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1、第第2章章 基本放大电路基本放大电路2.1 概论概论 2.2 放大电路的组成和工作原理放大电路的组成和工作原理 2.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法 2.1 概论概论2.1.1 放大的概念放大的概念电子学中放大的目的是将微弱的电子学中放大的目的是将微弱的变化信号变化信号放放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。电路。电压放大电路可以用有输入口和输出口的四电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图。端网络表示，如图。uiuoAv2.1.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标(1)电压放大倍数电压放大倍数AuUi和和Uo分别是输
2、入和输出电压的有效值。分别是输入和输出电压的有效值。uiuoAv其中其中A= Uo/Ui， 是是Uo和和Ui的相位差的相位差Av=Uo/Ui=A(2)输入电阻输入电阻ri输入电阻是从放大电路输入端看进去的输入电阻是从放大电路输入端看进去的等效电阻等效电阻iiui输入电阻：输入电阻：ri=ui / ii（加压求流法）（加压求流法）riuSRS信号源信号源一般来说，一般来说， ri越大越好。越大越好。 ri越大，越大，ii就越小，就越小，ui就越接近就越接近uSAv输入端输入端输出端输出端(3)输出电阻输出电阻ro放大电路对其放大电路对其负载负载而言，相当于信号源，而言，相当于信号源，我们可以将它
3、等效为戴维南等效电路，这个我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。输出端输出端rouso输出端输出端AvuS如何确定电路的输出电阻？如何确定电路的输出电阻？在电路的计算中求在电路的计算中求ro有两个方法：有两个方法：1、所有的电源（包括信号源）置零，所有的电源（包括信号源）置零，保留受控源。然后采用保留受控源。然后采用加压求流法加压求流法。uirousoro=u/iuo测量开路电压测量开路电压uo = uso2、开路电压除以短路电流法开路电压除以短路电流法。rousorousoio测量短路电流测量短路电流io = uso / r
4、o输出电阻：输出电阻：uo / io = uso / （ uso / ro ） = ro (4)通频带通频带fAAm0.7AmfL下限截下限截止频率止频率fH上限截上限截止频率止频率通频带：通频带：fbw=fHfL放大倍数随频率放大倍数随频率变化曲线变化曲线幅幅频特性曲线频特性曲线三分贝带宽三分贝带宽2.1.3符号规定符号规定UA大写字母、大写下标，表大写字母、大写下标，表示直流量。示直流量。uA小写字母、大写下标，表小写字母、大写下标，表示全量。示全量。ua小写字母、小写下标，表小写字母、小写下标，表示交流分量。示交流分量。uAua全量全量交流分量交流分量tUA直流分量直流分量 2.2 基本
5、放大电路的组成和工作原理基本放大电路的组成和工作原理三极管放三极管放大电路有大电路有三种形式三种形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放以共射放大器为例大器为例讲解工作讲解工作原理原理共射放大电路共射放大电路放大元件放大元件iC= iB，工作在放大区，工作在放大区，要保证集电结反要保证集电结反偏，发射结正偏。偏，发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点RLRB+ECEBRCC1C2TRB+ECEBRCC1C2TRL共射放大电路组成共射放大电路组成使发射结正偏，使发射结正偏，并提供适当的静并提供适当的静态工作点态工作点IB和和UBE。基极电源与基极电源与基
6、极电阻基极电阻RB+ECEBRCC1C2TRL共射放大电路共射放大电路集电极电源，集电极电源，为电路提供能为电路提供能量。并保证集量。并保证集电结反偏。电结反偏。RB+ECEBRCC1C2TRL共射放大电路共射放大电路集电极电阻，将集电极电阻，将变化的电流转变变化的电流转变为变化的电压。为变化的电压。RB+ECEBRCC1C2TRL共射放大电路组成共射放大电路组成耦合电容：耦合电容：电解电容，有极性，电解电容，有极性，大小为大小为10 F50 F作用：隔离输作用：隔离输入输出与电路入输出与电路直流的联系，直流的联系，同时能使信号同时能使信号顺利输入输出。顺利输入输出。+uiuoRB+ECEBR
7、CC1C2TRL单电源供电单电源供电可以省去可以省去RB+ECEBRCC1C2TRLRB单电源供电单电源供电+ECRCC1C2TRL基本放大电路的工作原理基本放大电路的工作原理RB+ECRCC1C2Tui=0时时由于电源由于电源的存在的存在IB 0IC 0ICIE=IB+ICRLIB无信号输入时无信号输入时静态工作点静态工作点基本放大电路的工作原理基本放大电路的工作原理RB+ECRCC1C2TICUBEUCE( IC,UCE )(IB,UBE)RLIB静态工作点静态工作点(IB,UBE) 和和( IC,UCE )分别对应于输入输出特性分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。曲线上的
8、一个点称为静态工作点。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIBRB+ECRCC1C2开路开路开路开路RL放大电路的直流通道放大电路的直流通道RB+ECRC直流通道直流通道（1）估算）估算IB（ UBE 0.7V)RB+ECRCIBUBERB称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏置电流偏置电流。用估算法分析放大器的静态工作点用估算法分析放大器的静态工作点（ IB、UBE、IC、UCE）（2）估算）估算UCE、IcRB+ECRCICUCEIc= IB例：用估算法计算静态工作点。例：用估算法计算静态工作点。已知：已知：EC=12V，RC=4K ，RB=300K ， =37.5。解：解：请注
9、意电路中请注意电路中IB和和IC的数量级的数量级UBE 0.7V用图解法分析放大器的静态工作点用图解法分析放大器的静态工作点ICUCEUCE=ECICRCEC直流负载线直流负载线与与IB所决定所决定的那一条输的那一条输出特性曲线出特性曲线的交点就是的交点就是Q点点QIB静态静态UCE静态静态ICIBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么变化怎么变化交流放大原理交流放大原理假设假设uBE静态工作点的基静态工作点的基础上有一微小的变化础上有一微小的变化 ui静态工作点静态工作点ICUCEicuCE的变化沿一的变化沿一条直线条直线交流负载线交流负载线uCERB+ECRCC1C2uiiBiCuC
10、Euo各点波形各点波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反实现放大的条件实现放大的条件1、晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集、晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。电结反偏。2、正确设置静态工作点，使整个波形处于放大、正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。区。3、输入回路将变化的电压转化成变化的基极电、输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。流。4、输出回路将变化的集电极电流转化成变化的、输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。2.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法放大放大电路电路分
11、析分析静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法图解法图解法计算机仿真计算机仿真RB+ECRCC1C2对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)短路短路短路短路置零置零2.3.1放大器的交流通道放大器的交流通道RLuiuo1/ C 0RBRCRLuiuo交流通道交流通道2.3.2交流负载线交流负载线RBRCRLuiuoicuce其中：其中：uce=-ic（RC/RL） = -ic RL交流量交流量ic和和uce有如下关系：有如下关系：这就是说，交流信号的变化沿着斜率为：这就是说，交流信号的变化沿着斜率为：的直线。的直线。这条直线通过这条直线通过Q点，
12、称为点，称为交流负载线交流负载线。uce=-ic（RC/RL） = -ic RL或或ic=（-1/ RL） uce交流负载线的作法交流负载线的作法ICUCEECQIB过过Q点作一条直线点作一条直线,斜率为斜率为:交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线2.3.3 动态分析动态分析1、 三极管的三极管的微变等效电路微变等效电路首先考察输入回路首先考察输入回路iBuBE当信号很小时，将输入当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线特性在小范围内近似线性性。 uBE iB对输入的小交流信号对输入的小交流信号而言，三极管而言，三极管BE间间等效于电阻等效于电阻rbe。对输入的小交流信号对输入的小交流信号
13、而言，三极管而言，三极管BE间间等效于电阻等效于电阻rbe。becrbeibbeubeubeib对于小功率三极管：对于小功率三极管：rbe的量级从几百欧到几千欧。的量级从几百欧到几千欧。考察输出回路考察输出回路iCuCE所以：所以：输出端相当于一个受输出端相当于一个受 ib控制的电流源。控制的电流源。近似平行近似平行且且电流源电流源两端还要并联两端还要并联一个大电阻一个大电阻rce。iCuCE iC uCErce的含义的含义ubeibuceicuberbe ibib rceuceicrce很大，一般忽略。很大，一般忽略。等效等效三极管的三极管的微变等效电路微变等效电路ebcbecrbeic =
14、 ib2、放大电路的、放大电路的微变等效电路微变等效电路将交流通道中的三极管用微变等效电路代替将交流通道中的三极管用微变等效电路代替rbe ibibiiicuiuoRBRCRLRBRCRLuiuorbe ibibiiicuiuoRBRCRL交交流流通通道道微微变变等等效效电电路路3、电压放大倍数的计算：、电压放大倍数的计算：负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRBRCRL4、输入电阻的计算：、输入电阻的计算：对于为它提供信号的信号源来说，电路是负载，对于为它提供信号的信号源来说，电路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。这个负载的大小可以用输入电阻来表示。输入电
15、阻的定义：输入电阻的定义：输入电阻是动态电阻。输入电阻是动态电阻。电路的输入电阻越大，从信号源取得的电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。输入电阻。rbeRBRCRL5、输出电阻的计算：、输出电阻的计算：对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。是输出电阻。计算输出电阻的方法：计算输出电阻的方法：所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。r
16、beRBRC所以：所以：用加压求用加压求流法求输流法求输出电阻：出电阻：002.3.4 失真分析：失真分析：为了得到尽量大的输出信号，要把为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交设置在交流负载线的中间部分。如果流负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号设置不合适，信号进入截止区或饱和区，造成进入截止区或饱和区，造成非线性失真非线性失真。失真失真输出波形较输入波形发生畸变，称为失真输出波形较输入波形发生畸变，称为失真iCuCEuo可输出可输出的最大的最大不失真不失真信号信号合适的静态工作点合适的静态工作点ibiCuCEuoQ点过低，信号进入截止区点过低，信号进入截止区称为截止失真称为截止失真信号
17、波形信号波形iCuCEuoQ点过高，信号进入饱和区点过高，信号进入饱和区称为饱和失真称为饱和失真信号波形信号波形(2-57)u第第2章章 基本放大电路基本放大电路u静态工作点稳定的放大器静态工作点稳定的放大器u射极输出器射极输出器(2-58)上次课内容回顾上次课内容回顾RB+ECRCC1C2TRLuiuo简单的共射极放大器简单的共射极放大器(2-59)电容开路，画出直流通道电容开路，画出直流通道上次课内容回顾上次课内容回顾RB+ECRC用估算法求静态工作点用估算法求静态工作点Ic= IBIE= Ic + IB = （ +1）IB IC (2-60)上次课内容回顾上次课内容回顾电容短路电容短路,
18、直流电源短路，画出交流通道直流电源短路，画出交流通道RBRCRLuiuo(2-61)上次课内容回顾上次课内容回顾用晶体管的微变等效电路代替晶体管，画出该电路用晶体管的微变等效电路代替晶体管，画出该电路的微变等效电路，并计算电压放大倍数、输入电阻、的微变等效电路，并计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻输出电阻rbe ibibiiicuiuoRBRCRLri=RB/ rbero=RCRL=RC/RL若没接若没接RL，称为空载，称为空载，那么那么 RL=RC(2-62)静态工作点的稳定静态工作点的稳定为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但
19、是，温度的变化严重的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。影响静态工作点。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由工作点由UBE、 和和ICEO决定，这三个参数随温度决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。一方面。Q变变UBE ICEO变变T变变IC变变(2-63)温度对温度对UBE的影响的影响iBuBE25 C50CTUBEIBIC(2-64)温度对温度对 值及值及ICEO的影响的影响T 、 ICEOICiCuCEQQ总的效果是：总的效果是：温度上升时，
20、温度上升时，输出特性曲输出特性曲线上移，造线上移，造成成Q点上移。点上移。(2-65)总之：总之：TIC常采用常采用分压式偏置电路分压式偏置电路来稳定静态工作点。电路来稳定静态工作点。电路见下页。见下页。为此，需要改进偏置电路，当温度升高时为此，需要改进偏置电路，当温度升高时,能够能够自动减少自动减少IB， IB IC ，从而抑制从而抑制Q点的变化。点的变化。保持保持Q点基本稳定。点基本稳定。(2-66)I1I2IB静态工作点稳定的放大器静态工作点稳定的放大器UBE=UB-UE =UB - IE REI2=（510）IBI1= I2 + IB I2RB1+ECRCC1C2RB2CERERLui
21、uoBECIE = IC +IB IC分压式偏置电路RE射极直流负反馈电阻CE 交流旁路电容ICIE(2-67)RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IB静态工作点稳定过程静态工作点稳定过程TUBEICICIEUEUBUBE=UB-UE =UB - IE REUB被认为较稳定被认为较稳定ICIEIB由输入特性曲线由输入特性曲线本电路稳压的过本电路稳压的过程实际是由于加程实际是由于加了了RE形成了形成了负负反馈反馈过程过程ECB(2-68)直流通道及静态工作点估算直流通道及静态工作点估算UBIB=IC/ UCE = EC - ICRC - IEREIC IE =UE/RE =
22、 （UB- UBE）/ RE UBE 0.7V +ECRB1RCRB2REICIEIBUCE电容开路电容开路,画出直流通道画出直流通道(2-69)RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo电容短路电容短路,直流电源短路，直流电源短路，画出交流通道画出交流通道交流通道及微变等效电路交流通道及微变等效电路BEC(2-70)交交流流通通道道RB1RCRB2RLuiuoBECibiciii2i1微微变变等等效效电电路路rbeRCRLRB1RB2BECI1I2(2-71)微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、输微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算出电阻的计算ri= RB1/ RB
23、2/ rbero= RCrbeRCRLRB1RB2BECI1I2RL= RC / RL(2-72)例：上述静态工作点稳定的放大器，各参数如下例：上述静态工作点稳定的放大器，各参数如下： RB1=100k ， RB2=33k ， RE=2.5k ， RC=5k ， RL=5k ， =60。 求：（求：（1）估算静态工作点；）估算静态工作点； （2）空载电压放大倍数、带载电压放大倍）空载电压放大倍数、带载电压放大倍 数、输入电阻、输出电阻；数、输入电阻、输出电阻； （3）若信号源有）若信号源有RS=1 k 的内阻，带载电的内阻，带载电 压放大倍数将变为多少？压放大倍数将变为多少？(2-73)RB1
24、=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15V解：解：(1)估算静态工作点估算静态工作点UB=（33 15）/（100+33）=3.7VIC IE =UE/RE = (UB- UBE)/ RE = (3.7-0.7)/2.5 =1.2mAIB=IC/ =1.2/60=0.02mA=20 AUCE = EC - ICRC - IERE =12-1.2 (5+2.5)=6V(2-74)RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15V解：解：(2)空载电压放大倍数、带载电压空载电压放大倍数、带载电压 放大倍数、输入电
25、阻、输出电阻放大倍数、输入电阻、输出电阻=300+61 (26/1.2)=1622 =1.62 k ri= RB1/ RB2/ rbe =100/33/1.62=1.52 k ro= RC =5k Av空空= - RC /rbe=-60 5/1.62=-186 Av载载= - RL /rbe=-60 (5/5)/1.62=-93(2-75)RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15V解：解：(3)信号源有信号源有RS=1 k 的内阻时，带载电压放大倍数为的内阻时，带载电压放大倍数为Aus载载rbeRCRLRB1RB2BECI1I2RSUSRSUS
26、riBECRLri=RB1/ RB2/ rbeRL= RC / RL(2-76)RSUSri=RB1/ RB2/ rbeBECRLriUi=Usriri + RSUs = Uiri + RSriRL= RC / RL信号源内阻为信号源内阻为0时的电压放大倍数时的电压放大倍数Av载载= UoUi信号源内阻为信号源内阻为RS时的电压放大倍数时的电压放大倍数Avs载载=UoUsri + RSriAvs载载=UoUs=Uo= Av载载riri + RSUi(2-77)RSUSri=RB1/ RB2/ rbeBECRLriri= RB1/ RB2/ rbe =1.52 k RS =1 k RL= RC
27、/ RLAvs载载= Av载载riri + RS=-93 1.52/(1.52+1)=-56Av载载= - RL /rbe=-93信号源有内阻时，电压放大倍数信号源有内阻时，电压放大倍数Aus减小。减小。输入电阻越大，若输入电阻越大，若ri RS ，则，则Avs Av(2-78)RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoBEC静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放的放大器大器RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15VRFRECERE=2.4k RF=100 (2-79)静态工作点稳定且具有静态工
28、作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放的放大器大器 直流通道及静态工作点直流通道及静态工作点+ECRB1RCRB2REICIEIBUCERFR RE E和和R RF F共同起直流负反馈的作共同起直流负反馈的作用，用，稳定静态工作点稳定静态工作点因因R RE E+R+RF F= =2.5k ，所以，所以较上述电路较上述电路静态工作静态工作点点不变不变(2-80)静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放的放大器大器 微变等效电路及电压放大倍数微变等效电路及电压放大倍数rbeRCRLRB1RB2BECI1I2IeRFRB1=100k RB2=3
29、3k RE=2.4k RF=100 RC=5k RL=5k =60EC=15VUi=Ibrbe+IeRF= Ibrbe +（1+ ）IbRF = Ibrbe +（1+ ）RFUo=-Ic（RC/RL）=- Ib RL (2-81)Ui=Ibrbe+IeRF= Ibrbe +（1+ ）IbRF = Ibrbe +（1+ ）RFUo=-Ic（RC/RL）=- Ib RL =- RLrbe +（1+ ）RF=-60 （5/5）/1.62+(1+60) 0.1=-19RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RF=100 RC=5k RL=5k =60EC=15V=-93Av=UoUi=- I
30、b RLIbrbe +（1+ ）RF(2-82)静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放的放大器大器 微变等效电路及输入电阻输出电阻微变等效电路及输入电阻输出电阻rbeRCRLRB1RB2BECI1I2IeRFUi= Ibrbe +（1+ ）RFIb = Ui /rbe +（1+ ）RF Ii = I1 +I1 +Ib= Ui /RB1 + Ui /RB2+Ui /rbe +（1+ ）RF输出电阻输出电阻RO=RC输出电阻输出电阻(2-83)静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大器的放大器 微变等效电路及输入电
31、阻输出电阻微变等效电路及输入电阻输出电阻Ui= Ibrbe +（1+ ）RFIb = Ui /rbe +（1+ ）RF Ii = I1 +I1 +Ib= Ui /RB1 + Ui /RB2+Ui /rbe +（1+ ）RF ri = RB1 / RB2 / /rbe +（1+ ）RF=5.9k ri = Ui /Ii = Ui Ui /RB1 + Ui /RB2+Ui /rbe +（1+ ）RF 对比对比 ri = RB1 / RB2 / /rbe =1.52k (2-84)射极输出器射极输出器RB+ECC1C2RERLuiuo特点：同相放大，放大倍数约为特点：同相放大，放大倍数约为1，输入电
32、阻大，输入电阻大， 输出电阻小输出电阻小RB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100EC=12V(2-85)直流通道及静态工作点分析：直流通道及静态工作点分析：EC=IBRB+ UBE +IERE =IBRB+ UBE +(1+ ）IBRE =IB RB+ (1+ ）RE + UBE RB+ECREIBIEUBEUCEIC= IB 或或 IC IE(2-86)静态工作点估算举例：静态工作点估算举例：RB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100EC=12VRB+ECREIBIEUBEUCE=12-0.7570+(1+100) 5.6=0.01(mA)=(1+100) 0.
33、01=1.01 (mA) IC=12-1.01 5.6=6.3(V)(2-87)动态分析动态分析交流通道及微变等效电路交流通道及微变等效电路RB+ECC1C2RERLuiuo(2-88)交流通道及微变等效电路交流通道及微变等效电路rbeRERLEB CRBRERLuiuoBCE(2-89)动态分析：动态分析：LbbebLbRI)1(rIRI)1( + + + + += = 1、电压放大倍数、电压放大倍数rbeRERLRLIevA=UoUi(2-90)1、所以所以2、输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故、输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称称电压跟随器电压跟随器。讨论讨论输出电压与输入电压
34、近似相等，电压未输出电压与输入电压近似相等，电压未被放大，但是电流放大了，即输出功率被放大，但是电流放大了，即输出功率被放大了。被放大了。Av(2-91)2、输入电阻、输入电阻rbeRERLIRBIb=Uirbe+(1+ )RLIi=IRB+Ib=UiRB+Uirbe+(1+ )RLri=UiIi=UiUiRB+Uirbe+(1+ )RL=RB/rbe+(1+ )RL(2-92)3、输出电阻、输出电阻用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。rbeRERsro置置0保留保留(2-93)RsrbeRE输出电阻输出电阻ro=RE/rbe1+ 当当RS=0时时（加压求流法）（加压求流法）(2-
35、94)动态分析及估算举例：动态分析及估算举例：=300+101 (26/1.01)=2.9 k RB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100EC=12VrbeRERLEB CIE=1.01mA(2-95)RB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100EC=12VrbeRERLEB Crbe=2.9 k (电压放大倍数估算电压放大倍数估算)动态分析及估算举例：动态分析及估算举例：Av=(1+100) (5.6/5.6)2.9+(1+100) (5.6/5.6)=0.99(2-96)=570/ 2.9+(1+100)(5.6/5.6) =190k RB=570k RE=5.6
36、k RL=5.6k =100EC=12VrbeRERLEB Crbe=2.9 k RS=0ro=5.6/2.91+100=28 (输入电阻输出电阻估算输入电阻输出电阻估算)动态分析及估算举例：动态分析及估算举例：(2-97)动态分析及估算举例：动态分析及估算举例：rbeRERLEB CRSUSri=190 k ro=5.6/2.9+1/5701+100=38 设信号源内阻设信号源内阻RS=1 k ，求这时的电压放大倍数，求这时的电压放大倍数Avs、输入电阻、输出电阻输入电阻、输出电阻Avs= Auriri + RS=0.99 190/(190+1)=0.985(2-98)射极输出器的输出电阻很
37、小，带负载能射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。力强。ro射极输出器的输入电阻很大，从信号源射极输出器的输入电阻很大，从信号源取得的信号大。取得的信号大。讨论讨论(2-99)所谓所谓带负载能力强带负载能力强，是指当负载变化时，放大，是指当负载变化时，放大倍数基本不变倍数基本不变对上例射极输出器：对上例射极输出器：对上例静态工作点对上例静态工作点稳定的放大器稳定的放大器(共射共射放大器放大器):空载时空载时, =0.995RL=5.6k 时时, =0.990RL=1k 时时, =0.967空载时空载时, =-186RL=5k 时时, =-93RL=1k 时时, =-31(2-100)讨论讨论
38、1、将射极输出器放在电路的首级，可以提高、将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。输入电阻。2、将射极输出器放在电路的末级，可以降低、将射极输出器放在电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能力。输出电阻，提高带负载能力。(2-101)场效应晶体管场效应晶体管场效应管与晶体管不同，它是多子导场效应管与晶体管不同，它是多子导电，输入阻抗高，温度稳定性好。电，输入阻抗高，温度稳定性好。结型场效应管结型场效应管JFET绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管MOS场效应管有两种场效应管有两种:N沟道沟道P沟道沟道耗尽型耗尽型增强型增强型耗尽型耗尽型增强型增强型(2-102) MOS绝缘栅场效应管（绝缘
39、栅场效应管（N沟道）沟道）（1） 结构结构PNNGSDP型基底型基底两个两个N区区SiO2绝缘层绝缘层金属铝金属铝N导电沟道导电沟道未预留未预留 N沟道增强型沟道增强型预留预留 N沟道耗尽型沟道耗尽型(2-103)PNNGSDN沟道增强型沟道增强型（2）符号）符号N沟道耗尽型沟道耗尽型GSD栅极栅极漏极漏极源极源极GSD(2-104)N沟道沟道MOS管的特性曲线管的特性曲线IDmAVUDSUGS 实验线路实验线路(共源极接法共源极接法)GSDRDPNNGSD(2-105)NMOS场效应管转移特性场效应管转移特性N沟道耗尽型沟道耗尽型（UGS=0时，有时，有ID）GSD0UGS（off）IDUG
40、S夹断电压夹断电压UGS有正有正有负有负N沟道增强型沟道增强型（UGS=0时，时，ID =0 ）GSDIDUGSUGS（th）开启电压开启电压UGS全正全正(2-106)UGS=3VU DS （V）ID（mA）01324UGS=4VUGS=5VUGS=2VUGS=1V开启电压开启电压UGS（th）=1V固定一个固定一个U DS，画出，画出ID和和UGS的的关系曲线，称为转移特性曲线关系曲线，称为转移特性曲线增强型增强型NMOS场效应管场效应管输出特性曲线输出特性曲线(2-107)增强型增强型NMOS场效应管转移特性场效应管转移特性N沟道增强型沟道增强型（UGS=0时，时，ID =0 ）GSDI
41、DUGSUGS（th）开启电压开启电压UGS全正全正(2-108)耗尽型耗尽型NMOS场效应管场效应管输出特性曲线输出特性曲线UGS=0VU DS （V）ID（mA）01324UGS=+1VUGS=+2VUGS=-1VUGS=-2V夹断电压夹断电压UP=-2V固定一个固定一个U DS，画出，画出ID和和UGS的的关系曲线，称为转移特性曲线关系曲线，称为转移特性曲线(2-109)耗尽型耗尽型NMOS场效应管转移特性场效应管转移特性N沟道耗尽型沟道耗尽型（UGS=0时，有时，有ID）GSD0UGS（off）IDUGS夹断电压夹断电压UGS有正有正有负有负(2-110)跨导跨导gmUGS=0VU D
42、S （V）ID（mA）01324UGS=+1VUGS=+2VUGS=-1VUGS=-2V= ID / UGS =（3-2）/（1-0）=1/1=1mA/V UGS ID夹断区夹断区可可变变电电阻阻区区恒流区恒流区(2-111)场效应管的微变等效电路场效应管的微变等效电路输入回路：开路输入回路：开路输出回路：交流压控恒流源，电流输出回路：交流压控恒流源，电流GSDGSD+-(2-112)场效应管放大电路场效应管放大电路1、 电路的组成原则及分析方法电路的组成原则及分析方法(1).静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区恒流区 (2).动态动态: 能为
43、交流信号提供通路能为交流信号提供通路组成原则组成原则静态分析：静态分析：估算法、图解法。估算法、图解法。动态分析：动态分析：微变等效电路法。微变等效电路法。分析方法分析方法(2-113)2、 静态分析静态分析无输入信号时（无输入信号时（ui=0），估），估算：算：UDS和和 ID。+UDD=+20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150K50K1M10K10KGDS10KIDUDSR1=150k R2=50k RG=1M RD=10k RS=10k RL=10k gm =3mA/VUDD=20V(2-114)设：设：UGUGS则：则：UG US而：而：IG=0+UDD+20VR1R
44、DRGR2150K50K1M10KRS10KGDS所以：所以：=直流通道直流通道IDUDSIG(2-115)3、 动态分析动态分析微变等效电路微变等效电路+UDD=+20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150K50K1M10K10KGDS10KSGR2R1RGDRLRDUgsgmUgsUiUoIdSGDid(2-116) 动态分析：动态分析：UgsUiUgsgmIdriroUoSGR2R1RGRL DRLRD= gm UiRL 电压放大倍数电压放大倍数负号表示输出输入反相负号表示输出输入反相(2-117)电压放大倍数估算电压放大倍数估算R1=150k R2=50k RG=1M R
45、S=10k RD=10k RL=10k gm =3mA/VUDD=20V=-3 （10/10）=-15RL=RD/RL(2-118)ro=RD =10K SGR2R1RGRL DRLRD输入电阻、输出电阻输入电阻、输出电阻=1+0.15/0.05=1.0375M R1=150k R2=50k RG=1M RD=10k RS=10k RL=10k gm =3mA/VUDD=20Vrirori=RG+R1/R2(2-119)4、 源极输出器源极输出器uo+UDD +20VRSuiC1R1RGR2RL150K50K1M10KDSC2G10KR1=150k R2=50k RG=1M RS=10k RL
46、=10k gm =3mA/VUDD=20V(2-120)静态工作点静态工作点:=US UGUDS=UDD- US =20-5=15V(2-121)uo+UDD +20VRSuiC1R1RGR2RL150K50K1M10KDSC2G10K微变等效电路：微变等效电路：(2-122)微变等效电路：微变等效电路：riro ro gR2R1RGsdRLRSUi=Ugs+UoUo =Id(RS/RL)=gm Ugs RL(2-123)求求rigR2R1RGsdRLRSriri=RG+R1/R2(2-124)求求ro加压求流法加压求流法ro ro =RS1+gm RSIogR2R1RGsRS(2-125)r
47、i=RG+R1/R2uo+UDD +20VRSuiC1R1RGR2RL150K50K1M10KDSC2G10KR1=150k R2=50k RG=1M RS=10k RL=10k gm =3mA/VUDD=20V=3 (10/10) /1+3 (10/10) =0.94 =RS1+gm RSro=10/(1+3 10)=0.323 k 代入数值计算代入数值计算=1+0.15/0.05=1.0375 M AV=gm RL1+gm RL(2-126)场效应管放大电路小结场效应管放大电路小结(1) 场效应管放大器输入电阻很大。场效应管放大器输入电阻很大。(2)场效应管共源极放大器场效应管共源极放大器(漏极输出漏极输出)输入输出输入输出反相，电压放大倍数大于反相，电压放大倍数大于1；输出电阻；输出电阻=RD。(3)场效应管源极跟随器输入输出同相，电压放场效应管源极跟随器输入输出同相，电压放大倍数小于大倍数小于1且约等于且约等于1；输出电阻小。；输出电阻小。
