第3章 基本放大电路图

1、第第3 3章章 放大电路基础放大电路基础教材：教材：第第4 4章章 晶体三极管及其基本放大电路晶体三极管及其基本放大电路p.74p.74p.126p.126Fundamental of Amplifier Circuits本章任务本章任务 2.1 2.1 放大的概念放大的概念 2.2 2.2 基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理 2.3 2.3 放大电路的分析方法和放大电路的放大电路的分析方法和放大电路的 主要性能指标主要性能指标 2.4 2.4 放大电路静态工作点的稳定放大电路静态工作点的稳定 2.5 2.5 晶体管单管放大电路的三种基本接法晶体管单管放大电路的三种基本接法

2、2.6 2.6 基本放大电路的派生电路基本放大电路的派生电路 2.7 2.7 场效应管放大电路场效应管放大电路概述 放大器的概念：放大器的概念： .机械放大机械放大 .光学放大光学放大 .电子放大电子放大2.两类放大电路 .交流放大器（阻容耦合的放大电路）交流放大器（阻容耦合的放大电路） .直流放大器（直接耦合的放大电路）直流放大器（直接耦合的放大电路） .两者的区别：两者的区别： .放大的对象（放大的对象（Signal）不同：）不同： .放大器的结构不同：放大器的结构不同： 扩音机示意图扩音机示意图 放大电路示意图放大电路示意图Sec.2.1Sec.2.1放大电路的组成放大电路的组成 . .

3、放大的基本条件放大的基本条件 . .放大器输入回路放大器输入回路 . .放大器输出回路放大器输出回路 . .小结小结重要概念重要概念教材：教材：第第4 4章章 晶体三极管及其晶体三极管及其基本放大电路基本放大电路p.73p.73p.77p.77u iCcEcCbSec2.1Sec2.1( (阻容耦合阻容耦合) )共射共射Amp.Amp.的组成及工作原理的组成及工作原理1.1.组成组成RcRbUBEUCE+-ICEbUBEQUCEQ-+-+u o+-共射共射Amp.Amp.IB 阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路工作原理分析工作原理分析标准（规范）电路图标准（规范）电路图教材：教材：第第4

4、 4章章 晶体三极管及其晶体三极管及其基本放大电路基本放大电路p.77p.77p.87p.872.直流静态分析直流静态分析(直流通路求静态工作点直流通路求静态工作点)RbEcEcEC=UBE+IBRBEC=UCE+ICRCRcUBEUCE+-IC+共射共射Amp.Amp.IB(1).( (图解分析法图解分析法) )利用图解法求解利用图解法求解静态工作点静态工作点和和电压放大倍数电压放大倍数条件：条件：RL =EC=UBE+IBRBEC=UCE+ICRB（2）.动态分析动态分析 (基本共射放大电路的波形分析基本共射放大电路的波形分析) ).条件：条件：RL =uAmA 交流负载线交流负载线(RC

5、耦合共射放大电路及其耦合共射放大电路及其) 交流通路交流通路. .条件：条件：R RL L S Step.1tep.1画交流通路画交流通路 直流负载线和交流负载线直流负载线和交流负载线条件：条件：R RL L Step.2Step.2画交流画交流负载线负载线 3. 阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路 的分析方法的分析方法 Summary: 阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路 的直流通路和交流通路的直流通路和交流通路直流通路直流通路交流通路交流通路图2.3.4 基本共射放大电路Tr. DC Static Q ANALYSIS共射放大器直流静态工作点共射放大器直流静态工作点静态分析静态

6、分析 图2.3.5 利用图解法求解静态工作点 和电压放大倍数5.Amp.的参数对的参数对Q的影响的影响 .基本共射放大电路的基本共射放大电路的截止失真截止失真.基本共射放大电路的基本共射放大电路的饱和失真饱和失真Sec.3.2 Amp.Sec.3.2 Amp.的基本分析方法的基本分析方法微变等效电路法微变等效电路法 1.Amp.Amp.的交流通路的交流通路 2.Tr.Tr.共射极共射极Amp.Amp.的的h h参数（微变等效电路）参数（微变等效电路） 3.3.r rbebe的计算的计算 4.利用微变等效电路计算利用微变等效电路计算Amp.Amp.的放大倍数的放大倍数 5. Amp.5. Amp

7、.的输入电阻和输出电阻的输入电阻和输出电阻教材：教材：第第4 4章章 晶体三极管及其基本放大电路晶体三极管及其基本放大电路p.87p.87p.95p.951.1.晶体管的共射晶体管的共射Amp.hAmp.h参数等效参数等效模型模型uBE=f（iB，uCE）iC=f（iB，uCE） h h参数的物理意义及求解方法参数的物理意义及求解方法例：例： 高频小功率晶体管高频小功率晶体管3DG6，在，在IC=1mA，IB=30uA，UCE=5V时时，h11e=1.4k h12e=25104h21e=40 h22e=4 104(S)2.rbe的计算的计算( 晶体管输入回路的分析晶体管输入回路的分析)rbeT

8、r. 简化的简化的h参数等效参数等效模型模型 3. 3. 用用h h参数小信号模型分析参数小信号模型分析 共射放大电路共射放大电路的的AvAv、RiRi、RoRo ( (会算会算) ) 教材：教材： 第第4 4章章 晶体三极管及其基本放大电路晶体三极管及其基本放大电路 p.87p.87p.95p.953. 基本基本共射共射放大电路放大电路的动态分析的动态分析*共射极共射极Amp.Amp.等效等效模型模型等效电压源等效电压源3.RCRC耦合共射耦合共射AMP.AMP.的的( (交流交流) )微变等效电微变等效电路路RCRC耦合共射耦合共射AMP.AMP.微変等效电路微変等效电路Amp.计算计算A

9、uAu、AuAuL L方法方法i放大电路的输入电阻和输出电阻示意图放大电路的输入电阻和输出电阻示意图VCVS4.RC4.RC耦合共射耦合共射AMP.AMP.的的输入输入/ /输出电阻输出电阻（RiRi/Ro/Ro）RCRC耦合共射耦合共射AMP.AMP.微変等效电路微変等效电路Amp.RiRi= =u ui i /i /ii i计算计算RiRi方法方法beRiRi（1）.RCRC耦合共射耦合共射AMP.AMP.的的输入电阻输入电阻iRCRC耦合共射耦合共射AMP.AMP.的的输出电阻输出电阻概念概念RCRC耦合共射耦合共射AMP.AMP.微変等效电路微変等效电路Amp.Roce计算计算RoRo

10、方法方法IcII1条件条件:Us=0,R:Us=0,RL L=例： 一个共射一个共射Amp.Amp.电路参数如下：电路参数如下： 50, rb 200, Vcc=12v . .计算计算Q Q的值，（的值，（us=s=0, 0, uonon =0.7v =0.7v）；）； . .画出交流微变等效电路，计算画出交流微变等效电路，计算Av, AvAv, AvL L, Av, AvS S, Ri, Ri, , Ro; Ro;Lecture-1.p.582.4 2.4 放大电路静态工作点的稳定放大电路静态工作点的稳定 1 .1 .环境温度对晶体管输出特性曲线的影响：环境温度对晶体管输出特性曲线的影响：

11、2 .2 .静态工作点稳定电路：静态工作点稳定电路： 3 .3 .静态工作点稳定电路的等效电路：静态工作点稳定电路的等效电路： 4 .4 .阻容耦合阻容耦合Q Q点稳定电路的交流等效电路点稳定电路的交流等效电路：1. T对工作点的影响：对工作点的影响： .UBE = UBE(25) （TaT0）2.2103 V或者： UBE =（22.5）mv/ ./T=（0.51.0）/ .ICBO=ICBO（ T0）2（TaT0）/10晶体管在不同环境温度下的输出特性曲线晶体管在不同环境温度下的输出特性曲线2. 2. （射极偏置电阻）静态工作点稳定电路（射极偏置电阻）静态工作点稳定电路CeRCRC耦合耦合

12、AMPAMPDCDC通路通路直接耦合直接耦合DCDC通路通路.静态分析静态分析.电路结构电路结构思路：思路：AC通路ReRcRb1Rb2uiuouiuoRbRbrbeibibReRc3. 3. 阻容阻容耦合耦合Q Q点稳定电路的交流等效电路点稳定电路的交流等效电路有有CeCe无无CeCe计算射极偏置计算射极偏置Amp.Amp.的输出电阻的输出电阻Us= 0Rout图图2.4.5 2.4.5 静态工作点稳定电路静态工作点稳定电路? ? ?射极偏置射极偏置Amp.Amp.用戴维南定理的等效模型用戴维南定理的等效模型RbRcDC通路通路Vcc2.5 2.5 单管单管共集、共集、共基共基放大电路放大电

13、路1 . 1 . 基本共集放大电路基本共集放大电路2 . 2 . 基本共集放大电路的交流等效电路基本共集放大电路的交流等效电路3 . 3 . 共集放大电路的输出电阻共集放大电路的输出电阻4 . 4 . 基本共基放大电路基本共基放大电路5 . 5 . 晶体管单管放大电路的三种基本接法晶体管单管放大电路的三种基本接法1.1.共集放大电路共集放大电路RbReCbCcRsusRLuoEc. .结构特点：结构特点：A.A.射极偏置电路；射极偏置电路；B.B.射极输出；射极输出；C.C.以以C C极为公共端；极为公共端；.共集放大电路的直流通路和交流通路共集放大电路的直流通路和交流通路RbReRsRbRe

14、RL直流通路直流通路交流通路交流通路共集放大电路的交流通路共集放大电路的交流通路RsRbRcRL.共集放大电路的共集放大电路的RO等效电路等效电路ReuoUs=0RbRs-. . 基本共集放大电路的交流等效电路基本共集放大电路的交流等效电路直接耦合直接耦合Rb. .共集放大电路的输出电阻共集放大电路的输出电阻RsRbRo共集共集Amp.Amp.的性能特点的性能特点： . .无电压放大作用；无电压放大作用； . .有电流放大能力；有电流放大能力； . .R Ri i 较大；较大； . .R Ro o较小；较小； . .输出跟隨输入改变；输出跟隨输入改变；2.共基放大电路共基放大电路p.205Rb

15、1Rb2RcReRLRSUSC1C2EcCb.共基放大电路共基放大电路DC通路通路共基极共基极AMP.Rb1Rb2RcCbCcCeVccRb1Rb2ReRcCcCeVccRe 基本共基放大电路基本共基放大电路. .电路结构特点：电路结构特点：A.A.固定分压、固定分压、 射极偏置电路；射极偏置电路； B.B.射极输入、射极输入、C C极输出；极输出；C.C.以以B B极为公共端；极为公共端；RiRoRo共基放大电路共基放大电路DC通路通路共基极共基极AMP. 恒流源恒流源RLRb1Rb2CbReRe.共基放大电路共基放大电路的性能特点的性能特点： A. AuA. Au与共与共E E放大器相同；

16、放大器相同；uouo与与uiui同相；同相； B.AB.AI I1 1，无电流放大能力。，无电流放大能力。 C.RiC.Ri比共比共E E Amp. Amp.小；小； D.RoD.Ro与共与共E E Amp. Amp.相同；相同；Finding the parameters of a common-base amplifier The CB Amp. of last figure has Rb2=13k ,Rb1=8k ,Re=495 , Rc=500 ,RL=5k ,and Rs =250 .The parameters of the transistor are rbe=258 , =10

17、0,and ro= .Assume that c1=c2= . (a)Calculate the input resistance Ri(= vs / is), the no load voltage gain Avo( = vo / vi), the output resistance Ro,the overall voltage gain Av=(vL/vs) (b) Use Multi-sim to verify your results in part (a). 2.6 基本放大电路的派生电路基本放大电路的派生电路 1 1 复合管复合管 2 2 阻容耦合复合管共射放大电路阻容耦合复合管

18、共射放大电路 3 3 阻容耦合复合管共集放大电路阻容耦合复合管共集放大电路 4 4 共射共基放大电路的交流通路共射共基放大电路的交流通路 5 5 共集共基放大电路的交流通路共集共基放大电路的交流通路1. 复合管复合管返回返回2 . 阻容耦合复合管共射放大电路阻容耦合复合管共射放大电路返回返回3. 3. 阻容耦合复合管共集放大电路阻容耦合复合管共集放大电路返回返回实际的实际的Amp.ACAC通路通路4.4.共射共基放大电路的交流通路共射共基放大电路的交流通路返回返回ACAC通路通路5. 共集共基放大电路的交流通路共集共基放大电路的交流通路返回返回ACAC通路通路2.7. 2.7. 场效应晶体管及

19、放大电路场效应晶体管及放大电路1.4 1.4 场效应管场效应管 1 1 结型场效应管的结构和符号结型场效应管的结构和符号 2 N2 N沟道沟道结型场效应管的结构示意图结型场效应管的结构示意图 3 3 u uDSDS 0 0时时u uGSGS对导电沟道的控制作用对导电沟道的控制作用 4 4 U UGS(offGS(off) ) u uGSGS 0 0 0的情况的情况 5 5 场效应管的输出特性场效应管的输出特性 6 6 场效应管的转移特性曲线场效应管的转移特性曲线1 . .结型场效应管的结构和符号结型场效应管的结构和符号2. N2. N沟道沟道结型场效应管的结构示意图结型场效应管的结构示意图EG

20、RgRdEDUdsUGS 3 . 3 . u uDSDS 0 0 时时u uGSGS对导电沟道的控制作用对导电沟道的控制作用UDS0vUGS 0vUDS0vUGS 0vUDS0vUGS Vp 4. 4. U UGS(off)GS(off) u uGSGS 0 0 0的情况的情况分析：分析：.UGS=0V,UDS0VID0；沟道渐厚沟道渐厚. UGS=0V,UDS0VID0；沟道为楔形沟道为楔形. UGS=0V, UGS=0V,UGS= UGD=VP；予夹断予夹断5 5 场效应管的输出特性场效应管的输出特性1V4V6 场效应管的转移特性曲线UDS=10VID=IDSS(1UGS/Vp)2思考题思

21、考题 己知JFET的UGS（off）Vp = 5V，问：在下列三种情况下，FET分别工作在哪个区？ . UGS=8v，UDS=4V； . UGS=3v，UDS=4V； . UGS=3v，UDS=1V；2.MOSFET2.MOSFET .MOSFET.MOSFET管结构管结构及分类：及分类： . .增强型增强型MOSMOS： A.NA.N沟道沟道MOSFETMOSFET B.PB.P沟道沟道MOSFETMOSFET . .耗尽型耗尽型MOSMOS： A.NA.N沟道沟道MOSFETMOSFET B.PB.P沟道沟道MOSFETMOSFET .N.N沟道增强型沟道增强型MOSFETMOSFET结构

22、示意图结构示意图 及增强型及增强型MOSFETMOSFET的符号的符号. uDS 0时uGS对导电沟道的影响返回返回 u uGSGS为大于为大于U UGS(thGS(th) )的某一值时的某一值时 u uDSDS对对i iD D的的影响影响返回返回N N沟道增强型沟道增强型MOSMOS管的特性管的特性曲线曲线返回返回 .N.N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSMOS管管结构结构 示意图及符号示意图及符号返回返回2.7 2.7 场效应管放大电路场效应管放大电路图图2.7.1 2.7.1 场效应管放大电路的三种接法场效应管放大电路的三种接法图图2.7.2 2.7.2 基本共源放大电路基本共源放大电路图图2

23、.7.3 2.7.3 图解法求解基本共源放大电路的静态工作点图解法求解基本共源放大电路的静态工作点图图2.7.4 2.7.4 自给偏压共源放大电路自给偏压共源放大电路图图2.7.5 2.7.5 分压式偏置电路分压式偏置电路图图2.7.6 MOS2.7.6 MOS管的低频小信号等效模型管的低频小信号等效模型图图2.7.7 2.7.7 从特性曲线求从特性曲线求g gm m和和r rdsds图图2.7.8 2.7.8 基本共源放大电路的交流等效电路基本共源放大电路的交流等效电路图图2.7.9 2.7.9 基本共漏放大电路基本共漏放大电路图图2.7.10 2.7.10 求解基本共漏放大电路的输出电阻求解基本共漏放大电路的输出电阻返回返回2.7 2.7 场效应管场效应管的应用及的应用及放大电路放大电路1.FET1.FET的几种应用方式：的几种应用方式：.FET.FET开关电路开关电路.FET.FE