电子技术及其应用基础模拟部分李哲英02anal21

第2章基本放大器电路

2-1、放大器电路的基本概念与分析方法

2-2、三极管基本放大电路

用三极管或场效应管组成的放大器电路

放大器是组成各种应用电路的基础

学习和掌握基本放大器模块电路的分析方法2-3、场效应管基本放大电路2-4、基本放大电路仿真分析

Basicamplifyingcircuits12-1、放大器电路的基本概念与分析方法2-1-1、放大器分析的基本概念

2-1-2、定性分析

Determinedanalysis2-1-3、微变等效电路分析方法micro-equivalentcircuitsanalysis2-1-4、图解法GraphicmethodBasicconceptandanalysismethod22-1-1、放大器分析的基本概念Amplifier一、放大器分析的前提条件二、信号放大三、电路参考点与信号参考点四、直流通路和交流通路五、电路工作点六、偏置电路七、输入电阻与输出电阻八、器件的输入与输出特性九、信号特性3一、放大器分析的前提条件（1）线性时不变Leanerandtimeinvariant除非特殊说明，认为电路模块是线性电路，电路中的参数不随时间变化。2-1-1、放大器分析的基本概念（2）温度范围Temperaturerange考虑器件工作在正常温度范围内。这是保证元器件特性参数正常工作的基本条件，也是分析结果的使用范围。（3）频率范围Frequencyrange设信号频率处于电路和器件所允许的最高频率范围内，以保证分析结果正确。4二、信号放大SignalamplifyVoltageamplifyvo=AV

·vi

Currentamplify

io=Ai

·ii

2-1-1、放大器分析的基本概念放大电路+-vsrsRL+-vi+-voiiio电压放大倍数电流放大倍数tV

5三、ReferencepointforCircutsandsignalForsignal

以信号电压为参照物。Thesignalvoltageistheframeofreference2-1-1、放大器分析的基本概念电路参考点电子电路的地电位点，也就是电源的公共端。示例RbRcVccVoVinC2C1RbReVccVoViC2C16电路参考点与信号参考点示例1电路参考点RbRcVccVoC2C1Vin信号参考点RbRcVccVoVinC2C17电路参考点信号参考点VinRbReVccVoC2C1RbReVccVoViC2C1电路参考点与信号参考点示例28四、直流通路和交流通路直流通路DC直流信号所通过的路径。2-1-1、放大器分析的基本概念交流通路AC交流信号所通过的路径。示例RevoviVcc+-+-CCRb1CeRcRb2ReVccRb1RcRb2直流通路vovi+-+-Rb1RcRb2交流通路9五、电路工作点workpoint电路中半导体器件各电极上的电压和电极支路中的电流。2-1-1、放大器分析的基本概念QIbVceIcVbeIbIct10六、偏置电路biascircuit2-1-1、放大器分析的基本概念为器件提供必要的偏置电压和电流，使器件工作在放大区。偏置电阻偏置电阻偏置电阻偏置电阻RbReVccVoViC2C1RbRcVccVoVinC2C1Biasresistor11七、输入电阻与输出电阻输入电阻2-1-1、放大器分析的基本概念输出电阻RiRL放大电路VTITROrs放大电路VTITInputandoutputresistor122-1-2、定性分析Determinedanalysis定性分析——确定电路功能和元器件作用，估计电路参数。可分为两种类型：（1）已知电路功能，分析电路是否处于正常工作状态；（2）已知电路结构，分析判断电路正常工作时应有的状态，提出电路正常工作的条件。一、三极管放大电路的定性分析二、场效应管放大电路的定性分析13一、三极管放大电路的定性分析约束条件（1）电路工作在低频小信号状态。（2）电路中的元器件处于正常状态。2-1-2、定性分析基本步骤：（1）考察静态工作点（2）考察信号输入端（3）考察电路信号输出端Transistoramplifier14三极管放大电路的定性分析示例例2-1-1定性地分析图示放大器电路。已知Vcc=9V，Rb1=68kW，

Rb2=22kW，Rc=1kW，

Re=300W，C=Ce=1mF，三极管的rbe=700W，b=50Revovi+Vcc+-+-CCRb1CeRcRb2步骤1：考察静态工作点步骤2：考察信号输入端步骤3：考察信号输出端步骤4：分析元器件作用Re+VccRb1RcRb2VbVcVevovi+-+-Rb1RcRb2

Ib

Ic15二、场效应管放大电路的定性分析2-1-2、定性分析基本步骤：（1）确定场效应管类型（1）考察静态工作点（2）考察信号输入端（3）考察电路信号输出端Fieldeffecttransistor16场效应管放大电路的定性分析示例例2-1-1定性地分析图示放大器电路。步骤2：考察静态工作点步骤3：考察信号输入端步骤4：考察信号输出端步骤5：分析元器件作用RgVDDvoviRs步骤1：确定场效应管类型N沟道绝缘栅MOS管栅源之间无偏置电压Rg在栅极击穿时起保护信号源的作用对于耗尽型MOS管，小信号可放大对于增强型MOS管，小信号不能放大172-1-3、微变等效电路分析方法交流分析___对输入为低频小信号的等效电路进行分析。一、二端口网络的混合参数方程二、微变等效电路三、微变等效电路分析18一、二端口网络的混合参数方程2-1-3、微变等效电路分析方法二端口网络v1i1i2v2++--h参数19二、微变等效电路2-1-3、微变等效电路分析方法1、三极管的微变等效电路

ibicbecvcevbe+_(a)+_+_hie+__+bvbehrevcehfeib1/hoeiceibcvce(b)rbe+__+bvbe

ibiceibcvce(c)rbe

20三极管微变等效电路示例例2-1-2绘制交流微变等效电路。Revovi+Vcc+-+-CCRb1CeRcRb2vovi+-+-Rb1RcRb2vovi+-+-Rb1Rb2Rcibibicrbebec21二、微变等效电路2-1-3、微变等效电路分析方法2、场效应管的微变等效电路

id+_hie+__+gvgshrsvdshfsig1/hosidsigdvds(b)iggsdvdsvgs+_(a)+_+__+gvgsgmvgsidsdvds(c)rds22场效应管微变等效电路示例绘制交流微变等效电路。RgVDDvoviRsRgvoviRs课堂练习RgvoviRsgmvgsvgsdsgrds23微变等效电路练习绘制交流微变等效电路。Revovi+Vcc+-+-CCRbRcvovi+-+-RbReibibicrbebceRbvoviVcc+-+-CCRb2RcReCevo+-

ibrbe+-viReibbceRcRdvoviRsVDDvisdgmvgsrds+-voRd+-gRs24三、微变等效电路分析2-1-3、微变等效电路分析方法在低频小信号条件下，把三极管、场效应管线性化，认为其参数是常数，即低频小信号器件模型。（1）静态工作点估算（2）绘制微变等效电路（3）分析电路行为特性（4）分析电路参数特性分析步骤：25微变等效电路分析示例1

分析图示电路功能。假设b=50，Vcc=+5V，RB1=42k

，RB2=8k

，RC=750

，RE=50

。VccREvovi+-+-100

100

RB1RCRB2

1、静态工作点估算解：RE+VccRB1RCRB2VbVcVe26微变等效电路分析示例1

2、画微变等效电路Vcc50vovi+-+-100

100

42k7508kRSvSRLRE

ib

rbeRB2RB1RC27微变等效电路分析示例1

3、分析电路行为特性电压放大倍数无负载时RSvSRLRE

ib

rbeRB2RB1RC负载RL=1k时思考：如何提高AV？28微变等效电路分析示例1

4、分析电路参数特性（1）输入电阻RSvSRLRE

ib

rbeRB2RB1RC（2）输出电阻29微变等效电路分析示例2

分析图示电路功能、对交流信号的输入输出关系和参数特性。分析中假设三极管T1和T2具有相同的参数，b=50。1、静态工作点估算解：50+Vcc42k7508kVbVcVeVcc10kvoVcc+-10kVcc50v1vi+-+-100

100

42k7508kT1T2T1管具有固定偏置电路T2管需要由输入信号提供偏置30微变等效电路分析示例2

2、绘制微变等效电路

42kvi8k50750v150ib

rbeT1管微变等效电路voVcc+-10kVcc50v1vi+-+-10

10

42k7508kT1T2T2管微变等效电路rbe10k50ib

vov1取决于前一级31微变等效电路分析示例2

3、分析电路行为特性42kvi8k50750v150ib

rbeT1管微变等效电路T2管微变等效电路rbe10k50ib

vov1T2管（无负载）如果由截止

导通如果由导通

截止T1管T2管导通T2管截止反相324、参数特性分析Ro=10k

4.2kvi0.8k50750rbev110k50ib

50ib

rbevo微变等效电路分析示例2

332-1-4、图解法分析法目的：

针对给定的三极管或场效应管的输入输出特性曲线，对电路进行基本估算分析。

一、基本分析步骤

二、静态工作点与直流负载线三、动态工作点与交流负载线34一、图解法基本分析步骤

2-1-4、图解分析法vinRbRcvoVCC（1）获得分析电路中半导体器件的特性曲线。

（2）确定静态工作点，绘制直流负载线。

（3）确定电路动态工作点