模拟电路与数字电路：第3章_放大电路基础a

1、放大电路基础放大电路基础3.2 共发射极放大电路共发射极放大电路3.3 放大电路放大电路的分析方法的分析方法3.6共集电极电路和共基放大电路共集电极电路和共基放大电路3.4 用用H参数小信号模型分析参数小信号模型分析共发射基本放大电路共发射基本放大电路3.1 放大电路的基本概念放大电路的基本概念3.5 稳定静态工作点的放大电路稳定静态工作点的放大电路3.8 场效应管放大电路场效应管放大电路3.9 多级放大电路多级放大电路3.10 放大电路主要性能指标放大电路主要性能指标3.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应1.1.放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅放大电路主要用于放大微弱信

2、号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。2.2.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。放大电路结构示意图放大电路结构示意图RbVBBRCC1C2T放大元件放大元件iC= iB，工作在放大区，工作在放大区，要保证集电结反要保证集电结反偏，发射结正偏。偏，发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点RL+VCC阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路3.2.1 3.2.1 共射基本

3、放共射基本放大电路的构成大电路的构成共射放大电路组成共射放大电路组成使发射结正偏，使发射结正偏，并提供适当的并提供适当的静态工作点静态工作点IB和和UBE。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻集电极电源，集电极电源，为电路提供能为电路提供能量。并保证集量。并保证集电结反偏。电结反偏。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL共射放大电路共射放大电路集电极电阻，集电极电阻，将变化的电流将变化的电流转变为变化的转变为变化的电压。电压。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL耦合电容：耦合电容：电解电容，有极性，电解电容，有极性，大小为大小为10 F50 F作用：作用：隔直

4、通交隔直通交隔离输入输出与隔离输入输出与电路直流的联系，电路直流的联系，同时能使信号顺同时能使信号顺利输入输出。利输入输出。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL+uiuo单电源供电单电源供电可以省去可以省去Rb+VCCVBBRCC1C2TRLRb单电源供电单电源供电+VCCRCC1C2TRL三极管工作在放大区：三极管工作在放大区： 发射结正偏，发射结正偏， 集电结反偏。集电结反偏。UCE（-ICRc）放大原理：放大原理：iUUBEIBIC（ IB）电压放大倍数：电压放大倍数： oU-+VT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUVCEBE+UIUB+IIC+U+CEUOiouUUA直

5、接耦合共射放大电路直接耦合共射放大电路3.2.2 3.2.2 共射基本放大电路的工作原理共射基本放大电路的工作原理IBQuiOt iB OtuCEOtuoOt iC OtICQUCEQ-+VT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUVCEBE+UIUB+IIC+U+CEUOceCECEcCCbBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu符号说明符号说明3.3.13.3.1静态和动态静态和动态基本思想基本思想 非线性电路经适当近似后可按线性电路对待，非线性电路经适当近似后可按线性电路对待，利用利用叠加定理叠加定理，分别分析电路中的，分别分析电路中的交交、直直流成分。流成分。分析三极管电路的

6、基本思想和方法分析三极管电路的基本思想和方法直流通路直流通路( (ui = 0) )分析分析静态。静态。 交流通路交流通路( (ui 0) )分析分析动态，动态，只只考虑变化的电压和电流。考虑变化的电压和电流。画交流通路原则：画交流通路原则：1. 电源视为短路；电源视为短路；2. 电容视为短路。电容视为短路。放大电路的分析方法放大电路的分析方法3.3.23.3.2直流通路和交流通路直流通路和交流通路练习：画出共发射极放大电练习：画出共发射极放大电路的直流通路和交流通路。路的直流通路和交流通路。放大电路没有输入信号放大电路没有输入信号(u(ui=0)=0)时的工作状态称为时的工作状态称为静态。静

7、态。 静态静态分析的任务分析的任务是根据电路参数和三极管的是根据电路参数和三极管的特性特性确定确定静静 态值态值（直流值）（直流值）UBE、IB、 IC 和和UCE。可用放大电路的可用放大电路的直流通路直流通路来分析。来分析。3.3.3 3.3.3 放大电路的静态分析放大电路的静态分析（一）直接耦合共射放大电路静态图解分析（一）直接耦合共射放大电路静态图解分析令令us=0，在输入、输出特性曲线上求，在输入、输出特性曲线上求Q点的值点的值VCCICUCECCCRVQIB静态静态UCE静态静态IC由估算法求出由估算法求出I IB B，I IB B对应的输对应的输出特性与直流出特性与直流负载线的交点

8、负载线的交点就是工作点就是工作点Q Q开路开路Rb+VCCRCC1C2RL画出放大电路的直流通路画出放大电路的直流通路1. .静态工作点的估算静态工作点的估算将交流电压源短路将交流电压源短路 将电容开路。将电容开路。直流通路的画法：直流通路的画法：开路开路（二）阻容耦合共射放大电路静态图解分析（二）阻容耦合共射放大电路静态图解分析Rb+VCCRC直流通道直流通道用估算法分析放大器的静态工作点用估算法分析放大器的静态工作点（ IB、UBE、IC、UCE）（1）估算）估算IB（ UBE 0.7V)Rb+VCCRCIBUBEbBECCBRUVIbCC7 . 0RVbRVCCRb称为称为偏置电阻偏置电

9、阻，IB称称为为偏置电流偏置电流。（2）估算）估算UCE、ICRb+VCCRCICUCECCCCCERIVUIC= IB例：例：用估算法计算静态工作点。用估算法计算静态工作点。已知：已知：VCC=12V，RC=4K ，Rb=300K ， =37.5。解：解：A400.04mA30012RVIbCCBmAIIBC5 . 104. 05 .376V41.512RIVUCCCCCE请注意电路中请注意电路中IB和和IC的数量级的数量级UBE 0.7VRb+VCCRC练习：练习：例例3.1 P42IBUBEQICUCEuiibibic1. 交流放大原理（设输出空载）交流放大原理（设输出空载）假设在静态工

10、作点的基础上，输入一微小的正弦信号假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号 ui静态工作点静态工作点3.3.4 3.3.4 放大电路的动态分析放大电路的动态分析图解分析法图解分析法ICUCEicuCE也沿着也沿着负载线变化负载线变化uCEUCE与与Ui反相！反相！uCE怎么变化怎么变化各点波形各点波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反Rb+VCCRCC1C2uiiBiCuCEuoceCECEcCCbBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)短路短路短路短路置零置零2.放大器的交流通路放大器的交流通路Rb+VCCRCC1C2RLuiu

11、o1/ C 0将直流电压源短路，将电容短路。将直流电压源短路，将电容短路。交流通路交流通路分析动态工作情况分析动态工作情况交流通路的画法：交流通路的画法：RbRCRLuiuo交流通路交流通路Rb+VCCRCC1C2RL3.交流负载线交流负载线输出端接入负载输出端接入负载RL：不影响不影响Q 影响动态！影响动态！交流负载线交流负载线RbRCRLuiuoicuce其中：其中：CLLR/RR uce=-ic（RC/RL） = -ic RL交流量交流量ic和和uce有如下关系：有如下关系：这就是说，交流负载线的斜率为：这就是说，交流负载线的斜率为：LR1 uce=-ic（RC/RL）= -ic RL或

12、或ic=（-1/ RL） uce交流负载线的作法：交流负载线的作法：斜斜 率为率为- -1/RL 。（ RL= RLRc ）经过经过Q点。点。 ICUCEVCCCCCRVQIB交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线斜斜 率为率为- -1/RL 。（ RL= RLRc ）经过经过Q点。点。 注意：注意：（1）交流负载线是有交流）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。输入信号时工作点的运动轨迹。 （2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。）空载时，交流负载线与直流负载线重合。例例 ：硅管，硅管，ui = 10 sin t (mV)，RB = 176 k ， RC = 1 k ，VCC

13、= VBB = 6 V，图解分析各电压、电流值。，图解分析各电压、电流值。 解解 令令 ui = 0，求静态电流，求静态电流 IBQA)( 30mA)(03. 01767 . 06BQ IuBE/ViB/ A0.7 V30Quit tuBE/VtiBIBQ( (交流负载线交流负载线) )uCE/ViC/mA4123iB=10 A20304050605Q6直流负载线直流负载线Q Q 6tiCICQUCEQ Qt tuCE/VUcemibicuceOOOOOO当当 ui = 0 uBE = UBEQ iB = IBQ iC = ICQ uCE = UCEQ 当当 ui = Uim sin t ib

14、 = Ibmsin t ic = Icmsin t uce = Ucem sin t uo = uceiB = IBQ + Ibmsin tiC = ICQ + Icmsin tuCE = UCEQ Ucem sin t = UCEQ +Ucem sin (180 t)iouu 选择工作点的原则：选择工作点的原则：当当 ui 较小时，为减少功耗和噪声，较小时，为减少功耗和噪声，“Q” 可设得低一些；可设得低一些；为提高电压放大倍数，为提高电压放大倍数，“Q”可以设得高一些；可以设得高一些；为获得最大输出，为获得最大输出，“Q” 可设在交流负载线中点。可设在交流负载线中点。建立小信号模型的意义建

15、立小信号模型的意义建立小信号模型的思路建立小信号模型的思路 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。电路来处理。 由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。线性化处理，从而简化

16、放大电路的分析和设计。BJT的小信号建模的小信号建模3.3.53.3.5放大电路的动态分析放大电路的动态分析-小信号模型法小信号模型法1. H参数的引出参数的引出),(CEBBEvifv在小信号情况下，对上两式取全微分得在小信号情况下，对上两式取全微分得CECEBEBBBEBEBCEdvvvdiivdvIV 用小信号交流分量表示用小信号交流分量表示vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce 对于对于BJT双口网络，我们双口网络，我们已经知道输入输出特性曲线已经知道输入输出特性曲线如下：如下：iB=f(vBE) vCE=constiC=f(vCE) iB=const可

17、以写成：可以写成：),(CEBCvifi CECECBBCBEBCEdvvidiiidvIV vBEvCEiBcebiCBJT双口网络双口网络CEBBEie Vivh 输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的正向电流传输比或电输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；流放大系数；输入端交流开路时的反向电压传输比；输入端交流开路时的反向电压传输比；输入端交流开路时的输出电导。输入端交流开路时的输出电导。其中：其中：四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H H参数）。参数）。1. H参数的引出参数的引出vbe= hiei

18、b+ hrevceic= hfeib+ hoevceCEBCfe Viih BCEBEre Ivvh BCECoe Ivih 3. H参数小信号模型参数小信号模型根据根据可得小信号模型可得小信号模型BJT的的H参数模型参数模型hfeibicvceibvbehrevcehiehoevbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevcevBEvCEiBcebiCBJT双口网络双口网络 H H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。 H H参数与工作点有关，在放大区基本不变。参数与工作点有关，在放大区基本不变。 H H参数都是微变参数，所以

19、只适合对交流信号的分析。参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。4. 模型的简化模型的简化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即即 rbe= hie = hfe uT = hre rce= 1/hoe一般采用习惯符号一般采用习惯符号则则BJT的的H参数模型为参数模型为 ibicvceibvbeuT vcerberce uT很小，一般为很小，一般为10-3 10-4 ， rce很大，很大，约为约为100k 。故一故一般可忽略它们的影响，得到般可忽略它们的影响，得到简化电路简化电路 ib 是受控源是受控源 ，且为电流，且为电流控制电流源控制电流源(CCCS)。 电流方向与电

20、流方向与ib的方向是关联的方向是关联的。的。 5. H参数的确定参数的确定 一般用测试仪测出；一般用测试仪测出； rbe 与与Q点有关，可用图点有关，可用图示仪测出。示仪测出。一般也用公式估算一般也用公式估算 rbe rbe= rb + (1+ ) re其中对于低频小功率管其中对于低频小功率管 rb200 则则 )mA()mV(26)1(200EQbeIr )mA()mV(26)mA()mV(EQEQTeIIVr而而 (T=300K) 共射极放大电路共射极放大电路1. 利用直流通路求利用直流通路求Q点点bBECCBRVVI 一般硅管一般硅管VBE=0.7V，锗管，锗管VBE=0.2V， 已知已

21、知。BCII cCCCCERIVV 3.4 3.4 用用H H参数小信号模型分析参数小信号模型分析共发射极基本放大电路共发射极基本放大电路bIcIbIbIcIbI2. 画出小信号等效电路画出小信号等效电路RbbIcIbIviRbiVbIcIOVbIRbviRciVbIcIOVbI共射极放大电路共射极放大电路icvce+-交流通路交流通路RbviRcRLiVbIcIOVbIH参数小信号等效电路参数小信号等效电路3. 求电压增益求电压增益根据根据RbviRcRLiVbIcIOVbIbebirIV bcII )/(LccORRIV 则电压增益为则电压增益为beLcbebLcbbebLcciO)/()

22、/()/(rRRrIRRIrIRRIVVAV （可作为公式）（可作为公式）4. 求输入电阻求输入电阻RbRcRLiVbIcIOVbIRiiIbebiii/rRIVR 5. 求输出电阻求输出电阻RbRcRLiVbIcIOVbIRo令令0i V0b I0b I Ro = Rc 所以所以 1. 电路如图所示。电路如图所示。试画出试画出其小信号等效模型电路。其小信号等效模型电路。-VCCRcRLReRb2Rb1Cb2Cb1+-vo+-vi+cebbIbI rbeebcbIbI RerbeebcbIiIiVbI Rb2Rerbe+-ebcbIiIiVbI Rb1Rb2Rerbe+-ebcbIiIiVbI

23、 Rb1Rb2RcRerbe+-ebcbIiIiVbI oVRb1Rb2RcReRLrbe+-+-ebc 解：解：例题例题例题例题 解：解：（1）4Vk4mA212cCCCCE RIVVmA2uA4050BC IIuA40k300V12bCCbBECCB RVRVVI（2） 863)mA()mV(26)1(200)mA()mV(26)1(200CEbeIIr 87.115)/(beLcioV rRRVVA 863/bebebirrRRk4co RR36.73)87.115(500863863VsiiVS ARRRAioVVVA soVSVVA 2. 放大电路如图所示。试求：（放大电路如图所示。

24、试求：（1）Q点；（点；（2）、oi RR 、。已知已知 =50。问题的提出问题的提出 单管共射放大电路存在的问题单管共射放大电路存在的问题实验中出现的现象实验中出现的现象.5.5 稳定静态工作点的放大电路稳定静态工作点的放大电路当环境温度发生变化时当环境温度发生变化时1.1.温度对晶体管参数的影响温度对晶体管参数的影响TITICBOCBO,温度每升高温度每升高1010o oC, IC, ICBOCBO一倍一倍TUUBEBE,温度每升高温度每升高1 1o oC, UC, UBEBE2.5mv2.5mvT,T,温度每升高温度每升高1 1o oC,/ 0.5C,/ 0.51%1%3.5.13.5.

25、1温度对工作点的影响温度对工作点的影响 2.2.温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响I ICQCQ=I=IB BQ Q+(1+) I+(1+) ICBOCBOI IBQBQ= =（VccVcc- U- UBEBE）/ R/ RB B TI TICQCQQQ饱和失真饱和失真 3 工作点上移时输出波形分析工作点上移时输出波形分析“Q”过高引起饱和失真过高引起饱和失真ICS集电极临界集电极临界饱和电流饱和电流NPN 管：管：底部底部失真为饱和失真。失真为饱和失真。uCEiCt OOiCO tuCEQV CC不接负载时，交、直流负载线重合不接负载时，交、直流负载线重合静态是基础，动态是目的静态

26、是基础，动态是目的稳定静态工作点的措施稳定静态工作点的措施特点特点：R RB1B1上偏流电阻、上偏流电阻、R RB2B2下偏流电阻、下偏流电阻、 R RE E发射极电阻发射极电阻 共发射极电路共发射极电路 1.电路组成电路组成3.5.23.5.2分压式偏置电路分压式偏置电路+ UBEQ IBQI1IEQ2.电路的静态分析和动态分析电路的静态分析和动态分析直流通路直流通路ICQ直流通路的画法直流通路的画法(1)(1)静态分析静态分析 若电路调整适当，可以使若电路调整适当，可以使ICQICQ基本不变基本不变。稳定过程（原理）稳定过程（原理）TITICQCQIICQCQR RE EUUB B固定固定

27、UUBEBEIIBQBQIICQCQ 稳定的条件稳定的条件 UB固定固定 UB=VCCRB2 / (RB1+RB2)（1）I I1 1 I IB B 硅管硅管I I1 1= =（5-105-10）I IBQBQ 锗管锗管I I1 1= =（10-2010-20）I IBQBQ（2 2）U UB B U UBEBE 硅管硅管U UB B= =（3-53-5）V V 锗管锗管U UB B= =（1-31-3）V V EBEQBQEQRUUI EQCQII /QBQCII )(ECCQCCCEQRRIVU 说明说明Q是否合适是否合适+VCCRCRERB1RB2+ UBEQ IBQI1IEQICQ+

28、UCEQ 求求Q点点（IBQ、ICQCQ 、UCEQCEQ）(2)(2)动态分析动态分析求求AU、Ri、RO（一）（一）画出放大电路的微变等效电路画出放大电路的微变等效电路 1.画出交流通路画出交流通路2.2.画出放大电路的微变等效电路画出放大电路的微变等效电路（二）计算动态性能指标（二）计算动态性能指标1.计算计算AuAu“-”“-”表示表示UoUo和和UiUi反相。反相。 AuAu的值比固定偏流放大电路小了。的值比固定偏流放大电路小了。ERberLRuAUUAiOu)1 (2.2.计算输入电阻计算输入电阻iiiiuR/ )1 (/21EbeBBiRrRRRR Ri i，同时说明公式的记法和

29、折合的概念。，同时说明公式的记法和折合的概念。 uo在在RE两端的电压可以忽略不计，因此两端的电压可以忽略不计，因此RoRc 。3. 3. 计算输出电阻计算输出电阻Ro o Ro= Ro=u uo/o/i io o Us=0Us=0 R RL L= . .6 6 共集共集电极电路和电极电路和共基极电路共基极电路IBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2RL+uo+usIBQ = (VCC UBEQ) / RB +(1+ ) ) REICQ = I BQUCEQ = VCC ICQ RE交流通路交流通路RsRB+ +uo RLibiciiRE一、电路组成与静态工作点一、电路组成与静态工作

30、点二、性能指标分析二、性能指标分析交流通路交流通路RsRB+ +uo RLibiciiRE小信号等效电路小信号等效电路usRB+uo RLibiciirbe ibRERs+ R L = RE / RL)1(/ )1( LbeBLbeiBiii iiRrRRruRuuiuR 电压放大倍数：电压放大倍数：LbeLLEbbebLEbio)1()1(/)1(/1RrRRRiriRRiuuAu ）（ 1输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：usRB+uo RLibiciirbe ibRERs+ RBibrbe ibRERsus = 0+u iiRESbeE)1(RruRu R S = Rs / RBi

31、 = iRE ib ib 1)(/)1/()(SbeESbeEoRrRRruRuuiuR 0LoS RiuRu射极输出器射极输出器特点特点Au 1 输入输出同相输入输出同相Ri 高高Ro 低低用途：用途：输入级输入级 输出级输出级 中间隔离级中间隔离级例例 : =120，RB = 300 k ，r bb= 200 ，UBEQ = 0.7 V, RE = RL = Rs = 1 k ，VCC = 12V。求：求：“Q ”，Au，Ri，Ro。IBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2RL+uo+us 解解 1) )求求 “Q”IBQ = (VCC UBE) / RB + (1+ ) RE

32、= (12 0.7) / 300 +121 1 27 ( A)IEQ I BQ = 3.2 (mA)UCEQ = VCC ICQ RE = 12 3.2 1 = 8.8 (V)2) )求求 Au，Ri，RoRbe = 200 + 26 / 0.027 1.18 (k )98. 0)1()1(LbeL RrRAu Ri = 300/(1.18 121) = 51.2 (k )( 18 1)(/SbeEo RrRRRL = 1 / 1 = 0.4 (k )一、一、 共基极放大电路共基极放大电路+VCCRCC2C3RLRE+RB1RB2RS +us +uo C1一、求一、求“Q”( (略略) )二、

33、性能指标分析二、性能指标分析beLbebLbio rRriRiuuAu RiR i 1)1(be bbebeiiririiuR)1(/beEi rRRRoRo = RC特点：特点：1. Au 大小与共射电路相同。大小与共射电路相同。2. 输入电阻小，输入电阻小，Aus 小。小。RCRERS +us RL+uo RCRERS+us RLrBEioicieiiib ib+ui 电压增益：电压增益：beLc)/(rRR 输入电阻：输入电阻：beb/rR输出电阻：输出电阻：cR)/)(1()/()1(LebeLeRRrRR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/bebserRRRbeLc)/(r

34、RR 1/beerRcR+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu共集共集+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR共基共基共射共射+b2b-iucC+RR-CCb1RuToL+CV将放大电路对不同频率正弦信号的稳态响应称放大电将放大电路对不同频率正弦信号的稳态响应称放大电路的频率响应，简称频响或频率特性。路的频率响应，简称频响或频率特性。 频率特性包括频率特性包括幅频特性幅频特性与与相频特性相频特性两部分：两部分：u幅频特性幅频特性: 描写放大倍数之模与频率的关系曲线描写放大倍数之模与频率的关系曲线u相频特性相频特性: 描写相位与频率的关系曲线描写相位

35、与频率的关系曲线3.7放大电路的频率响应放大电路的频率响应 做图时不是用逐点描绘曲线，而是采用折线近似的方法画出做图时不是用逐点描绘曲线，而是采用折线近似的方法画出的对数频率特性，通常称为波特图。就是横坐标频率的对数频率特性，通常称为波特图。就是横坐标频率f f采用采用lgflgf对数刻度，这样将频率的大幅度的变化范围压缩在一个对数刻度，这样将频率的大幅度的变化范围压缩在一个小范围内小范围内( (例如用例如用1 16 6代表代表101010106 6) )，幅频特性的纵坐标电压，幅频特性的纵坐标电压增益，用分贝增益，用分贝(dB)(dB)表示为表示为20lgA20lgA，( (当当A A从从1

36、010倍变化到倍变化到10103 3倍时，倍时，分贝值只从分贝值只从2020变化到变化到60)60)。这样绘出的。这样绘出的20lgA20lgAlgflgf的关系曲线的关系曲线称为对数幅频特性。而相频特性的纵坐标相移称为对数幅频特性。而相频特性的纵坐标相移采用线性刻采用线性刻度，绘制出的度，绘制出的lgflgf关系曲线称为对数相频特性。两者合起关系曲线称为对数相频特性。两者合起来，称为对数频率特性。来，称为对数频率特性。什么是波特图什么是波特图幅频响应幅频响应相频响应相频响应幅频特性幅频特性共射基本放大电路共射基本放大电路相频特性相频特性3.8.1 FET放大电路的静态分析放大电路的静态分析三

37、种组态：三种组态：共源、共漏、共栅共源、共漏、共栅特点：特点：输入电阻极高，输入电阻极高， 噪声低，热稳定性好噪声低，热稳定性好3.8.2 FET放大电路的小信号模型分析法放大电路的小信号模型分析法1.直流偏置电路直流偏置电路 (1) 自偏压方式自偏压方式 （N沟道耗尽型绝缘栅场效应管）沟道耗尽型绝缘栅场效应管）+VDDRDC2CS+uo C1+ui RGRSGSD3.8.1 FET放大电路的静态分析放大电路的静态分析栅极电阻栅极电阻 RG 的作用：的作用：( (1) )为栅偏压提供通路为栅偏压提供通路( (2) )释放栅极积累电荷释放栅极积累电荷源极电阻源极电阻 RS 的作用：的作用：提供负

38、栅偏压提供负栅偏压漏极电阻漏极电阻 RD 的作用：的作用：把把 iD 的变化变为的变化变为 uDS 的变化的变化UGSQ = UGQ USQ = IDQRSSDQSG2G1G2DDGQ RIURRRVU ；SDQG2G1G2DDGSQ RIRRRVU (2) 分压式自偏压电路分压式自偏压电路调整电阻的大小，可获得：调整电阻的大小，可获得： UGSQ 0UGSQ = 0UGSQ RD输出电压输出电压)(21GGGiRRRr 带负载带负载RL 时时LmgsDgsmio)/(RguRRuguuALu 3.8.2 FET放大电路的小信号模型分析法放大电路的小信号模型分析法 为什么要多级放大？为什么要多

39、级放大？前面我们主要研究了由一个晶体管前面我们主要研究了由一个晶体管组成基本放大电路，它们的电压放大倍数一般只有几十倍。组成基本放大电路，它们的电压放大倍数一般只有几十倍。但是在实际应用中，往往需要放大非常微弱的信号，上述但是在实际应用中，往往需要放大非常微弱的信号，上述的放大倍数是远远不够的。为了获得更高的电压放大倍数，的放大倍数是远远不够的。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，组成可以把多个基本放大电路连接起来，组成“多级放大电多级放大电路路”。其中每一个基本放大电路叫做一。其中每一个基本放大电路叫做一“级级”，而级与级，而级与级之间的连接方式则叫做之间的连接方式则

40、叫做“耦合方式耦合方式”。 实际上，单级放大电路中也存在电路与信号源以及负载之实际上，单级放大电路中也存在电路与信号源以及负载之间的耦合问题。间的耦合问题。3.9多级放大电路多级放大电路1. 耦合方式耦合方式直接直接耦合耦合A1A2电路简单，能放大交、直流电路简单，能放大交、直流信号，信号，“Q” 互相影响，零互相影响，零点点漂移严重。漂移严重。阻容阻容耦合耦合A1A2各级各级 “Q” 独立，只放大交独立，只放大交流流信号，信号频率低时耦合电信号，信号频率低时耦合电容容抗大。容容抗大。变压变压 器器耦合耦合A1A2用于选频放大器、用于选频放大器、功率放大器等。功率放大器等。2.直接耦合放大电路

41、直接耦合放大电路存在两个问题：存在两个问题：1）第一级的静态工作）第一级的静态工作点已接近饱和区。点已接近饱和区。2）由于采用同种类型的管）由于采用同种类型的管子，级数不能太多。子，级数不能太多。（1）直接耦合的具体形式）直接耦合的具体形式为了解决第一个问题：可以采用如下的办法。为了解决第一个问题：可以采用如下的办法。（a）RRB1C1uiuoTT12UCE1E2RRC2(a) 加入电阻加入电阻RE2RRB1C1R C2uiuoTT12RUz z+VDz zCC（b）在）在T2的发射极加入稳压管的发射极加入稳压管RRB1C1R E2uiuoTT12RC2VCC+为了解决第二个问题：可以在电路中

42、采用不同类型为了解决第二个问题：可以在电路中采用不同类型的管子，即的管子，即NPN和和PNP管配合使用，如下图所示管配合使用，如下图所示。利用利用NPN型管和型管和PNP型管进行电平移动型管进行电平移动（1）电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。）电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。由于级间是直接耦合，所以电路可以放大缓慢由于级间是直接耦合，所以电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。变化的信号和直流信号。（2）便于集成。）便于集成。由于电路中只有晶体管和电阻，由于电路中只有晶体管和电阻，没有电容器和电感器，因此便于集成。没有电容器和电感器，因此便于集成。缺点：缺点：优点优点：（1）各级的静态

43、工作点不独立，相互影响）各级的静态工作点不独立，相互影响。会给设计、。会给设计、计算和调试带来不便。计算和调试带来不便。（2）引入了零点漂移问题）引入了零点漂移问题。零点漂移对直接耦合放大。零点漂移对直接耦合放大电路的影响比较严重。电路的影响比较严重。（2）直接耦合放大电路的优缺点）直接耦合放大电路的优缺点（3）直接耦合放大电路中的零点漂移问题）直接耦合放大电路中的零点漂移问题1）何谓零点漂移？）何谓零点漂移？2）产生零点漂移的原因）产生零点漂移的原因3）零点漂移的严重性及其抑制方法）零点漂移的严重性及其抑制方法电阻，管子参数的变化，电源电压的波动。如果采用高精电阻，管子参数的变化，电源电压的

44、波动。如果采用高精度电阻并经经过老化处理和采度电阻并经经过老化处理和采 用高稳定度的电源，则用高稳定度的电源，则晶晶体管参数随温度的变化将成为产生零点漂移的主要原因。体管参数随温度的变化将成为产生零点漂移的主要原因。如果零点漂移的大小足以和输出的有用信号相比拟，就如果零点漂移的大小足以和输出的有用信号相比拟，就无法正确地将两者加以区分。因此，为了使放大电路能无法正确地将两者加以区分。因此，为了使放大电路能正常工作，必须有效地抑制零点漂移。正常工作，必须有效地抑制零点漂移。注意：注意：为什么只对直接耦合多级放大电路为什么只对直接耦合多级放大电路提出这一问题呢？原来温度的变化和零点提出这一问题呢？

45、原来温度的变化和零点漂移都是随时间缓慢变化的，如果放大电漂移都是随时间缓慢变化的，如果放大电路各级之间采用阻容耦合，这种缓慢变化路各级之间采用阻容耦合，这种缓慢变化的信号不会逐级传递和放大，问题不会很的信号不会逐级传递和放大，问题不会很严重。但是，对直接耦合多级放大电路来严重。但是，对直接耦合多级放大电路来说，输入级的零点漂移会逐级放大，在输说，输入级的零点漂移会逐级放大，在输出端造成严重的影响。特别时当温度变化出端造成严重的影响。特别时当温度变化较大，放大电路级数多时，造成的影响尤较大，放大电路级数多时，造成的影响尤为严重。为严重。抑制零点漂移的方法：抑制零点漂移的方法：1）采用恒温措施，使

46、晶体管工作温度稳定。需要恒温室）采用恒温措施，使晶体管工作温度稳定。需要恒温室或槽，因此设备复杂，成本高。或槽，因此设备复杂，成本高。2）采用温度补偿法。就是在电路中用热敏元件或二极）采用温度补偿法。就是在电路中用热敏元件或二极管（或晶体管的发射结）来与工作管的温度特性互相补管（或晶体管的发射结）来与工作管的温度特性互相补偿。最有效的方法是设计特殊形式的放大电路，用特性偿。最有效的方法是设计特殊形式的放大电路，用特性相同的两个管子来提供输出，使它们的零点漂移相互抵相同的两个管子来提供输出，使它们的零点漂移相互抵消。这就是消。这就是“差动放大电路差动放大电路”的设计思想。的设计思想。3）采用直流

47、负反馈稳定静态工作点。）采用直流负反馈稳定静态工作点。4）各级之间采用阻容耦合。）各级之间采用阻容耦合。3.阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路 阻容耦合放大电路的方框图阻容耦合放大电路的方框图阻容耦合是通过电容器将后级电路与阻容耦合是通过电容器将后级电路与前级相连接，其方框图所示。前级相连接，其方框图所示。单级阻容耦合放大电路单级阻容耦合放大电路两级阻容耦合放大电路两级阻容耦合放大电路1）各级的直流工作点相互独立各级的直流工作点相互独立。由于电容隔直流。由于电容隔直流 通交流，所以它们的直流通路相互隔离、相互独立的，通交流，所以它们的直流通路相互隔离、相互独立的，这样就给设计、调试和分析带来很大

48、方便。这样就给设计、调试和分析带来很大方便。 2）在传输过程中，交流信号损失少。在传输过程中，交流信号损失少。只要耦合电容选得只要耦合电容选得 足够大，则较低频率的信号也能由前级几乎不衰减地足够大，则较低频率的信号也能由前级几乎不衰减地 加到后级，实现逐级放大。加到后级，实现逐级放大。优点：优点：3）电路的温漂小。）电路的温漂小。4）体积小，成本低。）体积小，成本低。缺点：缺点：2）低频特性差；）低频特性差；1）无法集成；）无法集成；3）只能使信号直接通过，而不能改变其参数。）只能使信号直接通过，而不能改变其参数。4. 三种耦合方式放大电路的应用场合三种耦合方式放大电路的应用场合阻容耦合放大电

49、路：用于交流信号的放大。阻容耦合放大电路：用于交流信号的放大。变压器耦合放大电路：用于功率放大及调谐放大。变压器耦合放大电路：用于功率放大及调谐放大。直接耦合放大电路：一般用于放大直流信号或缓慢直接耦合放大电路：一般用于放大直流信号或缓慢变化的信号。变化的信号。集成电路中的放大电路都采用直接耦合方式。为了抑制集成电路中的放大电路都采用直接耦合方式。为了抑制零漂，它的输入级采用特殊形式的差动放大电路。零漂，它的输入级采用特殊形式的差动放大电路。Au1第一级第一级Au2第二级第二级Aun末末 级级uiuo1RLRSuousuo2ui2uiniiiouuAu nuuuuuuuuioi3o32i2oi1o. = Au1Au2 Au