电工学简明教程小结10

1、 第第 10 章交流放大电路章交流放大电路10.1基本要求基本要求1理解共发射极基本放大电路的组成和工作原理、掌握静理解共发射极基本放大电路的组成和工作原理、掌握静态工作点的估算、掌握微变等效电路分析、了解图解分析法；态工作点的估算、掌握微变等效电路分析、了解图解分析法；2理解分压式偏置放大电路稳定静态工作点的原理、掌握理解分压式偏置放大电路稳定静态工作点的原理、掌握静态工作点的估算及微变等效电路分析法；静态工作点的估算及微变等效电路分析法；3理解射极输出器的基本特点和用途；理解射极输出器的基本特点和用途；4了解差分放大电路的工作原理及差模信号和共模信号的了解差分放大电路的工作原理及差模信号和

2、共模信号的概念；概念；5了解互补对称功率放大电路的工作原理；了解互补对称功率放大电路的工作原理；6了解绝缘栅场效晶体管的基本结构、主要特性及参数，了解绝缘栅场效晶体管的基本结构、主要特性及参数，理解场效晶体管共源极放大电路的工作原理。理解场效晶体管共源极放大电路的工作原理。1共发射极基本交流放大电路共发射极基本交流放大电路C1RS+ui RCRB+UCCC2RL+es +uo +iB+ uBE iC+uCE T估算静态值估算静态值：BCCBBECCBRURUUI BCII CCCCCEIRUU 还可用图解法确定静态值，用图解法确定静态值的步骤还可用图解法确定静态值，用图解法确定静态值的步骤是：

3、在晶体管的输出特性曲线上作直流负载线是：在晶体管的输出特性曲线上作直流负载线 由直流通由直流通路求出偏流路求出偏流 IB 得出得出静态静态工作点工作点 找出找出静态值静态值。一般通过改变一般通过改变 RB 的阻值来调解静态的阻值来调解静态工作点。工作点。10.2本章小结本章小结用放大电路的微变等效电路计算用放大电路的微变等效电路计算 Au， ri 和和 ro 。beLrRAu 式中式中LCL/ RRR )mA()mV(26)1()(200EbeIr bebeBir/rRr CoRr rbe EBCRCRLRBRSoUbIcIbI iI+ + sE+ LR iU满足满足 I2 IB 和和 VB

4、UBE 两个条件，两个条件，静态工作点静态工作点才能基才能基本稳定。本稳定。2分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路+UCCRCC1C2TRLRE+CE+RB1RB2RS+ui+es+uo iBiC+uCE + uBE 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路CCB2B1B2BURRRV EBEBEBECRVRUVII 可认为可认为 VB 与晶体与晶体管的参数无关，不受温管的参数无关，不受温度影响，而仅为度影响，而仅为 RB1 和和 RB2 的分压电路所固定。的分压电路所固定。IICB )(ECCCCCERRIUU rbe EBCRCRLRB2RSoUbIcIbI iI+ + sE+ RB1用微变等

5、效电路计算用微变等效电路计算 Au， ri 和和 ro 。beLrRAu bebeB2B1ir/r/RRr CoRr 式中式中LCL/ RRR iU射极输出器射极输出器静态值的计算静态值的计算EBBECCB)(1RRUUI EECCCEIRUU BE)(1II 用微变等效电路计算用微变等效电路计算 Au， ri 和和 ro 。LbeL)1()1(RrRAu LbeBi)1(/RrRr LEL/ RRR 式中式中 SbeoRrr BSS/ RRR 式中式中C1RS+ui RERB+UCCC2RL+es +uo +iB+ uBE iE+uCE T射极输出器射极输出器rbe EBRERLRBRSoU

6、bIcIbIiI+ + sE+ CeIiU射极输出器的主要特点是：电压放大倍数接近射极输出器的主要特点是：电压放大倍数接近 1；输入；输入电阻高；输出电阻低。因此，它常被用作多级放大电路的输电阻高；输出电阻低。因此，它常被用作多级放大电路的输入级或输出级。入级或输出级。4差分放大电路差分放大电路T1T2RCRB+UCC+ui1 iBiCRCRB+ui2 iBiCRPREEEiEiE+ uO ( (1) ) 差分放大电差分放大电路是抑制零点漂移的路是抑制零点漂移的最有效的电路，对右最有效的电路，对右图所示的图所示的双端输出双端输出的的差分放大电路差分放大电路主要靠主要靠电路的对称性抑制零电路的对

7、称性抑制零点漂移点漂移。 ( (2) ) 由于电路不可能完全对称，在单端输出由于电路不可能完全对称，在单端输出( (即从一个即从一个管子的集电极输出管子的集电极输出) )时，不能再靠电路对称来抑制零点漂移，时，不能再靠电路对称来抑制零点漂移，为此加了发射极电阻为此加了发射极电阻 RE 和负电源和负电源 EE， RE 能区别对待差模信能区别对待差模信号和共模信号号和共模信号，它对共模信号有很强的负反馈，它对共模信号有很强的负反馈作用，从而进作用，从而进一步抑制零点漂移，而对差模信号没有影响，不影响差模电一步抑制零点漂移，而对差模信号没有影响，不影响差模电压放大倍数。压放大倍数。双端输入双端输入-

8、双端输出差分电路的差模电压放大倍数为双端输出差分电路的差模电压放大倍数为beBCd12i1i0drRRAuuuA 当在两管的集电极之间接入负载电阻时当在两管的集电极之间接入负载电阻时beBLdrRRA 式中式中LCL21/RRR 两输入端之间的差模输入电阻为两输入端之间的差模输入电阻为)(2beBirRr 两集电极之间的差模输出电阻为两集电极之间的差模输出电阻为Co2Rr 共模抑制比共模抑制比cdCMRRAAK 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路R1iC2RLR3R2D1D2B1B2T1T2+UCCCLAC+ui +uo iC1OTL 电路电路为了获得较大的输出为了获得较大的输出功率，功

9、率放大电路中的功率，功率放大电路中的晶体管通常工作在极限状晶体管通常工作在极限状态；为了提高效率，应工态；为了提高效率，应工作在甲乙类或乙类状态；作在甲乙类或乙类状态；为了消除失真，应采用互为了消除失真，应采用互补对称电路。补对称电路。对右图所示的对右图所示的 OTL 电路，静态时必须使电路，静态时必须使 A 点点的电位为，为了使的电位为，为了使输出波形对称，输出波形对称，CL 的容量的容量必须足够大。必须足够大。CC21U6场效晶体管及其放大电路场效晶体管及其放大电路 教材中主要介绍了教材中主要介绍了 N 沟道增强型绝缘栅场效晶体管的结沟道增强型绝缘栅场效晶体管的结构、工作原理、特性和参数。

10、构、工作原理、特性和参数。ID /mAOUGS / V无沟道无沟道有沟道有沟道UGS(th)UDS =常数常数N 沟道增强型管沟道增强型管的转移特性曲线的转移特性曲线ID /mAOUDS / VUGS = 1 V2 V4 V3 VN 沟道增强型管沟道增强型管的输出特性曲线的输出特性曲线 跨导是表示场效晶体管放大能力的参数，它是当漏跨导是表示场效晶体管放大能力的参数，它是当漏-源电源电压压 UDS 为常数时，漏极电流的增量为常数时，漏极电流的增量 ID 与引起这一变化的栅与引起这一变化的栅源电压的增量源电压的增量 UGS 的比值，即的比值，即右图是右图是场效晶体管的分场效晶体管的分压式偏置共源极

11、放大电路压式偏置共源极放大电路C1+UDD+SGDRDRG1RGRG2TRSRLCSC2+ui +uo 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路LmRgAu )/(/)/(G2G1GgsG2G1GiRRRrRRRr DoRr 电压放大倍数电压放大倍数输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻场效晶体管场效晶体管是电压控制器件，具有高输入电阻的特点，是电压控制器件，具有高输入电阻的特点，因此，因此，场效晶体管放大电路场效晶体管放大电路适于作多级适于作多级放大电路放大电路的输入级。的输入级。DSGSDmUUIg 10.3例题分析例题分析 例例 1 在下图的分压式偏置放大电路中，已知在下图的分压式偏置放大电路中，

12、已知 UCC = 24 V，RC = 3.3 k ，RE = 1.5 k ， RB1= 33 k ，RB2 = 10 k ，RL = 5.1 k ，晶体管的，晶体管的 = 66，并设，并设 RS 0。( (1) )试求静态值试求静态值 IB，IC 和和 UCE；( (2) )画出微变等效电路；画出微变等效电路；( (3) )计算晶体管的输入电阻计算晶体管的输入电阻 rbe； ( (4) ) 计算电压放大倍数计算电压放大倍数 Au ；( (5) )计算放大电路输出端开路时电压计算放大电路输出端开路时电压放大倍数，并说明负载电阻放大倍数，并说明负载电阻 RL 对电压放大倍数的影响；对电压放大倍数的

13、影响；( (6) )估估算放大电路的输入电阻和输出电阻。算放大电路的输入电阻和输出电阻。 解解 ( (1) ) 应用戴维宁定理计算应用戴维宁定理计算等效电动势等效电动势等效内阻等效内阻BBA12121233BBB3BB3BBEB33BE3CBCECCCEC333 1010 10/(3310) 107.76 107.76k5.580.7A(1)7.67 10(166) 1.5 100.046 100.046mA66 0.046mA3mA()24(3.31.5) 103 10R RRRRRREUIRRIIUURRI 3V9.6 V CCBB212BB332410 10V5.58 V(3310) 1

14、0UERRR ( (2) ) 微变微变等效电路略。等效电路略。( (3) ) beE2626mV200(1)200(661)0.78k3mArI L33be3.3 5.1166101703.35.10.78 10uRAr 3C3be3.3 10662790.78 10uRAr ( (4) )( (5) )( (6) )1233ibeBB33oC0.78 107.67 10/(0.787.67) 100.71 100.71k3.3krrRRrR 例例 2 在在例例 1 中中，设，设 RS = 1，试计算输出端接有负载时试计算输出端接有负载时的电压的电压放大倍数放大倍数 Au = Uo/Ui 和和

15、 Au = Uo/ES 。并说明信号源内阻并说明信号源内阻 RS 对电压放大倍数的影响。对电压放大倍数的影响。 解解 上题图的分压式偏置放大电路的微变等效电路如下上题图的分压式偏置放大电路的微变等效电路如下图所示。图所示。( (1) )17078. 0266beLio rRUUAu 式中式中 k2/LLRRRC( (2) ) 因因RB1 rbe， RB2 rbe而而 RB1、RB2 和和 rbe 三者并联，故可将三者并联，故可将 RB1 和和 RB2 略去不计。由略去不计。由图可得图可得beSSbeirRErU 于是于是beSLbeSbebeLSiioSoSrRRrRrrREUUUEUAu 将

16、数据代入，得将数据代入，得2 .7478. 01266S uA可见信号源内阻可见信号源内阻 RS 愈大，输出电压愈大，输出电压 uo 愈小，即愈小，即| |AuS| |愈低。愈低。 例例 3 在下图所示的差分放大电路中在下图所示的差分放大电路中 = 50，UBE = 0.7 V，输入电压输入电压 Ui1 = 7 mV，Ui2 = 7 mV。( (1) )计算放大电路的静态值计算放大电路的静态值 IB，IC 及各电极的电位及各电极的电位 VE、VC 和和 VB；( (2) )把输入电压把输入电压 uI1，uI2 分解为共模分量分解为共模分量 uIc1，uIc2 和差模分和差模分量量 uId1，u

17、Id2；( (3) )求单端共模输出求单端共模输出 uOc1 和和 uOc2；( (4) )求单端差模输出求单端差模输出 uOd1 和和 uOd2；( (5) )求单端总输出求单端总输出 uO1 和和 uO2；( (6) )求双端共模输出求双端共模输出 uOc，双端差模输出，双端差模输出 uOd 和双端总输出和双端总输出 uO。 解解 ( (1) )静态时，静态时， uI1 = uI2 = 0，由下图的单管直流通路，由下图的单管直流通路可得可得BBBEEEEEBEBBE22(1)R IUR IEEUIRR 于是于是B3B33CEB33CCCCC33EEBBBB60.7A0.01 10A0.01

18、mA10 1021505.1 1050 0.01mA0.5mA(1)51 0.01mA0.51mA65.1 100.5 10V3.45 V6262 5.1 100.51 10V0.78 V10 1IIIIIVUR IVR IVR I （）3300.01 10V0.1V ( (2) )Ic1Ic2Ic1Ic2Id1Id2Id1Id273mV5mV2273mV2mV22uuuuuuuu ( (3) )由公式由公式Oc1Oc2CcIcIcBbeE2(1)uuRAuuRrR COc1Oc2Ic1BbeE2(1)RuuuRrR be26200(150)2.8k0.51r 得出得出Oc1Oc25.1505mV2.39mV102.82(150) 5.1uu 式中式中于是于是COd1Id1BbeCOd2Id2Bbe50 5.12mV39.8mV102.850 5.1( 2)mV39.8mV102.8RuuRrRuuRr O1Oc1Od1O2Oc2Od2( 2.39)( 39.8) mV42.2 mV( 2.39)39.8 mV37.4 mVuuuuuu ( (4) )( (5) )( (6) )OcOc1Oc2OdOd1Od2OO1O2Od0( 39.839.8