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3 6 1 共集电极电路 3 6共集电极电路和共基极电路 输入 输出回路共用集电极 因此称为共集电极电路 由于信号是从发射极取出 该电路又称为射极输出器 1 电路分析 a 求Q点参数 b 计算电压增益 由于输出电压和输入电压基本相等 并随输入电压同相变化 这种电路又称电压跟随器 c 计算输入电阻 Ri较大 几十 几百k 量级 d 计算输出电阻 2 共集电极电路特点总结 电压增益小于1但接近1 但其电流增益ie ib较大 仍有一定的功率放大作用 输出电压与输入电压同相输入电阻高 从信号源提取的电流小 可减少信号源的功率容量 适于作多级放大器的输入级 缓冲级 输出电阻低 可减少负载变动对电压增益的影响 即带负载的能力强 适于作多级放大器的输出级 3 6 2共基极电路 输入 输出回路共用基极 因此称为共基极电路 1 电路分析 a 求Q点参数 b 计算电压增益 c 计算输入电阻 d 计算输出电阻 2 共基极电路特点总结 输入电阻小 电压增益 输出电阻在数值上与共射放大电路相同 输出电压和输入电压同相 频率特性好 多用在高频 宽频带电路中 电流增益ic ie小于1但接近于1 因此共基极电路又称电流跟随器 课本61页 表3 3 放大电路三种基本组态的比较 思考题 试判断P76图题3 10 3 11 3 12的放大组态 2 4场效应管 场效应管是利用输入电压在管内所产生的电场效应 来控制其输出电流 是电压控制器件 它只有一种载流子 多数载流子 参与导电 故又称为单极型晶体管 场效应管 简写成FET 是另一种半导体器件 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 2 4 1场效应管的结构 类型 体内场效应器件 表面场效应器件 N沟道增强型MOSFET的结构示意图和符号 N沟道耗尽型MOSFET的结构示意图和符号 MOS管有N沟道和P沟道之分 每一类沟道又有增强型和耗尽型之分 增强型是指vGS 0时不存在导电沟道没有iD电流 耗尽型是指vGS 0时 存在导电沟道 有iD电流 1 N沟道增强型MOSFET 1 结构与符号 2 4 2场效应管的工作原理 vGS 0时 没有感生沟道 两个PN结背靠背 无论vDS为正为负 均没有iD电流产生 2 工作原理 在绝缘层中形成的强电场吸引P型衬底中的电子 使其在靠近表面处形成N型薄层 称反型层 由于它是栅极正电压感应产生的 又称感生沟道 反形层 感生沟道 构成了电子的导电通道 反型层的厚薄 对应沟道电阻的低和高 受vGS控制 vGS 0 vDS 0时 外加一定的正向vDS 开始出现漏极电流iD的栅源电压vGS 称为开启电压VT 若vDS较小 漏极电流iD随vDS的上升接近线性增加 vGS VT vDS 0时 当vDS增大到一定数值 iD趋于饱和 此后vDS继续上升 iD保持不变 如果vDS过大会导致漏端PN结反向击穿 iD急剧上升 3 特性曲线 可变电阻区 恒流区 击穿区 开启电压VT 2 N沟道耗尽型MOSFET 由于事先在SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子 所以当vGS 0时 这些正离子已经感应出反型层 在漏源之间形成了导电沟道 于是只要有漏源电压 就有漏极电流存在 耗尽型MOS管的特点 栅源电压为正 为负或为零均能工作 IDSS 饱和漏极电流 VGS为0时的漏极电流 VP 夹断电压 漏极电流为0时的VGS 见P34图2 39 思考题 夹断电压VP与开启电压VT是哪种类型场效应管的参数 有何区别 思考题 在实际应用中场效应管的热稳定性比三极管好 为什么 思考题 场效应管和三极管均是放大器件 三极管可以用来表示放大能力 那么场效应管也可以用来表示放大能力吗 为什么 3 FET和BJT的比较 FET是电压控制器件 BJT是电流控制器件 FET放大电路的放大倍数低 FET中导电载流子只有一种 单极型器件 而BJT中同时存在两种 双极型器件 所以FET有较好的温度稳定性和低噪声性能 FET无栅极电流 输入电阻大 BJT输入端PN结正偏 输入电流大 输入电阻小 FET使用时d极 s极可以互换 而BJT的c极 e极不可以互换 FET制造工艺简单 芯片占用面积小 更适于在集成电路中使用 MOS管栅极绝缘且绝缘层很薄 所以较小的感生电压能产生很高的电场 易使绝缘层击穿 为保护管子 存放MOS管时应将各电极短接 焊接时电烙铁应有良好的地接触 或断电焊接 并注意对交流电场的屏蔽 3 8场效应管放大电路 FET和BJT一样 工作时要有合适的静态工作点 根据FET的输出特性 电路应给FET提供合适的VGS和VDS才会有合适的静态工作点 FET放大电路有共源 共漏 共栅3种组态 1 FET的直流偏置电路及静态分析 1 自偏压电路 对FET进行静态分析时 将栅极g和沟道之间视为断路处理 直流偏压VGS不是靠电压源提供 而是由源极电阻R上的直流压降提供 称为自偏压电路 该电路只适用于耗尽型FET 而且静态工作点调节不方便 3 8 1FET放大电路的静态分析 分压器式自偏压电路 耗尽型 增强型FET均适用 而且静态工作点可通过调节Rg1 Rg2和R确定 比较方便 2 FET放大电路的动态分析 1 FET的交流小信号模型 rgs 栅极和源极间的电阻 极大 常作开路处理rd 交流输出电阻 比较大 常作开路处理gm 低频互导 跨导 小信号模型的简化 2 用小信号模型分析FET放大电路 a 共源放大电路 共源电路属于反相 倒相 电压放大器 其增益较大 输入电阻较高 输出电阻由Rd决定 见P66FET放大电路分析 区分和本例题的不同 3 9多级放大电路为了获得更高的电压放大倍数 可以把多个基本放大电路连接起来 组成所谓多级放大电路 其中每一个基本放大电路叫做一级 1 耦合方式 多级放大电路中级与级之间的连接方式叫做耦合方式 常见耦合方式有以下三种 直接耦合阻容耦合变压器耦合 1 直接耦合 思考题 请求出两个三极管的的静态工作点 并说明它们之间的关系 2 阻容耦合 思考题 请求出两个三极管的的静态工作点 并说明它们之间的关系 2多级放大电路的分析 a 计算多级放大电路的电压增益 见教材P61放大电路电压增益的表达式 输入电阻法计算各级放大电路的增益时 将后一级电路的输入电阻作为前一级的负载考虑 计算电压增益的方法 见教材P69公式 电路如图所示 已知 1 2 100 VBE1 VEB2 0 7V 计算总电压放大倍数 例题1 第一步 求静态IEQ1和IEQ2值 第二步 求rbe1和rbe2值 第三步 求AV b 计算多级放大电路的输入和输出电阻 将多级放大电路作为一个整体看待 其输入电阻是从第一级放大电路输入端看进去的交流等效电阻 输出电阻是放大电路在断开负载后 从最后一级放大电路输出端看进去的等效交流电阻 计算下图所示电路的输入电阻和输出电阻 例题2 练习题 见教材P77习题3 20 3 10放大电路的主要性能指标 增益输入电阻输出电阻非线性失真带宽和最大输出功率 注意 输入电阻 输出电阻 增益通常都是在正弦输入信号下的交流参数 只有在放大电路处于放大状态且输出不失真的条件下才有意义 第三章放大电路基础主要内容小结 一 基本放大电路3种组态 共发射极 共集电极 共基极放大电路 二 放大电路的分析方法 静态 动态 直流通路 交流通路 静态分析的两种方法 1 近似估算法 2 图解分析 在输入 输出特性曲线上找工作点 直流负载线 非线性失真和工作点的选取 动态分析的两种方法 1 图解分析 在交流负载线上确定工作范围 2 小信号模型法 三极管的H参数建模 BJT的小信号简化模型 三 共发射极放大电路分析 用小信号模型求解动态参数 稳定工作点电路及