第二章 基本放大電路講義

1、第二章 基本放大電路講義發(fā)表時間：2008-6-2p  放大電路是最常用的電子電路，單級放大電路是構(gòu)成放大電路的基礎(chǔ)。內(nèi)容：放大電路的組成；放大電路的分析法；穩(wěn)定靜態(tài)工作點的問題；放大電路的三種組態(tài)；場效應(yīng)管放大電路；多級放大電路。2.1 放大電路基本概念一、電子電路的輸入信號分類：模擬信號和數(shù)字信號。·模擬信號：在時間上，幅值上連續(xù)。在分析、測試電子電路時，通常選用最簡單的信號正弦波信號作為電路的輸入信號。·數(shù)字信號：在時間上和幅值上離散。一般只有高、低兩種電平，電路的輸入信號和輸出信號的幅值都一樣。所傳輸?shù)男畔诟摺⒌碗娖降慕M合之中。·用來完成模

2、擬信號的放大、產(chǎn)生、變換、運算等處理的電子電路稱為模擬電路。二、放大電路的分類·放大電路的本質(zhì)能量轉(zhuǎn)換，放大過程是將直流電源所提供的直流功率中的一部分轉(zhuǎn)換成交流功率輸出給負(fù)載的過程。電源提供直流功率電路的功率消耗交流功率輸出。三、放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)放大電路的技術(shù)指標(biāo)用來定量描述放大電路的有關(guān)技術(shù)性能。1放大倍數(shù)放大倍數(shù)描述電路對輸入信號的放大能力。 電壓放大倍數(shù)：輸出電壓與輸入電壓的變化量之比，表示將輸入信號電壓放大的倍數(shù)。               

3、;                      前提：信號基本不失真。在沒有明顯失真的情況下討論放大倍數(shù)才有意義。這一點也適用于其它各項指標(biāo)。在工程上還有另外一種表示放大倍數(shù)的方法，即          電壓增益，單位是分貝。電流放大倍數(shù)：輸出電流與輸入電流的變化量之比，即  &#

4、160;             互阻放大倍數(shù)：輸出電壓與輸入電流變化量之比，即                            互導(dǎo)放大倍數(shù)：輸出電流與輸入電壓變化量之比，即 

5、60; 2輸入電阻從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻。見圖2-1-5中的Ri。定義：                  ·輸入電阻反映放大電路從信號源索取電流的大小。Ri愈大，內(nèi)阻RS上的電壓損耗就愈小，放大電路輸入端得到的Ui就愈大。·電壓源、電流源性質(zhì)的信號源對輸入電阻的要求減小信號在RS上的衰減。3輸出電阻輸出電阻Ro反映電路驅(qū)動負(fù)載的能力，是從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。·Ro愈小，負(fù)載

6、阻值變化對輸出電壓造成的影響愈小，當(dāng)Ro=0時，放大電路的輸出端變成一個理想受控電壓源，電路的帶負(fù)載能力最強(qiáng)。放大電路的輸出電阻愈小愈好。·Ro的計算：定義是當(dāng)Us0（但保留信號源內(nèi)阻Rs），輸出端負(fù)載開路（負(fù)載電阻RL不是電路的內(nèi)部元件，應(yīng)去掉）時，在電路輸出端外加一個交流電壓U，計算或測量相應(yīng)的電流I，兩者之比即為輸出電阻Ro，即     ·實際測試輸出電阻具體方法是在放大電路輸入端加上一個固定的正弦輸入電壓Ui，在輸出端測量在負(fù)載開路時的空載輸出電壓Uo和接入負(fù)載RL時的輸出電壓Uo，根據(jù)圖2-1-5的輸出回路可列出4通頻帶原因

7、：實際電路中存在電抗性元件，如耦合電容、極間電容、導(dǎo)線之間的分布電容和分布電感等。影響：導(dǎo)致電路對不同頻率的信號有不同的放大倍數(shù)和相移。·上限轉(zhuǎn)折頻率fH和下限轉(zhuǎn)折頻率fL放大倍數(shù)在高頻和低頻段分別下降至比中頻段電壓增益低3分貝處對應(yīng)的頻率。·通頻帶BWBWfHfL通頻帶反映了放大電路對不同頻率信號的放大能力。·直接耦合放大電路的頻率特性從中頻段的平坦部分一直延伸到直流。放大電路的技術(shù)指標(biāo)除了上面介紹的以外，針對不同用途的電路，還會有一些其它指標(biāo)，例如最大輸出幅度、非線性失真系數(shù)、信噪比、最大輸出功率等。2.2  共發(fā)射極放大電路·三極管組成放

8、大電路的三種基本形式：共射、共基、共集放大電路。CE、CB、CCCommon Emitter、Common Base、Common Collector   以共發(fā)射極放大電路為例，介紹放大電路的組成原理和基本分析法。 一、單級共發(fā)射極放大電路的組成1.       電路的組成2.       電路中各元件的作用VT、VBB、Rb、Vcc、Rc、C1、C2相應(yīng)的IB、IC、UCE公式    二、單級共發(fā)射結(jié)放

9、大電路的工作原理1.靜態(tài)和動態(tài)·靜態(tài)：ui0時，三極管中的電流均為直流電流IB、IC、IE（iB、iC、iE中的交流電流為零，VBB只有直流電流），電壓uBE、uCE亦然。·動態(tài)：ui0，經(jīng)C1耦合，使得uBE在直流電壓UBE的基礎(chǔ)上發(fā)生變化，這種發(fā)射結(jié)正偏電壓的變化，必然會改變從發(fā)射區(qū)注入基區(qū)載流子的數(shù)量，從而引起基極電流iB和集電極電流iC的變化。即iB、iC、iE中出現(xiàn)交流電流成份ib、ic、ie。2. 工作原理uiubeibic=ibuRcic×Rcuo說明：集電極對地電壓uCEVCCiC×RC，當(dāng)iC的瞬時值增大時，uCE將減小，故uCE的變化

10、規(guī)律與iC正好相反。因為iC的變化量比iB大倍，集電極電阻RC在保證三極管集電結(jié)反偏的條件下可以較大阻值，所以有條件使輸出電壓幅度大于輸入電壓，從而達(dá)到放大的目的。3.放大電路組成三原則1）    直流電源的極性應(yīng)保證三極管的發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。使三極管處于放大狀態(tài)。為達(dá)到此目的，電路中的Rb、RC和三極管的特性曲線等參數(shù)之間還應(yīng)有適當(dāng)?shù)呐浜稀?）    輸入回路各元件的接法應(yīng)保證輸入信號能順利地傳送到三極管的基極發(fā)射極之間，使基極電流產(chǎn)生變化。3）    輸出回路各元件的接法應(yīng)能使集電極電流變化量能

11、轉(zhuǎn)換為集電極電壓的變化，并傳送到輸出端負(fù)載上。這三原則的第一條是要解決三極管工作狀態(tài)問題，第二第三條則是要解決“能輸入”和“能輸出”的問題。只要符合這三條，即使電路形式有所變化，仍然能夠?qū)崿F(xiàn)放大作用。4.電路改進(jìn)與畫法電路輸出端增加了負(fù)載電阻RL，通常它代表后級電路對前級電路的影響。接入的后級電路要從前級電路輸出端索取信號電壓、電流，這就相當(dāng)于是前級的負(fù)載。2.3放大電路的靜態(tài)分析·靜態(tài)工作點靜態(tài)時，電路中各處電壓電流均為大小不變的直流量。對于三極管來說，IB、UBE、IC、UCE這四個量的大小，在三極管的輸入特性曲線和輸出特性曲線上各決定一個點的位置，這個點稱為靜態(tài)工作點(Quie

12、scent PiontQ點。·靜態(tài)分析了解IB、UBE、IC、UCE這四個量的大小，便可知道三極管的工作狀態(tài)對電路進(jìn)行靜態(tài)分析（也稱直流分析）的目的。對于靜態(tài)工作情況，可以采用近似估算法，也可以采用圖解法求解。一、靜態(tài)工作點的近似估算法靜態(tài)工作點的近似估算法是工程上常用的方法。它簡單快速，物理概念清楚，在合理應(yīng)用的情況下估算精度完全滿足工程要求，是必須熟練掌握的電路分析方法之一。·直流通路直流電流流通的路徑。分析舉例例 電路如圖2-2-3(b所示，設(shè)50，試估算電路的Q點。解：畫出直流通路，可得      

13、0;                                     以圖中所標(biāo)電路參數(shù)計算，可得下列結(jié)果：      由上述計算結(jié)果，根據(jù)后面圖解法中所介紹的知識，便可判斷出三極管的工作狀態(tài)

14、是否合適。二、靜態(tài)工作點的圖解分析法·圖解分析法的基本思路非線性的半導(dǎo)體器件與外圍線性電路相連時，分別代表半導(dǎo)體器件和外圍線性電路的兩組電壓、電流關(guān)系只能有一組解，這組解就是兩曲線相交之處的坐標(biāo)值。圖解分析過程如下：1將放大電路分成非線性和線性電路兩部分2做出三極管的輸出特性曲線目的是找出非線性器件的uCEiC關(guān)系曲線。在輸出特性曲線的若干條曲線中，要注意由IB確定的那條曲線。                  3做

15、出直流負(fù)載線線性部分的伏安特性線性電路部分的伏安特性曲線直流負(fù)載線方程uCEVCCiC×RC                直線方程，斜率是1/RC，在橫軸和縱軸上的截距分別為VCC（V）和VCC/RC（mA）。因其斜率與RC有關(guān)，而RC是集電極的直流負(fù)載（集電極的全部直流電流流過RC）故將此直線稱為三極管的直流負(fù)載線。4直流負(fù)載線與輸出特性曲線的交點即為Q點兩部分伏安特性交點處的電壓電流值反映了三極管在靜態(tài)時電流和電壓的大小，即Q點位

16、置。從圖中可讀出Q點對應(yīng)的電壓電流值（Q點的坐標(biāo)）為：ICQ2mA，UCEQ6V。為三極管設(shè)置一定大小的靜態(tài)工作點是放大的基礎(chǔ)，確定了Q點位置后。即可對電路進(jìn)行動態(tài)分析。 2.4放大電路的動態(tài)分析一、             交流通路和交流負(fù)載線1交流通路在進(jìn)行動態(tài)分析之前，必須根據(jù)實際放大電路畫出電路的交流通路。交流通路放大電路中交流電流流通的路徑。它是對電路進(jìn)行交流分析的基礎(chǔ)。畫法注意點：A. 耦合、旁路、濾波電容應(yīng)視為短路；B. 直流電壓VCC可視為短路。 &

17、#160;  對交流信號而言。直流電源的內(nèi)阻為零，交流電流流過時，其交流壓降為零。2交流負(fù)載線從圖2-4-1所示交流通路可以看出，三極管集電極交流電流ic既流過RC也流過RL，所以，                                因為，所以有  ，整理后得

18、0; 交流負(fù)載線方程      在輸出特性曲線的坐標(biāo)系中，此方程描繪的是一條直線，其斜率為，且過Q點當(dāng)交流信號為零（過零）時，。·交流負(fù)載線的畫法兩點式找橫軸上的截距，過Q連線；輔助線式作一條斜率為1/RL的輔助線，再過Q點作輔助線的平行線·交流負(fù)載線實質(zhì)在基極交流電流作用下uCE和iC的移動軌跡。·對放大電路的交流工作情況進(jìn)行圖解分析，就是根據(jù)輸入電壓波形確定基極電流波形，以此來決定Q點在輸出特性曲線上的移動范圍，進(jìn)而畫出輸出電壓uCE和iC波形的過程。二、放大電路接入正弦信號時的工作情況1根據(jù)輸入電壓波形確定i

19、B變化范圍2根據(jù)iB變化范圍確定輸出特性上Q點移動范圍及iC、uCE的波形·放大電路的特點(1  沒有輸入信號時，三極管中電流和電壓均為直流量（IBQ，UBEQ，ICQ，UCEQ）。(2  加入輸入信號后，電路中電壓、電流均為直流分量與交流分量的疊加，即iBIBQ+ib，uBEUBEQube，iCICQic，uCEUCEQuce。而且交流分量的幅值小于靜態(tài)值，所以雖然這些交流分量的瞬時值是變化的，但總的方向是不變的。(3  uCE中的交流分量uce（也是輸出交流電壓uo）的幅度遠(yuǎn)比ui大，且與ui波形規(guī)律相同，呈現(xiàn)出了放大作用。(4  圖2-4

20、-2中，輸出電壓uo與輸入電壓ui相位相反，屬于倒相（反相）放大電路。這是共發(fā)射極放大電路的一個重要特點。·討論：(1  關(guān)于失真放大電路實現(xiàn)不失真放大的前提是在Q點移動范圍內(nèi)，三極管的輸入特性和輸出特性均應(yīng)是線性的。否則將失真。實際情況是三極管的輸入特性和輸出特性都是非線性的，所以非線性失真不可避免。人們所能做的工作是盡可能選擇線性好的管子，或者將Q點調(diào)整到線性好的區(qū)域內(nèi)，或者限制輸入信號的幅度，讓Q點在小范圍內(nèi)移動（當(dāng)一段曲線的長度足夠小時，可近似成直線，微變等效電路分析法即以此為基礎(chǔ)）。(2       關(guān)于

21、交流負(fù)載線與直流負(fù)載線的關(guān)系交流負(fù)載線描述的是動態(tài)時iC與uCE的關(guān)系，直流負(fù)載線描述的是靜態(tài)時iC與uCE的關(guān)系。交流負(fù)載線比直流負(fù)載線陡。當(dāng)空載時，兩條負(fù)載線重合?？蛰d輸出電壓與負(fù)載的關(guān)系(3關(guān)于設(shè)置靜態(tài)工作點的必要性   （4）關(guān)于交流電流流向 三、非線性失真分析1.  飽和失真與截止失真Q的位置設(shè)置過高（此時UCEQ偏?。╋柡褪д?，其特點是輸出電壓的負(fù)半周被壓縮。Q的位置設(shè)置偏低（此時UCEQ較大）截止失真，其特點是輸出電壓的正半周被壓縮。Q點位置低時，iB會因uBE小于門坎電壓出現(xiàn)失真， ·動態(tài)范圍與最大輸出幅度最大輸出幅度是指輸出波

22、形沒有明顯失真的情況下，放大電路所能輸出的最大電壓，常以有效值來表示。動態(tài)范圍沒有明顯失真的情況下，放大電路的輸出電壓范圍。將Q點設(shè)在放大區(qū)什么位置才合適，除了要避免Q點位置過高、過低外，還應(yīng)考慮信號的動態(tài)范圍。如果想得到盡可能大的不失真輸出，應(yīng)將Q點設(shè)在交流負(fù)載線在線性區(qū)的中點處，使Q點在不進(jìn)入飽和區(qū)、截止區(qū)的前提下上下移動距離等長且最大。此時的輸出電壓即為放大電路的最大輸出幅度。如果輸出信號不大，為了降低VCC的能量消耗，在保證不進(jìn)入截止區(qū)和留出足夠的動態(tài)范圍后，一般要將Q點設(shè)得稍低一些。2.  電路參數(shù)對Q點位置的影響Q點位置十分重要。放大電路中各參數(shù)對Q點位置的影響？能對靜態(tài)

23、工作點產(chǎn)生影響的電路參數(shù)有：Rb、RC、VCC、(1 Rb的影響    (2 RC的影響    (3 VCC的影響(4 三極管的影響·調(diào)偏流的方法見圖2-4-6·Q點位置的判斷若UCEQ比較接近VCC，則說明Q點位置太低，而若UCEQ較?。?2V），則Q點偏高了。若UCEQVCC，說明三極管已經(jīng)截止。若UCEQ0.30.7V，則已飽和。3. 消除非線性失真的方法產(chǎn)生原因：Q點位置不合適；輸入信號過大；電路的動態(tài)范圍不夠；管子線性太差。2.6微變等效電路分析法非線性電路分析困難，非線性電路線性電路分析計算簡單常用的分

24、析方法前提：小信號放大一、             三極管的小信號模型微變等效電路在小信號工作的情況下，三極管的電壓、電流變化量之間基本上是線性關(guān)系，所以可以用一個線性電路來代替三極管，只要這個替代電路的電壓、電流變化關(guān)系與原來三極管相同，就可以認(rèn)為它是三極管的等效電路。這樣的線性電路稱為三極管的微變等效電路。1.       三極管的微變等效電路將非線性器件線性化，前提是小信號工作。在圖2-5-1（a）所示的三極管

25、輸入特性上，Q點附近基本上是一段直線，這段曲線長度越短，近似程度越好。所以可以認(rèn)為iB與uBE成正比，這種比例關(guān)系可以用一個等效電阻rbe來表示，即                           （2-5-1）  對于（b）圖，可以近似認(rèn)為各輸出曲線均為水平線，且Q點附近是一個常數(shù)（曲線等間距），則當(dāng)iB有iB時，iC中相

26、應(yīng)有iC，iC比iB大倍。這種電流控制關(guān)系可以用一個受控電流源來描述，在這個受控源中，控制量是iB，被控制量是iC，控制系數(shù)是。即iCiB。由以上分析，可以得出三極管的簡化微變等效電路，見圖2-5-2。采用簡化微變等效電路所造成的誤差很小，一般能滿足工程實踐的精度需要。在小信號工作情況下，變化量（比如iB，uBE，）可以用交流分量瞬時值（比如，ube）代替，而輸入為正弦波信號時，則在微變等效電路上標(biāo)注電壓電流的正弦相量（比如，）。·討論：1. 微變等效電路分析法不能用來求解直流問題。但其中各參數(shù)均與Q點有關(guān)，是Q點附近的參數(shù)。在用微變等效電路分析電路的交流指標(biāo)時，電路必須建立合適的Q

27、點，所以在用微變等效電路分析電路前，總要先明確電路的靜態(tài)工作情況。研究的是信號變化量（交流分量）之間的關(guān)系，等效電路中的各項參數(shù)均為交流時的等效參數(shù)，2. 等效電路中的受控源是用來描述三極管內(nèi)電流控制作用的，它具有從屬性，其電流的大小和方向均取決于控制信號ib，三極管內(nèi)部并沒有電流源（三極管只能消耗和轉(zhuǎn)換能源，不能放大或產(chǎn)生能源）。3. 受控電流源的電流方向ic由基極交流電流ib決定，不能隨意假定。4. 微變等效電路分析法適用于小信號放大器的分析。2.       rbe的估算公式    

28、60;             式中是三極管基區(qū)體電阻，UT是溫度的電壓當(dāng)量，IE是靜態(tài)電流值。對于低頻小功率管，約為300左右。對于高頻小功率管，約為100左右。 二、用微變等效電路分析共發(fā)射極放大電路分析計算電壓放大倍數(shù)輸入電阻和輸出電阻將交流通路中的三極管用微變等效電路替換，就得到了放大電路的微變等效電路。列出輸出回路表達(dá)式根據(jù)等效電路的輸入回路可列出：    所以，電壓放大倍數(shù)    &#

29、160;      其中，是三極管總的交流負(fù)載，式中負(fù)號則說明輸出電壓與輸入反相。輸入電阻本可按定義式（2-1-6）求出，從等效電路可以看出，輸入電流是Rb和并聯(lián)后的總電流，所以                       （2-5-4）當(dāng)，可近似為      

30、0;  根據(jù)輸出電阻定義式（2-1-7），將負(fù)載電阻RL開路，令輸入電壓Ui0，因ib0，ic0，所以輸出電阻                            （2-5-5）說明：兩種分析方法的對比1          圖解

31、法可以分析電路的靜態(tài)工作情況，也可以對電路的動態(tài)工作過程分析，其優(yōu)點是直觀形象，利用圖解法可以了解Q點位置是否合適、觀察電路參數(shù)變化對Q點的影響，非線性失真產(chǎn)生原因及消除方法，判斷最大不失真輸出幅度等問題。存在的問題是：1.由于三極管參數(shù)的離散性，各管子的特性曲線均不相同，手冊上查到的特性曲線與所用管子特性有較大差別；2.存在作圖誤差、讀數(shù)誤差，且因人而異；3.稍復(fù)雜些的電路無法分析。2          微變等效電路分析法適用分析小信號工作的任何簡單、復(fù)雜電路，前提是管子處于放大區(qū)。由于完成了非線性到線

32、性電路的轉(zhuǎn)化，所以等效電路法簡單、方便。是廣泛使用的分析方法。等效電路法是針對變化量的，只能解決交流信號的計算問題，不能用來求解靜態(tài)問題，也不能用來分析非線性失真和輸出幅度。兩種分析方法各有自己的適用范圍，在解決具體問題時，可以結(jié)合起來綜合應(yīng)用。2.7  靜態(tài)工作點的穩(wěn)定問題一、問題的提出放大電路具有一個合適的Q點是重要的。而保證Q點的穩(wěn)定性也是非常重要的?，F(xiàn)象：當(dāng)溫度變化時，電路的靜態(tài)工作點隨之而變。影響：Q點位置不穩(wěn)定時，會改變電路的工作狀態(tài)，甚至產(chǎn)生失真。原因：電源電壓波動，電路參數(shù)變化，元器件老化等，但主要是三極管的參數(shù)（UBE，ICBO、等）與環(huán)境溫度有較大關(guān)系。1.

33、60;      UBE與溫度的關(guān)系 T時，三極管的輸入特性曲線將左移，即維持一定基極電流所需的UBE將減小，溫度系數(shù)為(22.5mV/。應(yīng)用圖解法分析Q點變化情況，如右圖所示?；鶚O回路直流負(fù)載線方程為：UBEVCCIBRb，溫度升高時，Q點從Q1移到Q2的位置，基極電流IB有所增大。2.       ICBO與溫度的關(guān)系三極管的ICBO是由少數(shù)載流子形成的，當(dāng)T時，少子濃度增大，導(dǎo)致ICBO增大。因為穿透電流ICEO（1+）ICBO，所以ICEO也會增大。其規(guī)律大約是溫度每升高10，

34、ICEO增加一倍。3.       與溫度的關(guān)系T時，注入基區(qū)的載流子擴(kuò)散速度加快，減少了在基區(qū)的復(fù)合數(shù)量，因而三極管的增大。實驗結(jié)果表明，溫度每升高1，增大0.5%1左右。4.       歸納根據(jù) ICIBICEO，溫度升高最終表現(xiàn)為三極管的靜態(tài)工作電流ICQ將增大，Q點將沿直流負(fù)載線上移。這種Q點的移動可能導(dǎo)致因溫度變化發(fā)生飽和或截止失真的問題。二、射極偏置電路（分壓式偏置電路）欲使放大電路具有自動穩(wěn)定Q點的能力，可以采用負(fù)反饋技術(shù)。圖2-6-2所示電路就是一個常用的工

35、作點穩(wěn)定電路，圖中與穩(wěn)定Q點有關(guān)的元件是上、下偏置電阻Rb1、Rb2和發(fā)射極電阻Re。Rb1、Rb2把電源電壓VCC分壓后為三極管基極提供一個直流電位。Re用來檢測集電極靜態(tài)電流的變化。1. 穩(wěn)定原理三極管的靜態(tài)基極電位UBQ是由Rb1、Rb2對VCC分壓后得到，與溫度無關(guān)，是穩(wěn)定的。當(dāng)ICQ隨溫度的升高而增大時，IEQ也相應(yīng)地增大，IEQ在Re上的壓降增大使得發(fā)射極電位UEQ升高，因UBQ固定，所以發(fā)射結(jié)電壓UBEQ將降低（UBEQUBQUEQ），從而使IBQ減小，于是ICQ的增加被減小的IBQ所抑制，結(jié)果使靜態(tài)工作點受溫度的影響大為減弱，這就是穩(wěn)定Q點的物理過程，其過程可表示如下：其結(jié)果是

36、ICQ的增長受到牽制，達(dá)到了穩(wěn)定Q點的目的。這種利用IEQ在Re上的直流電壓降反過來控制UBEQ的自動調(diào)節(jié)作用，屬于直流電流負(fù)反饋。·Rb1、Rb2、Re的選取為了兼顧溫度穩(wěn)定性和電源電壓利用率，在電路設(shè)計時一般按UEQ0.2Vcc或UBQ（35）UBEQ來選定UB。按IR1IR2（510）IBQ選取Rb1、Rb2和Re的阻值。        2. 靜態(tài)和動態(tài)分析靜態(tài)分析：可從估算UBQ開始，因為IR1IR2，且遠(yuǎn)大于IBQ，則有         

37、;       注意：不能將UBEQ忽略不計。    動態(tài)分析：由于Ce的容量較大，其容抗遠(yuǎn)小于Re，所以它對于交流信號相當(dāng)于短路。故三極管發(fā)射極交流接地，顯然     輸入電阻為             輸出電阻為           &

38、#160; 強(qiáng)調(diào)：當(dāng)三極管的值發(fā)生變化時，射極偏置放大電路的靜態(tài)工作點基本保持不變，這一優(yōu)點說明了此種電路具有很強(qiáng)的自動調(diào)節(jié)ICQ的能力，這種能力來自于Re1、Re2形成的直流電流負(fù)反饋過程。三、其它穩(wěn)定工作點的放大電路1. 集電極基極偏置電路說明電路的直流反饋過程。說明：此電路中處于輸出回路的直流電壓（UCEQ）可以經(jīng)過Rb影響輸入回路的直流電流（IBQ），輸出回路的交流電壓uce（uceuo）同樣可以通過Rb影響輸入回路的交流電流。這前者是直流負(fù)反饋現(xiàn)象，后者則屬于交流負(fù)反饋問題。2.  利用溫度補償穩(wěn)定Q點原理：利用同樣對溫度變化敏感的元器件接入電路中，來削弱或抵消溫度對Q點的

39、影響。見圖2-6-8這種方法需要精心篩選補償元件，且不易在工作環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)實現(xiàn)全程補償，在電子電路中一般作為輔助手段使用。2.8 共集電極電路和共基極電路一、共集電極放大電路1.           電路組成電路：基極輸入端發(fā)射極輸出端集電極接交流地特點：電壓放大倍數(shù)Au小于1，但約等于1，且同相放大；輸入電阻較大，而輸出電阻最小。由于這些特點，該電路又稱為射極跟隨器和射極輸出器。應(yīng)用：常用作多級放大電路的輸入級，以提高整個電路的輸入電阻；常用于多級放大電路的輸出級，以提高電路的帶負(fù)載能力

40、；作為緩沖隔離級插在兩級放大電路之間，利用它輸入電阻大，輸出電阻小的特點減弱后級對前一級的負(fù)載效應(yīng)。2.  靜態(tài)與動態(tài)分析（1） 求靜態(tài)工作點因電路簡單，不需再畫直流通路，直接列出計算公式：                                  &

41、#160;（2）電壓放大倍數(shù)進(jìn)行動態(tài)分析所需的交流通路和微變等效電路示于圖2-7-2，由放大電路的微變等效電路可列出：                                    此式是正值，說明輸出電壓與輸入同相。分母略大于分子，所以放大

42、倍數(shù)小于1，約等于1。其原因是輸入回路中有關(guān)系式：，電路的輸出電壓總是略小于輸入電壓。由于，輸出電壓隨輸入而變，故名射極跟隨器。（3）輸入電阻輸入電阻可分解為Rb與Ri的并聯(lián)，即其中根據(jù)輸入電阻的定義和式（2-7-5）可得所以輸入電阻    （4）輸出電阻 其中     且所以    整理后得輸出電導(dǎo)     即         其中   

43、0;    當(dāng)信號源可按理想電壓源處理時，            綜上所述，共集電極放大電路的特點是：電壓放大倍數(shù)小于1，約等于1，輸出電壓與輸入電壓同相，輸入電阻高而輸出電阻低。另外它仍有較大的電流放大能力。  二、共基極放大電路1. 電路組成電路圖直流通路與射極偏置電路相同，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定Q點的能力。交流通路：發(fā)射極輸入端，集電極輸出端，基極交流接地。 2. 靜態(tài)與動態(tài)分析（1）靜態(tài)工作點分析該電路的直流通路與射極偏置電路

44、相同，所以其Q點的分析略。（2） 電壓放大倍數(shù)根據(jù)交流通路畫出放大電路的微變等效電路，如圖2-7-7。       （）                                說明共基極電路是同相放大器，且Au在數(shù)值上與共

45、發(fā)電路相當(dāng)，只差一個負(fù)號。（3） 輸入電阻共基極接法時的輸入電阻由圖中得出：所以   與共發(fā)射極電路相比，共基極電路的輸入電阻要?。?+）倍，所以共基極電路的輸入電阻很小，一般為幾歐幾十歐。    （4）輸出電阻，其中是三極管共基極接法時的等效輸出電阻?？赏茖?dǎo)出所以     2.9  場效應(yīng)管放大電路FET具有和BJT類似的控制作用，可接成共源極電路、共柵極電路和共漏極電路。一、場效應(yīng)管的偏置電路及靜態(tài)分析FET的偏置電路與BJT電路在結(jié)構(gòu)、計算方法上有所不同。常用的偏置電路有自給偏置電路和分壓

46、自給式偏置電路，見下圖。(a圖自給偏置電路：在源極串入電阻R，利用R上的直流電壓降為場效應(yīng)管提供柵極偏置電壓。· IDQ流過電阻R時，在電阻上產(chǎn)生電壓降IDQR；· 因為RG上的直流電流為零，RG兩端直流等電位；· FET的柵源偏置電壓UGSQIDQR，改變源極電阻R的大小，就可以調(diào)整UGSQ的大小，進(jìn)而改變Q點的位置。由于柵源偏置電壓UGSQ的形成依賴于漏極電流IDQ，所以該電路只適合于在柵源電壓為零時就能形成漏極電流的耗盡型FET。增強(qiáng)型FET不能用于自給偏置電路。(b圖分壓自給式偏置電路：由RG1、RG2提供一個柵極電位UGQ，同時源極電阻R上的電壓降也使源

47、極電位USQ（IDQR）為正。當(dāng)UGQ>USQ，即UGSQ>0時，適用于增強(qiáng)型場效應(yīng)管；當(dāng)UGQ SQ ，即 U GSQ <0 時，適用于耗盡型場效應(yīng)管。所以此種偏置電路適應(yīng)面廣，應(yīng)用最多。 RG3的作用：保證電路的輸入電阻不因分壓電阻RG1、RG2而降低過多。是一種直流、交流兼顧的電路結(jié)構(gòu)。1.近似估算法對于耗盡型場效應(yīng)管，其轉(zhuǎn)移特性所描述的iDuGS關(guān)系為：                  &

48、#160;   對于增強(qiáng)型場效應(yīng)管，為：                     對于圖2-8-1(a，偏置電路的iDuGS關(guān)系為：                  對于圖2-8-1(b，偏置電路的iDuGS

49、關(guān)系為：      計算Q點時，可聯(lián)立求解相應(yīng)的公式。見【例題2-8-1】2.       圖解法作輸入回路的直流負(fù)載線，找交點。見圖2-8-2 二、場效應(yīng)管的微變等效電路對場效應(yīng)管輸出特性進(jìn)行分析，可以看到引起漏極電流變化的兩個變量是uGS和uDS，    求全微分，      正弦信號用相量表示：        &

50、#160;          可導(dǎo)出場效應(yīng)管的微變等效電路，如圖2-8-4所示。·輸入電阻：不論是結(jié)型FET還是MOSFET，此值均極大，此處按無窮大處理。·等效電阻：其大小反映了FET放大區(qū)恒流特性的好壞，恒流特性愈好，愈大，通常在幾百K數(shù)量級上，一般漏極負(fù)載電阻RD遠(yuǎn)小于，可認(rèn)為等效電路中的開路。·FET低頻跨導(dǎo)：定義為：，在轉(zhuǎn)移特性曲線上，就是靜態(tài)工作點處曲線的斜率。·的計算對于耗盡型場效應(yīng)管來說，有     根據(jù)定義，

51、    對于增強(qiáng)型場效應(yīng)管來說，有         根據(jù)定義，        三、場效應(yīng)管放大電路的動態(tài)分析畫出交流通路和微變等效電路。見圖2-8-51.       電壓放大倍數(shù)列出輸出電壓、輸入電壓表達(dá)式       所以       

52、       式中負(fù)號表示輸出電壓與輸入相位相反，是反相放大器。與共射電路類似。2.       輸入電阻在忽略柵源輸入電阻的情況下，從輸入端看進(jìn)去，可得          3.       輸出電阻在忽略漏極輸出電阻的情況下，有        &#

53、160;     ·源極電阻R的影響漏極交流電流在電阻R上的電壓降將使柵源間交流電壓ugs減小，導(dǎo)致輸出電壓和電壓放大倍數(shù)減小。微變等效電路于圖2-8-6。                     而輸入電阻和輸出電阻不變。顯然，對于電壓放大倍數(shù)而言，源極電阻R的作用類似于三極管共發(fā)射極放大電路中的發(fā)射極電阻Re，對于輸入電阻來說，并沒有像共發(fā)射極

54、電路那樣，引起輸入電阻的增大，這是由于場效應(yīng)管是電壓控制器件，柵極電流為零的緣故。 2.10多級放大電路一、             多級放大電路的耦合方式信號的傳輸方式稱為耦合方式。常見的耦合方式有四種：阻容耦合、變壓器耦合、直接耦合、光電耦合。1.       阻容耦合要求：在ffL時，XcRi  。要求耦合電容在輸入信號頻帶低端的容抗遠(yuǎn)小于Ri。這種就可以保證在輸入信號中的所有頻率成份下，耦合電容的容抗可以忽略不計。阻容耦合是