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1、第三章放大电路基础3.1放大电路的基本知识教学要求：1. 放大电路放大倍数的意义及其求法；2. 放大电路输入电阻的意义及其求法；3. 握放大电路输出电阻的意义及其求法.、放大电路的组成1.电路组成方框图放大电路组成框图（a）放大电路机构示意图（b）信号源等效电路（O 匏放大电路图中信号源提供需放大的电信号，可由换能器提供，也可是前一级电路的输出信号；负载接受输出信 号，可由输出换能器构成，也可为下一级电路的输入电阻；直流电源给放大电路提供能量；放大电路 进行信号放大，一般由基本放大单元组成的多级放大电路，如上图（c）所示。2. 放大电路的四端网络表示信号源电压；U口输出电压Rs 信号源内阻；L
2、输入电流Rl 负载内阻；io输出电流Ui输入电压二、放大电路的主要性能指标1.放大倍数：量放大电路的放大能力。电压放大倍数一丸=%叫电压增益4u(lB) = 201gJ电流放大倍数4= * 4电流增益(1B) = 201g功率放大倍数 4m功率增益 也JdE)=101g|4|输入电阻从放大电路的输入端1T向放大电路看进去的等效电阻。原反映了放大 电路对信号源的影响程度，田越小，*与迅相差越远。放大电路输入等葱电路U IL = 0F Rl =放大电路的输出电阻3. 输出电阻：大电路的输出相当于负载的信号源，该信号源的内阻称为电路的输出电阻。其中，匕七为 负载开路时的输出电压；u带负载时的输出电压
3、，R越小，u t和u越接近。(a)等效信号源b)输出电阻(c)输出电阻的求法4. 通频带与频率失真：大电路中含有的电抗元件(外接或有源器件内部寄生)使放大电路对不同频率 的输入信号有不同的放大能力，这就是放大电路的频率特性，可分为幅频特性和相频特性。幅频特性和相频特性：A(i/) = 例/)，气(f)为幅频特性；/(f)为相频特性频带宽度(带宽)8W：当放大倍数下降到最大放大倍数的0.7倍时低端频率和高端频率称为放大电路的 下限频率和上 限频率，分别用fH和fL表示。BW0 7 (BandWidth)=。f放大电路所需的通频带由输入信号的频带来确定，为了不失真地放大信号，要求放大电路的通频带应
4、 大于信号的频带。如果放大电路的通频带小于信号的频带，由于信号低频段或高频段的放大倍数下降过多， 放大后的信号不能重现原来的形状，也就是输出信号产生了失真。这种失真称为放大电路的频率失真，由 于它是线性的电抗元件引起的，在输出信号中并不产生新的频率成分，仅是原有各频率分量的相对大小和 相位发生了变化，故这种失真是一种线性失真。5. 最大输出功率和效率g”最大输出功率尺山效率V直流提供功率乌3.2三种基本组态放大电路教学要求：1. 三进行分析极管三种组态放大电路的工作原理；2. 放大电路的主要性能指标；3. 场效应管放大电路的工作原理。一、共发射极放大电路（一）电路的组成：流电源VCC通过rb1
5、、rb2、rc、re使三极管获得合适的偏置，为三极管的放大 作用提供必要的条件，Rb1、RB2称为基极偏置电阻，RE称为发射极电阻，RC称为集电极负载电阻，利用 Rc的降压作用，将三极管集电极电流的变化转换成集电极电压的变化，从而实现信号的电压放大。与Re 并联的电容CE，称为发射极旁路电容，用以短路交流，使re对放大电路的电压放大倍数不产生影响，故 要求它对信号频率的容抗越小越好，因此，在低频放大电路中CE通常也采用电解电容器。共发射极放大电路VCc（直流电源）使发射结正偏，集电结反偏；向负载和各元件提供功率CCJ耦合电容）隔直流、通交流;Rb1、RB2（基极偏置 电阻）:提供合适的基极电流
6、RC（集电极负载电阻）：将D/C DUC，使电流放大电压放大R （发射极电阻）：稳定静态工作点“Q ”EC （发射极旁路电容）：短路交流，消除RE对电压放大倍数的影响E（二）直流分析：开放大电路中的所有电容，即得到直流通路，如下图所示，此电路又称为分压偏置 式工作点 稳定直电流通路。电路工作要求：I 3 （5 10Mbq，q3 （5 10Ubeq共发射极放大电路的直流通路求静态工作点Q：方法1.估算工作点Q不稳定的主要原因：Vcc波动，管子老化，温度变化稳定Q点的原理:方法2.利用戴维宁定理求IBQ尸 _ CC B2 a，_ * g -夫 Bl R F残+* 瓦_。BEQBQ= Ab + (1
7、+ P)R（三）性能指标分析将放大电路中的C1、C2、CE短路，电源VCC短路，得到交流通路，然后将三极管用H参数小信号 电路模型代入，便得到放大电路小信号电路模型如下图所示。典型共射放大电路的交流小信号等效电路(a)交貌逋路(b)小信号等敛电路(o求输出电阻1. 电压放大倍数源帷放大倍数2. 输入电阻3. 输出电阻R = RC没有旁路电容CE时：发M极旁路电容开路的交流小信号等效电路(a)交蒲通路(b)小信号等效电路1. 电压放大倍数j =* =- EK昨 me+Q+ZM源电压放大倍数_侦二 J 二 = 5SR+凡2. 输入电阻R 二Rb 以+（1 +刃Re3. 输出电阻R = Ro C、共
8、集电极放大电路（射极输出器、射极跟随器）（一）电路组成与静态工作点共集电极放大电路如下图（a）所示，图（b）、（c）分别是它的直流通路和交流通路。由交流通路看，三极管 的集电极是交流地电位，输入信号气和输出信号uo以它为公共端，故称它为共集电极放大电路，同时由于输出信号uo取自发射极，又叫做射极输出器。CEQ = VCC - ZCQ 七I = (V - U ) / R +(1+ b )R I = blBQ CC BEQ BECQ BQ（二）性能指标分析共集电极放大电路H参数小信号等效电路求其集电极放大电路输出电阻的等效电路1. 电压放大倍数_ (1+/?)腴E/_ S)珥处 九奴+(1 +伽国
9、” k +( 1 +2. 输入电阻凡二=气=& W +（1 + 刃电& Jbe +（1 +。试l3.输出电阻共集电极电路特点共集电极电路用途1. Uo与U.同相，具有电压跟随作用1.高阻抗输入级2. 无电压放大作用Au12.低阻抗输出级3. 输入电阻高；输出电阻低3.中间隔离级一、共基极放大电路共基极放大电路如下图所示。由图可见，交流信号通过晶体三极管基极旁路电容C2接地，因此输入 信号气由发射极引入、输出信号uo由集电极引出，它们都以基极为公共端，故称共基极放大电路。从直流 通路看，也构成分压式电流负反馈偏置。（）求-Q略（二）性能指标分析楫一勇 七-（1 + /% 1+ P（1+少）RO=
10、RC（三）特点：共基极放大电路具有输出电压与输入电压同相，电压放大倍数高、输入电阻小、输出电 阻大等特点。由于共基极电路有较好的高频特性，故广泛用于高频或宽带放大电路中。3.3差分放大电路教学要求：1. 掌握差分放大电路的工作原理；2. 理解具有恒流源差分放大电路的工作原理；3. 熟悉差分放大电路的输入、输出方式及特点。一、差分放大电路工作原理（Differential Amplifier）（一）差分放大电路的组成及静态分析BQ以免信号电路组成：T1 T2电路对称；公用发射极电阻R ；采用双电源使U =0,直流不经交流信号源， 源内阻不同时，影响Q点。（b）直流通路基本差分放大电路3）电路电路
11、特点:元件参数对称;两端输入,两端输出；双电源供电；u. = uu = 0；能有效地克服零点漂移。静态分析：M (VEEcQ2 匕C cQ2*CV = U +1 REE BEQ EE EEUCQ1 = VCC -ICQRC（二）动态分析1.差模输入与差模特性：差模输入：差分放大电路的两个输入信号大小相等， (VEE=0%Q1 cQ2Uo= UCQUCQ2极性相反。一 UBEQ) / 2REE，差模电压放大倍数：差模输出电压uod与差模输入电压uid的比值。差模输入电阻：从放大电路两个输入端看进去所呈现的等效电阻。差模输出电阻：差分放大电路两管集电极之间对差模信号所呈现的电阻。差模输入：ui1=
12、 -ui2，大小相同，极性相反。差模输入电压:u = u - u = 2u 使得 i = - i , u = -uid i1 i2 i1cl c2 o1 o2差模输出电压：u = u - u = u - (- u )= 2uod Cl C2 o1o2 o1差模电压放大倍数差模输入电阻：Rj 2）差模输出电阻：R d=2R2.共模输入与共模拟制比其棋痢无其棋信号交流通路共模输入：差分放大电路的两个输入信号大小相等，极性相同。共模拟制比（K ）：差分放大电路放大差模信号，拟制共模信号的能力。在实际电路中，两管电路CMK不可能完全相同，因此，uoc不等于零，但要求uoc越小越好。双端共模输出电压uo
13、c与共模输入电压uic之 比，定义为差分放大电路的共模电压放大倍数A：即Auc=uoc/uic。显然，完全对称I的差分放大电路，A：=0。u = 2i R共模输入：uii = ui2，大小相同，极性相同共模输入电压：u = u = u ，使得i = i ， ic il i2el e2共模输出电压：u = UC1 -UC2 =0,共模拟制比：E = |j| 用对数表示 A(dB)=201g二、具有电流源的差分放大电路(一)电流源电路：提高电路共模拟制比的设计思想：增大电阻ree，比较合理的方法是用恒流源来 代替Ree。EE1.三极管电流源：特点：直流电阻为有限值，动态电阻无穷大。2.比例型电流源
14、：为了提高电流源输出电流的温度稳定性，常利用二极管来补偿三极管的UBE随 温度变化对输出电流的影响，如下图a)所示。当二极管与三极管发射结具有相同的温度系数时，可达 到较好的补偿效果。在集成电路中，常用三极管接成二极管来实现温度补偿作用，如下图:b)所示。其 中 峪f称为基准电流，由于k与/g成比例，故称为比例型电流源。由图可知AffV一% ) / REF0 refref CC BE1(R+R)。由此可见，比例型电流源中，基准电流/Ref的大小主要由电阻R决定，改变两管发射极电 阻的比值，可以调节输出电流与基准电流之间的比例。用一个基准电流来获得多个不同的电流输出， 称为多路输出比例电流源。3. 镜像和微电流源如果把上图(b)中发射极电阻均短路，就可以得到下图所示镜像电流源。由于V1、V2特性相同，基极 电位也相同，因此它们的集电极电流相等，只要。1，则=/ref，即10与iref之间成镜像关系。若将比例 型电流源中V管发射极电阻R短路，如下图(b)所示，即构成微电流源。4.NMOS管电流源当V、V特性相同，基极电位也相同时，如I ；当匕、匕特性不相同时，I M I12O REF 12o REF（二）具有电流源的差分放大电路具有恒流源的差分
