第4章 放大器基礎(chǔ)-2-5

差分放大器具有抑制零點漂移的作用，廣泛用于集成電路的輸入級，是另一類基本放大器。4.4差分放大器4.4.1電路結(jié)構(gòu)

由兩完全對稱的共發(fā)電路，經(jīng)射極電阻REE

耦合而成。T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RLT1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL

采用正負雙電源供電：VCC=|VEE|。

具有兩種輸出方式：雙端輸出、單端輸出。1T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL由于電路采用正負雙電源供電，則

VBQ1

=

VBQ2

=0估算電路Q

點T1VCCREEVEERCRCT2IEEICQ1ICQ2令

vi1=vi2=0，畫出電路直流通路。因此RL2差模信號和共模信號4.4.2電路性能特點差模信號：指大小相等、極性相反的信號。表示為

vi1=-vi2=vid

/2差模輸入電壓

vid

=vi1-

vi2共模信號：指大小相等、極性相同的信號。表示為

vi1=vi2=vic共模輸入電壓

vic

=(vi1+vi2)/2任意信號：均可分解為一對差模信號與一對共模信號之代數(shù)和。

vi1=vic+vid

/2vi2=vic

-

vid

/2即差分放大器的性能包括差模和共模性能和。

3差放半電路分析法

因電路兩邊完全對稱，因此差放分析的關(guān)鍵，就是如何在差模輸入與共模輸入時，分別畫出半電路交流通路。在此基礎(chǔ)上分析電路各項性能指標。分析步驟：差模分析畫半電路差模交流通路

計算Avd、Rid、Rod

。

共模分析畫半電路共模交流通路

計算Avc、KCMR、Ric

。根據(jù)需要計算輸出電壓雙端輸出：

計算vo

。單端輸出：

計算vo1、

vo2

。4差模性能分析T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL雙端輸出電路

REE

對差模視為短路。iC2=ICQ-

iciC1=ICQ+ic因iEE

=iC1+iC2=2ICQ(不變)故RL

中點視為交流地電位，即每管負載為RL/2。直流電源短路接地。1)半電路差模交流通路注意：關(guān)鍵在于對公共器件的處理。

RC+-vod1+-vid1RL2T1半電路差模交流通路52)差模性能指標分析差模輸入電阻差模輸出電阻差模電壓增益注意：電路采用了成倍元件，但電壓增益并沒有得到提高。

半電路差模交流通路

RC+-vod1+-vid1RL2T1ii6單端輸出電路

與雙端輸出電路的區(qū)別：僅在于對RL

的處理上。T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL不變減小減小RC+-vod1=

vod+-vid1RLT1ii半電路差模交流通路7共模性能分析T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL雙端輸出電路每管發(fā)射極接2REE。iC2=ICQ+iciC1=ICQ+ic因iEE

=iC1+iC2=2ICQ+2ic則RL

對共模視為開路。直流電源短路接地。1)半電路共模交流通路因此REE

上的共模電壓：2iCREE因此流過RL

的共模電流為0。半電路共模交流通路RC+-voc1+-vic1=vicT12REE82)共模性能指標分析共模輸入電阻共模輸出電阻共模電壓增益電路特點雙出無意義雙端輸出電路利用對稱性抑制共模信號。利用對稱性抑制共模信號(溫漂)原理：半電路共模交流通路RC+-voc1+-vic1=vicT12REE9單端輸出電路T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL與雙端輸出電路的區(qū)別：僅在于對RL

的處理上。不變，同上半電路共模交流通路RC+-voc1=voc+-vic1=vicT12REERL10單端輸出電路特點單端輸出電路利用REE

的負反饋作用抑制共模信號。利用REE

抑制共模信號（溫漂）原理：T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL

一般射極電阻REE

取值較大因此很小。結(jié)論

無論電路采用何種輸出方式，差放都具有放大差模信號、抑制共模信號的能力。11差放性能指標歸納總結(jié)

Rid

與電路輸入、輸出方式無關(guān)。

Rod

僅與電路輸出方式有關(guān)。

Avd

僅與電路輸出方式有關(guān)。

Avc僅與電路輸出方式有關(guān)。雙端輸出單端輸出雙端輸出單端輸出雙端輸出單端輸出其中其中12共模抑制比

KCMR

是用來衡量差分放大器對共模信號抑制能力的一項重要指標，其值越大越好。定義雙端輸出電路單端輸出電路提高IEE(即增大gm)、增大REE提高KCMR???P18213普通差放存在的問題：???P182采用恒流源的差分放大器REE

KCMR

抑制零點漂移能力但IEE

Q

點降低

輸出動態(tài)范圍T1VCCvi1voVEEvi2RCRCT2R1R2R3T3其中很大14雙端輸出時單端輸出時

任意輸入時，輸出信號的計算其中其中15例：圖示電路，已知

=100，vi=20sin

t(mV)，求vo

。解：(1)分析Q

點(2)分析Avd2、Avc2由于則(3)計算vo由于則T1VCCREEvivoVEERCRCT2RL22.6k

10k

10k

(12V)(-12V)164.4.3電路兩邊不對稱對性能的影響實際差分放大器，電路不可能做到完全對稱：雙端輸出時的

KCMRT1、T2

兩管集電極電阻RC

不相等或T1、T2

兩管的

及VBE(on)不對稱例如產(chǎn)生運算誤差理想情況實際情況由于則因此17不對稱性較微小時，認為：用半電路分析法求得.例：兩管直流負載電阻分別為RC和RC+△RC

，試求Av(c-d)

故其中Avc是單端輸出時共模電壓增益。18由兩管參數(shù)不對稱(如VBE(on)、IS、RC

不等)引起失調(diào)。

失調(diào)及其溫漂

輸入失調(diào)電壓

VIOT1T2實際差放+-VO

0零輸入時等效為理想差放+-VOVIO+-從等效的觀點看：VIO

就是使VO=0時，在實際差放輸入端所加的補償電壓。失調(diào)電壓VIO

產(chǎn)生原因：19兩管

不等，造成ICQ1

ICQ2

輸入失調(diào)電流

IIO從等效的觀點看：

IIO

就是使ICQ1

=ICQ2

時，在實際差放輸入端所加的補嘗電流。

失調(diào)電流IIO

產(chǎn)生原因：T1VCCREEVEERCRCT2RSRSIBQ1IBQ2若取則20

失調(diào)模型總輸入失調(diào)電壓當(dāng)RS

較大時：當(dāng)RS

較小時：失調(diào)以IIO為主，為減小VIO

，應(yīng)選IIO

小的差放。失調(diào)以VIO

為主，為減小VIO

，應(yīng)選VIO

小的差放；T1T2-+IBIBIIO2IIO2VIORSRS21

調(diào)零電路T1VCCREEVEERCRCT2RSRSVEE+-VORW(發(fā)射極調(diào)零電路)T1VCCREERCRCT2RSRSVEE+-VORW(集電極調(diào)零電路)

調(diào)節(jié)電位器RW，改變兩端發(fā)射極電位或集電極電阻，使靜態(tài)工作時雙端輸出電壓減小到零。22

VIO

和IIO的溫漂若環(huán)境溫度、電源電壓等外界因素變化：三極管參數(shù)變化VIO

和IIO

變化。其中溫度變化引起的溫漂最大?？梢宰C明：注意：調(diào)零電路可以克服失調(diào)，但不能消除溫漂。

MOS差放的失調(diào)因IG

0則(mV量級)由兩管參數(shù)(如W/l、VGS(th))及RD

不匹配引起失調(diào)。VIO

產(chǎn)生原因：注意：

MOS管差放的VIO>>三極管差放的VIO。234.4.4差模傳輸特性

完整描述差模輸出電流隨任意輸入差模電壓變化的特性。雙極型差放的差模傳輸特性T1VCCIEEVEERCRCT2iC1iC2+-vID假設(shè)電路對稱則得24差模傳輸特性曲線1OiC/IEEvID/VT0.5QiC1/IEEiC2/IEEOiC1-

iC2vID/VTIEE-IEE可以證明：

當(dāng)|vID

|

26mV時，差放線性工作(單管電路vI

<2.6mV)。|vID

|

>

100

mV

后，一管截止、另一管導(dǎo)通，差放非線性工作。說明：若在兩管發(fā)射極上串聯(lián)電阻RE，則利用RE

的負反饋作用，可擴展線性范圍。RE

線性范圍

但Avd

25最大差模輸入電壓范圍：最大共模輸入電壓范圍：受VBR(BEO)

限制的最大差模輸入電壓。T1VCCvi1voVEEvi2RCRCT2R1R2R3T3

保證T1、T2、T3

管工作在放大區(qū)，所對應(yīng)的最大共模輸入電壓。要保證T1、T2

管放大區(qū)工作：要保證T3

管放大區(qū)工作：26T1VCCvi1voVEEvi2RCRCT2RZRET3VZIDVIZminIZmax+-VZODZ27

MOS差放-差模傳輸特性

假設(shè)兩管特性完全相同，且工作于飽和區(qū)，則：得T1VDDISSVSSRDRDT2iD1iD2vI1vI228可以證明：

當(dāng)|vID|<<2(VGSQ-VGS(th)

)時，MOS差放線性工作。差模傳輸特性曲線OiD1-

iD2vIDISS-ISS-v

IDv

IDMOS差放進入非線性限幅區(qū)。與雙極型差放不同：線性范圍與非限幅范圍

一般，MOS差放的線性與非限幅范圍均比雙極型差放大。294.5電流源電路及其應(yīng)用直流狀態(tài)工作時，可提供恒定的輸出電流

I0。交流工作時，具有很高輸出電阻

Ro，可作有源負載使用。+-VQ+vRiB恒定iC外電路(電流源電路)+-VQR電流源I0(直流狀態(tài))+-R電流源Rov(交流狀態(tài))電流源電路特點：對電流源電路要求：直流狀態(tài)工作時，要求I0

精度高、熱穩(wěn)定性好。交流狀態(tài)工作時，要求Ro

大(理想情況Ro

)。利用iB

恒定時，iC

接近恒流特性而構(gòu)成。電流源電路原理：304.5.1鏡像電流源電路

假設(shè)T1、T2

兩管嚴格配對，基本鏡像電流源T1VCCiC1RT2IRiC2=I0由于vBE1=vBE2根據(jù)得知因此，稱iC2

是iC1

的鏡像。參考電流由于因此

IR

(

>>2)31

當(dāng)溫度變化時，由于

、VBE(on)

的影響，I0

熱穩(wěn)定性降低。

IO精度及熱穩(wěn)定性由

當(dāng)

較小時，I0與IR

之間不滿足嚴格的鏡像關(guān)系，I0

精度降低。

恒流特性由得知，當(dāng)考慮基寬調(diào)制效應(yīng)時，根據(jù)

VA除了降低I0精度外，還造成Ro較小，I0恒流特性變差。RO=rce2得知，則得32減小

影響的鏡像電流源T1VCCiC1RT2IRIOiRET3結(jié)構(gòu)特點T1

管c、b之間插入一射隨器T3。電路優(yōu)點

減小分流i，提高I0

作為IR

鏡像的精度。由圖整理得式中輸出電阻

Ro=rce2電阻RE的作用33Rｏ增大，I０恒流特性得到改善。比例式鏡像電流源T1VCCiE1RT2IRIOR1R2iE2結(jié)構(gòu)特點兩管射極串接不同阻值的電阻。電路優(yōu)點由(

較大)(

較大)得當(dāng)時，得式中34微電流源T1VCCRT2IRIOR2iE2令比例鏡像電流源中的R1=0。由式中

根據(jù)集成工藝的要求，電阻R不易做太大，故前述電流源的I0

只能做到mA

量級。得輸出電阻電路優(yōu)點：可提供

A量級的電流，且Ro大，精度高。35

MOS鏡像電流源

MOS鏡像電流源與三極管基本鏡像電流源結(jié)構(gòu)相似，只是原參考支路中的電阻R被有源電阻T3

取代。T1VCCT2IRIOT3VSS若T1T2

性能匹配，工作在飽和區(qū)寬長比分別為(W/l)1、(W/l)2根據(jù)，得其中364.5.3有源負載差分放大器有源負載設(shè)定恒流偏置設(shè)定374.5.3有源負載差分放大器T1、T2

構(gòu)成的鏡像電流源代替RC4。T1VCCic3T2vi1T3T4IEEVEEioic4ic2vi2電路組成：T3、T4

構(gòu)成雙端輸入單端輸出差放。

電路特點：

由鏡像電流源知當(dāng)差模輸入時則差模輸出電流當(dāng)共模輸入時則共模輸出電流38T1VCCic3T2vi1T3T4IEEVEEioic4ic2vi2性能分析：結(jié)論：

該電路不僅具有放大差模、抑制共模的能力，在單端輸出時，還獲得雙端輸出的增益。由于則差模增益差模輸入電阻差模輸出電阻39T1VCCiC3T2vi1T3T4IEEVEEiOiC4iC2vi240414.6集成運算放大器集成運放是實現(xiàn)高增益放大功能的一種集成器件。

集成運放性能特點Av

很大：(104~107或80~140dB)Ri

很大：(幾k

~105M

)Ro

很小：(幾十

)靜態(tài)輸入、輸出電位均為零。

集成運放電路符號反相輸入端同相輸入端輸出端v-v+vo+-KCMRR

很大＋－v－v+vo42

集成運放電路組成

由于實際電路較復(fù)雜，因此讀圖時，應(yīng)根據(jù)電路組成，把整個電路劃分成若干基本單元進行分析。輸入級中間增益級輸出級偏置電路采用改進型差分放大器采用1~2級共發(fā)電路采用射隨器或互補對稱放大器采用電流源43（1）輸入級：一般采用差動放大器；要求盡量減小零點漂移,盡量提高

KCMRR

,

輸入阻抗

ri

盡可能大。（2）中間級：常采用發(fā)射極放大電路；要求有足夠大的電壓放大倍數(shù)。（3）輸出級：采用互補對稱式射極跟隨器，以進行功率放大，提高帶負載的能力；要求帶負載能力強，足夠大的輸出電流io

和電壓uo,輸出阻抗ro小。（4）偏置電路：一般采用恒流源電路，以提供合適的靜態(tài)工作點。44F007電路的外表及外接電路雙列直插式封裝：圓形外殼封裝：外接電路：調(diào)零電阻45識圖目的：

前面我們學(xué)習(xí)了二極管、三極管、場效應(yīng)管等器件，以及由它們構(gòu)成的電壓電流放大器、差分放大器等單元電路。今天我們通過對F007電路的了解來復(fù)習(xí)、鞏固、深化所學(xué)知識，并把認識從孤立的單元上升到實際電路的目的。讀圖的方法：讀圖就是看懂電子電路的原理，弄清它的組成及功能，進而進行必要的定量估算。由于電子電路是對信號進行處理的電路。因而讀圖時應(yīng)以信號流向為主線，以基本單元電路為依據(jù)，沿主要通路，將整個電路劃分成具有獨立功能的若干部分進行分析。46F007內(nèi)部電路圖：47識圖的具體步驟：

1、了解用途、找出通路：為有助于弄清電路的工作原理，避免走彎路，讀圖前，應(yīng)先了解電路用于何處，起什么作用。在此基礎(chǔ)上，找出信號的傳輸通路，由于信號的流通樞紐是有源器件，因此應(yīng)以它為中心連線查找。

2、對照單元、化整為零：通路找出后，電路的主要部分就顯露出來了，為此對照所學(xué)的基本單元電路，將原理圖分成若干個具有單一功能的部分，畫出單元框圖，并定性分析每個部分的工作原理及功能。3、統(tǒng)觀整體，

估算性能：沿信號流向，用帶箭頭的線段把單元框圖連接成整體框圖，由此可看出各單元怎樣配合起來實現(xiàn)電路功能的。最后對各單元電路的性能進行定量的估算。以得到整個電路的性能指標。進而加深對電路的認識，找到影響性能的主要環(huán)節(jié)，為調(diào)試、維修，甚至改進打下基礎(chǔ)。481、了解用途、找出通路：為有助于弄清電路的工作原理，避免走彎路，讀圖前，應(yīng)先了解電路用于何處，起什么作用。在此基礎(chǔ)上，找出信號的傳輸通路，由于信號的流通樞紐是有源器件，因此應(yīng)以它為中心連線查找。49簡化電路圖：502、對照單元、化整為零：

通路找出后，電路的主要部分就顯露出來了，為此對照所學(xué)的基本單元電路，將原理圖分成若干個具有單一功能的部分，畫出單元框圖，并定性分析每個部分的工作原理及功能。5152

F007集成運放內(nèi)部電路輸入級組成：由T1、T3

和T2、T4組成的共集—共基組合電路構(gòu)成雙入單出差放。T5、T6、T7

組成的改進型鏡像電流源作T4

管的有源負載。T8、T9

組成的鏡像電流源代替差放的公共射極電阻REE。輸入級特點：改進型差放具有共模抑制比高、輸入電阻大、輸入失調(diào)小等特點，是集成運放中最關(guān)鍵的一部分電路。中間級組成：

T17構(gòu)成共發(fā)放大器。

T13B、T12組成的鏡像電流源作有源負載，代替集電極電阻RC。電路特點：中間級是提供增益的主體，采用有源負載后，電壓增益很高。隔離級：

T16管構(gòu)成的射隨器作為隔離級，利用其高輸入阻抗的特點，提高輸入級放大倍數(shù)。輸出級組成：

T14

與T20

組成甲乙類互補對稱放大器。該放大器采用兩個射隨器組合而成。電路特點：輸出電壓大，輸出電阻小，帶負載能力強。過載保護電路：

T15、R6

保護T14管，T21、T22、T24、R7

保護T20

管。正常情況保護電路不工作，只有過載時，保護電路才啟動。隔離級：

T23A

管構(gòu)成的有源負載射隨器作為隔離級，可提高中間級電壓增益。

T13A

與T12

組成的鏡像電流源作有源負載，代替T23A的發(fā)射極電阻RE。偏置電路：偏置電路一般包含在各級電路中，采用多路偏置的形式。

T10、T11構(gòu)成微電流源，作為整個集成運放的主偏置。電平位移電路：輸入級共集—共基組合電路中，采用極性相反的NPN與PNP管進行電平位移。不專門另設(shè)電平位移電路。

將上述單元電路功能綜合起來可見，F(xiàn)007是實現(xiàn)高增益放大功能的一種集成器件。它具有高Ri、低Ro、高Av、高KCMR

、零輸入時零輸出等特點，是一種較理想的電壓放大器件。534.7放大器的頻率響應(yīng)從系統(tǒng)的觀點看，小信號放大器為線性時不變系統(tǒng)。傳遞函數(shù)和極零點4.7.1復(fù)頻域分析法輸入激勵信號

x(t)輸出激勵信號

y(t)若設(shè)拉氏變換X(s)Y(s)在初始條件為零時，定義系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：(m

n)式中：標尺因子H0

=bm/an

，z為零點，p為極點。54

在可實現(xiàn)的穩(wěn)定有源線性系統(tǒng)中，分母多項式各系數(shù)恒為正實數(shù)，極點必為負實數(shù)或?qū)嵅繛樨撝档墓曹棌?fù)數(shù)。

零點可以是負實數(shù)或?qū)嵅繛樨撝档墓曹棌?fù)數(shù)；也可以是正實數(shù)或?qū)嵅繛檎档墓曹棌?fù)數(shù)。

在僅含容性電抗元件的系統(tǒng)中：只要不出現(xiàn)由電容構(gòu)成的閉合回路，則極點數(shù)=電容數(shù)。若出現(xiàn)閉合回路，則極點數(shù)=獨立電容數(shù)。C1C2C3圖示閉合回路，極點數(shù)=2說明551)寫出電路傳遞函數(shù)表達式

A(s)

頻率響應(yīng)分析步驟復(fù)頻域內(nèi)，無零多極系統(tǒng)傳遞函數(shù)一般表達式：

2)令s=j

，寫出頻率特性表達式

A(j

)設(shè)極點均為負實數(shù)(

p

=

-

p)，則4)確定上、下限角頻率

3)繪制漸近波特圖56

RC低通電路頻率響應(yīng)CR+-+-vi(t)vo(t)

由圖，傳遞函數(shù)表達式：時間常數(shù)式中，

令s=j

，則頻率特性表達式：幅值：或相角：57

繪制漸近波特圖：根據(jù)畫出幅頻波特圖畫出相頻波特圖漸近波特圖畫法：幅頻

<<

p時，

>>

p時，

=

p時，相頻

<0.1

p時，

>10

p

時，

=

p

時，-20dB/10倍頻O

p0.1

p10

pAv(

)/dB

-20-3-5.7

O

p0.1

p10

p

A(

)

-45

-90

-45

/10倍頻58確定上限角頻率：O

p0.1

p10

pAv(

)/dB

-20O

p0.1

p10

p

A(

)

-45

-90

-20dB/10倍頻-45

/10倍頻歸納一階因子漸近波特圖畫法：幅頻漸近波特圖：已知

自0dB水平線出發(fā)，經(jīng)

p

轉(zhuǎn)折成斜率為(–20dB/10倍頻)的直線。相頻漸近波特圖：

自0

水平線出發(fā)，經(jīng)0.1

p

處轉(zhuǎn)折，斜率為(–45

/10倍頻)，再經(jīng)10

p

處轉(zhuǎn)折為-90

的水平線。因

=p

時，

H=p59

RC高通電路頻率響應(yīng)由圖，傳遞函數(shù)表達式：時間常數(shù)式中，令s=j

，則頻率特性表達式：幅值：相角：CR+-+-vi(t)vo(t)下限角頻率：因

=p

時，

L=p60O

p0.1

p10

p

A(

)

45

90

繪制漸近波特圖：根據(jù)畫出幅頻波特圖畫出相頻波特圖O

p0.1

p10

pAv(

)/dB

-2020dB/十倍頻-45

/十倍頻幅頻漸近波特圖：

>p：0dB水平線；

<p：斜率為(20dB/十倍頻)的直線。相頻漸近波特圖：

<0.1

p：

90

的水平線。

0.1

p

<<10

p：斜率為(–45

/十倍頻)的直線。

>10

p：0

水平線。61

多極點系統(tǒng)頻率響應(yīng)利用RC低通電路分析結(jié)果，得傳遞函數(shù)表達式：式中C1R1+-+-vivoAv1C2R2Av2C3R3Av3

如圖所示的三級理想電壓放大器，Ri

，Ro0。試畫漸近波特圖，并求

H。已知R1C1>R2C2>R3C3

。62頻率特性表達式：幅頻及相頻表達式：均為單階因子波特圖的疊加。假設(shè)O

p20.1

p110

p3

A(

)

-90

p1

p3-180

-270

O

p2

p1

p3Av(

)/dB

204060-20

p3-20dB/10倍頻-40dB/十倍頻-60dB/十倍頻-45

/10倍頻-90

/十倍頻-45

/十倍頻63歸納多極點系統(tǒng)漸近波特圖畫法：幅頻漸近波特圖：

自中頻增益

AvI(dB)的水平線出發(fā)，經(jīng)

pn

轉(zhuǎn)折成斜率為(–

20dB/十倍頻)的直線。相頻漸近波特圖：

自0

水平線出發(fā)，經(jīng)0.1

p1

處開始轉(zhuǎn)折，斜率為：(–

45

/十倍頻)乘以(單階因子重疊的段數(shù))，再經(jīng)10

pn

，轉(zhuǎn)折成-

90

的折線。已知64確定上限角頻率：根據(jù)定義，當(dāng)

=H

時：即整理并忽略高階小量得到上限角頻率為若

p24

p1，則稱

p1

為主極點，

p2、

p3

為非主極點。上限角頻率取決于主極點角頻率：65

高頻工作，考慮三極管極間電容影響時，

為頻率的復(fù)函數(shù)。三極管頻率特性參數(shù)rbb

rberceCbeCbcgmVbe(s)b

ebcIb(s)Ic(s)根據(jù)定義經(jīng)推導(dǎo)得其中

指

(

)下降到中頻

的0.707倍時對應(yīng)的角頻率。共發(fā)電路截止角頻率

()

O4.7.2共發(fā)放大器的頻率響應(yīng)66當(dāng)

=

T

時因此

T=

指

(

)下降到1時，對應(yīng)的角頻率。

特征角頻率

T根據(jù)

T>>

T是三極管具有電流放大作用的最高極限角頻率。及

T1

()

O67

指

(

)下降到中頻

的0.707倍時對應(yīng)的角頻率。共基電路截止角頻率

>

T

>>

根據(jù)及整理得其中

三個頻率參數(shù)中應(yīng)用最廣、最具代表性的是特征角頻率

T。通常，

T

越高，三極管高頻性能越好，構(gòu)成的放大器上限頻率越高。

68設(shè)原四端網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)：

密勒定理網(wǎng)絡(luò)+-+-V1(s)V2(s)Y

(s)網(wǎng)絡(luò)+-+-V1(s)V2(s)Y1(s)Y2(s)密勒定理等效后：69

單向化近似高頻等效電路

rbb

rberceCbeCbcgmVbe(s)b

Vo(s)RS+-RCRL+-Vs(s)ecIc(s)由等效電路整理得單向化近似條件則共發(fā)交流通路RC+-vo+-vsRLRS+-vi70共發(fā)高頻等效電路及密勒近似密勒等效rbb

rbeCbegmVbe(s)b

Vo(s)RS+-R

L+-Vs(s)Y1(s)Y2(s)高頻等效電路

rbb

rberceCbeCbcgmVbe(s)b

Vo(s)RS+-RCRL+-Vs(s)ec71rbb

rbeCbegmVbe(s)b

Vo(s)RS+-R

L+-Vs(s)CM1CM2簡化等效電路中：密勒效應(yīng)倍增因子：CtgmVbe(s)b

Rt+-R

L+-由簡化等效電路得式中增益與上限頻率72共發(fā)電路增益帶寬積

GBW

定義其中1)選rbb

小、Cbc

小、

T

高的三極管使GBW

。若D1，則

H

T，此時上限角頻率最高。2)管子選定后采用恒壓源(RS

0)激勵：采用恒流源(RS

)激勵：D1時，

H

，上限頻率降低。3)RL

D

H

，但AvsI

。需兼顧兩者。73提高共發(fā)電路上限頻率的方法：在電路輸入端采用低阻節(jié)點(即RS

小)。在電路輸出端也采用低阻節(jié)點(即RL

小)。

此時，共發(fā)電路上限角頻率

H最高，且接近管子特征角頻率

T。74簡化等效電路

Ib(s)rbb

rbeCbegmVbe(s)b

Vo(s)RS+-R

L+-Vs(s)e

共集放大器4.7.3共集和共基放大器的頻率響應(yīng)高頻等效電路

rbb

rberceCbeCbcgmVbe(s)b

Vo(s)RS+-RERL+-Vs(s)ec由于因此，Cbc

可忽略不計。令RL=rce//RE//RL共集交流通路

RE+-vo+-vsRLRS75共集簡化等效電路

Ib(s)rbb

rbeCbegmVbe(s)b

Vo(s)RS+-R

L+-Vs(s)e由簡化等效電路：式中零點角頻率：

極點角頻率：

并聯(lián)在Cbe

兩端的總電阻

采用恒壓源(RS

0)激勵：共集電路輸入為低阻節(jié)點(RS

小)時，上限角頻率

H

T?？紤]到混型電路實際情況，共集電路應(yīng)工作在

T/3以下。

76

共基放大器由圖高頻等效電路(忽略

rbb

、rce)rbeCbeCbcgmVeb

(s)b

Vo(s)RS+-R

L+-Vs(s)ecIe(s)整理得受控源其中共基交流通路

+-vo+-vsRSRCRL77由簡化等效電路：式中共基電路輸出為低阻節(jié)點(RL

小)時，上限角頻率

H

由于Cbc

很小，因此當(dāng)RL

較小時：

p2>>

p1由主極點概念：

H

P1

結(jié)論：三種組態(tài)電路中，共基電路頻率特性最好、共發(fā)最差。re