放大電路詳解PPT

1、電子技術(shù)電子技術(shù) 下一章下一章 上一章上一章 返回主頁(yè)返回主頁(yè) 大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系2BEC基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)PNP型：型：NPN型型：N P N基極基極 基區(qū)基區(qū) 集電極集電極 集電區(qū)集電區(qū) 集電結(jié)集電結(jié) 發(fā)射極發(fā)射極 發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū) 發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié) N P N P N P基極基極 基區(qū)基區(qū) 集電極集電極 集電區(qū)集電區(qū) 集電結(jié)集電結(jié) 發(fā)射極發(fā)射極 發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū) 發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié) P N P CBE結(jié)構(gòu)示意圖和圖形符號(hào)結(jié)構(gòu)示意圖和圖形符號(hào)大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系3條件條件: 發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏, 集電結(jié)反偏。集電結(jié)反偏。 發(fā)射區(qū)發(fā)射載流子發(fā)射區(qū)發(fā)射載流子 形

2、成電流形成電流IE 少部分在基區(qū)被復(fù)合少部分在基區(qū)被復(fù)合 形成形成IB 大部分被集電區(qū)收集大部分被集電區(qū)收集 形成形成IC 1放大狀態(tài)放大狀態(tài)電流的形成電流的形成NPNB E CRCUCC UBB RB晶體管中載流子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程晶體管中載流子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程IEICIB大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系4 電流的關(guān)系電流的關(guān)系 IE= IB +IC 當(dāng)當(dāng) IB = 0 時(shí)，時(shí)， 直流直流 (靜態(tài)靜態(tài)) 電流放大系數(shù)電流放大系數(shù) 交流交流 (動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)) 電流放大系數(shù)電流放大系數(shù) IC IBICICEO IB = IC IB= UCE =常數(shù)常數(shù) IC IB IC = ICEONPNB E CR

3、CUCC UBB RBIEICIB電路圖電路圖大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系5IB 微小的變化，會(huì)產(chǎn)生微小的變化，會(huì)產(chǎn)生 IC 很大的變化。很大的變化。IC =IB 。0UCEUCC ， UCE = UCCRC IC 。晶體管相當(dāng)于通路。晶體管相當(dāng)于通路。 特點(diǎn)特點(diǎn)大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系6特點(diǎn)：特點(diǎn)： IB,IC 基本不變?；静蛔儭?ICUCC / RC 。 UCE0 。 晶體管相當(dāng)于短路。晶體管相當(dāng)于短路。條件條件: 發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏, 集電結(jié)正偏。集電結(jié)正偏。 IB,IC UCE = (UCCRC IC) ICM = UCC / RC 2. 飽和狀

4、態(tài)飽和狀態(tài)電路圖電路圖NPNB E CRCUCC UBB RBIEICIBCERCUCC 飽和狀態(tài)時(shí)的晶體管飽和狀態(tài)時(shí)的晶體管大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系7特點(diǎn)：特點(diǎn)： IB= 0 IC= 0 UCE= UCC 晶體管相當(dāng)于開(kāi)路。晶體管相當(dāng)于開(kāi)路。3. 截止?fàn)顟B(tài)截止?fàn)顟B(tài)條件條件: 發(fā)射結(jié)反偏發(fā)射結(jié)反偏, 集電結(jié)反偏。集電結(jié)反偏。電路圖電路圖CERCUCC 截止?fàn)顟B(tài)時(shí)的晶體管截止?fàn)顟B(tài)時(shí)的晶體管NPNB E CRCUCC UBB RBIEICIB大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系8晶體管處于放大狀態(tài)。晶體管處于放大狀態(tài)。 (2) 開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān) S 合向合向 b 時(shí)時(shí) 例例9.

5、1.1 圖示電路，晶體管的圖示電路，晶體管的 = 100，求開(kāi)關(guān)，求開(kāi)關(guān) S 合向合向 a、b、c 時(shí)的時(shí)的 IB、IC 和和 UCE，并指出晶體管的工作，并指出晶體管的工作 狀態(tài)（忽略狀態(tài)（忽略 UBE ）。）。解解 (1) 開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān) S 合向合向 a 時(shí)時(shí) UBB1 RB1 5 500103 IB = = A = 0.01 mAIC = IB = 1000.01 mA = 1 mA UCE = UCCRCIC = (1551031103) V = 10 VUCC = 15 V UBB1 = 5 V UBB2 = 1.5 VRB1 = 500 k RB2 = 50 k RC = 5 k UB

6、B1 S BCERCUCC RB1 UBB2 RB2 a b c 大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系9 UCE = 0 V 晶體管處于飽和狀態(tài)。因?yàn)槿艟w管處于飽和狀態(tài)。因?yàn)槿?IC = IB = 1000.1mA = 10 mA UCE = UCCRCIC = V =35 V UCE0，這是不可能的，即不可能處于放大狀態(tài)。，這是不可能的，即不可能處于放大狀態(tài)。 (3) 開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān) S 合向合向 c 時(shí)時(shí) IB = 0，IC = 0，UCE = UCC = 15 V 晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)。晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)。 UCC RC = 3 mA UCC RC15 51

7、03 IC = = A = 3 mA UBB1 S BCERCUCC RB1 UBB2 RB2 a b c UBB1 RB2 5 50103 IB = = A = 0.1 mA 大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系10 IB= f (UBE) UCE=常數(shù)常數(shù) UCE1V25 UCE1V7580604020UBE / VIB/ AO0.4 0.8 硅管：硅管：UBE 0.7 V 鍺管：鍺管：UBE 0.3 ViC uCE uBE iBBEC輸入特性輸入特性工作方式工作方式大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系11 IC= f (UCE) IB = 常數(shù)常數(shù) 放放 大大 區(qū)區(qū)IC/

8、 mA43213 6 9UCE/VO IB = 0 20 A 40 A 60 A 80 A 100 A 飽和區(qū)飽和區(qū)截止區(qū)截止區(qū)輸出特性輸出特性iC uCE uBE iBBEC工作方式工作方式大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系12 動(dòng)態(tài)電流放大系數(shù)動(dòng)態(tài)電流放大系數(shù) 2.穿透電流穿透電流 ICEO3.集電極最大允許電流集電極最大允許電流 ICM4.集電極最大耗散功率集電極最大耗散功率 PCM PC = UCE IC5.反向擊穿電壓反向擊穿電壓 U(BR) CEO靜態(tài)電流放大系數(shù)靜態(tài)電流放大系數(shù) 四、主要參數(shù)四、主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)43213 6 9 ICUCE O 放放

9、 大大 區(qū)區(qū)截止區(qū)截止區(qū)飽飽和和區(qū)區(qū)過(guò)過(guò) 損損 耗耗 區(qū)區(qū) 安安 全全 工工 作作 區(qū)區(qū) U(BR)CEO ICM PCM功耗曲線功耗曲線大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系139.2 放大電路的工作原理放大電路的工作原理BCERBRCUCCUBBUCCBCERBRC兩個(gè)電源的放大電路兩個(gè)電源的放大電路一個(gè)電源的放大電路一個(gè)電源的放大電路大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系14RBRC+ UCC uo ui C1C2RBRC- UCC uo ui C1C2NPN 管放大電路管放大電路PNP 管放大電路管放大電路放大電路的簡(jiǎn)化畫(huà)法：放大電路的簡(jiǎn)化畫(huà)法：大連理工大學(xué)電氣工程系大連理

10、工大學(xué)電氣工程系15iB uBE ui = 0，直流電源單獨(dú)作用。，直流電源單獨(dú)作用。 輸入信號(hào)輸入信號(hào) ui， Oui t iC uCE 輸出信號(hào)輸出信號(hào) uo= uce = RC ic RBRC+ UCC uo ui C1C2O t ui t uo O t UBEOIB tO t UCEO t ICO t uoO信號(hào)的放大過(guò)程信號(hào)的放大過(guò)程大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系16 在輸入特性曲線上在輸入特性曲線上IC IBUBE QUCEUCCUCC RC 已知已知 IB , 可確定可確定 Q 點(diǎn)點(diǎn), 可知可知 UBE 。 在輸出特性曲線上在輸出特性曲線上 已知已知 IB , 可確

11、定可確定 Q 點(diǎn)，點(diǎn)， 可知可知 IC , UCE 。 UBE IBOUCEICO輸輸入入特特性性輸輸出出特特性性Q大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系17RBRC+ UCC uo ui C1C2直流通路的做法：直流通路的做法：(1) 信號(hào)源中的電動(dòng)勢(shì)短路；信號(hào)源中的電動(dòng)勢(shì)短路； (2) 電容開(kāi)路。電容開(kāi)路。IBRB + + UBE = UCC IC =IBUCE = UCCRCIC UCCUBE RBIB = IB RBRC+ UCCUBE直流通路直流通路放大電路放大電路大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系18例例 9.3.1 在如圖所示的固定偏置放大電路中，已在如圖所示的固

12、定偏置放大電路中，已知知 UCC = 6 V， RB = 180 k， RC = 2 k, = 50，晶體，晶體管為硅管。試求放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。管為硅管。試求放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。RBRC+ UCC uo ui C1C2 解解 IC = IBUCE = UCCRC IC UCCUBE RBIB = 60.7 180= mA = 0.029 4 mA = 500.029 4 mA = 1.47 mA= (621.47 ) V =3.06 V 大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系191. 當(dāng)當(dāng) IB 太小，太小，Q 點(diǎn)很低，引起后半周截止失真。點(diǎn)很低，引起后半周截止失真。2. 當(dāng)當(dāng) I

13、B 太大，太大，Q 點(diǎn)很高，引起前半周飽和失真。點(diǎn)很高，引起前半周飽和失真。 截止失真和飽和失真統(tǒng)稱為非線形失真。截止失真和飽和失真統(tǒng)稱為非線形失真。 UCEuCEO t IBiBO t ICiCO t UCEuCEO t ICiCO t IBiBO t uOO t uOO t 截截止止失失真真飽飽和和失失真真大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系20其分貝值其分貝值: | Au | (dB) = 20lg | Au | 定義：定義： Uo UiAu = Uo UiAu =Uo Ui 絕對(duì)值絕對(duì)值: | Au | = Uom Uim=當(dāng)輸入信號(hào)為正弦交流信號(hào)時(shí)當(dāng)輸入信號(hào)為正弦交流信號(hào)時(shí),

14、 大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系21在放大電路中在放大電路中: : 定義：定義： Ui Ii ri = Ui Ii ri =當(dāng)輸入信號(hào)為正弦交流信號(hào)時(shí)當(dāng)輸入信號(hào)為正弦交流信號(hào)時(shí) ri RSri Ui = Us Us RSri Ii = Ui +_UsIiRS放放大大電電路路ri放大電路放大電路信號(hào)源信號(hào)源輸入電阻輸入電阻大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系22 ri 大大 Ui 大大 Uo 大；大； ri 大大 Ii 小小 可減輕信號(hào)源的負(fù)擔(dān)；可減輕信號(hào)源的負(fù)擔(dān)； ri RSri Ui = Us Us RSri Ii = ri 越大越好，越大越好， ri RS ?？梢?jiàn)：可

15、見(jiàn)： Ui +_UsIiRS放放大大電電路路ri輸入電阻輸入電阻大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系23UOC ISC ro = UOC ISC ro =當(dāng)輸入信號(hào)為正弦交流信號(hào)時(shí)：當(dāng)輸入信號(hào)為正弦交流信號(hào)時(shí)： 定義：定義： 其中其中: : Ues= = UOC = = A0Ui RL RLroUoL = UOC RL RLro| Au | = | A0 | Uo +_UesIoro RL放大電路放大電路負(fù)載負(fù)載 輸出電阻輸出電阻大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系24 若若 ro 小，帶載能力強(qiáng)；反之帶載能力差。小，帶載能力強(qiáng)；反之帶載能力差。 RL RLroUoL = UO

16、C RL RLro| Au | = | A0| 可見(jiàn)：可見(jiàn)： ro 越小越好，越小越好，ro RL。 Uo +_UesIoro RL大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系25 幅頻特性幅頻特性: |Au| f 270o180o 90oO f 相頻特性相頻特性: f |Am| f O|Au|f1f2 通頻帶通頻帶0.707|Am|大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系26解解 (1) ri RSri Ui = Us 9103 (19)103 = 10 mV = 9 mV UOC = | A0 | Ui = 1009 10 - -3 V = 0.9 V = 900 mV 例例 9.4.

17、1 某放大電路的空載電壓放大倍數(shù)某放大電路的空載電壓放大倍數(shù) | A0 | = 100，輸入電阻，輸入電阻 ri = 9 k ，輸出電阻，輸出電阻 ro = 1 k ，試問(wèn)，試問(wèn): (1) 輸入端接到輸入端接到 Us = 10 mV，RS = 1 k 的信號(hào)源上，的信號(hào)源上，開(kāi)路電壓開(kāi)路電壓 UOC 應(yīng)等于多少？應(yīng)等于多少？(2) 輸出端再接上輸出端再接上 RL= 9 k 的負(fù)載電阻時(shí)，負(fù)載上的電壓的負(fù)載電阻時(shí)，負(fù)載上的電壓 UoL 應(yīng)等于多少？這時(shí)電應(yīng)等于多少？這時(shí)電壓放大倍數(shù)壓放大倍數(shù) | Au | 是多少？是多少？大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系27 RL RLro | Au

18、 | = | A0 | (2) = 810 mV = 0.81 V RL RLroUoL = UOC 9103 (19)103 = 900 10 - -3 V 9103 (19)103 = 100= 90 Uo Ui或或 | Au | = 810 9= 90大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系28 輸入端電壓和電流的關(guān)系輸入端電壓和電流的關(guān)系 UBE IB 為一個(gè)常數(shù)。為一個(gè)常數(shù)。 IB IB UBE 稱為晶體管的輸入電阻。稱為晶體管的輸入電阻。rbe =iBuBEOQiC uCE uBE iBBEC電路圖電路圖輸入特性輸入特性大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系29 晶體管從

19、輸入端看，可以用一個(gè)等效的動(dòng)態(tài)電晶體管從輸入端看，可以用一個(gè)等效的動(dòng)態(tài)電 阻阻 rbe代替。代替。 rbe 可以估算：可以估算：rbe = 200 + 26 ICiC uCE uBE iBBEC be BErbe Ib 電路圖電路圖輸入端口等效電路輸入端口等效電路大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系30 ce CIcE Ib端電壓和電流的關(guān)系端電壓和電流的關(guān)系 在放大區(qū)在放大區(qū): IC=IB 從輸出端看，可以用一個(gè)從輸出端看，可以用一個(gè) 受控電流源代替。受控電流源代替。iC uCE uBE iBBEC be BErbe Ib ce CIc Ib晶體管的小信號(hào)模型晶體管的小信號(hào)模型共射接

20、法共射接法共集接法共集接法共基接法共基接法CE IbIcBIbrbeCE IbIcBIbrbe電路圖電路圖大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系31IiIbIcIoRBRC Uo Ui RBRC+ UCC uo ui C1C2+_UsRsRL 作法作法: C 短路，短路，UCC 短路。短路。 IbIc IiUo Ui BrbeCRBRCEIo Ib放大電路放大電路交流通路交流通路微變等效電路微變等效電路B EC大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系32Au = = Uo Ui其中：其中：RL= RCRL Ic (RC RL)Ib rbe = = RL rbe = = ri Ui I

21、i = = Ii (RBrbe ) Ii = = = = RB rbe rbe UOC ISC ro = =Ic RC Ic = = = = RC +_UsRsRL IbIc IiUo Ui BrbeCRBRCEIo Ib微變等效電路微變等效電路大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系33 例例9.4.2 求求例例9.3.1放大電路的空載電壓放大倍放大電路的空載電壓放大倍數(shù)、輸入電阻數(shù)、輸入電阻 和輸出電阻和輸出電阻 。(1) 空載電壓放大倍數(shù)空載電壓放大倍數(shù)解解26 ICrbe = 200 + = (200 + 50 ) 261.47= 1 084 Ao =RC rbe= 502 1.0

22、84=92.25 ri = RB rbe(2) 輸入電阻輸入電阻 = k 1801.0841801.084= 1.078 k (3) 輸出電阻輸出電阻 ro = RC = 2 k RBRC+ UCC uo ui C1C2大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系349.5 雙極型晶體管基本放大電路雙極型晶體管基本放大電路 (1)增加一個(gè)偏流電阻增加一個(gè)偏流電阻 RB2， 可以固定基極電位?？梢怨潭ɑ鶚O電位。 只要滿足只要滿足: I2 IB RB2 RB1RB2 UB = UCC 選擇參數(shù)時(shí)，一般取選擇參數(shù)時(shí)，一般取 I2(510) IB。 RB1RC+ UCC uo ui C1C2RB2RE

23、CE共射放大電路共射放大電路大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系35(2) 增加發(fā)射極電阻增加發(fā)射極電阻 RE， 可以穩(wěn)定可以穩(wěn)定 IC。 只要滿足只要滿足 UB UBE UBREUEREIE = IC = 1 IE 選擇參數(shù)時(shí)選擇參數(shù)時(shí), ,一般取一般取 UB(510)UBE。 T ICEO IE URE IC IC UBE (3) 增加增加 CE , 避免避免 Au下降。下降。 RB1RC+ UCC uo ui C1C2RB2RECE共射放大電路共射放大電路大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系36RB1RC+ UCC uo ui C1C2RB2RECE畫(huà)直流通路畫(huà)直流通路

24、RB1RC+ UCCRB2RE UBUBE REIE = = IB = = 1 1 IE IC = = IB UCE = = UCCRC ICRE IE UCC(RCRE) IC RB2 RB1RB2 UB = = UCC 共射放大電路的直流通路共射放大電路的直流通路共射放大電路共射放大電路大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系37RB1RC+ UCC uo ui C1C2RB2RECE+_USRSRL IiIbIcIoRB2RC Uo Ui IeRB1BEC Ib IiIcIoBrbeC IbRB1RCEUo Ui RB2共射放大電路的交流通路共射放大電路的交流通路 共射放大電路共射放

25、大電路共射放大電路的微變等效電路共射放大電路的微變等效電路 大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系38 Au = = Uo Ui其中：其中：RL= RCRL Ic (RCRL)Ib rbe = = RL rbe= = ri Ui Ii = =Ii (RB1RB2rbe ) Ii = = = = RB1RB2rbe rbe UOC ISC ro = =IcRC Ic = = = = RC +_USRSRL Ib IiIcIoBrbeC IbRB1RCEUo Ui RB2共射放大電路的微變等效電路共射放大電路的微變等效電路 大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系39RB+ UCC uO

26、 ui C1C2RERB+ UCCRERBIBUBERE (1 ) IB = = UCCIC = = IB UCE = = UCCREIE = =UCCRE (1 ) IB UCCUBERB + + (1 ) RE IB = = 共集放大電路共集放大電路共集放大電路的直流通路共集放大電路的直流通路 大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系40 uo RB+ UCC ui C1C2RERE Uo Ui RB BEC+_USRS Ib Io Ii Ib Ui BrbeE RE Uo RB C RL 共集放大電路的交流通路共集放大電路的交流通路 共集放大電路共集放大電路共集放大電路的微變等效電路

27、共集放大電路的微變等效電路 大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系41Au = Uo Ui其中：其中：RL= RERL ri Ui Ii = UOC ISC ro = (1 ) RL rbe( 1 ) RL = 1 RBrbe(1 ) RL = (RS RB)rbe 1 = RE +_USRS Ib Io Ii Ib Ui BrbeE RE Uo RB C RL 共集放大電路的微變等效電路共集放大電路的微變等效電路 大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系42RB1RC+ UCC uo ui CBC2RB2REC1 IC =IB UCE = UCCRC ICRE IE UCC(RCR

28、E) IC RB2 RB1RB2 UB = = UCC RB1RC+ UCCRB2REIB = = 1 1 IE 共基放大電路共基放大電路共基放大電路的直流通路共基放大電路的直流通路 大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系43IiRERC Uo Ui IoBEC+_USRSRB1RC+ UCC uo ui CBC2RB2REC1RL IbIiRERC Uo Ui IoBECrbe Ib共基放大電路的交流通路共基放大電路的交流通路 共基放大電路共基放大電路共基放大電路的微變等效電路共基放大電路的微變等效電路 大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系44Au = Uo Ui RL rbe

29、 = ro UOC ISC = RC ri Ui Ii =rbe 1 = RE 其中：其中：RL= RCRL +_USRSRL IbIiRERC Uo Ui IoBECrbe Ib共基放大電路的微變等效電路共基放大電路的微變等效電路 大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系459.6 場(chǎng)效應(yīng)型晶體管場(chǎng)效應(yīng)型晶體管SiO2NMOS 管管PMOS 管管源極源極 漏極漏極S D 鋁片鋁片柵極柵極 GBP 型硅襯底型硅襯底 N+N+BN 型硅襯底型硅襯底 P+P+源極源極 柵極柵極 漏極漏極S G D 大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系46P 型硅襯底型硅襯底 N+N+BSGD按導(dǎo)電溝道

30、的不同分為：按導(dǎo)電溝道的不同分為： N型溝道型溝道MOS管管NMOS管管 P型溝道型溝道MOS管管PMOS管管N 型硅襯底型硅襯底 P+P+BSGDNMOS 管管PMOS 管管導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道 + + + +大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系47按導(dǎo)電溝道形成的不同分為：按導(dǎo)電溝道形成的不同分為： 增強(qiáng)型增強(qiáng)型簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱E型型 耗盡型耗盡型簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱D型型場(chǎng)效應(yīng)管的圖形符號(hào)場(chǎng)效應(yīng)管的圖形符號(hào):G E型型 NMOS SDBG E型型 PMOS SDB D型型 NMOS SDGB D型型 PMOS SDGB大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系48形成反型層導(dǎo)電溝道的條件是：形成反型層

31、導(dǎo)電溝道的條件是： E型型NMOS管管 UGS UGS(th) 0 E型型PMOS管管 UGS UGS(th) UGS(0ff) 0 D型型PMOS管管 UGS 0 總之總之, 改變改變UGS , 可以改變導(dǎo)通溝道的厚度和可以改變導(dǎo)通溝道的厚度和形狀形狀, 從而實(shí)現(xiàn)控制從而實(shí)現(xiàn)控制 ID 。大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系49耗盡型耗盡型NMOS 管管 UGSIDUGS(off)O增強(qiáng)型增強(qiáng)型NMOS 管管 UGSIDUGS(th)O轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性漏極特性漏極特性UDSIDUGS = + UGS = + UGS = + + OUDSIDUGS = 0 UGS = + UGS =

32、- - O大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系50耗盡型耗盡型PMOS 管管 增強(qiáng)型增強(qiáng)型PMOS 管管 轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性漏極特性漏極特性UGS(th)OIDUGSUGS(off)OIDUGSIDOUDSUGS = - UGS = -UGS = - OUDSUGS = + UGS = 0UGS = - ID大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系519.7 場(chǎng)效應(yīng)型晶體管基本放大電路場(chǎng)效應(yīng)型晶體管基本放大電路DRG1RD+ UDD uo ui C1C2RG2RSRGGSRG2 RG1RG2 UG= UDD 當(dāng)當(dāng)UGS UGS(th)時(shí)時(shí), 才能建立起反型層導(dǎo)電溝道。才能建立起反型層

33、導(dǎo)電溝道。 ID = IS UGS = UGRSIS UD= UDDRDID分壓偏置共源放大電路分壓偏置共源放大電路大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系52uo=idRD uG= UG ui uD= UDDiDRD uGS= UGS ugs iD= IDid uGS uG Oui t iD uD t uo O t UGOUGS tO t UDO t IDO電壓電流波形電壓電流波形大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系53 只要只要 UGS UGS(off), 導(dǎo)電溝道就不會(huì)消失。導(dǎo)電溝道就不會(huì)消失。 IG = 0 uGS =RS IS 與增強(qiáng)型一樣。與增強(qiáng)型一樣。 RD+ UDD

34、 uO ui C1C2RGRSGDS自給偏置共源放大電路自給偏置共源放大電路大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系54 級(jí)間級(jí)間耦合方式耦合方式 阻容耦合、直接耦合、變壓器耦合。阻容耦合、直接耦合、變壓器耦合。 耦合耦合 前、后兩級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)彼此獨(dú)立，互不影響。前、后兩級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)彼此獨(dú)立，互不影響。 RB1RC ui C1C2RB2RE1CERB3+ UCC uO C3RE2阻容耦合阻容耦合大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系55US+_RSRL UO Io IbIoIc IbUi rbe IbRE2RB Ii Ib IirbeRB1RCRB2RB1RC ui C1C2RB2R

35、E1CERB3+ UCC uO C3RE2微變等效電路微變等效電路阻容耦合阻容耦合大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系56 Au = Au1Au2 其中其中：RL1 = ri2, ri = ri1 ro = ro2 RL1= RC1ri2 。US+_RSRL UO Io IbIoIc IbUi rbe IbRE2RB Ii Ib IirbeRB1RCRB2 阻容耦合放大電路，只能放大交流信號(hào)，阻容耦合放大電路，只能放大交流信號(hào)， 無(wú)法傳遞直流信號(hào)。無(wú)法傳遞直流信號(hào)。微變等效電路微變等效電路大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系57 前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，相互制約；不能前后級(jí)靜

36、態(tài)工作點(diǎn)相互影響，相互制約；不能獨(dú)立設(shè)置。獨(dú)立設(shè)置。 分析方法同直接耦合放大電路。分析方法同直接耦合放大電路。 可以放大直流信號(hào)?？梢苑糯笾绷餍盘?hào)。 RB1RC ui C1RB2RE1RB3+ UCC uo RE2直接耦合直接耦合大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系58 例例 9.6.1 如圖所示放大電路如圖所示放大電路, 已知已知 RB1 = 33 k ， RB2 = RB3 = 10 k , RC = 2 k , RE1 = RE2 = 1.5 k , 兩晶體兩晶體管的管的 1 = 2 = 60, rbe1 = rbe2 = 0.6 k 。求總電壓放大倍數(shù)。求總電壓放大倍數(shù)。RL1

37、 = ri2 解解第一級(jí)為共射放大電路第一級(jí)為共射放大電路, 它的負(fù)載電阻即第它的負(fù)載電阻即第二級(jí)的輸入電阻。二級(jí)的輸入電阻。= RB3rbe2(1 2)RE2 RB1RC ui C1C2RB2RE1CERB3+ UCC uO C3RE2大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系59= k 100.6(160)1.5100.6(160)1.5= 8.46 k = k 21038.4610321038.46103= 1.62 k Au1 = = 1RL1 rbe1.620.6= =60 = =162 第二級(jí)為共集放大電路第二級(jí)為共集放大電路, 可取可取 Au = = 1， Au = = Au1

38、Au2 = =1621 = =162 RL1 = RCRL1 RL1 = RB3rbe2(1 2)RE2 解解大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系60 IC1IC2 UC1 = UC2 Uo = UC1UC2 = 0 1. 靜態(tài)時(shí)靜態(tài)時(shí) ui1 = ui2 = 0 RC+UCC uo ui1 RERC ui2 UEE T1T2基本差分放大電路基本差分放大電路大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系61 ui1 = ui2 uc1 = uc2 uo = uc1uc2 = 0 對(duì)共模信號(hào)無(wú)放大作用；對(duì)共模信號(hào)無(wú)放大作用； 即即Ac= 0 。 RE抑制零點(diǎn)漂移的過(guò)程抑制零點(diǎn)漂移的過(guò)程T i RE uRE iB1 iB2 iC1 iC2uBE uBERC+UCC uo ui1 RERC ui2 UEE T1T2基本差分放大電路基本差分放大電路大連理工大學(xué)電氣工程系大連理工大學(xué)電氣工程系62 ui1= ui2 uc1= uc2 uo= uc1 uc2 = 2uc1對(duì)差模信號(hào)有放大作用對(duì)差模信號(hào)有放大作用, 即即Ad0。 Ad Ac KCMR = 共模抑制比：共模抑制比： RC+UCC uo ui1 RERC ui2 UEE