模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程(第三版)第二章課件

第二章放大電路的基本原理2.1放大的概念2.2單管共發(fā)射極放大電路2.3放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)2.4放大電路的基本分析方法2.5工作點(diǎn)的穩(wěn)定問(wèn)題2.6放大電路的三種基本組態(tài)2.7場(chǎng)效應(yīng)管放大電路2.8多級(jí)放大電路第二章放大電路的基本原理2.1放大的概念2.2單管共發(fā)2.1放大的概念本質(zhì)：實(shí)現(xiàn)能量的控制。在放大電路中提供一個(gè)能源，由能量較小的輸入信號(hào)控制這個(gè)能源，使之輸出較大的能量，然后推動(dòng)負(fù)載。小能量對(duì)大能量的控制作用稱為放大作用。放大的對(duì)象是變化量。元件：雙極型三極管和場(chǎng)效應(yīng)管。2.1放大的概念本質(zhì)：實(shí)現(xiàn)能量的控制。在放大電路中2.2放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)圖2.2.1放大電路技術(shù)指標(biāo)測(cè)試示意圖1.放大倍數(shù)2.2放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)圖2.2.1放大電路技術(shù)指2.最大輸出幅度在輸出波形沒(méi)有明顯失真情況下放大電路能夠提供給負(fù)載的最大輸出電壓(或最大輸出電流)可用峰-峰值表示，或有效值表示(Uom、Iom)。3.非線性失真系數(shù)D4.輸入電阻Ri所有諧波總量與基波成分之比，即從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻。2.最大輸出幅度在輸出波形沒(méi)有明顯失真情況下放大電路能5.輸出電阻Ro從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。測(cè)量Ro：輸入端正弦電壓，分別測(cè)量空載和輸出端接負(fù)載RL的輸出電壓、。輸出電阻愈小，帶載能力愈強(qiáng)。5.輸出電阻Ro從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。測(cè)Aum6.通頻帶BW7.最大輸出功率與效率輸出不產(chǎn)生明顯失真的最大輸出功率。用符號(hào)Pom表示。：效率PV：直流電源消耗的功率fL

fHfL：下限頻率fH：上限頻率圖2.2.2Aum6.通頻帶BW7.最大輸出功率與效率2.3單管共發(fā)射極放大電路2.3.1單管共發(fā)射極放大電路的組成圖2.3.1單管共射放大電路的原理電路VT：NPN型三極管，為放大元件；VCC：為輸出信號(hào)提供能量；RC：當(dāng)iC通過(guò)Rc，將電流的變化轉(zhuǎn)化為集電極電壓的變化，傳送到電路的輸出端；VBB、Rb：為發(fā)射結(jié)提供正向偏置電壓，提供靜態(tài)基極電流(靜態(tài)基流)。2.3單管共發(fā)射極放大電路2.3.1單管共發(fā)射極放大電路2.3.2單管共發(fā)射極放大電路的工作原理1.放大作用：圖2.3.1單管共射放大電路的原理電路2.3.2單管共發(fā)射極放大電路的1.放大作用：圖2.32.組成放大電路的原則：（1）外加直流電源的極性必須使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。則有：（2）輸入回路的接法應(yīng)使輸入電壓

u

能夠傳送到三極管的基極回路，使基極電流產(chǎn)生相應(yīng)的變化量

iB。（3）輸出回路的接法應(yīng)使變化量

iC能夠轉(zhuǎn)化為變化量

uCE，并傳送到放大電路的輸出端。3.原理電路的缺點(diǎn)：（1）雙電源供電；（2）uI、uO不共地。2.組成放大電路的原則：（1）外加直流電源的極性必須4.單管共射放大電路圖2.3.2單管共射放大電路C1、C2：為隔直電容或耦合電容；RL：為負(fù)載電阻。該電路也稱阻容耦合單管共射放大電路。4.單管共射放大電路圖2.3.2單管共射放大電路C1圖2.4.1(b)2.4放大電路的基本分析方法基本分析方法兩種圖解法微變等效電路法2.4.1直流通路與交流通路圖2.3.2(b)圖2.4.1(a)圖2.4.1(b)2.4放大電路的基本分析方法基本分析方2.4.2靜態(tài)工作點(diǎn)的近似計(jì)算bceIBQICQUCEQ圖2.4.1(a)硅管UBEQ=(0.6~0.8)V鍺管UBEQ=(0.1~0.2)VICQ

IBQUCEQ=VCC–ICQ

RC2.4.2靜態(tài)工作點(diǎn)的近似計(jì)算bceIBQICQUCEQ【例】圖示單管共射放大電路中，VCC=12V，Rc=3k，Rb=280k，NPN硅管的=50，試估算靜態(tài)工作點(diǎn)。圖2.4.3(a)解：設(shè)UBEQ=0.7VICQ

IBQ=(500.04)mA=2mAUCEQ=VCC–ICQ

Rc=(12-23)V=6V【例】圖示單管共射放大電路中，VCC=12V，Rc=2.4.3圖解法在三極管的輸入、輸出特性曲線上直接用作圖的方法求解放大電路的工作情況。1.圖解的基本方法(1)圖解分析靜態(tài)①先用估算的方法計(jì)算輸入回路IBQ、UBEQ。②用圖解法確定輸出回路靜態(tài)值方法：根據(jù)uCE=VCC

-

iCRc式確定兩個(gè)特殊點(diǎn)2.4.3圖解法在三極管的輸入、輸出特性曲線上直接用作輸出回路輸出特性直流負(fù)載線Q圖2.4.3由靜態(tài)工作點(diǎn)Q確定的ICQ、UCEQ為靜態(tài)值。輸出回路輸出特性直流負(fù)載線Q圖2.4.3由靜態(tài)工作點(diǎn)圖2.4.3(a)【例】圖示單管共射放大電路及特性曲線中，已知Rb=280k，Rc=3k，集電極直流電源VCC=12V，試用圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)。解：首先估算IBQ做直流負(fù)載線，確定Q點(diǎn)根據(jù)UCEQ=VCC–ICQ

RciC=0，uCE=12V；uCE=0，iC=4mA.圖2.4.3(a)【例】圖示單管共射放大電路及特性曲線0iB

=0μA20μA40μA60μA80μA134224681012MQ靜態(tài)工作點(diǎn)IBQ=40μA，ICQ=2mA，UCEQ=6V.uCE

/V由Q點(diǎn)確定靜態(tài)值為：iC

/mA圖2.4.3(b)0iB=0μA20μA40μA60μA80μ(二)圖解分析動(dòng)態(tài)1.交流通路的輸出回路圖2.4.4輸出通路的外電路是Rc和RL的并聯(lián)。2.交流負(fù)載線交流負(fù)載線交流負(fù)載線斜率為：OIBiC

/mAuCE

/VQ靜態(tài)工作點(diǎn)圖2.4.5(b)(二)圖解分析動(dòng)態(tài)1.交流通路的輸出回路圖2.4.43.動(dòng)態(tài)工作情況圖解分析圖2.4.5(a)輸入回路工作情況0.680.72uBEiBtQ000.7t6040200uBE/ViB/μAuBE/ViBUBE3.動(dòng)態(tài)工作情況圖解分析圖2.4.5(a)輸入回路工作情交流負(fù)載線直流負(fù)載線4.57.5uCE912t0ICQiC

/mA0IB=40μA2060804Q260uCE/ViC

/mA0tuCE/VUCEQiC圖2.4.5(b)輸出回路工作情況分析交流負(fù)載線直流負(fù)載線4.57.5uCE912t0ICQiC4.電壓放大倍數(shù)圖2.4.3(a)【例】用圖解法求圖示電路電壓放大倍數(shù)。輸入、輸出特性曲線如右圖，RL=3k。uCE=(4.5–7.5)V=-3VuBE=(0.72–0.68)V=0.04V解：求確定交流負(fù)載線取iB=(60–20)A=40A則輸入、輸出特性曲線上有4.電壓放大倍數(shù)圖2.4.3(a)【例】用圖解法求圖單管共射放大電路當(dāng)輸入正弦波uI時(shí)，放大電路中相應(yīng)的uBE、iB、iC、uCE、uO波形。圖2.4.6單管共射放大電路的電壓電流波形單管共射放大電路當(dāng)輸入正弦波uI時(shí)，放大電路中相應(yīng)的二、圖解法的應(yīng)用(一)用圖解法分析非線性失真1.靜態(tài)工作點(diǎn)過(guò)低，引起iB、iC、uCE的波形失真ibui結(jié)論：iB波形失真OQOttOuBE/ViB/μAuBE/ViB/μAIBQ——截止失真二、圖解法的應(yīng)用(一)用圖解法分析非線性失真1.靜iC

、uCE

(uo

)波形失真NPN管截止失真時(shí)的輸出uo波形。uo=

uceOiCtOOQ

tuCE/VuCE/ViC

/mAICQUCEQiC、uCE(uo)波形失真NPN管截止失真時(shí)的輸OIB=0QtOO

NPN管uo波形tiCuCE/VuCE/ViC

/mAuo=

uceib(不失真)ICQUCEQ2.Q點(diǎn)過(guò)高，引起iC、uCE的波形失真—飽和失真OIB=0QtOONPN管uo波形tiCuCE/V(二)用圖解法估算最大輸出幅度OiB=0QuCE/ViC

/mAACBDE交流負(fù)載線輸出波形沒(méi)有明顯失真時(shí)能夠輸出最大電壓。即輸出特性的A、B所限定的范圍。Q盡量設(shè)在線段AB的中點(diǎn)。則AQ=QB，CD=DE(二)用圖解法估算最大輸出幅度OiB=0QuCE/ViC(三)用圖解法分析電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響1.改變Rb，保持VCC，Rc，不變；OIBiCuCE

Q1Rb增大，Rb減小，Q點(diǎn)下移；Q點(diǎn)上移；Q2OIBiCuCE

Q1Q32.改變VCC，保持Rb，Rc，不變；升高VCC，直流負(fù)載線平行右移，動(dòng)態(tài)工作范圍增大，但管子的動(dòng)態(tài)功耗也增大。Q2圖2.4.9(a)圖2.4.9(b)(三)用圖解法分析電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響1.改變3.改變Rc，保持Rb，VCC，不變；4.改變，保持Rb，Rc，VCC

不變；增大Rc，直流負(fù)載線斜率改變，則Q點(diǎn)向飽和區(qū)移近。OIBiCuCE

Q1Q2OIBiCuCE

Q1Q2增大，ICQ增大，UCEQ減小，則Q點(diǎn)移近飽和區(qū)。圖2.4.9(c)圖2.4.9(d)3.改變Rc，保持Rb，VCC，不變；4圖解法小結(jié)1.能夠形象地顯示靜態(tài)工作點(diǎn)的位置與非線性失真的關(guān)系；2.方便估算最大輸出幅值的數(shù)值；3.可直觀表示電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響；4.有利于對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)Q的檢測(cè)等。圖解法小結(jié)1.能夠形象地顯示靜態(tài)工作點(diǎn)的位置與非線性失2.4.4微變等效電路法晶體管在小信號(hào)(微變量)情況下工作時(shí)，可以在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的特性曲線，三極管就可以等效為一個(gè)線性元件。這樣就可以將非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個(gè)線性電路。微變等效條件研究的對(duì)象僅僅是變化量信號(hào)的變化范圍很小2.4.4微變等效電路法晶體管在小信號(hào)(微變量)情況一、簡(jiǎn)化的h參數(shù)微變等效電路(一)三極管的微變等效電路iBuBE晶體管的輸入特性曲線rbe：晶體管的輸入電阻。在小信號(hào)的條件下，rbe是一常數(shù)。晶體管的輸入電路可用rbe等效代替。1.輸入電路Q點(diǎn)附近的工作段近似地看成直線可認(rèn)為uBE與iB成正比QOiB

uBE

圖2.4.10(a)一、簡(jiǎn)化的h參數(shù)微變等效電路(一)三極管的微變等效電路2.輸出電路假設(shè)在Q點(diǎn)附近特性曲線基本上是水平的(iC與uCE無(wú)關(guān))，數(shù)量關(guān)系上，iC比iB大

倍；iBiB從三極管輸出端看，可以用iB恒流源代替三極管；該恒流源為受控源；為iB對(duì)iC的控制。uCE

QiC

O圖2.4.10(b)2.輸出電路假設(shè)在Q點(diǎn)附近特性曲線基本上是水平的(3.三極管的簡(jiǎn)化參數(shù)等效電路

注意：這里忽略了uCE對(duì)iC與輸出特性的影響，在大多數(shù)情況下，簡(jiǎn)化的微變等效電路對(duì)于工程計(jì)算來(lái)說(shuō)誤差很小。圖2.4.11

三極管的簡(jiǎn)化h參數(shù)等效電路cbe+uBE+uCEiCiBebcrbe

iB+uBE+uCEiCiB3.三極管的簡(jiǎn)化參數(shù)等效電路注意：這里忽略了uCE4.電壓放大倍數(shù)Au；輸入電阻Ri、輸出電阻ROC1RcRb+VCCC2RL+++VT+Ri=rbe//Rb，Ro=Rcrbe

ebcRcRLRb++圖2.4.12

單管共射放大電路的等效電路4.電壓放大倍數(shù)Au；輸入電阻Ri、輸出電阻ROC1(二)

rbe的近似估算公式rbb：基區(qū)體電阻。reb：基射之間結(jié)電阻。低頻、小功率管rbb

約為300。UT：溫度電壓當(dāng)量。c

beiBiCiE圖2.4.13(二)rbe的近似估算公式rbb：基區(qū)體電阻。re電流放大倍數(shù)與電壓放大倍數(shù)之間關(guān)系討論1.當(dāng)IEQ一定時(shí)，愈大則

rbe也愈大，選用值較大的三極管其Au并不能按比例地提高；因：2.當(dāng)值一定時(shí)，IEQ愈大則rbe愈小，可以得到較大的Au，這種方法比較有效。電流放大倍數(shù)與電壓放大倍數(shù)之間關(guān)系討論1.當(dāng)IEQ(三)等效電路法的步驟(歸納)1.首先利用圖解法或近似估算法確定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q。2.求出靜態(tài)工作點(diǎn)處的微變等效電路參數(shù)

和rbe。3.畫(huà)出放大電路的微變等效電路?？上犬?huà)出三極管的等效電路，然后畫(huà)出放大電路其余部分的交流通路。4.列出電路方程并求解。(三)等效電路法的步驟(歸納)1.首先利用圖解法或近二、微變等效電路法的應(yīng)用例：接有發(fā)射極電阻的單管放大電路，計(jì)算電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻。C1RcRb+VCCC2RL+++VT+Rerbe

bcRcRLRb+Ree+圖2.4.14

接有發(fā)射極電阻的放大電路二、微變等效電路法的應(yīng)用例：接有發(fā)射極電阻的單管放大電rbe

bcRcRLRb+Ree+根據(jù)微變等效電路列方程引入發(fā)射極電阻后，降低了。若滿足(1+)Re>>rbe與三極管的參數(shù)、rbe無(wú)關(guān)。rbebcRcRLRb+Ree+根據(jù)微變等效電路列方程2.放大電路的輸入電阻引入Re后，輸入電阻增大了。3.放大電路的輸出電阻rbe

ebcRcRLRb++Rerbe

bcRcRbRee將放大電路的輸入端短路，負(fù)載電阻RL開(kāi)路，忽略c、e之間的內(nèi)電阻rce。RL圖2.4.14(b)2.放大電路的輸入電阻引入Re后，輸入電阻增大了。討論引入Re后對(duì)輸出電阻的影響。rbe

ebcRcRbRerce

~+_式中圖2.4.15

求圖2.4.14(a)電路輸出電阻的等效電路討論引入Re后對(duì)輸出電阻的影響。rbeebcRcRbR將代入式，放大電路輸出電阻為上式中，通常，故可簡(jiǎn)化為如果Re=0，但考慮rce的作用，則顯然，接入Re后，三極管集電極至公共端之間的等效電阻大大提高了。將代入2.5工作點(diǎn)的穩(wěn)定問(wèn)題2.5.1溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響三極管是一種對(duì)溫度十分敏感的元件。溫度變化對(duì)管子參數(shù)的影響主要表現(xiàn)有：

1.UBE改變。UBE的溫度系數(shù)約為–2mV/C，即溫度每升高1C，UBE約下降2mV。

2.改變。溫度每升高1C，值約增加0.5%~1%，溫度系數(shù)分散性較大。3.ICBO改變。溫度每升高10C，ICBQ大致將增加一倍，說(shuō)明ICBQ將隨溫度按指數(shù)規(guī)律上升。2.5工作點(diǎn)的穩(wěn)定問(wèn)題2.5.1溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響溫度升高將導(dǎo)致IC增大，Q上移。波形容易失真。iCuCEOiBQVCCT=20C

T=50C圖2.5.1

溫度對(duì)Q點(diǎn)和輸出波形的影響溫度升高將導(dǎo)致IC增大，Q上移。波形容易失真。iCuC2.5.2靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路一、電路組成——分壓式偏置電路C1RcRb2+VCCC2RL+++++CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB圖2.5.2

分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路由于UBQ不隨溫度變化，——電流負(fù)反饋式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路

T

ICQIEQUEQUBEQ

(=UBQ–UEQ)IBQICQ2.5.2靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路一、電路組成——分壓式偏置電路說(shuō)明：1.Re愈大，同樣的IEQ產(chǎn)生的UEQ愈大，則溫度穩(wěn)定性愈好。但Re增大，UEQ增大，要保持輸出量不變，必須增大VCC。2.接入Re，電壓放大倍數(shù)將大大降低。在Re兩端并聯(lián)大電容Ce，交流電壓降可以忽略，則Au基本無(wú)影響。Ce稱旁路電容3.要保證UBQ基本穩(wěn)定，IR>>IBQ，則需要Rb1、Rb2小一些，但這會(huì)使電阻消耗功率增大，且電路的輸入電阻降低。實(shí)際選用Rb1、Rb2值，取IR

=(5~

10)IBQ，UBQ=(5~10)UBEQ。說(shuō)明：1.Re愈大，同樣的IEQ產(chǎn)生的UE二、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)分析靜態(tài)分析C1RcRb2+VCCC2RL+++++CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB由于IR>>IBQ，可得(估算)靜態(tài)基極電流二、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)分析靜態(tài)分析C1RcRb2+VCCC2RL++動(dòng)態(tài)分析C1RcRb2+VCCC2RL+++++CeuoRb1ReiBiCiEiRuirbe

ebcRcRL++Rb2Rb1RcRb2+VCCRL++uiuoRb1Re動(dòng)態(tài)分析C1RcRb2+VCCC2RL+++++CeuoRb2.6放大電路的三種基本組態(tài)三種基本接法共射組態(tài)共集組態(tài)共基組態(tài)2.6.1共集電極放大電路C1Rb+VCCC2RL+Re++RS+~~++__+rbebec(b)等效電路——為射極輸出器圖2.6.1

共集電極放大電路(a)電路圖2.6放大電路的三種基本組態(tài)三種基本接法共射組態(tài)共集組態(tài)共一、靜態(tài)工作點(diǎn)C1Rb+VCCC2RL+Re++RS+~由基極回路求得靜態(tài)基極電流則(a)電路圖圖2.6.1

共集電極放大電路一、靜態(tài)工作點(diǎn)C1Rb+VCCC2RL+Re++RS+~二、電流放大倍數(shù)所以三、電壓放大倍數(shù)結(jié)論：電壓放大倍數(shù)恒小于1，而接近1，且輸出電壓與輸入電壓同相，又稱射極跟隨器。~++__+rbebec(b)等效電路二、電流放大倍數(shù)所以三、電壓放大倍數(shù)結(jié)論：電壓放大倍數(shù)恒四、輸入電阻~++__+rbebec輸入電阻較大。Ri四、輸入電阻~++__+rbebec輸入電阻較大。Ri五、輸出電阻+_rbebec~輸出電阻低，故帶載能力比較強(qiáng)。Ro圖2.6.2求射極輸出器Ro的等效電路五、輸出電阻+_rbebec~輸出電阻低，故2.6.2共基極放大電路圖2.6.3

共基極放大電路(a)原理電路VEE保證發(fā)射結(jié)正偏；VCC保證集電結(jié)反偏；三極管工作在放大區(qū)。(b)實(shí)際電路實(shí)際電路采用一個(gè)電源VCC，用Rb1、Rb2分壓提供基極正偏電壓。C1C2+++_+_ReVEEVCCRcRLVTC1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLRc2.6.2共基極放大電路圖2.6.3共基極放大電路(a一、靜態(tài)工作點(diǎn)(IBQ,ICQ,UCEQ)圖2.6.3(b)實(shí)際電路C1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLRc一、靜態(tài)工作點(diǎn)(IBQ,ICQ,UCEQ)圖2.6二、電流放大倍數(shù)微變等效電路由圖可得：所以由于小于1而近似等于1，所以共基極放電電路沒(méi)有電流放大作用。+_+_Rerbebec圖2.6.4

共基極放大電路的等效電路二、電流放大倍數(shù)微變等效電路由圖可得：所以由于小于三、電壓放大倍數(shù)+_+_Rerbebec圖2.6.4由微變等效電路可得共基極放大電路沒(méi)有電流放大作用，但是具有電壓放大作用。電壓放大倍數(shù)與共射電路相等，但沒(méi)有負(fù)號(hào)，說(shuō)明該電路輸入、輸出信號(hào)同相位。三、電壓放大倍數(shù)+_+_Rerbebec圖2.6.4由微變四、輸入電阻暫不考慮電阻Re的作用五、輸出電阻暫不考慮電阻Re的作用Ro

=

rcb.已知共射輸出電阻rce，而rcb比rce大得多，可認(rèn)為rcb

(1+

)rce如果考慮集電極負(fù)載電阻，則共基極放大電路的輸出電阻為Ro=Rc//rcb

Rc四、輸入電阻暫不考慮電阻Re的作用五、輸出電阻暫不考慮電2.6.3三種基本組態(tài)的比較大(數(shù)值同共射電路，但同相)小(小于、近于1)大(十幾~一幾百)小大(幾十~一百以上)大(幾十~一百以上)電路組態(tài)性能共射組態(tài)共集組態(tài)共基組態(tài)C1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLC1Rb+VCCC2RL+Re+++C1Rb+VCCC2RL++++Rc2.6.3三種基本組態(tài)的比較大(數(shù)值同共射電路，但同相)2.6.3三種基本組態(tài)的比較

頻率響應(yīng)大(幾百千歐~幾兆歐)大(幾歐~幾十歐)中(幾十千歐~幾百千歐)rce小(幾歐~幾十歐)小(幾十千歐以上)中(幾百歐~幾千歐)

rbe組態(tài)性能共射組態(tài)共集組態(tài)共基組態(tài)差較好好2.6.3三種基本組態(tài)的比較頻率響應(yīng)大大中小2.7場(chǎng)效應(yīng)管放大電路2.7.1場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)1.場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件；2.柵極幾乎不取用電流，輸入電阻非常高；3.一種極性的載流子導(dǎo)電，噪聲小，受外界溫度及輻射影響小；4.制造工藝簡(jiǎn)單，有利于大規(guī)模集成；5.存放管子應(yīng)將柵源極短路，焊接時(shí)烙鐵外殼應(yīng)接地良好，防止漏電擊穿管子；6.跨導(dǎo)較小，電壓放大倍數(shù)一般比三極管低。2.7場(chǎng)效應(yīng)管放大電路2.7.1場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)1.場(chǎng)效2.7.2共源極放大電路圖2.7.3共源極放大電路原理電路VDD+uOiDVT~+uIVGGRGSDGRD與雙極型三極管對(duì)應(yīng)關(guān)系bG,eS,cD為了使場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)實(shí)現(xiàn)放大作用，應(yīng)滿足：圖示電路為N溝道增強(qiáng)型MOS

場(chǎng)效應(yīng)管組成的放大電路。(UT：開(kāi)啟電壓)2.7.2共源極放大電路圖2.7.3共源極放大電路原理一、靜態(tài)分析VDD+uOiDVT~+uIVGGRGSDGRD圖2.7.3共源極放大電路原理電路兩種方法近似估算法圖解法(一)近似估算法MOS管柵極電流為零，當(dāng)uI=0時(shí)UGSQ=VGG而iD與uGS之間近似滿足(當(dāng)uGS>UT)式中IDO為uGS=2UT時(shí)的值。則靜態(tài)漏極電流為一、靜態(tài)分析VDD+iDVT~+uIVGGRGSDGRD圖

(二)圖解法圖2.7.4用圖解法分析共源極放大電路的Q點(diǎn)VDDIDQUDSQQ利用式uDS=VDD

-

iDRD畫(huà)出直流負(fù)載線。圖中IDQ、UDSQ即為靜態(tài)值。(二)圖解法圖2.7.4用圖解法分析共源極放大電路的二、動(dòng)態(tài)分析iD的全微分為上式中定義：——場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)(毫西門(mén)子mS)。——場(chǎng)效應(yīng)管漏源之間等效電阻。1.微變等效電路二、動(dòng)態(tài)分析iD的全微分為上式中定義：——場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)二、動(dòng)態(tài)分析如果輸入正弦信號(hào)，則可用相量代替上式中的變量。成為：根據(jù)上式做等效電路如圖所示。圖2.7.5場(chǎng)效應(yīng)管的微變等效電路++——GDS由于沒(méi)有柵極電流，所以柵源是懸空的。二、動(dòng)態(tài)分析如果輸入正弦信號(hào)，則可用相量代替上式中的變量。成微變參數(shù)gm和rDS

(1)根據(jù)定義通過(guò)在特性曲線上作圖方法中求得。(2)用求導(dǎo)的方法計(jì)算gm在Q點(diǎn)附近，可用IDQ表示上式中iD，則一般gm約為0.1至20mS。rDS為幾百千歐的數(shù)量級(jí)。當(dāng)RD比rDS小得多時(shí)，可認(rèn)為等效電路的rDS開(kāi)路。微變參數(shù)gm和rDS(1)根據(jù)定義2.共源極放大電路的動(dòng)態(tài)性能VDD+uOiDVT~+uIVGGRGSDGRD圖2.7.6共源極放大電路的微變等效電路將rDS開(kāi)路而所以輸出電阻Ro=RDMOS管輸入電阻高達(dá)109

。-D++-GSRG+-2.共源極放大電路的動(dòng)態(tài)性能VDD+iDVT~+uIVG2.7.3分壓—自偏壓式共源放大電路一、靜態(tài)分析(一)近似估算法根據(jù)輸入回路列方程圖2.7.7分壓-自偏式共源放大電路+VT+RGSDGRDR2VDD+RLRSR1C1CSC2+++解聯(lián)立方程求出UGSQ和IDQ。2.7.3分壓—自偏壓式共源放大電路一、靜態(tài)分析(一)近似+VT+RGSDGRDR2VDD+RLRSR1C1CSC2+++圖2.7.7分壓-自偏式共源放大電路列輸出回路方程求UDSQUDSQ=VDD–IDQ(RD+RS)(二)圖解法由式可做出一條直線，另外，iD與uGS之間滿足轉(zhuǎn)移特性曲線的規(guī)律，二者之間交點(diǎn)為靜態(tài)工作點(diǎn)。確定UGSQ，IDQ。+VT+RGSDGRDR2VDD+RLRSR1C1CSC2+根據(jù)漏極回路方程在漏極特性曲線上做直流負(fù)載線，與uGS=UGSQ的交點(diǎn)確定Q，由Q確定UDSQ和IDQ值。UDSQuDS=VDD–iD(RD+RS)3uDS/ViD/mA012152V105uGS4.5V4V3.5VUGSQ3VVDDQIDQuGS/ViD/mAO24612QIDQUGSQUGQ圖2.7.8用圖解法分析圖2.7.7電路的Q點(diǎn)根據(jù)漏極回路方程在漏極特性曲線上做直流負(fù)載線，與uG二、動(dòng)態(tài)分析微變等效電路入右圖所示。圖2.7.9圖2.7.7電路的微變等效電路—D++—GS+—由圖可知電壓放大倍數(shù)輸入、輸出電阻分別為二、動(dòng)態(tài)分析微變等效電路入右圖所示。圖2.7.9圖2.7.4共漏極放大電路——源極輸出器或源極跟隨器圖2.7.10源極輸出器典型電路如右圖所示。+VT+SDGR2VDD+RLRSR1C1C2++RG靜態(tài)分析如下：分析方法與“分壓-自偏壓式共源電路”類似，可采用估算法和圖解法。2.7.4共漏極放大電路——源極輸出器或源極跟隨器圖2.動(dòng)態(tài)分析1.電壓放大倍數(shù)圖2.7.11微變等效電路—D++-GS+—而所以2.輸入電阻Ri=RG+(R1//R2)動(dòng)態(tài)分析1.電壓放大倍數(shù)圖2.7.11微變等效電路—D3.輸出電阻圖2.7.11微變等效電路—D++-GS~在電路中，外加，令，并使RL開(kāi)路因輸入端短路，故則所以實(shí)際工作中經(jīng)常使用的是共源、共漏組態(tài)。3.輸出電阻圖2.7.11微變等效電路—D++-GS~2.8多級(jí)放大電路2.8.1多級(jí)放大電路的耦合方式三種耦合方式阻容耦合直接耦合變壓器耦合一、阻容耦合圖2.8.1阻容耦合放大電路C1RC1Rb1+VCCC2RL++VT1++Rc2Rb2C3VT2+第一級(jí)第二級(jí)2.8多級(jí)放大電路2.8.1多級(jí)放大電路的耦合方式三種耦優(yōu)點(diǎn)：(1)前、后級(jí)直流電路互不相通，靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立；(2)選擇足夠大電容，可以做到前一級(jí)輸出信號(hào)幾乎不衰減地加到后一級(jí)輸入端，使信號(hào)得到充分利用。不足：(1)不適合傳送緩慢變化的信號(hào)；(2)無(wú)法實(shí)現(xiàn)線性集成電路。優(yōu)點(diǎn)：(1)前、后級(jí)直流電路互不相通，靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)二、直接耦合Rc1Rb1+VCC+VT1+Rc2Rb2VT2圖2.8.2兩個(gè)單管放大電路簡(jiǎn)單的直接耦合特點(diǎn)：

(1)可以放大交流和緩慢變化及直流信號(hào)；

(2)便于集成化。

(3)各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響；基極和集電極電位會(huì)隨著級(jí)數(shù)增加而上升；

(4)零點(diǎn)漂移。二、直接耦合Rc1Rb1+VCC+VT1+Rc2Rb2VT21.解決合適靜態(tài)工作點(diǎn)的幾種辦法改進(jìn)電路—(a)電路中接入Re2，保證第一級(jí)集電極有較高的靜態(tài)電位，但第二級(jí)放大倍數(shù)嚴(yán)重下降。改進(jìn)電路—(b)穩(wěn)壓管動(dòng)態(tài)電阻很小，可以使第二級(jí)的放大倍數(shù)損失小。但集電極電壓變化范圍減小。VDZRc1Rb1+VCC+VT1+Rc2RVT2(b)Rc1Rb1+VCC+VT1+Rc2Re2VT2(a)1.解決合適靜態(tài)工作點(diǎn)的幾種辦法改進(jìn)電路—(a)電路中改進(jìn)電路—(c)+VCCRc1Rb1+VT1+Rc2Rb2VT2VDz改進(jìn)電路—(d)

可降低第二級(jí)的集電極電位，又不損失放大倍數(shù)。但穩(wěn)壓管噪聲較大?？色@得合適的工作點(diǎn)。為經(jīng)常采用的方式。(c)Rc1Rb1+VCC+VT1+Re2Rc2VT2-(d)圖2.8.3直接耦合方式實(shí)例改進(jìn)電路—(c)+VCCRc1Rb1+VT1+Rc2Rb2V【例】圖示兩級(jí)直接耦合放大電路中，已知：Rb1=240k，Rc1=3.9k，Rc2=500，穩(wěn)壓管VDz的工作電壓UZ=4V，三極管VT1的1=45，VT2的2=40，VCC=24V，試計(jì)算各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)。圖2.8.4例題的電路Rc1Rb1+VCC+VT1+Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2解：設(shè)UBEQ1=UBEQ2=0.7V，則UCQ1=UBEQ2+Uz=4.7V如ICQ1由于溫度的升高而增加1%，計(jì)算靜態(tài)輸出電壓的變化。【例】圖示兩級(jí)直接耦合放大電路中，已知：Rb1=ICQ1=1IBQ1=4.5mAIBQ2=IRc1–ICQ1=(4.95–4.5)mA=0.45mAICQ2=2IBQ2=(40×0.45)mA=18mAUO=UCQ2=VCC–ICQ2RC2=(24–18×0.5)V=15V

UCEQ2=UCQ2–UEQ2=(15–4)V=11V當(dāng)ICQ1增加1%時(shí)，即ICQ1=(4.5×1.01)mA=4.545mAIBQ2=(4.95-4.545)mA=0.405mAICQ2=(40×0.405)mA=16.2mAUO=UCQ2=(24–16.2×0.5)V=15.9V比原來(lái)升高了0.9V，約升高6%。ICQ1=1IBQ1=4.5mAIBQ2=2.零點(diǎn)漂移直接耦合時(shí)，輸入電壓為零，但輸出電壓離開(kāi)零點(diǎn)，并緩慢地發(fā)生不規(guī)則變化的現(xiàn)象。原因：放大器件的參數(shù)受溫度影響而使Q點(diǎn)不穩(wěn)定。圖2.8.5零點(diǎn)漂移現(xiàn)象uOtOuItO放大電路級(jí)數(shù)愈多，放大倍數(shù)愈高，零點(diǎn)漂移問(wèn)題愈嚴(yán)重。2.零點(diǎn)漂移直接耦合時(shí)，輸入電壓為零，但輸出電壓離開(kāi)零抑制零點(diǎn)漂移的措施：(1)引入直流負(fù)反饋以穩(wěn)定Q點(diǎn)；(2)利用熱敏元件補(bǔ)償放大器的零漂；圖2.8.6利用熱敏元件補(bǔ)償零漂R2R1+VCC+VT2+RcVT1uIuOiC1ReRuB1(3)采用差分放大電路。抑制零點(diǎn)漂移的措施：(1)引入直流負(fù)反饋以穩(wěn)定Q點(diǎn)；(三、變壓器耦合選擇恰當(dāng)?shù)淖儽龋稍谪?fù)載上得到盡可能大的輸出功率。圖2.8.8變壓器耦合放大電路第二級(jí)VT2、VT3組成推挽式放大電路，信號(hào)正負(fù)半周VT2、VT3輪流導(dǎo)電。三、變壓器耦合選擇恰當(dāng)?shù)淖儽?，可在?fù)載上得到盡可能大的輸優(yōu)點(diǎn)：(1)能實(shí)現(xiàn)阻抗變換；(2)靜態(tài)工作點(diǎn)互相獨(dú)立。缺點(diǎn)：(1)

變壓器笨重；(2)

無(wú)法集成化；(3)

直流和緩慢變化信號(hào)不能通過(guò)變壓器。優(yōu)點(diǎn)：(1)能實(shí)現(xiàn)阻抗變換；(2)靜態(tài)工作點(diǎn)互相獨(dú)立。缺三種耦合方式的比較阻容耦合直接耦合變壓器耦合特點(diǎn)各級(jí)工作點(diǎn)互不影響；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單能放大緩慢變化的信號(hào)或直流成分的變化；適合集成化有阻抗變換作用；各級(jí)直流通路互相隔離。存在問(wèn)題不能反應(yīng)直流成分的變化，不適合集成化有零點(diǎn)漂移現(xiàn)象；各級(jí)工作點(diǎn)互相影響不能反應(yīng)直流成分的變化；不適合放大緩慢變化的信號(hào)；不適合集成化適合場(chǎng)合分立元件交流放大電路集成放大電路，直流放大電路低頻功率放大，調(diào)諧放大三種耦合方式的比較阻容耦合直接耦合變壓器耦合特點(diǎn)各級(jí)工作點(diǎn)2.8.2多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻一、電壓放大倍數(shù)總電壓放大倍數(shù)等于各級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積，即其中，n為多級(jí)放大電路的級(jí)數(shù)。二、輸入電阻和輸出電阻通常，多級(jí)放大電路的輸入電阻就是輸入級(jí)的輸入電阻；輸出電阻就是輸出級(jí)的輸出電阻。具體計(jì)算時(shí)，有時(shí)它們不僅僅決定于本級(jí)參數(shù)，也與后級(jí)或前級(jí)的參數(shù)有關(guān)。2.8.2多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻一、電圖2.8.4例題的電路Rc1Rb1+VCC+VT1+Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2

【例】圖示電路中，Rb1=240k，Rc1=3.9k，Rc2=500，UZ=4V，1=45，2=40，VCC=24V，設(shè)穩(wěn)壓管的rz=50。試估算總的電壓放大倍數(shù)，以及輸入、輸出電阻Ri和Ro。解：估算Au1時(shí)，應(yīng)將第二級(jí)Ri2

作為第一級(jí)的負(fù)載電阻。圖2.8.4例題的電路Rc1Rb1+VCC+VT1+Rc所以所以第二章放大電路的基本原理2.1放大的概念2.2單管共發(fā)射極放大電路2.3放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)2.4放大電路的基本分析方法2.5工作點(diǎn)的穩(wěn)定問(wèn)題2.6放大電路的三種基本組態(tài)2.7場(chǎng)效應(yīng)管放大電路2.8多級(jí)放大電路第二章放大電路的基本原理2.1放大的概念2.2單管共發(fā)2.1放大的概念本質(zhì)：實(shí)現(xiàn)能量的控制。在放大電路中提供一個(gè)能源，由能量較小的輸入信號(hào)控制這個(gè)能源，使之輸出較大的能量，然后推動(dòng)負(fù)載。小能量對(duì)大能量的控制作用稱為放大作用。放大的對(duì)象是變化量。元件：雙極型三極管和場(chǎng)效應(yīng)管。2.1放大的概念本質(zhì)：實(shí)現(xiàn)能量的控制。在放大電路中2.2放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)圖2.2.1放大電路技術(shù)指標(biāo)測(cè)試示意圖1.放大倍數(shù)2.2放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)圖2.2.1放大電路技術(shù)指2.最大輸出幅度在輸出波形沒(méi)有明顯失真情況下放大電路能夠提供給負(fù)載的最大輸出電壓(或最大輸出電流)可用峰-峰值表示，或有效值表示(Uom、Iom)。3.非線性失真系數(shù)D4.輸入電阻Ri所有諧波總量與基波成分之比，即從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻。2.最大輸出幅度在輸出波形沒(méi)有明顯失真情況下放大電路能5.輸出電阻Ro從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。測(cè)量Ro：輸入端正弦電壓，分別測(cè)量空載和輸出端接負(fù)載RL的輸出電壓、。輸出電阻愈小，帶載能力愈強(qiáng)。5.輸出電阻Ro從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。測(cè)Aum6.通頻帶BW7.最大輸出功率與效率輸出不產(chǎn)生明顯失真的最大輸出功率。用符號(hào)Pom表示。：效率PV：直流電源消耗的功率fL

fHfL：下限頻率fH：上限頻率圖2.2.2Aum6.通頻帶BW7.最大輸出功率與效率2.3單管共發(fā)射極放大電路2.3.1單管共發(fā)射極放大電路的組成圖2.3.1單管共射放大電路的原理電路VT：NPN型三極管，為放大元件；VCC：為輸出信號(hào)提供能量；RC：當(dāng)iC通過(guò)Rc，將電流的變化轉(zhuǎn)化為集電極電壓的變化，傳送到電路的輸出端；VBB、Rb：為發(fā)射結(jié)提供正向偏置電壓，提供靜態(tài)基極電流(靜態(tài)基流)。2.3單管共發(fā)射極放大電路2.3.1單管共發(fā)射極放大電路2.3.2單管共發(fā)射極放大電路的工作原理1.放大作用：圖2.3.1單管共射放大電路的原理電路2.3.2單管共發(fā)射極放大電路的1.放大作用：圖2.32.組成放大電路的原則：（1）外加直流電源的極性必須使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。則有：（2）輸入回路的接法應(yīng)使輸入電壓

u

能夠傳送到三極管的基極回路，使基極電流產(chǎn)生相應(yīng)的變化量

iB。（3）輸出回路的接法應(yīng)使變化量

iC能夠轉(zhuǎn)化為變化量

uCE，并傳送到放大電路的輸出端。3.原理電路的缺點(diǎn)：（1）雙電源供電；（2）uI、uO不共地。2.組成放大電路的原則：（1）外加直流電源的極性必須4.單管共射放大電路圖2.3.2單管共射放大電路C1、C2：為隔直電容或耦合電容；RL：為負(fù)載電阻。該電路也稱阻容耦合單管共射放大電路。4.單管共射放大電路圖2.3.2單管共射放大電路C1圖2.4.1(b)2.4放大電路的基本分析方法基本分析方法兩種圖解法微變等效電路法2.4.1直流通路與交流通路圖2.3.2(b)圖2.4.1(a)圖2.4.1(b)2.4放大電路的基本分析方法基本分析方2.4.2靜態(tài)工作點(diǎn)的近似計(jì)算bceIBQICQUCEQ圖2.4.1(a)硅管UBEQ=(0.6~0.8)V鍺管UBEQ=(0.1~0.2)VICQ

IBQUCEQ=VCC–ICQ

RC2.4.2靜態(tài)工作點(diǎn)的近似計(jì)算bceIBQICQUCEQ【例】圖示單管共射放大電路中，VCC=12V，Rc=3k，Rb=280k，NPN硅管的=50，試估算靜態(tài)工作點(diǎn)。圖2.4.3(a)解：設(shè)UBEQ=0.7VICQ

IBQ=(500.04)mA=2mAUCEQ=VCC–ICQ

Rc=(12-23)V=6V【例】圖示單管共射放大電路中，VCC=12V，Rc=2.4.3圖解法在三極管的輸入、輸出特性曲線上直接用作圖的方法求解放大電路的工作情況。1.圖解的基本方法(1)圖解分析靜態(tài)①先用估算的方法計(jì)算輸入回路IBQ、UBEQ。②用圖解法確定輸出回路靜態(tài)值方法：根據(jù)uCE=VCC

-

iCRc式確定兩個(gè)特殊點(diǎn)2.4.3圖解法在三極管的輸入、輸出特性曲線上直接用作輸出回路輸出特性直流負(fù)載線Q圖2.4.3由靜態(tài)工作點(diǎn)Q確定的ICQ、UCEQ為靜態(tài)值。輸出回路輸出特性直流負(fù)載線Q圖2.4.3由靜態(tài)工作點(diǎn)圖2.4.3(a)【例】圖示單管共射放大電路及特性曲線中，已知Rb=280k，Rc=3k，集電極直流電源VCC=12V，試用圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)。解：首先估算IBQ做直流負(fù)載線，確定Q點(diǎn)根據(jù)UCEQ=VCC–ICQ

RciC=0，uCE=12V；uCE=0，iC=4mA.圖2.4.3(a)【例】圖示單管共射放大電路及特性曲線0iB

=0μA20μA40μA60μA80μA134224681012MQ靜態(tài)工作點(diǎn)IBQ=40μA，ICQ=2mA，UCEQ=6V.uCE

/V由Q點(diǎn)確定靜態(tài)值為：iC

/mA圖2.4.3(b)0iB=0μA20μA40μA60μA80μ(二)圖解分析動(dòng)態(tài)1.交流通路的輸出回路圖2.4.4輸出通路的外電路是Rc和RL的并聯(lián)。2.交流負(fù)載線交流負(fù)載線交流負(fù)載線斜率為：OIBiC

/mAuCE

/VQ靜態(tài)工作點(diǎn)圖2.4.5(b)(二)圖解分析動(dòng)態(tài)1.交流通路的輸出回路圖2.4.43.動(dòng)態(tài)工作情況圖解分析圖2.4.5(a)輸入回路工作情況0.680.72uBEiBtQ000.7t6040200uBE/ViB/μAuBE/ViBUBE3.動(dòng)態(tài)工作情況圖解分析圖2.4.5(a)輸入回路工作情交流負(fù)載線直流負(fù)載線4.57.5uCE912t0ICQiC

/mA0IB=40μA2060804Q260uCE/ViC

/mA0tuCE/VUCEQiC圖2.4.5(b)輸出回路工作情況分析交流負(fù)載線直流負(fù)載線4.57.5uCE912t0ICQiC4.電壓放大倍數(shù)圖2.4.3(a)【例】用圖解法求圖示電路電壓放大倍數(shù)。輸入、輸出特性曲線如右圖，RL=3k。uCE=(4.5–7.5)V=-3VuBE=(0.72–0.68)V=0.04V解：求確定交流負(fù)載線取iB=(60–20)A=40A則輸入、輸出特性曲線上有4.電壓放大倍數(shù)圖2.4.3(a)【例】用圖解法求圖單管共射放大電路當(dāng)輸入正弦波uI時(shí)，放大電路中相應(yīng)的uBE、iB、iC、uCE、uO波形。圖2.4.6單管共射放大電路的電壓電流波形單管共射放大電路當(dāng)輸入正弦波uI時(shí)，放大電路中相應(yīng)的二、圖解法的應(yīng)用(一)用圖解法分析非線性失真1.靜態(tài)工作點(diǎn)過(guò)低，引起iB、iC、uCE的波形失真ibui結(jié)論：iB波形失真OQOttOuBE/ViB/μAuBE/ViB/μAIBQ——截止失真二、圖解法的應(yīng)用(一)用圖解法分析非線性失真1.靜iC

、uCE

(uo

)波形失真NPN管截止失真時(shí)的輸出uo波形。uo=

uceOiCtOOQ

tuCE/VuCE/ViC

/mAICQUCEQiC、uCE(uo)波形失真NPN管截止失真時(shí)的輸OIB=0QtOO

NPN管uo波形tiCuCE/VuCE/ViC

/mAuo=

uceib(不失真)ICQUCEQ2.Q點(diǎn)過(guò)高，引起iC、uCE的波形失真—飽和失真OIB=0QtOONPN管uo波形tiCuCE/V(二)用圖解法估算最大輸出幅度OiB=0QuCE/ViC

/mAACBDE交流負(fù)載線輸出波形沒(méi)有明顯失真時(shí)能夠輸出最大電壓。即輸出特性的A、B所限定的范圍。Q盡量設(shè)在線段AB的中點(diǎn)。則AQ=QB，CD=DE(二)用圖解法估算最大輸出幅度OiB=0QuCE/ViC(三)用圖解法分析電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響1.改變Rb，保持VCC，Rc，不變；OIBiCuCE

Q1Rb增大，Rb減小，Q點(diǎn)下移；Q點(diǎn)上移；Q2OIBiCuCE

Q1Q32.改變VCC，保持Rb，Rc，不變；升高VCC，直流負(fù)載線平行右移，動(dòng)態(tài)工作范圍增大，但管子的動(dòng)態(tài)功耗也增大。Q2圖2.4.9(a)圖2.4.9(b)(三)用圖解法分析電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響1.改變3.改變Rc，保持Rb，VCC，不變；4.改變，保持Rb，Rc，VCC

不變；增大Rc，直流負(fù)載線斜率改變，則Q點(diǎn)向飽和區(qū)移近。OIBiCuCE

Q1Q2OIBiCuCE

Q1Q2增大，ICQ增大，UCEQ減小，則Q點(diǎn)移近飽和區(qū)。圖2.4.9(c)圖2.4.9(d)3.改變Rc，保持Rb，VCC，不變；4圖解法小結(jié)1.能夠形象地顯示靜態(tài)工作點(diǎn)的位置與非線性失真的關(guān)系；2.方便估算最大輸出幅值的數(shù)值；3.可直觀表示電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響；4.有利于對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)Q的檢測(cè)等。圖解法小結(jié)1.能夠形象地顯示靜態(tài)工作點(diǎn)的位置與非線性失2.4.4微變等效電路法晶體管在小信號(hào)(微變量)情況下工作時(shí)，可以在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的特性曲線，三極管就可以等效為一個(gè)線性元件。這樣就可以將非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個(gè)線性電路。微變等效條件研究的對(duì)象僅僅是變化量信號(hào)的變化范圍很小2.4.4微變等效電路法晶體管在小信號(hào)(微變量)情況一、簡(jiǎn)化的h參數(shù)微變等效電路(一)三極管的微變等效電路iBuBE晶體管的輸入特性曲線rbe：晶體管的輸入電阻。在小信號(hào)的條件下，rbe是一常數(shù)。晶體管的輸入電路可用rbe等效代替。1.輸入電路Q點(diǎn)附近的工作段近似地看成直線可認(rèn)為uBE與iB成正比QOiB

uBE

圖2.4.10(a)一、簡(jiǎn)化的h參數(shù)微變等效電路(一)三極管的微變等效電路2.輸出電路假設(shè)在Q點(diǎn)附近特性曲線基本上是水平的(iC與uCE無(wú)關(guān))，數(shù)量關(guān)系上，iC比iB大

倍；iBiB從三極管輸出端看，可以用iB恒流源代替三極管；該恒流源為受控源；為iB對(duì)iC的控制。uCE

QiC

O圖2.4.10(b)2.輸出電路假設(shè)在Q點(diǎn)附近特性曲線基本上是水平的(3.三極管的簡(jiǎn)化參數(shù)等效電路

注意：這里忽略了uCE對(duì)iC與輸出特性的影響，在大多數(shù)情況下，簡(jiǎn)化的微變等效電路對(duì)于工程計(jì)算來(lái)說(shuō)誤差很小。圖2.4.11

三極管的簡(jiǎn)化h參數(shù)等效電路cbe+uBE+uCEiCiBebcrbe

iB+uBE+uCEiCiB3.三極管的簡(jiǎn)化參數(shù)等效電路注意：這里忽略了uCE4.電壓放大倍數(shù)Au；輸入電阻Ri、輸出電阻ROC1RcRb+VCCC2RL+++VT+Ri=rbe//Rb，Ro=Rcrbe

ebcRcRLRb++圖2.4.12

單管共射放大電路的等效電路4.電壓放大倍數(shù)Au；輸入電阻Ri、輸出電阻ROC1(二)

rbe的近似估算公式rbb：基區(qū)體電阻。reb：基射之間結(jié)電阻。低頻、小功率管rbb

約為300。UT：溫度電壓當(dāng)量。c

beiBiCiE圖2.4.13(二)rbe的近似估算公式rbb：基區(qū)體電阻。re電流放大倍數(shù)與電壓放大倍數(shù)之間關(guān)系討論1.當(dāng)IEQ一定時(shí)，愈大則

rbe也愈大，選用值較大的三極管其Au并不能按比例地提高；因：2.當(dāng)值一定時(shí)，IEQ愈大則rbe愈小，可以得到較大的Au，這種方法比較有效。電流放大倍數(shù)與電壓放大倍數(shù)之間關(guān)系討論1.當(dāng)IEQ(三)等效電路法的步驟(歸納)1.首先利用圖解法或近似估算法確定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q。2.求出靜態(tài)工作點(diǎn)處的微變等效電路參數(shù)

和rbe。3.畫(huà)出放大電路的微變等效電路?？上犬?huà)出三極管的等效電路，然后畫(huà)出放大電路其余部分的交流通路。4.列出電路方程并求解。(三)等效電路法的步驟(歸納)1.首先利用圖解法或近二、微變等效電路法的應(yīng)用例：接有發(fā)射極電阻的單管放大電路，計(jì)算電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻。C1RcRb+VCCC2RL+++VT+Rerbe

bcRcRLRb+Ree+圖2.4.14

接有發(fā)射極電阻的放大電路二、微變等效電路法的應(yīng)用例：接有發(fā)射極電阻的單管放大電rbe

bcRcRLRb+Ree+根據(jù)微變等效電路列方程引入發(fā)射極電阻后，降低了。若滿足(1+)Re>>rbe與三極管的參數(shù)、rbe無(wú)關(guān)。rbebcRcRLRb+Ree+根據(jù)微變等效電路列方程2.放大電路的輸入電阻引入Re后，輸入電阻增大了。3.放大電路的輸出電阻rbe

ebcRcRLRb++Rerbe

bcRcRbRee將放大電路的輸入端短路，負(fù)載電阻RL開(kāi)路，忽略c、e之間的內(nèi)電阻rce。RL圖2.4.14(b)2.放大電路的輸入電阻引入Re后，輸入電阻增大了。討論引入Re后對(duì)輸出電阻的影響。rbe

ebcRcRbRerce

~+_式中圖2.4.15

求圖2.4.14(a)電路輸出電阻的等效電路討論引入Re后對(duì)輸出電阻的影響。rbeebcRcRbR將代入式，放大電路輸出電阻為上式中，通常，故可簡(jiǎn)化為如果Re=0，但考慮rce的作用，則顯然，接入Re后，三極管集電極至公共端之間的等效電阻大大提高了。將代入2.5工作點(diǎn)的穩(wěn)定問(wèn)題2.5.1溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響三極管是一種對(duì)溫度十分敏感的元件。溫度變化對(duì)管子參數(shù)的影響主要表現(xiàn)有：

1.UBE改變。UBE的溫度系數(shù)約為–2mV/C，即溫度每升高1C，UBE約下降2mV。

2.改變。溫度每升高1C，值約增加0.5%~1%，溫度系數(shù)分散性較大。3.ICBO改變。溫度每升高10C，ICBQ大致將增加一倍，說(shuō)明ICBQ將隨溫度按指數(shù)規(guī)律上升。2.5工作點(diǎn)的穩(wěn)定問(wèn)題2.5.1溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響溫度升高將導(dǎo)致IC增大，Q上移。波形容易失真。iCuCEOiBQVCCT=20C

T=50C圖2.5.1

溫度對(duì)Q點(diǎn)和輸出波形的影響溫度升高將導(dǎo)致IC增大，Q上移。波形容易失真。iCuC2.5.2靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路一、電路組成——分壓式偏置電路C1RcRb2+VCCC2RL+++++CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB圖2.5.2

分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路由于UBQ不隨溫度變化，——電流負(fù)反饋式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路

T

ICQIEQUEQUBEQ

(=UBQ–UEQ)IBQICQ2.5.2靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路一、電路組成——分壓式偏置電路說(shuō)明：1.Re愈大，同樣的IEQ產(chǎn)生的UEQ愈大，則溫度穩(wěn)定性愈好。但Re增大，UEQ增大，要保持輸出量不變，必須增大VCC。2.接入Re，電壓放大倍數(shù)將大大降低。在Re兩端并聯(lián)大電容Ce，交流電壓降可以忽略，則Au基本無(wú)影響。Ce稱旁路電容3.要保證UBQ基本穩(wěn)定，IR>>IBQ，則需要Rb1、Rb2小一些，但這會(huì)使電阻消耗功率增大，且電路的輸入電阻降低。實(shí)際選用Rb1、Rb2值，取IR

=(5~

10)IBQ，UBQ=(5~10)UBEQ。說(shuō)明：1.Re愈大，同樣的IEQ產(chǎn)生的UE二、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)分析靜態(tài)分析C1RcRb2+VCCC2RL+++++CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB由于IR>>IBQ，可得(估算)靜態(tài)基極電流二、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)分析靜態(tài)分析C1RcRb2+VCCC2RL++動(dòng)態(tài)分析C1RcRb2+VCCC2RL+