模擬電路與數(shù)字電路第2章_半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)第3章_放大電路基礎(chǔ)第6章_正弦波振蕩換電路

第4章_放大電路中的反饋第1章_緒論第5章_集成動(dòng)算放大器第8章_數(shù)字邏輯基礎(chǔ)第9章_組合邏輯電路

第10章_時(shí)序邏輯電路

第7章_直流穩(wěn)壓電源

3.6.3三種基本組態(tài)放大電路的比較第3章放大電路基礎(chǔ)3.2共發(fā)射極放大電路3.3放大電路的分析方法3.6共集電極電路和共基放大電路

3.4共射電路的H參數(shù)小信號(hào)模型3.1放大電路的基本概念3.5穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的放大電路3.8場(chǎng)效應(yīng)管放大電路3.9多級(jí)放大電路3.10放大電路主要性能指標(biāo)3.7放大電路的頻率響應(yīng)3.6.3三種基本組態(tài)放大電路的比較問(wèn)題的提出——單管共射放大電路存在的問(wèn)題實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象３.5穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的放大電路當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)1.溫度對(duì)晶體管參數(shù)的影響T↑→ICBO↑,溫度每升高10oC,ICBO↑一倍T↑→UBE↓,溫度每升高1oC,UBE↓2.5mvT↑→β↑,溫度每升高1oC,Δβ/β↑0.5—1%3.5.1溫度對(duì)工作點(diǎn)的影響

2.溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響ICQ=βIBQ+(1+β)ICBOIBQ=（Vcc-UBE）/RB→T↑→ICQ↑→Q↑→飽和失真3工作點(diǎn)上移時(shí)輸出波形分析“Q”過(guò)高引起飽和失真ICS集電極臨界飽和電流NPN管：

底部失真為飽和失真。uCEiCtOOiCO

tuCEQV

CC不接負(fù)載時(shí)，交、直流負(fù)載線重合靜態(tài)是基礎(chǔ)，動(dòng)態(tài)是目的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的措施特點(diǎn)：RB1—上偏流電阻、RB2—下偏流電阻、RE—發(fā)射極電阻共發(fā)射極電路

1.電路組成3.5.2分壓式偏置電路+UBEQ

IBQI1IEQ2.電路的靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析直流通路ICQ直流通路的畫法(1)靜態(tài)分析

若電路調(diào)整適當(dāng)，可以使ICQ基本不變。穩(wěn)定過(guò)程（原理）T↑→ICQ↑→ICQ×RE↑→UB固定→UBE↓→IBQ↓→ICQ↓

穩(wěn)定的條件UB固定UB=VCC×RB2/(RB1+RB2)（1）I1>>IB

硅管I1=（5--10）IBQ鍺管I1=（10--20）IBQ（2）UB>>UBE

硅管UB=（3--5）V鍺管UB=（1--3）V

說(shuō)明Q是否合適+VCCRCRERB1RB2+UBEQ

IBQI1IEQICQ+UCEQ

求Q點(diǎn)（IBQ、ICQ、UCEQ）(2)動(dòng)態(tài)分析求AU、Ri、RO（一）畫出放大電路的微變等效電路

1.畫出交流通路2.畫出放大電路的微變等效電路（二）計(jì)算動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)1.計(jì)算Au“-”表示Uo和Ui反相。

Au的值比固定偏流放大電路小了。2.計(jì)算輸入電阻Ri↑，同時(shí)說(shuō)明公式的記法和折合的概念。

uo在RE兩端的電壓可以忽略不計(jì)，因此Ro≈Rc。3.計(jì)算輸出電阻RoRo=uo/ioUs=0RL=∞

３.6共集電極電路和共基極電路3.6.1共集電極放大電路

(射極輸出器)3.6.2共基極放大電路3.6.3三種基本組態(tài)放大電路的比較IBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+–+uo–+usIBQ=(VCC

–UBEQ)/[RB+(1+)

RE]ICQ=

IBQUCEQ=VCC–

ICQ

RE交流通路RsRB++uoRLibiciiRE一、電路組成與靜態(tài)工作點(diǎn)3.6.1共集電極放大電路

(射極輸出器、射極跟隨器)二、性能指標(biāo)分析交流通路RsRB++uoRLibiciiRE小信號(hào)等效電路usRB+uoRLibiciirbeibRERs+RL=RE//RL電壓放大倍數(shù)：1輸入電阻：輸出電阻：usRB+uoRLibiciirbeibRERs+RBibrbeibRERsus=0+uiiRERS=Rs//RBi=iRE

–

ib–ib射極輸出器特點(diǎn)Au1

輸入輸出同相Ri

高Ro

低用途：輸入級(jí)輸出級(jí)中間隔離級(jí)例:

=120，RB=300k，rbb=200，UBEQ=0.7V,RE=RL=Rs=1k，VCC=12V。求：“Q”，Au，Ri，Ro。IBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+–+uo–+us[解]1)求“Q”IBQ=(VCC–

UBE)/

[RB

+

(1+

)

RE]=(12

–

0.7)/[300+1211]

27(A)IEQ

IBQ

=3.2(mA)UCEQ=VCC–

ICQ

RE

=12–3.21=8.8(V)2)求Au，Ri，RoRbe=200+26/0.027

1.18(k)Ri=300//(1.18121)=51.2(k)RL=

1

//

1

=0.4(k)3.6.2共基極放大電路一、共基極放大電路+VCCRCC2C3RLRE+++RB1RB2RS+us+uoC1一、求“Q”(略)二、性能指標(biāo)分析RiRiRoRo=RC特點(diǎn)：1.Au大小與共射電路相同。2.輸入電阻小，Aus小。RCRERS+usRL+uoRCRERS+usRLrBEioicieiiib

ib+ui2.6.3三種基本組態(tài)

放大電路的比較電壓增益：輸入電阻：輸出電阻：共集共基共射輸出電阻不含負(fù)載RL輸入電阻不含信源內(nèi)阻rbe=300+26/iE=f(β,Ri,Ro）R串并聯(lián)值,β倍反射2.7

場(chǎng)效應(yīng)管放大電路三種組態(tài)：共源、共漏、共柵特點(diǎn)：輸入電阻極高，噪聲低，熱穩(wěn)定性好1.直流偏置電路：零偏壓VG=0

(1)場(chǎng)效應(yīng)管：

N溝道 耗盡型 絕緣柵（MOS）+VDDRDC2CS+++uoC1+uiRGRSGSD2.7.1FET放大電路的靜態(tài)分析柵極電阻RG的作用：(1)為柵偏壓USQ提供通路(2)釋放柵極積累電荷源極電阻RS的作用：提供負(fù)柵偏壓UGSQ

（自偏壓方式）漏極電阻RD的作用：把iD

的變化變?yōu)閡DS的變化量，輸出到負(fù)載UGSQ=–IDQRS(即URS)

UGSQ增強(qiáng)型USQuDSIDQUGQ各個(gè)電容：通交流隔直流IDUGSN溝道P溝道0耗盡型：UGS=0,有ID+-(2)分壓式自偏壓電路：正偏壓調(diào)整電阻（RE、RG1、RG2、RG3）的大小，可獲得：UGSQ>0UGSQ=0UGSQ<0RL+VDDRDC2CS+++uoC1+uiRG2RSGSDRG1RG3耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管（4種）可在正、負(fù)偏壓和零偏壓工作RG3的電壓降=0IDQUGQ柵（地電）壓UGQ等于RG2的壓降：柵源電壓UGSQ等于URG2與URS之差：正偏壓：零偏壓：負(fù)偏壓：增大輸入阻抗，減小對(duì)輸入交流信號(hào)的分流作用，從而提高了放大倍數(shù)交流通路輸入電阻：三個(gè)基極電阻總阻值輸出電阻：等于漏極電阻RD電壓放大倍數(shù)：跨導(dǎo)與負(fù)載電阻的乘積場(chǎng)效應(yīng)管的輸出內(nèi)阻極高，可忽略，即rds>>RD，有：輸出電流電壓帶負(fù)載RL時(shí)2.7.2小信號(hào)模型分析法ID輸出電流ID、電壓UO:輸出電阻：將放大電路對(duì)不同頻率正弦信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)稱放大電路的頻率響應(yīng)，簡(jiǎn)稱頻響或頻率特性。頻率特性包括幅頻特性與相頻特性兩部分：幅頻特性:描寫放大倍數(shù)之模與頻率的關(guān)系曲線相頻特性:描寫相位與頻率的關(guān)系曲線2.8放大電路的頻率響應(yīng)2.8.1幅頻特性與相頻特波特圖：不是用逐點(diǎn)描繪曲線，采用折線近似的方法畫出的其對(duì)數(shù)頻率特性，稱波特圖。對(duì)數(shù)幅頻特性曲線：橫坐標(biāo)頻率f,取對(duì)數(shù)為：lg(f)，曲線將大幅度被壓縮（例如用1～6可表示10～106）；縱坐標(biāo)電壓增益A,用分貝(dB)即取對(duì)數(shù)表示為：20lg(A)，(當(dāng)A從10倍變化到103倍時(shí)，分貝值從20變化到60)。該“20lg(A)?lg(f)關(guān)系曲線”稱為“對(duì)數(shù)幅頻特性”。對(duì)數(shù)相頻特性曲線：相頻特性的縱坐標(biāo)相移Φ采用線性刻度，繪制出的“Φ?lg(f)關(guān)系曲線”稱為“對(duì)數(shù)相頻特性”。兩者合一，稱為“對(duì)數(shù)頻率特性”。波特圖與對(duì)數(shù)頻率特性2.8.2波特圖2.8.2波特圖幅頻響應(yīng)相頻響應(yīng)lg(f)lg(f)

做圖時(shí)不是用逐點(diǎn)描繪曲線，而是采用折線近似的方法畫出的對(duì)數(shù)頻率特性，通常稱為波特圖。就是橫坐標(biāo)頻率f采用lgf對(duì)數(shù)刻度，這樣將頻率的大幅度的變化范圍壓縮在一個(gè)小范圍內(nèi)(例如用1～6代表10～106)，幅頻特性的縱坐標(biāo)電壓增益，用分貝(dB)表示為20lgA，(當(dāng)A從10倍變化到103倍時(shí)，分貝值只從20變化到60)。這樣繪出的20lgA?lgf的關(guān)系曲線稱為對(duì)數(shù)幅頻特性。而相頻特性的縱坐標(biāo)相移Φ采用線性刻度，繪制出的Φ?lgf關(guān)系曲線稱為對(duì)數(shù)相頻特性。兩者合起來(lái)，稱為對(duì)數(shù)頻率特性。什么是波特圖2.8.2波特圖幅頻響應(yīng)相頻響應(yīng)幅頻特性2.8.3共發(fā)射極放大電路的頻率特性共射基本放大電路相頻特性中心頻率增益的0.707倍通頻帶通頻帶(相移<45o)第三章多級(jí)放大電路為什么要多級(jí)放大？前面我們主要研究了由一個(gè)晶體管組成基本放大電路（單管放大器），它們的電壓放大倍數(shù)一般只有幾十倍。但是在實(shí)際應(yīng)用中，往往需要放大非常微弱的信號(hào)，單管放大器放大倍數(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。為了獲得更高的電壓放大倍數(shù)，可以把多個(gè)基本放大電路連接起來(lái)，組成“多級(jí)放大電路”。其中每一個(gè)基本放大電路叫做一“級(jí)”，而級(jí)與級(jí)之間的連接方式則叫做“耦合方式”。實(shí)際上，單級(jí)放大電路中也存在電路與信號(hào)源以及負(fù)載之間的耦合問(wèn)題。3.9.1多級(jí)放大電路概述1.耦合方式直接耦合A1A2電路簡(jiǎn)單，能放大交、直流信號(hào)，“Q”互相影響，零點(diǎn)漂移嚴(yán)重。阻容耦合A1A2各級(jí)“Q”獨(dú)立，只放大交流信號(hào)，信號(hào)頻率低時(shí)耦合電容容抗大。變壓器耦合A1A2用于選頻放大器、功率放大器等。2.直接耦合放大電路存在兩個(gè)問(wèn)題：1）靜態(tài)工作點(diǎn)不合理（近飽和）。2）級(jí)數(shù)越多，相互影響越大（同類型的管子影響更大）。（1）直接耦合放大器電路0.7Vβ?β改進(jìn)：（a）RRB1C1uiuoTT12UCE1E2RRC2(a)加入電阻RE2：工作點(diǎn)合理些β?βRRB1C1R

C2uiuoTT12RUz+VDzCC（b）在T2的發(fā)射極加入穩(wěn)壓管改進(jìn)：RRB1C1RE2uiuoTT12RC2VCC+改進(jìn)問(wèn)題B：在電路中采用不同類型的管子，即NPN和PNP管配合使用，如下圖所示。利用NPN型管和PNP型管級(jí)聯(lián)工作（電平移動(dòng)）相當(dāng)于一只大功率NPN管（取決于其第一只管子的類型）RRB1C1RE2uiuoTT12RC2VCC-改進(jìn)問(wèn)題B：在電路中采用不同類型的管子，即NPN和PNP管配合使用，如下圖所示。利用NPN型管和PNP型管級(jí)聯(lián)工作（電平移動(dòng)）相當(dāng)于一只大功率PNP管（取決于其第一只管子的類型）（1）可以放大直流信號(hào)（或緩慢變化的信號(hào)）（2）便于集成化（電路中只有晶體管和電阻，沒(méi)有電容器和電感器，便于做成集成電路）缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)不獨(dú)立，相互影響(會(huì)給設(shè)計(jì)、計(jì)算和調(diào)試帶來(lái)不便)（2）存在零點(diǎn)漂移：輸入為零而輸出不是零（且變動(dòng)著。零點(diǎn)漂移影響很嚴(yán)重）（2）直接耦合放大電路的優(yōu)缺點(diǎn)（3）直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移問(wèn)題1）何謂零點(diǎn)漂移？2）產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的原因3）零點(diǎn)漂移的嚴(yán)重性及其抑制方法1、元件參數(shù)變化、電源波動(dòng)2、溫度變化的影響如果采用高精度電阻并經(jīng)經(jīng)過(guò)老化處理和采用高穩(wěn)定度的電源之后，則晶體管參數(shù)隨溫度的變化將成為產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因。如果零點(diǎn)漂移的大小足以和輸出的有用信號(hào)相比擬，就無(wú)法對(duì)兩者進(jìn)行區(qū)分。電路將無(wú)法工作！因此，為使放大電路正常工作，必須抑制零點(diǎn)漂移。注意：為什么只對(duì)直接耦合多級(jí)放大電路提出這一問(wèn)題呢？溫度的變化和零點(diǎn)漂移都是隨時(shí)間緩慢變化的，阻容耦合放大器會(huì)阻斷這種緩慢變化的信號(hào)，不會(huì)逐級(jí)傳遞和放大。但是，直接耦合多級(jí)放大電路會(huì)逐級(jí)放大前級(jí)的零點(diǎn)漂移信號(hào)，在輸出端造成嚴(yán)重影響。特別當(dāng)溫度變化較大，放大電路級(jí)數(shù)較多時(shí)，影響尤為嚴(yán)重。抑制零點(diǎn)漂移的方法：1）采用恒溫措施：使晶體管工作環(huán)境溫度穩(wěn)定。需要恒溫室或槽，設(shè)備復(fù)雜，成本高。2）采用溫度補(bǔ)償：熱敏元件：在電路中用熱敏元件、二極管（或晶體管的發(fā)射結(jié)）與工作管的溫度特性互相補(bǔ)償。差動(dòng)放大電路：（最有效的方法）用特性相同的兩個(gè)管子使零點(diǎn)漂移相互抵消。即“差動(dòng)放大電路”的設(shè)計(jì)思想。3）直流負(fù)反饋：采用直流負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。4）阻容耦合：級(jí)間采用阻容耦合阻斷直流（或極低頻）信號(hào)。3.阻容耦合放大電路阻容耦合放大電路的方框圖阻容耦合：通過(guò)電容器連接前、后級(jí)電路方框圖：?jiǎn)渭?jí)阻容耦合放大電路兩級(jí)阻容耦合放大電路1）各級(jí)的直流工作點(diǎn)相互獨(dú)立：電容隔直流通交流，所以直流通路相互隔斷、相互獨(dú)立給設(shè)計(jì)、調(diào)試和分析帶來(lái)很大方便。

2）傳輸過(guò)程中，交流信號(hào)損失少： 只要耦合電容足夠大，則較低頻率的信號(hào)也能由前級(jí)幾乎不衰減地傳遞到后級(jí)。阻容耦合放大電路優(yōu)點(diǎn)：3）溫度漂移小。4）體積小，成本低。缺點(diǎn)：1）難以集成化；2）低頻特性差；3）只能進(jìn)行信號(hào)耦合（使信號(hào)直接通過(guò)），而不能改變其參數(shù)。4.三種耦合方式放大電路的應(yīng)用場(chǎng)合1、阻容耦合放大電路：用于交流信號(hào)的放大。3、變壓器耦合放大電路：用于功率放大及調(diào)諧放大。2、直接耦合放大電路：放大直流信號(hào)或緩慢變化的信號(hào)。集成電路中的放大電路：均采用直接耦合方式。為了抑制零漂，輸入級(jí)采用特殊形式：差動(dòng)放大電路。=Au1·Au2

·

·

·

AunAu1(dB)=Au1(dB)+Au2(dB)+·

·

·+Aun

(dB)注意：考慮級(jí)與級(jí)之間的相互影響，計(jì)算各級(jí)電壓放大倍數(shù)時(shí)，應(yīng)把：后級(jí)的輸入電阻作為前級(jí)的負(fù)載！3.9.2多級(jí)放大電路的分析1.多級(jí)放大電路電壓增益的計(jì)算總放大倍數(shù)=各級(jí)放大倍數(shù)的乘積總增益=各級(jí)增益之和Au1第一級(jí)Au2第二級(jí)Aun末級(jí)uiuo1RLRSuousuo2ui2uinii多級(jí)放大電路的輸入電阻：

為第一級(jí)放大電路的輸入電阻。多級(jí)放大電路的輸出電阻：

為最后一級(jí)放大電路的輸出電阻。2.輸入和輸出電阻當(dāng)兩級(jí)增益和頻帶均相同時(shí)，則單級(jí)的上下限頻率處的增益為：兩級(jí)的增益為：即兩級(jí)的帶寬小于單級(jí)帶寬3.多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)兩級(jí)放大一級(jí)放大多級(jí)放大電路的通頻帶比它的任何一級(jí)都窄多級(jí)放大電路的通頻帶比它的任何一級(jí)都窄則單級(jí)的上下限頻率處的增益為：當(dāng)兩級(jí)增益和頻帶均相同時(shí)，兩級(jí)的增益為：即兩級(jí)的帶寬小于單級(jí)帶寬3.多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)（1）電壓放大倍數(shù)定義為:AU=UO/UI（重點(diǎn)）（2）電流放大倍數(shù)定義為:AI=IO/II

（3）互阻增