版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
3放大電路基礎基本放大電路:一般是指由一個三極管組成的三種基本組態(tài)放大電路。3.1概述基本放大電路共基極放大電路(CB)共發(fā)射極放大電路(CE)共集電極放大電路(CC)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,只是經過三極管的控制,使之轉換成信號能量,提供給負載。3.2共發(fā)射極放大電路共射極放大電路的簡化電路(一般選取VCC=VBB)及習慣畫法耦合(隔直)電容C1,C2——輸入電容C1保證信號加到發(fā)射結,不影響發(fā)射結偏置。輸出電容C2保證信號輸送到負載,不影響集電結偏置。作用“傳送交流,隔離直流”?;窘M成:三極管T——起放大作用。集電極電阻RC,負載電阻RL——將變化的集電極電流轉換為電壓輸出。偏置電路VCC,Rb——使三極管工作在線性區(qū)。Vbb是基極回路的直流電源,負端接發(fā)射極,正端通過基極電阻Rb接基極,以保證發(fā)射結為正向偏置,并通過Rb,由VBB供給基極一個合適的基極電流IB(常稱為偏流)。Vcc是集電極回路的直流電源,負端接發(fā)射極,正端通過電阻Rc接集電極,以保證集電結為反向偏置;固定偏流電路偏流IB決定于VBB和Rb的大小,VBB和Rb一經確定后,偏流IB就是固定的,稱為固定偏流電路。Rb又稱為基極偏置電阻。輸入電壓vi從電路的A、O兩點(輸入端)輸入,輸出電壓vo由B、O兩點(稱輸出端)輸出。輸入端的交流電壓vi通過電容Cb1加到BJT的發(fā)射結,引起基極電流iB相應的變化。iB的變化使集電極電流iC隨之變化。共射極放大電路工作原理共射極放大電路
工作原理
iC的變化量在集電極電阻Rc上產生壓降。當iC的瞬時值增加時,集電極電壓vCE要減小,其變化與iC相反。vCE
的變化量經過電容Cb2傳送到輸出端成為輸出電壓vo。電路參數選擇適當,vo的幅度將比vi大得多,從而達到放大的目的。三極管放大作用放大電路工作過程變化的電流通過Rc轉變?yōu)樽兓碾妷狠敵龇糯笞饔檬抢肂JT的基極對集電極的控制作用來實現的,即在輸入端加一個能量較小的信號,通過BJT的基極電流去控制流過集電極電路的電流,從而將直流電源VCC的能量轉化為所需要的形式供給負載。放大作用的本質放大作用實質上是放大器件的控制作用;放大器是一種能量控制部件。
注意:放大作用是針對變化量而言的.例:測量三極管三個電極對地電位如圖所示,試判斷三極管的工作狀態(tài)。解:(a)放大(b)截止(c)飽和例:用數字電壓表測得VB=4.5V、VE=3.8V、VC=8V,電路如圖所示。試判斷三極管的工作狀態(tài)。
3.3圖解分析法3.3.1 靜態(tài)工作情況分析靜態(tài)——當放大電路沒有輸入信號(vi=0)時,電路中各處的電壓、電流都是不變的直流,稱為直流工作狀態(tài)或靜止狀態(tài),簡稱靜態(tài)。在靜態(tài)工作情況下,BJT各電極的直流電壓和直流電流的數值,將在管子的特性曲線上確定一點,這點常稱為Q點。動態(tài)——當放大電路輸入信號后,電路中各處的電壓、電流便處于變動狀態(tài),這時電路處于動態(tài)工作情況,簡稱動態(tài)。1、近似估算Q點對于靜態(tài)工作情況,可以近似地進行估算,也可用圖解法求解。這里先通過一例題估算Q點,然后再詳細討論圖解法。例1電路如下圖所示,試近似估算它的Q點。如已知β,利用式(1)和式(2)可以近似估算放大電路的Q點。在計算Q點時,只需考慮圖中由VCC、Rb、Rc及BJT所組成的直流通路?!?/p>
對應于iB的集電極電流iC,并注意此時iB=IB
,iC=IC,有:
IC=βIB(1)從圖中的集電極回路,可得:(2)解:2.用圖解法確定Q點(1)把放大電路分成非線性和線性兩個部分;非線性部分包括非線性器件---BJT和確定其偏流的VBB和Rb,線性電路部分包括Vcc和Rc的串聯(lián)電路。(2)作出電路非線性部分的V-I特性——BJT的輸出特性;BJT的偏流由VBB
及Rb
確定,vCE和ic的關系是BJT對應于iB=IB的一條輸出特性曲線。(3)作出線性部分的V-I特性——直流負載線;直流負載線與橫軸和縱軸分別相交于兩點,其斜率-l/Rc是由集電極負載電阻Rc確定的。電路的線性與非線性兩部分是串聯(lián)在一起構成一個電路整體,圖中只有兩部分V-I特性的交點Q所對應的電流電壓值,同時滿足Q點表示在給定條件下電路的工作狀態(tài)。(4)由電路的線性與非線性兩部分V-I特性的交點確定Q點。1、三極管放大電路中_____是核心器件,用來實現放大,電容在電路的作用是_____2、三極管放大電路靜態(tài)分析就是要計算靜態(tài)工作點,即計算
、
、
三個值。3、當
時,放大電路的工作狀態(tài)稱為靜態(tài);當
時,放大電路的工作狀態(tài)稱為動態(tài)。4、畫放大電路的直流通路時,電路中的電容應;畫放大電路的交流通路時,電路中的電容應.5、在共發(fā)射極基本交流放大電路中,已知UCC=12V,RC=4k,RL=4k,RB=300k,β=37.5
試求放大電路的靜態(tài)值3.3.2動態(tài)工作情況分析1.放大電路在接入正弦信號時的工作情況接入正弦信號時,電路處在動態(tài)工作情況,可根據輸入信號電壓vi通過圖解確定輸出電壓vo,從而得出vo與vi之間的相位關系和動態(tài)范圍。圖解的步驟:先根據輸入信號電壓vi在輸入特性上畫出iB的波形,然后根據iB
的變化在輸出特性上畫出iC和vCE的波形。viiBiC和vCE(1)根據vi在輸入特性上求iB設輸入電壓vi=0.02sinωt(V)由圖可讀出對應于峰值為0.02V的輸入電壓,基極電流iB將在60μA與20μA之間變動。曲線①------
vBE就是在原有直流電壓VBE的基礎上疊加了一個交流量vi(vbe)曲線②------根據vBE的變化規(guī)律,可從輸入特性畫出對應的iB的波形圖動態(tài)工作范圍——直流負載線是不變的,iB變動時,直流負載線與輸出特性的交點也隨之而變,對應于iB=60μA和iB=20μA的輸出特性與直流負載線的交點分別是Q''和Q'點,放大電路只能在負載線的Q'Q''段上工作,直線段Q'Q''是工作點移動的軌跡,稱為動態(tài)工作范圍。(2)根據iB在輸出特性上求iC和vCE在坐標平面上面出對應的iB、ic和vCE
的波形圖,如曲線②、③、④所示。vCE
中的交流量vce的波形就是輸出電壓vo的波形。幾點結論①沒有輸入信號電壓時,BJT各電極都是恒定的電流和電壓(IB、Ic、VCE),當在放大電路輸入端加入輸入信號電壓后,iB、ic和vCE都在原來靜態(tài)直流量的基礎上疊加了一個交流量,即iB=IB+ib,iC=IC+ic
,vCE=VCE+vce放大電路中電壓、電流包含兩個分量:一個是靜態(tài)工作情況決定的直流成分IB、Ic、VCE,另一個是由輸入電壓引起的交流成分ib、ic和vce。雖然這些電流、電壓的瞬時值是變化的,但它們的方向始終是不變的。③vo(vce)與vi相位相反,稱為放大電路的反相作用,共射極放大電路又叫做反相電壓放大電路,它是一種重要的電路組態(tài)。②vCE中的交流分量vce(即經Cb1隔直后的交流輸出電壓vo)的幅度遠比vi為大,且同為正弦波電壓,體現了放大作用。放大電路輸出端接上負載電阻RL的電路
(a)電路圖(b)交流通路2.交流負載線對于交流分量來說,用R'L來表示電流、電壓之間的關系。即:表示交流分量電壓、電流關系的負載線的斜率應該是—1/R'L,而不是—1/Rc。交流負載線和直流負載線必然在Q點相交。通過Q點作一條斜率為—1/
R'L的直線就可得到交流負載線。把由斜率為—1/R'L定出的負載線稱為交流負載線,它由交流通路決定。交流負載線表示動態(tài)時工作點移動的軌跡。Q點的選擇Q點的選擇可以采取比較靈活的原則。當信號幅度不大時,為了降低直流電源Vcc的能量消耗,在不產生失真和保證一定的電壓增益的前提下,可把Q點選得低一些。Q點選得過低,將產生截止失真;若Q點選得過高,將引起飽和失真。一般,Q點選在交流負載線的中央,這時可獲得最大的不失真輸出,亦即可得到最大的動態(tài)工作范圍。iCuCEuo可輸出的最大不失真信號選擇靜態(tài)工作點ibiCuCEuoQ點過低,信號進入截止區(qū)放大電路產生截止失真輸出波形輸入波形ibiCuCE2.Q點過高,信號進入飽和區(qū)放大電路產生飽和失真ib輸入波形uo輸出波形3.BJT的三個工作區(qū)域BJT的基本特點是通過電流控制實現放大作用,但是這種放大作用并不是在任何情況下都能實現的。如果Q點過高,BJT就會從放大轉化為飽和,而Q點過低時,BJT又會從放大轉化為截止,這時BJT的工作性質也就起了變化。飽和、放大、截止稱為BJT的三種工作狀態(tài),對應這三種工作狀態(tài),可把BJT的輸出特性分成三個區(qū)域,即:飽和區(qū)、放大區(qū)和截止區(qū)。BJT的三個工作區(qū)域飽和現象的產生是由于工作點上移使vCE減小到一定的程度后,即使IB增加,IC卻不能增加即不再服從Ic=βIB的規(guī)律了。一般把輸出特性直線上升和彎曲部分劃為飽和區(qū)。在飽和狀態(tài)下,BJT的VCE很小,BJT如同工作在短接狀態(tài)。BJT輸出特性的平坦部分接近于恒流特性,這部分符合Ic=βIB的規(guī)律,稱為放大區(qū),這是放大電路的工作區(qū)域。飽和失真和截止失真如IB減小,則Q點就會沿直流負載線向下移動,當IB=0時,工作到Q2點,Ic=ICEQ≈0,這時IB=0,Ic≈0,VCE≈VCC,BJT如同工作在斷開狀態(tài),一般把輸出特性IB=0曲線以下的部分稱為截止區(qū)。改變IB就可使BJT的三種狀態(tài)互相轉化。在放大電路中要盡量避免工作到飽和區(qū)和截止區(qū),以免產生飽和失真和截止失真,甚至失去放大作用。一些典型數據在實際工作中,??衫脺y量BJT各電極之間的電壓來判斷它的工作狀態(tài)。NPN型BJT結電壓的典型數據是,對于NPN型硅BJT,處于飽和狀態(tài)時,VBE=0.7V,VCE=0.3V,即Je、Jc為正偏,若在放大區(qū),VBE=0.7V,此時Je正偏、Jc反偏;而當處于截止狀態(tài)時,則VBE=0V,此時Je零偏或反偏,Jc也反偏(指可靠截止)。實際上,當VBE<0.5V時,即已進入截止狀態(tài)。對于PNP型BJT而言,其電壓的符號應當相反。[例]共射組態(tài)放大電路.已知β=50,VCES=0.7V,VBE=0.7V,AV=-91.(1)畫出直流負載線、交流負載線;(2)求出電路最大的不失真輸出電壓幅值(有效值);(3)若輸入信號為vi=27sinωt(mV),該電路能否正常放大該信號?(4)為使電路具有最大的輸出電壓幅值,如何調整電路元件參數?電路的最大的不失真輸出電壓幅值為多少?3.4
小信號模型分析法BJT的小信號建模,通常有兩種方法:一種是已知網絡的特性方程,按此方程畫出小信號模型;另一種則是從網絡所代表的BJT的物理機構出發(fā)加以分析,再用電阻、電容、電感等電路元件來模擬其物理過程,從而得出模型。如果放大電路的輸入信號電壓很小,可以把BJT小范圍內的特性曲線近似地用直線來代替,從而把BJT這個非線性器件所組成的電路當作線性電路來處理,這就是BJT小信號建模的指導思想?!@是非線性問題線性化的工程處理方法。3.4.1BJT的小信號建模雙口有源器件網絡——該網絡有輸入端和輸出端兩個端口,可以選擇vi、vo及i1、i2這四個參數中的其中兩個作為自變量,其余兩個作為應變量,就可得到不同的網絡參數,如Z參數(開路阻抗參數),Y參數(短路導納參數)和H參數(混合參數)等。H參數在低頻時用得較廣泛。1.BJTH參數(Hybrid)的引出BJT在共射極接法時,可表示為雙口網絡。BJT的H參數小信號模型
(a)BJT在共射接法時的雙口網絡(b)H參數小信號模型hie,hre,hfe,hoe稱為BJT在共射極接法下的H參數.混合參數輸出端交流短路時的正向電流傳輸比或電流放大系數(無量綱);
輸出端交流短路時的輸入電阻,單位為歐姆(Ω);
四個參數的量綱各不相同,因此這種參數系統(tǒng)是不同量綱的混合,稱為混合參數。輸入端交流開路時的反向電壓傳輸比(無量綱)
輸入端交流開路時的輸出電導,單位為西門子(S)。BJT的特性曲線用圖形描述了管子內部電壓、電流的關系。BJT的參數,則是用數學形式表示管子內部電壓、電流微變量的關系。兩種方法都是表征管子性能、反映管內物理過程的,兩者之間必然具有密切的內在聯(lián)系?;旌蠀档奈锢硪饬x2.H參數小信號模型(1)小信號模型的引出輸入回路的戴維南等效電路輸出回路的諾頓等效電路(2)關于小信號模型的討論①電流源的性質:等效電流源不是BJT本身所具有的能源,只代表BJT的電流控制作用。ib=0(即vbe=0)時,等效電流源不存在,它具有從屬性,稱為受控電源(受輸入電流控制的,非獨立的電源)。②電流源的流向:等效電流源的流向由ib(即vbe)決定,由集電極流向發(fā)射極。不能隨意假定,否則就會得出錯誤的結果。等效電壓源也是受控電源。③模型的對象是變化量:放大電路工作對象是變化量,所以在小信號模型中的電壓、電流也都是變化量,不能用小信號模型來求Q點,或者利用它來計算某一時間的電壓和電流總值。注意:小信號模型雖然沒有反映直流量,但小信號參數是在Q點求出的,實際上與靜態(tài)值(IB,IC,
VCE)是有關系的。計算出來的結果反映了Q點附近的工作情況。結論:等效電源是受輸入電流ib(vbe)所控制的。等效電源的存在與否,以及它們的大小和方向,都隨ib(vbe)的變動為轉移,因此它們都是受控電源,又稱為從屬電源。模型中所描述的對象是小范圍內的變化量。共射極接法的BJT的小信號模型,H參數的數量級為:BJT小信號模型的簡化
(a)H參數信號模型(b)簡化模型當負載電阻Rc(RL)較小,滿足Rc(RL)/rce<0.1的條件時,誤差不超過10%。能滿足工程要求。(3)模型的簡化3.H參數的確定在計算電路之前,首先必須確定所用的BJT在給定Q點上的H參數。獲得H參數的方法可采用H參數測試儀,或利用BJT特性圖示儀測量β和rbe。rbe也可借助下式進行估算:適用范圍:0.1mA<IE<5mA。根據PN結的V-I特性表達式,可以導出re的值為VT/IE(mA)。上式可改寫為式中:VT為溫度的電壓當量,室溫(300K)時,其值為26mV。3.4.2用H參數小信號模型分析共射極基本放大電路1.畫出小信號等效電路2.求電壓增益3.計算輸入電阻和輸出電阻1.畫出小信號等效電路首先,在原理電路圖上定出BJT的三個電極(c,b,e)后,用H參數小信號模型表示BJT。其次,在輸入和輸出回路中,任何固定不變的電壓源(Vcc和、)都可認為是交流短路的,任何固定不變的電流(IB、IC)都不予考慮,都可從電路中除去,其他元件都按照原來的相對位置畫出,這樣就可得到整個放大電路的小信號等效電路。第三,由于分析和測試時常用正弦波電壓作為輸入信號,所以在小信號等效電路中采用相量表示電壓和電流。畫小信號等效電路共射極基本放大電路(a)電路圖(b)小信號等效電路2.求電壓增益在輸入回路中,已知輸入電壓
輸出回路中,利用求基極電流求求電壓增益例如圖電路,若BJT為3DG6,已知在Q點上的β=40,計算電壓增益(假設信號源內阻Rs=0)。解:(1)確定Q點已知β,可用簡單計算法確定Q點:(2)求rbe(3)求(1)計算輸入電阻根據KCL,圖中的b點:
輸入電阻的定義:放大電路輸入電阻為:3.計算輸入電阻和輸出電阻(2)計算輸出電阻輸出電阻定義為:故:而:討論一般地說,希望放大電路的輸入電阻高一些為好,特別是在信號源內阻Rs較大的場合,這樣可避免信號過多地衰減。作為放大電路的輸入級尤其應當予以考慮。以共射極基本放大電路為例,計算了它的輸入電阻和輸出電阻。對于輸出級來說,希望輸出電阻越小越好,可以提高帶負載的能力。兩種分析方法的比較與使用①用圖解法定出靜態(tài)工作點;②當輸入電壓幅度較小或BJT基本上在線性范圍內工作時,特別是放大電路比較復雜時,可用小信號模型來分析。③當輸入電壓幅度較大,BJT的工作點延伸到特性曲線的非線性部分時,就需要采用圖解法,如功率放大電路。如果要求分析放大電路輸出電壓的最大幅值是多少,或者要求合理安排電路工作點和參數以便得到最大的動態(tài)范圍等,采用圖解法比較方便。3.5放大電路的工作點穩(wěn)定問題3.5.1溫度對工作點的影響3.5.2射極偏置電路偏流與偏置電路偏流——當電源電壓VCC和集電極電阻Rc確定后,放大電路的Q點就由基極電流IB來決定,這個電流就叫做偏流。偏置電路——獲得偏流的電路叫做偏置電路。固定偏流電路——由一個偏置電阻Rb構成的結構簡單的電路,調試方便,只要適當選擇電路參數就可保證Q點處于合適的位置。3.5.1溫度對工作點的影響工作點不穩(wěn)定的原因:電源電壓變化;電路參數變化;管子老化,等等。主要原因:
BJT的特性參數(ICBO、VBE、β等)隨溫度變化造成的工作點不穩(wěn)定。對于硅管,三個參數均隨溫度而變化,但反向飽和電流ICBO的值很小,對工作點穩(wěn)定性的影響較小。硅管的VBE和β受溫度的影響較大。BJT的電流放大系數β隨溫度的升高而增大。BJT的輸出特性將因β的變化而變化,當β變大時,輸出特性曲線族的間隔將變寬。由于輸出特性的變化,當β增大時,Q點上移,Ic增加;當β減小時,Q點下移,Ic減小。①ICBO、VBE、β隨溫度T升高的結果,都集中表現在Q點電流IC的增大。②硅管的ICBO小,受溫度的影響可以忽略,因此,VBE和β的溫度影響,對硅管是主要的,但對工作在較高溫度下的大功率硅管,ICBO的影響就不能忽略。③鍺管的ICBO大,ICBO的溫度影響對鍺管是主要的。幾點結論:3.5.2射極偏置電路減小BJT參數ICBO、VBE、β隨溫度變化對Q點的影響,可采取兩方面的措施:(1)針對ICBO的影響,可設法使基極電流IB隨溫度的升高而自動減小。(2)針對VBE的影響,可設法使發(fā)射結的外加電壓隨著溫度的增加而自動減小。射極偏置電路利用Rb1和Rb2組成的分壓器以固定基極電位。如果I1>>IB(I1是流經Rb1和Rb2的電流),可近似認為基極電位電路穩(wěn)定工作點的過程:當溫度上升時,IC(IE)將增加,在Re上產生的壓降IERe也要增加,IERe的增加部分回送到基極-發(fā)射極回路去控制VBE,外加于管子的VBE減小(VBE=VB—IERe,而VB又被Rb1和Rb2所固定),VBE
的減小使IB自動減小,牽制了Ic的增加,從而使IC基本恒定。實際情況下,為使Q點穩(wěn)定,I1愈大于IB以及VB愈大于VBE愈好,但為兼顧其他指標,對于硅管,一般可選取鍺管:例試近似估算下圖的Q點,解:(1)確定Q點由于而所以利用上式可以分別求得Q點的IC、IB及VCE。例、放大電路中三極管的β=100,VCC=16V,
Rb1=39KΩ,Rb2=4.7KΩ,Re=1.2KΩ,C1=C2=1,Ce=47.求三極管靜態(tài)工作點。1、當電源電壓和集電極電阻大小確定以后,靜態(tài)工作點的位置就取決于_____的大小。2、工作點不穩(wěn)定主要由于_____隨溫度變化造成的。3、三極管參數隨溫度變化對Q點的影響都可以表現在使_____變化。4、保證放大電路正常工作,一方面保持_____,另一方面考慮對放大電路本身做改進,使其在溫度變化時仍能_____。5、分壓式工作點穩(wěn)定電路也稱_____。6、與固定偏流電路相比,分壓式偏置電路在結構上主要表現在_____接有電阻和_____,直流電源通過_____和_____分壓接到晶體管基極。射極旁路電容Re的接入,穩(wěn)定了工作點,但卻使電壓增益下降,且Re越大,下降就越多。為了解決這個問題,通常在Re上并聯(lián)一個大電容Ce(大約幾十到幾百微法),它對交流接近于短路,因此對交流電流而言可看成是發(fā)射極直接接地,所以Ce又稱為射極旁路電容。它消除了Re對交流分量的影響,使電壓增益不致下降。(3)求輸入電阻和輸出電阻求輸入電阻加入Re后,輸入電阻提高。求輸出電阻先求出,然后再與Rc并聯(lián),即可求得放大電路的輸出電阻Ro。射極偏置電路也稱自偏置電路3.6共集電極電路和共基極電路根據輸入和輸出回路共同端的不同,放大電路有三種基本組態(tài):共發(fā)射極電路共集電極電路共基極電路3.6.1共集電極電路(射極輸出器)(a)原理圖(b)交流通路(1)求Q點在基極回路中,按照KVL可得:式中:故:一般地,VCC>>VBE,故:由可求出Ic和VCE1.電路分析(2)電壓增益求電壓增益根據KVL,輸入回路的方程為:(3)輸入電阻而:結論:與共射極放大電路相比,電壓跟隨器的輸入電阻高得多由于:(4)輸出電阻輸出電導:輸出電阻:電壓跟隨器的輸出電阻很低,一般在幾十歐到幾百歐的范圍內。電壓跟隨器的特點電壓增益小于1而近于1。輸出電壓與輸入電壓同相。輸入電阻高,可減小放大電路對信號源(或前級)所取的信號電流。輸出電阻低,可減小負載變動對電壓增益的影響。對電流仍有放大作用。2.復合管(達林頓管)——提高輸入電阻(a)原理圖
(b)復合管互補型復合管兩管復合以后的管型取決于第一管的管型電壓跟隨器電壓跟隨器的輸入電阻高——作輸入級輸入電阻高和輸出電阻低——作中間級(緩沖級)較低的輸出電阻以及較大的電流增益——作多級放大電路的輸出級。3.6.2共基極電路(a)原理電路(b)直流通路(c)微變等效電路(a)原理電路(b)交流通路例電路如圖所示,試分析它的靜態(tài)工作情況,并求出它的電壓增益、輸入電阻和輸出電阻。(1)求Q點先畫出直流通路,此電路與射極偏置電路的直流通路相同。解:由于而所以利用上式可以分別求得Q點的IC、IB及VCE。(2)利用小信號等效電路
計算電壓增益、輸入電阻
和輸出電阻(2)有關分析和結論共基極電路與共發(fā)射極電路的電壓增益在數值上相同,只差一個負號。與共射極電路相比,共基極電路中BJT的輸入電阻減小為1/(1十β)電流放大系數接近于1,但小于l。故共基極電路又稱為電流跟隨器。三種基本組態(tài)的比較共射極電路的電壓、電流、功率增益都比較大,應用廣泛。在寬頻帶或高頻情況下,要求穩(wěn)定性較好時,共基極電路就比較合適。共集電極電路的獨特優(yōu)點是輸入電阻很高、輸出電阻很低,多用于輸入級、輸出級或緩沖級。
三種組態(tài)的比較電壓增益:輸入電阻:輸出電阻:3.8場效應管放大電路3.8.1共源組態(tài)基本放大電路3.8.2共漏組態(tài)基本放大電路3.8.3共柵組態(tài)基本放大電路3.8.4三種組態(tài)基本放大電路的比較共源組態(tài)基本放大電路共漏組態(tài)基本放大電路共柵組態(tài)基本放大電路FET的直流偏置電路1.直流偏置電路(1)自偏壓電路柵源偏壓UGS由管子本身漏極電流IDS經R供給,故稱自偏壓方式。增強型管子不適合自偏壓方式,另R選擇范圍小。(2)分壓器式自偏壓電路在自偏壓的基礎上,在柵極又加了分壓電路構成的。電源通過Rg1、Rg2加分壓到Rg3上,Rg3上無電流(Igs=0)。適當選取Rg1、Rg2、R,可使UGS或正或負。因此既可用于增強型管子,也可用于耗盡型管子。(3)固定偏壓電路柵源偏壓UGS由外加固定電源經RG供給,RG不可缺少。由于需要獨立電源,使用既不經濟也不方便。FET放大電路的小信號模型FET的小信號模型(a)FET在共源接法時的雙口網絡(b)低頻模型(c)高頻模型共源電路共柵電路共漏電路(源極輸出器)共基電路共集電路(射極輸出器)共射電路應用小信號模型法分析FET放大電路3.8.1共源組態(tài)基本放大電路
對于采用場效應三極管的共源基本放大電路,可以與共射組態(tài)接法的基本放大電路相對應,只不過場效應三極管是電壓控制電流源,即VCCS。(a)采用結型場效應管(b)采用絕緣柵場效應管共源組態(tài)接法基本放大電路
比較共源和共射放大電路,它們只是在偏置電路和受控源的類型上有所不同。只要將微變等效電路畫出,就是一個解電路的問題了。(1)直流分析將共源基本放大電路的直流通道畫出共源基本放大電路的直流通路
圖中Rg1、Rg2是柵極偏置電阻,R是源極電阻,Rd是漏極負載電阻。與共射基本放大電路的Rb1、Rb2,Re和Rc分別一一對應。
據圖可寫出下列方程
VG=VDDRg2/(Rg1+Rg2)
VGSQ=VG-VS=VG-IDQR
IDQ=IDSS[1-(VGSQ/VGS(off))]2
VDSQ=VDD-IDQ(Rd+R)
于是可以解出VGSQ、IDQ和VDSQ。微變等效電路(2)交流分析
與雙極型三極管相比,輸入電阻無窮大,相當開路。VCCS的電流源還并聯(lián)了一個輸出電阻rds,在雙極型三極管的簡化模型中,因輸出電阻很大視為開路,在此可暫時保留。其它部分與雙極型三極管放大電路情況一樣。①電壓放大倍數
如果有信號源內阻RS時
=-gmR'LRi/(Ri+RS)
式中Ri是放大電路的輸入電阻。②輸入電阻
③輸出電阻
為計算放大電路的輸出電阻,可按雙口網絡計算原則將放大電路畫成圖的形式。
將負載電阻RL開路,并想象在輸出端加一個電源,將輸入電壓信號源短路,但保留內阻。然后計算
,于是
交流參數歸納如下①電壓放大倍數③輸出電阻②輸入電阻Ri=Rg1//Rg2
或
Ri=Rg+(Rg1//Rg2)3.8.2共漏組態(tài)基本放大電路(1)直流分析
VG=VDDRg2/(Rg1+Rg2)
VGSQ=VG-VS=VG-IDQR
IDQ=IDSS[1-(VGSQ/VGS(off))]2
VDSQ=VDD-IDQR由此可以解出VGSQ、IDQ和VDSQ。(2)交流分析①電壓放大倍數比較共源和共漏組態(tài)放大電路的電壓放大倍數公式,分子都是gmR'L,分母對共源放大電路是1,對共漏放大電路是(1+gmR'L)。②輸入電阻
③輸出電阻
計算輸出電阻的原則與其它組態(tài)相同求輸出電阻的微變等效電路交流參數歸納如下①電壓放大倍數③輸出電阻②輸入電阻Ri=Rg+(Rg1//Rg2)3.8.3共柵組態(tài)基本放大電路(1)直流分析
與共源組態(tài)放大電路相同。(2)交流分析①電壓放大倍數②輸入電阻③輸出電阻
Ro≈Rd交流參數歸納如下①電壓放大倍數.②輸入電阻③輸出電阻
Ro≈Rd3.8.4
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 生物標志物在藥物臨床試驗中的數據解讀
- 生物材料在醫(yī)療器械中的專利策略
- 生物制品穩(wěn)定性試驗異常結果調查流程
- 深度解析(2026)《GBT 20481-2017氣象干旱等級》
- 生活方式干預在糖尿病前期管理中的作用
- 通號公司銷售工程師面試題庫含答案
- 扶貧項目實施效果考試題庫
- 高級ESG數據分析案例考試題
- 書媽媽課件教學課件
- 深度解析(2026)《GBT 18932.18-2003蜂蜜中羥甲基糠醛含量的測定方法 液相色譜-紫外檢測法》
- 二年級【語文(統(tǒng)編版)】語文園地一(第一課時)課件
- 淺談通信工程中的設計手段
- 牧場糞污處理原則與工藝
- 如果歷史是一群喵10宋遼金夏篇
- 2023年高考政治江蘇卷試題答案詳解及解題技巧指導
- 2024屆遼寧省撫順市名校數學九年級第一學期期末達標檢測模擬試題含解析
- 老年人行為評估
- 區(qū)域經濟空間結構理論之增長極理論
- 國開電大本科《人文英語4》機考總題庫
- 細胞存活曲線的推導王大獎
- 2023年足球俱樂部試訓個人簡歷
評論
0/150
提交評論