低頻電子線路課件

1、電子線路2021/9/121緒論1 電子線路：研究半導(dǎo)體器件的性能及其組成的 電路（主要是集成電路）與應(yīng)用的 學(xué)科。2 本課程內(nèi)容 1）講述半導(dǎo)體器件工作原理，特性曲線，性能 參數(shù)，引出半導(dǎo)體器件的模型。 2）分析由三極管，場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的放大電路， 強(qiáng)調(diào)基本概念，工作原理，分析方法。 2021/9/122 3）在集成運(yùn)放基本單元電路和主要性能參數(shù)的 基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)集成運(yùn)放的應(yīng)用。 4）分析負(fù)反饋放大器，強(qiáng)調(diào)反饋的基本概念與 深度負(fù)反饋放大器性能指標(biāo)的估算。5）介紹諧振放大器3，強(qiáng)調(diào)其阻抗變換和選頻作 用。 3 基本要求 1）掌握本課程內(nèi)容，完成每章指定習(xí)題。 2）掌握電路分析與設(shè)計(jì)軟件333 定

2、的實(shí)驗(yàn)。2021/9/123 4 參考書 1）Stanley G. Burns Paul R.Bond著，董平譯 電子電路原理 機(jī)械工業(yè)出版社，2001 2）傅豐林等編 電子線路基礎(chǔ)西安電子科技大學(xué) 出版社，2001 3）張肅文編低頻電子線路高等教育出版社 4）彭華林等編 虛擬電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)用技術(shù)湖南 科學(xué)出版社 5）解月珍等編 電子電路計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì) 北京郵電大學(xué)出版社 2001考核及計(jì)分比例 平時(shí)15% ，實(shí)驗(yàn)10% ， 期中15% ，期末60%。 2021/9/124第1章 晶體二極管2021/9/125*1 晶體二極管:由PN結(jié)構(gòu)成的電子器件.*2 晶體二極管的主要特性:單向?qū)щ?/p>

3、性.*3 晶體二極管結(jié)構(gòu).符號(hào)2021/9/1261.1 半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)一、半導(dǎo)體特性*1 導(dǎo)體. 108cm 半導(dǎo)體 10-3cm p 施主雜質(zhì) 熱平衡條件：np=ni2 電中性條件：n=Nd+p 2021/9/12112）P型半導(dǎo)體 多子-空穴, 少子-電子， pn 受主雜質(zhì) 熱平衡條件：np=ni2 電中性條件：p=Na+n2021/9/1212一、 PN結(jié)的基本原理 1.PN結(jié) 1）PN結(jié)中載流子的運(yùn)動(dòng)空間電荷區(qū)1.2 PN結(jié)2021/9/1213 *1 漂移電流 *2 擴(kuò)散電流 *3動(dòng)態(tài)平衡：2021/9/1214二.PN結(jié)的單向?qū)щ娦?1、正向特性 2021/9/12152、反向

4、特性2021/9/12163、伏安特性 Is：反向飽和電流； VT：熱電壓。常溫（300k）下， VT=26mV。4、溫度特性2021/9/12175、擊穿特性 雪崩擊穿 齊納擊穿 2021/9/12181.3 晶體二極管一、符號(hào)及特性曲線1 、符號(hào)2021/9/12192.特性曲線2021/9/1220二.二極管模型 1.簡(jiǎn)化電路模型 D+-VD(on)RD2021/9/12212、小信號(hào)電路模型rsrd2021/9/1222三.晶體二極管電路分析方法 1.圖解法2021/9/12232.簡(jiǎn)化分析法 采用簡(jiǎn)化電路模型 2021/9/12243.小信號(hào)分析法（|V|0 VBC=0 IF IF

5、發(fā)射極 集電極正向傳輸 VBE0 VBC0 I IR 集電極發(fā)射極反向傳輸2021/9/1247+_ICIBN+P NIFIFRIRIRIE-+R1R2飽和模式NPN管中的載流子傳輸2021/9/1248*1 IC IE同時(shí)受兩個(gè)結(jié)正偏控制*2 VBCIR IC ， IE *3 正，反向傳輸?shù)妮d流子在基區(qū)均有復(fù)合，且增加了IR中的空穴電流成分 即 IR IR IB 2021/9/12492） 簡(jiǎn)化電路模型（硅） VBES=0.7V VBCS=0.4V VCES=0.3V 飽和條件 IBIBS VCES0.3V （ VCE= VCB -VEB= VEB -VBC）+-+-VBESVCESCBE2

6、021/9/12502 截止模式 1）截止條件 B-E反偏，B-C反偏 IE0 IB0 IC0 2）電路模型BCE2021/9/1251 2.4 晶體三極管的特性曲線一.輸入特性曲線族2021/9/1252二.輸出特性曲線族2021/9/1253*1 考慮基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)2021/9/1254*2 極限參數(shù) 1.反向擊穿電壓V(BR)CEO 2.集電極最大容許電流ICM 3.集電極最大容許功耗PCM*3 溫度對(duì)晶體管參數(shù)的影響 ICBO： VBE(ON)： ：2021/9/12552.5 晶體三極管的小信號(hào)電路模型三極管各極電壓，電流均為直流量上疊加增量（或交流量）即 一般電路模型 +-+-B

7、vBEBCvCE2021/9/12562.5.1 小信號(hào)電路模型1 數(shù)學(xué)分析 *1 共射接法 *2 用冪級(jí)數(shù)在Q點(diǎn)上對(duì)交流量展開2021/9/12572021/9/1258*3 未計(jì)及寬度調(diào)制效應(yīng)2021/9/12592 簡(jiǎn)化小信號(hào)電路模型（1）共射(2) 共射 （3）共基+gmvbevbe bc-vce rberbebbecebcbrbe2021/9/12603 參數(shù)計(jì)算2021/9/1261又2021/9/1262* 考慮 vce( 引入gce gbc）2021/9/1263+vbe bc-vce rbeb2021/9/12644 混合型電路模型（考慮基區(qū)串聯(lián)電阻rbb vbe vbe r

8、be=rbb+rbe= rbb+(1+)re+vbe bc-vcerbe brcecbecbcrbbbbce+vbe bc-vcerbe =brcecbecbcrbbbbceVbe+-gmvbe2021/9/12652.6 晶體三極管電路分析方法1 圖解分析法1）直流分析 直流電源供電，電容開路，電感 短路輸入回路+-+-VBRBRCBEC+-VBE+-VCEVCCVBEIBVCEICQQVCEQVBEQIBQICQABCDIB=IBQ2021/9/1266 輸出回路+-+-VBRBRCBEC+-VBE+-VCEVCCVBEIBVCEICQQVCEQVBEQIBQICQABCDIB=IBQ20

9、21/9/12672）交流分析+-+-VBRBRCBEC+-vBE+-vCEVCCvBEBQVBEQIBQABvvvbevBEttBc2021/9/1268在輸入特性曲線上作輸出負(fù)載線 AB過(guò)軸vCE 上點(diǎn) VBB+Vm ，VBB-Vm作輸入負(fù)載線 的平行 線兩條 在輸出特性曲線上作輸出負(fù)載線 CD對(duì)應(yīng) B得出vCE .CCQVCEQICQCDIB=IBQCvCEvCEtt2021/9/12693） 小結(jié)（觀察波形） *1 當(dāng) 時(shí)放大電路中三極管的 均圍繞各自的靜態(tài)值（Q點(diǎn)）基本上按正旋規(guī)律變化交直流并存狀態(tài)。 *2 輸入電壓微小變化，輸出電壓得到較大的變化電壓放大作用。電壓放大倍數(shù)為 *3

10、倒相作用2021/9/12702 工程近似分析法（簡(jiǎn)化電路模型） * 確定三極管工作模式，采用相應(yīng)的電路模型 例1 試求圖所示電路中三極管的各極電壓和電 流值。已知 =100 解：等效電路ICIEIBVCC(12V)RB1100KRC3KRB220KRE1KICIEIBRB1100KRB220KRc3KVCCVB+-BBCE2021/9/1271RE1KICIEIBRBRc3KVCCVB+-BCERE1KRBVB+-EBCIBIEIBVCCRc3KVD(ON)+-2021/9/12722021/9/1273例2 : 1) 試求圖所示電路中三極管的各極電壓和 電流值。已知 =100 2) 若增大

11、RC到20K,試求IB,IC,VCE. 3) 若減小RB到10K,試求IB,IC,VCE 解：1）設(shè)三極管導(dǎo)通ICIEIBRB 100KRc5.8KVCC 12VVB 1.7V+-BCE2021/9/1274確定三極管工作在放大模式RBVB+-EBCIBIEIBVCCRc5.8KVD(ON)+-2021/9/12752）確定三極管工作在放大模式RBVB+-BCIBVBES+-E+-VCESVCCRCIC2021/9/1276確定三極管工作在飽和模式2021/9/12773 小信號(hào)等效電路分析法 1） 當(dāng)三極管工作在放大模式且疊加在Q點(diǎn)上的 交流電壓或交流電流足夠小時(shí)，利用小信號(hào) 電路模型對(duì)各種

12、電路進(jìn)行交流分析。 2） 分析步驟 對(duì)電路進(jìn)行直流分析，求出Q點(diǎn)上各極直流 電壓和電流（VBEQ ， VCEQ， IBQ ，ICQ， IEQ ） 計(jì)算微變等效電路的各參數(shù)值。 2021/9/1278 進(jìn)行交流分析，求疊加在Q點(diǎn)上各極交流量。 (vbe ,vce,b, e ,c) 求瞬時(shí)值2021/9/1279例：試求如圖所示電路中三極管的各極交流電壓 和電流值。已知 解：1）直流分析 +-+-VBBRBRCBEC+-vBE+-vCEVCCv5K5.8K12V2021/9/12802) 求微變等效電路參數(shù)+bc-vcerbe rcebbc+-gmvbevbevRBRC2021/9/12813)

13、交流分析2021/9/12824）瞬時(shí)值2021/9/12832.7 晶體三極管應(yīng)用原理*1 三極管工作在放大區(qū)具有正向受控作用， 等效受控電流源。*2 三極管工作在飽和，截止區(qū)具有可控開 關(guān)特性，等效可控開關(guān)。1 電流源 1）理想電流源 +-=I0I02021/9/1284 2）三極管等效受控電流源（在放大區(qū)） 三極管等效受控電流源不是實(shí)際提供電流的 源， 由VCC提供。 三極管作用 控制 （ = C= B）VCC+-RC+-CECB+-QBVCES2021/9/1285 2 放大器作用：將輸入信號(hào)進(jìn)行不失真的放大，使輸出信號(hào)強(qiáng)度（功率，電壓或電流）大于輸入信號(hào)強(qiáng)度，且不失真地重現(xiàn)輸入信號(hào)波

14、形。 1）基本電路 2）原理 +-+VCCOVIQRCT2021/9/1286 VCC提供能量，放大器轉(zhuǎn)換能量（直流功率部 分轉(zhuǎn)換為輸出功率） 2021/9/12873 跨導(dǎo)線性電路1） 電路 放大模式2）原理2021/9/12882021/9/12893）應(yīng)用：實(shí)現(xiàn)電流量之間線性和非線性運(yùn)算例1：平方運(yùn)算T4T3T1T2yxVCCO2021/9/1290例2：平方根T4yxOT3T1T2VCC2021/9/1291第3章 場(chǎng)效應(yīng)管2021/9/1292第3章 場(chǎng)效應(yīng)管*1 場(chǎng)效應(yīng)管：具有正向受控作用的半導(dǎo)體器件。 是單極型晶體管。*2 場(chǎng)效應(yīng)管類型： 結(jié)型（JFET）：P溝道，N溝道 金屬-

15、氧化物-半導(dǎo)體型（MOSFET）： 增強(qiáng)型（EMOS）： P溝道，N溝道 耗盡型（DMOS）： P溝道，N溝道2021/9/1293MOS場(chǎng)效應(yīng)管 1 EMOS場(chǎng)效應(yīng)管（N溝道） 1） 結(jié)構(gòu) 符號(hào)WDGSUUSGDP+N+N+Pll2021/9/12942 工作原理 在VGS作用下，D-S間形成導(dǎo)電溝道；在VDS作用下，S區(qū)電子沿導(dǎo)電溝道進(jìn)到D區(qū)。1） VGS =0 VDS0 由于U-D極PN結(jié)是反向偏置的，中間P型襯底基本沒(méi)有電子，所以D極和S極彼此之間有效地絕緣開了。此時(shí)NMOS管處于截止?fàn)顟B(tài)，ID=0。USGDP+N+N+PVGSVDSID=02021/9/12952）VGS 0 VDS

16、0向下的電場(chǎng)將排斥氧化層下面P型襯底薄層（表面層）中的空穴，使受主負(fù)離子露出開始形成耗盡層?？蓜?dòng)載流子很少，ID0USGDP+N+N+PVGSVDSE2021/9/12963） VGS =VGST VDS0 VGS 表面層感應(yīng)負(fù)電荷 耗盡層耗盡層上面的 表面層內(nèi)感應(yīng)自由電子濃度n 空穴濃度p形成反型層 產(chǎn)生導(dǎo)電溝道。*1 反型條件：*2 反型層*3 開啟電壓VGSTUSGDP+N+N+PVGSVDS2021/9/12974）VGS VGST VDS0 在VDS 作用下， ID 05） VGS VGST VDS VGS VGST *1 VGS VGST 時(shí) VDS 靠近漏極的耗盡層 *2 當(dāng)VD

17、S VGS VGST 時(shí)， 耗盡層將夾斷靠近漏端的 導(dǎo)電溝道。夾斷*3 夾斷電壓：VDS= VGS VGST *4 夾斷時(shí)，漏極到源極之間仍然導(dǎo)電USGDP+N+N+PVGSVDS2021/9/1298*5 當(dāng)VGS VGST 如果 VDS VGS VGST，那么 VDSID 如果 VDS VGS VGST ，那么多余的電壓降落在耗盡層上， ID 飽和。飽和區(qū)電阻區(qū)IDVDSVDS=VGS VGSTIDVGSVGSTVGS2021/9/12993 伏安特性 IG=01）電阻區(qū)（ 線性區(qū)，非飽和區(qū)） 條件：VGS VGST VDS VGS- VGST （ VGD VGST）飽和區(qū)電阻區(qū)IDVDS

18、VDS=VGS VGSTDGSU2021/9/121002021/9/121012）飽和區(qū)（放大區(qū)） 條件：VGS VGST VDS VGS- VGST（ VGD VGST） *1 忽略溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)，令VDS = VGS- VGST代入2021/9/12102*2 計(jì)及溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)2021/9/121033）截止區(qū) 條件：VGS VGST 溝道未形成 ID=04）擊穿區(qū) VDS D-U間的PN結(jié)擊穿ID * VGS 過(guò)大SiO2絕緣層擊穿管子永久損壞。 保護(hù)電路DGSU2021/9/12104* 襯底效應(yīng)：N（P）溝道MOS管襯底必須接在電路的最低（高）電位上。 保證U-S，U-D間P

19、N結(jié)反偏.4 P溝道EMOS場(chǎng)效應(yīng)管DGSUUSGDN+P+P+NIDVDSIDVGS= VGST-VGSIDVGST2021/9/12105耗盡型MOS（DMOS） 1) N溝道DGSUUSGDP+N+N+PIDNVDS (V)ID (mA)VGS=0-0.5-1.50.51.51.5VGS (V)ID (mA)1.5VGSTVGST2021/9/12106 2）P溝道DGSUUSGDP+N+PIDNP+VGS=0VGS=+VGS=-VDSIDIDVGSVGST2021/9/121076 小信號(hào)電路模型（工作在放大區(qū)）rdsgsvgsvdsgdsrdsgmgsvgsgdsvds= gm rd

20、s2021/9/12108飽和區(qū)（放大區(qū)）2021/9/121092021/9/12110若U-S間不連接，且存在交流量rdsgmgsvgsgdsvdsrdsgmgsvgsgdsvdsgmuusidid2021/9/12111VGVS分析方法VDDRG1RG2RDRS2021/9/121122021/9/12113例2：假設(shè)一個(gè)N溝道EMOS場(chǎng)效應(yīng)管，通過(guò)測(cè)量得到VGST=2V，VGS=VDS=5V，ID=3mA。求飽和出現(xiàn)時(shí)VDS值，VDS=1V時(shí)ID值。解：1）飽和出現(xiàn)時(shí) VDS= VGS - VGST =5V-2V=3V VDS3V時(shí)MOS管飽和2021/9/121142）當(dāng)VDS=1V

21、（ VGS - VGST ）時(shí)，MOS管在電阻區(qū)。2021/9/121153.2 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管1 結(jié)構(gòu) 符號(hào)1）N溝道JFET P+P+NGSDDSG2021/9/121162） P溝道JFETN+N+PGSDDSG2021/9/121172 工作原理 * 工作時(shí)，VGS0，使G-溝道間的PN結(jié)反偏， IG=0，場(chǎng)效應(yīng)管呈現(xiàn)高（107）的輸入電 阻。 VDS0，使N溝道中的多子（電子） 在電場(chǎng)作用下由SD運(yùn)動(dòng)，形成 ID 。 ID的大小受VGS控制。1） VGS對(duì)ID的控制作用 設(shè)VDS=0 若 a) VGS=0 b) VGS（off)VGS0 c) VGS VGS（off) VGS（off)

22、:夾斷電壓2021/9/12118P+P+NGSDP+P+NGSDP+P+GSDN(a)(b)(c)VGSVGS2021/9/12119 2) VDS對(duì)ID的影響（設(shè)VGS=0） a） VDS=0 b） 0VDS VGS VGS（off)（ VGD VGS（off) P+P+NGSDP+P+NGSD(a)(b)ID=0VDSID迅速增大2021/9/12120 c）VDS= VGS VGS（off)（ VGD= VGS（off) d）VDS VGS VGS（off)（ VGD VGS（off) P+P+NGSD(d)VDSP+P+GSD(c)VDSID趨向飽和ID飽和N2021/9/12121

23、 *1 結(jié)論1）JFET的G-溝道之間的PN結(jié)是反向偏置的，因此，IG=0，輸入電阻很高。2）JFET是電壓控制電流器件， ID受VGS控制。3）預(yù)夾斷前， ID與VDS呈近似線性關(guān)系；預(yù)夾斷 后， ID趨于飽和。 *2 P溝道JFET工作時(shí)，其電源極性與N溝JFET 的電源極性相反。2021/9/12122 3 伏安特性 1）電阻區(qū) VGS VGS（off) VDS VGS VGS（off) VDS= VGS VGS（off)VDSID2021/9/12123 2) 飽和區(qū) VGS VGS（off) VDS VGS VGS（off) （VGD VGS（off)）GDSVGSVDSIDVGS+

24、-ID(VGS)ID2021/9/12124 3) 截止區(qū) VGS VGS（off) ID=0 4）擊穿區(qū) VDS V（BR）DS ID V（BR）DS：漏極擊穿電壓2021/9/12125 4 小信號(hào)電路模型 GDSvgsvds+-gmvgsidrds2021/9/121262021/9/12127分析方法 采用計(jì)算法 例1:已知某ENMOS器件的參數(shù)VGST=2V,W=100m， l=10 m， nCox=20A/V2， 源極電位VS=0V，柵極電位 VG=3.0V，試確定 VD=0.5V， VD=5V時(shí)，器件分別 工作在什么狀態(tài)，并且計(jì)算ID值(=0)。解： VGS = VG VS=3V

25、 VGST 當(dāng) VD = 0.5V時(shí) VGD = VG VD=2.5V VGST 器件工作在非飽和區(qū)（電阻區(qū)） 2021/9/12128當(dāng) VD = 5V時(shí) VGD = VG VD=2V VGST 器件工作在飽和區(qū)2021/9/12129例2:電路如圖,N溝道JFET共源放大器電路,已知 VGS(off)=-3.2V, IDSS=4.5mA， rds=. vs=120sint(mV). RS=51K.試求: 1) 靜態(tài)工作點(diǎn). 2)場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)gm.+-+-+vsvoVDDRDRSRg-1V+18V3.9K2.2MC1C22021/9/12130解：1）IG=0 VGS = VG VS=-1

26、V VGS（off） 設(shè)T工作在飽和區(qū)（放大區(qū)）2）2021/9/121313.3 場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)用原理有源電阻1）用NEMOS管+-+-R2021/9/121322）用NDMOS管 +-+-R-VGSTDSDQ2021/9/121333 )有源電阻構(gòu)成分壓器 V1+-+-V2I1I2T1T2VDD2021/9/121344） 場(chǎng)效應(yīng)管作為受VGS控制的線性電阻 當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管工作在電阻區(qū)時(shí)2021/9/12135開關(guān)1）理想開關(guān)2）利用三端器件的開關(guān)特性實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能 * 管子工作在電阻區(qū)，截止區(qū)+-+-V312IVORL+-5VVG2021/9/12136a）NEMOST構(gòu)成模擬開關(guān)vIvORL+-

27、5VVGRonvIVGH- VGST5V2021/9/12137CMOS管構(gòu)成模擬開關(guān) vIvORL+-5VVG+5VVGRonvIVGH- VGST5Ron1Ron24-4-52021/9/121382021/9/121393) 應(yīng)用舉例 開關(guān)電容電路 +-+-S1（C1）S2（C2）C12C1C2ttT12+-R充放2021/9/121402021/9/12141 第三章小結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管（MOS，JFET）結(jié)構(gòu)，工作原理。 （* N溝道）2 場(chǎng)效應(yīng)管（MOS，JFET）伏安特性，轉(zhuǎn)移 特性，電路模型。（*電阻區(qū)，放大區(qū)）場(chǎng)效應(yīng)管（MOS，JFET）分析方法計(jì)算 方法。場(chǎng)效應(yīng)管（MOS，JFET

28、）應(yīng)用有源電阻 模擬開關(guān)。 2021/9/121422021/9/121432021/9/121442021/9/121452021/9/12146第四章 放大器基礎(chǔ)2021/9/12147第四章 放大器基礎(chǔ)1 放大器功能：將輸入信號(hào)進(jìn)行不失真地放大2 放大器類型：結(jié)構(gòu) ，信號(hào)3 放大器的基本組成直流電源和相應(yīng)的偏置電路輸入信號(hào)源輸入耦合電路有源器件輸出耦合電路輸出負(fù)載2021/9/12148CEBRBBRcVCCVBB+-+-RSC1C2RLCEBCottttt+-os-+2021/9/121494.1 偏置電路和耦合方式偏置電路 1）對(duì)偏置電路的要求 *1 提供放大器所需的Q。 截止失真

29、飽和失真 *2 Q穩(wěn)定。 熱穩(wěn)定性.主要減小變化對(duì)ICQ的影響。 2021/9/12150QQQQQQBBECEVCEQCVIQ00VCCVCCRCRC+-VIQBEOBCVCC2021/9/121512）分壓式偏置電路 *1 I1=（510）IBQ *2 RE對(duì)ICQ的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用 T ICQ （ IEQ ） VEQ VBEQIBQ ICQ 工程上 取 VEQ=0.2VCC 或 VEQ=（13）VIBQRB1RB2RERCVBQVCCTVEQI1C2021/9/12152 *3 場(chǎng)效應(yīng)管偏置電路RG1RG2RSRDVDDI1TRGRSRDVDDTRGRDVDDT（a）分壓式（b）自偏置式（c

30、）零偏置式2021/9/12153 2 耦合方式 1）放大器與輸入信號(hào)源的連接 *1 有效地將信號(hào)源的信號(hào)（功率，電壓或電流） 加到放大器輸入端。 a) 若要求加到放大器輸入端 的信號(hào)功率最大，則放大器 與信號(hào)源之間插入匹配網(wǎng)絡(luò) b) 若要求加到放大器輸入端 的信號(hào)電壓最大，則 Z ZS+-sZS。Z信號(hào)源放大器2021/9/12154IBQRB1RB2RERCVCCTVEQI1CECBRSs+-+-+-VBQ*2 信號(hào)源的接入不影響放大器的Q點(diǎn)且保證信號(hào)特性采用電容耦合 CE旁路電容，防止交流（信號(hào)）電流在RE處產(chǎn)生交 流壓降。2021/9/121552) 級(jí)間連接 *1 電容耦合 優(yōu)點(diǎn)：各

31、級(jí)的Q點(diǎn)相互獨(dú)立；只要耦合電容CB， CC， CL容量足夠大，放大器交流信號(hào)損失就小，放大倍數(shù)也高。缺點(diǎn)：耦合電容隔斷直流，不能放大直流信號(hào)，且當(dāng)信號(hào)頻率較低時(shí)，放大倍數(shù)下降；耦合電容容量大，不易集成。R1R2R4R3T1CBRSs+-+-+-R5R6R8R7VCCT2CCCLRL。o+-2021/9/12156*2 直接耦合 優(yōu)點(diǎn)： 電路中沒(méi)有電容，易于集成；能放大交流信號(hào)，同時(shí)也能放大直流和變化緩慢的信號(hào)。缺點(diǎn)：各級(jí)Q點(diǎn)相互影響，必須合理解決級(jí)間電平配置問(wèn)題。RC1VCQ1REnRCnVCCRE2RC2VCQ2RE3T3VCQ3TnT2T1RC3VBQ1+-+-+RC1VCQ1RC2RE2

32、VCQ2T2T1+-+VBEQ1+-。VCC。2021/9/12157產(chǎn)生零點(diǎn)漂移 零點(diǎn)漂移如果將直接耦合放大電路的輸入對(duì)地短接，并調(diào)整電路使輸出電壓等于零，從理論上來(lái)講，輸出電壓應(yīng)一直為零保持不變，但實(shí)際上，輸出電壓將離開零點(diǎn)，緩慢地發(fā)生不規(guī)則的變化，這種現(xiàn)象稱為。 產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因放大電路中器件的參數(shù) 隨溫度變化而變化，導(dǎo)致放大器Q點(diǎn)不穩(wěn)定。這種不穩(wěn)定可看作緩慢變化的干擾信號(hào)，由放大器逐級(jí)傳遞并放大。 * 放大器中的第一級(jí)對(duì)整個(gè)放大器的零點(diǎn)漂移影響最大；放大器的級(jí)數(shù)越多，零點(diǎn)漂移問(wèn)題越嚴(yán)重。2021/9/12158抑制零點(diǎn)漂移措施： 引入直流負(fù)反饋來(lái)穩(wěn)定Q點(diǎn)，如采用分壓式Q點(diǎn)穩(wěn)定電路

33、； 采用差分放大結(jié)構(gòu)，使輸出端的零點(diǎn)漂移相互抵消。2021/9/121594.2 放大器的性能指標(biāo)1 輸入電阻 輸出電阻 增益1）小信號(hào)放大器的一般電路模型 RSRRLRt+-so+-+-RSs。nRo放大器2021/9/12160RS放大器Ro+-2021/9/121612）增益2021/9/12162 ）2021/9/12163）2021/9/12164* 對(duì)Ro的要求 ）輸出量為o時(shí)，要求RoRL，理想Ro0 ）輸出量為o時(shí)，要求RoRL，理想RoRSRRLRt+-s+-+-RSRs+-+oRSRRLRs+-noRLR+-noRLRt+-+-oRSsR2021/9/12165源增益 ）

34、）2021/9/12166* 對(duì)R的要求 ）輸入量為時(shí)，要求R Rs，理想R ）輸出量為時(shí)，要求R Rs，理想R 0RSRRLRt+-s+-+-RSRs+-+oRSRRLRs+-noRLR+-noRLRt+-+-RSsR2021/9/121673）多級(jí)放大器第一級(jí)放大器第二級(jí)放大器第三級(jí)放大器RsRLs+-1o1o2oRSR1RLR1t1+-s1+-+-R2R2t2+-o1 =2+-R3R3t3+-o2 =3+-2021/9/121684.3 基本組態(tài)放大器1 實(shí)際電路.性能1）共射 實(shí)際電路.交流通路C1RSs+-+-+-RB1RB2RERCVCCTCEC2RL。o+-RSs+-+-RBRC

35、TRL。o+-2021/9/12169 性能 ) R ) Ro ) ARSrbes+-+RL。o+-gmbebe+-rceRCRBcebbRoRico2021/9/12170) A 2021/9/12171未旁路RERSs+-+-RBRCTRL。o+-RERSrbes+-+RL。o+-gmbebe+-rceRCRBcebbRocoRRE2021/9/12172A 在C，E，B三個(gè)節(jié)點(diǎn)上有電流方程（忽略rce）2021/9/12173 R2021/9/12174*3 由于RE的存在，與旁路時(shí)相比R大大增加了 A Ro RoRC 2021/9/121752）共基 實(shí)際電路C1RSs+-+-RCRB

36、2R8VCCTCEC2RL。o+-。RB1RSs+-+-To+。-RLRCR8-o2021/9/12176 性能）ARSs+-+-To+。-RLRCo-2021/9/12177* 簡(jiǎn)化電路（忽略rce）RS+-+-o+。-RLRCrberceebcsoRS+-+-o+。-RLRCrbeebcsogmbeo+。-RLRCcoRS+-+-esbregmbegmbeooogmbe2021/9/12178）R）Ro Ro=RC）A2021/9/121793）共集實(shí)際電路C1RSs+-+-+-RB1RB2R8VCCTC2RL。o+-RSs+-+-RBRETRL。o+-o+。-RLREeoRS+-+-bs

37、rbeogmbercecRB2021/9/12180 性能（移去RB） Ro+。-RLREeoRS+-+-bsrbeogmbercecRSs+-+-RETRL。o+-2021/9/12181）Ro+-REeRS+-brbegmbercec2021/9/12182）A2021/9/12183) Av2021/9/12184三種基本組態(tài)放大器比較共射.共基電路的電壓放大倍數(shù)較高，共集電路的電壓放大倍數(shù)小于1但接近1。共射電路的輸出電壓與輸入電壓反相。共集電路的輸入電阻最大，共基電路的輸入電阻最小。共集電路的輸出電阻最小，共基電路的輸出電阻最大。共射電路多用作多級(jí)放大器的中間級(jí)，共集電路可用作輸入級(jí)

38、，隔離級(jí)，輸出級(jí)。而共基電路頻率特性好，適用于寬頻帶放大器。2021/9/121852.改進(jìn)型放大器1）組合放大器CE-CBCE：電壓放大倍數(shù)較高CB：共基電路的輸出電阻最大.RSRLT1T2s+-2021/9/12186 CC-CE：CC：電壓放大倍數(shù)接近1， 輸入電阻大，輸出電阻小。CE：電壓放大倍數(shù)大。 CC-CB：CC：電流放大倍數(shù)大，輸入電阻大。CB：電流放大倍數(shù)接近1。.RSRLT1T2s+-.RSRLT1T2s+-2021/9/121872）發(fā)射極接RE的共射放大器3）采用有源負(fù)載的共射放大器T1。VCC。RC+-ICQ1T1。VCC。+-T2。IBQ1C1C22021/9/12

39、188動(dòng)態(tài)（交流）：T2等效rce2 RL= rce2RLT1。+-RL。T1。+-T2RL。rce22021/9/121893 共源.共柵和共漏放大器的性能1）共源放大器 實(shí)際電路.交流通路C1RSs+-+-+RG1RG2RZRDVDDTCZC2RL。o+-RSs+-+-RGRDTRL。o+-2021/9/12190性能）ARSs+-+RL。o+-gmgsgs+-rdsRDRGdsgRoRio-d2021/9/12191) R) Ro) A2021/9/121922) 共柵放大器實(shí)際電路C1RSs+-+-RDRG2RZVDDTC3C2RL。o+-。RG1RSs+-+-To+。-RLRDRZo

40、2021/9/12193性能）ARS+-+-+。-RLRDRZrdssgdsogmgso2021/9/12194) R) A 2021/9/121953) 共漏實(shí)際電路性能）AC1RSs+-+-+-RG1RG2RZVDDTC2RL。o+-o+。-RLRZsoRS+-+-gsogmgsrdsdRG+-gs2021/9/12196) R) A2021/9/12197）Ro+。-RZsRSggmgsrdsdRG+-gs2021/9/12198*場(chǎng)效應(yīng)管放大器比較 共源.共柵和共漏場(chǎng)效應(yīng)管放大器的特性類似于共射.共基和共集雙極型晶體管放大器的特性。 共源放大器具有中等的A，A ，R，Ro。 共柵放大器

41、器具有低A ，R。 共漏放大器器具有低A ，Ro。2021/9/121993 集成MOS放大器（帶有源負(fù)載的MOS場(chǎng)效應(yīng)管放大器） NMOS，具有增強(qiáng)型驅(qū)動(dòng)管和耗盡型負(fù)載管 （E/D MOS放大器）。 NMOS，具有增強(qiáng)型驅(qū)動(dòng)管和增強(qiáng)型負(fù)載管 （ E/E MOS放大器）。 NMOS，具有增強(qiáng)型驅(qū)動(dòng)管和PMOS電流源 負(fù)載（CMOS放大器）。1） E/E MOS放大器2021/9/122001） E/E MOS放大器電路o+-RL+-。VDD。T1T2-+-。T1+o。2021/9/12201 性能。+-o+-。=gs1+-o+-。gm2gs2gmu2us2gm1gs1rds1rds2rds1r

42、ds2gm1gm21gmu21g1s1d1d2s2g2s2g1d1s1d2g2u22021/9/122022021/9/122032） E/D MOS放大器電路o+-RL+-VDD。T1T2-+-。T1+o。T22021/9/12204 性能。+-o+-。=gs1+-o+-。gmu2us2gm1gs1rds1rds2rds1rds2gm1gmu21g1s1d1d2s2g2s2g1d1s1d2g2u22021/9/122052021/9/12206CMOS放大器電路(共源)o+-RL+-VDD。T1T2。+-VGG-+-。T1+o。2021/9/12207。+-o+-gm1gs1rds1rds2

43、s2g1d1s1d2g2。=gs1+-o+-。rds1rds2gm1g1s1d1d2s2g22021/9/122082021/9/122092.改進(jìn)型放大器1）組合放大器CE-CBCE：電壓放大倍數(shù)較高CB：共基電路的輸出電阻最大.RSRLT1T2s+-2021/9/12210 CC-CE：CC：電壓放大倍數(shù)接近1， 輸入電阻大，輸出電阻小。CE：電壓放大倍數(shù)大。 CC-CB：CC：電流放大倍數(shù)大，輸入電阻大。CB：電流放大倍數(shù)接近1。.RSRLT1T2s+-.RSRLT1T2s+-2021/9/122112）發(fā)射極接RE的共射放大器3）采用有源負(fù)載的共射放大器T1。VCC。RC+-ICQ1T

44、1。VCC。+-T2。IBQ1C1C22021/9/12212動(dòng)態(tài)（交流）：T2等效rce2 RL= rce2RLT1。+-RL。T1。+-T2RL。rce22021/9/12213 4.4 差分放大器1 差分放大器的組成與原理 1）電路（帶電阻負(fù)載的差動(dòng)雙極型晶體管放大器） 2）差模信號(hào).共模信號(hào) ）差模信號(hào) 1= -2 o1= -o2 ）共模信號(hào) 1= 2 o1= o2 。VCCVEERCRCRE。RLRLT1T2。+-212021/9/12214）一般信號(hào) 。VCCVEERCRCRERLRLT1T2+-c-+c0.5d0.5do1o2+-+o2021/9/122153）輸入.輸出方式 雙

45、端輸入 10 2 0 單端輸入 1=0 或 2 =0 雙端輸出 o= o1 - o2 單端輸出 o= o1 或 o= o24）抑制共模信號(hào)的原理 ）RE的作用 2021/9/12216 （IE2） （VBE1）T或 VIC IE1 2 IE RE VBE1 IB1 IE1 (IB2) （ IE2 ） *1 RE對(duì)共模信號(hào)有很強(qiáng)的抑制作用。 ) 輸出取電壓差（o1 - o2）抑制法 *2 理想差放對(duì)共模信號(hào)沒(méi)有放大能力。2021/9/12217 ）共模抑制比 *3 KCMR越大越好，抑制共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。 2021/9/122182 差分放大器的分析計(jì)算 1）靜態(tài)計(jì)算。VCCVEERCRCREE。RLRLT1T2。+-21IEEo1o2+-+o2021/9/1