其他放大電路

1、3.6.1. 共集電極電路共集電極電路3.6 共集電極電路和共基極電路共集電極電路和共基極電路輸入、輸出回路共用集電極，因此稱為輸入、輸出回路共用集電極，因此稱為共集電極電路共集電極電路。由于信號是從發(fā)由于信號是從發(fā)射極取出，該電射極取出，該電路又稱為路又稱為射極輸射極輸出器出器。(1) 電路分析電路分析eBBEbBeEBEbBCCRIVRIRIVRIV)1( (a) 求求Q點參數(shù)點參數(shù)ebCCebBECCBRRVRRVVI)1()1( eCCCeECCCEBCRIVRIVVII (b) 計算電壓增益計算電壓增益)1()1(LbeLLbeLioVRrRRrRVVA )1 ()1 ( Lbebb

2、LbebiRrIIRrIVbLoLeLIRVRRR)1(/ ，則令1 1接近于但小于VbeLArR 由于輸出電壓和輸由于輸出電壓和輸入電壓基本相等，入電壓基本相等，并隨輸入電壓并隨輸入電壓同相同相變化，這種電路又變化，這種電路又稱稱 電 壓 跟 隨 器電 壓 跟 隨 器 。(c) 計算輸入電阻計算輸入電阻)1 (/LbebRbTTTiRrRIIVIVRbLeLRRR/令令/ 1LbibeLRRRrR 且且Ri較大，幾十幾百較大，幾十幾百k 量級量級(d) 計算輸出電阻計算輸出電阻:/，則則令令bssRRR 1/beseTTorRRIVR很小，幾十幾百歐姆且obesoebesRrRRRrR 11

3、(2) 共集電極電路特點總結共集電極電路特點總結 電壓增益小于電壓增益小于1但接近但接近1 (但其電流增益但其電流增益ie/ib較較大，仍有一定的功率放大作用大，仍有一定的功率放大作用) ，輸出電壓與輸出電壓與輸入電壓同相輸入電壓同相 輸入電阻高輸入電阻高(從信號源提取的電流小，可減少從信號源提取的電流小，可減少信號源的功率容量，適于作多級放大器的輸信號源的功率容量，適于作多級放大器的輸入級、緩沖級入級、緩沖級) 輸出電阻低輸出電阻低(可減少負載變動對電壓增益的影可減少負載變動對電壓增益的影響，即帶負載的能力強，適于作多級放大器響，即帶負載的能力強，適于作多級放大器的輸出級的輸出級)3.6.2

4、 共基極電路共基極電路輸入、輸出回路共用基極，因此稱為輸入、輸出回路共用基極，因此稱為共基極電路共基極電路)( ecCCCCECBeBCRRIVVIIRVI 同和射極偏置電路完全相(1) 電路分析電路分析(a) 求求Q點參數(shù)點參數(shù)(b) 計算電壓增益計算電壓增益beLioVrRVVA bLcLoLcLIRIRVRRR / ，則令bebirIV 但為正值極電路在數(shù)值上相同，和共發(fā)射電壓增益VA(c) 計算輸入電阻計算輸入電阻 ber 1/beebebeeirRrrRR很小，幾幾十歐姆很小，幾幾十歐姆，ibeiRrR 1(d) 計算輸出電阻計算輸出電阻cobRRI 0 電路相同電路相同輸出電阻和共

5、射極輸出電阻和共射極0 bI(2) 共基極電路特點總結共基極電路特點總結 輸入電阻小輸入電阻小，電壓增益、輸出電阻在數(shù)值上與共，電壓增益、輸出電阻在數(shù)值上與共射放大電路相同，輸出電壓和輸入電壓同相，射放大電路相同，輸出電壓和輸入電壓同相，頻頻率特性好，多用在高頻、寬頻帶電路中率特性好，多用在高頻、寬頻帶電路中。 電流增益電流增益ic/ie小于小于1但接近于但接近于1，因此共基極電路，因此共基極電路又稱又稱電流跟隨器電流跟隨器。課本課本61頁頁:表表3.3(放大電路三種基本組態(tài)的比較放大電路三種基本組態(tài)的比較)思考題思考題：試判斷：試判斷P76P76圖題圖題3.103.10；3.113.11；3

6、.123.12的放大組態(tài)的放大組態(tài)2.4 場效應管場效應管 場效應管是利用輸入電壓在管內所產(chǎn)生的場效應管是利用輸入電壓在管內所產(chǎn)生的電場效應電場效應，來控制其輸出電流，是電壓控制，來控制其輸出電流，是電壓控制器件。它只有一種載流子器件。它只有一種載流子(多數(shù)載流子多數(shù)載流子)參與導參與導電，故又稱為電，故又稱為單極型單極型晶體管。晶體管。場效應管場效應管( (簡寫成簡寫成FETFET) )是另一種半導體器件。是另一種半導體器件。)(FET場場效效應應管管)(JFET結型結型)(MOSFET半導體半導體氧化物氧化物金屬金屬 N溝溝道道P溝溝道道N溝溝道道P溝溝道道 2.4.1 場效應管的結構、類

7、型場效應管的結構、類型體內場效體內場效應器件應器件表面場效表面場效應器件應器件NN溝道增強型溝道增強型MOSFETMOSFET的結構示意圖和符號的結構示意圖和符號NN溝道耗盡型溝道耗盡型MOSFETMOSFET的結構示意圖和符號的結構示意圖和符號 MOS管有管有N溝道溝道和和P溝道溝道之分，每一類之分，每一類溝道又有溝道又有增強型增強型和和耗盡型耗盡型之分。之分。增強型增強型是指是指vGS0時時不存在不存在導電溝道導電溝道沒有沒有iD電流；電流；耗盡型耗盡型是指是指vGS0時，時，存在存在導電溝道，導電溝道，有有iD電流；電流；1. N溝道增強型溝道增強型MOSFET (1) 結構與符號結構與

8、符號2.4.2 場效應管的工作原理場效應管的工作原理vGS=0時，時，沒有感生沒有感生溝道，兩個溝道，兩個PN結背結背靠背，無論靠背，無論vDS為正為正為負，均沒有為負，均沒有iD電電流產(chǎn)生。流產(chǎn)生。(2) 工作原理工作原理在絕緣層中形成的強在絕緣層中形成的強電場吸引電場吸引P型襯底中型襯底中的電子，使其在靠近的電子，使其在靠近表面處形成表面處形成N型薄層，型薄層，稱稱反型層反型層，由于它是，由于它是柵極正電壓感應產(chǎn)生柵極正電壓感應產(chǎn)生的，又稱的，又稱感生溝道感生溝道。反形層反形層(感生溝道感生溝道)構構成了電子的導電通道。成了電子的導電通道。反型層的厚薄反型層的厚薄(對應對應溝道電阻的低和高

9、溝道電阻的低和高)受受 vGS控 制 ?？?制 。vGS0 、vDS =0時：時：外加一定的正向外加一定的正向vDS，開始出現(xiàn)漏極電流，開始出現(xiàn)漏極電流iD的柵源的柵源電壓電壓vGS，稱為，稱為開啟電壓開啟電壓VT 。若若vDS較小，漏極電流較小，漏極電流iD隨隨vDS的上升接近線性增的上升接近線性增加加；vGS VT 、vDS 0時：時：當當vDS增大到一定數(shù)值，增大到一定數(shù)值，iD趨于飽和，此后趨于飽和，此后vDS繼繼續(xù)上升，續(xù)上升，iD保持不變保持不變如果如果vDS過大會導致漏端過大會導致漏端PN結反向擊穿，結反向擊穿，iD急劇上升。急劇上升。(3) 特性曲線特性曲線可變電可變電阻區(qū)阻區(qū)

10、恒流區(qū)恒流區(qū)擊穿區(qū)擊穿區(qū)開啟電壓開啟電壓VT2. N溝道耗盡型溝道耗盡型MOSFET 由于事先在由于事先在SiO2絕緣層中摻入了大量的金屬正絕緣層中摻入了大量的金屬正離子，所以當離子，所以當vGS=0時，這些正離子已經(jīng)感應出時，這些正離子已經(jīng)感應出反型層，在漏源之間形成了導電溝道。于是只反型層，在漏源之間形成了導電溝道。于是只要有漏源電壓，就有漏極電流存在。要有漏源電壓，就有漏極電流存在。耗盡型耗盡型MOS管的特點：柵源電壓為正、為負管的特點：柵源電壓為正、為負 或為零均能工作。或為零均能工作。 )1 (2PGSDSSDVVIIIDSS :飽和漏極電流飽和漏極電流（VGS 為為0時的漏極電流）

11、時的漏極電流）VP :夾斷電壓夾斷電壓（漏極電（漏極電流為流為0時的時的VGS）見見P34圖圖2.39思考題思考題：夾斷電壓夾斷電壓VP與開啟電壓與開啟電壓VT是是哪種類型場效應管的參數(shù)？有何區(qū)別？哪種類型場效應管的參數(shù)？有何區(qū)別？思考題思考題：在實際應用中場效應管的熱穩(wěn)在實際應用中場效應管的熱穩(wěn)定性比三極管好，為什么？定性比三極管好，為什么？思考題思考題：場效應管和三極管均是放大器場效應管和三極管均是放大器件，三極管可以用件，三極管可以用 來表示放大能力，那來表示放大能力，那么場效應管也可以用么場效應管也可以用 來表示放大能力嗎？來表示放大能力嗎？為什么？為什么？3. FET和和BJT的比較

12、的比較 v FET是是電壓控制器件電壓控制器件，BJT是是電流控制器電流控制器件件；FET放大電路的放大倍數(shù)低。放大電路的放大倍數(shù)低。 v FET中導電載流子只有一種中導電載流子只有一種(單極型器件單極型器件)，而而BJT中同時存在兩種中同時存在兩種(雙極型器件雙極型器件)，所以，所以FET有較好的溫度穩(wěn)定性和低噪聲性能。有較好的溫度穩(wěn)定性和低噪聲性能。v FET無柵極電流，無柵極電流，輸入電阻大輸入電阻大；BJT輸入輸入端端PN結正偏，輸入電流大，結正偏，輸入電流大，輸入電阻小輸入電阻小。v FET使用時使用時d極、極、s極可以互換極可以互換；而；而BJT的的c極、極、e極不可以互換極不可以

13、互換。v FET制造工藝簡單，芯片占用面積小，更適于制造工藝簡單，芯片占用面積小，更適于在集成電路中使用。在集成電路中使用。v MOS管柵極絕緣且絕緣層很薄，所以較小的感管柵極絕緣且絕緣層很薄，所以較小的感生電壓能產(chǎn)生很高的電場，易使絕緣層擊穿。生電壓能產(chǎn)生很高的電場，易使絕緣層擊穿。為保護管子，存放為保護管子，存放MOS管時應將各電極短接；管時應將各電極短接；焊接時電烙鐵應有良好的地接觸焊接時電烙鐵應有良好的地接觸(或斷電焊接或斷電焊接)，并注意對交流電場的屏蔽。，并注意對交流電場的屏蔽。3.8 場效應管放大電路場效應管放大電路 FET和和BJT一樣，工作時要有合適的靜態(tài)工作點。一樣，工作時

14、要有合適的靜態(tài)工作點。根據(jù)根據(jù)FET的輸出特性，電路應給的輸出特性，電路應給FET提供合適的提供合適的VGS和和VDS才會有合適的靜態(tài)工作點才會有合適的靜態(tài)工作點。 FET放大電路有共源、共漏、共柵放大電路有共源、共漏、共柵3種組態(tài)。種組態(tài)。1. FET的直流偏置電路及靜態(tài)分析的直流偏置電路及靜態(tài)分析(1) 自偏壓電路自偏壓電路對對FET進進行靜態(tài)分行靜態(tài)分析時，將析時，將柵極柵極g和和溝道之間溝道之間視為斷路視為斷路處理處理 直流偏壓直流偏壓VGS不是靠電壓源提供，而是由源極電阻不是靠電壓源提供，而是由源極電阻R上的上的直流壓降提供，稱為直流壓降提供，稱為自偏壓電路自偏壓電路。該電路只適用于

15、該電路只適用于耗盡型耗盡型FET，而且靜態(tài)工作點調節(jié)不方便，而且靜態(tài)工作點調節(jié)不方便)(RRIVVdDQDDDSQ (1) 0RIRIVVVDQDQSGGSQ (2) )1(2PGSQDSSDQVVII GSQDQVI、聯(lián)立求出、由)2( )1(3.8.1 FET放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析分壓器式自偏壓電路分壓器式自偏壓電路(1) 212RIVRRRVVVDQDDgggSGGSQ (2) )1(2PGSQDSSDQVVII )(RRIVVdDQDDDSQ 耗盡型、增強型耗盡型、增強型FET均適用；而且靜態(tài)工作均適用；而且靜態(tài)工作點可通過調節(jié)點可通過調節(jié)Rg1、 Rg2和和R確定，比較

16、方便確定，比較方便2. FET放大電路的動態(tài)分析放大電路的動態(tài)分析(1) FET的交流小信號模型的交流小信號模型rgs：柵極和源極間的電阻，極大，常作開路處理柵極和源極間的電阻，極大，常作開路處理rd：交流輸出電阻，比較大，常作開路處理交流輸出電阻，比較大，常作開路處理gm：低頻互導低頻互導(跨導跨導)小信號模型的簡化小信號模型的簡化(2) 用小信號模型分析用小信號模型分析FET放大電路放大電路(a) 共源放大電路共源放大電路oiVRRA、計算RgRgRVgVRVgVVAmdmgsmgsdgsmioV 1 )/(213gggiRRRR doRR 共源電路屬于反相共源電路屬于反相(倒相倒相)電壓

17、電壓放大器，其增益較大，輸入電放大器，其增益較大，輸入電阻較高，輸出電阻由阻較高，輸出電阻由Rd決定決定見見P66FETP66FET放大電路分析；區(qū)放大電路分析；區(qū)分和本例題的不同分和本例題的不同 3.9 多級放大電路多級放大電路 為了獲得更高的電壓放大倍數(shù)，可以把多個為了獲得更高的電壓放大倍數(shù)，可以把多個基本放大電路連接起來，組成所謂多級放大電路，基本放大電路連接起來，組成所謂多級放大電路，其中其中每一個基本放大電路叫做一級每一個基本放大電路叫做一級。1. 耦合方式耦合方式多級放大電路中級與級之間的連接方式叫多級放大電路中級與級之間的連接方式叫做做耦合方式耦合方式。常見耦合方式有以下三種：。

18、常見耦合方式有以下三種：v 直接耦合直接耦合v 阻容耦合阻容耦合v 變壓器耦合變壓器耦合（1 1）直接耦合直接耦合思考題思考題：請求出兩個三極管的的靜態(tài)工作點：請求出兩個三極管的的靜態(tài)工作點，并說明它們之間的關系。并說明它們之間的關系。（2 2）阻容耦合阻容耦合思考題思考題：請求出兩個三極管的的靜態(tài)工作點：請求出兩個三極管的的靜態(tài)工作點，并說明它們之間的關系。并說明它們之間的關系。2 多級放大電路的分析多級放大電路的分析(a) 計算多級放大電路的電壓增益計算多級放大電路的電壓增益ioVVVA )1()2()1(23121 noononoooooioVVVVVVVVVVVnnVVVVAAAAA

19、)1(321見教材見教材P61P61放大電路電壓增益的表達式放大電路電壓增益的表達式v 輸入電阻法輸入電阻法計算各級放大電路的增益時，將后一級電路計算各級放大電路的增益時，將后一級電路的輸入電阻作為前一級的負載考慮的輸入電阻作為前一級的負載考慮計算電壓增益的方法計算電壓增益的方法11111)/(beLcVrRRA 2221/bebiLrRRR 2222)/(beLcVrRRA 21VVVAAA 見教材見教材P69P69公式公式電路如圖所示，已知電路如圖所示，已知 1= 2=100，VBE1=VEB2 = 0.7 V，計算總電壓放大倍數(shù)。，計算總電壓放大倍數(shù)。 例例 題題 1第一步：第一步： 求

20、靜態(tài)求靜態(tài)IEQ1和和IEQ2值值V .VRRRVCCbbbB3832121 AmRVVIeBEBEQ11111 mARVRIRVRIIVRIVRIVeEBcEQeEBcCQEQEBeEQCCcCQCC1 . 1)(22112211222211第二步：第二步： 求求rbe1和和rbe2值值 kmAmVIVrrkmAmVIVrrETbbeETbbe6 . 21 . 126101200)1(8 . 2126101200)1(22221111 第三步：第三步： 求求AV1017221VVVAAA krRbei6 . 2225 .618 . 2)6 . 2/1 . 5(100)/(12111 kkrR

21、RAbeicV 4 .1656 . 23 . 41002222 kkrRAbecV (b) 計算多級放大電路的輸入和輸出電阻計算多級放大電路的輸入和輸出電阻 將多級放大電路作為一個整體看待，其將多級放大電路作為一個整體看待，其輸輸入電阻入電阻是從是從第一級放大電路輸入端第一級放大電路輸入端看進去的看進去的交流等效電阻；交流等效電阻；輸出電阻輸出電阻是放大電路在是放大電路在斷開斷開負載負載后，從后，從最后一級放大電路輸出端最后一級放大電路輸出端看進去看進去的等效交流電阻。的等效交流電阻。計算下圖所示電路的輸入電阻和輸出電阻計算下圖所示電路的輸入電阻和輸出電阻)1(/31151RrRRRbei 例

22、例 題題 2100RR 練習題練習題：見教材見教材P77P77習題習題3.203.203.10 放大電路的主要性能指標放大電路的主要性能指標 增益增益 輸入電阻輸入電阻 輸出電阻輸出電阻非線性失真非線性失真帶寬和最大輸出功率帶寬和最大輸出功率注意：注意：輸入電阻、輸出電輸入電阻、輸出電阻、增益通常都是阻、增益通常都是在正弦輸入信號下在正弦輸入信號下的的交流參數(shù)交流參數(shù)，只有，只有在放大電路處于放在放大電路處于放大狀態(tài)且輸出不失大狀態(tài)且輸出不失真的條件下才有意真的條件下才有意義。義。第三章第三章 放大電路基礎放大電路基礎 主要內容小結主要內容小結一、基本放大電路一、基本放大電路 3 3種組態(tài)種組態(tài)共發(fā)射極、共集電極、共基極放大電路共發(fā)射極、共集電極、共基極放大電路二、放大電路的分析方法二、放大電路的分析方法靜態(tài)、動態(tài)；靜態(tài)、動態(tài)；直流通路、交流通路直流通