入電壓反相反相。微變等效電路的適用范圍 適用范圍 微變等效電路分析方法適用于三極管放大電路動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的計(jì)算，即電壓增益、輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。 當(dāng)輸入電壓幅度較小，三極管工作在線性范圍，可用微變等效電路來(lái)分析，特別是對(duì)于比較復(fù)雜電路的計(jì)算非常方便。 當(dāng)輸入電壓幅度較大，并且三極管工作在非線性范圍時(shí)，需要采用圖解法。 注意事項(xiàng) 在等

25、效電路中，電壓、電流均是交流量，因此，不能用于分析直流靜態(tài)工作情況。 但H參數(shù)值的獲得是在靜態(tài)工作點(diǎn)上進(jìn)行的。所以，放大電路的動(dòng)態(tài)性能與靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置有密切的聯(lián)系。 與微變與微變等效電路法之比較等效電路法之比較533.3靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的共射放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的共射放大電路一、放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問(wèn)題二、靜態(tài)分析三、動(dòng)態(tài)分析四、例題一、電路結(jié)構(gòu)一、電路結(jié)構(gòu)uCEiBTvBE+VCCRB1RCC1C2 ui+uo+iCRERB2RLCE與前述單管共射放大電路基本與前述單管共射放大電路基本相同，不同點(diǎn)在于：相同，不同點(diǎn)在于：基極偏流由電阻基極偏流由電阻RB1、RB2分壓供給。分壓供給。發(fā)射

26、極回路串聯(lián)電阻發(fā)射極回路串聯(lián)電阻RE，利用其負(fù)反饋?zhàn)饔梅€(wěn)定工作點(diǎn)。利用其負(fù)反饋?zhàn)饔梅€(wěn)定工作點(diǎn)。RE兩端并聯(lián)旁路電容兩端并聯(lián)旁路電容CE，供交流信號(hào)通過(guò)，供交流信號(hào)通過(guò)，使其不致在使其不致在RE上產(chǎn)生壓降損失。上產(chǎn)生壓降損失。3.3靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的共射放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的共射放大電路uCEiBTvBE+VCCRB1RCC1C2 ui+uo+iCRERB2RLCE二、靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定二、靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定3.3靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的共射放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的共射放大電路CCB2B1B2BVRRRU 一般取一般取 I1 =(510) IB ， UB =3V5V。若取大些，反饋控制作用更強(qiáng)。若取大些，反

27、饋控制作用更強(qiáng)。TVCCRB1RCRERB2IBI1UEICI2TVCCRB1RCRERB2EBEBBQR)(UUI 1EECCCCCEQRIRIVU BCQII CCB2B1B2BVRRRU BCBE)1(IIII EEBEBRIUU 3.3靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的共射放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的共射放大電路 vi+vo+RB1/RB2RCRLibT vi+vo+icRB1/RB2RLRCCBErbeCBEibiBic ui+vo+RB1/RB2RCRLibT ui+vo+icRB1/RB2RLRCCBErbeiBCBEibicbeLCioVr)R/R(uuA beBBiiir/R/Riur21 Coo

28、oRiur bebiriu ri)R/R(i)R/R(i)R/R(iuLCbLCcLCoo orTVCCRB150KRB220KRC5KRE2.7KTVCCRB150KC1C2 vi+vo+CERB220KRC5KRE2.7KRL5KRS1KVSTVCCRB150KRB220KRC5KRE2.7KKmAImVr53. 126)1 (200EQbeAR)(UUIEBEBBQ 201 V.RIRIVUEECCCCCEQ34 mAII1BCQ V.VRRRUCCBBBB433212 BCBE)1(IIII EEBEBRIUU T vi+uo+RB14.3KRC5KRL5KRS1KVSibicCBE

29、ui+uo+RB14.3KRC5KRL5KRS1KVSibibicrbe1.53KCBE ui+uo+RB14.3KRC5KRL5KRS1KUSibibicrbe1.53KCBE383.r)R/R(uuAbeLCiou K35. 1/BiberRr K5CoRr48 isiuSiiosousrRrAuuuuuuA（1）待放大的信號(hào)不一定是單一頻率的，而是有）待放大的信號(hào)不一定是單一頻率的，而是有一定的頻率范圍。如語(yǔ)音信號(hào)：一定的頻率范圍。如語(yǔ)音信號(hào)：300 3400 Hz；視頻信號(hào)：視頻信號(hào)：25Hz6MHz。 （2）實(shí)際的放大器中存在電抗元件（管子的極間）實(shí)際的放大器中存在電抗元件（管子的極

30、間電容：電容：Cbe，Cbc，以及電路的耦合電容，分布電，以及電路的耦合電容，分布電容引線電感等）使得放大器對(duì)不同頻率的信號(hào)放容引線電感等）使得放大器對(duì)不同頻率的信號(hào)放大倍數(shù)和延遲時(shí)間不同。大倍數(shù)和延遲時(shí)間不同。前面的討論中，我們把放大器的增益看作是與頻前面的討論中，我們把放大器的增益看作是與頻率無(wú)關(guān)的參量，但實(shí)際上：率無(wú)關(guān)的參量，但實(shí)際上：五、共發(fā)射極放大電路的頻率特性五、共發(fā)射極放大電路的頻率特性1、頻率失真的概念、頻率失真的概念由此產(chǎn)生的波形畸變稱為由此產(chǎn)生的波形畸變稱為頻率失真頻率失真，屬于，屬于線性失真線性失真。振幅頻率失真：振幅頻率失真：由于放大倍數(shù)隨頻率變化而引由于放大倍數(shù)隨頻率

31、變化而引起的失真。（對(duì)不同諧波的放大能力不同）起的失真。（對(duì)不同諧波的放大能力不同）相位頻率失真：相位頻率失真：放大器對(duì)不同頻率分量信號(hào)的放大器對(duì)不同頻率分量信號(hào)的延遲不同所引起的失真。延遲不同所引起的失真。項(xiàng)項(xiàng) 目目線性失真線性失真非線性失真非線性失真不不同同點(diǎn)點(diǎn)起起因因由電路的中的線性電抗元由電路的中的線性電抗元件引起（如件引起（如R、L、C）由電路的中由電路的中的非線性電的非線性電抗元件引起抗元件引起結(jié)結(jié)果果只會(huì)使各頻率分量信號(hào)的只會(huì)使各頻率分量信號(hào)的比例關(guān)系和時(shí)間關(guān)系發(fā)生比例關(guān)系和時(shí)間關(guān)系發(fā)生變化，或?yàn)V掉某些頻率分變化，或?yàn)V掉某些頻率分量的信號(hào)，但量的信號(hào)，但不會(huì)產(chǎn)生新不會(huì)產(chǎn)生新的頻率

32、分量信號(hào)的頻率分量信號(hào)能產(chǎn)生新的能產(chǎn)生新的頻率分量的頻率分量的信號(hào)信號(hào)相相 同同 點(diǎn)點(diǎn) 使輸出信號(hào)產(chǎn)生畸變使輸出信號(hào)產(chǎn)生畸變2、線性失真與非線性失真的比較、線性失真與非線性失真的比較3、理想頻率響應(yīng)、理想頻率響應(yīng)理想放大器：理想放大器：輸出與輸入信號(hào)波形完全相同，除輸出與輸入信號(hào)波形完全相同，除了一個(gè)常數(shù)的放大，應(yīng)真實(shí)再現(xiàn)。了一個(gè)常數(shù)的放大，應(yīng)真實(shí)再現(xiàn)。不失真條件不失真條件（理想放大器的條件）：放大器對(duì)不（理想放大器的條件）：放大器對(duì)不同頻率分量信號(hào)的放大倍數(shù)相同，延遲時(shí)間也相同頻率分量信號(hào)的放大倍數(shù)相同，延遲時(shí)間也相同。同。 |Au(j)|K0 ( j )0 理想頻率響應(yīng)(a)理想振幅頻率響

33、應(yīng)；(b)理想相位頻率響應(yīng) 4、實(shí)際的頻率特性及通頻帶定義、實(shí)際的頻率特性及通頻帶定義L 半功率點(diǎn)半功率點(diǎn) H中頻區(qū)低頻區(qū)高頻區(qū)0.707|AuI|AuI|理想幅頻特性實(shí)際幅頻特性|Au(j)|fLffHBW3dB0圖53實(shí)際的放大器幅頻響應(yīng) 上限頻率fH：為高頻區(qū)放大倍數(shù)下降為中頻區(qū)的0.707時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率。 uIHuA.jfA7070下限頻率fL：為低頻區(qū)放大倍數(shù)下降為中頻區(qū)的0.707時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率。 uILuAjfA707. 0通頻帶BW： BW=fH-fLfH 表征放大器的線性失真許可范圍內(nèi)的信號(hào)頻帶寬度。 5、頻率特性分析 中頻段：耦合電容和旁路電容都視為開(kāi)路，中頻段的電壓放大倍

34、數(shù)與頻率幾乎無(wú)關(guān)。 低頻段：各種電容的容抗隨頻率的下降而增大，導(dǎo)致電壓放大倍數(shù)下降。 高頻段：各種電容的容抗隨頻率的升高而減小，導(dǎo)致放大倍數(shù)下降。CC電路電路直流通路直流通路3.4 基本共集電極放大電路基本共集電極放大電路又稱射極輸出器、射極跟隨器又稱射極輸出器、射極跟隨器1.電路組成和靜態(tài)分析電路組成和靜態(tài)分析IBQ = (VCC UBEQ) / RB +(1+ REICQ = I BQUCEQ = VCC ICQ REVCC = RB IBQ +UBEQ +(1+ IBQ RE2.動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)分析與電路特點(diǎn)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)分析與電路特點(diǎn)交流通路交流通路小信號(hào)等效電路小信號(hào)等效電路CC電路電路小

35、信號(hào)等效電路小信號(hào)等效電路(1) 輸出電壓跟隨輸入電壓輸出電壓跟隨輸入電壓變化，相位相同，放大倍變化，相位相同，放大倍數(shù)接近于數(shù)接近于1。LbeLLEbbebLEbio)1()1( /)1(/1RrRRRiriRRiuuAu ）（12.動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)分析與電路特點(diǎn)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)分析與電路特點(diǎn) 由于上述特點(diǎn)，共集電極電路又稱為由于上述特點(diǎn)，共集電極電路又稱為射極輸出器射極輸出器、電壓跟隨器電壓跟隨器等。等。小信號(hào)等效電路小信號(hào)等效電路（2）輸入電阻高。）輸入電阻高。2.動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)分析與電路特點(diǎn)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)分析與電路特點(diǎn) LbeBLbeiBiiiiiR)(rRR)(ruRuuiur 11（3）輸出電

36、阻低。）輸出電阻低。（3) 輸出電阻低。輸出電阻低。SbeE)1(RruRu 設(shè)設(shè) R S = Rs / RB由于由于 i = iRE + ib + ib故故射極輸出器射極輸出器特點(diǎn)：電壓跟隨、特點(diǎn)：電壓跟隨、 Ri很大、很大、 Ro很小很小 應(yīng)用：多級(jí)放大電路的輸入級(jí)、輸出級(jí)、緩沖級(jí)應(yīng)用：多級(jí)放大電路的輸入級(jí)、輸出級(jí)、緩沖級(jí) 1)(/ )1/()(SbeESbeEoRrRRruRuuiuR例例3.5下圖中下圖中 =120，RB = 300 k ，UBEQ = 0.7 V，RE = RL = Rs = 1 k ，VCC = 12V。求：。求：Q 點(diǎn)，點(diǎn)，Au、Ri、Ro。解：解： （1） 求求

37、Q點(diǎn)和點(diǎn)和 rbeIBQ = (VCC UBE) / RB + (1+ ) RE = (12 0.7)V / 300 +121 1 k 0.027 mAIEQ I BQ = 3.2 mAUCEQ = VCC ICQ RE = 12V 3.2 1V = 8.8 Vrbe = 200 + 26mV / 0.027mA 1.18 (k )例題例題 解續(xù)解續(xù)：（2）求）求Au、Ri 、 Ro98. 0)1()1(LbeL RrRAu Ri = 300 k /(1.18 +121 0.5) k = 51.2 k )( 18 1)(/SbeEo RrRRRL = 1 / 1 = 0.4 (k )3.5 基

38、本共基極放大電路基本共基極放大電路 P571.電路組成電路組成CB電路電路直流通路直流通路Q點(diǎn)與點(diǎn)與CE電路相同電路相同2.性能、特點(diǎn)與應(yīng)用性能、特點(diǎn)與應(yīng)用通過(guò)與前述電路相同的分析可知通過(guò)與前述電路相同的分析可知電路特點(diǎn)與應(yīng)用：電路特點(diǎn)與應(yīng)用：1、uo與與ui同相，同相，Au大；大；2、Ri很小，可小于很小，可小于100 ；Ro大，約為幾千歐姆；大，約為幾千歐姆；3、通頻帶在三種接法中最寬，用于高頻放大電路、寬、通頻帶在三種接法中最寬，用于高頻放大電路、寬帶放大電路帶放大電路 。1. 三種組態(tài)放大電路在電路結(jié)構(gòu)上有何異同？三種組態(tài)放大電路在電路結(jié)構(gòu)上有何異同？ 如何判斷放大電路的組態(tài)？如何判斷

39、放大電路的組態(tài)？ 討論討論討論小結(jié)討論小結(jié)1. 答：均要求有合理的直流通路和交流通路，但輸答：均要求有合理的直流通路和交流通路，但輸入、輸出接法不同，如下表所示。該表也反映了入、輸出接法不同，如下表所示。該表也反映了組態(tài)的判斷方法。組態(tài)的判斷方法。討論討論2. 判斷下圖放大電路的組態(tài)。判斷下圖放大電路的組態(tài)。2. 答：答：從從uO1輸出時(shí)為輸出時(shí)為CE電路，電路，從從uO2輸出時(shí)為輸出時(shí)為CC電路。電路。3.6三種晶體管基本放大電路的比較相同點(diǎn)：直流偏置電路基本相同。不同點(diǎn)：主要體現(xiàn)在交流通路和動(dòng)態(tài)指標(biāo)上。 用途不同。它們的主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用總結(jié)在表3.1中，（假定元器件配置基本相同）： 20

40、21年12月29日星期三85表表3.1 晶體管三種組態(tài)放大電路基本特性比較晶體管三種組態(tài)放大電路基本特性比較2、特點(diǎn)輸入阻抗極高，、特點(diǎn)輸入阻抗極高， 噪聲低，熱穩(wěn)定性好。噪聲低，熱穩(wěn)定性好。 但放大倍數(shù)較小。但放大倍數(shù)較小。3.7 場(chǎng)效應(yīng)管基本放大電路場(chǎng)效應(yīng)管基本放大電路1、三種組態(tài)：共源極、共漏極、共柵極、三種組態(tài)：共源極、共漏極、共柵極場(chǎng)效應(yīng)管放大電路概述：場(chǎng)效應(yīng)管放大電路概述：場(chǎng)效應(yīng)管放大電路概述場(chǎng)效應(yīng)管放大電路概述3. 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的組成與偏置場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的組成與偏置 要使場(chǎng)效應(yīng)管具有放大能力，要使場(chǎng)效應(yīng)管具有放大能力，必須使管子工作于恒流區(qū)（放大區(qū)）。必須使管子工作于恒流區(qū)

41、（放大區(qū)）。 右圖為典型的分壓式偏置場(chǎng)效應(yīng)右圖為典型的分壓式偏置場(chǎng)效應(yīng)管放大電路，其中管放大電路，其中V為增強(qiáng)型為增強(qiáng)型N溝溝道絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。道絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。RG1、RG2 柵極偏置分壓電阻柵極偏置分壓電阻RD 漏極電阻漏極電阻RS 源極電阻源極電阻4、場(chǎng)效應(yīng)管常用偏置電路（了解）、場(chǎng)效應(yīng)管常用偏置電路（了解）場(chǎng)效應(yīng)管放大電路概述場(chǎng)效應(yīng)管放大電路概述5.場(chǎng)效應(yīng)管的微變等效電路場(chǎng)效應(yīng)管的微變等效電路三極管（三極管（BJT）與場(chǎng)效應(yīng)管（）與場(chǎng)效應(yīng)管（FET）的微變等效電路）的微變等效電路: BJT微變等效電路微變等效電路FET微變等效電路微變等效電路場(chǎng)效應(yīng)管放大電路概述場(chǎng)效應(yīng)管放大電路概述 自

42、給偏壓電路自給偏壓電路分壓式偏置電路分壓式偏置電路3.7.1 共源極（共源極（CS） 放大電路放大電路（1） 電路組成及靜態(tài)分析電路組成及靜態(tài)分析 只適于耗盡型只適于耗盡型對(duì)耗盡型、增強(qiáng)型均適用對(duì)耗盡型、增強(qiáng)型均適用 UGSQ = IDQRSSDQG2G1G2DDGSQ RIRRRVU 將偏壓方程與電流方程聯(lián)列求解可得將偏壓方程與電流方程聯(lián)列求解可得 UGSQ 、IDQUDSQ = VDD IDQ(RS+RD )（2） 動(dòng)態(tài)分析（以分壓式偏置電路為例）動(dòng)態(tài)分析（以分壓式偏置電路為例）一、共源極（一、共源極（CS） 放大電路續(xù)放大電路續(xù)一、一、CS 放大電路續(xù)放大電路續(xù)（2） 動(dòng)態(tài)分析（以分壓式

43、偏置電路為例）動(dòng)態(tài)分析（以分壓式偏置電路為例）LmgsLDgsmio)/(RguRRuguuAu G2G1G3i/ RRRR DoRR 柵極電阻柵極電阻 RG 的作用：的作用：( (1) )為柵偏壓提供通路為柵偏壓提供通路;( (2泄泄放柵極放柵極積累電荷積累電荷; ( (3) )提高輸入電阻。提高輸入電阻。3.7.2共漏極（共漏極（CD） 放大電路（源極輸出器）放大電路（源極輸出器）共漏極放大電路又稱源極輸出器或源極跟隨器，通過(guò)微變等效電路法分析可知它具有與晶體管射極輸出器相似的特性：電壓放大倍數(shù)小于1并接近于1；輸入電阻高，輸出電阻低。表表3.2場(chǎng)效應(yīng)管三種組態(tài)放大電路性能比較場(chǎng)效應(yīng)管三種組態(tài)放大電路性能比較P61場(chǎng)效應(yīng)管放大電路與晶體管放大電路相比，最突出的優(yōu)點(diǎn)是可以組成高輸入電阻的放大電路。此外，