模拟电子技术基础教案

模拟电子技术基础教案

《模拟电子技术基础》教案

1、本课程教学目的：

本课程是电气信息类专业的主要技术基础课。其目的与任务是使学生掌握

常用半导体器件和典型集成运放的特性与参数，掌握基本放大、负反馈放大、

集成运放应用等低频电子线路的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法和

工程计算方法；使学生具有一定的实践技能和应用能力；培养学生分析问题和

解决问题的能力，为后续课程和深入学习这方面的内容打好基础。

2、本课程教学要求：

1.掌握半导体器件的工作原理、外部特性、主要参数、等效电路、分析方

法及应用原理。

2.掌握共射、共集、共基、差分、电流源、互补输出级六种基本电路的组

成、工作原理、特点及分析，熟悉改进放大电路，理解多级放大电路的耦合方

式及分析方法，理解场效应管放大电路的工作原理及分析方法，理解放大电路

的频率特性概念及分析。

3.掌握反馈的基本概念和反馈类型的判断方法，理解负反馈对放大电路性

能的影响，熟练掌握深度负反馈条件下闭环增益的近似估算，了解负反馈放大

电路产生自激振荡的条件及其消除原则。

4.了解集成运算放大器的组成和典型电路，理解理想运放的概念，熬练掌

握集成运放的线性和非线性应用原理及典型电路；掌握一般直流电源的组成，

理解整流、滤波、稳压的工作原理，了解电路主要指标的估算。

3、使用的教材：

杨栓科编，《模拟电子技术基础》，高教出版社

主要参考书目：

康华光编，《电子技术基础》（模拟部分）第四版，高教出版社

童诗白编，《模拟电子技术基础》，高等教育出版社，

张凤言编，《电子电路基础》第二版，高教出版社，

谢嘉奎编，《电子线路》（线性部分）第四版，高教出版社，

陈大钦编，《模拟电子技术基础问答、例题、试题》，华中理工大学出版社,

唐竞新编，《模拟电子技术基础解题指南》，清华大学出版社，

孙肖子编，《电子线路辅导》，西安电子科技大学出版社，

谢自美编，《电子线路设计、实验、测试》（二），华中理工大学出版社，

绪论

本章的教学目标和要求：

要求学生了解放大电路的基本知识；要求了解放大电路的分类及主要性能指

标。

本章总体教学内容和学时安排：（采用多媒体教学）

§1-1电子系统与信号0.5

§1-2放大电路的基本知识0.5

本章重点：

放大电路的基本认识；放大电路的分类及主要性能指标。

本章教学方式：课堂讲授

本章课时安排：1

本章的具体内容：

1节

介绍本课程目的，教学参考书，本课程的特点以及在学习中应该注意的事

项和学习方法；

介绍放大电路的基本认识；放大电路的分类及主要性能指标。

重点：放大电路的分类及主要性能指标。

第1章半导体二极管及其基本电路

本章的教学目标和要求：

要求学生了解半导体基础知识；理解PN结的结构与形成；熟练掌握普通二

极管和稳压管的V-I特性曲线及其主要参数，熟练掌握普通二极管正向VT特

性的四种建模。

本章总体教学内容和学时安排：（采用多媒体教学）

§1-1PN结

§1-2半导体二极管

§1-3半导体二极管的应用

§1-4特殊二极管

本章重点：

PN结内部载流子的运动，PN结的特性，二极管的单向导电性、二极管的特

性、参数、应用电路分析及稳压管的特性、参数及其特点。

本章难点：

PN结的形成原理，二极管的非线性伏安特性方程和曲线及其电路分析。

本章主要的切入点：“管为路用”

从PN结是半导体器件的基础结构，PN结的形成原理入手，通过对器件的非

线性伏安特性的描述，在分析电路时说明存在的问题，引出非线性问题线性化

的必要性和可行性。

本章教学方式：课堂讲授

本章课时安排：3

本章习题：P26

1.1.1.2、1.7、1.9、1.12、1.13o

本章的具体内容：

2、3节

1、介绍本课程目的，教学参考书，本课程的特点以及在学习中应该注意的

事项和学习方法;

2、讲解半导体基础知识，半导体，杂质半导体；

3、讲解PN结的特点，PN结的几个特性：单向导电性、伏安特性、温度特性、

电容特性。

重点：PN结的形成过程、PN结的单向导电性、伏安特性曲线的意义，伏安

方程的应用。

4节

1、讲解半导体二极管结构和电路符号，基本特点，等效电路；

2、讲解稳压二极管工作原理，电路符号和特点，等效电路；

3、讲解典型限幅电路和稳压电路的分析。

重点：两种管子的电路符号和特点。

讲解课后习题，让学生更好地了解二极管基本电路及其分析方法。

【例1】电路如图（a）所示，已知％=5sm故（V）,二机管导通电压/=Q7V。

试画出III与uo的波形，并标出幅值。

图®

【相关知识】

二极管的伏安特性及其工作状态的判定。

【解题思路】

首先根据电路中直流电源与交流信号的幅值关系判断二极管工作状态;

当二极管的截止时，Uo=u1；当二极管的导通时，+

【解题过程】

由已知条件可知二极管的伏安特性如图所示，即开启电压U°n和导通电压

均为0.7Vo

由于二极管D1的阴极电位为+3V,而输入动态电压山作用于D1的阳极,

故只有当Ui高于+3.7V时Di才导通，且一旦立导通，其阳极电位为3.7V,榆

出电压uo=+3.7V。由于D2的阳极电位为-3V,而由作用于二极管Dz的阴极,

故只有当in低于-3.7V时D2才导通，且一旦Dz导通，其阴极电位即为-3.7V,

输出电压uo=-3.7V。当山在一3.7V到+3.7V之间时，两只管子均截止，故

uo=ui。

5和Uo的波形如图(b)所示。

【例1-8]设本题图所示各电路中的二极管性能均为理想。试判断各电

路中的二极管是导通还是裁止，并求出A、B两点之间的电压UAB值。

【相关知识】

二极管的工作状态的判断方法。

【解题思路】

(1)首先分析二极管开路时，管子两端的电位差，从而判断二极管两端

加的是正向电压还是反向电压。若是反向电压，则说明二极管处于截止状态；

若是正向电压，但正向电压小于二极管的死区电压，则说明二极管仍然处于截

止状态；只有当正向电压大于死区电压时，二极管才能导通。

(2)在用上述方法判断的过程中，若出现两个以上二极管承受大

小不等的正向电压，则应判定承受正向电压较大者优先导通，其两端电压为正

向导通电压，然后再用上述方法判断其它二极管的工作状态。

【解题过程】

在图电路中，当二极管开路时，由图可知二极管Di、D2两端的正向电压分

别为10V和25V。二极管Dz两端的正向电压高于小两端的正向电压，二极管

Dz优先导通。当二极管D?导通后，UAB=-15V,二极管Di两端又为反向电压。

故Di截止、Dz导通。UAB=-15V。

【例1-9】硅稳压管稳压电路如图所示。其中硅稳压管Dz的稳定电压Uz=8V＞动

态电阻后可以忽略，U.=20Vo试求：

(1)Uo、Io、I及Iz的值；

(2)当Ui降低为15V时的Uo、Io、I及Iz值。

【相关知识】

稳压管稳压电路。

【解题思路】

根据题目给定条件判断稳压管的工作状态，计算输出电压及各支路电流值。

【解题过程】

(1)由于

Ur-^—=20x^-=10V

+&2+2>UZ

稳压管工作于反向电击穿状态，电路具有稳压功能。故

Uo=Uz=8V

/o=M=g=4tnA

4-420-84A

Iz=-------=---=6mA

R2

Iz=I-10=6—4=2mA

(2)由于这时的

43-=I5X—=75V

R+R>2+2〈Uz

稳压管没有被击穿，稳压管处于截止状态。故

UC=4"AT=15XW=75V

°"+凡2+2

,%75

/=—―=—=3.75mA

0&2

Iz=O

【例1-10】电路如图(a)所示。其中未经稳定的直流输入电压U1值可变，稳压

管Dz采用2CW58型硅稳压二极管，在管子的稳压范国内，当Iz为5mA时，

其端电压Uz为10V、々为20Q,且该管的IZM为26mA。

(1)试求当该稳压管用国(b)所示模型等效时的U“值；

(2)当Uo=10V时，Ui应为多大？

(3)若U在上面求得的数值基础上变化±10%,即从0.95变到1.15,

问Uo将从多少变化到多少？相对于原来的10V,输出电压变化了百分之几？在

这种条件下，Iz变化范围为多大？

(4)若Ui值上升到使IZ=IZM,而rz值始终为20Q,这时的Ui和Uo

分别为多少？

(5)若Ui值在6~9V间可调，Uo将怎样变化？

图(a)图(b)

【相关知识】

稳压管的工作原理、参数及等效模型。

【解题思路】

根据稳压管的等效模型，画出等效电路，即可对电路进行分析。

【解题过程】

(1)由稳压管等效电路知,

%=&-/Z〃I°・5X002=99V

⑵

4=&+/M=10+5x1=15V

(3)设，Z不变。当瓦=0.町=09xl5=l35V时

4=

%=%+电=99+353X002=997V

A/9勿-1。

=-03%

~10~

当d=111=11x15=165V时

我・%_165-99

4==647mA

R^rz~1+0.02

%=4+4万=99+6,47x002=10.03V

△%10.03-10

可~10~=403%

%=%+=99+26X002=10.42V

(4)

a=%+用=%+鹏=1042+26x1=3642V

(5)由于UiVUzo,稳压管Dz没有被击穿，处于截止状态

/==0

故Uo将随UI在6~9V之间变化%=q

第2章半导体三极管及放大电路基础

本章的教学目标和要求：

要求学生正确理解放大器的一些基本概念，掌握BJT的简化模型及其模型

参数的求解方法，掌握BJT的偏置电路，及静态工作点的估算方法；掌握BJT

的三种基本组态放大电路的组成，指标，特点及分析方法；理解放大器的频率

响应的概念和描述，掌握放大器的低频、高频截止频率的估算，单管放大器的

频率响应的分析，波特图的折线画法。

本章总体教学内容和学时安排：（采用多媒体与板书相结合的教学方

式）

§2-1半导体BJT

§2-2共射极放大电路

§2-3图解分析法

§2-4小信号模型分析法

§2-5放大电路的工作点稳定问题

§2-6共集电极电路和共基极电路

§2-7多级放大电路

§2-8放大电路的频率响应

习题课

本章重点：

以共射极放大电路为例介绍基本放大电路的组成、工作原理、静态工作点

的计算、性能指标计算。

频率响应的概述，波特图的定义；BJT的简化混合不高须等效模型，单管共

射放大器中频段、低须段、高须段的频率响应的分析和波特图的画法。

本章难点：

对放大概念的理解；等效模型的应用；对电路近似分析的把握。

本章主要的切入点：

通过易于理解的物理慨念、作图的方法理解放大的概念；通过数学推导与

物理意义的结合，加强对器件等效模型的理解；通过08、CC、CS等基本电路的

分析，强化工程分析的意识和分析问题的能力。

本章教学方式：课堂讲授+仿真分析演示

本章课时安排：14

本章习题：P84

2.3、2.4、2.7、2.8、2.11、2.12、2.13、2.14、2.15、2.16、2.18、2.19、

2.20o

本章的具体内容：

5、6、7节：

介绍半导体BJT的结构、工作原理、特性曲线和主要参数。

重点：BJT内部载流子的移动、电流的分配关系和特性曲线。

8、9、10节：

介绍共射放大器组成原则，电路各元件的作用，介绍Q点定义及其合理设置

的重要性，放大电路的工作原理，信号在放大电路各点的传输波形变化；放大

电路如成原则.

重点：强调对于各个基本概念的理解和掌握。

11、12、13、14节：

对放大电路进行分析，介绍直流、交流通路的画法原则，并例举几个电路

示范；

采用图解法对放大电路的Q点、电压放大倍数和失真情况进行分析，强调

交、直流负载线的区别。

再对一个典型共射放大电路进行完整的动态参数分析，并对其分析结果进

行详细分析和讨论，从而作为此部分的一个小结。

重点：直流、交流通路的画法原则，典型共射放大电路进行完整的动态参

数分析。

15、16节:

介绍三极管的小信号等效模型、并用小信号模型法分析基本放大电路的主要

性能指标Av,Ri,Roo

重点：建立小信号电路模型，将非线性问题线性化。

讲解课后习题，使学生熟悉用图解法和小信号模型法分析放大电路的方式方

法。

讨论放大电路Q点的稳定性。从影响Q点稳定的因素入手，在固定偏流电

路的基础上介绍分压偏置电路，并对其稳定游态工作点的原理进行详细分析。

对典型分压偏置共射放大器进行直流分析，强调直流分析中Vcc的分割，工

程近似法计算Q点；

重点：对典型分压偏置共射放大器进行交直流分析。

17、18节：

简要介绍有稳Q能力的其它电路结构形式，

介绍共集放大器(CC)的原理图、直流通路、交流通路、交直流分析，介

绍其特点和典型应用；给出一个典型CC放大器和其分析结论由学生课外完成分

析；

介绍共基放大器(CB),原理图，直流通路，交流通路，交直流分析，介绍

其特点和典型应用；

给出一个典型CB放大器和其分析结论由学生课外完成分析。

结合一个简单综合性例题小结三知态的特点.

给出一个CE,CC,CB放大器比较对照表由学生课外完成分析。

重点：共集放大器(CC)的交直流分析，共基放大器(CB)的交直流分析。

频率响应的概述，基本概念，三个频段的划分，引入RC高通电路模拟低频

响应，RC低通电路模拟高频响应，它们的幅频响应，相频响应；〃的频率响应；

波特图的定义；BJT的完整混合)模型，简化高频等效模型，主要参数的推导；

单管共射放大器中频段、低频段、高频段的频率响应的分析和波特图的画法。

放大器增益带宽积的概念，影响因素，多级放大器的频率响应。以一个单管共

射放大电路的分析为例题对以上内容做一个小结。

重点：频率响应的基本概念，简化高频等效模型，主要参数的推导；单管

共射放大器须率响应的分析。

讲解课后习题，并对本章内容作个简单的小结。

【例27】电路如图所示，晶体管的0=100,UBE=0.7V,饱和管压降UCES

=0.4V;稳压管的稳定电压Uz=4V,正向导通电压UD=0.7V,稳定电流Iz=

5mA,最大稳定电流IZM=25mA。试问:

(1)当ui为OV、1.5V、25V时uo各为多少？

(2)若R短路，将产生什么现象？

【相关知识】

晶体管工作状态的判断，稳压管是否工作在稳压状态的判断以及限流电阻的作

用。

【解题思路】

(1)根据川的值判断晶体管的工作状态。

(2)根据稳压管的工作状态判断uo的值。

【解题过程】

(1)当山=0时，晶体管截止；稳压管的电流

在Iz和IZM之间，故uo=Uz=4V。

当3=15V时，晶体管导通，基极电流

假设晶体管工作在放大状态，则集电极电流

x

Zc=%=（100。08）mA=8mA

〃O=L-/CK=（12-8X】）V=4V

由于UO>UCES=0.4V,说明假设成立，即晶体管工作在放大状态。

值得指出的是，虽然当山为0V和L5V时uo均为4V,但是原因不同；

前者因晶体管截止、稳压管工作在稳压区，且稳定电压为4V,使uo=4V;后

者因晶体管工作在放大区便uo=4V,此时稳压管因电流为零而截止。

当ui=2.5V时，晶体管导通，基极电流

,%・小（25-Q71A,

=-----=------mA=0A.18OmA

BAI10J

假设晶体管工作在放大状态，则集电极电流

Zc=pZB=（100x0.18）mA=18mA

〃。叫c-/c4=（12-18xl）V=-6V

在正电源供电的情况下，UO不可能小于零，故假设不成立，说明晶体管

工作在饱和状态。

实际上，也可以假设晶体管工作在饱和状态，求出临界饱和时的基极电

流为

^c-^cc_f12-0.4

I100x1mA=0.116mA

IB=0.18niA>lBs,说明假设成立，即晶体管工作在饱和状态。

(2)若&.短路，电源电压将加在稳压管两端，使稳压管损坏。若稳压

管烧断，则uo=Vcc=12V。若稳压管烧成短路，则将电源短路；如果电源没

有短路保护措施，则也将因输出电流过大而损坏。

【方法总结】

(1)晶体管工作状态的判断：对于NPN型管，若U8E>h(开启电压)，

则处于导通状态；若同时满足UC，UB>UE,则处于放大状态，lc=PIB；

若此时基极电流

B-限

则处于饱和状态，式中1cs为集电极饱和电流，1是使管子临界饱和时

的基极电流。(2)稳压管是否工作在稳压状态的判断：稳压管所流过的反

向电流大于稳定电流％才工作在稳压区，反向电流小于最大稳定电流1al才不会

因功耗过大而损坏，因而在稳压管电路中限流电阻必不可少。图示电路中心既

是晶体管的集电极电阻，又是稳压管的限流电阻。

【例2-2】电路如图所示，晶体管导通时UBE=0.7V,p=50o试分析川为OV、

IV、1.5V三种情况下T的工作状态及揄出电压uo的值。

【相关知识】

晶体管的伏安特性。

【解题思路】

根据晶体管的管压降"BE与'"也，以及基极电流4和集电极电流4的特

点，直接可以判别出管子的工作状态，算出输出电压.

【解题过程】

(1)当VBB=O时，T截止，u()=12Vo

(2)当VBB=1V时，因为

…空叫A

13・B%Q■3mA

UQ-%-■9V

所以T处于放大状态。

(3)当VBB=3V时，因为

2安里=收

,UA

-8mA

出■嚷Tg&VUm

所以T处于饱和状态。

【例2-3］试问图示各电踌能否实现电压放大？若不能，请指出电路中的错误。

图中各电容对交流可视为短路。

【相关知识】

放大电路的组成原理。

【解题思路】

放大电路的作用是把微弱的电信号不失真地放大到负载所需要的数值。即要求

放大电路既要有一定的放大能力，又要不产生失真。因此，首先要检查电路中

的晶体管（非线性器件）是否有合适的直流偏置，是否工作在放大状态（线性

状态），其次检查信号源、放大器和负载之间的信号传递通道是否畅通，并具

有电压放大的能力。

【解题过程】

图（a）电路不能实现电压放大。电路缺少集电极电阻动态时电

源相当于短路，输出游没有交流电压信号。

图(b)电路不能实现电压放大。电路中缺少基极偏置电阻段,动态时

电源相当于短路，输入交流电压信号也被短路。

图(c)电路也不能实现电压放大。电路中晶体管发射结没有直流偏置电

压，静态电流,BQ=°,放大电路工作在截止状态。

图(d)电路能实现小信号电压放大。为了保证输出信号不失真(截止、饱

和)，当输入信号叫为正时，应不足以使三极管饱和；当输入信号，为负时，

应不会使三极管截止。

3000

【例2-4】单级放大电路如图所示，已知VCC=15V,&=,

户:IOO,4=O.7V,4】此时调到49kO,42=30kQ,&=&=&=2kQ,

<=5=10叱,q=47叱,q=i600pF,晶体管饱和压降gs为iv,晶体

管的结电容可以忽略。试求：

(1)静态工作点4Q,UCEQ：

*

(2)中频电压放大倍数心、输出电阻&、输入电阻&；

(3)估计上限极止频率力J和下限截止频率九；

(4)动态范围“5二？输入电压最大值Up=?

(5)当输入电压％的最大值大于U0时将首先出现什么失真？

【相关知识】

(1)共射极放大电路。

(2)放大电路的频率特性。

【解题思路】

⑴根据直流通路可求得放大电路的静态工作点。

根据交流通路可求得放大电路的I、&、&。

(2)

⑶根据高频区、低频区的等效电路可分别求出片和其。

(4)根据静态工作点及交流负载线的斜率可求得动态范围叩，同时可判

断电路出现失真的状况。

(5)根据电压放大倨数人和动态范围'”卿可求出500

【解题过程】

(1)采用估算法求解静态工作点。由图可知

^C=TAXX15W57V

%+R脸“49+30

故

2

UcN=%-aA-4Q%al5-25x(2+2)=5V

(2)利用微变等效电路法，求解放大电路的动态指标。

&=&,+(1+£)—=300+101x—愣1.35kQ

2.5

舄="«酊〃&=49〃30〃1.35闷135g

人=4=鳍

(3)当电路中只有一个惯性环节时，电路的截止频率可以表示为

/=_L>

2nRC,其中R为电容。所在回路的等效电阻。

在高频区，根据题意，晶体管的结电容可以忽略，影响电路上限截止频

率的电容只有负载等效电容CL。故电路的上限截止频率为

G=-----5-----=---------1------a995kHz

日211cL(4//4)2^xl600xl(Tux(2//2)

在低频区，影响下限栈止频率的电容有G、G和CE。可以分别考虑输

入回路电容(G、CE)和输出回路电容(，?2)的影响，再综合考虑它们共同作

用时对电路下限截止须率的影响。

只考虑输出回路电容；时

=-------------«----------/-----------r却4Hz

Ju2忒虱&+&)2nxl0xl0-4x(2+2)xl05

只考虑输入回路电容G和％时，为了简化计算，忽略偏置电阻及射极

电阻的影响，把射极旁路电容二1折算到基极回路，则有

九=------1c肉——二一二---------------------...-ra253Hz

G'TJ也「、2x314x135乂叫47加°

-1+11+/1+100

。毋

由于九2〈〈九】，所以电路的下限截止频率为

A«AI=253HZ

53

(4)由于&A-25xl(rxlxl0=2.5V<%r%s=5-l=4V,即电

路的最大不失真输出电压受截止失真的限制，故电路的动态范围

^=2x7^=2x25=57

输入电压最大值

/喷奇=募3丫

(5)由上述分析可知，当输入电压%的最大值大于Ui。时，电路将首先出

现截止失真。

【例2-5】图示放大电路为自举式射极输出器。在电路中，设％=1员\

&]=%=100kD段3=20EQ/=4=10kQ晶体管的£=60/=3ka

各电容的容量足够大。试求：

(1)断开电容「，求放大电路的输入电阻和输出电阻飞。

(2)接上电容C,写出用的表达式，并求出具体数值，再与(1)中的数值

比较。

(3)接上电容C,若通过增大&3来提高那么鸟的极限值等于多少？

图（a）

【解相关知识】

射极输出器、自举原理、密勒定理。

【解题思路】

根据放大电路的微变等效电路求放大电路的输入电阻。

【解题过程】

在分析电路的指标之前，先对自举式射极输出器的工作原理作一简要说

明。在静态时，电容C相当于开路；在动态时，大电容c相当于短路，点E和

点A的交流电位相等。由于点E的交流电位跟随输入信号（点B的交流电位）

变化，所以&3两端的交流电位接近相等，流过&3的交流电流接近于零。对交

流信号来说，&3相当于一个很大的电阻，从而减小了&1、42对电路输入电阻

的影响。由于大电容C的存在，点A的交流电位会随着输入信号而自行举起，

所以叫自举式射极输出器.

这种自举作用能够减,小直流偏置电阻对电路输入电阻的影响，可以进一

步提高射极输出器的输入电阻。

（1）在断开电容C后，电路的微变等效电路如图（b）所示。图中

凡

图(b)

&=%"&2=50kQ

4=&〃凡=5%

由图可以求出

K=&+Q+0耳=3+61x5=308kQ

人=(&3+&)"K=(20+50)//308=57g

可见，射极输出器的&原来是很大的，但由于直流偏置电阻的并联，便

K减小了很多。

火〃_^_=10〃2_却49a

“*1+万61

(2)按上自举电容C后，用密勒定理把等效为两个电阻，一个是接

%=&7

在B点和地之间的1-4,另一个是接在A(E)点和地之间的

/=勺.，，

&-41,其中4是考虑了小与小、&以及&并联后的4,如图⑹所示。

图（c）

由于4Nl,但小于1,所以小是一个比43大得多的负电阻，它与心、

及、凡并联后，总的电阻仍为正。由于《很大，它的并联效应可以忽略，从

而使

4d看篝篝=黑箝°珈

此时

«=&+（1+欲段"&）=279.94g

与3=-^-=―27对1818g

"1-41-0.989

所以，自举式射极输出器的输入电阻

及=/HR用2426g

由于塌3对收的并联影响小得多，所以段比没有自举电容时增大了

185.6kQo

(3)通过增大&3以增大用的极限情况为凡郑K=28QkC,即用自举电

阻提高《的结果，使鸟只取绝于从管子基极看进去的电阻，与偏置电阻几乎无

关。

【例2-6］试判断图示各电路属于何种组态的放大电路，并说明输出电压相对输

入电压的相位关系。

(a)

(b)

(c)

(d)

【相关知识】

共集一共射，共射一共集，共集一共基组合放大电路。

【解题思路】

根据信号流向分析各个晶体管放大电路的组态及输出电压与输入电压

的相位关系。

【解题过程】

图(a)所示电路第一级是共集电极放大电路，输出电压与输入电压同

相；第二级是共射极放大电路，输出电压与输入电压反相。因此，整个电路是

共集一共射组合电路，输出电压与输入电压反相。

图(b)所示电路第一级是共射极放大电路，输出电压与输入电压反相;

第二级是共基极放大电路，输出电压与输入电压同相。因此，整个电路是共射

一共基组合电路，输出电压与输入电压反相。

图(c)所示电路第一级是共集电极放大电路，输出电压与输入电压同

相；第二级是共基极放大电路，输出电压与输入电压同相。因此整个电路是共

集一共基组合电路，输出电压与输入电压同相。

图(d)所示电路由于Ti管集电极具有恒流特性，因而T|管是T2管的

有源负载，所以T2管组成了有源负载的共射放大器，输出电压与输入电压反相。

【例2-7】晶体管组成的共集一共射、共射一共集、共射一共基等几种组合放

大电路各有其独特的优点，请你选择合适的组合放大电路，以满足如下所述不

同应用场合的需求。

(1)电压测量放大器的输入级电路。

(2)输出电压受负载变化影响小的放大电路。

(3)负载为0.2kQ,要求电压增益大于60dB的放大电路。

(4)输入信号频率较高的放大电路。

【相关知识】

共集一共射，共指一共集，共射一共基组合放大电路。

【解题思路】

根据三种组合放大电路的特点，选择满足应用需求的组合放大电路。三

种组合放大电路的特点如下：

(1)共集一共射组合放大电路，不仅具有共集电极电路输入电阻大的特

点，而且具有共射电路电压放大倍数大的特点；

(2)共射一共集组合放大电路，不仅具有共射电路电压放大倍数大的特

点，而且具有共集电极电路输出电阻小的特点；

(3)共射一共基组合放大电路，共基极电路本身就有较好的高频特性，

同时将输入电阻很小的共基极电路接在共射极电路之后，减小了共射极电路的

电压放大倍数，使共射极接法的管子集电结电容效应减小，改善了放大电路的

频率特性。因此，共射一共基组合放大电路在高频电路中获得了广泛的应用。

该组合电路的电压放大倍数近似等于一般共射电路的电压放大倍数。

【解题过程】

(1)电压测量放大器的输入级既要有较大的输入电阻，又要有一定的

电压放大能力，应采用共集一共射组合放大电路。

(2)输出电压受负载变化影响小的放大电路应具有较小的输出电阻，也

要有一定的电压放大能力，应采用共射一共集组合放大电路。

(3)负载为0.2kQ,电压增益大于60dB的放大电路应采用电压放大倍

数大、榆出电阻小的共射一失集组合电路，最好在榆入级再增加一级具有高榆

入电阻的共集电极电路。

(4)输入信号须率较高时，应采用须率特性好的共射一共基组合放大电

路。

第3章场效应管放大电路

本章的教学目标和要求：

要求学生了解JFETM0SFET的结构特点，理解其工作原理；掌握JFET、M0SFET

的特性曲线及其主要参数，掌握BJT、JFET、MOSFET三者之间的差别；掌握FET

的偏置电路，工作点估算方法，掌握FET的小信号跨导模型，掌握FET的共源

和共漏电路的分析和特点。

本章总体教学内容和学时安排：(采用多媒体教学方式)

§3-1结型场效应管

§3-2金属一氧化物一半导体场效应管

§3-3场效应管放大电路

习题课

本章重点：

各种场效应管的外特性及参数，场效应管放大电路的偏歪电路及特点。

本章难点：

场效应管的工作原理以及静■态工作点、的计算。

本章教学方式：课堂讲授

本章课时安排：8

本章的具体内容：

19、20节：

介绍结型场效应管的工作原理、结型场效应管的特性曲线以及主要参数。

重点：对结型场效应管的特性曲线的理解。

21、22、23节:

介绍M0S效应管的工作原理、M0S效应管的特性曲我以及主要参数。

重点：对M0S效应管的特性曲线的理解。

24、25、26节：

FET放大电路的分类，Q点设置方法，两种偏置方法的特点，以及用图解法、

计算法对电路进行分析。FET的小信号模型，并用它对共源、共漏放大器分析；

加一习题课讲解习题并对本章作一小结。

重点：强调分析方法的掌握，以及电路结构、分析过程与BJT放大器的对比。

【例3-1］在图示电路中，已知场效应管的“明函=7V；问在下列三种情况,

管子分别工作在那个区？

(1)%=-8V,%=4V

(2)〃OS=・W,〃DS=4V

(3)〃os=-W,=IV

【相关知识】

场效应管的伏安特性。

【解题思路】

根据管子工作在不同区域的特点，判断管子的工作状态。

【解题过程】

(1)因为

管子工作在截止区。

(2)因为

“DG="DS-=4-(-笏=7V，U%幽|

管子工作在放大区。

(3)因为

"DG="DS-〃GS=1-(-3)=4V4口网^I

管子工作在可变电阻区。

【例3-2】电路如图(a)示。其中RG=】MQ,&=3kA,&=啊舔=30V,

场效应管的输出特性如图(b)所示。试求电路的静态工作点"以。、"Q和'%Q

之值。

产DO

图（a）图（b）

【相关知识】

结型场效应管及其外特性，自给偏压电路，放大电路的直流通路、解析法、

图解法。

【解题思路】

根据放大电路的直流通路，利用解析法或图解法可求得电路的狰态工作

点O

【解题过程】

由场效应管的输出特性可知管子的&S=7mA,UOSM=-8V

由式

4>Q=，DSS（1_.XQ.

及

%Q=一乐&

得

k=2.9mA

，SQ=-2.9V

U&SQ=%D-，DQ(&+&)=1&4V

与双极型晶体管放大电路类似，分析场效应管放大电路的静态工作点，也

有两种方法，解析法和图解法

【另一种解法】

(1)在输出特性曲战上，根据输出回路直流负载线方程

%D=+】D(&+&)

作直流负载线MN,如图(d)所示。MN与不同〃慎的输出特性曲线有不同的

交点。Q点应该在MN上。

图(c)图(d)

(2)由交点对应的％、“虞值在境坐标上作曲线，称为慎控制特

性，如图(c)所示。

(3)在控制特性上，根据输入回路直流负载线方程

%=F&

代入&=lkC,可作出输入回路直流负载线。该负载线过原点，其斜率为

与控制特性曲线的交点Q即为静态工作点。由此可得“Q=3.1mA,

%Q=-3.1V

(4)根据办=，DQ=31mA,在输出回路直流负载线上可求得工作点Q>,再

由2点可得/SQ=17V。

【例3-3】两个场效应管的转移特性曲线分别如图(a)、(b)所示，分别确定这

两个场效应管的类型，并求其主要参数(开启电压或央断电压，低频跨