西電模電低頻電子線路第2章放大器課件
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1、目目 錄錄2.1 放大器概述放大器概述 1282.2 放大器基本分析法放大器基本分析法 1582.3 晶體管偏置電路晶體管偏置電路 198退出退出2.4 晶體放大器的三種基本組態(tài)晶體放大器的三種基本組態(tài) 212 2.5 場(chǎng)效應(yīng)管放大器場(chǎng)效應(yīng)管放大器 2362.6 有源負(fù)載放大器有源負(fù)載放大器 2682.7 多級(jí)放大器多級(jí)放大器 2812.8 放大器的表示法放大器的表示法 301126目 錄2.1 放大器概述 第二章作業(yè)第二章作業(yè)(p94101)(p94101)2-6(1)2-7 2-2-6(1)2-7 2-8 2-9 8 2-9 2-12 2-13 2-2-12 2-13 2-15 2-18*
2、15 2-18*2-19 2-21 2-2-19 2-21 2-28 2-3028 2-30127第二章作業(yè)(p94101)2-6(1)2-2.1 放大器概述放大器概述2.1.1 放大器的用途與分類放大器的用途與分類2.1.2 放大器的基本組成放大器的基本組成2.1.3 放大器類型放大器類型2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大器主要性能指標(biāo)2.1.5 放大器的傳輸特性放大器的傳輸特性退出退出返回返回1282.1 放大器概述2.1.1 放大器的用途與分類2.1.22.1.1 放大器的用途與分類放大器的用途與分類 放大器:放大器:放大電信號(hào)的裝置,是電子設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛放大電信號(hào)的裝置,是電子設(shè)備
3、中應(yīng)用最為廣泛 的一種電路。的一種電路。1.1.定義定義實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì):是一能量轉(zhuǎn)換器。是一能量轉(zhuǎn)換器。用用小的信號(hào)功率小的信號(hào)功率(電壓、電流)去(電壓、電流)去控制控制電源供電源供給的給的直流功率直流功率,把它,把它轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成負(fù)載所需要的負(fù)載所需要的大的大的信號(hào)功率信號(hào)功率(電壓、電流電壓、電流)。退出退出返回返回1292.1.1 放大器的用途與分類 放大器:放大電信號(hào)的裝置,按器件分:按器件分:按用途分:按用途分:雙極晶體管放大器、場(chǎng)效應(yīng)管放大器、雙極晶體管放大器、場(chǎng)效應(yīng)管放大器、集成運(yùn)算放大器等。集成運(yùn)算放大器等。電壓放大器、電流放大器和功率放大電壓放大器、電流放大器和功率放大器等。器等。
4、2.2.分類分類2.1.1 放大器的用途與分類放大器的用途與分類 退出退出按工作頻率分:按工作頻率分:低頻放大器、高頻放大器和低頻放大器、高頻放大器和超高頻放大器等。超高頻放大器等。按工作狀態(tài)分:按工作狀態(tài)分:甲甲(A)類放大器類放大器、乙、乙(B)類放大器、類放大器、甲乙甲乙(AB)類放大器、丙類類放大器、丙類(C)類放類放大器和丁大器和丁(D)類放大器等。類放大器等。130按器件分:按用途分:雙極晶體管放大器、場(chǎng)效應(yīng)管放大器、集成運(yùn) 由于本章采用的放大器件是晶體三極管和場(chǎng)效應(yīng)管,由于本章采用的放大器件是晶體三極管和場(chǎng)效應(yīng)管,它們均為它們均為非線性器件非線性器件,為了滿足,為了滿足不失真地放
5、大信號(hào)不失真地放大信號(hào)的目的,的目的,必須給它們加上必須給它們加上正確的偏置電路正確的偏置電路,即要有直流通路,保證即要有直流通路,保證在輸入信號(hào)的范圍內(nèi),它們均在輸入信號(hào)的范圍內(nèi),它們均工作在線性區(qū)工作在線性區(qū)。2.1.2 放大器的基本組成放大器的基本組成 退出退出返回返回131 由于本章采用的放大器件是晶體三極管和場(chǎng)效應(yīng)管,常用符號(hào)的含義常用符號(hào)的含義(小寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)小寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)):):電壓的瞬時(shí)值;電壓的瞬時(shí)值;(大寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)大寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)):):電壓的直流成分;電壓的直流成分;(小寫(xiě)字母、小寫(xiě)下標(biāo)小寫(xiě)字母、小寫(xiě)下標(biāo)):):交流電壓的瞬時(shí)值;交流電壓的瞬時(shí)值;(大寫(xiě)字
6、母、小寫(xiě)下標(biāo)大寫(xiě)字母、小寫(xiě)下標(biāo)):):交流電壓的有效值;交流電壓的有效值;:的峰值或振幅。的峰值或振幅。信號(hào)的瞬時(shí)表達(dá)式為:信號(hào)的瞬時(shí)表達(dá)式為:2.1.2 放大器的基本組成放大器的基本組成 退出退出132常用符號(hào)的含義(小寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)):電壓的瞬時(shí)值;組成放大電路時(shí)應(yīng)遵循的原則:組成放大電路時(shí)應(yīng)遵循的原則:一、要有一、要有直流通路直流通路,并保證合適的直流工作狀態(tài),確保晶,并保證合適的直流工作狀態(tài),確保晶體三極管和場(chǎng)效應(yīng)管工作在放大區(qū)。體三極管和場(chǎng)效應(yīng)管工作在放大區(qū)。二、要有二、要有交流通路交流通路,對(duì)于電壓放大器,輸入信號(hào)電壓要能,對(duì)于電壓放大器,輸入信號(hào)電壓要能加入,輸出信號(hào)電壓要能取
7、出加入,輸出信號(hào)電壓要能取出。2.1.2 放大器的基本組成放大器的基本組成 退出退出133組成放大電路時(shí)應(yīng)遵循的原則:一、要有直流通路,并保證合適的典型的電容耦合共射放大器電路典型的電容耦合共射放大器電路us:信號(hào)源電壓信號(hào)源電壓Rs:信號(hào)源內(nèi)阻信號(hào)源內(nèi)阻C1:輸入耦合電容輸入耦合電容Rb:偏置電阻偏置電阻Rc:集電極電阻集電極電阻C2:輸出耦合電容輸出耦合電容RL:負(fù)載電阻負(fù)載電阻UCC:直流電源電壓直流電源電壓2.1.2 放大器的基本組成放大器的基本組成 退出退出134典型的電容耦合共射放大器電路us:信號(hào)源電壓2.1.2 放直流通路直流通路 2.1.2 放大器的基本組成放大器的基本組成
8、退出退出電容斷開(kāi),電感短路電容斷開(kāi),電感短路135直流通路 2.1.2 放大器的基本組成 退出電容斷開(kāi),退出退出2.1.2 放大器的基本組成放大器的基本組成 交流通路交流通路 電容短路,電源接地電容短路,電源接地136退出2.1.2 放大器的基本組成 交流通路 電容短路,從從輸出、輸入輸出、輸入信號(hào)角度看存在信號(hào)角度看存在四種類型四種類型放大器。放大器。2.1.3 放大器類型放大器類型 退出退出返回返回137從輸出、輸入信號(hào)角度看存在四種類型放大器。2.1.3 放大1 1輸入電阻輸入電阻Ri 定義:定義:從信號(hào)源右邊向放大器從信號(hào)源右邊向放大器視入的電阻視入的電阻意義:意義:輸入電阻的大小表明
9、了放大器對(duì)信號(hào)源的影響程度。輸入電阻的大小表明了放大器對(duì)信號(hào)源的影響程度。2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大器主要性能指標(biāo) 注意:注意:根據(jù)根據(jù)Ri的定義,顯然的定義,顯然Ri中不包含中不包含Rs。輸入電阻越大,放大器對(duì)信號(hào)源的影響越小,放大器取用信輸入電阻越大,放大器對(duì)信號(hào)源的影響越小,放大器取用信號(hào)源的電流越??;反之,則越大。號(hào)源的電流越?。环粗?,則越大。退出退出返回返回定義、意義、理解等效電路定義、意義、理解等效電路輸入為電壓源時(shí),輸入電阻越大,對(duì)信號(hào)源的利用率也越高輸入為電壓源時(shí),輸入電阻越大,對(duì)信號(hào)源的利用率也越高(如何理解這點(diǎn))(如何理解這點(diǎn))1381輸入電阻Ri定義:從信號(hào)源右邊
10、向放大器視入的電阻意義:輸意義:意義:輸出電阻大小反映了放輸出電阻大小反映了放大器帶負(fù)載能力的強(qiáng)弱。輸出大器帶負(fù)載能力的強(qiáng)弱。輸出電阻越大,放大器帶負(fù)載能力電阻越大,放大器帶負(fù)載能力越小;反之,則越大。(越?。环粗?,則越大。(如何如何理解)理解)注意:注意:根據(jù)根據(jù)R Ro o的定義,顯然的定義,顯然R Ro o中不包含中不包含R RL L。2 2輸出電阻輸出電阻 定義定義:從負(fù)載電阻:從負(fù)載電阻 左邊向放大器視入的等效電阻左邊向放大器視入的等效電阻退出退出2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大器主要性能指標(biāo) 139意義:輸出電阻大小反映了放大器帶負(fù)載能力的強(qiáng)弱。輸出電阻越大(1 1)電壓放大器)
11、電壓放大器 負(fù)載開(kāi)路時(shí)的電壓放大倍數(shù)負(fù)載開(kāi)路時(shí)的電壓放大倍數(shù)3.3.放大倍數(shù)放大倍數(shù)退出退出2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大器主要性能指標(biāo) 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)140(1)電壓放大器負(fù)載開(kāi)路時(shí)的電壓放大倍數(shù)3.放大倍數(shù)退出考慮信號(hào)源內(nèi)阻時(shí)的電壓放大倍數(shù)考慮信號(hào)源內(nèi)阻時(shí)的電壓放大倍數(shù)也稱源電壓放大倍數(shù)也稱源電壓放大倍數(shù)退出退出2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大器主要性能指標(biāo) (1 1)電壓放大器)電壓放大器 3.3.放大倍數(shù)放大倍數(shù)141考慮信號(hào)源內(nèi)阻時(shí)的電壓放大倍數(shù)也稱源電壓放大倍數(shù)退出2.1.電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)功率放大倍數(shù)功率放大倍數(shù)退出退出2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大器主
12、要性能指標(biāo) (1 1)電壓放大器)電壓放大器 3.3.放大倍數(shù)放大倍數(shù)142電流放大倍數(shù)功率放大倍數(shù)退出2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大倍數(shù)常用放大倍數(shù)常用dB(dB(分貝分貝)來(lái)表示,稱為來(lái)表示,稱為增益增益退出退出2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大器主要性能指標(biāo) (1 1)電壓放大器)電壓放大器 3.3.放大倍數(shù)放大倍數(shù)143放大倍數(shù)常用dB(分貝)來(lái)表示,稱為增益退出2.1.4 放(2 2)電流放大器)電流放大器 負(fù)載短路時(shí)的電流放大倍數(shù)負(fù)載短路時(shí)的電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)退出退出2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大器主要性能指標(biāo) 3.3.放大倍數(shù)放大倍數(shù)144(2)電流放大
13、器 負(fù)載短路時(shí)的電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)退出2電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)考慮信號(hào)源內(nèi)阻考慮信號(hào)源內(nèi)阻R Rs s時(shí)的電流放大倍數(shù)為時(shí)的電流放大倍數(shù)為 退出退出2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大器主要性能指標(biāo) 3.3.放大倍數(shù)放大倍數(shù)(2 2)電流放大器)電流放大器 145電壓放大倍數(shù)考慮信號(hào)源內(nèi)阻Rs時(shí)的電流放大倍數(shù)為 退出2.1負(fù)載負(fù)載RL開(kāi)路時(shí)的互阻放大倍數(shù)開(kāi)路時(shí)的互阻放大倍數(shù)(3)互阻放大器互阻放大器互阻放大倍數(shù)互阻放大倍數(shù)退出退出2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大器主要性能指標(biāo) 146負(fù)載RL開(kāi)路時(shí)的互阻放大倍數(shù)(3)互阻放大器互阻放大倍數(shù)退出(4)互導(dǎo)放大器互導(dǎo)放大器當(dāng)考慮信號(hào)源內(nèi)阻時(shí)
14、,則當(dāng)考慮信號(hào)源內(nèi)阻時(shí),則令令于是于是互導(dǎo)放大倍數(shù)互導(dǎo)放大倍數(shù)退出退出2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大器主要性能指標(biāo) 147(4)互導(dǎo)放大器當(dāng)考慮信號(hào)源內(nèi)阻時(shí),則令于是互導(dǎo)放大倍數(shù)退出4.4.通頻帶通頻帶下限頻率下限頻率上限頻率上限頻率退出退出2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大器主要性能指標(biāo) 意義:意義:描述放大器對(duì)不同頻率信號(hào)的放大倍數(shù)的均勻度描述放大器對(duì)不同頻率信號(hào)的放大倍數(shù)的均勻度不失真(或基本不失不失真(或基本不失真)放大信號(hào)時(shí),放真)放大信號(hào)時(shí),放大器的通頻帶必須大大器的通頻帶必須大于或等于信號(hào)的帶寬。于或等于信號(hào)的帶寬。1484.通頻帶下限頻率上限頻率退出2.1.4 放大器主要性
15、能指定義:定義:放大器在放大器在線性區(qū)線性區(qū)能輸出的最大電壓幅度能輸出的最大電壓幅度 或或最大電流幅度最大電流幅度 。5 5最大輸出幅度最大輸出幅度與放大器直流工作狀態(tài)、集電極電阻與放大器直流工作狀態(tài)、集電極電阻R Rc c、負(fù)載電阻、負(fù)載電阻R RL L和電源和電源電壓電壓U UCCCC等密切相關(guān)(等密切相關(guān)(如何相關(guān)如何相關(guān))。)。退出退出2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大器主要性能指標(biāo) 149定義:放大器在線性區(qū)能輸出的最大電壓幅度 或最大電輸出功率輸出功率 :是指放大器能夠向負(fù)載提供的最大是指放大器能夠向負(fù)載提供的最大交流功率交流功率。效率效率::直流電源供給功率:直流電源供給功率 6
16、 6輸出功率輸出功率 和效率和效率退出退出2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大器主要性能指標(biāo) 150輸出功率:是指放大器能夠向負(fù)載提供的最大交流功率。效率:非線性失真:非線性失真:放大器中存在放大器中存在非線性器件非線性器件晶體三極管(或場(chǎng)效晶體三極管(或場(chǎng)效應(yīng)管),從而應(yīng)管),從而使輸出信號(hào)與輸入信號(hào)使輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相比相比產(chǎn)生了畸變產(chǎn)生了畸變。也稱為也稱為諧波失真諧波失真:若放大器輸入信號(hào)為單一頻率若放大器輸入信號(hào)為單一頻率f的正弦波,的正弦波,則根據(jù)傅氏級(jí)數(shù)理論,輸出應(yīng)包含頻率分量為則根據(jù)傅氏級(jí)數(shù)理論,輸出應(yīng)包含頻率分量為f、2f、3f輸輸入信號(hào)倍頻的分量。頻率為入信號(hào)倍頻的分量。頻率
17、為f的的分量稱為分量稱為基波分量基波分量,頻率為,頻率為2 2f f、3 3f f分量統(tǒng)稱為分量統(tǒng)稱為諧波分量諧波分量?;ǚ至?。基波分量幅度最大。幅度最大。7 7總諧波失真系數(shù)總諧波失真系數(shù)THDTHD和噪聲系數(shù)和噪聲系數(shù)退出退出2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大器主要性能指標(biāo) 總諧波失真系數(shù)總諧波失真系數(shù)151非線性失真:放大器中存在非線性器件晶體三極管(或場(chǎng)效應(yīng)管),噪聲系數(shù)定義噪聲系數(shù)定義退出退出2.1.4 放大器主要性能指標(biāo)放大器主要性能指標(biāo) 7 7總諧波失真系數(shù)總諧波失真系數(shù)THDTHD和噪聲系數(shù)和噪聲系數(shù)152噪聲系數(shù)定義退出2.1.4 放大器主要性能指標(biāo) 7 2.1.5 放大器
18、的傳輸特性(理解)放大器的傳輸特性(理解)退出退出返回返回從圖中能讀出什么?從圖中能讀出什么?線性區(qū)線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)同相或反相同相或反相輸入信號(hào)范圍輸入信號(hào)范圍153 2.1.5 放大器的傳輸特性(理解)退出返回從圖中能讀2.2 放大器基本分析方法放大器基本分析方法 2.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析退出退出返回返回1542.2 放大器基本分析方法 2.2.1 靜態(tài)分析2.2靜態(tài)分析靜態(tài)分析是對(duì)是對(duì)直流通路直流通路進(jìn)行分析進(jìn)行分析。動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析是對(duì)是對(duì)交流通路交流通路進(jìn)行分析進(jìn)行分析。分析分為兩部分:靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。分析分為兩部分:靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。退出退
19、出返回返回2.2 放大器基本分析方法放大器基本分析方法 什么是靜態(tài)和動(dòng)態(tài)?什么是靜態(tài)和動(dòng)態(tài)?分析的目標(biāo)是什么?分析的目標(biāo)是什么?155靜態(tài)分析是對(duì)直流通路進(jìn)行分析。動(dòng)態(tài)分析是對(duì)交流通路進(jìn)行分析。注意:注意:靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析對(duì)應(yīng)的靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析對(duì)應(yīng)的放大器通路不同放大器通路不同,分,分析方法也不同,兩類分析不能混淆,不能混用。析方法也不同,兩類分析不能混淆,不能混用。首先應(yīng)知道放大器的直流工作狀態(tài)后再作動(dòng)態(tài)分析。首先應(yīng)知道放大器的直流工作狀態(tài)后再作動(dòng)態(tài)分析。2.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析退出退出為什么要先做靜態(tài)分析?為什么要先做靜態(tài)分析?靜態(tài)分析的目標(biāo)是什么?靜態(tài)分析的目標(biāo)是什么?確定靜態(tài)工
20、作點(diǎn)確定靜態(tài)工作點(diǎn) Q Q點(diǎn)點(diǎn)用什么方法?用什么方法?解析法和圖解法解析法和圖解法156注意:靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析對(duì)應(yīng)的放大器通路不同,分析方法也不同 工作在放大狀態(tài)下的晶體三極管,發(fā)射結(jié)處于正偏,工作在放大狀態(tài)下的晶體三極管,發(fā)射結(jié)處于正偏,集電結(jié)處于反偏。晶體管導(dǎo)通時(shí),有集電結(jié)處于反偏。晶體管導(dǎo)通時(shí),有硅管硅管鍺管鍺管常取常取 1 1解析法(公式法)解析法(公式法)退出退出2.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析157 工作在放大狀態(tài)下的晶體三極管,發(fā)射結(jié)處于正偏,集電輸入回路輸入回路2.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析退出退出158輸入回路2.2.1 靜態(tài)分析退出158輸出回路輸出回路2.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)
21、分析退出退出159輸出回路2.2.1 靜態(tài)分析退出159例例2-12-1 某放大器的直流通路如圖某放大器的直流通路如圖(a)所示,試用解所示,試用解析法求析法求 、的表達(dá)式。的表達(dá)式。解:解:將圖(將圖(a)用戴維)用戴維寧定理化簡(jiǎn)得圖(寧定理化簡(jiǎn)得圖(b),),圖中圖中2.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析退出退出160例2-1 某放大器的直流通路如圖(a)所示,試用解析法求 所以所以 2.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析退出退出161所以 2.2.1 靜態(tài)分析退出161需要特別注意的是需要特別注意的是只有在滿足一定條件時(shí),才可以近似相等。只有在滿足一定條件時(shí),才可以近似相等。當(dāng)當(dāng)時(shí) 2.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)
22、分析退出退出162需要特別注意的是只有在滿足一定條件時(shí),才可以近似相等。當(dāng)時(shí) 還有一點(diǎn)需要說(shuō)明,上述的分析方法還有一點(diǎn)需要說(shuō)明,上述的分析方法只適用于放大只適用于放大器工作在放大區(qū)的情況器工作在放大區(qū)的情況,也就是說(shuō),也就是說(shuō)需要事先假設(shè)放大器需要事先假設(shè)放大器工作在線性狀態(tài)工作在線性狀態(tài),然后進(jìn)行分析,最后,然后進(jìn)行分析,最后再判斷分析是否再判斷分析是否合理合理,例,例2-2就說(shuō)明了這種情況。就說(shuō)明了這種情況。2.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析退出退出163 還有一點(diǎn)需要說(shuō)明,上述的分析方法只適用于放大器工作在電路如圖所示,試分析晶體三極管的工作狀態(tài)。電路如圖所示,試分析晶體三極管的工作狀態(tài)。解解
23、:設(shè)三極管工作在放大區(qū),則設(shè)三極管工作在放大區(qū),則例例2-22.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析退出退出164電路如圖所示,試分析晶體三極管的工作狀態(tài)。解:設(shè)三極管工作在電源電壓電源電壓 ,而而 ,顯然是不可能的。實(shí)際上,此時(shí)晶體三極管已不在放大區(qū)顯然是不可能的。實(shí)際上,此時(shí)晶體三極管已不在放大區(qū)工作,故不能按放大區(qū)工作,故不能按放大區(qū)進(jìn)行計(jì)算。那晶體三極管工作在何進(jìn)行計(jì)算。那晶體三極管工作在何種區(qū)域呢?需要根據(jù)所加電壓極性判斷工作三極管的工作種區(qū)域呢?需要根據(jù)所加電壓極性判斷工作三極管的工作狀態(tài)。狀態(tài)。由圖可知,由圖可知,為正,為正,為正,此時(shí)放大器工作在為正,此時(shí)放大器工作在飽和區(qū)。飽和區(qū)。2.2
24、.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析退出退出165電源電壓 ,而 因此,在使用解析法時(shí)必須注意一因此,在使用解析法時(shí)必須注意一前提條件:前提條件:三極管三極管在放大狀態(tài)工作在放大狀態(tài)工作。計(jì)算時(shí),可以先假設(shè)工作在線性放大區(qū),。計(jì)算時(shí),可以先假設(shè)工作在線性放大區(qū),用解析法分析后,再看是否符合放大狀態(tài)條件,不能計(jì)算用解析法分析后,再看是否符合放大狀態(tài)條件,不能計(jì)算完后就了事。完后就了事。2.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析退出退出166 因此,在使用解析法時(shí)必須注意一前提條件:三極通過(guò)作圖對(duì)各極電流、電壓進(jìn)行分析的一種方法。通過(guò)作圖對(duì)各極電流、電壓進(jìn)行分析的一種方法。這是一種普遍使用的方法,即無(wú)論管子工作在何種狀態(tài),這
25、是一種普遍使用的方法,即無(wú)論管子工作在何種狀態(tài),均可用圖解法分析。均可用圖解法分析。2圖解法 2.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析退出退出167通過(guò)作圖對(duì)各極電流、電壓進(jìn)行分析的一種方法。這是一種普遍使用步驟為:步驟為:(1)畫(huà)出直流通路畫(huà)出直流通路;(2)分別寫(xiě)出輸入、輸出回路的外)分別寫(xiě)出輸入、輸出回路的外 部條件方程部條件方程;(3)在輸入、輸出特性曲線上作出)在輸入、輸出特性曲線上作出 外部條件方程外部條件方程,找出交點(diǎn)即為找出交點(diǎn)即為 靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)。2.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析退出退出168步驟為:(1)畫(huà)出直流通路;(2)分別寫(xiě)出輸入、輸出回路的(1)(1)輸入回路輸入回路輸入回
26、路外部條件方程輸入回路外部條件方程輸入特性曲線輸入特性曲線外部特性外部特性2.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析退出退出169(1)輸入回路輸入回路外部條件方程輸入特性曲線外部特性2.2(2)(2)輸出回路輸出回路輸出回路外部條件方程輸出回路外部條件方程輸出特輸出特性曲線性曲線直流負(fù)載線直流負(fù)載線2.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析退出退出170(2)輸出回路輸出回路外部條件方程輸出特性曲線直流負(fù)載線2.根據(jù)已知的輸入信號(hào),求出各根據(jù)已知的輸入信號(hào),求出各極電流、電壓的波形,進(jìn)而觀極電流、電壓的波形,進(jìn)而觀察波形失真情況或求出電壓放察波形失真情況或求出電壓放大倍數(shù)、電流放大倍數(shù)。大倍數(shù)、電流放大倍數(shù)。分析方法:
27、分析方法:圖解法圖解法和和微變等效電路法微變等效電路法2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析退出退出返回返回171根據(jù)已知的輸入信號(hào),求出各極電流、電壓的波形,進(jìn)而觀察波形失(l)作出輸入回路的交流負(fù)載線作出輸入回路的交流負(fù)載線求求 波形波形設(shè)輸入信號(hào)設(shè)輸入信號(hào)則則1 1圖解法圖解法如圖,根據(jù)輸入電壓信號(hào)波如圖,根據(jù)輸入電壓信號(hào)波形就可以對(duì)應(yīng)畫(huà)出電流波形。形就可以對(duì)應(yīng)畫(huà)出電流波形。Q點(diǎn)處,當(dāng)輸入信號(hào)幅度點(diǎn)處,當(dāng)輸入信號(hào)幅度較小時(shí),可以用切線代替較小時(shí),可以用切線代替輸入特性曲線。輸入特性曲線。輸入回路直流外輸入回路直流外條條件方程件方程,求,求Q Q點(diǎn)時(shí)用點(diǎn)時(shí)用退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析172
28、(l)作出輸入回路的交流負(fù)載線求 波形設(shè)輸入信號(hào)則由由得得于是于是(2)輸出回路的交流負(fù)載線輸出回路的交流負(fù)載線 求求 ,波形波形式中式中退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析173由得于是(2)輸出回路的交流負(fù)載線 求 ,于是于是過(guò)過(guò)Q點(diǎn)作一斜率為點(diǎn)作一斜率為 的直線,即為交流負(fù)載線。的直線,即為交流負(fù)載線。退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析174于是過(guò)Q點(diǎn)作一斜率為 的直線,即為交流負(fù)載交流負(fù)載線交流負(fù)載線直流負(fù)載線直流負(fù)載線退出退出如圖,根據(jù)輸入電流信號(hào)波形就可以對(duì)應(yīng)畫(huà)出輸出電流及如圖,根據(jù)輸入電流信號(hào)波形就可以對(duì)應(yīng)畫(huà)出輸出電流及電壓波形。電壓波形。2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析175交流
29、負(fù)載線直流負(fù)載線退出如圖,根據(jù)輸入電流信號(hào)波形就可以對(duì)應(yīng)放大器各點(diǎn)波形放大器各點(diǎn)波形注意輸出電壓與注意輸出電壓與輸入電壓的相位輸入電壓的相位關(guān)系。關(guān)系。退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析176放大器各點(diǎn)波形注意輸出電壓與輸入電壓的相位關(guān)系。退出2.2.(3)最大不失真輸出電壓最大不失真輸出電壓 截止失真截止失真點(diǎn)位置偏低點(diǎn)位置偏低輸入信號(hào)較大輸入信號(hào)較大退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析177(3)最大不失真輸出電壓 截止失真點(diǎn)位置偏低輸入信號(hào)較大退點(diǎn)位置偏高點(diǎn)位置偏高輸入信號(hào)較大輸入信號(hào)較大飽和失真飽和失真退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析178點(diǎn)位置偏高輸入信號(hào)較大飽和失真退出2.2
30、.2 動(dòng)態(tài)分析1最大不失真輸出電壓幅度為最大不失真輸出電壓幅度為退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析179最大不失真輸出電壓幅度為退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析179影響因素:影響因素:電阻電阻 、;輸入信號(hào)幅度輸入信號(hào)幅度 ;電源電壓電源電壓 。、退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析180影響因素:電阻 、;輸入信號(hào)幅度 基本思想:基本思想:用線性等效電路取代工作在用線性等效電路取代工作在線性放大狀態(tài)線性放大狀態(tài)的晶體三的晶體三極管。極管。2 2H H參數(shù)微變等效電路法參數(shù)微變等效電路法退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析181基本思想:用線性等效電路取代工作在線性放大狀(1 1)H H參數(shù)等效電
31、路參數(shù)等效電路微分微分退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析2 2H H參數(shù)微變等效電路法參數(shù)微變等效電路法182(1)H參數(shù)等效電路微分退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析2H參(單位為單位為)(無(wú)量綱無(wú)量綱)共射接法輸入開(kāi)共射接法輸入開(kāi)路時(shí)的電壓反饋路時(shí)的電壓反饋系數(shù)系數(shù) 共射接法輸出短共射接法輸出短路時(shí)的輸入阻抗路時(shí)的輸入阻抗低頻情況下約為低頻情況下約為0.3 0.3 3k3k低頻情況下約為低頻情況下約為1010-4-4 10 10-3-3退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析(1 1)H H參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路183(單位為)(無(wú)量綱)共射接法輸入開(kāi)路時(shí)的電壓反饋系數(shù) 共射(單位為單位為S)(無(wú)量
32、綱無(wú)量綱)共射接法輸出短共射接法輸出短路時(shí)的電流放大路時(shí)的電流放大系數(shù)系數(shù) 共射接法輸入開(kāi)共射接法輸入開(kāi)路時(shí)的輸出導(dǎo)納路時(shí)的輸出導(dǎo)納 低頻情況下約為低頻情況下約為20 20 200 200低頻情況下約為低頻情況下約為5 5100100S退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析(1 1)H H參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路184(單位為S)(無(wú)量綱)共射接法輸出短路時(shí)的電流放大系數(shù) 共射對(duì)于交流信號(hào)輸入對(duì)于交流信號(hào)輸入退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析(1 1)H H參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路185對(duì)于交流信號(hào)輸入退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析(1)H參數(shù)等效退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析(1 1)H H
33、參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路186退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析(1)H參數(shù)等效電路186因此因此簡(jiǎn)化的簡(jiǎn)化的H H參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路忽略基調(diào)效應(yīng),即忽略忽略基調(diào)效應(yīng),即忽略 對(duì)對(duì) 的影響,有的影響,有退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析(1 1)H H參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路187因此簡(jiǎn)化的H參數(shù)等效電路忽略基調(diào)效應(yīng),即忽略 對(duì)電路如圖所示,已知電路如圖所示,已知hie=1k ,hre=0=0,hfe=50=50,hoe=20S,設(shè)設(shè) 、和和 對(duì)交流可以認(rèn)為短路,對(duì)交流可以認(rèn)為短路,試計(jì)算放大器主要性能指標(biāo)試計(jì)算放大器主要性能指標(biāo) 、和和 。例例2-3退出退出。2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析188
34、電路如圖所示,已知hie=1k ,hre=0,hfe=50解:畫(huà)解:畫(huà)交流等效電路交流等效電路退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析189解:畫(huà)交流等效電路退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析189由輸出電阻的定義,畫(huà)等效由輸出電阻的定義,畫(huà)等效電路電路退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析190由輸出電阻的定義,畫(huà)等效退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析190對(duì)于本例,若采用對(duì)于本例,若采用簡(jiǎn)化的簡(jiǎn)化的H H參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路,即忽略,即忽略 的影響,則的影響,則 由此可見(jiàn),用簡(jiǎn)化由此可見(jiàn),用簡(jiǎn)化H參數(shù)等效電路計(jì)算,誤差很小,參數(shù)等效電路計(jì)算,誤差很小,在工程上是允許的。在工程上是允許的。退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)
35、分析動(dòng)態(tài)分析191對(duì)于本例,若采用簡(jiǎn)化的H參數(shù)等效電路,即忽略 ()、()用用H參數(shù)測(cè)試儀或利用參數(shù)測(cè)試儀或利用晶體管特性曲線圖示儀晶體管特性曲線圖示儀測(cè)量測(cè)量 發(fā)射結(jié)電阻發(fā)射結(jié)電阻 基區(qū)體電阻基區(qū)體電阻(2 2)H H參數(shù)的確定參數(shù)的確定通常不超過(guò)通常不超過(guò)200退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析192 ()、()用H參數(shù)測(cè)試儀或利用晶體管特性曲線退出退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析193退出2.2.2 動(dòng)態(tài)分析1932.3 晶體管偏置電路晶體管偏置電路2.3.1 分壓式偏置電路分壓式偏置電路2.3.2 電流源偏置電路電流源偏置電路退出退出返回返回1942.3 晶體管偏置電路2.3.1 分
36、壓式偏置電路2.3.退出退出2.3.1 分壓式偏置電路分壓式偏置電路返回返回195退出2.3.1 分壓式偏置電路返回195與晶體管參數(shù)無(wú)關(guān)與晶體管參數(shù)無(wú)關(guān)2.3.1 分壓式偏置電路分壓式偏置電路退出退出196與晶體管參數(shù)無(wú)關(guān)2.3.1 分壓式偏置電路退出196由于引入了由于引入了Re,穩(wěn)定了工作點(diǎn)。,穩(wěn)定了工作點(diǎn)。退出退出2.3.1 分壓式偏置電路分壓式偏置電路197由于引入了Re,穩(wěn)定了工作點(diǎn)。2.3.2 電流源偏置電路電流源偏置電路1.1.基本電流源基本電流源圖中兩只三極管制造工藝和結(jié)構(gòu)完圖中兩只三極管制造工藝和結(jié)構(gòu)完全相同,即任何時(shí)候均有全相同,即任何時(shí)候均有U UBE1BE1=U UB
37、E2BE2退出退出返回返回198 2.3.2 電流源偏置電路1.基本電流源圖中兩只三極管 由于輸出電流由于輸出電流IC2與輸入電流與輸入電流I相等,即構(gòu)成一鏡像相等,即構(gòu)成一鏡像關(guān)系,所以也稱基本電流源為鏡像電流源。關(guān)系,所以也稱基本電流源為鏡像電流源。退出退出2.3.2 電流源偏置電路電流源偏置電路199 由于輸出電流IC2與輸入電流I相等,即構(gòu)成一鏡像關(guān)系,所以 由基本電流源特性可知:當(dāng)兩管工作由基本電流源特性可知:當(dāng)兩管工作在放大區(qū)時(shí),曲線并非水平,在放大區(qū)時(shí),曲線并非水平,I IC2C2隨隨著著U UCE2CE2的增大而稍有增大,并不是固的增大而稍有增大,并不是固定的,這說(shuō)明鏡像電流源
38、不是恒流源。定的,這說(shuō)明鏡像電流源不是恒流源。退出退出2.3.2 電流源偏置電路電流源偏置電路200 由基本電流源特性可知:當(dāng)兩管工作在放大區(qū)時(shí),曲線并非水平,2.2.威爾遜(威爾遜(Wilson)Wilson)電流源電流源VTVT1 1和和VTVT2 2構(gòu)成了基本電流源,構(gòu)成了基本電流源,VTVT3 3是為是為了改進(jìn)其性能而引入的。了改進(jìn)其性能而引入的。退出退出2.3.2 電流源偏置電路電流源偏置電路201 2.威爾遜(Wilson)電流源VT1和VT2構(gòu)成了基 退出退出2.3.2 電流源偏置電路電流源偏置電路202 退出2.3.2 電流源偏置電路202 當(dāng)當(dāng)3 3只晶體管都只晶體管都工作在
39、放大區(qū)工作在放大區(qū)時(shí),輸出電流時(shí),輸出電流I IC3C3與與U U3 3無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。退出退出2.3.2 電流源偏置電路電流源偏置電路203 當(dāng)3只晶體管都工作在放大區(qū)時(shí),輸出電流IC3與U3無(wú)關(guān)。3.3.微電流電流源微電流電流源要求的輸出電流較小時(shí),應(yīng)采用微要求的輸出電流較小時(shí),應(yīng)采用微電流電流源。電流電流源。退出退出2.3.2 電流源偏置電路電流源偏置電路204 3.微電流電流源要求的輸出電流較小時(shí),應(yīng)采用微電流電流 由圖又有由圖又有則則只要給定只要給定 和和 ,就可求出,就可求出 。退出退出2.3.2 電流源偏置電路電流源偏置電路205 由圖又有則只要給定 和 ,就可求出 解解:例例2-4
40、 圖所示電路中,已知圖所示電路中,已知 ,求(基極電流可忽略不計(jì)基極電流可忽略不計(jì))。退出退出2.3.2 電流源偏置電路電流源偏置電路206 解:例2-4 圖所示電路中,已知 4.4.比例電流源比例電流源兩管特性相同時(shí)有兩管特性相同時(shí)有退出退出2.3.2 電流源偏置電路電流源偏置電路207 4.比例電流源兩管特性相同時(shí)有退出2.3.2 電流源2.4 晶晶體管放大器的三種基本組態(tài)體管放大器的三種基本組態(tài)2.4.1 共射(共射(CE)放大電路)放大電路2.4.2 共基(共基(CB)放大電路)放大電路2.4.3 共集(共集(CC)放大電路)放大電路2.4.4 三種放大電路的性能比較三種放大電路的性能
41、比較2.4.5 射極帶有電阻的共射放大器射極帶有電阻的共射放大器退出退出返回返回2082.4 晶體管放大器的三種基本組態(tài)2.4.1 共射(CE)哪個(gè)極為哪個(gè)極為輸入電路和輸出電路的輸入電路和輸出電路的公共端公共端即即稱為共什么極電路稱為共什么極電路共射共射(Common Emitter簡(jiǎn)寫(xiě)為簡(jiǎn)寫(xiě)為CE)共基共基(Common Base簡(jiǎn)寫(xiě)為簡(jiǎn)寫(xiě)為CB)共集共集(Common Collector簡(jiǎn)寫(xiě)為簡(jiǎn)寫(xiě)為CC)2.4 晶體管放大器的三種基本組態(tài)晶體管放大器的三種基本組態(tài)退出退出209哪個(gè)極為輸入電路和輸出電路的公共端即稱為共什么極電路共射(C2.4.1 共射(共射(CE)放大電路)放大電路退出
42、退出返回返回2102.4.1 共射(CE)放大電路退出返回2101.1.電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)退出退出2.4.1 共射(共射(CE)放大電路)放大電路2111.電流放大倍數(shù)退出2.4.1 共射(CE)放大電路2112.2.輸入電阻輸入電阻退出退出2.4.1 共射(共射(CE)放大電路)放大電路2122.輸入電阻退出2.4.1 共射(CE)放大電路2123.3.中頻電壓放大倍數(shù)中頻電壓放大倍數(shù) 和和當(dāng)當(dāng)則則說(shuō)明改變說(shuō)明改變IEQ(ICQ)即可即可改變電壓放大倍數(shù)。改變電壓放大倍數(shù)。退出退出2.4.1 共射(共射(CE)放大電路)放大電路2133.中頻電壓放大倍數(shù) 和當(dāng)則說(shuō)明改變IEQ(ICQ)
43、即如果晶體管如果晶體管hoe不可不可忽略,則忽略,則4.4.輸出電阻輸出電阻退出退出2.4.1 共射(共射(CE)放大電路)放大電路214如果晶體管hoe不可忽略,則4.輸出電阻退出2.4.1 共射2.4.2 共基(共基(CB)放大電路)放大電路退出退出返回返回2152.4.2 共基(CB)放大電路退出返回2151.1.電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)退出退出2.4.2 共基(共基(CB)放大電路)放大電路2161.電流放大倍數(shù)退出2.4.2 共基(CB)放大電路2162.2.輸入電阻輸入電阻退出退出2.4.2 共基(共基(CB)放大電路)放大電路2172.輸入電阻退出2.4.2 共基(CB)放大電路
44、2173.3.中頻電壓放大倍數(shù)中頻電壓放大倍數(shù) 、其中其中2.4.2 共基(共基(CB)放大電路)放大電路退出退出2183.中頻電壓放大倍數(shù) 、其中2.4.2 共基(CB)4.4.輸出電阻輸出電阻2.4.2 共基(共基(CB)放大電路)放大電路退出退出2194.輸出電阻2.4.2 共基(CB)放大電路退出219考慮考慮 時(shí)時(shí)退出退出2.4.2 共基(共基(CB)放大電路)放大電路220考慮 時(shí)退出2.4.2 共基(CB)放大電路222.4.3 共集(共集(CC)放大電路)放大電路退出退出返回返回2212.4.3 共集(CC)放大電路退出返回2211.1.電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)退出退出2.4.
45、3 共集(共集(CC)放大電路)放大電路2221.電流放大倍數(shù)退出2.4.3 共集(CC)放大電路2222.2.輸入電阻輸入電阻2.4.3 共集(共集(CC)放大電路)放大電路退出退出2232.輸入電阻2.4.3 共集(CC)放大電路退出2233.3.中頻電壓放大倍數(shù)中頻電壓放大倍數(shù) 、2.4.3 共集(共集(CC)放大電路)放大電路退出退出2243.中頻電壓放大倍數(shù) 、2.4.3 共集(CC)4.4.輸出電阻輸出電阻所以所以2.4.3 共集(共集(CC)放大電路)放大電路退出退出2254.輸出電阻所以2.4.3 共集(CC)放大電路退出225如果電流源不為恒流如果電流源不為恒流源,而有一內(nèi)阻
46、源,而有一內(nèi)阻 ,則,則2.4.3 共集(共集(CC)放大電路)放大電路退出退出226如果電流源不為恒流2.4.3 共集(CC)放大電路退出22CECE電路電路CBCB電路電路CCCC電路電路大大大小小中小大小大2.4.4 三種放大電路的性能比較三種放大電路的性能比較退出退出返回返回227CE電路CB電路CC電路大大大小小中小大小大2.4.4 三種例例2-5 發(fā)射極帶有電阻的共射放大發(fā)射極帶有電阻的共射放大器如圖所示。已知器如圖所示。已知:I I=2mA=2mA,=100=100,=100=100,C C1 1、C C2 2對(duì)交流可以認(rèn)為短路。對(duì)交流可以認(rèn)為短路。試用簡(jiǎn)化的試用簡(jiǎn)化的H H參數(shù)
47、等效電路參數(shù)等效電路計(jì)算放大器主要性能指標(biāo)計(jì)算放大器主要性能指標(biāo) 、和和 。2.4.5 射極帶有電阻的共射放大器射極帶有電阻的共射放大器退出退出返回返回228例2-5 發(fā)射極帶有電阻的共射放大2.4.5 射解解:放大器的簡(jiǎn)化放大器的簡(jiǎn)化H H參數(shù)等效電路,如圖所示。參數(shù)等效電路,如圖所示。由圖可得由圖可得2.4.5 射極帶有電阻的共射放大器射極帶有電阻的共射放大器退出退出229解:放大器的簡(jiǎn)化H參數(shù)等效電路,如圖所示。由圖可得2.4所以所以 2.4.5 射極帶有電阻的共射放大器射極帶有電阻的共射放大器退出退出230所以 2.4.5 射極帶有電阻的共射放大器退出230當(dāng)當(dāng) ,則則電壓放大倍數(shù)與晶
48、體管參數(shù)基電壓放大倍數(shù)與晶體管參數(shù)基本無(wú)關(guān),提高了中頻電壓放大本無(wú)關(guān),提高了中頻電壓放大倍數(shù)的穩(wěn)定性。倍數(shù)的穩(wěn)定性。退出退出231當(dāng) ,則電壓放大倍數(shù)與晶體管參數(shù)基2.5 場(chǎng)效應(yīng)管放大器場(chǎng)效應(yīng)管放大器2.5.1 直流偏置電路與靜態(tài)分析直流偏置電路與靜態(tài)分析2.5.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析退出退出返回返回2322.5 場(chǎng)效應(yīng)管放大器2.5.1 直流偏置電路與靜態(tài)分析共源(共源(CS)共射(共射(CE)共柵(共柵(CG)共基(共基(CB)共漏(共漏(CD)共集(共集(CC)兩種器件的工作原理不同,不能簡(jiǎn)單地用場(chǎng)效兩種器件的工作原理不同,不能簡(jiǎn)單地用場(chǎng)效應(yīng)管取代晶體三極管,特別應(yīng)注意偏置電路和微變應(yīng)管取
49、代晶體三極管,特別應(yīng)注意偏置電路和微變等效電路的區(qū)別。等效電路的區(qū)別。退出退出2.5 場(chǎng)效應(yīng)管放大器場(chǎng)效應(yīng)管放大器233共源(CS)共射(CE)共柵(CG)共基(CB)共漏(CD)靜態(tài)電壓靜態(tài)電壓 為為1 1固定偏壓電路固定偏壓電路 2.5.1 直流偏置電路與靜態(tài)分析直流偏置電路與靜態(tài)分析解析法求解靜態(tài)工作點(diǎn)解析法求解靜態(tài)工作點(diǎn) 退出退出返回返回234靜態(tài)電壓 為1固定偏壓電路 2.5.1直流負(fù)載線方程直流負(fù)載線方程圖解法求解靜態(tài)工作點(diǎn)圖解法求解靜態(tài)工作點(diǎn) 退出退出2.5.1 直流偏置電路與靜態(tài)分析直流偏置電路與靜態(tài)分析235直流負(fù)載線方程圖解法求解靜態(tài)工作點(diǎn) 退出2.5.1 直流偏直流偏置電
50、壓線方程為直流偏置電壓線方程為作圖即求出作圖即求出UGSQ、IDQ退出退出2.5.1 直流偏置電路與靜態(tài)分析直流偏置電路與靜態(tài)分析2 2自偏壓電路自偏壓電路236直流偏置電壓線方程為作圖即求出UGSQ、IDQ退出2.5.1聯(lián)立解方程組可以得到聯(lián)立解方程組可以得到UGSQ、IDQ。退出退出2.5.1 直流偏置電路與靜態(tài)分析直流偏置電路與靜態(tài)分析解析法解析法237聯(lián)立解方程組可以得到UGSQ、IDQ。退出2.5.1 直流增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管,不能采用自偏壓電路增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管,不能采用自偏壓電路。只有柵源電壓達(dá)到開(kāi)啟電壓時(shí)才有漏極電流只有柵源電壓達(dá)到開(kāi)啟電壓時(shí)才有漏極電流自偏壓電路與固定偏壓電路相比有穩(wěn)定
51、工作點(diǎn)的作用自偏壓電路與固定偏壓電路相比有穩(wěn)定工作點(diǎn)的作用2.5.1 直流偏置電路與靜態(tài)分析直流偏置電路與靜態(tài)分析退出退出238增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管,不能采用自偏壓電路。只有柵源電壓達(dá)到開(kāi)啟電壓退出退出2.5.1 直流偏置電路與靜態(tài)分析直流偏置電路與靜態(tài)分析3.混合偏置電路混合偏置電路包括了自偏壓和固定偏壓包括了自偏壓和固定偏壓 混合偏置電路混合偏置電路不僅適用于不僅適用于增強(qiáng)增強(qiáng)型型MOSFETMOSFET,也適用于也適用于耗盡型耗盡型MOSFETMOSFET及及JFETJFET。239退出2.5.1 直流偏置電路與靜態(tài)分析3.混合偏置電路4 4恒流源電路恒流源電路基本電流源基本電流源(鏡像電流源
52、)(鏡像電流源)多路輸出電流源多路輸出電流源威爾遜電流源威爾遜電流源退出退出2.5.1 直流偏置電路與靜態(tài)分析直流偏置電路與靜態(tài)分析2404恒流源電路基本電流源多路輸出電流源威爾遜電流源退出2.5 1FET微變等效電路微變等效電路 (1)JFET等效電等效電路路進(jìn)行全微分,得進(jìn)行全微分,得退出退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析241 1FET微變等效電路 (1)JFET等效電路進(jìn)行全微JFET交流小信號(hào)等效電路交流小信號(hào)等效電路退出退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析242JFET交流小信號(hào)等效電路退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析242 rgs是是JFET柵、源間的交流輸入電阻,一般外電路柵、柵、源間的交流
53、輸入電阻,一般外電路柵、源之間的電阻比源之間的電阻比rgs小得多小得多,故可以不予考慮故可以不予考慮rgs。退出退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析243 rgs是JFET柵、源間的交流輸入電阻,一般外電路柵(2)MOSFET(2)MOSFET等效電路等效電路退出退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析244(2)MOSFET等效電路退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析244對(duì)正弦信號(hào)輸入,有對(duì)正弦信號(hào)輸入,有退出退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析245對(duì)正弦信號(hào)輸入,有退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析2452共源電路共源電路退出退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析2462共源電路退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析246退出退出2.5.2
54、動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析247退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析247通常有通常有 ,于是于是 退出退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析248通常有 3共漏電路共漏電路(源極跟隨器源極跟隨器)退出退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析2493共漏電路(源極跟隨器)退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析249退出退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析250退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析250輸出電阻等效電路輸出電阻等效電路退出退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析251輸出電阻等效電路退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析2514源極接電阻的共源放大器源極接電阻的共源放大器退出退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析2524源極接電阻的共源放大器退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析252
55、受控電流源支路改為受控電流源支路改為電壓源形式電壓源形式 退出退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析253受控電流源支路改為電壓源形式 退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析25 退出退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析254 退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析254輸入電阻輸入電阻因此因此退出退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析255輸入電阻因此退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析255分析輸出電阻的電路分析輸出電阻的電路退出退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析256分析輸出電阻的電路退出2.5.2 動(dòng)態(tài)分析2562.6 有源負(fù)載放大器有源負(fù)載放大器2.6.1 有源負(fù)載有源負(fù)載2.6.2 有源負(fù)載雙極晶體管放大器有源負(fù)載雙極晶體管放大器2.6.
56、3 場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器退出退出返回返回2572.6 有源負(fù)載放大器2.6.1 有源負(fù)載2.6.2 有2.6.1 有源負(fù)載有源負(fù)載晶體三極管(場(chǎng)效應(yīng)管)或電流源電晶體三極管(場(chǎng)效應(yīng)管)或電流源電路路大的交流負(fù)載電阻,小的直流電阻。大的交流負(fù)載電阻,小的直流電阻。退出退出返回返回為什么用有源負(fù)載?為什么用有源負(fù)載?2582.6.1 有源負(fù)載晶體三極管(場(chǎng)效應(yīng)管)或電流源電路大的交舉例舉例2.6.1 有源負(fù)載有源負(fù)載退出退出259舉例2.6.1 有源負(fù)載退出259、組成偏置電流源組成偏置電流源組成共射放大器組成共射放大器對(duì)直流呈現(xiàn)小電阻對(duì)直流呈現(xiàn)小電阻對(duì)交流呈現(xiàn)大電阻對(duì)交流
57、呈現(xiàn)大電阻2.6.2 有源負(fù)載雙極晶體管放大器有源負(fù)載雙極晶體管放大器大大提高了電壓放大倍數(shù),大大提高了電壓放大倍數(shù),而又不需要選用很高的電而又不需要選用很高的電源電壓。源電壓。退出退出返回返回260、組成偏置電流源組成共射放大器對(duì)直流呈現(xiàn)小電阻對(duì)交流在放大區(qū)小信號(hào)工作時(shí)在放大區(qū)小信號(hào)工作時(shí)2.6.2 有源負(fù)載雙極晶體管放大器有源負(fù)載雙極晶體管放大器退出退出261在放大區(qū)小信號(hào)工作時(shí)2.6.2 有源負(fù)載雙極晶體管放大器退出CSCGCD2.6.3 場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器退出退出返回返回262CSCGCD2.6.3 場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器退出返回21共源接法有源負(fù)載放大器共源
58、接法有源負(fù)載放大器互補(bǔ)互補(bǔ)MOS(CMOS)有源負(fù)有源負(fù)載共源放大器載共源放大器 VT2和和VT3構(gòu)成基本電流源,構(gòu)成基本電流源,作為作為VT1的負(fù)載。的負(fù)載。退出退出2.6.3 場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器2631共源接法有源負(fù)載放大器互補(bǔ)MOS(CMOS)有源負(fù)載共2.共柵接法有源負(fù)載放大器共柵接法有源負(fù)載放大器CMOS有源負(fù)載共有源負(fù)載共柵放大器柵放大器 VT2和和VT3構(gòu)成基本電流源,構(gòu)成基本電流源,作為作為VT1的負(fù)載。的負(fù)載。退出退出2.6.3 場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器2642.共柵接法有源負(fù)載放大器CMOS有源負(fù)載共柵放大器 V 放大倍數(shù)放大倍
59、數(shù)退出退出2.6.3 場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器265 放大倍數(shù)退出2.6.3 場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器265退出退出2.6.3 場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器輸入電阻輸入電阻266退出2.6.3 場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器輸入電阻2663共漏接法有源負(fù)載放大器共漏接法有源負(fù)載放大器CMOS有源負(fù)載共有源負(fù)載共漏放大器漏放大器 VT2和和VT3構(gòu)成基本電流源,構(gòu)成基本電流源,作為作為VT1的負(fù)載。的負(fù)載。退出退出2.6.3 場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器2673共漏接法有源負(fù)載放大器CMOS有源負(fù)載共漏放大器 VT2式中式中 ,。退出退出2.6.3 場(chǎng)效
60、應(yīng)管有源負(fù)載放大器場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器放大倍數(shù)放大倍數(shù)268式中 ,計(jì)算輸出電阻的等效電路如圖計(jì)算輸出電阻的等效電路如圖(a)所示,所示,圖中圖中 變形后得圖變形后得圖(b)退出退出2.6.3 場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大器輸出電阻輸出電阻269計(jì)算輸出電阻的等效電路如圖(a)所示,圖中 2.7 多級(jí)放大器多級(jí)放大器2.7.1 耦合方式耦合方式2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算退出退出返回返回2702.7 多級(jí)放大器2.7.1 耦合方式2.7.2 多級(jí)放電容耦合電容耦合直接耦合直接耦合變壓器耦合變壓器耦合常見(jiàn)的三種耦合方式:常見(jiàn)的三種耦合方式:2.7.
61、1 耦合方式耦合方式退出退出返回返回271電容耦合直接耦合變壓器耦合常見(jiàn)的三種耦合方式:2.7.1 各級(jí)靜態(tài)工作各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)是互不影響、點(diǎn)是互不影響、各自獨(dú)立的;各自獨(dú)立的;只要信號(hào)頻率不只要信號(hào)頻率不是太低,耦合電是太低,耦合電容的容量足夠大,容的容量足夠大,就可使信號(hào)順利就可使信號(hào)順利通過(guò)。通過(guò)。在分立元件電路中獲得了廣泛的應(yīng)用。在分立元件電路中獲得了廣泛的應(yīng)用。1.1.電容耦合電容耦合2.7.1 耦合方式耦合方式退出退出272各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)是互不影響、各自獨(dú)立的;只要信號(hào)頻率不是太放大器的放大器的下限頻率下限頻率為零。各為零。各級(jí)間直流級(jí)間直流工作狀態(tài)工作狀態(tài)互相影響?;ハ嘤绊?。集成電
62、路中廣泛應(yīng)用。集成電路中廣泛應(yīng)用。2.2.直接耦合直接耦合2.7.1 耦合方式耦合方式退出退出273放大器的下限頻率為零。各級(jí)間直流工作狀態(tài)互相影響。集成電路中功率放大器有時(shí)采用。功率放大器有時(shí)采用??筛鶕?jù)需要恰可根據(jù)需要恰當(dāng)?shù)剡x擇初級(jí)當(dāng)?shù)剡x擇初級(jí)與次級(jí)的匝數(shù)與次級(jí)的匝數(shù)比,實(shí)現(xiàn)阻抗比,實(shí)現(xiàn)阻抗變換。但變壓變換。但變壓器體積、重量器體積、重量都比較大,頻都比較大,頻率特性差,應(yīng)率特性差,應(yīng)用用較少較少。3.3.變壓器耦合變壓器耦合2.7.1 耦合方式耦合方式退出退出274功率放大器有時(shí)采用??筛鶕?jù)需要恰當(dāng)?shù)剡x擇初級(jí)與次級(jí)的匝數(shù)比1輸入電阻輸入電阻由圖可知由圖可知 2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)
63、的計(jì)算多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算退出退出返回返回2751輸入電阻由圖可知 2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算 2電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) 和和 多級(jí)放大器的電壓放大倍數(shù)為各級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積多級(jí)放大器的電壓放大倍數(shù)為各級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積退出退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算276 2電壓放大倍數(shù) 和 多級(jí)放大器的電壓放大倍數(shù)為各3輸出電阻輸出電阻電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)退出退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算2773輸出電阻電流放大倍數(shù)退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)例例2-7 電路如圖所示,已知電路如圖所示,已知計(jì)算:計(jì)算:退出
64、退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算278例2-7 電路如圖所示,已知計(jì)算:退出2.7.2 多級(jí)放大解解:圖中所示的兩級(jí)放大器第一級(jí)是射極跟隨器,第二圖中所示的兩級(jí)放大器第一級(jí)是射極跟隨器,第二級(jí)是共射放大器。級(jí)是共射放大器。(1)(1)計(jì)算計(jì)算 退出退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算279解:圖中所示的兩級(jí)放大器第一級(jí)是射極跟隨器,第二級(jí)是共射放退出退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算280退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算280(2)計(jì)算計(jì)算 和和 :(實(shí)際上實(shí)際上 組成射隨器可以認(rèn)為組成射隨器可以
65、認(rèn)為 ,而不必計(jì)算。而不必計(jì)算。)退出退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算281(2)計(jì)算 和 :(實(shí)際上 組成射隨器可(2)計(jì)算計(jì)算 和和 :退出退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算282(2)計(jì)算 和 :退出2.7.2 多級(jí)放大(3)計(jì)算計(jì)算 :退出退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算283(3)計(jì)算 :退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算2例例2-8 一兩級(jí)放大器的原理電路圖如圖所示一兩級(jí)放大器的原理電路圖如圖所示,求求 、和和 的表達(dá)式。的表達(dá)式。退出退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算多級(jí)放大
66、器性能指標(biāo)的計(jì)算284例2-8 一兩級(jí)放大器的原理電路圖如圖所示,求解解:該電路的交流該電路的交流通路如圖所示,通路如圖所示,放大器為放大器為CE-CBCE-CB組態(tài)組態(tài)由圖可知由圖可知退出退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算285解:該電路的交流退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算退出退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算286退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算286 圖為場(chǎng)效應(yīng)管和硅三極管組成的兩級(jí)放大電路圖為場(chǎng)效應(yīng)管和硅三極管組成的兩級(jí)放大電路,已已知:知:例例2-9計(jì)算計(jì)算 、和和退出退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算287 圖為場(chǎng)效應(yīng)管和硅三極管組成的兩級(jí)放大電路,已知:例解解:由圖可知,由圖可知,VTVT1 1為為CDCD接法,接法,VTVT2 2為為CECE接法。接法。退出退出2.7.2 多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算多級(jí)放大器性能指標(biāo)的計(jì)算288解:由圖可知,VT1為CD接法,VT2為CE接法。退出實(shí)際上可以認(rèn)為實(shí)際上可以認(rèn)為 ,而不必計(jì)算。,而不必計(jì)算。沒(méi)有告知,可以認(rèn)為沒(méi)有告知,
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