电子技术及其应用基础模拟部分李哲英02anal23

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

12-3、FETAmplifierCircuits2-3-1、共源极交流放大电路2-3-2、共漏电极交流放大电路2-3-3、共栅极交流放大电路共源电路dgs共栅电路gds共漏电路gds2-3-4、场效应管差分放大电路22-3-1CommonSourceAmplifier

输入输出反相

电路增益大

输入电阻大

输出电阻较小Rg——保护电阻Rd——电流放大转变为电压放大C——隔离直流分量一、工作原理二、静态工作点分析三、交流分析四、电路特点

RgVDDvoviRdCRead8.10p3913Vgs(V)idmA绝缘栅耗尽型2-3-1CommonSourceAmplifier一、工作原理WorkprincipleVgsIdRgVDDvoviRdCVgs(V)idmA绝缘栅增强型MOSenhancementMOSDepletion4Vg=VgsVd=VDD

IdRd

Vs=0Id=gmVg

Is=Id

2-3-1CommonSourceAmplifier二、静态工作点分析VgsIdRgVDDvoviRdCVgsIdRgVDDRd5Vd’=VDD－(Id+

Id)Rd

v0=

vc

=－

IdRd=－gmVgsRd

v0=－gmviRdAV

=v0/vi=－gmRd(无负载)gvivO+-sdgmVgsVgs+-Rd

IdRgVd=VDD－IdRd2-3-1CommonSourceAmplifier三、交流分析____电压放大倍数VgsIdRgVDDvoviRdCAV

=v0/vi=－gmRd//RL

(有负载)6Ri=VT/ITRi=

2-3-1CommonSourceAmplifier三、交流分析____输入电阻VgsIdRgVDDvoviRdCRLgsdgmVgsVgs+-Rd

IdRgRiVT+-ITRSrds7Ro=VT/ITVgs=0，Id=0Ro=rds//RdRo=Rd（rds>>Rd）2-3-1CommonSourceAmplifier三、交流分析____输出电阻

VgsIdRgVDDvoviRdCgsdgmVgsVgs+-Rd

IdRgRoVT+-ITRSrds8

电压放大倍数与低频跨导gm和Rd成正比。

电压放大倍数具有较大的分散性。

由于温度特性，电压放大倍数受温度影响较大。

输入输出反相

电路增益大

输入电阻大

输出电阻较低AV=v0/vi=-gmRdRi=

Ro=rds//Rd低频小信号2-3-1CommonSourceAmplifier四、电路特点

VgsIdRgVDDvoviRdC92-3-1CommonDrainAmplifier

输入输出同相

电路增益约为1

输入电阻大

输出电阻较小一、工作原理二、静态工作点分析三、交流分析四、电路特点

RgVDDvoviRSC10Vgs(V)idmA绝缘栅耗尽型2-3-1CommonDrainAmplifier一、工作原理Vgs(V)idmA绝缘栅增强型VgsIdRgVDDvoviRSC112-3-1CommonDrainAmplifier二、静态工作点分析Vd=VDDVs=IsRs

Id=gmVg

Is=Id

Vg=Vgs+IsRs

RgVDDRSVgsRgVDDvoviRSC122-3-1CommonDrainAmplifier三、交流分析____电压放大倍数gvivO+-dsgmVgsVgs+-Rs

IdRgrdsRgVDDvoviRSC13Ri=VT/ITRi=

2-3-1CommonDrainAmplifier三、交流分析____输入电阻RLRiVT+-ITRSgdsgmVgsVgs+-RsRgrdsRgVDDvoviRSC14Ro=VT/ITRo=Rs//rds//1/gm2-3-1CommonDrainAmplifier三、交流分析____输出电阻

RoVT+-ITRSgdsgmVgsVgs+-Rs

IdRgrdsRgVDDvoviRSC15

电压放大倍数略小于1。

电压放大倍数具有较大的分散性。

电压放大倍数受温度影响较大。

输入输出同相

输入电阻大

输出电阻较低Ri=

Ro=rds//Rs//1/gm低频小信号2-3-1CommonDrainAmplifier四、电路特点

RgVDDvoviRSC162-3-1CommonGateAmplifier

输入输出同相

电路增益高

输入电阻小

输出电阻较小一、工作原理二、静态工作点分析三、交流分析四、电路特点

RsVDDvoRddsgvi17Vgs(V)idmA绝缘栅耗尽型2-3-1CommonGateAmplifier一、工作原理Vgs(V)idmA绝缘栅增强型VgsIdRsVDDvoRddsgvi182-3-1CommonGateAmplifier二、静态工作点分析Vd=VDD-IdRdVs=-VgsId=gmVg

Is=Id

Vg=0RsVDDvoRddsgviVgsRsVDDRddsgId192-3-1CommonGateAmplifier三、交流分析____电压放大倍数RsVDDvoRddsgvisvivO+-gdgmVgsVgs+-Rd

IdRsrdsRL20Ri=VT/IT2-3-1CommonGateAmplifier三、交流分析____输入电阻RsVDDvoRddsgviRLRiVT+-ITrSsgdgmVgsVgs+-Rd

IdRsrds21Ro=VT/IT2-3-1CommonGateAmplifier三、交流分析____输出电阻

RsVDDvoRddsgviRoVT+-ITrSsgdgmVgsVgs+-Rd

IdRsrds22

电压放大倍数与低频跨导gm和Rd成正比。

电压放大倍数具有较大的分散性。

电压放大倍数受温度影响较大。

输入输出同相

输入电阻小

输出电阻主要取决于Rd

低频小信号2-3-1CommonGateAmplifier四、电路特点

RsVDDvoRddsgvi232-3-4MOSDifferentialAmplifier

一、工作原理二、静态工作点分析三、差模放大分析四、共模放大分析五、共模抑制比

Vi1VDDRdRdId2Id1T1T2Vo+-+-+-Vi2TVEEVI24Vi1VDDRdRdId2Id1T1T2Vo+-+-+-Vi2TVEEVI2-3-4MOSDifferentialAmplifier一、工作原理25没有输入信号时，两个场效应管工作状态不确定

两输入端接地，Vg1=Vg2=0Id1=Id2=gmVgs

=Is

/2

Is=Is1+Is2Vd=VDD–Id1Rd=VDD

–Id2Rd静态时，差分输出电压为0。2-3-4MOSDifferentialAmplifierVi1VDDRdRdId2Id1T1T2Vo+-+-+-Vi2TVEEVIIs二、静态工作点分析26V0=V+-V-=(Id1–

Id2)Rd

设Vi1=

V1+VCOM，Vi2=

V2+VCOMV0=gmRd(Vi2–

Vi1)

V0=gmRd(

Vi2–

Vi1)

Ad=V0/Vi=-gmRd2-3-4MOSDifferentialAmplifierVi1VDDRdRdId2Id1T1T2Vo+-+-+-Vi2TVEEVI三、差模放大分析27对于直流共模输入信号Is=Is1+

Is2=2Is1=2Is2V+oCOM=V-oCOM=VDD-RdIs/22-3-4MOSDifferentialAmplifier四、共模放大分析ViCOMVDDRdRdId2Id1T1T2Vo+-+-+-ViCOMTVEEVIVo=V+oCOM-

V-oCOM=028对于交流共模输入信号gm1(Vg1-Vs)+gm2(Vg2-Vs)=Is

Id1+

Id2=Is

2gmVg-2gmVs=Is