共集 共基 課程回顧 放大電路的分析方法 共射 課程回顧 放大電路的分析方法 射極偏置電路能穩(wěn)定靜靜態(tài)工作點 當溫度變化或其他原因使晶體管參數(shù)變化時 其工作點能穩(wěn)定在合適的位置 這個電路是交流放大電路中最常用的一個基本電路 共集放大電路信號從基極輸入 從發(fā)射極輸出 集電極作為輸入輸出的公共端 該電路又稱為射極輸出器 或稱射極跟隨器 也是最常用的一種基本電路 共集電極電路的特點是 輸入阻抗高 輸出阻抗低 電壓放大倍數(shù)小于1接近于1 主要用作輸入極 輸出極和極間緩沖極 共基放大電路的特點是 1 電壓放大倍數(shù)數(shù)值上同相 而共基電路是正值 表明輸入與輸出同相 電流放大倍數(shù)共基電路是略小于1 2 輸入電阻比共射電路小 輸出電阻相同 3 共基電路的頻率響應好 在要求頻率特性高的場合多采用共基電路 2 5場效應管放大電路 場效應管與雙極型晶體管一樣能實現(xiàn)信號的控制 所以也能組成放大電路 uGS控制iD 工作于恒流區(qū) 場效應管的三個極G D S分別與晶體管的三個極b c e相對應 因此從放大電路的組成上看也可以有三種基本放大組態(tài) 即共源放大電路 共漏放大電路 共柵放大電路 其中共柵放大電路不常用 2 5場效應管放大電路 1 共源放大電路 與晶體管的共射放大電路相對應 由N溝道結型場效應管和MOS場效應管組成的共源放大電路分別如圖 a 和 b 所示 a N溝道結型場效應管共源放大電路 b MOS場效應管共源放大電路 一 場效應管電路的靜態(tài)分析 2 5場效應管放大電路 UDS VDD ID Rd R 場效應管組成放大電路和晶體管一樣 要建立合適的靜態(tài)工作點 所不同是 場效應管是電壓控制器件 因此它需要有合適的柵極電壓 通常場效應管的偏置電路形式有兩種 自偏壓電路和分壓式自偏壓電路 自偏壓電路只適用于結型場效應管或耗盡型MOS管 分壓式自偏壓電路既適用于增強型場效應管 也能用于耗盡型場效應管 UDS VDD ID Rd R 對場效應管放大電路靜態(tài)工作點的確定 可以采用圖解法或公式計算 圖解法的原理和晶體管相似 用公式進行計算可通過特性方程 二 場效應管電路的動態(tài)分析 場效應管的微變等效電路 二 場效應管電路的動態(tài)分析 場效應管的低頻小信號模型 共源放大電路的分析 1 求電壓放大倍數(shù) 則 2 求輸入電阻 3 求輸出電阻 共源放大電路與共射電路形式相類似 只是共源放大電路的輸入電阻要比共射電路的大得多 Rg3通常很大 故需要高輸入電阻時多宜采用場效應管放大電路 1 電壓放大倍數(shù) 2 輸入電阻 共漏放大電路 3 輸出電阻 所以 由圖有 共漏放大電路是與共集放大電路類似的一種電路形式 共漏放大電路也常稱為源極跟隨器或源極輸出器 共漏電路的特點與共集電極電路相似 電壓極放大倍數(shù)小于1 但場效應管的導跨比雙極型晶體管的 低 所以共漏電路的電壓放大倍數(shù)一般比共射電路低 另外它的輸出電阻也較低 2 6多級放大電路 一 多級放大器的耦合方式 1 阻容耦合 優(yōu)點 各級放大器靜態(tài)工作點獨立 輸出溫度漂移比較小 缺點 不適合放大緩慢變化的信號 不便于作成集成電路 2 直接耦合 優(yōu)點 各級放大器靜態(tài)工作點相互影響 一般用于功率放大器 缺點 可放大緩慢變化的信號 電路中無電容 便于集成化 3 變壓器耦合 輸出溫度漂移嚴重 二 多級放大器的分析 前級的輸出阻抗是后級的信號源內阻 后級的輸入阻抗是前級的負載 1 兩級之間的相互影響 2 電壓放大倍數(shù) 以兩級為例 注意 在算前級放大倍數(shù)時 要把后級的輸入阻抗作為前級的負載 擴展到n級 3 輸入電阻 4 輸出電阻 Ri Ri 最前級 Ro Ro 最后級 解 1 求靜態(tài)工作點 2 求電壓放大倍數(shù) 先計算三極管的輸入電阻 畫微變等效電路 電壓增益 3 求輸入電阻 Ri Ri1 rbe1 Rb1 Rb2 2 55k 4 求輸出電阻 RO RC2 4 3k 2 7放大電路的頻率響應 一 頻率響應的概念 由于輸入信號不是單一頻率的 且在放大電路中存在著電抗性元件 所以其增益是頻率的函數(shù) 即 二 三極管的混合 型等效電路 混合 型高頻小信號等效電路是通過三極管的物理模型而建立的 特點 體現(xiàn)了三極管的電容效應 1 三極管的混合 等效電路 rb c很大 可以忽略 rce很大 也可以忽略 2 簡化的混合 等效電路 三 阻容耦合共射放大電路的頻率響應 1 中頻范圍 電壓放大倍數(shù)和相移均與頻率無關 所有的電容均可忽略 可用前面講的h參數(shù)等效電路分析 2 低頻段 在低頻段 三極管的極間電容可視為開路 耦合電容C1 C2不能忽略 為簡單起見 僅考慮C1的影響 i i C 其幅頻特性為 其相頻特性為 當f fl時 在高頻段 耦合電容C1 C2可以可視為短路 三極管的極間電容不能忽略 這時要用混合 等效電路 畫出高頻等效電路如圖所示 3 高頻段 用 密勒定理 將集電結電容單向化 用 密勒定理 將集電結電容單向化 其中 忽略CN 并將兩個電容合并成一個電容 得簡化的高頻等效電路 其中 其幅頻特性為 其相頻特性為 當f fh時 4 完整的共射放大電路的頻率響應 2 帶寬 增益積 fbw Aum C 三極管一旦確定 帶寬增益積基本為常數(shù) 1 通頻帶 兩個頻率響應指標 本章小結 1 基本放大電路的組成2 靜態(tài)工作點的設置3 直流通路與交流通路4 三種分析方法 1 估算法 直流模型等效電路法 估算Q 2 圖解法 分析Q Q的位置是否合適 分析動態(tài) 最大不失真輸出電壓 3 h參數(shù)等效電路法 分析動態(tài) 電壓放大倍數(shù) 輸入電阻 輸出電阻等 5 三種組態(tài) 1 共射 AU較大 Ri Ro適中 常用作電壓放大 2 共集 AU 1 Ri大 Ro小 適用于信號跟隨 信號隔離等 3 共基 AU較大 Ri小 頻帶寬 適用于放大高頻信號 6 多級放大器 兩種耦合方式 阻容耦合與直接耦合 電壓放大倍數(shù) AU AU1 AU2 AUn7 頻率響應 兩個截止頻率下限截止頻率fL 頻率下降 使AU下降為0 707Aum所對應的頻率 由電路中的耦合電容和旁路電容所決定 上限截止頻率fH 頻率上升 使AU下降為0 707Aum所對應的頻率 由電路中三極管的極間電容所決定