模擬電子線路：第4章 放大器基礎(chǔ)2

差分放大器具有抑制零點漂移的作用，廣泛用于集成電路的輸入級，是另一類基本放大器。4.3差分放大器4.3.1

電路結(jié)構(gòu)

由兩完全對稱的共發(fā)電路，經(jīng)射極電阻RSS耦合而成。

采用正負雙電源供電：VDD=|VSS|。

具有兩種輸出方式：雙端輸出、單端輸出。第4章放大器基礎(chǔ)VSST1VDDRDRDT2vI1vI2RssRLRLRssT1VDDVSSRDRDT2vI1vI2由于電路采用正負雙電源供電，則VGQ1

=

VGQ2

0

估算電路Q

點令vi1=vi2=0，畫出電路直流通路。因此第4章放大器基礎(chǔ)VSST1VDDRDRDT2vI1vI2RssRLVSST1VDDRDRDT2RssIDQ1IDQ2ISS

差模信號和共模信號4.4.2

電路性能特點

差模信號：指大小相等、極性相反的信號。表示為

vi1=-vi2=vid/2差模輸入電壓vid=vi1-

vi2

共模信號：指大小相等、極性相同的信號。表示為

vi1=vi2=vic共模輸入電壓vic=(vi1+vi2)/2

任意兩個信號：均可分解為一對差模信號與一對共模信號之代數(shù)和。vi1=(vi1

+vi2

)/2+(vi1

-vi2

)/2=vic+vid/2vi2=(vi1

+vi2

)/2-(vi1

-vi2

)/2=vic

-

vid/2即第4章放大器基礎(chǔ)

差放半電路分析法因電路兩邊完全對稱，因此差放分析的關(guān)鍵，就是如何在差模輸入與共模輸入時，分別畫出半電路交流通路。在此基礎(chǔ)上分析電路各項性能指標。分析步驟：

差模分析畫半電路差模交流通路計算Avd、Rid、Rod

。

共模分析畫半電路共模交流通路計算Avc、KCMR、Ric

。

根據(jù)需要計算輸出電壓雙端輸出：

計算vo

。單端輸出：

計算vo1、

vo2

。第4章放大器基礎(chǔ)

差模性能分析

雙端輸出電路RSS

對差模視為短路。iD2=IDQ-

idiD1=IDQ+id因ISS=iD1+iD2=2IDQ(不變)故RL

中點視為交流地電位，即每管負載為RL/2。直流電源短路接地。1)半電路差模交流通路注意：關(guān)鍵在于對公共器件的處理。第4章放大器基礎(chǔ)半電路差模交流通路vI1VSST1VDDRDRDT2vI2RssRLRD+-vod1+-vid1RL2T12)差模性能指標分析差模輸入電阻差模輸出電阻差模電壓增益注意：電路采用了成倍元件，但電壓增益并沒有得到提高。第4章放大器基礎(chǔ)RD+-vod1+-vid1RL2T1

單端輸出電路與雙端輸出電路的區(qū)別：僅在于對RL

的處理上。不變減小減小第4章放大器基礎(chǔ)半電路差模交流通路RD+-vod1+-vid1RLT1RLRssT1VDDVSSRDRDT2vI1vI2

共模性能分析

雙端輸出電路每管發(fā)射極接2REE。iD2=IDQ+idiD1=IDQ+id因IEE=iD1+iD2=2IDQ+2id則RL

對共模視為開路。直流電源短路接地。1)半電路共模交流通路因此RSS

上的共模電壓：2idRSS因此流過RL

的共模電流為0。第4章放大器基礎(chǔ)半電路共模交流通路VSST1VDDRDRDT2vI2RssRLRD+-voc1+-vic1=vicT12Rss2)共模性能指標分析共模輸入電阻共模輸出電阻共模電壓增益電路特點無意義雙端輸出電路利用對稱性抑制共模信號。第4章放大器基礎(chǔ)RD+-voc1+-vic1=vicT12Rss半電路共模交流通路

單端輸出電路與雙端輸出電路的區(qū)別：僅在于對RL

的處理上。不變第4章放大器基礎(chǔ)voc1=voc半電路共模交流通路+-RLRLRssT1VDDVSSRDRDT2vI1vI2RD+-vic1=vicT12Rss忽略差放性能指標歸納總結(jié)Rid

與電路輸入、輸出方式無關(guān)。Rod

僅與電路輸出方式有關(guān)。Avd

僅與電路輸出方式有關(guān)。Avc僅與電路輸出方式有關(guān)。雙端輸出單端輸出雙端輸出單端輸出雙端輸出單端輸出第4章放大器基礎(chǔ)

共模抑制比

KCMR

是用來衡量差分放大器對共模信號抑制能力的一項重要指標，其值越大越好。定義雙端輸出電路單端輸出電路提高ISS(即增大gm)、增大RSS提高KCMR第4章放大器基礎(chǔ)

普通差放存在的問題：

采用恒流源的差分放大器RSSKCMR抑制零點漂移能力但ISSQ

點降低輸出動態(tài)范圍其中很大第4章放大器基礎(chǔ)RLT1VDDRDRDT2vI1vI2T3VGG

MOS差放-差模傳輸特性

假設(shè)兩管特性完全相同，且工作于飽和區(qū)，則：得T1VDDISSVSSRDRDT2iD1iD2vI1vI2第4章放大器基礎(chǔ)可以證明：當|vID|<<2(VGSQ-VGS(th)

)時，MOS差放線性工作。差模傳輸特性曲線OiD1-

iD2vIDISS-ISS-vIDvIDMOS差放進入非線性限幅區(qū)。與雙極型差放不同：線性范圍與非限幅范圍一般，MOS差放的線性與非限幅范圍均比雙極型差放大。第4章放大器基礎(chǔ)

MOS差放-差模傳輸特性T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL由于電路采用正負雙電源供電，則VBQ1

=

VBQ2

0

估算電路Q

點T1VCCREEVEERCRCT2IEEICQ1ICQ2令vi1=vi2=0，畫出電路直流通路。因此第4章放大器基礎(chǔ)4.3.2三極管差分電路差模輸入電阻差模輸出電阻差模電壓增益注意：電路采用了成倍元件，但電壓增益并沒有得到提高。第4章放大器基礎(chǔ)半電路差模交流通路

RC+-vod1+-vid1RL2T1ii

雙端輸出差模性能

單端輸出差模性能與雙端輸出電路的區(qū)別：僅在于對RL

的處理上。T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL不變減小減小第4章放大器基礎(chǔ)RC+-vod1=

vod+-vid1RLT1ii半電路差模交流通路

單端輸出共模性能T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL與雙端輸出電路的區(qū)別：僅在于對RL

的處理上。不變第4章放大器基礎(chǔ)voc1=voc半電路共模交流通路RC+-+-vic1=vicT12REERL差放性能指標歸納總結(jié)Rid

與電路輸入、輸出方式無關(guān)。Rod

僅與電路輸出方式有關(guān)。Avd

僅與電路輸出方式有關(guān)。Avc僅與電路輸出方式有關(guān)。雙端輸出單端輸出雙端輸出單端輸出雙端輸出單端輸出其中其中第4章放大器基礎(chǔ)其中

普通差放存在的問題：

采用恒流源的差分放大器REEKCMR抑制零點漂移能力但IEEQ

點降低輸出動態(tài)范圍T1VCCvi1voVEEvi2RCRCT2R1R2R3T3其中很大第4章放大器基礎(chǔ)雙極型差放差模傳輸特性完整描述差模輸出電流隨任意輸入差模電壓變化的特性。

雙極型差放的差模傳輸特性T1VCCIEEVEERCRCT2iC1iC2+-vID假設(shè)電路對稱則得第4章放大器基礎(chǔ)差模傳輸特性曲線1OiC/IEEvID/VT0.5QiC1/IEEiC2/IEEOiC1-

iC2vID/VTIEE-IEE可以證明：

當|vID|

26mV時，差放線性工作(單管電路vI<2.6mV)。|vID|

>

100

mV

后，一管截止、另一管導(dǎo)通，差放非線性工作。說明：若在兩管發(fā)射極上串聯(lián)電阻RE，則利用RE

的負反饋作用，可擴展線性范圍。RE線性范圍但Avd

第4章放大器基礎(chǔ)

雙端輸出時

單端輸出時

任意輸入時，輸出信號的計算其中其中第4章放大器基礎(chǔ)4.3.3

電路兩邊不對稱對性能的影響實際差分放大器，電路不可能做到完全對稱：

雙端輸出時的

KCMRT1、T2

兩管集電極電阻RC

不相等或T1、T2

兩管的及VBE(on)不對稱例如產(chǎn)生運算誤差理想情況實際情況由于則因此第4章放大器基礎(chǔ)由兩管參數(shù)不對稱(如VBE(on)、IS、RC

不等)引起失調(diào)。

失調(diào)及其溫漂

輸入失調(diào)電壓

VIOT1T2實際差放+-VO

0零輸入時等效為理想差放+-VOVIO+-從等效的觀點看：VIO

就是使VO=0時，在實際差放輸入端所加的補償電壓。失調(diào)電壓VIO

產(chǎn)生原因：第4章放大器基礎(chǔ)兩管不等，造成ICQ1

ICQ2

輸入失調(diào)電流

IIO從等效的觀點看：

IIO

就是使ICQ1

=ICQ2

時，在實際差放輸入端所加的補嘗電流。

失調(diào)電流IIO

產(chǎn)生原因：T1VCCREEVEERCRCT2RSRSIBQ1IBQ2若取則第4章放大器基礎(chǔ)

失調(diào)模型總輸入失調(diào)電壓當RS

較大時：當RS

較小時：失調(diào)以IIO為主，為減小VIO

，應(yīng)選IIO

小的差放。失調(diào)以VIO

為主，為減小VIO，應(yīng)選VIO

小的差放；第4章放大器基礎(chǔ)T1T2-+IBIBIIO2IIO2VIORSRS

調(diào)零電路T1VCCREEVEERCRCT2RSRSVEE+-VORW(發(fā)射極調(diào)零電路)T1VCCREERCRCT2RSRSVEE+-VORW(集電極調(diào)零電路)調(diào)節(jié)電位器RW，改變兩端發(fā)射極電位或集電極電阻，使靜態(tài)工作時雙端輸出電壓減小到零。第4章放大器基礎(chǔ)VIO

和IIO的溫漂若環(huán)境溫度、電源電壓等外界因素變化：三極管參數(shù)變化VIO

和IIO

變化。其中溫度變化引起的溫漂最大。可以證明：注意：調(diào)零電路可以克服失調(diào)，但不能消除溫漂。MOS差放的失調(diào)因IG

0則(mV量級)由兩管參數(shù)(如W/l、VGS(th))及RD

不匹配引起失調(diào)。VIO

產(chǎn)生原因：注意：MOS管差放的VIO>>三極管差放的VIO。第4章放大器基礎(chǔ)4.4電流源電路及其應(yīng)用直流狀態(tài)工作時，可提供恒定的輸出電流

I0。交流工作時，具有很高輸出電阻

Ro，可作有源負載使用。+-VQ+vRiB恒定iC外電路(電流源電路)+-VQR電流源I0(直流狀態(tài))+-R電流源Rov(交流狀態(tài))

電流源電路特點：

對電流源電路要求：直流狀態(tài)工作時，要求I0

精度高、熱穩(wěn)定性好。交流狀態(tài)工作時，要求Ro

大(理想情況Ro

)。利用iB恒定時，iC接近恒流特性而構(gòu)成。

電流源電路原理：第4章放大器基礎(chǔ)4.4.1

鏡像電流源電路

假設(shè)T1、T2

兩管嚴格配對，

基本鏡像電流源T1VCCiC1RT2IRiC2=I0由于

vBE1=vBE2

根據(jù)得知因此，稱iC2

是iC1

的鏡像。參考電流由于第4章放大器基礎(chǔ)因此IR

(>>2)RO=rce2

當溫度變化時，由于、VBE(on)

的影響，I0

熱穩(wěn)定性降低。IO精度及熱穩(wěn)定性當較小時，I0與IR

之間不滿足嚴格的鏡像關(guān)系，I0

精度降低。

輸出電阻RO由得知，當考慮基寬調(diào)制效應(yīng)時，根據(jù)

VA除了降低I0精度外，還造成Ro較小，I0恒流特性變差。第4章放大器基礎(chǔ)由得知，則得

減小影響的鏡像電流源T1VCCiC1RT2IRIOiRET3

結(jié)構(gòu)特點T1

管c、b之間插入一射隨器T3。

電路優(yōu)點減小分流i，提高I0

作為IR

鏡像的精度。由圖整理得式中輸出電阻Ro=rce2第4章放大器基礎(chǔ)RE作用避免因工作電流太小引起β減小，使得i增大。

比例式鏡像電流源T1VCCiE1RT2IRIOR1R2iE2

結(jié)構(gòu)特點兩管射極串接不同阻值的電阻。

電路優(yōu)點Rｏ增大，I０恒流特性得到改善。由(

較大)(

較大)得當時，得式中第4章放大器基礎(chǔ)

微電流源T1VCCRT2IRIOR2iE2令比例鏡像電流源中的R1=0。由式中根據(jù)集成工藝的要求，電阻R不易做太大，故前述電流源的I0

只能做到mA量級。得輸出電阻電路優(yōu)點：可提供A量級的電流，且Ro大，精度高。第4章放大器基礎(chǔ)

MOS鏡像電流源

MOS鏡像電流源與三極管基本鏡像電流源結(jié)構(gòu)相似，只是原參考支路中的電阻R被有源電阻T3

取代。T1VCCT2IRIOT3VSS若T1T2

性能匹配，工作在飽和區(qū)寬長比分別為(W/l)1、(W/l)2根據(jù)，得其中第4章放大器基礎(chǔ)4.4.2

有源負載差分放大器T1、T2

構(gòu)成的鏡像電流源代替RC4。T1VCCiC3T2vi1T3T4IEEVEEiOiC4iC2vi2

電路組成：T3、T4

構(gòu)成雙端輸入單端輸出差放。

電路特點：

由鏡像電流源知當差模輸入時則差模輸出電流當共模輸入時則共模輸出電流第4章放大器基礎(chǔ)T1VCCiC3T2vi1T3T4IEEVEEiOiC4iC2vi2

性能分析：

結(jié)論：該電路不僅具有放大差模、抑制共模的能力，在單端輸出時，還獲得雙端輸出的增益。由于則差模增益差模輸入電阻差模輸出電阻第4章放大器基礎(chǔ)4.4.2

有源負載差分放大器T1、T2

構(gòu)成的鏡像電流源

。

電路組成：T3、T4

構(gòu)成雙端輸入單端輸出差放。

電路特點：

由鏡像電流源知當差模輸入時則差模輸出電流當共模輸入時則共模輸出電流第4章放大器基礎(chǔ)vI2T3ISSVSST4iOvI1T1T2VDD

性能分析：

結(jié)論：該電路不僅具有放大差模、抑制共模的能力，在單端輸出時，還獲得雙端輸出的增益。由于則差模增益差模輸入電阻差模輸出電阻第4章放大器基礎(chǔ)vI2T3ISSVSST4iOvI1T1T2VDD輸出電流4.5多級放大電路第4章放大器基礎(chǔ)多級放大器可拆分成單級電路進行分析：

將后級輸入電阻作為前級的負載電阻。RLvS+-voRS+-A1vi+-A2

將前級帶負載后的輸出電壓作為后級輸入電壓。Ri2+-+-vo1=vi24.5.1耦合方式放大器與信號源、放大器與負載以及放大器級與級之間的連接方式稱為耦合方式。

交流信號正常傳輸。為保證交流信號正常傳輸、不失真放大，耦合方式必須保證：

盡量減小有用信號在傳輸過程中的損失。實際電路常采用兩種耦合方式：

集成電路中廣泛采用的一種耦合方式——直接耦合。

具有隔直流作用的耦合方式——電容耦合、變壓器耦合。第4章放大器基礎(chǔ)

電容耦合VCCR3R1R2R4RSvS+--+CBviT1+R7R5R6R8CCT2+

直流工作時：由于CB、CC

具有隔直流作用，因此信號源不影響放大器Q

點正常設(shè)置，且各級Q

點相互獨立。

交流工作時：由于CB

較大，在信號頻率上近似看作短路。因此，CB

的接入不會影響信號的正常傳輸。

電路缺點：體積大，不易集成。第4章放大器基礎(chǔ)

直接耦合各級之間不經(jīng)過任何元件直接相連。直接耦合方式：電路優(yōu)點：頻率特性好，便于集成。存在問題：級間直流電平配置問題。零點漂移問題。第4章放大器基礎(chǔ)VCCRC2RE2T2RC1T1RC3RE3T3RCnREnTn

級間直流電平配置問題一

結(jié)果：T1

管Q

點靠近飽和區(qū)，輸出易出現(xiàn)失真。由圖若RE2=0，后級接入RE，擴大前級動態(tài)范圍。解決方法：第4章放大器基礎(chǔ)VCCRC2RE2T2RC1T1RC3RE3T3RCnREnTn

級間直流電平配置問題二工作在放大模式時：加電平位移電路解決方法：由圖越往后級VBQ3ICQ3VCEQ3輸出動態(tài)范圍第4章放大器基礎(chǔ)VCCRC2RE2T2RC1T1RC3RE3T3RCnREnTn采用PNP管的電平位移電路：利用NPN管與PNP管電位極性相反的特點，將直流電平下移，擴大后級的輸出動態(tài)范圍。VCCRC2RET2RC1T1RB+--+VBQ1VCQ2+-VCQ1VCQ1

>VBQ1放大模式NPN管放大模式PNP管VCQ2<VBQ2=VCQ1第4章放大器基礎(chǔ)

零點漂移問題零點漂移：指vi

=0

時，輸出端靜態(tài)電壓的波動。

第一級采用低溫漂的差分放大器。解決方法：則第一級Q

點變(VCEQ1+V)，溫度漂移：因溫度變化引起的漂移，簡稱溫漂。溫漂危害：若溫度變淹沒有用信號。例如：假設(shè)直接耦合放大器原輸出端靜態(tài)電壓為VCEQn，V

經(jīng)后級逐級放大輸出靜態(tài)電壓變?yōu)?VCEQn

+

AvnV)當漂移嚴重即V

較大時，溫漂信號有可能淹沒有用信號，使電路喪失對有用信號的放大能力。電容耦合放大器由于電容的隔直作用，溫漂很小，可忽略。第4章放大器基礎(chǔ)放大器的組成原則：

直流偏置電路(即直流通路)要保證器件工作在放大模式。

交流通路要保證信號能正常傳輸，即有輸入信號vi時，應(yīng)有vo

輸出。判斷一個電路是否具有放大作用，關(guān)鍵就是看它的直流通路與交流通路是否合理。若有任何一部分不合理，則該電路就不具有放大作用。

元件參數(shù)的選擇要保證信號能不失真地放大，即電路需提供合適的Q

點及足夠的放大倍數(shù)。第4章放大器基礎(chǔ)

集成運放電路組成由于實際電路較復(fù)雜，因此讀圖時，應(yīng)根據(jù)電路組成，把整個電路劃分成若干基本單元進行分析。輸入級中間增益級輸出級偏置電路采用改進型差分放大器采用1~2級共發(fā)電路采用射隨器或互補對稱放大器采用電流源第4章放大器基礎(chǔ)F007集成運放內(nèi)部電路輸入級組成：由T1、T3

和T2、T4組成的共集—共基組合電路構(gòu)成雙入單出差放。T5、T6、T7

組成的改進型鏡像電流源作T4

管的有源負載。T8、T9

組成的鏡像電流源代替差放的公共射極電阻REE。輸入級特點：改進型差放具有共模抑制比高、輸入電阻大、輸入失調(diào)小等特點，是集成運放中最關(guān)鍵的一部分電路。中間級組成：

T17構(gòu)成共發(fā)放大器。

T13B、T12組成的鏡像電流源作有源負載，代替集電極電阻RC。電路特點：中間級是提供增益的主體，采用有源負載后，電壓增益很高。隔離級：

T16管構(gòu)成的射隨器作為隔離級，利用其高輸入阻抗的特點，提高輸入級放大倍數(shù)。輸出級組成：

T14

與T20

組成甲乙類互補對稱放大器。該放大器采用兩個射隨器組合而成。電路特點：輸出電壓大，輸出電阻小，帶負載能力強。過載保護電路：

T15、R6

保護T14管，T21、T22、T24、R7

保護T20

管。正常情況保護電路不工作，只有過載時，保護電路才啟動。隔離級：

T23A

管構(gòu)成的有源負載射隨器作為隔離級，可提高中間級電壓增益。

T13A

與T12

組成的鏡像電流源作有源負載，代替T23A的發(fā)射極電阻RE。偏置電路：偏置電路一般包含在各級電路中，采用多路偏置的形式。

T10、T11構(gòu)成微電流源，作為整個集成運放的主偏置。電平位移電路：輸入級共集—共基組合電路中，采用極性相反的NPN與PNP管進行電平位移。不專門另設(shè)電平位移電路。

將上述單元電路功能綜合起來可見，F(xiàn)007是實現(xiàn)高增益放大功能的一種集成器件。它具有高Ri、低Ro、高Av、高KCMR

、零輸入時零輸出等特點，是一種較理想的電壓放大器件。第4章放大器基礎(chǔ)4.6放大器的頻率響應(yīng)從系統(tǒng)的觀點看，小信號放大器為線性時不變系統(tǒng)。

傳遞函數(shù)和極零點4.6.1復(fù)頻域分析法輸入激勵信號x(t)輸出激勵信號y(t)若設(shè)拉氏變換X(s)Y(s)在初始條件為零時，定義系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：(m

n)式中：標尺因子H0

=bm/an

，z為零點，p為極點。第4章放大器基礎(chǔ)

在可實現(xiàn)的穩(wěn)定有源線性系統(tǒng)中，分母多項式各系數(shù)恒為正實數(shù)，極點必為負實數(shù)或?qū)嵅繛樨撝档墓曹棌?fù)數(shù)。

零點可以是負實數(shù)或?qū)嵅繛樨撝档墓曹棌?fù)數(shù)；也可以是正實數(shù)或?qū)嵅繛檎档墓曹棌?fù)數(shù)。

在僅含容性電抗元件的系統(tǒng)中：只要不出現(xiàn)由電容構(gòu)成的閉合回路，則極點數(shù)=電容數(shù)。若出現(xiàn)閉合回路，則極點數(shù)=獨立電容數(shù)。C1C2C3圖示閉合回路，極點數(shù)=2說明第4章放大器基礎(chǔ)1)寫出電路傳遞函數(shù)表達式

A(s)

頻率響應(yīng)分析步驟復(fù)頻域內(nèi)，無零多極系統(tǒng)傳遞函數(shù)一般表達式：

2)令s=j，寫出頻率特性表達式

A(j)設(shè)極點均為負實數(shù)(

p

=

-p)，則4)確定上、下限角頻率

3)繪制漸近波特圖第4章放大器基礎(chǔ)

RC低通電路頻率響應(yīng)CR+-+-vi(t)vo(t)

由圖，傳遞函數(shù)表達式：時間常數(shù)式中，

令s=j，則頻率特性表達式：幅值：或相角：第4章放大器基礎(chǔ)Op0.1p10pAv()/dB-20-3Op0.1p10pA()-45-90-5.7

繪制漸近波特圖：根據(jù)畫出幅頻波特圖畫出相頻波特圖漸近波特圖畫法：幅頻<<p時，>>p時，=p時，相頻<0.1p時，>10p

時，=p

時，-20dB/10倍頻-45/10倍頻第4章放大器基礎(chǔ)

確定上限角頻率：Op0.1p10pAv()/dB-20Op0.1p10pA()-45-90-20dB/10倍頻-45/10倍頻歸納一階因子漸近波特圖畫法：幅頻漸近波特圖：已知自0dB水平線出發(fā)，經(jīng)p

轉(zhuǎn)折成斜率為(–20dB/10倍頻)的直線。相頻漸近波特圖：自0水平線出發(fā)，經(jīng)0.1p

處轉(zhuǎn)折，斜率為(–45/10倍頻)，再經(jīng)10p

處轉(zhuǎn)折為-90的水平線。因=p

時，H=p第4章放大器基礎(chǔ)

RC高通電路頻率響應(yīng)

由圖，傳遞函數(shù)表達式：時間常數(shù)式中，

令s=j，則頻率特性表達式：幅值：相角：CR+-+-vi(t)vo(t)下限角頻率：因=p

時，L=p第4章放大器基礎(chǔ)Op0.1p10pA()4590

繪制漸近波特圖：根據(jù)畫出幅頻波特圖畫出相頻波特圖Op0.1p10pAv()/dB-2020dB/十倍頻-45/十倍頻幅頻漸近波特圖：>p：0dB水平線；<p：斜率為(20dB/十倍頻)的直線。相頻漸近波特圖：<0.1p：90的水平線。

0.1p

<<10p：斜率為(–45/十倍頻)的直線。>10p：0水平線。第4章放大器基礎(chǔ)

多極點系統(tǒng)頻率響應(yīng)

利用RC低通電路分析結(jié)果，得傳遞函數(shù)表達式：式中C1R1+-+-vivoAv1C2R2Av2C3R3Av3如圖所示的三級理想電壓放大器，Ri，Ro0。試畫漸近波特圖，并求H。已知R1C1>R2C2>R3C3

。第4章放大器基礎(chǔ)

頻率特性表達式：幅頻及相頻表達式：均為單階因子波特圖的疊加。假設(shè)Op20.1p110p3A()-90p1p3-180-270Op2p1p3Av()/dB204060-20p3-20dB/10倍頻-40dB/十倍頻-60dB/十倍頻-45/10倍頻-90/十倍頻-45/十倍頻第4章放大器基礎(chǔ)歸納多極點系統(tǒng)漸近波特圖畫法：幅頻漸近波特圖：自中頻增益

AvI(dB)的水平線出發(fā)，經(jīng)pn

轉(zhuǎn)折成斜率為(–

20dB/十倍頻)的直線。相頻漸近波特圖：自0水平線出發(fā)，經(jīng)0.1p1

處開始轉(zhuǎn)折，斜率為：(–

45/十倍頻)乘以(單階因子重疊的段數(shù))，再經(jīng)10pn

，轉(zhuǎn)折成-

90的折線。已知第4章放大器基礎(chǔ)

確定上限角頻率：根據(jù)定義，當=H

時：即整理并忽略高階小量得到上限角頻率為若p24p1，則稱p1

為主極點，p2、

p3

為非主極點。上限角頻率取決于主極點角頻率：第4章放大器基礎(chǔ)設(shè)原四端網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)：

密勒定理4.6.2共源、共發(fā)放大器的頻率響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)+-+-V1(s)V2(s)Y

(s)網(wǎng)絡(luò)+-+-V1(s)V2(s)Y1(s)Y2(s)密勒定理等效后：第4章放大器基礎(chǔ)共源放大器的頻率特性分析高頻等效電路

rceCgsCgdgmvgs(s)gVo(s)RS+-RDRL+-Vs(s)sd共源放大器交流等效電路

第4章放大器基礎(chǔ)RDRGvs+-RL+-voRS+-vigd密勒等效Y2(S)Cgsgmvgs(s)Vo(s)RS+-R’L+-Vs(s)sY1(S)Cgsgmvgs(s)gVo(s)RS+-R’L+-Vs(s)sdCM1共源放大器的頻率特性分析高頻等效電路

rceCgsCgdgmvgs(s)gVo(s)RS+-RDRL+-Vs(s)sd第4章放大器基礎(chǔ)理想激勵源當

共漏高頻等效電路及密勒近似第4章放大器基礎(chǔ)高頻等效電路

rceCgsCgdgmvgs(s)gVo(s)RS+-RDRL+-Vs(s)sd密勒等效Y2(S)Cgsgmvgs(s)gVo(s)RS+-R’L+-sdY1(S)

單向化近似第4章放大器基礎(chǔ)由于所以構(gòu)成系統(tǒng)的主極點，等效電路形成一階系統(tǒng)。推導(dǎo)出系統(tǒng)的源電壓增益可確定共漏電路上限截止頻率

共發(fā)高頻等效電路及密勒近似密勒等效rbbrbeCbegmVbe(s)bVo(s)RS+-RL+-Vs(s)Y1(s)Y2(s)高頻等效電路

rbbrberceCbeCbcgmVbe(s)bVo(s)RS+-RCRL+-Vs(s)ec第4章放大器基礎(chǔ)rbbrbeCbegmVbe(s)bVo(s)RS+-RL+-Vs(s)CM1CM2簡化等效電路中：密勒效應(yīng)倍增因子：CtgmVbe(s)bRt+-RL+-由簡化等效電路得式中

共發(fā)電路頻率響應(yīng)第4章放大器基礎(chǔ)

共發(fā)電路增益帶寬積

GBW

定義其中1)選rbb

小、Cbc

小、T

高的三極管使GBW。若D1，則HT，此時上限角頻率最高。2)管子選定后

采用恒壓源(RS

0)激勵：

采用恒流源(RS

)激勵：D1時，H

，上限頻率降低。3)RLD

H

，但AvsI

。需兼顧兩者。第4章放大器基礎(chǔ)提高共發(fā)電路上限頻率的方法：

在電路輸入端采用低阻節(jié)點(即RS

小)。

在電路輸出端也采用低阻節(jié)點(即RL小)。此時，共發(fā)電路上限角頻率H最高，且接近管子特征角頻率T。第4章放大器基礎(chǔ)

共集放大器4.6.3共集和共基放大器的頻率響應(yīng)高頻等效電路rbbrberceCbeCbcgmVbe(s)bVo(s)RS+-RERL+-Vs(s)ec由于簡化等效電路

rbbrbeCbegmVbe(s)bVo(s)RS+-RL+-Vs(s)eIb(s)因此，Cbc

可忽略不計。令RL=rce//RE//RL第4章放大器基礎(chǔ)共集交流通路

RE+-vo+-vsRLRS共集簡化等效電路

rbbrbeCbegmVbe(s)bVo(s)RS+-RL+-Vs(s)eIb(s)由簡化等效電路：式中零點角頻率：

極點角頻率：

并聯(lián)在Cbe

兩端的總電阻

采用恒壓源(RS

0)激勵：共集電路輸入為低阻節(jié)點(RS

小)時，上限角頻率H?？紤]到混型電路實際情況，共集電路應(yīng)工作在T/3以下。

第4章放大器基礎(chǔ)

共基放大器由圖高頻等效電路(忽略

rbb、rce)rbeCbeCbcgmVeb(s)bVo(s)RS+-RL+-Vs(s)ecIe(s)