其他放大电路

1、3.6.1. 共集电极电路共集电极电路3.6 共集电极电路和共基极电路共集电极电路和共基极电路输入、输出回路共用集电极，因此称为输入、输出回路共用集电极，因此称为共集电极电路共集电极电路。由于信号是从发由于信号是从发射极取出，该电射极取出，该电路又称为路又称为射极输射极输出器出器。(1) 电路分析电路分析eBBEbBeEBEbBCCRIVRIRIVRIV)1( (a) 求求Q点参数点参数ebCCebBECCBRRVRRVVI)1()1( eCCCeECCCEBCRIVRIVVII (b) 计算电压增益计算电压增益)1()1(LbeLLbeLioVRrRRrRVVA )1 ()1 ( Lbebb

2、LbebiRrIIRrIVbLoLeLIRVRRR)1(/ ，则令1 1接近于但小于VbeLArR 由于输出电压和输由于输出电压和输入电压基本相等，入电压基本相等，并随输入电压并随输入电压同相同相变化，这种电路又变化，这种电路又称称 电 压 跟 随 器电 压 跟 随 器 。(c) 计算输入电阻计算输入电阻)1 (/LbebRbTTTiRrRIIVIVRbLeLRRR/令令/ 1LbibeLRRRrR 且且Ri较大，几十几百较大，几十几百k 量级量级(d) 计算输出电阻计算输出电阻:/，则则令令bssRRR 1/beseTTorRRIVR很小，几十几百欧姆且obesoebesRrRRRrR 11

3、(2) 共集电极电路特点总结共集电极电路特点总结 电压增益小于电压增益小于1但接近但接近1 (但其电流增益但其电流增益ie/ib较较大，仍有一定的功率放大作用大，仍有一定的功率放大作用) ，输出电压与输出电压与输入电压同相输入电压同相 输入电阻高输入电阻高(从信号源提取的电流小，可减少从信号源提取的电流小，可减少信号源的功率容量，适于作多级放大器的输信号源的功率容量，适于作多级放大器的输入级、缓冲级入级、缓冲级) 输出电阻低输出电阻低(可减少负载变动对电压增益的影可减少负载变动对电压增益的影响，即带负载的能力强，适于作多级放大器响，即带负载的能力强，适于作多级放大器的输出级的输出级)3.6.2

4、 共基极电路共基极电路输入、输出回路共用基极，因此称为输入、输出回路共用基极，因此称为共基极电路共基极电路)( ecCCCCECBeBCRRIVVIIRVI 同和射极偏置电路完全相(1) 电路分析电路分析(a) 求求Q点参数点参数(b) 计算电压增益计算电压增益beLioVrRVVA bLcLoLcLIRIRVRRR / ，则令bebirIV 但为正值极电路在数值上相同，和共发射电压增益VA(c) 计算输入电阻计算输入电阻 ber 1/beebebeeirRrrRR很小，几几十欧姆很小，几几十欧姆，ibeiRrR 1(d) 计算输出电阻计算输出电阻cobRRI 0 电路相同电路相同输出电阻和共

5、射极输出电阻和共射极0 bI(2) 共基极电路特点总结共基极电路特点总结 输入电阻小输入电阻小，电压增益、输出电阻在数值上与共，电压增益、输出电阻在数值上与共射放大电路相同，输出电压和输入电压同相，射放大电路相同，输出电压和输入电压同相，频频率特性好，多用在高频、宽频带电路中率特性好，多用在高频、宽频带电路中。 电流增益电流增益ic/ie小于小于1但接近于但接近于1，因此共基极电路，因此共基极电路又称又称电流跟随器电流跟随器。课本课本61页页:表表3.3(放大电路三种基本组态的比较放大电路三种基本组态的比较)思考题思考题：试判断：试判断P76P76图题图题3.103.10；3.113.11；3

6、.123.12的放大组态的放大组态2.4 场效应管场效应管 场效应管是利用输入电压在管内所产生的场效应管是利用输入电压在管内所产生的电场效应电场效应，来控制其输出电流，是电压控制，来控制其输出电流，是电压控制器件。它只有一种载流子器件。它只有一种载流子(多数载流子多数载流子)参与导参与导电，故又称为电，故又称为单极型单极型晶体管。晶体管。场效应管场效应管( (简写成简写成FETFET) )是另一种半导体器件。是另一种半导体器件。)(FET场场效效应应管管)(JFET结型结型)(MOSFET半导体半导体氧化物氧化物金属金属 N沟沟道道P沟沟道道N沟沟道道P沟沟道道 2.4.1 场效应管的结构、类

7、型场效应管的结构、类型体内场效体内场效应器件应器件表面场效表面场效应器件应器件NN沟道增强型沟道增强型MOSFETMOSFET的结构示意图和符号的结构示意图和符号NN沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFETMOSFET的结构示意图和符号的结构示意图和符号 MOS管有管有N沟道沟道和和P沟道沟道之分，每一类之分，每一类沟道又有沟道又有增强型增强型和和耗尽型耗尽型之分。之分。增强型增强型是指是指vGS0时时不存在不存在导电沟道导电沟道没有没有iD电流；电流；耗尽型耗尽型是指是指vGS0时，时，存在存在导电沟道，导电沟道，有有iD电流；电流；1. N沟道增强型沟道增强型MOSFET (1) 结构与符号结构与

8、符号2.4.2 场效应管的工作原理场效应管的工作原理vGS=0时，时，没有感生没有感生沟道，两个沟道，两个PN结背结背靠背，无论靠背，无论vDS为正为正为负，均没有为负，均没有iD电电流产生。流产生。(2) 工作原理工作原理在绝缘层中形成的强在绝缘层中形成的强电场吸引电场吸引P型衬底中型衬底中的电子，使其在靠近的电子，使其在靠近表面处形成表面处形成N型薄层，型薄层，称称反型层反型层，由于它是，由于它是栅极正电压感应产生栅极正电压感应产生的，又称的，又称感生沟道感生沟道。反形层反形层(感生沟道感生沟道)构构成了电子的导电通道。成了电子的导电通道。反型层的厚薄反型层的厚薄(对应对应沟道电阻的低和高

9、沟道电阻的低和高)受受 vGS控 制 。控 制 。vGS0 、vDS =0时：时：外加一定的正向外加一定的正向vDS，开始出现漏极电流，开始出现漏极电流iD的栅源的栅源电压电压vGS，称为，称为开启电压开启电压VT 。若若vDS较小，漏极电流较小，漏极电流iD随随vDS的上升接近线性增的上升接近线性增加加；vGS VT 、vDS 0时：时：当当vDS增大到一定数值，增大到一定数值，iD趋于饱和，此后趋于饱和，此后vDS继继续上升，续上升，iD保持不变保持不变如果如果vDS过大会导致漏端过大会导致漏端PN结反向击穿，结反向击穿，iD急剧上升。急剧上升。(3) 特性曲线特性曲线可变电可变电阻区阻区

10、恒流区恒流区击穿区击穿区开启电压开启电压VT2. N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFET 由于事先在由于事先在SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正绝缘层中掺入了大量的金属正离子，所以当离子，所以当vGS=0时，这些正离子已经感应出时，这些正离子已经感应出反型层，在漏源之间形成了导电沟道。于是只反型层，在漏源之间形成了导电沟道。于是只要有漏源电压，就有漏极电流存在。要有漏源电压，就有漏极电流存在。耗尽型耗尽型MOS管的特点：栅源电压为正、为负管的特点：栅源电压为正、为负 或为零均能工作。或为零均能工作。 )1 (2PGSDSSDVVIIIDSS :饱和漏极电流饱和漏极电流（VGS 为为0时的漏极电流）

11、时的漏极电流）VP :夹断电压夹断电压（漏极电（漏极电流为流为0时的时的VGS）见见P34图图2.39思考题思考题：夹断电压夹断电压VP与开启电压与开启电压VT是是哪种类型场效应管的参数？有何区别？哪种类型场效应管的参数？有何区别？思考题思考题：在实际应用中场效应管的热稳在实际应用中场效应管的热稳定性比三极管好，为什么？定性比三极管好，为什么？思考题思考题：场效应管和三极管均是放大器场效应管和三极管均是放大器件，三极管可以用件，三极管可以用 来表示放大能力，那来表示放大能力，那么场效应管也可以用么场效应管也可以用 来表示放大能力吗？来表示放大能力吗？为什么？为什么？3. FET和和BJT的比较

12、的比较 v FET是是电压控制器件电压控制器件，BJT是是电流控制器电流控制器件件；FET放大电路的放大倍数低。放大电路的放大倍数低。 v FET中导电载流子只有一种中导电载流子只有一种(单极型器件单极型器件)，而而BJT中同时存在两种中同时存在两种(双极型器件双极型器件)，所以，所以FET有较好的温度稳定性和低噪声性能。有较好的温度稳定性和低噪声性能。v FET无栅极电流，无栅极电流，输入电阻大输入电阻大；BJT输入输入端端PN结正偏，输入电流大，结正偏，输入电流大，输入电阻小输入电阻小。v FET使用时使用时d极、极、s极可以互换极可以互换；而；而BJT的的c极、极、e极不可以互换极不可以

13、互换。v FET制造工艺简单，芯片占用面积小，更适于制造工艺简单，芯片占用面积小，更适于在集成电路中使用。在集成电路中使用。v MOS管栅极绝缘且绝缘层很薄，所以较小的感管栅极绝缘且绝缘层很薄，所以较小的感生电压能产生很高的电场，易使绝缘层击穿。生电压能产生很高的电场，易使绝缘层击穿。为保护管子，存放为保护管子，存放MOS管时应将各电极短接；管时应将各电极短接；焊接时电烙铁应有良好的地接触焊接时电烙铁应有良好的地接触(或断电焊接或断电焊接)，并注意对交流电场的屏蔽。，并注意对交流电场的屏蔽。3.8 场效应管放大电路场效应管放大电路 FET和和BJT一样，工作时要有合适的静态工作点。一样，工作时

14、要有合适的静态工作点。根据根据FET的输出特性，电路应给的输出特性，电路应给FET提供合适的提供合适的VGS和和VDS才会有合适的静态工作点才会有合适的静态工作点。 FET放大电路有共源、共漏、共栅放大电路有共源、共漏、共栅3种组态。种组态。1. FET的直流偏置电路及静态分析的直流偏置电路及静态分析(1) 自偏压电路自偏压电路对对FET进进行静态分行静态分析时，将析时，将栅极栅极g和和沟道之间沟道之间视为断路视为断路处理处理 直流偏压直流偏压VGS不是靠电压源提供，而是由源极电阻不是靠电压源提供，而是由源极电阻R上的上的直流压降提供，称为直流压降提供，称为自偏压电路自偏压电路。该电路只适用于

15、该电路只适用于耗尽型耗尽型FET，而且静态工作点调节不方便，而且静态工作点调节不方便)(RRIVVdDQDDDSQ (1) 0RIRIVVVDQDQSGGSQ (2) )1(2PGSQDSSDQVVII GSQDQVI、联立求出、由)2( )1(3.8.1 FET放大电路的静态分析放大电路的静态分析分压器式自偏压电路分压器式自偏压电路(1) 212RIVRRRVVVDQDDgggSGGSQ (2) )1(2PGSQDSSDQVVII )(RRIVVdDQDDDSQ 耗尽型、增强型耗尽型、增强型FET均适用；而且静态工作均适用；而且静态工作点可通过调节点可通过调节Rg1、 Rg2和和R确定，比较

16、方便确定，比较方便2. FET放大电路的动态分析放大电路的动态分析(1) FET的交流小信号模型的交流小信号模型rgs：栅极和源极间的电阻，极大，常作开路处理栅极和源极间的电阻，极大，常作开路处理rd：交流输出电阻，比较大，常作开路处理交流输出电阻，比较大，常作开路处理gm：低频互导低频互导(跨导跨导)小信号模型的简化小信号模型的简化(2) 用小信号模型分析用小信号模型分析FET放大电路放大电路(a) 共源放大电路共源放大电路oiVRRA、计算RgRgRVgVRVgVVAmdmgsmgsdgsmioV 1 )/(213gggiRRRR doRR 共源电路属于反相共源电路属于反相(倒相倒相)电压

17、电压放大器，其增益较大，输入电放大器，其增益较大，输入电阻较高，输出电阻由阻较高，输出电阻由Rd决定决定见见P66FETP66FET放大电路分析；区放大电路分析；区分和本例题的不同分和本例题的不同 3.9 多级放大电路多级放大电路 为了获得更高的电压放大倍数，可以把多个为了获得更高的电压放大倍数，可以把多个基本放大电路连接起来，组成所谓多级放大电路，基本放大电路连接起来，组成所谓多级放大电路，其中其中每一个基本放大电路叫做一级每一个基本放大电路叫做一级。1. 耦合方式耦合方式多级放大电路中级与级之间的连接方式叫多级放大电路中级与级之间的连接方式叫做做耦合方式耦合方式。常见耦合方式有以下三种：。

18、常见耦合方式有以下三种：v 直接耦合直接耦合v 阻容耦合阻容耦合v 变压器耦合变压器耦合（1 1）直接耦合直接耦合思考题思考题：请求出两个三极管的的静态工作点：请求出两个三极管的的静态工作点，并说明它们之间的关系。并说明它们之间的关系。（2 2）阻容耦合阻容耦合思考题思考题：请求出两个三极管的的静态工作点：请求出两个三极管的的静态工作点，并说明它们之间的关系。并说明它们之间的关系。2 多级放大电路的分析多级放大电路的分析(a) 计算多级放大电路的电压增益计算多级放大电路的电压增益ioVVVA )1()2()1(23121 noononoooooioVVVVVVVVVVVnnVVVVAAAAA

19、)1(321见教材见教材P61P61放大电路电压增益的表达式放大电路电压增益的表达式v 输入电阻法输入电阻法计算各级放大电路的增益时，将后一级电路计算各级放大电路的增益时，将后一级电路的输入电阻作为前一级的负载考虑的输入电阻作为前一级的负载考虑计算电压增益的方法计算电压增益的方法11111)/(beLcVrRRA 2221/bebiLrRRR 2222)/(beLcVrRRA 21VVVAAA 见教材见教材P69P69公式公式电路如图所示，已知电路如图所示，已知 1= 2=100，VBE1=VEB2 = 0.7 V，计算总电压放大倍数。，计算总电压放大倍数。 例例 题题 1第一步：第一步： 求

20、静态求静态IEQ1和和IEQ2值值V .VRRRVCCbbbB3832121 AmRVVIeBEBEQ11111 mARVRIRVRIIVRIVRIVeEBcEQeEBcCQEQEBeEQCCcCQCC1 . 1)(22112211222211第二步：第二步： 求求rbe1和和rbe2值值 kmAmVIVrrkmAmVIVrrETbbeETbbe6 . 21 . 126101200)1(8 . 2126101200)1(22221111 第三步：第三步： 求求AV1017221VVVAAA krRbei6 . 2225 .618 . 2)6 . 2/1 . 5(100)/(12111 kkrR

21、RAbeicV 4 .1656 . 23 . 41002222 kkrRAbecV (b) 计算多级放大电路的输入和输出电阻计算多级放大电路的输入和输出电阻 将多级放大电路作为一个整体看待，其将多级放大电路作为一个整体看待，其输输入电阻入电阻是从是从第一级放大电路输入端第一级放大电路输入端看进去的看进去的交流等效电阻；交流等效电阻；输出电阻输出电阻是放大电路在是放大电路在断开断开负载负载后，从后，从最后一级放大电路输出端最后一级放大电路输出端看进去看进去的等效交流电阻。的等效交流电阻。计算下图所示电路的输入电阻和输出电阻计算下图所示电路的输入电阻和输出电阻)1(/31151RrRRRbei 例

22、例 题题 2100RR 练习题练习题：见教材见教材P77P77习题习题3.203.203.10 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 增益增益 输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻非线性失真非线性失真带宽和最大输出功率带宽和最大输出功率注意：注意：输入电阻、输出电输入电阻、输出电阻、增益通常都是阻、增益通常都是在正弦输入信号下在正弦输入信号下的的交流参数交流参数，只有，只有在放大电路处于放在放大电路处于放大状态且输出不失大状态且输出不失真的条件下才有意真的条件下才有意义。义。第三章第三章 放大电路基础放大电路基础 主要内容小结主要内容小结一、基本放大电路一、基本放大电路 3 3种组态种组态共发射极、共集电极、共基极放大电路共发射极、共集电极、共基极放大电路二、放大电路的分析方法二、放大电路的分析方法静态、动态；静态、动态；直流通路、交流通路直流通