模拟电子技术基础总结

1、第一章晶体二极管及应用电路一、半导体知识1本征半导体·单质半导体材料是具有4 价共价键晶体结构的硅（Si）和锗（ Ge）（图 1-2）。前者是制造半导体IC 的材料（三五价化合物砷化镓GaAs 是微波毫米波半导体器件和IC的重要材料）。·纯净（纯度>7N ）且具有完整晶体结构的半导体称为本征半导体。在一定的温度下，本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发（又称热激发或产生）（图1-3 ）。本征激发产生两种带电性质相反的载流子自由电子和空穴对。温度越高，本征激发越强。·空穴是半导体中的一种等效q 载流子。 空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶格中的空位，使局部

2、显示q 电荷的空位宏观定向运动（图1-4 ）。·在一定的温度下，自由电子与空穴在热运动中相遇，使一对自由电子和空穴消失的现象称为载流子复合。复合是产生的相反过程，当产生等于复合时，称载流子处于平衡状态。2杂质半导体·在本征硅（或锗）中渗入微量5 价（或 3 价）元素后形成N 型（或导体（ N 型：图 1-5， P 型：图 1-6 ）。P 型）杂质半·在很低的温度下，N 型（ P 型）半导体中的杂质会全部电离，产生自由电子和杂质正离子对（空穴和杂质负离子对）。·由于杂质电离，使N 型半导体中的多子是自由电子，少子是空穴，而中的多子是空穴，少子是自由电子。P

3、 型半导体·在常温下，多子 >>少子（图 1-7）。多子浓度几乎等于杂质浓度，与温度无关；两少子浓度是温度的敏感函数。·在相同掺杂和常温下，Si 的少子浓度远小于Ge 的少子浓度。3半导体中的两种电流在半导体中存在因电场作用产生的载流子漂移电流 （这与金属导电一致） ；还存在因载流子浓度差而产生的扩散电流。4PN 结·在具有完整晶格的P 型和 N 型材料的物理界面附近，会形成一个特殊的薄层PN 结（图 1-8）。·PN 结是非中性区 （称空间电荷区） ，存在由 N 区指向 P 区的内建电场和内建电压；PN 结内载流子数远少于结外的中性区（称耗

4、尽层）； PN 结内的电场是阻止结外两区的多子越结扩散的（称势垒层或阻挡层）。·正偏 PN 结（ P 区外接高于N 区的电压）有随正偏电压指数增大的电流；反偏PN结（ P 区外接低于 N 区的电压），在使 PN 结击穿前，只有其值很小的反向饱和电流I S 。即 PN 结有单向导电特性（正偏导通，反偏截止）。·PN 结的伏安方程为： iv/ V1) ，其中，在 T=300K时，热电压 VT26 mV 。I S (eT·非对称 PN 结有 P N 结（ P 区高掺杂）和PN 结（ N 区高掺杂）， PN 结主要向低掺杂区域延伸（图 1-9）。二、二极管知识·

5、普通二极管内芯片就是一个PN 结， P 区引出正电极， N 区引出负电极 （图 1-13）。·在低频运用时，二极的具有单向导电特性，正偏时导通，Si 管和 Ge 管导通电压典型值分别是 0.7V 和 0.3V ；反偏时截止，但Ge 管的反向饱和电流比Si 管大得多（图1-15）。·低频运用时，二极管是一个非线性电阻，其交流电阻不等于其直流电阻。1diDrd二极管交流电阻rd 定义：dvDQ·稳压管电路设计时，要正确选取限流电阻，使稳压管在一定的负载条件下正常工作。二极管交流电阻rd 估算： rd VT I D·二极管的低频小信号模型就是交流电阻rd ，它

6、反映了在工作点Q 处，二极管的微变电流与微变电压之间的关系。·二极管的低频大信号模型是一种开关模型，有理想开关、恒压源模型和折线模型三种近似（图 1-20）。三、二极管应用1单向导电特性应用·整流器：半波整流（图1-28），全波整流（图·限幅器：顶部限幅，底部限幅，双向限幅（图·钳位电路 *·通信电路中的应用* ：检波器、混频器等P1-8a），桥式整流（图P1-9）P1-8b）2正向导通特性及应用二极管正向充分导通时只有很小的交流电阻，近似于一个0.7V（Si管）或0.3V（ Ge管）的恒压源。3反向击穿及应用·二极管反偏电压增大到一

7、定值时，反向电流突然增大的现象即反向击穿。·反向击穿的原因有价电子被碰撞电离而发生的“雪崩击穿”和价电子被场效激发而发生的“齐纳击穿”。·反向击穿电压十分稳定，可以用来作稳压管（图1-33）。4高频时的电容效应及应用·高频工作时， 二极管失去单向导电特性， 其原因是管内的 PN 结存在电容效应 （结电容）。·结电容分为PN 结内的势垒电容CT 与 PN 结两侧形成的扩散电容CD 。· CT随偏压的增大而增大，CD 与正偏电流近似成正比。·反偏二极管在高频条件下，其等效电路主要是一个势垒电容CT 。利用这一特性的二极管称为变容二极管。变

8、容二极管在通信电路中有较多的应用。第二章双极型晶体三极管（ BJT）一、 BJT 原理·双极型晶体管（ BJT）分为 NPN 管和 PNP 管两类（图 2-1，图 2-2）。·当 BJT 发射结正偏，集电结反偏时，称为放大偏置。在放大偏置时，NPN 管满足VC VB VC ； PNP 管满足 VC VB VE 。v/Vv/ V·放大偏置时， 作为 PN 结的发射结的 VA 关系是： i E I ES e BET（ NPN ），i EI ES eB ET（ PNP）。·在 BJT 为放大偏置的外部条件和基区很薄、发射区较基区高掺杂的内部条件下，发射极电流i

9、E 将几乎转化为集电流 iC ，而基极电流较小。iCN·在放大偏置时，定义了iE（ iCN 是由 iE 转化而来的iC 分量）极之后，可以导出两个关于电极电流的关系方程：iCi E I CBOiCi B(1) I CBOiBI CEO其中1， I CEO 是集电结反向饱和电流， I CEO (1) I CBO 是穿透电流。·放大偏置时，在一定电流范围内，i E 、 iC 、 iB 基本是线性关系，而vBE 对三个电流都是指数非线性关系。·放大偏置时：三电极电流主要受控于vBE ，而反偏 vCB 通过基区宽度调制效应，对电流有较小的影响。影响的规律是；集电极反偏增大

10、时，IC ，IE增大而 IB减小。·发射结与集电结均反偏时BJT 为截止状态，发射结与集电结都正偏时，BJT 为饱和状态。二、 BJT 静态伏安特性曲线·三端电子器件的伏安特性曲线一般是画出器件在某一种双口组态时输入口和输出口的伏安特性曲线族。 BJT 常用 CE 伏安特性曲线，其画法是：输入特性曲线：i Bf (vBE ) VCE 常数 （图 2-13 ）输出特性曲线：i Bf (vCE) IB常数（图 2-14）·输入特性曲线一般只画放大区，典型形状与二极管正向伏安特性相似。·输出特性曲线族把伏安平面分为4 个区（放大区、饱和区、截止区和击穿区）放大

11、区近似的等间隔平行线，反映近似为常数，放大区曲线向上倾是基区宽度调制效应所致。·当温度增加时，会导致增加， I CBO 增加和输入特性曲线左移。三、 BJT 主要参数iCiClimlim·电流放大系数：直流，直流；交流0 iEQ 和0 i BQ，、 也满足1。·极间反向电流：集电结反向饱和和电流ICBO ；穿透电流 I CEO·极限参数：集电极最大允许功耗PCM ；基极开路时的集电结反向击穿电压BVCEO ；集电极最大允许电流I CM·特征频率fTBJT 小信号工作，当频率增大时使信号电流i c 与 ib 不同相，也不成比例。若用相量表示为 I

12、 c ， I B ，则I c I B 称为高频。 f T 是当高频的模等于 1 时的频率。四、 BJT 小信号模型·无论是共射组态或共基组态，其放大电压信号的物理过程都是输入信号使正偏发射结电压变化，经放大偏置BJT 内部的 vBE 的正向控制过程产生集电极电流的相应变化（ iC 出现信号电流 ic ）， ic 在集电极电阻上的交流电压就是放大的电压信号。·当发射结上交流电压| vbe |5 mV 时，BJT 的电压放大才是工程意义上的线性放大。·BJT 混合小信号模型是在共射组态下推导出的一种物理模型（图 2-28），模型中有七个参数：基本参数：基区体电阻rbb

13、 ，由厂家提供、高频管的r bb 比低频管小rb e ：估算式：rb e(1) VT(1)re基区复合电阻I E， re 发射结交流电阻300K跨导 g m ：估算 gm I C / VT38.5I C （ ms）， rb e , g m关系 :rb e g m基调效应参数r ce ：估算 r ce VA / I C ， V A 厄利电压rb c ：估算 r b crcerb crcerb e1re以上参数满足：g m高频参数：集电结电容C b c ：由厂家给出；Cb eg mCb c发射结电容 Cb e ：估算2fT*·最常用的 BJT 模型是低频简化模型（1）电压控制电流源（ic

14、g mvb e ）模型（图2-23）（2）电流控制电流源（icib ）模型（图2-24，常用），其中 rberb brb e第三章晶体管放大器基础一、基本概念·向放大器输入信号的电路模型一般可以用由源电压vS 串联源内阻RS 来表示，接受被放大的信号的电路模型一般可以用负载电阻RC 来表示（图3-1）。·未输入信号（静态）时，放大管的直流电流电压称为放大器的工作点。工作点由直流通路求解。·放大器工作时，信号（电流、电压）均迭加在静态工作点上，只反映信号电流、电压间关系的电路称为交流通路。·放大器中的电压参考点称为“地” ，放大器工作时，某点对“地”的电压

15、不变（无交流电压），该点为“交流地” 。·交流放大器中的耦合电容可以隔断电容两端的直流电压，并无衰减地将电容一端的交流电压传送到另一端，耦合电容上应基本上无交流电压，或即是交流短路的。傍路电容也是对交流电流短路的电容。·画交流通路时应将恒压源短路（无交流电压） ，恒流源开路（无交流电流） ；耦合、傍路电容短路（无交流电压） 。·画直流通路时应将电容开路（电容不通直流） ，电感短路（电感上直流电压为零）。二、 BJT 偏置电路1固定基流电流（图3-7a）·特点：简单， I B 随温度变化小；但输出特性曲线上的工作点（VCE 、 I C ）随温度变化大。I

16、BVCCVBERB， I CI B，VCE VCC ICRC·Q 点估计i CVCCvCE·直流负载线RCRC2基极分压射极偏置电路（图3-14 ）·特点：元件稍多。但在满足条件RE10 （ R1 / R2 ）时，工作点Q（ VCE ， I C ）随温度变化很小，稳定工作点的原理是电流取样电压求和直流负反馈（§）。I CI EVCC R2VBE)/ RE(· Q 点估算：R1 R2，VCEVCC (RCRE)IC直流负载线i CVCCvCERC RERCRE以上近似计算在满足RE10( R1 / R2 ) 时有足够的准确性。三、基本 CE 放大

17、器的大信号分析·交流负载线是放大器（图 3-6b）工作时，动点（vCE ， i C ）的运动轨迹。交流负载线1经过静态工作点，且斜率为RC / RL。·因放大器中晶体管的伏安特性的非线性使输出波形出现失真，这是非线性失真。 非线性失真使输出信号含有输入信号所没有的新的频率分量。·大信号时，使BJT 进入饱和区产生饱和失真；使BJT 进入截止区，产生截止失真。NPN 管 CE 放大器的削顶失真是截止失真；削底失真是饱和失真。对于PNP 管 CE 放大器则相反。·将工作点安排在交流负载线的中点，可以获得最大的无削波失真的输出。四、 BJT 基本组态小信号放大

18、器指标1基本概念：输入电阻Ri 是从放大器输入口视入的等效交流电阻。Ri 是信号源的负载， Ri 表明放大器向信号源吸收信号功率。放大器在输出口对负载RL 而言，等效为一个新的信号源（这说明放大器向负载RL 输出功率P0 ），该信号源的内阻即输出电阻R0 。·任何单向化放大器都可以一个通用模型来等效（图3-36）。由此模型，放大器各种增益定义如下：AVv0vi端电压增益：AVSv0AVSRiAVvsRs Ri源电压增益：，Aii 0ii电流增益：v0AVRLAV 0AV 0负载开路电压增益（内电压增益）：viR，R0 RLLP0|AV |AI |AP功率增益：Pi· Av

19、、 Avs 、 Ai 、 Av0的分贝数为20 lg | A |； A p 的分贝数为 10 lg AP 。·不同组态放大器增益不同，但任何正常工作的放大器，必须AP 1。2 CE、 CB、 CC 放大器基本指标Av ，管端输入电阻Ri，管端输出电阻 R0 。用电流控制电流源（icib ）BJT 低频简化模型（图2-24）导出的三个组态的上述基本指标由表3-1 归纳。表 3-1BJT 三种基本放大器小信号指标CE 放大器CB 放大器CC 放大器简化交流通路RLRL1RLrbe1RL (<1 ，同相 )rbe （大，反相）rbe （大，同相）AVRLgm RLgm RLreR L

20、b e>>r(rbe>> r(r bb )bb )(rbe>>rbb )r be(中 )rberbe+(1+ ) RL(大 )Ri1(小 )b eRLbe(1+ )re(r>>r bb)(1+ )( r e+) (r>>rbbb e>>r )re (r bb )rbeRSRo0.5r cerce (大，与信号源内r ce0.5r bc1(小，与 RS 有关 ),阻有关 )(很大，与信号源内阻有关 )( RSRS /RB)应功率增益最大 (3.3.4 节)，高频放大时性能好， 常与 CERi 大而 Ro 小，可作高阻抗Ri

21、Ro 适中，易于与前后和 CC 组态结合使用。如输入级和低阻抗输出级，用级接口，使用广泛。CE-CB 组态 CC-CB 组态。隔离级和功率输出级。五、多级放大电路1基本概念·多级放大器的级间耦合方式主要有电容耦合（阻容耦合）（图 3-39）、变压器耦合（图3-41）和直接耦合（图3-42、 3-43）三种方式。·对于直接耦合放大器，其工作频率的下限可以为零（称为直流放大器），但输出易发生所谓 “零点漂移”（输出端静态电压缓慢变化） ，形成假信号。 零点漂移的主要原因是前级工作点随温度变化，这种变化因级间直接耦合被逐级放大。在输出端出现可观的漂移电压。·直流放大器由

22、于输入输出不能使用隔直耦合电容，希望在无输入信号时，输入端口和输出端口的静态直流电压为零。满足这种条件的直流放大器称为满足零输入、零输出条件。只有用正负双电源供电的直流放大器才能实现零输入和零输出。·由于供电电压源存在内阻，使各级放大器发生“共电耦合”，这种共电耦合可能导致放大器指标变坏甚至自激。放大器中的电源去耦电路就是为了减小和消除共电耦合（图 3-39、3-40）。2多级放大器指标计算·后级放大器的输入电阻是前级放大器的负载，在计算前级放大器的增益时，一定要把这个输入电阻计为负载来计算增益。·第一级放大器的输入电阻即多级放大器的输入电阻；末级放大器的输出电阻

23、即多级放大器的输出电阻。·计算多级放大器电压增益的一般方法是求出各级增益，再将其相乘。对BJT多级基本放大器的一种有效的计算增益的方法是“观察法”，应该掌握。BJT 两种重要的组合放大电路是共射共基和共集共基组态， 其实用电路之一分别是图 3-45（ CE-CB ）和图 3-47（ CC-CB ），应能画出并计算这两个电路的指标。第四章场效应管（ FET）及基本放大电路一、场效应管（ FET）原理· FET 分别为 JFET 和 MOSFET 两大类。每类都有两种沟道类型，而MOSFET增强型和耗尽型（JFET 属耗尽型），故共有6 种类型 FET （图 4-1）。

24、3;JFET 和 MOSFET 内部结构有较大差别，但内部的沟道电流都是多子漂移电流。一般又分为情况下，该电流与vGS 、 vDS 都有关。·沟道未夹断时，FET的D-S口等效为一个压控电阻（vGS 控制电阻的大小） ，沟道全夹断时，沟道电流i D 为零；沟道在靠近漏端局部断时称部分夹断，此时i D 主要受控于vGS ，而 vDS 影响较小。这就是FET 放大偏置状态；部分夹断与未夹断的临界点为预夹断。·在预夹断点， vGS 与 vDS 满足预夹断方程：耗尽型 FET 的预夹断方程：vDSvGSVP （ VP 夹断电压）增强型 FET 的预夹断方程：vDSvGSVT （ V

25、T 开启电压）·各种类型的 FET ，偏置在放大区（沟道部分夹断）的条件由表4-4 总结。表 4-4FET 放大偏置时vGS 与 vDS 应满足的关系极性放大区条件N 沟道管：正极性(VDS>0)VDS>VGSVP(或 VT)>0VDSP 沟道管：负极性(VDS<0)结型管：反极性VGS增强型 MOS 管：同极性耗尽型 MOS 管：双极型VDS<VGSVP(或 VT)<0N 沟道管： VGS>VP(或 VT) P 沟道管： VGS<VP( 或 VT)·偏置在放大区的FET ， vGS i D 满足平方律关系：i DI DSS

26、(1vGS )2（ I DSS 零偏饱和漏电流）耗尽型：VP增强型：iDk( vV )2GST*· FET 输出特性曲线反映关系i Df ( vDS ) VGS 参变量 ，该曲线将伏安平面分为可变电阻区（沟道未夹断） ，放大区（沟道部分夹断）和截止区（沟道全夹断）；FET 转移特性曲线反映在放大区的关系 i Df (vGS )（此时参变量 VDS 影响很小），图 4-17 画出以漏极流向源极的沟道电流为参考方向的6 种 FET 的转移特性曲线，这组曲线对表4-4 是一个很好映证。二、 FET 放大偏置电路·源极自给偏压电路（图4-18）。该电路仅适用于耗尽型FET 。有一定

27、稳 Q 的能力，求解该电路工作点的方法是解方程组：iDI DSS (vvGS ) 2 对于增强型 FET , 用关系式idk( vGS VT ) 2 VPvGSRSi D·混合偏压电路（图4-20）。该电路能用于任何FET ，在兼顾较大的工作电流时，稳Q的效果更好。求解该电路工作点的方法是解方程组：平方律关系式vGSVCC R2Rsi DR1 R2以上两个偏置电路都不可能使FET 全夹断，故应舍去方程解中使沟道全夹断的根。三、 FET 小信号参数及模型·迭加在放大偏置工作点上的小信号间关系满足一个近似的线性模型（图4-22 低频模型，图 4-23 高频模型） 。g mi D

28、vGS Q·小信号模型中的跨导g m 反映信号 vgs 对信号电流 i d 的控制。 g m 等于 FET 转移特性曲线上Q 点的斜率。gm2IDSSI Dg m 的估算：耗尽管|VP |增强管 g m2 kI DvDsrds·小信号模型中的漏极内阻iDQrds 是 FET “沟道长度调效应”的反映，rds 等于 FET 输出特性曲线Q 点处的斜率的倒数。四、基本组态 FET 小信号放大器指标1基本知识· FET 有共源（ CS）共漏（ CD）和共栅（ CG）三组放大组态。·CS 和CD组态从栅极输入信号，其输入电阻Ri 由外电路偏置电阻决定，Ri可以很

29、大。·CS 放大器在其工作点电流和负载电阻与一个CE放大器相同时，因其g m 较小， | AV|可能较小，但其功率增益仍可能很大。· CD组态又称源极输出器，其AV1 。在三种FET组态中，CD组态输入电阻很大，而输出电阻较小，因此带能力较强。·由于 FET 的电压电流为平方关系，其非线性程度较BJT的指数关系弱。因此，FET放大器的小信号线性条件对vGS 幅度限制会远大于BJT 线性放大时对vbe 的限制（ vbe5mV ）。2 CS、 CD 和 CG 组态小信号指标由表 4-6 归纳总结。表 4-6 FET 基本组态放大器小结CS 组态CD 组态CG 组态简化

30、交流通路Agm rds / RLgm RL ( 条件：gm rds/ RL1gm rds / RLrdsR L )V大，反相放大器小于 1，同相放大器大，同相放大器R Lrds11g m R Lg m ，较Ri，很大，很大小( 条件：r dsR L1g m )Rords ，较大rds / 11>rds ，最大gmgm ，较小AI决定于 RG ，AI>> 1决定于 RG ，AI>> 1AI< 1类CE 放大器CC 放大器CB 放大器似第五章模拟集成单元电路一、半导体IC 电路特点在半导体集成电路中，晶体管工艺简单且占有芯片面积小；集电电阻、 集成电容工艺并不简

31、单且占有芯片的面积随元件值增大的明显增大（表5-1）；电感无法集成。根据IC 工艺的这些特点， IC 电路设计思想是尽量多用晶体管，少用电阻（特别是阻值大的电阻），尽量不用电容。二、恒流源1恒压源与恒流源基本概念恒压源与恒流源都是耗能的电路装置。恒压源的特点是：端口电压随电流变化很小，或即内阻r0 很小，恒流源的特点是当端口电压变化时，流过恒流源的电流变化很小，或即内阻 r0 很大。二者比较如下表：恒压源恒流源模型理想伏安特性曲线实线性近似际模型伏安特性曲线实·充分导通的二极管（图5.30a）·偏置在放大区的 BJT 当 I B =常数，或 VBE常数时， i C 可视为恒

32、流源际1-35 ）·击穿后的稳压管（图（图 5-3， 5，6）。实例· VBE 倍增电路（图5-30b ）· 模拟 IC 中常用对管组成恒流源 （图5-7、 8、 11、 12）2模拟 IC 中的恒流源·基本镜像恒流源（图5-7，图 5-13a）IVCCVBE1RR参考电流I C 2I R恒流源电流12 /内阻 r0r ce2 *特点：1时 IC2 IR，故 IC2是 I R 的镜像。该恒流源内阻不够大，镜像精度不高。·微电流恒流源（图 5-11）IVCCVBE1RR参考电流I C2VT lnI R恒流源电流关系式：R2I C 2特点： 用不大

33、的电阻两个可以实现A 级的恒流源，故易于集成。该恒流源内阻大。I C2 对电源电压波动不敏感。·此例恒流源（图5-12）VCCVBE1I RRR1参考电流I C 2R1I R恒流源电流R2（条件： I C2 与 I R 相差 10 倍以内时此式准确性较高）特点： 内阻大，使用灵活。3恒流源在模拟IC 的应用· IC 放大器中的偏置电路（如恒流源差放图5-20）·用恒流源作（集电极）有源负载放大器（图 5-13，图 5-21）。采用集电极有源负载的 CE 放大器，在后级输入电阻很大的条件下，可以大大提高电压增益。三、差动放大器1基本知识·差放是一种具有两输

34、入端的电路对称、元件配对的平衡电路，它可以有效地放大差模输入信号；依靠对称性和共模负反馈，差放可以有效抑制共模输入信号（一般为干扰信号）。·差放作直流放大器，可以有效地抑制零点漂移。这是因为零漂可以等效为共模干扰信号，从而被差放抑制。·任模输入信号vs1 ， vs2 的差模和共模分量。vid差模输入电压：vidvs1vs2 （输入端的一对差模分量是2 ）共模输入电压分量：vic1 ( vs1vs1 )2·差放基本指标的定义Avdvodvid（有双端输出和单端输出两种方式）差模增益Avcvocvic共模增益（有双端输出和单端输出两种方式）K CMRAvdAvc共模抑

35、制比·差模输入将地的双端输入，但只要K CMR 很大，信号对地单端输入时、输出电压，基本上与差模输入时相同。2差放指标的计算方法单边等效电路法·当信号差模输入时，理想对称差放在对称位置上的点都是交流地。据此，可画差放的差模单边交流通路，由该电路计算Avd 。·当信号共模输入时，两对称支路交汇成的公共支路上的交流电流是每支路的两倍。据此可画出差放的共模单边交流通路，由该电路求 Avc 。理想对称差放的Avc ( 双) 0 。·对任意输入信号，可以将其分解成差模和共模分量后，按单边等效电路法求出输出，然后相加，其一般表式为：v0vodvocAvd vidAv

36、cvicAvd (vidvic)K CMR·差放增益的符号与vid 参考方向、 vod （或 voc ）以及单端输出时输出端都有关。确定差放增益符号时，首先要明确单边等效电路是反相还是同相放大器。·采用恒流源偏置的差放（图5-20）可以增大共模负反馈，使K CMR 增大。有源负载差放（图5-21）除了使差模增益增加外，还具有双端转单端功能。3差放的小信号范围及大信号限幅特性·由于差放的对称性能有效抑制非线性输出的偶次谐波分量，故差放的小信号范围比单管放大器宽。恒流源CE 差放的小信号条件是| vid | 28 mV 。·恒流源 CE 差放当 | vid

37、| 100 mV 时，输出有明显的限幅特性。该特性在通信电子电路中得到应用。四、功率输出级1基本概念·功率放大器作为多级放大器输出级，工作于大信号状态，故小信号等效电路分析方法不适用。·功放关注的指标主要有平均输出信号功率PO效率电源消耗的平均总功率PCC最大输出信号功率Po max非线性失真系数D·功放管工作于接近极限参数状态，故功放管安全使用是设计功放要考虑的问题。对 BJT 功放管，使用中不能超过PCM ， BVCEO 和 I CM （定义见§2.3.3）。·按功放管的导通的时间不同，功放可分为甲类（A 类）、乙类（ B 类）、丙类（ C

38、 类）和丁类（ D 类）。对阻性负载功放，只能工作在甲类或乙类（双管电路）。丙类功放一般是以 LC 回路作负载的高频谐振功放。·甲类和乙类电阻负载功放比较甲类乙类功放管单管（图5-25a）对管（图5-26c）非线性失真优于乙类有交越失真问题电源功率 PCC与输入信号无关，输入越大， PCC 越大。静态时仍消耗功率。静态时电源几乎不消耗功率静态时为零，管耗 PC静态时最大。激励在某一状态时RC 最大。效率<25%<78.5%对功放管的功率低， Po max0.5PCM高， Po max5PCM容量的利用·乙类功放在输入信号过零时，因功放管未导通而使输出为零的现象称

39、为交越失真。可以给功放管加一定的放大偏置使其工作在甲乙类来消除交越失真。但效率也会有所降低。·复合 BJT 是模拟 IC 中的一种工艺（又称达林顿组态）。教材表 5-4总结了四种 BJT复合管的特点。2 OCL 和 OTL 电路指标OCL 电路：正负双电源供电的NPN-PNP 互补推挽功放（表5-3原理电路）。OTL 电路：正负单电源供电的NPN-PNP 互补推挽功放（表5-3原理电路）。OTL 正常工作的条件是： （1）静态时两发射极连接的节点处电压V A1VCC2；1VCC 几乎不变。（ 2）耦合电容必须足够大，使一个周期内，VC保持2两种互补推挽功放的指标及极限参数的限制有些结

40、论见表5-3。表 5-3 OCL 和 OTL 功放的公式汇集OCL 功放OTL 功放原理电路221 VCC1 VCCPOmax2RL（满激励时）8R L（满激励时）21 VCC22 VCCPCCmaxRL（满激励时）2RL（满激励时）指标max4（满激励时）4 （满激励时）1VCC2120.2PO maxVCC2420.2PO maxRLRLPT1max I cm0.64(VCC / RL ) 时 I cm0.64(VCC / RL ) 时 极BVCEOBV CEO2VCCBV CEOVCC限参I CMI CMVCC / RLVCC数I CM2RL限制PCMPCM0.2 PO maxPCM0.2PO max第六章放大器的频率响应一、基本知识·对放大器输入正弦小信号，则输出信号的稳态响应特性即放大器的频率响应。·在小信号条件下， 且不计非线性失真时，输出信号仍为正弦信号。故可以用输出相量Xo 与输入相量X i 之比即放大器的增益的频率特性函数A( j ) 来分析放大器的频率响应的特性。· A( j )X o / X iA()ej A ( )， A( ) 表示输出正弦信号与输入正弦信号的