[物理]第五章 基本放大电路ppt课件

1、第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路5.1 5.1 基本放大器组成原理及偏置电路基本放大器组成原理及偏置电路5.1.1 5.1.1 基本放大器组成原理基本放大器组成原理UoUiUsRsRB2C1RECERLUCCRCRB1C21、必须把晶体管偏置在放大区，设置合适的静态工作点；2、输入信号必须加在基极-发射极回路；3、必须设置合理的直流和交流信号通路。1第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路5.1.2 5.1.2 直流偏置电路直流偏置电路固定偏流固定偏流电流负反馈型偏置电路电流负反馈型偏置电路分压式偏置电路分压式偏置电路2第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路5.1.3 5.1.

2、3 直流通路和交流通路直流通路和交流通路共射放大器电路共射放大器电路直流通路直流通路交流通路交流通路3第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路5.2 5.2 放大器的图解分析法放大器的图解分析法5.2.1 5.2.1 直流图解分析法直流图解分析法BEcCEucif (u)| CECCCCuUi R 内部方程内部方程-特性曲线特性曲线外部方程外部方程直流负载线方直流负载线方程程 4第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路5.2.2 5.2.2 交流图解分析交流图解分析1.1.交流负载线一定交流负载线一定 通过直流工作点通过直流工作点Q Q2.2.交流负载线钭率交流负载线钭率CC ECLLiK

3、uR| RR 115第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路共射放大器输出电压信号共射放大器输出电压信号 与输入电压信号与输入电压信号反相反相6第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路工作点太高工作点太高, ,集电极电流太大集电极电流太大, ,易产生饱和失真：底部失真易产生饱和失真：底部失真工作点太低工作点太低, ,集电极电流太小集电极电流太小, ,易产生易产生截止截止失真：顶部失真失真：顶部失真7第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路输出不失真线性动态范围输出不失真线性动态范围受截止失真限制受截止失真限制受饱和失真限制受饱和失真限制所以所以, ,输出线性动态范围输出线性动态范围OmC

4、EQCESUUU OPPOmUU 2OmCQLUIR 二者取其小二者取其小8第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路放大器的主要性能指标线性放大器IoRLUoUiIi一、放大倍数A-Amplify(增益)ioiIIA 互阻放大倍数 电压放大倍数电流放大倍数互导放大倍数iogUIA iouUUAiorIUA )(lg20dBUUAiou)(lg20dBIIAioi9第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路二、输入电阻Ri: iiiIUR Ri则表征该放大器能从信号源获取多大信号。从放大器输入端看进去的电阻四、非线性失真系数THD-Total Harmonic DistortionmnmIIT

5、HD122I1m为输出电流的基波幅值，Inm为二次谐波以上的各谐波分量幅值三、输出电阻Ro:0I0sorUooosIURRo表征放大器带负载能力 从放大器输出端看进去的电阻五、线性失真放大器对信号中不同频率分量具有不同的放大倍数和附加相移。10第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路5.3 5.3 放大器的交流等效电路分圻法放大器的交流等效电路分圻法 -前提是工作在放大区前提是工作在放大区5.3.1 5.3.1 晶体管交流小信号模型晶体管交流小信号模型BEBEQbeuUuBBQbiIiCCQciIiCECEQceuUu晶体管 非线性 线性小信号精度（近似程度）工程简化运算晶体管仿真软件中：几

6、十个参数晶体管交流小信号电路模型晶体管交流小信号电路模型物理型电路模型，如混合型电路模型；网络参数模型，如H参数电路模型11gmub eubeucercebcerbbCbcrbebrbcCbe完整的混合完整的混合型电路模型型电路模型平面管结构示意图平面管结构示意图cebrbbrccPNN+NCbcCbereeb一、混合一、混合型型电路模型电路模型12 二、低频二、低频H参数电路模型参数电路模型),(),(21CEBCCEBBEuifiuifu在工作点处工作点处，取全微分当输入为正弦量并用有效值表示时，以上两式可写为ceoebfeccerebiebeUhIhIUhIhUUbebcehiehoe1

7、hfeIbIcIbhreUceUce130ceUbbeQBBEieIUiuh0ceUbcQBCfeIIiih0bIcebeQCEBEreUUuuh0bIcecQCECoeUIuih- 输出交流短路时的输入电阻- 输入交流开路时的反向电压传输系数- 输出交流短路时的正向电流放大系数- 输入交流开路时的输出电导Ubebcehiehoe1hfeIbIcIbhreUceUceH参数的物理意义：参数的物理意义：H: hybrid14cbebebIceberecbebebmceIcecoecbebmUbcfecbebbbUbbeierrrUUhrrrgrUIhrrgIIhrrrIUhbbcece00001

8、1)()(10iebbb ebefemb eoecerehrrrhg rhrh通过混合通过混合型模型型模型参数确定参数确定H参数参数忽略忽略rbc的影响，简化的影响，简化UbeUcebceIbIeIbrberce15第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路beBEEBEbeQebBBEuuiur|()riiii 1BETeQECQuUr|iI CQCCBmQQBEBBEbeeeTIiiig|uiur()rrU 11CEAceCCQuUriI C EbcceBurri 16第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路压控型电路模型压控型电路模型流控型电路模型流控型电路模型考虑基区体电阻考虑基区体

9、电阻 的影响的影响Tbeebbb ebbbbCQUrrrr()rr()I11mbb eg UI bcr图中忽略图中忽略 的影响的影响bbrbcr17第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路5.3.7 5.3.7 共射放大器的交流小信号模型分析法共射放大器的交流小信号模型分析法1.1.电压放大倍数电压放大倍数OCCLbLLuib beb bebeUI ( R | R )I RRAUI rI rr iiBBbeiURR| R| rI 122. 2. 输入电阻输入电阻3. 3. 输出电阻输出电阻SLOOU.RCOUR|RI 0输出与输入反相输出与输入反相18第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电

10、路iiBBbeiURR| R| rI 12OCCLbLLuib beb bebeUI (R |R )I RRAUI rI rr SLOOU.RCOUR|RI 0ObLLuib beBEbeEUI RRAUI r()I Rr()R 11ibeEBBRr()R | R| R 121OCRR 工作点相同工作点相同输出与输入反相输出与输入反相19第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路5.4 5.4 共集电极放大器和共基放大器共集电极放大器和共基放大器5.4.1 5.4.1 共集电极放大器共集电极放大器-射极输出器射极输出器-射极跟随器射极跟随器bELub bebEL()I ( R| R )AI r

11、()I ( R| R ) 111ibeELRr()(R |R ) 1SLOSbeOU,ROURrR|I() 01输入输出同相输入输出同相放大倍数近似为放大倍数近似为1 1输入电阻很大输入电阻很大输出电阻很小输出电阻很小可做为输入级可做为输入级, ,输出级输出级, ,中间级中间级20第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路5.4.2 5.4.2 共基放大器共基放大器OCRR beirR 1CLube( R| R)Ar 输出与输入同相输出与输入同相输入电阻最小输入电阻最小, ,且与共集且与共集电路的输出电阻相同电路的输出电阻相同输与共射电路相同与共射电路相同21第五章第五章 基本放大器电路基本放

12、大器电路共射、共基、共集放大器性能比较22第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路例例 5.4.15.4.11. 1. 要求源电压增益最大要求源电压增益最大2. 2. 要求输出电压要求输出电压3. 3. 要求输出电压要求输出电压4. 4. 要求接入负载电阻要求接入负载电阻 时时, , ,并求输出电阻并求输出电阻 5. 5. 要求同时获得一对要求同时获得一对 等值反相的输出信号等值反相的输出信号ORLRK 1OSU|U | OSUU OSUU 10023第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路 5.5 5.5 场效应管放大器场效应管放大器 5.5.1 场效应管偏置电路场效应管偏置电路FETF

13、ET、J J耗尽型耗尽型MOSFET:UGS=0MOSFET:UGS=0，iD0iD0，可采用自偏压方式，可采用自偏压方式; ;增强型增强型MOSFETMOSFET，则一定要采用分压式偏置或混合偏置方式，则一定要采用分压式偏置或混合偏置方式. .。RDUDDRS(自偏压电阻)uiRGVRDUDDRS(自偏压电阻)uiRG2RG1(分压式偏置)SDGSRiuSDDDGGGGSRiURRRu21224第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路iDuGS0(a)Q1Q2iDuGS0(b)Q1Q2Q2Q3Q3RS1RS1RG1 RG2RG2UDDSDGSRiuSDDDGGGGSRiURRRu212SD

14、GSGSoffGSDSSDRiuUUIi2)1 (二二. .解析法解析法SDGSGSoffGSDSSDRiuUUIi2)1 (一一, ,图解法图解法联立解求出联立解求出漏极电流漏极电流25第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路5.5.3 场效应管放大器分析场效应管放大器分析 ( CS、CD、CG ) 1、共源放大器、共源放大器UiC2C1RDRG1RSUDD 20VRG2150k50k2k10kRL1MUo.RG31M.C32)1 (GSoffGSQDSSDQUUIiSDCCGGGSQGQGSQRiURRRUUU211直直(1)(1)直流工作点分析直流工作点分析26第五章第五章 基本放大器

15、电路基本放大器电路5.5.2 5.5.2 场效应管低频小信号模型场效应管低频小信号模型|(/)DS CDmuGSigmA Vu跨导跨导管子输出电阻管子输出电阻|g sD Sd suCDuri27第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路5.5.3 5.5.3 场效应管放大器分析场效应管放大器分析 ( ( CS、CD、CG ) 1 1、共源放大器、共源放大器(1) (1) 放大倍数放大倍数( (增益增益) )(/ )(/ )(/ )(/ )m gsDLOdDLm iDLumDLiiiigU RRUI RRgU RRAg RRUUUUODRR(2) (2) 输出电阻输出电阻(3) (3) 输入电阻

16、输入电阻iGRR28第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路 例例5.5.15.5.1(1)igsSgsmgsSgsmSUUUUg U RUg ROuiUAU(/)OmgsDLUg U RR放大倍数放大倍数(/)1OmuDSimSUgARRUg RODRR123(/)iGGGRRRR输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻29第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路C2C1RG1RSUDDRG2150k50k2kRL10kUo.RG31MUi.gm 2 m A/ ViLSdiouURRIUUA)(iLmmdURggI1 )(LSdimRRIUggsmdUgILdimRIUg76. 0106 . 1

17、1021106 . 110213333LmLmuRgRgAMRRRRGGGi0375. 12132 2 共漏放大器共漏放大器30第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路Uo.RLRSSDId.gmUgs.2. 输出电阻输出电阻RoRL开路， 短路，输出端加 求出 ，则 iUoUoIoooIUR4001/1111mSmSomSooooogRgRUgRUUIURoRoIIISSoRRUIS0mgsIg u 00()mmgUg U31第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路gsiUUOmgsLUg U R OumLiUAg RUmSigRR1/DORR RG1UCCRS+RG2-Ui+-UORD

18、RLS+-Ui+-UORDRSRLrdsD3. 3. 共栅放大器共栅放大器32第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路5.6 5.6 放大器级联放大器级联5.6.1 5.6.1 级间耦合方式级间耦合方式阻容耦合阻容耦合变压器耦合变压器耦合直接耦合直接耦合光耦合光耦合( (不共地不共地) )( (不共地不共地) )33第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路5.6.2 5.6.2 级联放大器的分析计算级联放大器的分析计算( (举例举例) ) 例例5.6.15.6.11.1.直流工作点分析直流工作点分析2.2.放大倍数放大倍数3.3.输入电阻输入电阻, ,决定笫一级决定笫一级4.4.输出电阻输出电阻, ,决定最后一级决定最后一级00101201uuuiiUUUAAAUUU共源共源-共射级联共射级联, ,输出与输入同相输出与输入同相34第五章第五章 基本放大器电路基本放大器电路 例例5.6.25.6.2共集共集-共射共射-共集级联共集级联1.1.直流工作点分析直流工作点分析2.2.放大倍数放大倍数3.3.输入电阻