模擬電子技術(shù)第三章 單管放大器

1、引言引言 單管放大器是指由一只晶體管構(gòu)成的放大器。單管放大器是指由一只晶體管構(gòu)成的放大器。 三極管可以組成三極管可以組成3 3種形式的單管放大器，分別種形式的單管放大器，分別是：是：共發(fā)射極放大器、共集電極放大器、共基極共發(fā)射極放大器、共集電極放大器、共基極放大器放大器。 3.1 單管共射放大器單管共射放大器圖3-1 阻容耦合共射放大器3.1.1 一個(gè)典型的共射放大器一個(gè)典型的共射放大器1.放大器基本結(jié)構(gòu)放大器基本結(jié)構(gòu) 2CbRcRTiu1CLRou+_+_+VCC元件作用：元件作用：三極管三極管T：電流放大作用，是放：電流放大作用，是放大器的核心元件。大器的核心元件。 Rb：提供合適的基極電

2、流：提供合適的基極電流IB。 Rc：集電極電位因：集電極電位因iC的變化的變化而改變，從而引起輸出端電壓變而改變，從而引起輸出端電壓變化。化。電容電容C1、C2 ：耦合電容，隔離：耦合電容，隔離直流，通過(guò)交流。直流，通過(guò)交流。2.靜態(tài)工作點(diǎn)的定義靜態(tài)工作點(diǎn)的定義 交流輸入信號(hào)交流輸入信號(hào)ui=0時(shí)，晶體管各極的電流、時(shí)，晶體管各極的電流、b-e間的間的電壓、管壓降稱(chēng)為電壓、管壓降稱(chēng)為靜態(tài)工作點(diǎn)或直流工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)或直流工作點(diǎn)Q ，稱(chēng)為，稱(chēng)為Q點(diǎn)，點(diǎn)，常記作常記作IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。2CbRcRTiu1CLRou+_+_+VCC思考 輸出電壓必然失真！輸出電壓必然失真！ 設(shè)置合

3、適的靜態(tài)工作點(diǎn)！設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)！ 為什么放大的對(duì)象是動(dòng)態(tài)信號(hào)，卻要晶體管在信號(hào)為零為什么放大的對(duì)象是動(dòng)態(tài)信號(hào)，卻要晶體管在信號(hào)為零時(shí)有合適的直流電流和極間電壓？時(shí)有合適的直流電流和極間電壓？3.1.2 放大器的組成原則放大器的組成原則組成放大器時(shí)必須遵循以下原則：組成放大器時(shí)必須遵循以下原則：合適的靜態(tài)工作點(diǎn)：合適的直流電源，合適的靜態(tài)工作點(diǎn)：合適的直流電源，合適的電路參數(shù)。合適的電路參數(shù)。動(dòng)態(tài)信號(hào)能夠作用于晶體管的輸入回路，動(dòng)態(tài)信號(hào)能夠作用于晶體管的輸入回路，在負(fù)載上能夠獲得放大了的動(dòng)態(tài)信號(hào)。在負(fù)載上能夠獲得放大了的動(dòng)態(tài)信號(hào)。對(duì)實(shí)用放大電路的要求：對(duì)實(shí)用放大電路的要求：共地、直流電共地

4、、直流電源種類(lèi)盡可能少、負(fù)載上無(wú)直流分量。源種類(lèi)盡可能少、負(fù)載上無(wú)直流分量。2CbRcRTiu1CLRou+_+_+VCC在圖在圖3-2(a)中，該電路不具有放大作用。改正方法是將電容中，該電路不具有放大作用。改正方法是將電容C C1 1移至移至如圖如圖3-13-1的位置。的位置。在圖在圖3-2(b)中，該電路交流信號(hào)無(wú)法輸出。改正的方法是在集電極中，該電路交流信號(hào)無(wú)法輸出。改正的方法是在集電極與直流電源與直流電源VCC之間加一集電極電阻之間加一集電極電阻Rc，以便把放大的集電極電流，以便把放大的集電極電流轉(zhuǎn)化為輸出電壓。轉(zhuǎn)化為輸出電壓。圖3-2 例題3.1的電路圖2CbRcRiu1Cou+_

5、+_+VCC(a) eR1C2CbRiuCC+Vou+_+_(b) 【例例3.1】試分析圖試分析圖3-2所示電路是否具有放大作用。如果不所示電路是否具有放大作用。如果不能放大，如何改正？能放大，如何改正？3.2放大器的分析放大器的分析 放大器的分析包括兩方面的內(nèi)容：放大器的分析包括兩方面的內(nèi)容：一、一、靜態(tài)分析靜態(tài)分析（又稱(chēng)直流分析或靜態(tài)工作點(diǎn)分析）（又稱(chēng)直流分析或靜態(tài)工作點(diǎn)分析）二、二、動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析（又稱(chēng)交流分析或小信號(hào)分析）（又稱(chēng)交流分析或小信號(hào)分析）3.2.1直流通路和交流通路直流通路和交流通路 一般情況下，在放大器中，直流量和交流量總是共一般情況下，在放大器中，直流量和交流量總是共

6、存的。但由于電容、電感及電源等的存在，直流量和交存的。但由于電容、電感及電源等的存在，直流量和交流量流經(jīng)的通路是不完全相同的。需要分別給出流量流經(jīng)的通路是不完全相同的。需要分別給出直流通直流通路和交流通路路和交流通路進(jìn)行相應(yīng)的分析。進(jìn)行相應(yīng)的分析。直流通路：直流通路：是在直流電源作用下直流電流流經(jīng)的通路，是在直流電源作用下直流電流流經(jīng)的通路，遵循以下原則：遵循以下原則：電容視為開(kāi)路；電容視為開(kāi)路；電感視為短路；電感視為短路；電壓信號(hào)源視為短路但保留其內(nèi)阻；電壓信號(hào)源視為短路但保留其內(nèi)阻；電流信號(hào)源視為開(kāi)路并保留其內(nèi)阻。電流信號(hào)源視為開(kāi)路并保留其內(nèi)阻。bRcR+VCCbRcRLRou+_iu+_

7、TTiibici2CbRcRTiu1CLRou+_+_+VCC直流通路交流通路交流通路是輸入交流信號(hào)作用下，信號(hào)流經(jīng)的通路是輸入交流信號(hào)作用下，信號(hào)流經(jīng)的通路, ,遵循遵循以下原則：以下原則：耦合電容或旁路電容視為短路；耦合電容或旁路電容視為短路；凡是不變的信號(hào)就視為凡是不變的信號(hào)就視為0 0，直流電壓源視為接地，直流，直流電壓源視為接地，直流電流源視為開(kāi)路；電流源視為開(kāi)路；在不考慮內(nèi)阻時(shí)，二極管、穩(wěn)壓管都可視為短路。在不考慮內(nèi)阻時(shí)，二極管、穩(wěn)壓管都可視為短路。bRcR+VCCbRcRLRou+_iu+_TTiibici2CbRcRTiu1CLRou+_+_+VCC交流通路3.2.2等效電路法

8、等效電路法 在小信號(hào)作用下，在小信號(hào)作用下，晶體管的非線性可近似用線性電路晶體管的非線性可近似用線性電路來(lái)等效。來(lái)等效。（一）靜態(tài)分析（一）靜態(tài)分析1 1、畫(huà)出放大電路的直流通路、畫(huà)出放大電路的直流通路2 2、根據(jù)回路電壓方程及三極管的電流關(guān)系、根據(jù)回路電壓方程及三極管的電流關(guān)系, ,有：有： BQCCBEQbCCbI= (VU)/ RV / R CQBQCCbI=IV /R CEQCCCQcU= VIRbRcR+VCCbRcRLRou+_iu+_TTiibici2CbRcRTiu1CLRou+_+_+VCC（二）動(dòng)態(tài)分析（二）動(dòng)態(tài)分析 1、 畫(huà)出放大電路畫(huà)出放大電路交流通路；交流通路；2 2

9、、交流通路中的三極管用微變等效、交流通路中的三極管用微變等效電路代替，得到放大電路的交流電路代替，得到放大電路的交流等效電路。等效電路。3 3、根據(jù)交流等效電路求、根據(jù)交流等效電路求AuAu、RiRi、RoRobRbercRLRiu+_ou+_iibiciiRoRbRbercRou+_iibicioibRcR+VCCbRcRLRou+_iu+_TTiibici2CbRcRTiu1CLRou+_+_+VCC1 1）放大倍數(shù)）放大倍數(shù)occLbLib beu =-i (R /R )=-i Ru =i r bebbEQ26 mVr= r +(1+)ImA oLuibeuRA=ur思考：負(fù)載開(kāi)路思考：

10、負(fù)載開(kāi)路時(shí)的時(shí)的AubRbercRLRiu+_ou+_iibiciiRoRbRbercRou+_iibicioi2） 輸入阻抗輸入阻抗根據(jù)根據(jù)Ri的定義的定義 iiibbeiibibeuuR =R / /riu R +u r ibeRr3） 輸出阻抗輸出阻抗畫(huà)出求畫(huà)出求R Ro o的等效電路的等效電路: :令令u ui i=0=0，對(duì)圖分析可知，對(duì)圖分析可知i ib b=0=0，受控電流源，受控電流源i ic c=i=ib b=0=0，即，即受控電流源相當(dāng)于開(kāi)路，當(dāng)外加一個(gè)受控電流源相當(dāng)于開(kāi)路，當(dāng)外加一個(gè)u uo o必然產(chǎn)生必然產(chǎn)生i io o，則：，則： oococooui RR = Rii

11、bRbercRLRiu+_ou+_iibiciiRoRbRbercRou+_iibicioi 求輸出阻抗等效電路bRbercRLRiu+_ou+_iibiciiRoRbRbercRou+_iibicioi解：（解：（1）求）求Q點(diǎn)點(diǎn) 【例【例3.2】 在圖示阻容耦合電路中在圖示阻容耦合電路中，已知已知VCC=12V,Rb=510k，Rc=3k；晶體管的晶體管的 =150，=80，導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)通時(shí)UBEQ=0.7V；RL=3k。（1）求出電路的）求出電路的Au、Ri和和Ro。（2）若所加信號(hào)源內(nèi)阻）若所加信號(hào)源內(nèi)阻Rs=2k，求，求出出Aus=uo/us=?bbr2CbRcRTiu1CLRou+_

12、+_+VCC TbebbCQU26rr1508013251.33kI1.77 oLuibe3 3uR33A =8090ur1.33 iibbeiuR = R / /ri ocR = R usA36 ci+_suiuousRbRbercRLRbiii ooiiusussiisuuuRA=AuuuR +R（2）求Au、Ri和和Ro。（3）求Aus。nP79習(xí)題2（a，b，c，d）n畫(huà)出圖示電路的直流通路和交流通路。3.2.33.2.3圖解分析法圖解分析法 已知放大管的輸入特性圖、輸出特性已知放大管的輸入特性圖、輸出特性圖以及放大器中各元件參數(shù)的情況下，利用圖以及放大器中各元件參數(shù)的情況下，利用作圖

13、的方法對(duì)放大器進(jìn)行分析即為圖解法。作圖的方法對(duì)放大器進(jìn)行分析即為圖解法。1.靜態(tài)分析靜態(tài)分析1）圖解法求靜態(tài)工作點(diǎn)）圖解法求靜態(tài)工作點(diǎn)+_+_bRcRBIBICICIBEUCEUCCVCCVbRcR+VCCbRcRLRou+_iu+_TTiibiciUCE=VCC-ICRc輸出回路方程：輸出回路方程：2）電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響）電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響通過(guò)上述靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解過(guò)程可以看出，影響靜態(tài)工作點(diǎn)的參數(shù)有通過(guò)上述靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解過(guò)程可以看出，影響靜態(tài)工作點(diǎn)的參數(shù)有VCC、Rb和和Rc。改變改變Rb：輸出回路負(fù)載線不變，：輸出回路負(fù)載線不變，Q 點(diǎn)將沿該負(fù)載線上下移動(dòng)，如圖點(diǎn)將沿該負(fù)

14、載線上下移動(dòng)，如圖 (a)所示。所示。改變改變Rc：輸出回路負(fù)載線斜率變化，：輸出回路負(fù)載線斜率變化，Q點(diǎn)在點(diǎn)在IBQ所在的那條輸出特性曲線所在的那條輸出特性曲線上移動(dòng)，如圖上移動(dòng)，如圖 (b)所示。所示。改變改變VCC：輸出回路負(fù)載線平移，：輸出回路負(fù)載線平移，Q點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)，如圖點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)，如圖 (c)所示。改變所示。改變VCC，輸出回路負(fù)載線和輸出回路負(fù)載線和IBQ所在的那條輸出特性曲線均發(fā)生變化，故一般對(duì)所在的那條輸出特性曲線均發(fā)生變化，故一般對(duì)VCC的改變要慎重。的改變要慎重。(a)(b)(c)電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 2.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析（1）由放大管輸入特性曲線及）由放大管輸入特

15、性曲線及ui描繪輸入回路中電壓描繪輸入回路中電壓uBE和電流和電流iB的波形的波形（2）由）由iB的變化曲線、輸出特性曲線及輸出端負(fù)載線畫(huà)的變化曲線、輸出特性曲線及輸出端負(fù)載線畫(huà)出出uCE和和iC的波形。的波形。輸入回路圖解法 輸出回路圖解法由圖可見(jiàn)放大器帶載增益降低3. 靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置與非線性失真的分析靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置與非線性失真的分析放大器的工作點(diǎn)放大器的工作點(diǎn)Q1設(shè)置太低，引起設(shè)置太低，引起截止失真截止失真。放大器的工作點(diǎn)為放大器的工作點(diǎn)為Q2設(shè)置太高，引起設(shè)置太高，引起飽和失真飽和失真。Q點(diǎn)選擇不當(dāng)引起的失真消除失真方法？截止失真：截止失真：消除方法：增大消除方法：增大VBB，即向上

16、平移輸入回路負(fù)載線。，即向上平移輸入回路負(fù)載線。飽和失真飽和失真：減小減小Rb能消除截止失真嗎？能消除截止失真嗎？n消除方法：消除方法：增大增大Rb，減小減小Rc，減小減小，減小減小VBB，增大增大VCC。2n最大不失真輸出電壓最大不失真輸出電壓Uom ：比較比較UCEQ與（與（ VCC UCEQ ），），取其小者，取其小者，除以除以 。 這可不是這可不是好辦法！好辦法！4.靜態(tài)工作點(diǎn)選取的一般原則靜態(tài)工作點(diǎn)選取的一般原則 通過(guò)以上分析可知，靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇要根據(jù)輸出電壓通過(guò)以上分析可知，靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇要根據(jù)輸出電壓uo的幅值和交流的幅值和交流負(fù)載綜合考慮。若輸入信號(hào)負(fù)載綜合考慮。若輸入信號(hào)

17、ui幅值較大幅值較大，則輸出電壓，則輸出電壓uo的幅值也較大，為的幅值也較大，為了減小波形失真，靜態(tài)工作點(diǎn)最好選擇在了減小波形失真，靜態(tài)工作點(diǎn)最好選擇在交流負(fù)載線的中點(diǎn)交流負(fù)載線的中點(diǎn)，這樣可保證，這樣可保證uo的正、負(fù)半周對(duì)稱(chēng)。的正、負(fù)半周對(duì)稱(chēng)。 若若輸入信號(hào)輸入信號(hào)ui的幅值不大的幅值不大，其輸出電壓的幅值較小，此時(shí)，為降低直流，其輸出電壓的幅值較小，此時(shí)，為降低直流電源電源VCC的功率損耗，在不產(chǎn)生失真的前提下，常把靜態(tài)工作點(diǎn)選得低一的功率損耗，在不產(chǎn)生失真的前提下，常把靜態(tài)工作點(diǎn)選得低一些，靜態(tài)工作點(diǎn)可選擇在些，靜態(tài)工作點(diǎn)可選擇在交流負(fù)載線中點(diǎn)偏下交流負(fù)載線中點(diǎn)偏下的地方。的地方。5.

18、圖解法的局限性和適用范圍圖解法的局限性和適用范圍 圖解法必須具備所用管子的特性曲線，一般情況下，測(cè)試三極管特性曲圖解法必須具備所用管子的特性曲線，一般情況下，測(cè)試三極管特性曲線費(fèi)用較高，因此，圖解法不經(jīng)濟(jì)。線費(fèi)用較高，因此，圖解法不經(jīng)濟(jì)。 圖解法只能分析簡(jiǎn)單無(wú)反饋電路，對(duì)較復(fù)雜的放大器顯得無(wú)能為力。圖解法只能分析簡(jiǎn)單無(wú)反饋電路，對(duì)較復(fù)雜的放大器顯得無(wú)能為力。 圖解法未考慮三極管的結(jié)電容影響，只適合于中低頻放大器。圖解法未考慮三極管的結(jié)電容影響，只適合于中低頻放大器。 但是，圖解法卻有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，它對(duì)理解放大器原理是很有幫助的，尤其但是，圖解法卻有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，它對(duì)理解放大器原理是很有幫助的，尤其是在

19、設(shè)計(jì)大功率放大器輸出端電路時(shí)，往往要用到圖解法的概念。是在設(shè)計(jì)大功率放大器輸出端電路時(shí)，往往要用到圖解法的概念。3.3 穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)電路3.3.1 靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性 放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大性能有著重要的影響。因此，選擇放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大性能有著重要的影響。因此，選擇合適的工作點(diǎn)并使之保持穩(wěn)定，就成為保證放大器正常工作的關(guān)鍵。合適的工作點(diǎn)并使之保持穩(wěn)定，就成為保證放大器正常工作的關(guān)鍵。靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定因素：電源電壓的變化、電路元件由于老化而引靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定因素：電源電壓的變化、電路元件由于老化而引起參數(shù)值的改變、以及起參數(shù)值的改變、以及溫

20、度對(duì)器件參數(shù)的影響溫度對(duì)器件參數(shù)的影響等等.晶體管在不同環(huán)境溫度下的的輸出特性曲線穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的方法有：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的方法有： 在電路中加入二極管、熱敏電阻等溫在電路中加入二極管、熱敏電阻等溫度敏感元件，這種方法往往適用范圍小、度敏感元件，這種方法往往適用范圍小、調(diào)試麻煩且成本高。調(diào)試麻煩且成本高。 通過(guò)引入負(fù)反饋電路來(lái)穩(wěn)定工作點(diǎn)，通過(guò)引入負(fù)反饋電路來(lái)穩(wěn)定工作點(diǎn)，這是最有效的方法。這是最有效的方法。ICQ T UBE ICBO 3.3.2帶帶ReRe的共射放大器的共射放大器 b2CCBb1b2RVUR+R分壓式偏置穩(wěn)定放大器b1RcR+VCCTb2ReRLRVBBeC2C1Cb1RcR+V

21、CCTb2ReR1IBICIBB+VCCcReRbRBIEICI直流通路直流通路: 如果如果Rb1、Rb2及及Re的值選得的值選得合適就可滿(mǎn)足合適就可滿(mǎn)足I1IB，此時(shí)有：，此時(shí)有：UB與晶體管參與晶體管參數(shù)基本無(wú)關(guān)數(shù)基本無(wú)關(guān)b1RcR+VCCTb2ReR1IBICIBBRe 的的作用作用T()ICUE UBE（UB基本不變）基本不變） IB IC Re起直流負(fù)反饋?zhàn)饔?，其值越大，反饋越?qiáng)，起直流負(fù)反饋?zhàn)饔?，其值越大，反饋越?qiáng)，Q點(diǎn)越穩(wěn)定。點(diǎn)越穩(wěn)定。關(guān)于反饋的一些概念：關(guān)于反饋的一些概念： 將輸出量通過(guò)一定的方式引回輸入回路影響輸入量的措將輸出量通過(guò)一定的方式引回輸入回路影響輸入量的措施稱(chēng)為反

22、饋。施稱(chēng)為反饋。 直流通路中的反饋稱(chēng)為直流反饋。直流通路中的反饋稱(chēng)為直流反饋。 反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小的稱(chēng)為負(fù)反饋，反之稱(chēng)反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小的稱(chēng)為負(fù)反饋，反之稱(chēng)為正反饋。為正反饋。Re有上限值嗎？有上限值嗎？IC通過(guò)通過(guò)Re轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為UE影響影響UBE溫度升高溫度升高IC增大，反饋的結(jié)果使之減小增大，反饋的結(jié)果使之減?。ㄒ唬╈o態(tài)分析（一）靜態(tài)分析 beRR1 b2CCBQb1b2R VUR +R BQBEQEQeUUI=R EQBQII1+ CEQCCCQceUVI(R +R )式1這里順便討論一下如何選擇這里順便討論一下如何選擇Re的值。利用戴維寧定的值。利用戴維寧定理，可

23、將上圖理，可將上圖 變換成下圖所示電路，其中：變換成下圖所示電路，其中： BBBQbBEQEQeV= IR +U+IR BBBEQEQbeV -UIRR1 b2BBCCb1b2RV=VR +R bb1b2R = R / /RVBB+VCCcReRbRBIEICI b1RcR+VCCTb2ReR1IBICIBB1RUVIeBEQBBEQ同式（二）動(dòng)態(tài)分析（二）動(dòng)態(tài)分析（1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù) （2）輸入阻抗）輸入阻抗 （3）輸出阻抗）輸出阻抗 oLuLCLibeuRA =R = R / /Rur iibeb1b2iuR = r / /R/ /Ri ocR= R射極偏置電路的微變等效電路b

24、ib1Rb2RbercRLR+bi_+_ouiub1RcR+VCCTb2ReRLRVBBeC2C1Cb1RcR+VCCTb2ReR1IBICIBB+VCCcReRbRBIEICI【例例3.3】在帶在帶Re的共射放大器，分析的共射放大器，分析Ce開(kāi)路時(shí)，將引起開(kāi)路時(shí)，將引起電路哪些動(dòng)態(tài)參數(shù)發(fā)生變化？如何變化？電路哪些動(dòng)態(tài)參數(shù)發(fā)生變化？如何變化？ 解：旁路電容開(kāi)路時(shí)的交流等效電路如下圖所示解：旁路電容開(kāi)路時(shí)的交流等效電路如下圖所示無(wú)旁路電容的微變等效電路bib1Rb2RbercRLR+bi_+_ouiueRei ib beeeocLbLu = i r +i Ru = -i Ri R oLuibee

25、iib1b2beeiocuRA =ur(1 )RuR = R / /R/ / r(1 )RiR = R 一般有：一般有： ebe(1 )Rr oLuieuRA =-uR 可見(jiàn)，可見(jiàn)，Re使使|Au|減小了，但由于減小了，但由于Au僅決定于電阻取值，所以不受環(huán)僅決定于電阻取值，所以不受環(huán)境溫度的影響，同時(shí)輸入阻抗也提高了。在境溫度的影響，同時(shí)輸入阻抗也提高了。在Re的兩端并一電解電容的兩端并一電解電容Ce后，既能穩(wěn)定直流工作點(diǎn)，又不影響放大器增益。后，既能穩(wěn)定直流工作點(diǎn)，又不影響放大器增益。n溫度補(bǔ)償：利用對(duì)溫度敏感溫度補(bǔ)償：利用對(duì)溫度敏感的元件，在溫度變化時(shí)直接的元件，在溫度變化時(shí)直接影響輸入

26、回路。影響輸入回路。n例如，例如，Rb1或或Rb2采用熱敏電采用熱敏電阻。阻。 它們的它們的溫度系數(shù)？溫度系數(shù)？Bb1CBBEEC )(URIIUUIT nP81 4、53.4三極管其它組態(tài)的單管放大器三極管其它組態(tài)的單管放大器3.4.1 單管共集電極放大器單管共集電極放大器 信號(hào)由基極輸入，由發(fā)射極輸出，故又稱(chēng)為信號(hào)由基極輸入，由發(fā)射極輸出，故又稱(chēng)為射極輸出器射極輸出器。 Rb提供基極靜態(tài)工作電流；提供基極靜態(tài)工作電流；Re是發(fā)射極電阻，將發(fā)射極電流轉(zhuǎn)化是發(fā)射極電阻，將發(fā)射極電流轉(zhuǎn)化為電壓；為電壓；C1、C2分別為輸入回路和輸出回路的耦合電容。分別為輸入回路和輸出回路的耦合電容。圖3-15

27、基本共集放大器sR1C2Csuiu+_+_CC+VCC+VbReRLRbReREIBIsRsu+_bReRLRou+_bi（一）靜態(tài)分析（一）靜態(tài)分析畫(huà)出放大器的直流通路。畫(huà)出放大器的直流通路。輸入回路的方程為：輸入回路的方程為：由此求得由此求得IB、IE和和UCE分別為：分別為： ccBbBEEeVI R +U+I RCC+VbReREIBI BccBEbEIVU/ R1 R EBI(1)I CEccEeU= V -I RsR1C2Csuiu+_+_CC+VCC+VbReRLRbReREIBIsRsu+_bReRLRou+_bi（2）輸入阻抗）輸入阻抗 biiiibbeLiiibRbeLbu

28、uuRR / / r1 Ruuii +ir1 RR LouibeL1 RuA =ur1 R ib beeLb bebLu =i r +i Ri r1 i R oeLbLu = i R1 i R（二）動(dòng)態(tài)分析（二）動(dòng)態(tài)分析（1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù)1、畫(huà)出放大器的交流通路；、畫(huà)出放大器的交流通路；2、畫(huà)出微變等效電路；、畫(huà)出微變等效電路；3、列出輸入和輸出電壓的表達(dá)式：、列出輸入和輸出電壓的表達(dá)式：sRsu+_bReRLRou+_bisRbibRbereRLRiibieioi+_+_iuousu+_iRoRsR1C2Csuiu+_+_CC+VCC+VbReRLRbReREIBIsRsu+_

29、bReRLRou+_bi電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)：無(wú)電壓放大比共射的輸入阻抗高特點(diǎn)特點(diǎn)：輸入阻抗高、輸出阻抗小。：輸入阻抗高、輸出阻抗小。應(yīng)用應(yīng)用：充當(dāng)在電壓型放大器的輸：充當(dāng)在電壓型放大器的輸入級(jí)或輸出級(jí)。入級(jí)或輸出級(jí)。（3）輸出阻抗）輸出阻抗 畫(huà)出共集放大器輸出阻畫(huà)出共集放大器輸出阻抗的等效電路抗的等效電路 osbbeoeouR / /RrR =/ /Ri1 共集放大器輸出阻抗的等效電路sRbiuo_+ioieibbRbeRreoRsRbibRbereRLRiibieioi+_+_iuousu+_iRoR為什么？3.4.23.4.2單管共基極放大器單管共基極放大器3-18 共基極放大器

30、圖圖3-183-18為一種典型的共基極為一種典型的共基極放大器。放大器。iuou+_+_eRb2RbCb1RcR1C2 CLRVCCber+_+_ouiubieRcRLRiRiRoRiieibiebc1、靜態(tài)分析、靜態(tài)分析 該放大器的直流通路與穩(wěn)定該放大器的直流通路與穩(wěn)定Q點(diǎn)共射電路的直流通路一樣，點(diǎn)共射電路的直流通路一樣，故其靜態(tài)工作點(diǎn)求法相同：故其靜態(tài)工作點(diǎn)求法相同： b2CCBb1b2CQEQBBEQeCEQccCQceR VU=R +RII= UU/ RUVI(R +R ) 直流通路（2）輸入阻抗）輸入阻抗 beiiiebbruuR =iii1+ beieierRR / /RR / /

31、1 （3）輸出阻抗）輸出阻抗 ocR = R特點(diǎn)：共基放大器具有通頻帶寬的優(yōu)點(diǎn)，在高頻電路中扮演著重要的特點(diǎn)：共基放大器具有通頻帶寬的優(yōu)點(diǎn)，在高頻電路中扮演著重要的角色，其原理將在第角色，其原理將在第5章說(shuō)明。章說(shuō)明。（1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù) ibbeobcLu = i ruiR / /R oLuibeuRA =uriuou+_+_eRb2RbCb1RcR1C2 CLRVCCber+_+_ouiubieRcRLRiRiRoRiieibiebc微變等效電路（二）動(dòng)態(tài)分析（二）動(dòng)態(tài)分析iuou+_+_eRb2RbCb1RcR1C2 CLRVCCber+_+_ouiubieRcRLRiRiR

32、oRiieibiebc3.4.3三種單管放大器性能比較三種單管放大器性能比較共射、共基、共集放大器性能比較：共射、共基、共集放大器性能比較：【例【例3.4】放大器電路如圖所示，設(shè)晶體管放大器電路如圖所示，設(shè)晶體管 =100， =200，導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通時(shí)UBEQ=0.7V。（1） 說(shuō)明該放大器為何種類(lèi)型放大器。說(shuō)明該放大器為何種類(lèi)型放大器。（2） 求求Q值。值。（3） 求電路的求電路的Au、Ri和和Ro； bbrb1RcR+VCCTb2RLRou+_iu+_+12V100k20k1k3k 放大器電路圖 解：（解：（1）該放大器為射極輸出器，）該放大器為射極輸出器，是共集放大電路。是共集放大電路。 （

33、2）ui=0時(shí)，由圖可知：時(shí)，由圖可知：.8V6)R(RIVU3mA.1R7 .0UI2VVRRRULCCQCCCEQLBQEQCC2b1b2BQb bebbEQ26 mVr= r +(1+)2.22kImA0.7RRR)R1 (r)R1 (uuuuuuA)R1 (r/RR/RR)R1 (riuR)R1 (iriRiriu)R1 (iRiub2iiLbeLibcbcoiouLbeb1ib1iLbebbciLbbebLebebbcLbLeok07)R(1/rRRRRRe2beb1b2ib2i ooobeb1b2ooobbeb1b2uuur +R /RR =187ui(1+)i1+(1+)r +R

34、 /R（3）畫(huà)出交流通路）畫(huà)出交流通路b+_oubib2Rb1RbercRLRbiei+_iuiiecRiiR微變等效電路 求輸出電阻的等效電路求輸出電阻的等效電路+_oubib2Rb1RbecRbioir求Ro等效電路 +_susRb1Re1Re2Rb2RcRLR1k50k50k1k1k200100eC2C1C+VCC24V+_ou放大器電路 bib1Rb2RbercRLRbi+_oue2Rei+_susR_iu+ii 微變等效電路 解：（解：（1）畫(huà)出放大器電路的微變等效電路）畫(huà)出放大器電路的微變等效電路（2）電路為由）電路為由PNP管組成的共射放大器。管組成的共射放大器。 obcLcLu

35、ib bebe2bee2u-i (R /R )-(R /R )A =4.55ui r +(1+)i Rr +(1+)R iib1b2bee2iuR =R /R /r +(1+)R 4.51ki ocR =R1k-3.72ARRRuuAuSiisous【例【例3.5】放大器電路如圖所示，設(shè)放大器電路如圖所示，設(shè) ，（1）求電路的）求電路的Au、Ri、Ro和和Aus。（2） 說(shuō)明放大器為何種類(lèi)型放大器。說(shuō)明放大器為何種類(lèi)型放大器。 ber400=50n 【例3.6 】電路如圖（a）所示，其輸入電壓uI1和uI2的波形如圖（b）所示，二極管導(dǎo)通電壓UD0.7V。試畫(huà)出輸出電壓uO的波形，并標(biāo)出幅值。

36、n 【例例3.7 】電路如圖所示，二極管導(dǎo)通電壓UD0.7V，常溫下UT26mV，電容C對(duì)交流信號(hào)可視為短路；ui為正弦波，有效值為10mV。n 試問(wèn)二極管中流過(guò)的交流電流有效值為多少？n n解：解：二極管的直流電流n ID（VUD）/R2.6mAn 其動(dòng)態(tài)電阻 n rDUT/ID10n 故動(dòng)態(tài)電流有效值n IdUi/rD1mAb1Rb2Rcc+Vc1Rrc2zRe2RLR1T2Tb1Rb2Rc1Re2RLR1T2TsIDzsRVR+VCCTRRBBcb1b2 sRs+_RuTRRcb1b2ou +_80頁(yè)圖3-29的（b）（c）交直流通路（b）（c）n82頁(yè)8、10下周一交作業(yè)3.5場(chǎng)效應(yīng)管

37、放大器場(chǎng)效應(yīng)管放大器 場(chǎng)效應(yīng)管放大器：共源極、共漏極、共柵極，其中共柵場(chǎng)效應(yīng)管放大器：共源極、共漏極、共柵極，其中共柵極電路很少用，本書(shū)只介紹共源極和共漏極兩種組態(tài)的場(chǎng)極電路很少用，本書(shū)只介紹共源極和共漏極兩種組態(tài)的場(chǎng)效應(yīng)管放大器。效應(yīng)管放大器。1、自偏壓共源放大器、自偏壓共源放大器gRdRsRsCLR1C2CdRgRsR+_+_iuougRsRdRLRmg+_iuougdsgsu+VDD+VDD圖3-21 共源自給偏壓放大器3.5.1 共源極放大器共源極放大器1）靜態(tài)分析）靜態(tài)分析dRgRsR+VDD 直流通路 GSDs2GSQDDSSGS(off)DSDDDdsU=I RUI = I1UU

38、= VI (R +R )思考：自給偏壓適合增強(qiáng)型管子嗎？為什么？U UGSGS由由I ID D在在R Rs s上的壓降提供上的壓降提供2）圖解法分析靜態(tài)工作點(diǎn)）圖解法分析靜態(tài)工作點(diǎn)FET放大器的圖解法(a)轉(zhuǎn)移特性曲線 (b)輸出特性曲線 dRgRsR+VDD DSDDDdsU= VI (R +R )輸出回路外特性方程：輸出回路外特性方程： GSDsU=I R輸入回路外特性方程：輸入回路外特性方程：（2）動(dòng)態(tài)分析）動(dòng)態(tài)分析 omgsdLmgsLigsmgssu =g uR /Rg u Ru = u +g u R ， omLuimSug RA =u1+g R如果在電路中加上電容如果在電路中加上電

39、容Cs： mgsLoumLigsg uRuA =g Ruu 2）輸入阻抗）輸入阻抗 igR = R3）輸出阻抗）輸出阻抗 ocR= R1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù)如果電路中沒(méi)有電容如果電路中沒(méi)有電容Cs:gRsRdRLRmg+_iuougdsgsu無(wú)旁路電容Cs時(shí)的微變等效電路 gRdRsRsCLR1C2CdRgRsR+_+_iuougRsRdRLRmg+_iuougdsgsu+VDD+VDD圖3-21 共源自給偏壓放大器（二）分壓式偏置共源放大器二）分壓式偏置共源放大器1C2CsCg1RdRg2RsRg3RLR+_iu+_ou+VDD圖3-23 分壓式偏置電路 g1RdRg2RsRg3R+

40、VDD直流通路 （1）靜態(tài)分析）靜態(tài)分析 g2GSGSDDDQsg1g2RU= U -U =V-IRR +R 2GSQDDOGS thUI= I1U DSDDDdsU= V-I (R +R )思考：分壓式偏置適合什么類(lèi)型的FET?Rg3的加入目的是提高輸入阻抗。的加入目的是提高輸入阻抗。（2）動(dòng)態(tài)分析）動(dòng)態(tài)分析1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù)如果電路中沒(méi)有電容如果電路中沒(méi)有電容Cs： omgsdLmgsLigsmgssu = -g u R / /R = -g u Ru = u +g u R， omLuimsug RA=u1+ g R如果在電路中加上電容如果在電路中加上電容Cs： oumLiuA

41、= -g Ru2）輸入阻抗）輸入阻抗 ig3g1g2R = R +R / /R3）輸出阻抗）輸出阻抗 odRRmgdgsu+_+_+_g3Rg1Rg2RsRdRLRdiuouugsgs微變等效電路 1C2CsCg1RdRg2RsRg3RLR+_iu+_ou+VDD圖3-23 分壓式偏置電路 3.5.23.5.2共漏極放大器共漏極放大器1、靜態(tài)分析、靜態(tài)分析 該放大器靜態(tài)分析時(shí)，除了把轉(zhuǎn)移特性方程換為耗盡型方程外，其余與分壓式偏置電路相同。1C2Cg1Rg2RsRg3RLR+_iu+_ou+VDD圖3-24 共漏放大器電路 g2GSGSDDDQsg1g2RU= U -U =V-IRR +R2)(

42、)1 (offGSGSDSSDUUII2、動(dòng)態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù) omgssLmgsLigsmgsLu = g uR / /R= g u Ru = ug u R， omLuimLug RA =u1+g R 可以看出，同共集放大器一樣，共放大器電壓放大倍數(shù)可以看出，同共集放大器一樣，共放大器電壓放大倍數(shù)小于小于1，當(dāng)，當(dāng) 時(shí)，放大倍數(shù)接近于時(shí)，放大倍數(shù)接近于1，且輸出電壓與輸入電壓，且輸出電壓與輸入電壓同相，故共漏放大器又稱(chēng)為同相，故共漏放大器又稱(chēng)為源極跟隨器源極跟隨器。2）輸入阻抗）輸入阻抗 ig3g1g2R = R+R / /R1C2Cg1Rg2RsRg3RLR+_

43、iu+_ou+VDDmggsu+_+_g3Rg1Rg2RsRLRdiuougsmgdgsu+_g3Rg1Rg2RsRougsoRoiRsi微變等效電路 1C2Cg1Rg2RsRg3RLR+_iu+_ou+VDD ooRsmgsmosui = ig u=+g uR 輸出電阻：輸出電阻： ooosoommosuu1R = R / /uig+g uR1C2Cg1Rg2RsRg3RLR+_iu+_ou+VDDmggsu+_+_g3Rg1Rg2RsRLRdiuougsmgdgsu+_g3Rg1Rg2RsRougsoRoiRsi求輸出阻抗電路 3）輸出阻抗）輸出阻抗 求共漏極放大器輸出阻抗的等效電路。求共漏極放大器輸出阻抗的等效電路。 令輸入電壓源令輸入電壓源ui短路，將短路，將RL去掉后，在輸出端加電壓信去掉后，在輸出端加電壓信號(hào)號(hào)uo，產(chǎn)生，產(chǎn)生io。 此時(shí)此時(shí)ui=0，ugs= -u-usgsg= = -uo不等于不等于0，所以受控電流源電流，所以受控電流源電流gmugs不為零。不為零。1C2Cg1Rg2RsRg3RLR+_iu+_ou+VDDmggsu+_+_g3Rg1Rg2RsRLRdiuougsmgdgsu+_g3Rg1Rg2RsRougsoRoiRsi【例例3.6】電路如圖（電路如圖（a）所示，已知）所示，已知-