電子技術(shù)基礎(chǔ)_基本放大電路

1、(2-1)電子技術(shù)電子技術(shù) 第二章第二章 基本放大電路基本放大電路模擬電路部分模擬電路部分(2-2)第二章第二章 基本放大電路基本放大電路2.1 概論概論2.2 放大電路的組成和工作原理放大電路的組成和工作原理2.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法2.4 靜態(tài)工作點的穩(wěn)定靜態(tài)工作點的穩(wěn)定2.5 射極輸出器射極輸出器2.6 場效應管放大電路場效應管放大電路2.7 阻容耦合多級放大電路阻容耦合多級放大電路2.8 差動放大電路差動放大電路(2-3) 2.1 概論概論2.1.1 放大的概念放大的概念電子學中放大的目的是將微弱的電子學中放大的目的是將微弱的變化信號變化信號放大放大成較大的信號。這里

2、所講的主要是電壓放大電路。成較大的信號。這里所講的主要是電壓放大電路。電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖：端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖：uiuoAu(2-4)2.1.2 放大電路的性能指標放大電路的性能指標一、電壓放大倍數(shù)一、電壓放大倍數(shù)AuiouUUA |Ui 和和Uo 分別是輸入和輸出電壓分別是輸入和輸出電壓的有效值。的有效值。二、輸入電阻二、輸入電阻ri放大電路一定要有前級（信號源）為其提供信號，放大電路一定要有前級（信號源）為其提供信號，那么就要從信號源取電流。那么就要從信號源取電流。輸入電阻輸入電阻是衡量放大是衡量放大電路從其前級取電流大

3、小的參數(shù)。輸入電阻越大，電路從其前級取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，從其前級取得的電流越小，對前級的影響越小。從其前級取得的電流越小，對前級的影響越小。AuIiUSUiiiiIUr (2-5)三、輸出電阻三、輸出電阻roAuUS放大電路對其放大電路對其負載負載而言，相當于信號源，我們而言，相當于信號源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個戴維南可以將它等效為戴維南等效電路，這個戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。roUS(2-6)如何確定電路的輸出電阻如何確定電路的輸出電阻ro ？步驟：步驟：1. 所有的電源置零所有的電源置零 (將獨立源置零，保留受控源將獨立源置零

4、，保留受控源)。2. 加壓求流法。加壓求流法。UIIUro方法一：方法一：計算。計算。(2-7)方法二：方法二：測量。測量。Uo1. 測量開路電壓。測量開路電壓。roUs2. 測量接入負載后的輸出電壓。測量接入負載后的輸出電壓。LoooR)UU(r1roUsRLUo步驟：步驟：3. 計算。計算。(2-8)四、通頻帶四、通頻帶fAuAum0.7AumfL下限截下限截止頻率止頻率fH上限截上限截止頻率止頻率通頻帶：通頻帶：fbw=fHfL放大倍數(shù)放大倍數(shù)隨頻率變隨頻率變化曲線化曲線(2-9)2.1.3 符號規(guī)定符號規(guī)定UA大寫字母、大寫下標，表示直流量。大寫字母、大寫下標，表示直流量。uA小寫字母

5、、大寫下標，表示全量。小寫字母、大寫下標，表示全量。ua小寫字母、小寫下標，表示交流分量。小寫字母、小寫下標，表示交流分量。uAua全量全量交流分量交流分量tUA直流分量直流分量 (2-10) 2.2 基本放大電路的組成和工作原理基本放大電路的組成和工作原理三極管放三極管放大電路有大電路有三種形式三種形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放以共射放大器為例大器為例講解工作講解工作原理原理(2-11)2.2.1 共射放大電路的基本組成共射放大電路的基本組成放大元件放大元件iC= iB，工作在放大區(qū)，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。偏，發(fā)射

6、結(jié)正偏。uiuo輸入輸入輸出輸出參考點參考點RB+ECEBRCC1C2T(2-12)集電極電源，集電極電源，為電路提供能為電路提供能量。并保證集量。并保證集電結(jié)反偏。電結(jié)反偏。RB+ECEBRCC1C2T(2-13)集電極電阻，集電極電阻，將變化的電流將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓霓D(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸ｋ妷?。RB+ECEBRCC1C2T(2-14)使發(fā)射結(jié)正偏，使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當?shù)牟⑻峁┻m當?shù)撵o態(tài)工作點。靜態(tài)工作點?；鶚O電源與基極電源與基極電阻基極電阻RB+ECEBRCC1C2T(2-15)耦合電容耦合電容隔離輸入輸隔離輸入輸出與電路直出與電路直流的聯(lián)系，流的聯(lián)系，同時能使信同時能使信號順利輸入號

7、順利輸入輸出。輸出。RB+ECEBRCC1C2T(2-16)可以省去可以省去電路改進：采用單電源供電電路改進：采用單電源供電RB+ECEBRCC1C2T(2-17)單電源供電電路單電源供電電路+ECRCC1C2TRB(2-18)2.2.2 基本放大電路的工作原理基本放大電路的工作原理ui=0時時由于電源的由于電源的存在存在IB 0IC 0IBQICQIEQ=IBQ+ICQ一、靜態(tài)工作點一、靜態(tài)工作點RB+ECRCC1C2T(2-19)IBQICQUBEQUCEQ( ICQ,UCEQ )(IBQ,UBEQ)RB+ECRCC1C2T(2-20)(IBQ,UBEQ) 和和( ICQ,UCEQ )分別

8、對應于輸入輸出分別對應于輸入輸出特性曲線上的一個點稱為靜態(tài)工作點。特性曲線上的一個點稱為靜態(tài)工作點。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ(2-21)IBUBEQICUCEuCE怎么變化怎么變化假設(shè)假設(shè)uBE有一微小的變化有一微小的變化ibtibtictuit(2-22)uCE的變化沿一的變化沿一條直線條直線uce相位如何相位如何uce與與ui反相！反相！ICUCEictucet(2-23)各點波形各點波形RB+ECRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB(2-24)實現(xiàn)放大的條件實現(xiàn)放大的條件1. 晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)晶體管必須偏置在

9、放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。反偏。2. 正確設(shè)置靜態(tài)工作點，使整個波形處于放大區(qū)。正確設(shè)置靜態(tài)工作點，使整個波形處于放大區(qū)。3. 輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。4. 輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號。極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號。(2-25)2.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法放大放大電路電路分析分析靜態(tài)分析靜態(tài)分析動態(tài)分析動態(tài)分析估算法估算法圖解法圖解法微變等效電微變等效電路法路法圖解法圖解法計算機仿真計算機仿真(2-26)2.3.1 直流

10、通道和交流通道直流通道和交流通道 放大電路中各點的電壓或電流都是在靜態(tài)直放大電路中各點的電壓或電流都是在靜態(tài)直流上附加了小的交流信號。流上附加了小的交流信號。但是，電容對交、直流的作用不同。如果電但是，電容對交、直流的作用不同。如果電容容量足夠大，可以認為它對交流不起作用，即容容量足夠大，可以認為它對交流不起作用，即對交流短路。而對直流可以看成開路，這樣，交對交流短路。而對直流可以看成開路，這樣，交直流所走的通道是不同的。直流所走的通道是不同的。交流通道：交流通道：只考慮交流信號的分電路。只考慮交流信號的分電路。直流通道：直流通道：只考慮直流信號的分電路。只考慮直流信號的分電路。信號的不同分量

11、可以分別在不同的通道分析。信號的不同分量可以分別在不同的通道分析。(2-27)例：例：對直流信號（只有對直流信號（只有+EC）開路開路開路開路RB+ECRCC1C2T直流通道直流通道RB+ECRC(2-28)對交流信號對交流信號(輸入信號輸入信號ui)短路短路短路短路置零置零RB+ECRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路交流通路(2-29)一、直流負載線一、直流負載線ICUCEUCEIC滿足什么關(guān)系？滿足什么關(guān)系？1. 三極管的輸出特性。三極管的輸出特性。2. UCE=ECICRC 。ICUCEECCCREQ直流直流負載線負載線與輸出與輸出特性的特性的交點就交點就是是Q點點IB直流通道直

12、流通道RB+ECRC2.3.2 直流負載線和交流負載線直流負載線和交流負載線(2-30)二、交流負載線二、交流負載線icLcecRui1其中：其中：CLLRRR/uceRBRCRLuiuo交流通路交流通路(2-31)iC 和和 uCE是全量，與交流量是全量，與交流量ic和和uce有如下關(guān)系有如下關(guān)系CciiCEceuu所以：所以：LCECRui1即：交流信號的變化沿著斜率為：即：交流信號的變化沿著斜率為：LR1的直線。的直線。這條直線通過這條直線通過Q點，稱為點，稱為交流負載線交流負載線。(2-32)交流負載線的作法交流負載線的作法ICUCEECCCREQIB過過Q點作一條直線，斜率為：點作一

13、條直線，斜率為：LR1交流負載線交流負載線(2-33)2.3.3 靜態(tài)分析靜態(tài)分析一、估算法一、估算法（1）根據(jù)直流通道估算）根據(jù)直流通道估算IBIBUBEBBECBRUEIBCRE7 . 0BCRERB稱為稱為偏置電阻偏置電阻，IB稱為稱為偏偏置電流置電流。+EC直流通道直流通道RBRC(2-34)（2）根據(jù)直流通道估算）根據(jù)直流通道估算UCE、IBICUCECEOBCIIICCCCERIEUBI直流通道直流通道RBRC(2-35)二、圖解法二、圖解法先估算先估算 IB ，然后在輸出特性曲線上作出直，然后在輸出特性曲線上作出直流負載線，與流負載線，與 IB 對應的輸出特性曲線與直流負對應的輸

14、出特性曲線與直流負載線的交點就是載線的交點就是Q點。點。ICUCEBBECBRUEIQCCREEC(2-36)例：例：用估算法計算靜態(tài)工作點。用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：已知：EC=12V，RC=4k ，RB=300k ， =37.5。解：解：A40mA04. 030012BCBREImA51040537.IIIBBCV645 . 112CCCCCERIUU請注意電路中請注意電路中IB 和和IC 的數(shù)量級。的數(shù)量級。(2-37)2.3.4 動態(tài)分析動態(tài)分析一、三極管的微變等效電路一、三極管的微變等效電路1. 輸入回路輸入回路iBuBE當信號很小時，將輸入特性當信號很小時，將輸入特性在小范圍內(nèi)

15、近似線性。在小范圍內(nèi)近似線性。 uBE iBbbeBBEbeiuiur對輸入的小交流信號而言，對輸入的小交流信號而言，三極管相當于電阻三極管相當于電阻rbe。)mA()mV(26)1 ()(300EbeIrrbe的量級從幾百歐到幾千歐。的量級從幾百歐到幾千歐。對于小功率三極管：對于小功率三極管：(2-38)2. 輸出回路輸出回路iCuCE)(bBcCCiIiIibBiI所以：所以：bcii(1) 輸出端相當于一個受輸出端相當于一個受ib 控制控制的電流源。的電流源。近似平行近似平行(2) 考慮考慮 uCE對對 iC的影響，輸出的影響，輸出端還要并聯(lián)一個大電阻端還要并聯(lián)一個大電阻rce。ccec

16、eiurrce的含義的含義 iC uCE(2-39)ubeibuceicubeuceicrce很大，很大，一般忽略。一般忽略。3. 三極管的微變等效電路三極管的微變等效電路rbe ibib rcerbe ibibbce等等效效cbe(2-40)二、放大電路的微變等效電路二、放大電路的微變等效電路將交流通道中的三極管用微變等效電路代替將交流通道中的三極管用微變等效電路代替:交流通路交流通路RBRCRLuiuouirbe ibibiiicuoRBRCRL(2-41)三、電壓放大倍數(shù)的計算三、電壓放大倍數(shù)的計算bebirIULboRIUbeLurRALCLRRR/特點：特點：負載電阻越小，放大倍數(shù)越

17、小。負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI(2-42)四、輸入電阻的計算四、輸入電阻的計算對于為放大電路提供信號的信號源來說，放大電對于為放大電路提供信號的信號源來說，放大電路是負載，這個負載的大小可以用輸入電阻來表示。路是負載，這個負載的大小可以用輸入電阻來表示。輸入電阻的定義：輸入電阻的定義：iiiIUr是動態(tài)電阻。是動態(tài)電阻。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbIbeBrR /beriiiIUr電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電

18、阻。(2-43)五、輸出電阻的計算五、輸出電阻的計算對于負載而言，放大電路相當于信號源，對于負載而言，放大電路相當于信號源，可以將它進行戴維南等效，戴維南等效電路的可以將它進行戴維南等效，戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。內(nèi)阻就是輸出電阻。計算輸出電阻的方法：計算輸出電阻的方法：(1) 所有電源置零，然后計算電阻（對有受控所有電源置零，然后計算電阻（對有受控源的電路不適用）。源的電路不適用）。(2) 所有獨立電源置零，保留受控源，加壓求所有獨立電源置零，保留受控源，加壓求流法。流法。(2-44)CoooRIUr所以：所以：用加壓求流法求輸出電阻：用加壓求流法求輸出電阻：oUrbeRBRCiIb

19、IcIbI00oI(2-45)2.3.5 失真分析失真分析在放大電路中，輸出信號應該成比例地放大輸入在放大電路中，輸出信號應該成比例地放大輸入信號（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號不能反映輸入信號的情況，放大電路產(chǎn)生信號不能反映輸入信號的情況，放大電路產(chǎn)生非線非線性失真性失真。為了得到盡量大的輸出信號，要把為了得到盡量大的輸出信號，要把Q設(shè)置在交流設(shè)置在交流負載線的中間部分。如果負載線的中間部分。如果Q設(shè)置不合適，信號進入截設(shè)置不合適，信號進入截止區(qū)或飽和區(qū)，造成非線性失真。止區(qū)或飽和區(qū)，造成非線性失真。(2-46)iCuCEuo可輸出的可

20、輸出的最大不失最大不失真信號真信號選擇靜態(tài)工作點選擇靜態(tài)工作點ib(2-47)iCuCEuo1. Q點過低，信號進入截止區(qū)點過低，信號進入截止區(qū)放大電路產(chǎn)生放大電路產(chǎn)生截止失真截止失真輸出波形輸出波形輸入波形輸入波形ib(2-48)iCuCE2. Q點過高，信號進入飽和區(qū)點過高，信號進入飽和區(qū)放大電路產(chǎn)生放大電路產(chǎn)生飽和失真飽和失真ib輸入波輸入波形形uo輸出波形輸出波形(2-49)2.4 靜態(tài)工作點的穩(wěn)定靜態(tài)工作點的穩(wěn)定為了保證放大電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、為了保證放大電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、穩(wěn)定的靜態(tài)工作點。但是，溫度的變化嚴重影響靜穩(wěn)定的靜態(tài)工作點。但是，溫度的變化嚴重影響靜態(tài)

21、工作點。態(tài)工作點。對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點由作點由UBE、 和和ICEO 決定，這三個參數(shù)隨溫度而變決定，這三個參數(shù)隨溫度而變化，溫度對靜態(tài)工作點的影響主要體現(xiàn)在這一方面?；?，溫度對靜態(tài)工作點的影響主要體現(xiàn)在這一方面。TUBE ICEOQ(2-50)一、溫度對一、溫度對UBE的影響的影響iBuBE25C50CTUBEIBICBBECBRUEI(2-51)二、溫度對二、溫度對 值及值及ICEO的影響的影響T 、 ICEOICiCuCEQQ 總的效果是：總的效果是：溫度上升時，溫度上升時，輸出特性曲輸出特性曲線上移，造線上移，造成成Q

22、點上移。點上移。(2-52)小結(jié)：小結(jié)：TIC 固定偏置電路的固定偏置電路的Q點是不穩(wěn)定的。點是不穩(wěn)定的。 Q點點不穩(wěn)定可能會導致靜態(tài)工作點靠近飽和區(qū)或不穩(wěn)定可能會導致靜態(tài)工作點靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而導致失真。為此，需要改進偏截止區(qū)，從而導致失真。為此，需要改進偏置電路，當溫度升高、置電路，當溫度升高、 IC增加時，能夠自動增加時，能夠自動減少減少IB，從而抑制，從而抑制Q點的變化。保持點的變化。保持Q點基本點基本穩(wěn)定。穩(wěn)定。常采用分壓式偏置電路來穩(wěn)定靜態(tài)工作點。常采用分壓式偏置電路來穩(wěn)定靜態(tài)工作點。電路見下頁。電路見下頁。(2-53)分壓式偏置電路：分壓式偏置電路：RB1+ECRCC1C2

23、RB2CERERLuiuo一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2直流通路直流通路(2-54)BII 22121BBCRREII22BBRIU CBBBERRR212EEBEBBERIUUUUEBEBEBECRURUUIII1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2直流通路直流通路(2-55)EBCRUI可以認為與溫度無關(guān)?？梢哉J為與溫度無關(guān)。似乎似乎I2越大越好，越大越好，但是但是RB1、RB2太小，太小，將增加損耗，降低輸將增加損耗，降低輸入電阻。因此一般取入電阻。因此一般取幾十幾十k 。I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2直流通

24、路直流通路(2-56)TUBEIBICUEIC本電路穩(wěn)壓的本電路穩(wěn)壓的過程實際是由過程實際是由于加了于加了RE形成形成了了負反饋負反饋過程過程I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2(2-57)二、動態(tài)分析二、動態(tài)分析+ECuoRB1RCC1C2RB2CERERLuirbeRCRLoUiUiIbIcIbIRB微變等效電路微變等效電路uoRB1RCRLuiRB2交流通路交流通路bebeBirr| RrCoRr beLurRA(2-58)CE的作用：交流通路中，的作用：交流通路中， CE將將RE短路，短路，RE對交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。對交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。問題問題

25、1：如果去掉如果去掉CE，放大倍數(shù)怎樣？放大倍數(shù)怎樣？I1I2IBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo(2-59)去掉去掉 CE 后的交流通路和微變等效電路：后的交流通路和微變等效電路：)1 (/EbeBiRrRrCoRr rbeRCRLoUREiUiIbIcIbIRBEbbebiRIrIU)1 (LboRIUEbeLuRrRA)1 (RB1RCRLuiuoRB2RE(2-60)RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2問題問題2：如果電路如下圖所示，如何分析？如果電路如下圖所示，如何分析？(2-61)I1I2IBRB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLu

26、iuoRE2I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：直流通路直流通路(2-62)RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2動態(tài)分析：動態(tài)分析：交流通路交流通路RB1RCRLuiuoRB2RE1(2-63)交流通路：交流通路：RB1RCRLuiuoRB2RE1微變等效電路：微變等效電路：rbeRCRLoURE1iUiIbIcIbIRB(2-64)問題：問題：Au 和和 Aus 的關(guān)系如何？的關(guān)系如何？定義：定義：iouUUAsousUUA放放大大電電路路RLRSoUiUsUsousUUASiSiiUrRrUuiSiusArRrA(2-65) 2.

27、5 射極輸出器射極輸出器RB+ECC1C2RERLuiuoRB+ECRE直流通道直流通道(2-66)一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析IBIEEBBECBRRUEI)1 (BEII)1 (EECCERIEU折算折算RB+ECRE直流通道直流通道(2-67)二、動態(tài)分析二、動態(tài)分析RB+ECC1C2RERLuiuorbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微變等效電路微變等效電路(2-68)LeoRIULELRRR/LbRI）（1LebebiRIrIULbbebRIrI)1 (LbbebLbuRIrIRIA)1 ()1 (LbeLRrR)1 (1）（1. 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)rbeiUbIRERLRB

28、oUcIbIiI(2-69)1.,)1 (LbeRr所以所以，1uA但是，輸出電流但是，輸出電流Ie增加了。增加了。2. 輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱故稱電壓跟隨器電壓跟隨器。結(jié)論：結(jié)論：LbeLuR)(rRA11）（(2-70)2. 輸入電阻輸入電阻)1 (/LbeBiRrRrrbeiUbIRERLRBoUcIbIiI輸入電阻較大，作為前一級的負載，對前輸入電阻較大，作為前一級的負載，對前一級的放大倍數(shù)影響較小。一級的放大倍數(shù)影響較小。(2-71)3. 輸出電阻輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻。用加壓求流法求輸出電阻。robIiIrbeRERBc

29、IbISURSrbeRERBRSbIcIbIiIeIUIebbIIIIEsbesbeRURrURrUBssRRR/:設(shè)電源置電源置0IUro)11/(1EsbeRRr1/sbeERrR(2-72)一般：一般：1sbeERrR所以：所以：1sbeoRrr射極輸出器的輸出電阻很小，帶負載能力強。射極輸出器的輸出電阻很小，帶負載能力強。IUro)11/(1EsbeRRr1/sbeERrR(2-73)射極輸出器的使用射極輸出器的使用1. 將射極輸出器放在電路的首級，可以將射極輸出器放在電路的首級，可以提高輸入電阻。提高輸入電阻。2. 將射極輸出器放在電路的末級，可以將射極輸出器放在電路的末級，可以降降

30、 低輸出電阻，提高帶負載能。低輸出電阻，提高帶負載能。3. 將射極輸出器放在電路的兩級之間，將射極輸出器放在電路的兩級之間，可以起到電路的匹配作用?？梢云鸬诫娐返钠ヅ渥饔?。(2-74) 2.6 場效應管放大電路場效應管放大電路(1) 靜態(tài)：適當?shù)撵o態(tài)工作點，使場效應管工作靜態(tài)：適當?shù)撵o態(tài)工作點，使場效應管工作在恒流區(qū)，場效應管的偏置電路相對在恒流區(qū)，場效應管的偏置電路相對簡單。簡單。 (2) 動態(tài)：能為交流信號提供通路。動態(tài)：能為交流信號提供通路。組成原則：組成原則：靜態(tài)分析：靜態(tài)分析： 估算法、圖解法。估算法、圖解法。動態(tài)分析：動態(tài)分析： 微變等效電路法。微變等效電路法。分析方法：分析方法：

31、(2-75)2.6.1 場效應管的微變等效電路場效應管的微變等效電路GSD),(DSGSDuufi DSDSDGSGSDDuuiuuiiDSDSGSmurug1GSDmuig跨導跨導DDSDSiur漏極輸出電阻漏極輸出電阻uGSiDuDS(2-76)很大，很大，可忽略。可忽略。 場效應管的微變等效電路為：場效應管的微變等效電路為：GSDuGSiDuDSSGDugsgmugsudsSGDrDSugsgmugsuds(2-77)2.6.2 場效應管的共源極放大電路場效應管的共源極放大電路一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析求：求：UDS和和 ID。設(shè)：設(shè)：UGUGS則：則：UG US而：而：IG=0所以：所以

32、：UDD=20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150k50k1M10k10kGDS10kV5212DDGURRRUmA5 . 0SGSSDRURUIV10)(DSDDDDSRRIUU(2-78)uoUDD=20VRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150k50k1M10k10kGDS10k二、動態(tài)分析二、動態(tài)分析sgR2R1RGRLdRLRD微變等效電路微變等效電路gsmUggsU(2-79)sgR2R1RGRLdRLRDgsUgsmUgiUoUgsiUU)/(LDgsmoRRUgULmuRgA21/RRRrGiM0375. 1ro=RD=10k (2-80)2.6.3 源極

33、輸出器源極輸出器uo+UDDRSuiC1R1RGR2RL150k50k1M10kDSC2G一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析US UGmA50.RURUISGSSDUDS=UDD- US =20-5=15VV5211DDGURRRU(2-81)uo+UDDRSuiC1R1RGR2RL150k50k1M10kDSC2GLgsmgsLgsmiouRUgURUgUUA11LmLmRgRgiUoUgsUgsmUgdIriro ro gR2R1RGsdRLRS微變等效電路微變等效電路二、動態(tài)分析二、動態(tài)分析(2-82)riro ro gR2R1RGsdRLRS微變等效電路微變等效電路21/RRRrGiM0375.

34、 1輸入電阻輸入電阻 ri(2-83)輸出電阻輸出電阻 ro加壓求流法加壓求流法mgsmgsdogUgUIUr1SooRrr/UIdIgd微變等效電路微變等效電路ro ro R2R1RGsRSgsUgsmUg(2-84)場效應管放大電路小結(jié)場效應管放大電路小結(jié)(1) 場效應管放大器輸入電阻很大。場效應管放大器輸入電阻很大。(2) 場效應管共源極放大器場效應管共源極放大器(漏極輸出漏極輸出)輸入輸入輸出反相，電壓放大倍數(shù)大于輸出反相，電壓放大倍數(shù)大于1；輸出電；輸出電阻阻=RD。(3) 場效應管源極跟隨器輸入輸出同相，電場效應管源極跟隨器輸入輸出同相，電壓放大倍數(shù)小于壓放大倍數(shù)小于1且約等于且約

35、等于1；輸出電阻；輸出電阻小。小。(2-85)耦合方式：耦合方式：直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合；光電耦合。直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合；光電耦合。 2.7 多級阻容耦合放大電路多級阻容耦合放大電路耦合：耦合：即信號的傳送。即信號的傳送。多級放大電路對耦合電路要求：多級放大電路對耦合電路要求：1. 靜態(tài)：保證各級靜態(tài)：保證各級Q點設(shè)置點設(shè)置2. 動態(tài)動態(tài): 傳送信號。傳送信號。第一級第一級放大電路放大電路輸輸 入入 輸輸 出出第二級第二級放大電路放大電路第第 n 級級放大電路放大電路 第第 n-1 級級放大電路放大電路功放級功放級要求：要求：波形不波形不失真，減少壓失真，減少壓降損失。降損失

36、。 (2-86)設(shè)設(shè): 1= 2=50, rbe1 = 2.9k , rbe2 = 1.7 k 2.7.1 典型電路典型電路 oirrA、求：前級前級后級后級+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2SUoUiU(2-87)關(guān)鍵關(guān)鍵: :考慮級間影響?？紤]級間影響。1. 靜態(tài)靜態(tài): Q點同單級。點同單級。2. 動態(tài)性能動態(tài)性能:方法方法:ri2 = RL1ri221ioUU+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2SUoUiU1

37、oU2iU2.7.2 性能分析性能分析(2-88)考慮級間影響考慮級間影響2ri , ro : 概念同單級概念同單級1riro2112uussoiosousAAUUUUUUAri2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2SUoUiU1oU2iU(2-89)微變等效電路微變等效電路: :ri2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2SUoUiU1oU2iURE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2b

38、i2biOUir2iror(2-90)1. ri = R1 / rbe1 +（ +1)RL1其中其中: : RL1 = RE1/ ri2 = RE1/ R2 / R3 / rbe1=RE1/RL1 = RE1/ri2= 27 / 1.7 1.7k ri =1000/(2.9+511.7) 82k 2. ro = RC2= 10k RE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2iror(2-91)3. 中頻電壓放大倍數(shù)中頻電壓放大倍數(shù):其中：其中： 11usiiusARrrA968. 07 . 1519 . 27 . 151) 1() 1(111111

39、LbeLuRrRA77809680208282111.RrrASiiusRE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2iror(2-92)147711010502222.)/(rRAbeLuRE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2iror4114778014721.AAAuusus(2-93)多級阻容耦合放大器的特點：多級阻容耦合放大器的特點：(1) 由于電容的隔直作用，各級放大器的靜態(tài)工作由于電容的隔直作用，各級放大器的靜態(tài)工作點相互獨立，分別估算。點相互獨立，分別估算。(2) 前一級的輸出電壓是后

40、一級的輸入電壓。前一級的輸出電壓是后一級的輸入電壓。(3) 后一級的輸入電阻是前一級的交流負載電阻。后一級的輸入電阻是前一級的交流負載電阻。(4) 總電壓放大倍數(shù)總電壓放大倍數(shù)=各級放大倍數(shù)的乘積。各級放大倍數(shù)的乘積。(5) 總輸入電阻總輸入電阻 ri 即為第一級的輸入電阻即為第一級的輸入電阻ri1 。(6) 總輸出電阻即為最后一級的輸出電阻?？傒敵鲭娮杓礊樽詈笠患壍妮敵鲭娮?。由上述特點可知，射極輸出器接在多級放大電由上述特點可知，射極輸出器接在多級放大電路的首級可提高輸入電阻；接在末級可減小輸出路的首級可提高輸入電阻；接在末級可減小輸出電阻；接在中間級可起匹配作用，從而改善放大電阻；接在中間

41、級可起匹配作用，從而改善放大電路的性能。電路的性能。(2-94)例例1：放大電路由下面兩個放大電路組成。已知放大電路由下面兩個放大電路組成。已知EC=15V ，R1=100k ， R2=33k ，RE1=2.5k ，RC=5k ， 1=60，；，； RB=570k ，RE2=5.6k ， 2 =100，RS=20k ，RL=5k +ECR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1放大電路一放大電路一RB+ECC21C22RE2uiuoT2放大電路二放大電路二(2-95)求直接采用放大電路一的放大倍數(shù)求直接采用放大電路一的放大倍數(shù)Au和和Aus。若信號經(jīng)放大電路一放大后，再經(jīng)射極輸出若信號

42、經(jīng)放大電路一放大后，再經(jīng)射極輸出器輸出，求放大倍數(shù)器輸出，求放大倍數(shù)Au、ri和和ro 。若信號經(jīng)射極輸出器后，再經(jīng)放大后放大電若信號經(jīng)射極輸出器后，再經(jīng)放大后放大電路一輸出，求放大倍數(shù)路一輸出，求放大倍數(shù)Au和和Aus 。+ECR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1RB+ECC21C22RE2uiuoT2(2-96)ri = R1/ R2/ rbe =1.52 k (1) 由于由于RS大，而大，而ri小，致使放大倍數(shù)降低；小，致使放大倍數(shù)降低；(2) 放大倍數(shù)與負載的大小有關(guān)。例：放大倍數(shù)與負載的大小有關(guān)。例： RL=5k 時時, Au= - 93；RL=1k 時時, Au= -

43、 31 。662052152193.RrrAASiiuus求直接采用放大電路一的放大倍數(shù)求直接采用放大電路一的放大倍數(shù)Au和和Aus。+ECR1RCC1C2R2CERERLuiuousRSriT19311beLur RA(2-97)2. 若信號經(jīng)放大電路一放大后，再經(jīng)射極輸出器若信號經(jīng)放大電路一放大后，再經(jīng)射極輸出器輸出，求放大倍數(shù)輸出，求放大倍數(shù)Au 、ri和和ro 。 usRSRB+ECC22RE2uoT2RLR1RCC11R2CERE1uiriT1rbe2=2.36 k rbe1=1.62 k ro1=RC=5 k k173122221EbeBiL R)(r/RrR(2-98)73100

44、1557036265111/./.r/Rr/RR/Rr/RroBbeESBbeEo1856211735601111./r RAbeLu990112222. R)(r R)(ALbeLAAAuuuk5211211.r/R/Rrrbeii(2-99)討論：討論：帶負載能力。帶負載能力。2. 輸出不接射極輸出器時的帶負載能力：輸出不接射極輸出器時的帶負載能力：RL=5k 時：時： Au=-93RL=1k 時：時： Au=-31即：當負載電阻由即：當負載電阻由5k 變?yōu)樽優(yōu)?k 時，放大倍數(shù)降低到原時，放大倍數(shù)降低到原來的來的92.3%放大倍數(shù)降低到原來的放大倍數(shù)降低到原來的

45、30%RL=5 k 時：時： Au1=-185，Au2=0.99，ri2=173 k Au= Au1 Au2 =-183RL=1 k 時：時： Au1=-174 ，Au2=0.97，ri2=76 k Au= Au1 Au2 =-1691. 輸出接射極輸出器時的帶負載能力：輸出接射極輸出器時的帶負載能力：(2-100)3. 若信號經(jīng)射極輸出器后，再經(jīng)放大后放大電路一若信號經(jīng)射極輸出器后，再經(jīng)放大后放大電路一輸出，求放大倍數(shù)輸出，求放大倍數(shù)Aus 。Au2=-93 ri2=1.52 k Au1=0.98 ri=101 k +ECR1RCC12R2CERE1riuoT1uiRBC21RE2T2usR

46、S(2-101)76201011019809321.RrrAAASiiuuus662052152193.RrrAASiiuus輸入不接射極輸出器時：輸入不接射極輸出器時：可見，輸入接射極輸出器可提高整個放大電路可見，輸入接射極輸出器可提高整個放大電路的放大倍數(shù)的放大倍數(shù)Aus。(2-102)例題：例題：設(shè)設(shè) gm=3mA/V， =50，rbe = 1.7k前級前級:場效應管場效應管共源極放大器共源極放大器后級后級:晶體管晶體管共射極放大器共射極放大器求：總電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。求：總電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。+UCCRS3M(+24V)R120k10kC2C3R4R3RLR

47、E282k43k10k8k10kC1RCT1RE1CE2T2CE1RD10kR21MSUiUoU(2-103)（1）估算各級靜態(tài)工作點）估算各級靜態(tài)工作點: （略）（略）（2）動態(tài)分析）動態(tài)分析: 微變等效電路微變等效電路ir2iror首先計算第二級的輸入電阻：首先計算第二級的輸入電阻： ri2= R3/ R4/ rbe=82/43/1.7=1.7 k R3R4RCRLRSR2R1RDrbegsUdIsUoUcIbIgdsiU(2-104)第二步：計算各級電壓放大倍數(shù)第二步：計算各級電壓放大倍數(shù)4471103211.)./()r/R(g RgAiDmLmu147711010502.)/(rR/

48、Rr RAbeLCbeLuR3R4RCRLRSR2R1RDrbegsUdIsUoUcIbIgdsiU(2-105)第三步：計算輸入電阻、輸出電阻第三步：計算輸入電阻、輸出電阻ri=R1/R2=3/1=0.75M ro=RC=10k R3R4RCRLRSR2R1RDrbegsUdIsUoUcIbIgdsiU(2-106)第四步：計算總電壓放大倍數(shù)第四步：計算總電壓放大倍數(shù)Au=Au1Au2 =(-4.4) (-147) =64763075020750647iSiuusrRrAAR3R4RCRLRSR2R1RDrbegsUdIsUoUcIbIgdsiU(2-107)阻容耦合電路的頻率特性：阻容耦合

49、電路的頻率特性：fA耦合電耦合電容造成容造成三極管結(jié)三極管結(jié)電容造成電容造成采用直接耦合的方式可降低放大電路的下采用直接耦合的方式可降低放大電路的下限截止頻率，擴大通頻帶。下面將要介紹限截止頻率，擴大通頻帶。下面將要介紹的差動放大器即采用直接耦合方式。的差動放大器即采用直接耦合方式。(2-108)uiRC1R1T12.8.1 直接耦合電路的特殊問題直接耦合電路的特殊問題R2 、RE2 : 用于設(shè)置合適的用于設(shè)置合適的Q點。點。問題問題 1 :前后級前后級Q點相互影響。點相互影響。2.8 差動放大電路差動放大電路+UCCuoRC2T2R2RE2問題問題 2 :零點漂移零點漂移。uot0有時會將有

50、時會將信號淹沒信號淹沒 當當 ui 等于零時，等于零時， uo不等于零。不等于零。(2-109)一、結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)特點：特點：結(jié)構(gòu)對稱。結(jié)構(gòu)對稱。2.8.2 基本型差動放大器基本型差動放大器ui1ui2uoRCR1T1RBRCR1T2RB(2-110)二、二、 抑制零漂的原理抑制零漂的原理uo= uC1 - uC2 = 0uo= (uC1 + uC1 ) - (uC2 + uC2 ) = 0當當 ui1 = ui2 =0 時：時：當溫度變化時：當溫度變化時：+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2(2-111)一、結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)為了使左右平衡，可為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位器設(shè)置

51、調(diào)零電位器: 2.8.3 雙電源長尾式差放雙電源長尾式差放uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUCC(2-112)二、二、 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 溫度溫度TICIE = 2ICUEUBEIBIC1. RE的作用的作用 設(shè)設(shè)ui1 = ui2 = 0自動穩(wěn)定自動穩(wěn)定RE 具有強負反饋作用具有強負反饋作用uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUCC 抑制溫度抑制溫度漂移，穩(wěn)定靜漂移，穩(wěn)定靜態(tài)工作點。態(tài)工作點。(2-113)uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUCC2. Q點的計算點的計算直流通路直流通路IC1= IC2= IC= IB UC1= UC2=

52、UCCICRC UE1= UE2 =IBRBUBE UCE1= UCE2 = UC1UE1IBIC1IC2IBIEEBBEEEBRRUUI)1(2(2-114)三、三、 動態(tài)分析動態(tài)分析1. 輸入信號分類輸入信號分類(1)差模差模(differential mode)輸入輸入ui1 = -ui2= ud(2)共模共模( common mode) 輸入輸入ui1 = ui2 = uC共模抑制比共模抑制比（Common - Mode Rejection Ratio)的定義的定義:KCMRR =KCMRR (dB) =(分貝分貝)差模電壓差模電壓放大倍數(shù)放大倍數(shù): :doddUUA共模電壓共模電壓放

53、大倍數(shù)放大倍數(shù): coccUUAcdAAcdAAlog20(2-115)結(jié)論：結(jié)論：任意輸入的信號任意輸入的信號: ui1 , ui2 ，都可分解成，都可分解成差模分量和共模分量。差模分量和共模分量。注意：注意：ui1 = uC + ud ；ui2 = uC - ud例例: ui1 = 20 mV , ui2 = 10 mV則：則：ud = 5mV , uc = 15mV 差模分量差模分量:221iiduuu共模分量共模分量:221iicuuu(2-116)(一一) 差模輸入差模輸入均壓器均壓器diiuuu211diiuuu212RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RBREUCC(2-117)RE 對差模信號作用對差模信號作用 ui1 ui2ib1 , ic1ib2 , ic2ic1 = - ic2iRE = ie1+ ie2 = 0uRE = 0RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RBREUCCib2ib1ic2ic1iRERE對差模信號不起作用對差模信號不起作用(2-118)差模信號通路差模信號通路T1單邊微變單邊微變等效電路等效電路uod1R