共射级单管放大器工作原理

1、500k图1可见，利用两管基一射电压差 vbe可以控制io o由于vbe的数值小，用 阻值不大的re2即可得微小的工作电流-微电流源。图1井射侬单苜放大器实验电m1共射级单管放大器工作原理管子工作前题是be结加正向电压bc结加反向电压，然后1.发射区向基区扩散 电子，2.电子在基区边界扩散与复合，空穴由外电源补充，维持电流。 3.电子被 集电极收集。改变基极电流就可以改变集电极电流： ic=bib2.在两个放大管与vee之间接的有一个恒流源.一、微恒流源原理电路电路如图1所示，当ir 一定时，ic2可确定为:1 u +12vna.4k20khrl c 2.1k7电rl品一%又v 7,3/s ，

2、勺芬吟/b% =分in -111刍 -28（微修出4ki s，s jy驾吧中我r怎昌-=10 则/g& 需 261nl0 *60cm冷 %二、包流源电品&的主要应用-有源负载前面曾提到，增大rc可以提高共射放大电路的电压增益。但是， rc不能 很大，因为在集成工艺中制造大电阻的代价太高，而且，在电源电压不变的情况下，rc越大，导致输出幅度越小。那么，能否找到一种元件代替rc,其动态电阻大，使得电压增益增大，但静态电阻较小。因而不致于减小输出幅度呢？自 然地，我们可以考虑晶体管恒流源。由于电流源具有直流电阻小，交流电阻大的 特点，在模拟集成电路 中广泛地把它作负载使用-有源负载，如图2所示。在本

3、图中恒流源由20k电阻和q7与q8组成.其他同基本放大电路q7短接基极和集电极的接法在集成电路制作中常用.由于晶体管电流源具有直流电阻小， 交流电阻大的特点，在模拟集成电路中广泛 地把它作负载使用-有源负载.而且集成电路中做二极管就是用三极管一个极.短接另一个极.3三级运放放大电路工作原理三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极c,基极b,发射极e。分成npn和pnp两种。我们仅以npn三极管的共发射极放大电路为例来说明一 下三极管放大电路的基本原理。下面的分析仅对于 npn 型硅三极管。如上图所示，我们把从基极b 流至发射极e 的电流叫做基极电流ib ；把从集电极 c 流至发射极 e

4、的电流叫做集电极电流ic 。 这两个电流的方向都是流出发射极的， 所以发射极e 上就用了一个箭头来表示电流的方向。 三极管的放大作用就是： 集电极电流受基极电流的控制 （假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话） ， 并且基极电流很小的变化， 会引起集电极电流很大的变化， 且变化满足一定的比例关系： 集电极电流的变化量是基极电流变化量的b倍，即电流变化被放大了b倍，所以我们把b叫做三极管的放大倍数（b一般远大于1,例如几十，几百）。如果我们将一个变化的小信号加 到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流ib 的变化， ib 的变化被放大后，导致了 ic 很大的变化。如果集电极电流ic 是流过一个电

5、阻r 的，那么根据电压计算公式 u=r*i 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管be 结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取0.7v ）。当基极与发射极之间的电压小于0.7v 时，基极电流就可以认为是0 。但实际中要放大的信号往往远比 0.7v 要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于0.7v 时，基极电流都是0 ）。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电

6、流 （叫做偏置电流， 上图中那个电阻rb 就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻） ， 那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化， 而基极电流的变化， 就会被放大并在集电极上输出。 另一个原因就是输出信号范围的要求， 如果没有加偏置， 那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效（因为没有偏置时集电极电流为0 ，不能再减小了）。而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小；当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大4，集成放大电路工作原理集成电路是在一小块p 型硅晶片衬底上

7、， 制成多个晶体管（ 或 fet） 、 电阻、电容，组合成具有特定功能的电路。集成电路在结构上的特点：1. 采用直接耦合方式。2. 为克服直接耦合方式带来的温漂现象,采用了温度补偿的手段输入级是差放电路。3. 大量采用 bjt 或 fet 构成恒流源 ,代替大阻值r ,或用于设置静态电流。4. 采用复合管接法以改进单管性能。集成电路分为数字和模拟两大部分。5. 运算放大器工作原理运算放大器（operational amplifier,简称op、opa、opamp）是一种直流耦合，差模（差动模式）输入、通常为单端输出 （differential-in, single-ended output）

8、的高增益 （gain） 电压放大器，因为刚开始主要用于加法， 乘法等运算电路中， 因而得名。 一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的 输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、 无限大的频宽。 最基本的运算放大器如图 1-1。 一个运算放大器模组一般包括 一个正输入端（op_p）、一个负输入端（op_n）和一个输出端（op_o）。1-1通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端(inverting input node)连接，形成一负反馈(negative feedback)&态。原因是运算放大器的电压增益非常大， 范围从数百至数万倍不等， 使用负

9、反馈方可保证电路的稳定运作。 但是这并不代表运算放大器不能连接成正回馈(positive feedback),相反地，在很多需要产生震荡讯号的系统中，正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。开环回路1-2 开环回路运算放大器开环回路运算放大器如图1-2。当一个理想运算放大器采用开回路的方式工作时，其输出与输入电压的关系式如下：vout = ( v+ -v-) * aog其中 aog 代表运算放大器的开环回路差动增益(open-loop differential gai 由于运算放大器的开环回路增益非常高， 因此就算输入端的差动讯号很小， 仍然会 让输出讯号饱和(saturation),导致非

10、线性的失真出现。因此运算放大器很少 以开环回路出现在电路系统中，少数的例外是用运算放大器做比较器 (comparator),比较器的输出通常为逻辑准位元的 0与1。闭 环负反馈将运算放大器的反向输入端与输出端连接起来，放大器电路就处在负反馈组态的状况，此时通常可以将电路简单地称为闭环放大器。 闭环放大器依据输入讯号进入放大器的端点，又可分为反相 (inverting) 放大器与非反相(non-inverting) 放大器两种。反相闭环放大器 如图 1-3 。假设这个闭环放大器使用理想的运算放大器，则因为其开环增益为无限大，所以运算放大器的两输入端为虚接地(virtual ground) ，其输

11、出与输入电压的关系式如下：vout = -(rf / rin) * vin图 1-3 反相闭环放大器非反相闭环放大器如图 1-4 。假设这个闭环放大器使用理想的运算放大器，则因为其开环增益为无限大，所以运算放大器的两输入端电压差几 乎为零，其输出与输入电压的关系式如下：vout = (r2 / r1) + 1) * vin图1-4非反相闭环放大器集成运算放大器原理由于运算放大器的增益极高，所以不能在两输入端之间加上输入信号，而一定要用作反馈放大器。这种运算放大器基本上可分为图2 - 9所示的非倒相放大电路和图2 - 10所示的倒相放大电路两类。(a)非倒相放大电路首先，我们来讨论非倒相放大电路

12、。设 in+端和in -端的电压分别为和,并认为运算放大器的增益无限大，则为要获得有限的输出电压，则。这点则是运算放大器工作中的一大特征。在此前提下，分析电路工作就能变得十分简单。根据此特征，输入 与输出的关系为：并公噎三方露公仁厂)(b)倒相放大电路卜面我们来分析倒相放大电路。,这点是与非倒相放大电路情况相同的，所以 =0 =0v。这样，尽管有输入信号然而端处为0v。恰似接地，所以被叫做假想接地。于是，若讨论流经rs.rff _%*的电流i ,由于运算放大器的输入电流为0 ,则 为据此，可得出匕笫r =_/%输入与输出的关系：可见，非倒相放大器和倒相放大电路，是从对应于输入，其输出是否倒向这

13、一事实出发而得名的。差分放大电路如图2 - 11所示，可将两个这种放大电路组合成差分放大电路。由当和尸=氏1（二，一）八lw/日&式+式为分压而得j流经rs2和rf2的电流i为炉的=由上述两式可得其中，如设rs1=rs2, rf1=rf2 ,则即差分放大器能够获得 v1和v2之差成正比的输出。图2t1e为戒人口照等（咛-6）勺+勺1 r.i %实际的运算放大器以上所述是均是理想的运算放大器的情况。实际上，运算放大器的增益不可 能无限大，有电流向in-、in+端子流入（或流出），并且其电流不一定相等。即使 在无信号时，v+ 、v-之间也有一定的电压。（a）输入偏置电流（ib）的影响如果运算放大器的输入级由晶体管构成， 要使电路能正常工作，应有偏置电 流（基极电流）流过。该输入偏置电流流经反馈电阻时，会产生压降，从而造成输 出误差。在图2 - 12电路中，尽管无输入，但是在输出端也会出现