模擬電子技術電氣工程學院電工電子基地張曉冬Ch2基本小信號放大器2.1共e放大器和圖解法

2.2微變等效電路分析法2.3工作點的穩(wěn)定

2.4

BJT放大器其他組態(tài)2.5

FET放大器

2.6OP、

BJT與FET的比較2.7多級放大器實際問題案例電壓放大功率放大穩(wěn)壓電源音頻擴音機要解決什么問題？○放大：電壓放大、功率放大、多級放大、頻率響應○電源：變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓○反饋：正反饋、負反饋實際問題案例電壓放大要解決什么問題？選擇器件選擇組態(tài)設置工作點得出結論電路分析與外界連接靜態(tài)分析與動態(tài)分析要解決什么問題？直流—工作點—靜態(tài)分析—能量—電源交流—工作—動態(tài)分析—信號—信號源與負載搭臺唱戲重點！電壓放大選擇器件選擇組態(tài)設置工作點得出結論電路分析與外界連接選擇器件BJTPNPNPNJFETMOSFET增強型耗盡型N溝道P溝道選擇組態(tài)共射共源共集共漏共基共柵Ch2BasicAmplifier…\VoltageAmp…\…基礎知識Sect電壓放大選擇器件選擇組態(tài)設置工作點得出結論電路分析與外界連接電壓放大器2.1共e放大器和圖解法2.1.1共e放大器2.1.2放大器的圖解分析法Ch2BasicAmplifier…\2.1CEAmp…\…基礎知識Sect2.1.1共e放大器放大的概念放大器的工作原理放大器的靜態(tài)分析放大器的動態(tài)分析基礎知識放大的概念SectCh2BasicAmplifier…\2.1CEAmp…\…

基本放大電路一般是指由一個三極管組成的三種基本組態(tài)放大電路。

1.放大電路主要用于放大微弱信號，輸出電壓或電流在幅度上得到了放大，輸出信號的能量得到了加強。2.輸出信號的能量實際上是由直流電源提供的，只是經(jīng)過三極管的控制，使之轉換成信號能量，提供給負載。基礎知識基本放大電路的組成SectCh2BasicAmplifier…\2.1CEAmp…\…ECRcUi+-Uo+-RbEb簡化：1.兩個電源用一個Ec,去掉Eb,Rb改接由Ec供電2.公共端接地，設其電位為0，其他各點電位以它做參考點。因此可不畫Ec,只標出極性和大小。UoUiEC放大電路的靜態(tài)分析靜態(tài)Ui=0時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱直流工作狀態(tài)。靜態(tài)分析確定放大電路的靜態(tài)值IB、IC、UCE,即靜態(tài)工作點Q。靜態(tài)工作點的位置直接影響放大電路的質量靜態(tài)分析方法計算法圖解分析法1.計算法借助于放大電路的直流通路來求直流通路是能通過直流的通道。將電路中的耦合電容和旁路電容開路，即可得到。UoUiEC放大電路的靜態(tài)分析1.計算法ECIBICUBEUCESi管：UBE=0.6V~0.7VGe管:UBE=0.2V~0.3V（2）求靜態(tài)值（1）首先畫出直流通路求解順序是先求IB→IC→UCEUCE=EC-ICRC2.圖解法放大電路的輸入和輸出直流負載線三極管的輸入和輸出特性曲線確定靜態(tài)工作點（1）由輸入特性曲線和輸入直流負載線求IBQ、UBEQECIBICUBEUCEUBE=EC-IBRb→直流負載線iBuBEEc/RbEcIBUBEQ-1/Rb作出直流負載線，直流負載線和輸入特性曲線的交點即是靜態(tài)工作點Q，由Q可確定IB、UBE放大電路的靜態(tài)分析UCE=EC-ICRc→直流負載線（1）由輸入特性曲線和輸入直流負載線求IB、UBE工作原理2.圖解法（2）由輸出特性曲線和輸出直流負載線求IC、UCEECIBICUBEUCE求兩點IC=0UCE=ECUCE=0IC=EC/Rc作出直流負載線，直流負載線和輸出特性曲線的有多個交點。只有與iB=IB對應的那條曲線的交點才是靜態(tài)工作點放大電路的靜態(tài)分析2.圖解法由圖可見：如改變Ib的數(shù)值，便可改變靜態(tài)工作點的位置，從而影響放大電路的放大質量放大電路的靜態(tài)分析1.由直流負載列出方程UCE=UCC－ICRc2.在輸出特性曲線上確定兩個特殊點,即可畫出直流負載線。

關鍵：直流負載線的確定方法：3.在輸入回路列方程式UBE=UCC－IBRb4.在輸入特性曲線上，作出輸入負載線，兩線的交點即是Q。5.得到Q點的參數(shù)IB、IC和UCE。2.圖解法EC、EC/Rc放大電路的靜態(tài)分析動態(tài)有輸入信號Ui≠0時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱交流工作狀態(tài)1.放大電路的交流通路動態(tài)分析確定放大電路的放大倍數(shù)AU

或AI輸入電阻ri和輸出電阻ro（1）將放大電路中電容視作短路交流通路的畫法：（2）直流電源電阻很小，對交流可視作短路即可得到放大電路的交流通路放大電路的動態(tài)分析UoUiEC1.放大電路的交流通路UoUiIiIcIb2.放大電路的工作過程當有交流信號ui加到放大器的輸入端時，晶體管各點的電壓和電流將在靜態(tài)值基礎上疊加一交流分量，此時電路中的信號即有直流，又有交流。放大電路的動態(tài)分析uiuBEUBEtuCEUCEuo規(guī)定直流分量：大寫字母、大寫下標交流分量：小寫字母、小寫下標交直流疊加量：小寫字母、大寫下標放大電路交流（動態(tài)）分析2.放大電路的工作過程三極管放大作用變化的通過轉變?yōu)樽兓碾妷狠敵鰑i→ube→ib→ic(ib)→icRc→uce→uouo與ui的極性相差1800UoUiECUoUiIiIcIbuce=-icRL’放大電路的放大倍數(shù)

輸出信號的電壓和電流幅度得到了放大，所以輸出功率也會有所放大。對放大電路而言有電壓放大倍數(shù)、電流放大倍數(shù)和功率放大倍數(shù),通常它們都是按正弦量定義的。電壓放大倍數(shù)定義為電流放大倍數(shù)定義為Ch2BasicAmplifier…\2.1CEAmp…\…基礎知識Sect2.1.2放大器的圖解分析法通過作圖的方法求AU、AI及放大電路的最大不失真電壓交流負載線

交流負載線確定方法：

1.通過輸出特性曲線上過Q點做一條斜率為1/RL'直線。

2.交流負載電阻RL′=RL∥Rc

3.交流負載線是有交流輸入信號時，工作點Q的運動軌跡。

uouiiiicib比直流負載線要陡圖解分析方法1.求出靜態(tài)工作點Q2.畫出交流通路，求出交流負載電阻RL'=Rc//RL3.以Q為基準，在輸入特性曲線上，根據(jù)ui的變化波形求出ib的波形及幅值Ibm作出交流負載線UoUiECUoUiIiIcIbECIBICUBEUCEUoUiECUoUiECUoUiIiIcIbIbmIcmUom圖解分析方法不截止Ucm1不飽和Ucm2圖解分析方法6.求增益AU=Ucm/UimAI=Icm/Iim7.確定放大器的最大工作范圍-最大不失真電壓Ucm=min(Ucm1,Ucm2)通過圖解分析，可得如下結論：

1.uiuBEiBiCuCEuo

2.uO與ui相位相反；

3.可以量出放大電路的電壓放大倍數(shù)；

4.可以確定最大不失真輸出幅度。飽和失真截止失真由于放大電路的工作點達到了三極管的飽和區(qū)而引起的非線性失真。由于放大電路的工作點達到了三極管的截止區(qū)而引起的非線性失真。波形的失真雙向失真

放大電路要想獲得大的不失真輸出幅度，需要：1.工作點Q要設置在輸出特性曲線放大區(qū)的中間部位；2.要有合適的交流負載線。3.輸入信號的幅度不能太大工作點位置合適信號過大而引起的非線性失真。2.2微變等效電路分析法2.2.1H參數(shù)等效電路2.2.2微變等效電路分析法Ch2BasicAmp…\2.2HParameter…\…基礎知識Sect2.2.1H參數(shù)等效電路共射H參數(shù)模型模型建立：小信號、忽略晶體管的電容效應和非線性輸入特性曲線：輸出特性曲線：取全微分：共射H參數(shù)模型hie=Ube/IbUce=C稱為輸入電阻，即rbe稱為反向電壓傳輸系數(shù)。也稱電壓反饋系數(shù)hfe=Ic/IbUce=C稱為電流放大系數(shù)，即。hoe=Ic/UceIb=chre=Ube/UceIb=c稱為輸出電導，即1/rce。共射H參數(shù)模型IbUbe+-Uce+-IcUbe+-Uce+-IbbecIchie+-hreUcehfeIb1/hoeUec+-IbUbc+-IeUec+-IbbceIehic+-hrcUechfcIb1/hocIeUeb+-IcUcb+-Ucb+-IeebcIchib+-hrbUcbhfbIe1/hobUeb+-Ubc+-共集H參數(shù)模型共基H參數(shù)模型三種H參數(shù)是可以互換。例：已知三極管共射h參數(shù):hie=1.4Khre=3.3710-4hfe=44hoe=2710-6S該三極管連成共基電路，求它的共基h參數(shù)值解：共射和共基的反向傳輸系數(shù)很小，輸出電阻都很高。h參數(shù)簡化模型簡化條件：1.RL’<<1/hoe(rce)2.反向傳輸系數(shù)很小，hre可以忽略一般共射和共基連接這兩個條件都能滿足Uce+-IbbecIchie+-hreUcehfeIb1/hoeUbeUcehfeIbhieUebUcbhfbIebecIeIchib輸入電阻hie的估算bceb'rercrbb'晶體管內(nèi)部的簡化模型表示rbb’—基區(qū)體電阻re—發(fā)射結正向電阻rc—集電結反向電阻（IEQ靜態(tài)工作點）rbb':低頻—數(shù)百歐，典型值300高頻—幾歐~幾十歐共射h參數(shù)等效電路分析方法1.首先畫出放大電路的交流通路2.將交流通路中的晶體管用h參數(shù)等效電路代替3.標出等效電路中的電壓電流量，進行動態(tài)分析UoUsECUoUsIiIcIb共射h參數(shù)等效電路分析方法UoUsIiIcIbUoUsIiIcIbhiehfeIbUiRb>>hie可忽略UoUsIiIchiehfeIiUi1.輸入阻抗ririri=hie如考慮Rb的影響，ri'ri'=Rb//hie定義：UbeUcehfeIbhie共射h參數(shù)等效電路分析方法UoUsIiIchiehfeIiUi2.電流增益AI=hfe3.電壓增益AU考慮信號源內(nèi)阻RS的影響增加放大增益有效的方法：適量增加IEQ=-IcRLIihie共射h參數(shù)等效電路分析方法4.輸出阻抗步驟：（1）將輸入信號源電壓Us短路，即Us=0（2）將負載開路即RL'=∞,并在輸出端外加一激勵信號Uo（3）在Uo激勵下，產(chǎn)生電流Io,則輸出阻抗roUoUsIiIchiehfeIiUiIihiehfeIiUiIoUororo=∞如考慮Rc電阻對輸出阻抗的影響UoUsIiIchiehfeIiUiro'roro'=RcCh2BasicAmp…\2.2HParameter…\…基礎知識Sect2.2.2微變等效電路分析法2.3工作點的穩(wěn)定☆工作點穩(wěn)定問題☆

解決方案☆

電路實例Ch2BasicAmp…\2.3StabilizingQ…\…應用基礎Sect工作點穩(wěn)定問題討論：電路中的不穩(wěn)定因素Ch2BasicAmp…\2.3StabilizingQ…\…應用基礎Sect穩(wěn)定工作點的方案目的？減小IC

！

Ch2BasicAmp…\2.3StabilizingQ…\…應用基礎Sect工作點穩(wěn)定的電路實例viv0ReIBIEVccVEVB2.4BJT放大器其他組態(tài)2.4.1共集電極電路2.4.2共基極電路Ch2BasicAmp…\2.4CCAndCB…\…基礎知識Sect2.4.1共集電極電路VCCVCCCh2BasicAmp…\2.4CCAndCB…\…基礎知識Secthie2.4.1共集電極電路Ch2BasicAmp…\2.4CCAndCB…\…基礎知識Sect2.4.1共集電極電路特點：輸入阻抗高輸出阻抗低電壓增益近似為1電流增益大Ch2BasicAmp…\2.4CCAndCB…\…基礎知識Sect2.4.2共基極電路Ch2BasicAmp…\2.4CCAndCB…\…基礎知識Sect2.4.2共基極電路Ch2BasicAmp…\2.4CCAndCB…\…基礎知識Sect2.4.2共基極電路RiRoCh2BasicAmp…\2.4CCAndCB…\…基礎知識Sect2.4.2共基極電路特點：共基電路輸入電阻較小，輸出電阻較大，電流增益近似等于1，電壓增益與共射電路絕對值相等。

直流工作點的溫度穩(wěn)定性好。共基電路可工作在較高的頻率。2.5FET放大器

2.5.1FET

的偏置2.5.2微變等效電路分析Ch2BasicAmp…\2.5FETAmp…\…Sect2.5.1FET

的偏置MOSFETN溝道增強型P溝道增強型N溝道耗盡型P溝道耗盡型JFETN溝道P溝道應用基礎自給偏置電路場效應管偏置電路的關鍵是如何提供柵源控制電壓VGS自給偏置電路：適合結型場效應管和耗盡型MOS管外加偏置電路：適合增強型MOS管VGS=VG-VS=-ISRS≈-IDRSVGS和IDVDS=VDD-I