第三章基本放大电路

第三章晶体管放主要放大电路的基本概念（主要性能指标、基本的工作原理单管放大电路通频带内的分析（栅单管放大电路的频率特双管放大电路以《模拟电子技术基础》（第四版），华成英、童诗白，高等教社老师的讲复旦大学微电子学院2014秋 §3.1放大器的1.放大器的主要性能指电子学中放大的放大的前提：不放大电路常以正弦波作为分析信号，是由于任何稳态信号都可分解若干不同频率正复旦大学微电子学院2014秋 是衡量放大电路XiAXoAX

( A这里的 是复数，反映了输出与输入的幅值比和相位差。输出与输A可以分别是电压和电流，因此，有四种放大倍数UU UU电压放

A

跨阻

I oI iII

iII 电流放大倍数

跨导 AA IU IUi

i电压/电流

A20lgUo(dB)A20lg

UI UI 复旦大学微电子学院2014秋 输入从放大电路输入端看进的等效阻抗，定义为：Z

UI 一般，Zin是一个复数。在低频下，输入阻抗可称作输入 输入电阻是衡量放大电路从其前级取电流大小的参

i② 越大，越小，UU，即电压③ 越小，越大，越接近输出电阻或从放大电路输出端看进去的等效内阻称为阻抗，定义为

U I 任何放大电路的 复旦大学微电子学院2014秋 通频带放大系放大系数随频率变化曲线—通频带f

fH下限截止频 非线性失真D=(输出谐波总量/基波)

fH上限截止频定义为不产生非线性失真时的最大输出电压复旦大学微电子学院2014秋 最大输出功率在放大器输出不失真条件下负载上获得的最大功率效率Pom与放大器电源消耗功率PV之比η(PomPV复旦大学微电子学院2014秋 2.放大器的电路

ICC2CCIB C u uiV

__

以共射极放大器为①晶体管 元件，起放大作用②输入回路中，电源VB使晶体管发射结电压VE大于开启电压并与基极电阻B共同决定基极电流③输出回路中，电源VCC使晶体管集电结反偏，与集电极电阻Rc决复旦大学微电子学院2014秋 输入端有小信号ui输入，输出端有小信号uo输出 基极、集电极处的电容C1、C2起到 需要有源元件（如晶体管、场效应管），且处于放大状态（要直流电源，正确设置 输入回路应使输 输出回路应使动 保证放大电路能不失真地放大小信号（入小信号幅度不可过大）复旦大学微电子学院2014秋 3 确定晶体管/场效应管的静态工作点 计算各小信号模 计算放大器的交流性能参数（如放大倍数、动态输出范围等分析方 近似计算法（主要用于静态工作点的计算 图解法（静态工作点、输出动态范围 等效电路法（除动态范围之外的小信号主要性能参数复旦大学微电子学院2014秋 采用近似计算法计算法求静态工画出直流通路：在直流电源作用下直流电流流经的通 固定直流偏置

电容开路、电感短路++ +

交流信号源视作短内阻保i 直流通复旦大学微电子学院2014秋 B++__

I

VCC

VBE(ON RBQ:ICQIBQ

CC 两点近似VBEVBE(两点近似VBEVBE(on)硅管的VBE(on)一般认为是锗管的VBE(on)一般认为是对于这种固定偏流电路，存在工作点随温度变化而漂移的问题βT,VBEβ复旦大学微电子学院2014秋 电流负反馈直流偏置—稳定静态工++_RLuoRBREC_E等RB

RBRB1//

+_ RE是反馈电

直流通

RB1RBII

VBBVBE(ONRB

VRE

TIBQ

,ICQ,

RER

VBEQ: IERE(1)IBQRE

BQ CQ REIICQ

I

作点得以稳定

VCCICQRCVRE复旦大学微电子学院2014秋 E③电压负反馈直流偏置—稳定静态工作反馈电阻

直流通

II

VCCVBE(ON

VCC

(ICQIBQ)RCIBQ

VBE(ON

RB(1)RC

TIBQ

,ICQ

CEQVBEQ:ICQIBQ (1)I

IBQ,ICQVCEQ的反 CEQ CC

复旦大学微电子学院2014秋 图解法求静态工 输入回当输入小信号ΔuI=0时，uBE与iB满足电压回路方程：uBE该条直线称为输入（回路）同时，uBE与iB还满足晶体管的输入特性关输入负载线直线与输入特性曲线的交点的纵坐标值就是

iBRb复旦大学微电子学院2014秋 斜率为斜率为1 输出回输出回路中的iC与uCE满足回路电压方程：uCEVCCiCRC，该直线率为-1/RC，与横轴的交点为（VCC,0），与纵轴的交点为称作直流（输出）负载线当输入小信号为零时，iC与uCE还应该位于输出特性曲线上，且在那条曲线上作图可得静态工作点Q:(ICQ,VCEQ)复旦大学微电子学院2014秋 二、交流性能参分析方法：图解法、等效电路法图解 多用于对最大不失真输出电压动态范围、失真、以及放倍数进行估交流通路：交流小信号作性能参数++耦合电容短+_+_RLuo无内阻的流电源短__++_ _RLC //RLCL复旦大学微电子学院2014秋 ① （）对于共射放大器，与随着输入小信号ui的幅度不断增加，ib、ic出电压uo的幅度也随C最小值（管压降降UCESB子不截止。在输出特性曲线的坐标系中，作过Q点，斜率为-1/(RC//RL)该直线称作交流负载线交流负载线是有交流输入信号时，晶体管瞬时工作点（uCE,iC）的动轨迹当交流信号为零时，便是静态工作点Q复旦大学微电子学院2014秋 正向最大幅度

//R);反向最大幅度：U

最大不失真输出电压：Uom 2014直流负载线与交流负载线在怎样的放大器中是重合直接耦合放为了使UOM尽可能大，应该怎样设置静态工作点静态工作点设置不合理，输入小信号之后可能引起怎样 当Q复旦大学微电子学院2014秋 例题利用图解法求静作交流负载线，求最大不失真

解：a)利用直流通路求R UCCUBE120.740R压UM复旦大学微电子学院2014

BB在输出曲线上作直流负载线MN：uCE与IBQ40 的交点就是静态工作点Q

iC(RC1RC2IBQ40AICQ1.6mAVCEQ5.6V复旦大学微电子学院2014秋 b)最大不失真输出电压幅电路带上负载RL后，交流负载为在输出特性曲线上过Q点，作斜率为-1/(RC2//RL)的交流负载线正向幅度：Vop+反向幅度：Vop-=VCEQ-VCES=5.6-因此，最大不失真电压幅复旦大学微电子学院2014秋 输出波形非线性失真分截止失饱和失复旦大学微电子学院2014秋 例题由于电路参数不同，在信号源电压为正弦波时，测得输出波形如图(a)(b)、(c)所示解:共射放大电路，输出电压信号与集电极电流iC表明电路发生了饱和失真。为了降低QRb，减小RC表明电路发生了截止失真，为了提高QRb表明电路既发生了饱和失真，又发生了截止失真，可提高V复旦大学微电子学院2014秋 晶体管用小信号模型替代出阻抗等）。++_RLuo_求如图所示放大器的电压放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻复旦大学微电子学院2014秋 解：利用晶体管的h参数模+ +电路等+

ib

_

小信号等效电放大倍A

(RC//RL

uoib(RC//RL),ui 输入电阻RiRB//输出电阻Ro复旦大学微电子学院2014

rrI, Q 解：利用混合π模++++uRCRLuiRoB__

v

+

'e mb 放大倍数

小信号等效电uAu

rb'egm(RC//RL

uogmvb'e(RC//RLi i

urbb'rb'e输入电RiRB//(rbb'rb'e输出电阻Ro

bgmVgmV b'TI§3.2晶体1.共射放C+1+_RLuoREC_EI

VBBVBERB(1ICQI

1

RRB1R

复旦大学微电子学院2014

BRB1//RB 画交流通路，其中，射极电阻E被射极电容旁路 画出交流小信号 计算各交流性能参数++++uRCRuoiRLB__ui_

ib

ib

+ _ 小信号等效电输入电阻RiRB//RBRB1//

输出电阻Ro电压放大倍数 u //R

Au o 复旦大学微电子学院2014

++_RLuoRE_+++_ RBRE_一、直流分析（静态工作点

交流通直流通路等同于复旦大学微电子学院2014秋 二、交流分+++__RiRo①输入电阻：RR//R'，R' (1① 发射极电阻E等效到基极回路中，是原先的(1+β 输出电阻：RoRC 电压放大倍数Auo

ib(RC//RL

(RC//RLu复旦大学微电子学院2014

(1

(1两种交流参性能特Auo (1 RiRB//[rbe(1)RERoRC反相放无射极旁路电电压增益温度稳定性输入电阻i’较Auo(RC//RL RiRB//Ro反相放有射极旁路电电压增益输入电阻i’较两者输出电阻一复旦大学微电子学院2014秋 2

+

+oL oL_I

VCCVBE(ON

Q:ICQIBQ CEQ CC

CC CQ 复旦大学微电子学院2014秋 +S+Sui_B+RLuR

ib ++e eo_ o__交流通

Rio+ Rio+RRS _

e+o o_ R 2014

小信号等效电输入电阻RR//R

R' (1 //R

输出回路中的电阻等效到输入回路时，是原先的(1+β输出电阻对于节点A，有 (1

R

i 对于图示回路，有

A(Rs//RB)ibibrbeuo

o o_两式联立，可解

(Rs//RB)

//

1 ①基极回路中的电阻等效到输出回路（或发射极回路）时，为持两端电压不变，阻值是原先的1/(1+β②如果考虑

,输出电阻为R

// //rbe(Rs//RB)

1 2014

+电压放大倍数+RRB_

+o o_Rio Riouo(1)ib(RE//RLA

(1)(RE//RL (1 //R u uoui u Ri复旦大学微电子学院2014秋 三、共集放大器交流RiRB//[rbe(1)(RE//RLRR//[(Rs//RB)rbe A

1(1)(RE//RL

, (1 //R u R ①输入电阻较大③常用作运算放大④同相放大，电压放大倍数近似于1因此共集放大器常称作射极跟随器复旦大学微电子学院2014秋 3

+

+ _

+ _RB

+

交流通一、静态工作点直流通路是电流负反馈偏置形式， 面内容二、交流分画出如下图共基复旦大学微电子学院2014秋 e

+ _

bR’bRi

_

小信号等效电输入电阻：R //R',R' 输出电阻Ro

1电压放大倍数：A

ib(RC//RL)=(RC//RL i b 三、共基放大器的交流①②电压增益较大（与有射极旁路电容的共射放大器相同③复旦大学微电子学院2014秋 VEE=VEE=+ （1）当R4=1kΩ时，证明晶体管工（2）当R4=10kΩ时，证明晶体管工作（4）计算R4=1kΩ时放大器输入阻抗ri、输出阻抗ro、电压增益Av、电流增益Ai复旦大学微电子学院2014秋 §3.3场效1自给偏置电路（适用于结型、耗尽型场效应管电路直流通

DG+DG+_

直流或静态极电流，从而VGQ

IDSQ源极电阻上的电压提供栅-源电压，故称自给偏压复旦大学微电子学院2014秋 静态工作点Q(V、DQ、DQVGSQVGQVSQIDSQ

VGS(offVDSQVDDIDSQ(RdRs二、耗尽型MOS管放大电路的自给偏

静态工作点(VGSQ、IDSQ、VGSQ+

Q:IDSQIDSS(1

VGSQ )VGS(offVDSQ VDDIDSQRd复旦大学微电子学院2014秋 分压式偏置电路（适用于任何场效应管的放大电路以增强型MOS为例，静态工点Q(VGSQ、IDSQ、VGSQ

Rg1Rg

VDDIDSQ 1 W V 电阻Rg上没有电流，作是提高输入电阻

VDSQVDDIDSQ

Rs

VA

Rg1Rg

复旦大学微电子学院2014秋 共源RR +

电路结构特分压式偏置电C1、C2隔直通交，耦合作 _

Cs _

CS是源极旁路电Rg增大放大电路的输入电静态工作 述的分压式偏置交流性能参 画出放大器小信号等效电路复旦大学微电子学院2014秋 + _

_

RL_输入电阻：Ri

小信号等效电(R1//输出电阻：Ro考虑沟道调制效应，输出电阻为RoRDuogmugs(RD//RL

对于增强型uiuuAuo //Ruu

iDSmuGSm

W ox

GSQVth i

VDS复旦大学微电子学院2014秋 C C2

r +

RRs

o+_o+_RRu1RD2+_小信号等效电路中有源极电阻 输入电阻：R 输出电 不考虑rs时2014

//R2oog R RF

ugs

因此，Ro

rRoRD//[rdsRF(1gmrdsuogmugs(RD//RLui(1gmRF

共源 对电压反相放 输入、输出电阻较A

gm(RD//RL

具有较强的电压 1

复旦大学微电子学院2014秋

+_R1R+sRL_++_g _R+1R2_+u+u_u+iRRSRLu_1gmugso_交流参数的计输入电阻：

//R2输出电阻：不考虑复旦大学微电子学院2014

ds

R ogmo

//

小信号等效电考虑 时

1// //g ds gm电压放大倍uogmugs(RSRLuiugsuougs[1gm(RS//RLuAuou

gm(RS//RL 1

//RL共漏 输入电阻较大 输出电阻较小带 常用于运算放大④ 1共漏放大器常称作源极跟随器。复旦大学微电子学院2014秋

+

+_

+_

+_

_

_

静态工作点：分交流参数的计算：不考虑rds

小信号等效电输入电阻：

R

输出电阻： g gm

out 复旦大学微电子学院2014秋 电压放大倍数：vinvgsvoutgmvgsRdAvgmRd考虑rds后，以上交流参数的表示式需要怎样修正（3）共共共共共共电压放大系高高较较电流放大系高高––输入电中高低极极低输出电高低高高低高复旦大学微电子学院2014秋 基本放大器的频率响应放大系放大系数随频率变化曲线—通频带f下限截止频

fH上限截止频哪些元件影响f<fL，f>fH频率范围内的幅复旦大学微电子学院2014秋 RC+1+_RLuoRB2REC_E①C1、C2耦合电容RC+1+_RLuoRB2REC_E

、

是结电容，一般0.1~十pF。在高频段，容抗和电路的电阻值相③耦合电容、旁路电容决定放大电路的低频段特性；结电容决定放电路的高频段特性复旦大学微电子学院2014秋 1RC

20log

(dB)201(f/1(f/HR

()arctan(f/ H波特图：横轴频率采用对数坐20 Au/_

1/ UoU -

ff网络函数（转移电压比

-20dB/10频

1jRC

001foUin

1H

1 f

11这里fH称为截止频率，复旦大学微电子学院2014

2

RC低通电路的频响特性曲RC

20log

(dB)20log(f

)20+_R+_R+U_

1(1(f)2fL

)90arctan(fu/u/00.110f+20dB/10倍0f20lgj网络函数（转移电压比）：jUoUoAu

jRC L1jRC Uinj fL

1 1jfL这里L称为截止频率，fL

RC高通电路的频响特性曲复旦大学微电子学院2014秋 2.共射放大器的频率低频段频率简化分析

+

2+_

复旦大学微电子学院2014秋 1/jC1 1/

u + us

相量模

开路电压增其中：R

// ;

RC o(oc

ib

uiAu(ocAu(oc)ui

中频增

j电压增

高通频率特

RiRs

RiRs1

截止频率：

复旦大学微电子学院2014秋 输出回电压增益

中频增

fL

高通频率特uo(oc) RLRC

RL

1jfL2截止频率：fL2稳态分析

CRL

整个放大电路的

uo Aus

其中 1

uo(oc) uo

RCRL

uo(oc

RC be

RiRs复旦大学微电子学院2014

高通频率特因此

us

(RC//RL

fLR

f f(1 )(1 中频增

fL讨论①共射放大器在低②耦合电容C、C分别决定一个截止频率；可通过求出电容C所回路的时间常数RC，然后由f

得到相应截止频③C、C大小相当，一般RLRCRsRi，因此对电路低频特性

fL2④fL1~10fL2，可认为电容1决定了电路的fL1称作复旦大学微电子学院2014秋 二、射极旁路电容C的影rberbei+u RE+ _+_C 电容C回路的时间常数为：RC 由电容C决定的转折频率为： 2R式中的R'是与C并联的等效电阻:

' //[rbe(RS//RB 复旦大学微电子学院2014

1高频特完整的高频小信号模型：混合π模 发射结的结电容Cπ比较大：CCb'eCbCje，其中C是基极电电容，e是发射结耗尽层电容 集电结处的结电容μ

C 复旦大学微电子学院2014

1 0忽略rce和rb’c,得到简化的高频π模利用密勒效应，进一步简化高频π模型 密勒效反相放大电路中，输入与输出之间的分布电容或寄生电容由于放电路的放大作用，其等效到输入端的电容值会扩大1+K倍，其中K该级放大电路电 利用密勒效应，可以将输入回路、输出回路的高频特性分复旦大学微电子学院2014秋 +u+u+

out 理想放大器的输入阻抗为∞，输出阻抗为0

uouin(1uin(1Av

Z等效输入阻抗为：Z

uin Z11如果Zf是电容，容值为C，于是Zf

jC(1Av即输入端电容值为：C(1jC(1Av复旦大学微电子学院2014秋 利用密勒定理，晶体三极管的高频π进进步化模型中的各参数如CCb'e,

C' C'

Av

C bC

复旦大学微电子学院2014秋 采用简化的高频π+_ +_ gmvS _

r v b_

_图中Ci

Av)C,Covgmvb'vgmvb'e(RC//RL

//R 利用电源 复旦大学微电子学院2014秋 1

uu

b u RB//

u1

RsRB//

us,R1rb'e//[

(Rs//RB)] u gmvb'e(RC//RL),R2RC//RL 输出回电压增

u u 1 jR2C

1

低通特截止频率 fH复旦大学微电子学院2014

2(RC//RL

fH 输入回电压增益：vb

11

1

ffH

低通特截止频率：fH1

R1r //r'(Rs//RB),

1gm(RC//RLb 完整的高频增益表示式 vb Avs

低通特

vb

RB// rb'e //R RsRB//

(1 )(1 中频增复旦大学微电子学院2014

fH fH讨论 晶体三极管结电容CC，因此CiCo 与R2RCRL在数量级上是相当 因此，fH1fH2，输入回路的截的高频特性 fH1称作放大器的上限（截止）频率复旦大学微电子学院2014秋 完整的共射如果已知该放大电路的中频增益Avsm、下限频率fL和上限频率fH，对频率从零到无穷 Avs

(1jfL)(1 20lg

)20lg

1(f/f1(f/fL 低频部分的频响函数：

180(90arctanf)90arctan20lg 20lg

1(f1(ffH 高频部分的频响函数：

复旦大学微电子学院2014

180 复旦大学微电子学院2014

例题[5]:一个基本共射放大器的频率特性的波特图如下图所示，请写网络函数 的表达式解：从波特图中fL fHAum网络函数

的表达式为复旦大学微电子学院2014

Au

(1jfL)(1jf 低频段频率

+ +gm

1/+

_考虑耦合电容C的影

小信号等效电路的相量模输出回路的时间常数为RdRL)C，因此该放大fL

RL复旦大学微电子学院2014秋 高频段MOS场效应管高频简①密勒定理②几点简化

'

A MOS场效应管的输入阻抗rgs近似为不考虑g复旦大学微电子学院2014秋 高频段影响放大器频率特性是电容C 输入回路的时间常数：R 因此，上限频率为：fH

'2Rg' gmvgs(Rd//RLAv f f

Avm

gm(Rd//RL

jf

)(1 fHf

复旦大学微电子学院2014秋 例题[6]:放大器电路如图所示，已知＝CS＝10μF。试求fH、fL各约为多少，并写出A的表达1C、C、C对应的截止频率，确定 C +

_

gmu

_复旦大学微电子学院2014

分别求C、2、C对应回路的时间1(RsRi)C1,Ri2(RoRL)C2,Ro3Rs'Csττ远大于τ3故该电路的下限截止频率由CsfL

16Hz求Cs、Cd对应的截止频率，确定 +

+++++_RgCugRdRLuo m__ gg

g

m 复旦大学微电子学院2014秋 引起密勒效应的uAu uuA

//

)-故CgsCgs112.4)Cgd72该电路的上限频率fH

2(R//R 中频段电压增益Ausm为Ausm

R

gm

//

)

//

)f fj完整的

表达式为：

1j

1j复旦大学微电子学院2014秋 4集放考虑耦合电容C、

RSRS

_ _s s_

o_o

Ri Ri 输入回时间常数：

Ri其中：RiRB//[rbe(1)(RERL下限（截止）频率1：fL1

R复旦大学微电子学院2014

输出回时间常数：

RL其中：R //[rbe(Rs//RB 下限（截止）频率2：f

1

1

关于下限频率fL的讨①一般，C1、C2大小相当，需要比较(Rs+Ri)与(Ro+RL)的大②如果

Ri

RL，有fL1fL2；若fL2~10fL1，输出合电容C2决定的截复旦大学微电子学院2014秋 高频特考虑结电容Cb’e、Cb’c的影

+r1bbrr1r'rCr'rCbSC+sgmvu

sCb+__

gU

m_简化

小信号等效电 简化后的s域模 RB值一般很大，可认为开路 Cb’c的容值相比于Cb’e较小，在0.1~1pF之间，容抗很大，也视作开路 Cb’e决定了共集放大器的高复旦大学微电子学院2014秋 us写出电压传递函数：A(s)UousUsUs(s)(Rsrbb')Is(s)Ub'e(s)UoUo(s)(RE//RL)[Is(s)gmUb'e

(s)

(s)Is

(s),

(s)

可得A(s

1 'z1，式中z'

gm1 1

C1p 1

,R //[

1gm(RE//RL1 该传递函数有一个零点zz1rb'egm，由于1

因此该零点zT，接近晶体复旦大学微电子学院2014秋 1 有一个极点pp 1

；若有 //R)1且 //R)R

该极

p mT，也接近晶体管的特征频率 高频段下共集放大器的零极点接近相互抵因此，共集放大器的上限（截止）频率非常高，其通频带（放大器带宽非常宽。我们称之为高频特性好复旦大学微电子学院2014秋 5低频段频率特

考虑耦合电容C、

+++rsuuiRgsu_+ 输入回路截止fL1

_1R

_输出回路截止频率

1o o

一般C1、C2大小相当，若漏放大器的低频复旦大学微电子学院2014

Ri

RL，此时输出回路决定+usuCiC

_

忽略+ _

+++rs_+__+_1u电压传递函数：A(sUo(s)u

gm(Rs//RL UI 1gm(Rs//RL)1其中z

gm，p

,R

rs

//RL R 1g(R//R 共漏放大器高频响应的零极点接近因此，上限截止频率很高，高频特性好；通频带（带宽）很宽复旦大学微电子学院2014秋 6

L L

B 输入回路截止频率：fL1

,

,

1输出回路截止频率：fL2

,

在C1、C2容值相当的情况下，一般R1较小，fL1fL2，因此，共基大器的下限截止频率主要决定于C1复旦大学微电子学院2014秋 高频段频率e_

+ _

+

b

C_

认为rbb 时间常

(R// //R')C,R

b1截止频

fH1

// //R' 输出时间常

//

)C，截止频率fH

1//

复旦大学微电子学院2014秋

f f

,Ausm

R

gm

//RL(1

)(1 fH fH 共基放大器的输都很高，所以高频特性好 一般fH2fH1，高频特fH2影响更大 带宽大，适用于高频共共共共共共高频特差好好差好好电路带窄宽宽窄宽宽复旦大学微电子学院2014秋 §3.6双管放大电路与多级放大1.复合管，可以改善放大电路的性复合管（又称达林顿管NPN-PNP-复旦大学微电子学院NPN-PNP- 两只同类型晶体管组成的复合管，等效成与组成复合管的晶体同类型的管 T管的基极与1管的发射极相连，实现电流放大，复合管的电流大系数为12二、不同类型的晶体管组成复合管（如图c、 1 1大系数为12。复旦大学微电子学院2014秋 一、共射放输入电阻:RRR 输出电Ro

R' (1 12(Rc//RL(1中频电压放大倍Av(1 电流放大倍数:Ai复旦大学微电子学院2014秋 与单管共射放大器相比，复合管放大器交流性能具有以下特点 输入电阻明显增 电流放大倍数增 电压放大倍数基二、共集放大器复旦大学微电子学院2014秋 RiRo输入RRiRo R' (1 RRR

(1

)(1

//RL

1R' o(12o复旦大学微电子学院2014秋 uo(12)(11)ib1(Re//RLuirbe1ib1rbe2(11)ib1(12)(11)ib1(Re//RLA

(12)(11)(Re//RL

(1)(1)(1

//R

与单管共集放大 输入电阻更大 输出电阻更小 电压放大倍数更接近于1复旦大学微电子学院2014秋 2.其它双管放大将两种基本接法组合起来改善基本放大器的性R+Rsv

+++_复旦大学微电子学院2014

_R'Ri

_ 输入电阻：R'r输出电阻：RoRC v 1

(Rc//RL R 1(Rc//RLAvs o1(Rc//RL Ri

Ri共射-共基放大器的性能特 电压增益表达式 由于共基电路的 与单管共射放大器同时有较好的高频特复旦大学微电子学院2014秋 共源-共栅放大器(cascode结构++_M1_+

+ _

_

_

s1

_中频段主要性能不考虑r输出电阻：R 电压增益：A

u u与单管共源放大器性能相同

复旦大学微电子学院2014秋 考虑r输出电阻：RoRD//[rds2rds1(1gm2rds2电压增益：Augm1RD//(rds1gm2rds2rds1 输入/输出电阻、中频电压增益与单管共源放大器相 由于共栅极的存 与单管共源放大器相比，共源-共栅结构的高频特性复旦大学微电子学院2014秋 s s

+ _ 交流小信号等效电复旦大学微电子学院2014秋 i输入电阻：Ri

11

1

输出电阻：Ro电压增益：Auo

2(Rc//RL 1 2 11

A

//RL

1

//RL

共集 电压放大倍数约 输入电阻比共集小，但比共基的大 高频性能好，具复旦大学微电子学院2014秋 3.多级放在实际应用个基本放大电路，合理连接构成一个多级放大电多级放大电路的耦合①多级放大电路中的每一个基本放大器称为一级，级与级之间的连接②耦合必须遵循的原则：各级静态工作点Q传递不能失③四种常见的耦合方（1）直接将前一级的输出优点：没有复旦大学微电子学院2014

缺点：各级放大电路的直流通路相连，导致各级的静态工作点相影响，给电路设计、调试带

如图所示的放电阻Rb1很大，其它参数如1250,Rb2Rc15.5k,Rc2R稳压管DzVz4V，求该电路的RIBQ

ICQ1解解

VBE

Vz

VCC

I

VCCVBER

IBQ2

2IBQ

ICQ11IBQ1

(1

复旦大学微电子学院2014

CEQ

阻容耦前级输出通过电容与后级的输入相连，称为阻容耦合优点缺点：低频变压器耦放大电路中的前压器耦合优点：磁路耦缺点：低频特光电耦复旦大学微电子学院2014

阻容耦合多级放

例题 图中

+

+

个晶体管的参为rbe1=2.9krbe2=1.7求：Aus、Ri、

i

27kΩ EE- 复旦大学微电子学院2014

+

+ui_

+_

ib

+RC _第1级

Ri

第2级：共射电RL1Ri2R2//R3//输入电RL1Ri2R2//R3//Ri=1000//(2.9+51×1.7)输出电阻：RoRo=RC2=

第2级是第1级的负复旦大学微电子学院2014

电压放大倍

uo

Au2是共射级的电压增uo2ib2(RC2//RLuo1ru 2(RC2//RL)-ru

u Aus1是共集级的对信号源的电压增益uo1(11)ib1(RE1//s s

Riu

RsRi (1

// Ri Ri

(11)(RE1//

0.97

RsRirbe1(11)(RE1//

82因此，两级放大复旦大学微电子学院2014

必须考虑级间影①前一级电路的输出电压等于后一级电路的输入电压uo1ui②后一级的输入阻抗等于前一级的负载RL1多级放大器交流动参数的计①输入电阻、输出电阻Ri，Ro的定义等同于单级放该级起往前的所有电路。要考虑级间②电压放大倍数等于每一级电压放大倍数之uAuui

nnk

同样要考虑级间影复旦大学微电子学院2014

例题[9画出其波特图。解 Au

(1jfL1)2(1f

fH这里A