第4章南昌大学低频(补充)

共源放大器南昌大学——共源、共栅和共漏放大器的性能场效应管电路性能特点、分析方法与三极管放大器相似。不同之处仅在于，FET或场效晶体管的ig=0。gmvgxRDRGvs+-RL+-voRS+-virdsgsRiRoRDRGvs+-RL+-voRS+-vi

接R

S

的共源放大器不变经推导则增大减小RDRGvs+-RL+-voRS+-viR

SgmvgsRDRGvs+-RL+-voRS+-virdsgsRiRoR

SR

o

共栅放大器vs+-RL+-voR

SRSRDgmvgsiiio+-vigsRi

i

i因为所以而vs+-RL+-voR

SRSRDvi+-

共漏放大器经推导RGvs+-RL+-voRS+-viR

SgR

SRGvs+-RL+voRS+-virds-gmvgssFET三种组态电路性能比较1共源共栅共漏RiRoAvRDRGvs+-RL+-voRS+-viR

Svs+-RL+-voR

SRSRDvi+-RGvs+-RL+-voRS+-viR

S电流源电路及其应用直流状态工作时，可提供恒定的输出电流

I0。交流工作时，具有很高输出电阻

Ro，可作有源负载使用。+-VQ+vRiB恒定iC外电路(电流源电路)+-VQR电流源I0(直流状态)+-R电流源Rov(交流状态)

电流源电路特点：

对电流源电路要求：直流状态工作时，要求I0

精度高、热稳定性好。交流状态工作时，要求Ro

大(理想情况Ro

)。利用iB恒定时，iC接近恒流特性而构成。

电流源电路原理：

假设T1、T2

两管严格配对，

基本镜像电流源T1VCCiC1RT2IRiC2=I0由于

vBE1=vBE2

根据得知因此，称iC2

是iC1

的镜像。参考电流由于因此

IR

(

>>2)

减小

影响的镜像电流源T1VCCiC1RT2IRIOiRET3

结构特点T1

管c、b之间插入一射随器T3。

电路优点减小分流i，提高I0

作为IR

镜像的精度。式中

比例式镜像电流源T1VCCiE1RT2IRIOR1R2iE2

结构特点两管射极串接不同阻值的电阻。

电路优点Rｏ增大，I０恒流特性得到改善。式中有源负载差分放大器T1、T2

构成的镜像电流源代替RC4。T1VCCic3T2vi1T3T4IEEVEEiOic4ic2vi2

电路组成：T3、T4

构成双端输入单端输出差放。

电路特点：

由镜像电流源知当差模输入时则差模输出电流当共模输入时则共模输出电流T1VCCiC3T2vi1T3T4IEEVEEiOiC4iC2vi2

性能分析：

结论：该电路不仅具有放大差模、抑制共模的能力，在单端输出时，还获得双端输出的增益。由于则差模增益差模输入电阻差模输出电阻集成运算放大器集成运放是实现高增益放大功能的一种集成器件。

集成运放性能特点Av

很大：(104~107或80~140dB)Ri很大：(几k

~105M

)Ro

很小：(几十

)静态输入、输出电位均为零。

集成运放电路符号反相输入端同相输入端输出端v-v+vo+-

集成运放电路组成由于实际电路较复杂，因此读图时，应根据电路组成，把整个电路划分成若干基本单元进行分析。输入级中间增益级输出级偏置电路采用改进型差分放大器采用1~2级共发电路采用射随器或互补对称放大器采用电流源放大器的频率响应从系统的观点看，小信号放大器为线性时不变系统。

传递函数和极零点复频域分析法输入激励信号x(t)输出激励信号y(t)若设拉氏变换X(s)Y(s)在初始条件为零时，定义系统的传递函数：(m

n)式中：标尺因子H0

=bm/an

，z为零点，p为极点。

在可实现的稳定有源线性系统中，分母多项式各系数恒为正实数，极点必为负实数或实部为负值的共轭复数。

零点可以是负实数或实部为负值的共轭复数；也可以是正实数或实部为正值的共轭复数。

在仅含容性电抗元件的系统中：只要不出现由电容构成的闭合回路，则极点数=电容数。若出现闭合回路，则极点数=独立电容数-1。C1C2C3图示闭合回路，极点数=2说明1)写出电路传递函数表达式

A(s)

频率响应分析步骤复频域内，无零多极系统传递函数一般表达式：

2)令s=j

，写出频率特性表达式

A(j

)设极点均为负实数(

p

=

-

p)，则4)确定上、下限角频率

3)绘制渐近波特图

RC低通电路频率响应CR+-+-vi(t)vo(t)

由图，传递函数表达式：时间常数式中，

令s=j

，则频率特性表达式：幅值：或相角：O

p0.1

p10

pAv(

)/dB

-20-3O

p0.1

p10

p

A(

)

-45

-90

-5.7

绘制渐近波特图：根据画出幅频波特图画出相频波特图渐近波特图画法：幅频

<<

p时，

>>

p时，

=

p时，相频

<0.1

p时，

>10

p

时，

=

p

时，-20dB/10倍频-45

/10倍频

确定上限角频率：O

p0.1

p10

pAv(

)/dB

-20O

p0.1

p10

p

A(

)

-45

-90

-20dB/10倍频-45

/10倍频归纳一阶因子渐近波特图画法：幅频渐近波特图：已知自0dB水平线出发，经

p

转折成斜率为(–20dB/10倍频)的直线。相频渐近波特图：自0

水平线出发，经0.1

p

处转折，斜率为(–45

/10倍频)，再经10

p

处转折为-90

的水平线。因

=p

时，

H=p

RC高通电路频率响应

由图，传递函数表达式：时间常数式中，

令s=j

，则频率特性表达式：幅值：相角：CR+-+-vi(t)vo(t)下限角频率：因

=p

时，

L=pO

p0.1

p10

p

A(

)

45

90

绘制渐近波特图：根据画出幅频波特图画出相频波特图O

p0.1

p10

pAv(

)/dB

-2020dB/十倍频-45

/十倍频幅频渐近波特图：>p：0dB水平线；

<p：斜率为(20dB/十倍频)的直线。相频渐近波特图：<0.1

p：90

的水平线。

0.1

p

<<10

p：斜率为(–45

/十倍频)的直线。

>10

p：0

水平线。

多极点系统频率响应

利用RC低通电路分析结果，得传递函数表达式：式中C1R1+-+-vivoAv1C2R2Av2C3R3Av3如图所示的三级理想电压放大器，Ri

，Ro0。试画渐近波特图，并求

H。已知R1C1>R2C2>R3C3

。

频率特性表达式：幅频及相频表达式：均为单阶因子波特图的叠加。假设O

p20.1

p110

p3

A(

)

-90

p1

p3-180

-270

O

p2

p1

p3Av(

)/dB

204060-20

p3-20dB/10倍频-40dB/十倍频-60dB/十倍频-45

/10倍频-90

/十倍频-45

/十倍频归纳多极点系统渐近波特图画法：幅频渐近波特图：自中频增益

AvI(dB)的水平线出发，经

pn

转折成斜率为(–

20dB/十倍频)的直线。相频渐