低频电子线路课件

电子线路1绪论1电子线路：研究半导体器件的性能及其组成的电路（主要是集成电路）与应用的学科。2本课程内容1）讲述半导体器件工作原理，特性曲线，性能参数，引出半导体器件的模型。2）分析由三极管，场效应管构成的放大电路，强调基本概念，工作原理，分析方法。

23）在集成运放基本单元电路和主要性能参数的基础上，强调集成运放的应用。4）分析负反馈放大器，强调反馈的基本概念与深度负反馈放大器性能指标的估算。5）介绍谐振放大器3，强调其阻抗变换和选频作用。3基本要求1）掌握本课程内容，完成每章指定习题。2）掌握电路分析与设计软件333定的实验。34参考书1）StanleyG.BurnsPaulR.Bond著，董平译《电子电路原理》机械工业出版社，20012）傅丰林等编《电子线路基础》西安电子科技大学出版社，20013）张肃文编《低频电子线路》高等教育出版社4）彭华林等编《虚拟电子实验平台应用技术》湖南科学出版社5）解月珍等编《电子电路计算机辅助分析与设计》北京邮电大学出版社2001考核及计分比例平时15%，实验10%，期中15%，期末60%。

4第1章晶体二极管5*1晶体二极管:由PN结构成的电子器件..*2晶体二极管的主要特性:单向导电性.*3晶体二极管结构.符号61.1半导体的基础知识一、半导体特性*1导体.ρ<10-3Ω•cm绝缘体.ρ>108Ω•cm

半导体10-3Ω•cm

<

ρ<108Ω•cm

*2半导体的独特性质1）掺杂性:ρ受‘掺杂’影响大2）热敏性：ρ随温度上升而下降3）光敏性：ρ随光照的增强而下降7*3导电性有差异的根本原因:物质内部原子结构.81本征半导体1)本征半导体2)共价键93)本征半导体的导电性①本征激发.载流子②空穴③本征半导体两种载流子:自由电子.空穴④电子-空穴对⑤复合

102、杂质半导体*杂质半导体1)N型半导体①多子-电子,少子-空穴

n>>p②施主杂质③热平衡条件：n·p=ni2

电中性条件：n=Nd+p

112）P型半导体

①多子-空穴,少子-电子，

p>>n②受主杂质③热平衡条件：n·p=ni2

电中性条件：p=Na+n12一、PN结的基本原理1.PN结1）PN结中载流子的运动→空间电荷区1.2PN结13*1漂移电流*2扩散电流*3动态平衡：14二.PN结的单向导电性1、正向特性

152、反向特性163、伏安特性

Is：反向饱和电流；

VT：热电压。常温（300k）下，VT=26mV。4、温度特性175、击穿特性①雪崩击穿②齐纳击穿

181.3晶体二极管一、符号及特性曲线1、符号192.特性曲线20二.二极管模型1.简化电路模型

°°°D+-VD(on)RD212、小信号电路模型rsrd°°22三.晶体二极管电路分析方法1.图解法232.简化分析法采用简化电路模型

243.小信号分析法（|ΔV|<5.2mV）25例：电路如图：1）利用硅二极管恒压模型求电路的ID和uo=Uo=？2）在室温（300K）的情况下，利用二极管小信号模型求uo的变化范围。26解：1）2）

27例：在图(a)所示电路中，试画出VO随VI变化的传输特性。解：281.4晶体二极管的应用利用晶体二极管的单向导电性和反向击穿特性构成整流，稳压，限幅电路•单相小功率直流电源291）整流电路302）稳压电路①稳压原理

Izmin≤Iz≤Izmax②稳压电路

313）限幅电路32*33本章小结1晶体二极管特性.2晶体二极管分析方法.3晶体二极管的应用-整流.稳压.限幅.

34第2章晶体三极管35*1.晶体三极管的结构及符号

36（1）.晶体三极管组成：两个结，三个区，三个极（2）晶体三极管内部结构：发射区进行高掺杂，多子浓度很高。基区做得很薄，掺杂少，多子浓度很低。集电结面积大于发射结面积37*2.晶体三极管的工作模式：放大：发射结正偏，集电结反偏饱和：发射结正偏，集电结正偏截止：发射结反偏，集电结反偏*晶体三极管的主要特性与工作模式有关382.1放大状态下晶体三极管的工作原理1.内部载流子运动：满足内部和外部条件下，内部载流子运动有三个过程1）发射：IE=IEN+IEP发射区多子电子通过阻挡层形成IEN基区多子空穴通过阻挡层形成IEPIE=IEN+IEP≈IENIEN：发射区电子→基区IEP：基区空穴→发射区:全部被发射区电子复合掉

39R2

+_+_

R1IB····N+PICN2····ICPNIEP·ICN1IENICIE

IC=ICP+ICN2+ICN1=ICN1+ICBO=ICN+ICBOIE=IEN=ICN+IBN=IC+IBIE=IEN+IEP≈IEN

(IEN﹥﹥IEP)

IBN402)复合和扩散：发射区电子→基区①少数与空穴复合—IBP②大多数在基区中继续扩散到达靠近集电结的一侧—ICN13)收集：①集电结反偏阻止集电区多子电子向基区②有利于基区扩散过来的电子收集到集电区而形成ICN(ICN1)少子漂移电流ICBO(=ICP+ICN2)412)静态直流电流IE=IEN+IEP≈IEN(IEN﹥﹥IEP)IC=ICP+ICN2+ICN1=ICN1+ICBO=ICN+ICBOICBO=ICP+ICN2为反向饱和电流IE=IEN=ICN+IBP=IC+IB*VBE增加，IB增加，IC增加|VBC|增加，IB略减小——基区宽度调制效应（集电结电压调制效）IC主要受VBE控制422电流传输方程1)共基直流电流放大系数432)共射直流电流放大系数44

3)共射电流放大系数4)共基电流放大系数453一般模型1)指数模型2)简化电路模型CBE+-+-EBCVBE(on)-+-ßIBIBIC462.2晶体三极管的其他工作模式

1饱和模式：B-E加正偏，B-C加正偏

1）内部载流子传输过程

①VBE>0VBC=0IF——αIF

发射极→

集电极正向传输

②VBE＝0VBC>0IＲ——αIR

集电极→发射极反向传输

47+_ICIBN+P

N．．．

．．．．．．．．．．IFαIFαRIRIRIE-+R1R2饱和模式NPN管中的载流子传输48*1ICIE同时受两个结正偏控制*2VBC↑→IR↑→IC，IE↑*3正，反向传输的载流子在基区均有复合，且增加了IR中的空穴电流成分即IR↑IR↑→

IB↑↑492）简化电路模型（硅）VBES=0.7VVBCS=0.4VVCES=0.3V饱和条件IB＞IBS

VCES＜0.3V（VCE=VCB-VEB=VEB-VBC）+-+-VBESVCESCBE502截止模式1）截止条件B-E反偏，B-C反偏IE≈0IB≈0IC≈02）电路模型BCE512.4晶体三极管的特性曲线一.输入特性曲线族52二.输出特性曲线族53*1考虑基区宽度调制效应54*2极限参数1.反向击穿电压V(BR)CEO2.集电极最大容许电流ICM3.集电极最大容许功耗PCM*3温度对晶体管参数的影响ICBO：VBE(ON)：

β：552.5晶体三极管的小信号电路模型三极管各极电压，电流均为直流量上叠加增量（或交流量）即一般电路模型+-+-βίBvBEίBίCvCE562.5.1小信号电路模型1数学分析*1共射接法*2用幂级数在Q点上对交流量展开5758*3未计及宽度调制效应592简化小信号电路模型（1）共射(2)共射（3）共基++gmvbevbeίbίc--vce

rberbeβίbbecebcβίbrbe603参数计算61又62*考虑vce(引入gcegbc）63++vbeίbίc--vce

rbeβίb644混合π型电路模型（考虑基区串联电阻rbb΄vb΄e~vberbe=rbb΄+rb΄e=rbb΄+(1+β)re++vbeίbίc--vcerb΄e

βίbrcecb΄ecb΄crbb΄b΄bce++vbeίbίc--vcerb΄e

=βίbrcecb΄ecb΄crbb΄b΄bceVb΄e+-gmvb΄e652.6晶体三极管电路分析方法1图解分析法1）直流分析直流电源供电，电容开路，电感短路输入回路+--+-VBRBRCBEC+-VBE+-VCEVCCVBEIBVCEICQQVCEQVBEQIBQICQABCDIB=IBQ66输出回路+--+-VBRBRCBEC+-VBE+-VCEVCCVBEIBVCEICQQVCEQVBEQIBQICQABCDIB=IBQ672）交流分析+--+-VBRBRCBEC+-vBE+-vCEVCCvBEίBQVBEQIBQABvvvbevBEωtωtίBίc68①在输入特性曲线上作输出负载线AB②过轴vCE上点VBB+Vm，VBB-Vm作输入负载线的平行线两条③在输出特性曲线上作输出负载线CD④对应ίB得出vCE.ίCίCQVCEQICQCDIB=IBQίCvCEvCEωtωt693）小结（观察波形）*1当时放大电路中三极管的均围绕各自的静态值（Q点）基本上按正旋规律变化——交直流并存状态。*2输入电压微小变化，输出电压得到较大的变化——电压放大作用。电压放大倍数为

*3——倒相作用702工程近似分析法（简化电路模型）*确定三极管工作模式，采用相应的电路模型例1试求图所示电路中三极管的各极电压和电流值。已知β=100解：等效电路ICIEIBVCC(12V)RB1100KRC3KRB220KRE1KICIEIBRB1100KRB220KRc3KVCCVB++--BBCE71RE1KICIEIBRBRc3KVCCVB++--BCERE1KRBVB++--EBCIBIEβIBVCCRc3KVD(ON)+-7273例2:1)试求图所示电路中三极管的各极电压和电流值。已知β=1002)若增大RC到20KΩ,试求IB,IC,VCE.3)若减小RB到10KΩ,试求IB,IC,VCE解：1）设三极管导通ICIEIBRB100KRc5.8KVCC12VVB1.7V++--BCE74确定三极管工作在放大模式RBVB++--EBCIBIEβIBVCCRc5.8KVD(ON)+-752）确定三极管工作在放大模式RBVB++--BCIBVBES+-E+-VCESVCCRCIC76确定三极管工作在饱和模式773小信号等效电路分析法1）当三极管工作在放大模式且叠加在Q点上的交流电压或交流电流足够小时，利用小信号电路模型对各种电路进行交流分析。2）分析步骤①对电路进行直流分析，求出Q点上各极直流电压和电流（VBEQ，VCEQ，IBQ，ICQ，IEQ）②计算微变等效电路的各参数值。

78③进行交流分析，求叠加在Q点上各极交流量。(vbe,,vce,,ίb,ίe,ίc)④求瞬时值79例：试求如图所示电路中三极管的各极交流电压和电流值。已知解：1）直流分析+--+-VBBRBRCBEC+-vBE+-vCEVCCv5K5.8K12V802)求微变等效电路参数+ίbίc-vcerb΄e

rceb΄bc+-gmvb΄evb΄evRBRC813)交流分析824）瞬时值832.7晶体三极管应用原理*1三极管工作在放大区具有正向受控作用，等效受控电流源。*2三极管工作在饱和，截止区具有可控开关特性，等效可控开关。1电流源1）理想电流源+-ί=I0υI0ίυ842）三极管等效受控电流源（在放大区）①三极管等效受控电流源不是实际提供电流的源，ί由VCC提供。②三极管作用控制ί（ί=

ίC=βίB）VCC+-RC+--υCEίίCίBυ+-QίBυίVCES852放大器作用：将输入信号进行不失真的放大，使输出信号强度（功率，电压或电流）大于输入信号强度，且不失真地重现输入信号波形。1）基本电路2）原理①+---++VCCυίυOVIQRCT86②VCC提供能量，放大器转换能量（直流功率部分转换为输出功率）873跨导线性电路1）电路放大模式2）原理88893）应用：实现电流量之间线性和非线性运算例1：平方运算T4T3T1T2ίyίxVCCίO90例2：平方根T4ίyίxίOT3T1T2VCC91第3章场效应管92第3章场效应管*1场效应管：具有正向受控作用的半导体器件。是单极型晶体管。*2场效应管类型：结型（JFET）：P沟道，N沟道金属-氧化物-半导体型（MOSFET）：增强型（EMOS）：P沟道，N沟道耗尽型（DMOS）：P沟道，N沟道93MOS场效应管1EMOS场效应管（N沟道）1）结构符号WDGSUUSGDP+N+N+Pll942工作原理在VGS作用下，D-S间形成导电沟道；在VDS作用下，S区电子沿导电沟道进到D区。1）VGS=0VDS＞0由于U-D极PN结是反向偏置的，中间P型衬底基本没有电子，所以D极和S极彼此之间有效地绝缘开了。此时NMOS管处于截止状态，ID=0。USGDP+N+N+PVGSVDSID=0952）VGS＞0VDS＝0向下的电场将排斥氧化层下面P型衬底薄层（表面层）中的空穴，使受主负离子露出开始形成耗尽层。可动载流子很少，ID≈0USGDP+N+N+PVGSVDSE963）VGS↑=VGSTVDS＝0VGS↑→表面层感应负电荷↑→耗尽层↑→耗尽层上面的表面层内感应自由电子浓度n↑空穴浓度p↓→形成反型层→产生导电沟道。*1反型条件：*2反型层*3开启电压VGSTUSGDP+N+N+PVGSVDS974）VGS＞VGSTVDS＞0在VDS作用下，ID＞05）VGS＞VGSTVDS↑＞VGS–VGST*1VGS＞VGST时VDS↑→靠近漏极的耗尽层↑*2当VDS↑＞VGS–VGST时，耗尽层将夹断靠近漏端的导电沟道。——夹断*3夹断电压：VDS=VGS–VGST*4夹断时，漏极到源极之间仍然导电USGDP+N+N+PVGSVDS98*5当VGS＞VGST如果VDS＜VGS–VGST，那么

VDS↑→ID↑如果VDS＞VGS–VGST，那么多余的电压降落在耗尽层上，ID饱和。饱和区电阻区IDVDSVDS=VGS–VGSTIDVGSVGSTVGS993伏安特性IG=01）电阻区（线性区，非饱和区）条件：VGS＞VGSTVDS＜VGS-VGST（VGD＞VGST）饱和区电阻区IDVDSVDS=VGS–VGSTDGSU1001012）饱和区（放大区）条件：VGS>VGST

VDS＞VGS-VGST（VGD＜VGST）*1忽略沟道长度调制效应，令VDS=VGS-VGST代入102*2计及沟道长度调制效应1033）截止区条件：VGS＜VGST沟道未形成ID=04）击穿区VDS↑→D-U间的PN结击穿→ID↑↑*VGS过大→SiO2绝缘层击穿→管子永久损坏。保护电路DGSU104*衬底效应：N（P）沟道MOS管衬底必须接在电路的最低（高）电位上。保证U-S，U-D间PN结反偏.4P沟道EMOS场效应管DGSUUSGDN+P+P+NIDVDSIDVGS=VGST---VGSIDVGST105耗尽型MOS（DMOS）1)N沟道DGSUUSGDP+N+N+PIDNVDS(V)ID(mA)VGS=0-0.5-1.50.51.51.5VGS(V)ID(mA)1.5VGSTVGST1062）P沟道DGSUUSGDP+N+PIDNP+VGS=0VGS=+VGS=-VDSIDIDVGSVGST1076小信号电路模型（工作在放大区）rdsμνgsvgsvdsgdsrdsgmνgsvgsgdsvdsμ=gmrds108饱和区（放大区）109110若U-S间不连接，且存在交流量rdsgmνgsvgsgdsvdsrdsgmνgsvgsgdsvdsgmuνusidid111VGVS分析方法VDDRG1RG2RDRS112113例2：假设一个N沟道EMOS场效应管，通过测量得到VGST=2V，VGS=VDS=5V，ID=3mA。求饱和出现时VDS值，VDS=1V时ID值。解：1）饱和出现时VDS=VGS-VGST=5V-2V=3VVDS>3V时MOS管饱和1142）当VDS=1V（<VGS-VGST）时，MOS管在电阻区。1153.2结型场效应管1结构符号1）N沟道JFET

P+P+NGSDDSG1162）P沟道JFETN+N+PGSDDSG1172工作原理*工作时，VGS＜0，使G-沟道间的PN结反偏，

IG=0，场效应管呈现高（107Ω）的输入电阻。VDS＞0，使N沟道中的多子（电子）在电场作用下由S→D运动，形成ID。

ID的大小受VGS控制。1）VGS对ID的控制作用设VDS=0若a)VGS=0b)VGS（off)＜VGS＜0c)VGS≤VGS（off)

VGS（off):夹断电压118P+P+NGSDP+P+NGSDP+P+GSDN(a)(b)(c)VGSVGS1192)VDS对ID的影响（设VGS=0）a）VDS=0b）0＜VDS＜VGS–VGS（off)（VGD＞VGS（off))P+P+NGSDP+P+NGSD(a)(b)ID=0VDSID迅速增大120c）VDS=VGS–VGS（off)（VGD=VGS（off))d）VDS＞VGS–VGS（off)（VGD＜VGS（off))P+P+NGSD(d)VDSP+P+GSD(c)VDSID趋向饱和ID饱和N121

*1结论1）JFET的G-沟道之间的PN结是反向偏置的，因此，IG=0，输入电阻很高。2）JFET是电压控制电流器件，ID受VGS控制。3）预夹断前，ID与VDS呈近似线性关系；预夹断后，ID趋于饱和。*2P沟道JFET工作时，其电源极性与N沟JFET的电源极性相反。1223伏安特性1）电阻区VGS＞VGS（off)VDS＜VGS–VGS（off)

VDS=VGS–VGS（off)VDSID1232)饱和区VGS＞VGS（off)VDS＞VGS–VGS（off)（VGD＜VGS（off)）GDSVGSVDSIDVGS++--ID(VGS)ID124

3)截止区VGS＜VGS（off)ID=04）击穿区VDS≥V（BR）DSID↑↑V（BR）DS：漏极击穿电压1254小信号电路模型

GDSvgsvds++--gmvgsidrds126127分析方法采用计算法例1:已知某ENMOS器件的参数VGST=2V,W=100μm，l=10

μm，μnCox=20μA/V2，源极电位VS=0V，栅极电位VG=3.0V，试确定VD=0.5V，VD=5V时，器件分别工作在什么状态，并且计算ID值(λ=0)。解：VGS=VG–VS=3V＞VGST当VD=0.5V时VGD=VG–VD=2.5V＞VGST器件工作在非饱和区（电阻区）

128当VD=5V时VGD=VG–VD=2V<VGST器件工作在饱和区129例2:电路如图,N沟道JFET共源放大器电路,已知VGS(off)=-3.2V,IDSS=4.5mA，rds=∞.

vs=120sinωt(mV).

RS=51KΩ.试求:1)静态工作点.2)场效应管的跨导gm.+-+--+vsvoVDDRDRSRg-1V+18V3.9K2.2MC1C2130解：1）IG=0VGS=VG–VS=-1V＞VGS（off）设T工作在饱和区（放大区）2）1313.3场效应管应用原理有源电阻1）用NEMOS管ίν+-νί+-R1322）用NDMOS管

ίν+-νί+-R-VGSTνDSίDQ1333)有源电阻构成分压器

V1+-+-V2I1I2T1T2VDD1344）场效应管作为受VGS控制的线性电阻当场效应管工作在电阻区时135开关1）理想开关2）利用三端器件的开关特性实现开关功能*管子工作在电阻区，截止区ννίί+-++--V3ν1ν2νIVORL++---5VVG136a）NEMOST构成模拟开关vIvORL++---5VVGRonvIVGH-VGST5V137CMOS管构成模拟开关

vIvORL++---5VVG+5VVGRonvIVGH-VGST5Ron1Ron24-4-51381393)应用举例开关电容电路

++--+-S1（νC1）S2（νC2）Cν1ν2νC1νC2ttTν1ν2++--Rί充放140141第三章小结场效应管（MOS，JFET）结构，工作原理。（*N沟道）2场效应管（MOS，JFET）伏安特性，转移特性，电路模型。（*电阻区，放大区）场效应管（MOS，JFET）分析方法——计算方法。场效应管（MOS，JFET）应用——有源电阻模拟开关。

142143144145146第四章放大器基础147第四章放大器基础1放大器功能：将输入信号进行不失真地放大2放大器类型：结构，信号3放大器的基本组成直流电源和相应的偏置电路输入信号源输入耦合电路有源器件输出耦合电路输出负载148ίCίEίBRBBRcVCCVBB++--+-RSC1C2RLνίνCEίBίCνottttt+-νoνs-+νί1494.1偏置电路和耦合方式偏置电路1）对偏置电路的要求*1提供放大器所需的Q。截止失真饱和失真*2Q稳定。热稳定性.主要减小β变化对ICQ的影响。

150QQQ'Q'Q"Q"ίBνBEνCEVCEQίCVIQνί00VCCVCCRCRC++++----VIQνBEνOνίίBίCVCC1512）分压式偏置电路*1I1=（5~10）IBQ*2RE对ICQ的自动调节作用

T℃↑→ICQ↑（IEQ↑）→VEQ↑→VBEQ↓→IBQ↓ICQ↓工程上取VEQ=0.2VCC或VEQ=（1~3）VIBQRB1RB2RERCVBQVCCTVEQI1C152*3场效应管偏置电路RG1RG2RSRDVDDI1TRGRSRDVDDTRGRDVDDT（a）分压式（b）自偏置式（c）零偏置式1532耦合方式1）放大器与输入信号源的连接*1有效地将信号源的信号（功率，电压或电流）加到放大器输入端。a)若要求加到放大器输入端的信号功率最大，则放大器与信号源之间插入匹配网络b)若要求加到放大器输入端的信号电压最大，则Z＞＞ZS+-νsZS。。。。Z信号源放大器154IBQRB1RB2RERCVCCTVEQI1CECBRSνs+-+-+-νίVBQ·····*2信号源的接入不影响放大器的Q点且保证信号特性——采用电容耦合

CE—旁路电容，防止交流（信号）电流在RE处产生交流压降。1552)级间连接*1电容耦合优点：①各级的Q点相互独立；②只要耦合电容CB，CC，CL容量足够大，放大器交流信号损失就小，放大倍数也高。缺点：①耦合电容隔断直流，不能放大直流信号，且当信号频率较低时，放大倍数下降；②耦合电容容量大，不易集成。R1R2R4R3T1CBRSνs+-+-+-νί··R5R6R8R7VCCT2CC·········CLRL。。。νo+-156*2直接耦合优点：①电路中没有电容，易于集成；②能放大交流信号，同时也能放大直流和变化缓慢的信号。缺点：①各级Q点相互影响，必须合理解决级间电平配置问题。RC1VCQ1·REnRCnVCC·RE2RC2VCQ2··RE3T3VCQ3·TnT2T1RC3VBQ1+--+--++RC1VCQ1·RC2RE2VCQ2··T2T1+--+VBEQ1+-。。。。。VCC。157②产生零点漂移零点漂移——如果将直接耦合放大电路的输入对地短接，并调整电路使输出电压等于零，从理论上来讲，输出电压应一直为零保持不变，但实际上，输出电压将离开零点，缓慢地发生不规则的变化，这种现象称为~。产生零点漂移的主要原因——放大电路中器件的参数随温度变化而变化，导致放大器Q点不稳定。这种不稳定可看作缓慢变化的干扰信号，由放大器逐级传递并放大。*放大器中的第一级对整个放大器的零点漂移影响最大；放大器的级数越多，零点漂移问题越严重。158抑制零点漂移措施：①引入直流负反馈来稳定Q点，如采用分压式Q点稳定电路；②采用差分放大结构，使输出端的零点漂移相互抵消。1594.2放大器的性能指标1输入电阻输出电阻增益1）小信号放大器的一般电路模型

RSRίRLRονοt+-νsνίίίίo++--+-νοRSίs。。。。ίοnRo放大器160RS放大器Roνί+-1612）增益①162②ⅰ）163ⅱ）164*对Ro的要求ⅰ）输出量为νo时，要求Ro＜＜RL，理想Ro→0ⅱ）输出量为ίo时，要求Ro＞＞RL，理想Ro→∞RSRίRLRονοt+-νsνί++--+-RSRίνsνί+--+νoRSRίRLRονοίs+-ίοnίίίoRLRονο+-ίοnίoRLRονοt+-+-νoRSίsίίRί165③源增益ⅰ）ⅱ）166*对Rί的要求ⅰ）输入量为νί时，要求Rί＞＞Rs，理想Rί

→∞ⅱ）输出量为ίί时，要求Rί＜＜Rs，理想Rί

→0RSRίRLRονοt+-νsνί++--+-RSRίνsνί+--+νoRSRίRLRονοίs+-ίοnίίίoRLRονο+-ίοnίoRLRονοt+-+-RSίsίίRί1673）多级放大器第一级放大器第二级放大器第三级放大器RsRLνs+++++-----νί1νo1νo2νoRSRί1RLRο1νοt1+-νsνί1++--+-Rί2Rο2νοt2+-νo1=νί2+-Rί3Rο3νοt3+-νo2=νί3+-νο1684.3基本组态放大器1实际电路.性能1）共射①实际电路.交流通路C1RSνs+-+-+-νί·RB1RB2RERCVCCTCE·····C2RL。。。νo+-RSνs+-+-νίRBRCTRL。。νo+-169②性能ⅰ)Rί

ⅱ)Ro

ⅲ)AνRSrb'eνsνί+--+RL。。νo+-gmνb‘eνb‘e+-rceRCRBceb'ίbίίRoRiίcίo170ⅳ)Aί

171未旁路RERSνs+-+-νίRBRCTRL。。νo+-RERSrb'eνsνί+--+RL。。νo+-gmνb‘eνb‘e+-rceRCRBceb'ίbίίRoίcίoRίRE172①Aν

在C，E，B三个节点上有电流方程（忽略rce）173②Rί174*3由于RE的存在，与旁路时相比Rί大大增加了③Aί④Ro

Ro≈RC

1752）共基①实际电路C1RSνs+-+-νί·RCRB2R8VCCTCE··C2RL。。νo+-。RB1··RSνs+-+-νί··Tνo+。。-RLRC··R8ίί-αίίίo176②性能ⅰ）AίRSνs+-+-νί·Tνo+。。-RLRC·ίίίo····-αίί177*简化电路（忽略rce）RS+-+-·o+。-RLRC·rb'erceeb'cνsνoRS+-+-·o+。-RLRC·rb'eeb'cνsνogmνb'eo+。-RLRCcνoRS+-+-··eνsb'regmνb'egmνb'eνίνίνίίίίoίίίίίoίogmνb'e178ⅱ）Rίⅲ）RoRo=RCⅳ）Aν1793）共集①实际电路C1RSνs+-+-+-νί·RB1RB2R8VCCT·····C2RL。。。νo+-RSνs+-+-νίRBRETRL。。νo+-o+。-RLREeνoRS+-+-··bνsrb'eνίίίίogmνb'ercecRB180②性能（移去RB）ⅰ）Rίo+。-RLREeνoRS+-+-··b'νsrb'eνίίίίogmνb'ercecRSνs+-+-νίRETRL。。νo+-181ⅱ）Ro+-REeνRS+-··b'rb'eνίίίίgmνb'ercec·182ⅲ）Aί183ⅳ)Av184三种基本组态放大器比较①共射.共基电路的电压放大倍数较高，共集电路的电压放大倍数小于1但接近1。共射电路的输出电压与输入电压反相。②共集电路的输入电阻最大，共基电路的输入电阻最小。③共集电路的输出电阻最小，共基电路的输出电阻最大。④共射电路多用作多级放大器的中间级，共集电路可用作输入级，隔离级，输出级。而共基电路频率特性好，适用于宽频带放大器。1852.改进型放大器1）组合放大器①CE-CBCE：电压放大倍数较高CB：共基电路的输出电阻最大.RSRLT1T2νs+-186②CC-CE：CC：电压放大倍数接近1，输入电阻大，输出电阻小。CE：电压放大倍数大。③CC-CB：CC：电流放大倍数大，输入电阻大。CB：电流放大倍数接近1。.RSRLT1T2νs+-.RSRLT1T2νs+-1872）发射极接RE的共射放大器3）采用有源负载的共射放大器T1。VCC。RC+-νίICQ1T1。VCC。+-νίT2。IBQ1ίC1ίC2188动态（交流）：T2等效rce2R'L=rce2∥RLT1。+-νίRL。T1。+-νίT2RL。rce21893共源.共栅和共漏放大器的性能1）共源放大器①实际电路.交流通路C1RSνs+-+-+νίRG1RG2RZRDVDDTCZ····C2RL。。。νo+-RSνs+-+-νίRGRDTRL。。νo+-190②性能ⅰ）AνRSνsνί+--+RL。。νo+-gmνgsνgs+-rdsRDRGdsgίίRoRiίo-ίd191ⅱ)Rίⅲ)Roⅳ)Aί1922)共栅放大器①实际电路C1RSνs+-+-νί·RDRG2RZVDDTC3·C2RL。。νo+-。RG1·RSνs+-+-νί·Tνo+。。-RLRD·RZίίίo193②性能ⅰ）AνRS+-+-·+。-RLRD·RZrdssgdνsνogmνgsνίίίίo194ⅱ)Rίⅲ)Aί

1953)共漏①实际电路②性能ⅰ）AνC1RSνs+-+-+-νίRG1RG2RZVDDT·C2RL。νo+-o+。-RLRZsνoRS+-+-·gνsνίίίίogmνgsrdsdRG+-νgs196ⅱ)Rίⅲ)Aί197ⅳ）Ro+。-RZsνRS·gνίίίίgmνgsrdsdRG+-νgs198*场效应管放大器比较①共源.共栅和共漏场效应管放大器的特性类似于共射.共基和共集双极型晶体管放大器的特性。②共源放大器具有中等的Aν，Aί，Rί，Ro。③共栅放大器器具有低Aί，Rί。④共漏放大器器具有低Aν，Ro。1993集成MOS放大器（带有源负载的MOS场效应管放大器）①NMOS，具有增强型驱动管和耗尽型负载管（E/DMOS放大器）。②NMOS，具有增强型驱动管和增强型负载管（E/EMOS放大器）。③NMOS，具有增强型驱动管和PMOS电流源负载（CMOS放大器）。1）E/EMOS放大器2001）E/EMOS放大器①电路νo+-RLνί+-。VDD。。。。。。T1T2-νί+-。。T1+νo。。201②性能。。。。。νί+-νo+-。。。。νί=νgs1+-νo+-。gm2νgs2gmu2νus2gm1νgs1rds1rds2rds1rds2gm1νίgm21gmu21g1s1d1d2s2g2s2g1d1s1d2g2u22022032）E/DMOS放大器①电路νo+-RLνί+-VDD。。。。。。T1T2-νί+-。。T1+νo。。T2204②性能。。。。。νί+-νo+-。。。。νί=νgs1+-νo+-。gmu2νus2gm1νgs1rds1rds2rds1rds2gm1νίgmu21g1s1d1d2s2g2s2g1d1s1d2g2u2205206CMOS放大器①电路(共源)νo+-RLνί+-VDD。。。。。。T1T2。。。+-VGG-νί+-。。T1+νo。。207。。。。。νί+-νo+-gm1νgs1rds1rds2s2g1d1s1d2g2。。。。νί=νgs1+-νo+-。rds1rds2gm1νίg1s1d1d2s2g2208＞＞2092.改进型放大器1）组合放大器①CE-CBCE：电压放大倍数较高CB：共基电路的输出电阻最大.RSRLT1T2νs+-210②CC-CE：CC：电压放大倍数接近1，输入电阻大，输出电阻小。CE：电压放大倍数大。③CC-CB：CC：电流放大倍数大，输入电阻大。CB：电流放大倍数接近1。.RSRLT1T2νs+-.RSRLT1T2νs+-2112）发射极接RE的共射放大器3）采用有源负载的共射放大器T1。VCC。RC+-νίICQ1T1。VCC。+-νίT2。IBQ1ίC1ίC2212动态（交流）：T2等效rce2R'L=rce2∥RLT1。+-νίRL。T1。+-νίT2RL。rce2213

4.4差分放大器1差分放大器的组成与原理1）电路（带电阻负载的差动双极型晶体管放大器）2）差模信号.共模信号ⅰ）差模信号

νί1=-νί2

νo1=-νo2ⅱ）共模信号

νί1=νί2

νo1=νo2

。。VCCVEERCRCRE。。RLRLT1T2。。++--νί2νί1214ⅲ）一般信号

。。VCCVEERCRCRERLRLT1T2++-νίc---++νίc0.5νίd0.5νίdνo1νo2++---+νo2153）输入.输出方式双端输入νί1≠0νί2≠0单端输入νί1=0或νί2=0双端输出νo=νo1-νo2单端输出νo=νo1

或νo=νo24）抑制共模信号的原理ⅰ）RE的作用

216（IE2↑）（VBE1↓）T↑或VIC↑→IE1↑→2IERE↑→

VBE1↓→IB1↓IE1↓(IB2↓)（IE2↓）*1RE对共模信号有很强的抑制作用。ⅱ)输出取电压差（νo1-νo2）抑制法

*2理想差放对共模信号没有