三极管放大电路

一、放大电路单管共发射极放大电路双极性、三极管、三组态一一共射、共基、共集场效应管一一共源、共漏、多级放大1、三极管：全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件。作用：把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。电子三极管triode(俗称电子管的一种)一般中文里翻译的三极管不能使用triode双极型晶体管BJT(BipolarJunctionTransistor)J型场效应管JunctiongateFET(FieldEffectTransistor)非绝缘型场效应管单极结构Unipolar:绝缘型场效应管厂金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET(MetalOxideSemi-ConductorFieldEffectTransistor)LV型槽产效应管VMOS(VerticalMetalOxideSemiconductor)I="+i——I=(1+p)"&1=I/Ibpi-直流放大倍数P=Alc/Albp-交流放大倍数对数增益bA(dB)=10lgAdB——倍数和dBA(dB)=20lg|A|dBAu(dB)=20lg|Au|dB静态分析静态：交流输入信号为零(ui=0)时，放大电路的工作状态，也称为直流工作状态。1电路处于静态时，三极管三个电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点，I和U(或I、I和U)表示。CCEBQCQI和U(或I、I和U)表示。CCEBQCQCEQ画出直流通路原则：放大电路中的所有电容看作开路，电感看作短路。信号源视为短路，但应保留其内阻。交流通路：容量大的电容(如耦合电容)视为短路，无内阻的直流电源(如+VCC)视为短路。耦合：是指两个或两个以上的电路元件或电路网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。耦合电路：为实现能量和信号的传输，连接各个功能电路的方法称为耦合电路。（参与耦合过程的电路）。通常具有滤波、蓄能、隔离、阻抗变换等一种或几种功能。（2）静态工作点的近似估算I二~^-BEQ牝^GCI=BIBQRRCQBQbbU=V-RI用图解法滴定静态工作点Jc/mA计算I，画出直流负载曲线u=V-iR，两条线的交点Q设置静态工作点的目的就是要保箫在泌放大的交流信号加入电路时，不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置，集电结反向偏置的三极管放大状态。截止失真：是在输入回路首先产生失真（Q偏低）增大V，即向上平移输入回路负载线。改变RBB虽然使Q点位置变高，但是只改变了输入负载线的斜率，并不能彳保证输入信号进入截止区的那部分曲线重新进入放大区。饱和失真：是输出回路产生失真（Q偏高）增大R，②减小R，③减小6，④增大V（保证V在三极管的承受范围内，在R和管子不变的情况下；C能够消if饱和失真）。稳定静态工作点的方法：❶引入直流反馈（加R），不能100%抑制温漂。❷温度补偿，利用对温度敏感的元件，在温度变化时直接影响输入回路。适用于对温漂要求不高的电路。❸采用差分放大电路，用特性相同的两只管子，使其温漂相互抵消。差分放大电路：有差模和共模两种基本输入信号。差模：当两输入端所接信号大小相等、极性相反。U=-U共模：当两输入端所接信号大小相等、极性相同。i1i2通常我们将要放大的信号作为差模信号进行输入，而将由温度等环境因素对电路产生的影响作为共模信号进行输入，因此我们最终的目的，是要放大差分信号，抑制共模信号。对称式电路：（四种接法）

或如楠1足双恭输出图3差分放大电路的四种接法或如楠1足双恭输出U=U-U=0抑制共模信号。是动放犬电路通常只对差模信号有放大作用，对共模信号有抑制作用。所以对差动放大电路进行动态计算时，通常将输入信号等效为一对差模信号和一对共模信号共同作用，用叠加原理计算电路的总输出。放大电路对差模输入电压的放大倍数称为差模电压放大倍数，用A表示，即Au—o。Auk放大电路对共模输入电压的放大倍数称为共模电压放大倍数，用Ac表示，即A=cAwk通常希望差分放大电路的差模电压放大倍数愈大愈好，而共模电压放大倍数愈小愈好。差分放大电路共模抑制比用符号土顾表示，它的定义为差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比。一般用对数表示，单位为分贝，即K=20lg车。cmrAc匕越大抑制温漂的能力越强。Ib为正弦波一Ic为。Ib-Rc上的电压信号不断变化一集电极的直流工作点CEQUCE=VCC-iCEQUCE=VCC-iCRCUCE的波形变化与iC的波形变化相反。符号规定：直流量：字母大写，下标大写。IB，IC，UBE。交流量：字母小写，下标小写。i：，i：，u"瞬时量：字母小写，下标大写。七，iC，Ube。

2、基本共射极放大电路电路组成及各元件作用Vbb、R：使Ube>U，且有合适的Ib。v：：使ucenUe,°同时作为负载的能源。R；将△¥转换成Au（u）。动态信号作用时：△u—i—i一u-^△u（u）。IbcRCEo放大电路的组成原则：①静态工作点合适（合适的直流源，合适的电路参数）。动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负载上能够获得放大了的动态信号。对实用放大电路的要求：共地、直流电源种类尽可能少，负载上无直流分量。多级放大电路：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。直接耦合放大电路将前一级的输出端直接（通过电阻）连接到后一级的输入端优点：低频特点较好，可以放大变化缓慢的信号；电路中没有大电容易于集成。缺点：各级静态工作点相互影响（Q点不独立），电路的分析、设计、和调试较困难。零点漂移也称温漂。阻容耦合放大电路用电容构成级间耦合电路。静态工作点单独分析。C、C为耦合电容。耦合电容的容量应足够大，即对于交流信号近似为短路。其作用是“隔离直流、通过交流”。静态时，u=u,u=uC1BEQC2CEQ动态时，ube=ui+Ubeq，信号驮载在静态之上。负载上只有交流信号。优点：耦合电容的隔直通交作用，使两级Q相互独立，给设计和调试带来了方便；缺点：放大频率较低的信号将产生较大的衰减，加之不便于集成化，因而在应用上也就存在一定的局限性。等效电路法：戴维南定理：任何一个有源线性二端网络，对外电路来说，都可以用一个等效电压源来代替。等效电压源的源电压等于有源二端网络的开路电压等效内阻等于有源二端网络所有电源等于零（理想电压源短接，其源电压为零；理想电流源开路，其源电流为零）后所得无源二端网络a、b间的等效内阻。称为戴维南定理。诺顿定理：任何一个有源线性二端网络，对外电路来说，都可以用一个等效电流源来代替。等效电流源的源电压等于有源二端网络的短路电流。等效内阻等于有源二端网络所有电源等于零（理想电压源短接，其源电压为零;理想电流源开路，其源电流为零）后所得无源二端网络a、b间的等效内阻。称为诺顿定理。直流通路：①U「0，保留Rs（；②电容开路；③电感相当于短路（线圈电阻近似为0）。SSI=匕厂Jrfq输入回路等效为恒压源BQRb'cq"Ibq输出回路等效为电流控制的电流源UCEQ=VCC-'CQRC交流通路：①大容量电容相当于短路；②直流电源相当于短路（内阻为0）——晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）低频小信号模型

加入"后，i、i、"都在静态直流量的基础上叠加了一个交流量，即iBCCE疽y+ibiUCE=UCEQ+Uce%中的交流成分七远大于七，且波形相同，体现了放大作用;u。(uce)与七相位相反，又称反相放大。uBE=f(iB,uE)i=f(i,u)CBCE在低频、小信号作用下的关系式duBEdiCdu——BEdiBdiIdudl+BEUCEB在低频、小信号作用下的关系式duBEdiCdu——BEdiBdiIdudl+BEUCEBduCE】BduCEdiUCEdiB+d：du'BCEU=hI+hU

be11b12ce

•_•,I=hI+hUc21b22ceBCEh参数的物理意义:11di■BEUCEbeb-e间的动态电阻7duh12=duBEI——内反馈系数CEb7dih21=d^\U=&——电流放大系数1rcec-e间的电导B1rcec-e间的电导h=*22duCE

晶体管低频小信号模型中的h勺的数值很小，一般小于10-4，可以忽略，而则12h22很大,一般在1。5。以上，放大电路外围的电阻值一般在几千欧，所以可以忽略。放大电路的动态分析：交流等效电路JQ*•0=I(R+r)=I(R+r)ibbebbbeU=-1Roc(A_U_PRAro——c

uU.Rb+rbR=U—Rb+1e掌握共射放大电路分析方法基本共集放大电路

V=IR+U+1R①静态分析：BBBQbBEQEQeVCC=Uceq+eqRI=VBB-UBEQBQR+(1+P)RbeI=(1+p)IEQBQUCEQ=VCC-'EQRe②动态分析：1)电压放大倍数U<UA_U_IR_(1+P)RAv°eeerTOC\o"1-5"\h\z“UI(R+r)+1RR+r+(1+p)Ribbbeeebbee若(1+P)R>>R+r，则A*1,即U牝U。故称之为射极跟随器ebbeUoi2）输入电阻土/R=3^=~~^=R+r+(1+6)R从基极看R，被增大到(1+B)倍iIIbbeee带负载电阻后R=R+r+(1+6)(R//R)——R与负载有关ibbeeLi

3)输出电阻令U为零，保留R，在输出端加U,产生I,R=U/Issooooo。1+BRo与信号源内阻有关Ur=U=L=—OIoIr+IeU+(1+P)4

eRRb+rb1+BRo与信号源内阻有关U从射极看基极回路电阻，被减小到(1+0)③特点：输入电阻大，输出电阻小；只放大电流，不放大电压；在一定条件下有电压跟随作用。基本共基放大电路(1)静态分析BB-U=vBEQBB