5 共基极放大电路

5 共基极放大电路 项目2 小信号放大电路 , , 共发射极电路的电压放大原理 , 放大电路的静态点及放大电路的饱和、截止失真 , 共发射极、共集电极电路的A、r、r uio , 共源极、共漏极电路的A、r、r uio , 差动放大电路抑制零点漂移 , 放大电路的上、下限频率、通频带 , 多级放大电路的级间耦合 , 难点 , 放大电路的交流工作状态及其交流等效电路 , 放大电路的输出电阻 , 差动放大抑制零点漂移的原理 , 要求 掌握: , 共发射极、共集电极电路组成及特点，Q点、A、r、r计算 uio , 共源极、共漏极电路及其特点 , 差动放大抑制零点漂移的原理 了解 , 放大电路的频率特性 模块1常用三极管小信号放大电路 1 共发射极放大电路 半导体三极管可组成三种基本放大电路。我们以共发射极接法为例，说明放大电路的 工作原理。 1.1 基本共发射极放大电路的组成 基本共发射极放大电路如图2-1(a)所示。 C2T:电流放大元件,图中用的是NPN型三极管; C1 VVBBCC 、: 直流电源 ，三极管放大电路中一般为几伏或RRRRsBCL十几伏; uuuBEuCEioRC:集电极电阻，一般为几千欧; VVuBBCCSRB:基极偏置电阻，一般为几十千欧到几百千欧; (a)CC12、:耦合电容，具有隔VCCRRBCC2C1 RuRsoLuiuS (b) CC12断直流、传递交流的作用。音频放大时，一般为5-20µF。、均为电解电容，具有极性，“+”极接直流高电位，“-”极接直流低电位; uuRRSSSS、:为信号源的电动势，为信号源内阻; RL:放大电路的外接负载。 图2-1 共发射极放大电路 由上述基本放大电路的组成可知放大电路的组成原则是: (1)为保证三极管工作在放大区，发射结必须正向运用，集电结必须反向运用。图(a) RVVRCCCBBB中、保证发射结正向运用;、应保证集电结反向运用。 ui(2) 电路中保证输入信号能加至三极管的发射结以改变基极电流，通过基极电流控制集电极电流变化。同时，应保证把变化了的集电极电流转化成输出电压，因此集电极接有RC。 VVVVCCCCBBBB为分析问题方便，图2-1(a)中将、分开来画。实际电路中，、共 -1(b)所示。 用一个电源，如图2 当放大器输入端输入信号时，各极电流电压都随时间变化。各极的电流或电压有瞬 时值、直流分量和交流分量之分，因此一定要把三者的符号弄清楚。以基极到发射极之间的电压为例: uBE(小写字母、大写下标)——发射结电压的瞬时值，包括交、直流分量。 UuBEBE(大写字母、大写下标)——发射结直流电压，即中的直流分量。 uubeBE(小写字母、小写下标)——发射结的交流电压，中的交流分量。 Ube(大写字母，小写下标)——为正弦交流电压的有效值。 U,2UUbembebem——交流振幅值， 。 uBE所以可写为: ,U，2Usin,tu,U，Usin,t,U，u(直流分量) BEBEbemBEbeBEbe (瞬时值) (交流分量) 1.2放大电路的工作原理 1(静态 VCC u,0RURiBCEQC当输入信号时，三极管各极电流、电压都不变化。此 I时，放大电路处于静止工作状态，简称为静态。静态时，各极电UBQBEQC2RILCQIIUUUIBQCQBEQCEQBEQBQ流、电压分别用、、、表示，(、)C1UUBEQCEQUICEQCQ和(、)在输入和输出特性曲线上各表示一个点，称 为静态工作点。需要注意的是， 图2-2 放大电路静态工作情况 UUCCBEQCEQ12静态时，耦合电容上的电压为，上的电压为，如图2-2所示。 2(动态 ui在静态的基础上，输入交流信号，称电路工作在动态。为了分析简单，在图2-1(a) uuRCCCiiL,111中，令=。输入信号经电容加到发射结上。由于容量大，在上产生的压 UUuu,CBEQBEQi1BE降很小，可以忽略，因此，上的压降仍然是，发射结电压+ 。可见， UIuuuiBEQBQiiBEB在静态值的基础上随而变化，所以在静态值的基础上随而变化，见图 uiBEB2-3中、的波形。 uiiB因管子工作在放大状态，在的控制下，集电极电t0Iiiii,CQCCBB流将在静态值的基础上随变化，且=，=+uuUBEQBEbeiiRiCCCC见图2-3中的波形。在输出回路中， 流过，当UBEQuRCEC变化时，上压降随之变化，使得管压降也变化，t0uuiCEceC=+即中有了交流分量。值得注意的是，当增加时，iIiBQBb uuRiIBQCECECC上的压降将增大， 减小;反之，减小时,增 t0uCCE2加;中的交流分量通过电容送到输出端为输出电=+iIiCQCcuuiuRCEC0C0压，见图2-3中、、波形。只要选择适ICQ uu0it当，的幅度将比的幅度大得多，这样就实现了电压0 放大。 =+uUuCECEQce从上述分析中，我们可以得出下列重要结论: UCEQ 图2-3 t各极电流、电压波形 0(1) 管子各极电流、电压均由直流分量和交流分 uo量叠加而成。 t0(2) 管子各极电流、电压中，交流分量随输入信 号而变化，因此“放大作用“是 对交流而言。 uu0i(3) 与反相，所以共发射极放大电路又叫反相放大器。 icib1.3直流通路和交流通路 RRRsRLCBuoui有交流信号输入时，放大电路中同时存在着直流分量和交流uS 分量，为了分析计算方便，往往要画出放大电路的直流通路和交 流通路。 图2-4 图2-1的交流通路 绘直流通路应遵循的原则是:电容视为开路，电感视为短路。绘交流通路应遵循的原则是:直流电源内阻为零，视为短路;耦合电容容量很大、容抗很小，亦视为短路。 根据上述原则，图2-1的交流通路如图2-4所示。图2-1中断开C、C后的电路为直 12流通路。直流通路是静态分析所依据的电路，而交流通路则是动态分析所依据的等效电路。 本节介绍了共发射极放大电路的基本组成及其工作原理，现通过例题说明电路能否有放大作用。 C【例2-1】试判别图2-5所示电路能否放大。若不能放2VCC大，改正电路使之能放大。 RRCBC1C2解:图2-5(a)中，由于有隔断直流的作 RLuouiVRCCB用，故+不能经使三极管有基极电流，也不 (a)RC能经使三极管有集电极电流，管子截止，故不能 VCCRCC2C2CR正常放大。若将改接到集电极与负载之间，能正常放大。 1BRuLouVVRiBBBBB图2-5(b)中，从直流通路看，经使三极管有 VR(b)CCC基极电流，+经使三极管有集电极电流，可见电路的 VVCCCVCCC2BB1三极管能导通;从交流通路看，、、、+对交RRCCB2C1uiR流相当于短路，不能加到e结以改 图2-5 LuRoEuiuBE变，故不能正常放大。若将R改接到V支路，能正常BBB (c)放大。 RRBE图2-5(c)中三极管为PNP型，电源经和使三 RRCE极管有基极电流，经、可使三极管有集电极电流，所以该电路直流工作正常。画出 uiReicC交流通路可看出，输入信号可加至结，集电极电流(交流信号)流过可产生输出 u0电压。所以，图2-5(c)可以放大。 2放大电路的分析方法 放大电路的分析方法有两种，一种是图解法，另一种是微变等效电路法。图解法的特点是比较直观，有利于理解放大电路的工作原理和工作过程，帮助我们合理地安排静态工作点，正确选择电路参数。但图解法作图麻烦，遇到复杂的放大电路，例如反馈放大电路和多级放大电路，以及输入信号很小的情况下，应用图解法是困难的。在小信号工作状态下，等效电路法比较方便，但不适合于大信号工作状态的分析。 2.1图解法 UIuCEQCQCE图解法利用管子的特性曲线，通过作图的方法直接求出、，并描绘出电压、 iC电流的波形。我们以图2-1(b)所示共射放大电路为例，先分析静态工作点，然后分析 uiCEC动态下、波形，最后讨论静态工作点的设置和非线性失真问题。 iii CCCVCCB RC RCQiIIBCQBQuuCECE V CCAuCE UVCEQCC(a) (b) 图2-6 静态工作点图解法 1(静态分析 由图2-2可知， V,UCCBEQI,BQRB (2-1) UUUV，，BEQBEQBEQCC因为三极管的较小，通常满足，忽略，则有 VCCI,BQRB (2-2) IBQ所以输入回路中用估算法可简便地求出，一般不用图解法。 IUCQCEQ下面我们用图解的方法确定和。将图2-1输出回路的直流通路单独画出，如 uiCEC图2-6(a)所示。虚线左边是三极管，所以~的关系由输出特性曲线决定;由虚线右 边可知 u,V,iRCECCCC (2-3) VCC uuiViRCECECCCCCABAB令=0，=，得点;令=0，=，得点，连结、两点得一直 1,RC线，称为直流负载线，斜率为，如图2-6(b)所示。 uiCEC图2-6(a)中虚线处的、左右两边的一样，所以必须同时满足输出特性曲线和 IIiQBQBQB直流负载线。静态时=，所以对应的那条输出特性曲线与直流负载线的交点就 IUuiCQCEQCEC是静态工作点，所对应的和的值就是静态值和。 2.动态分析 iCRiCLM考虑负载后，图2-1的交流通路为图2-4，交流,1,VRCCLB,RuR,R//RiCQCELCLC1负载。此时，画、的波形不能利用QIIBQCQ式(2-3)所表示的负载线，应该用图2-7中的交流负载ICQ,1Q12RACt0K,,uce0VNCCU,RCEQL线MN。交流负载线的斜率，所以交流负载线uce0u,0i比直流负载线更陡，又因时，电路的状态与直流 Q状态相同，所以交流负载线应该经过静态工作点，见tMN图2-7中的直线。 图2-7 交流负载线和电流电压 波形 uiCEC与的关电路中加入信号后，就三极管而言， uiCEC系仍是由管子的输出特性确定;就外部电路而言, 与的关系由交流负载线确定，所以，uiCEC加入信号后,与就由输出特性曲线与交流负载线的交点确定。在知道基极电流波形的 ib条件下，把的波形画 iC在输出特性上，便可定出动态工作点移动的范围，定出瞬iCuiiCECC时工作点的位置，找出与之相应的和的值，画出QI1bmIBQuCEQICQ和的波形，如图2-7所示。 ICQ 3(静态工作点的设置与放大电路的非线性失真 utCE00Q2UCEQuCE0 t(a) 欲使三极管工作在放大区，静态工作点的选择应与输入信号幅度大小配合适当，否则会 Q使输出电压和电流波形产生严重的非线性失真。图2-8(a)中，点选择太低，在输入信号负半周的部分时间内，动态工作点将进入三极管的截止区，产生“截止失真”，表现为部 uiQCEC分时间电流为零，输出电压最大值被限幅在某一数值上。图2-8(b)中，点选择过高，则输入信号正半周的部分时间内，动态工作点将进入三 uCE负半周 极管的饱和区，产生“饱和失真”，表现为 i失真。饱和失真和截止失真均为非线性失真。消除截止iCCIbmRQQB1失真，可将工作点上移，办法是减小偏置电阻，Q IIICQIBQBQCQ使、增大;消除饱和失真，可将静态工 图Q22-8 放大电路的失真 utCE00UCEQIIRBQCQB作点下移，办法是增大，使、减小，退出饱uCE0和区。 t(b)2.2微变等效电路法 我们知道，三极管是非线性器件，因此放大电路是非线性电路。但是，当放大电路的输 U，，UimBEQ入信号足够小时，对三极管输入端而言，输入电压振幅，放大电路的动态范围很 ,小，在这个小范围内视三极管的为常数，也就是说，对小信号而言，三极管可看 作线性器件。因此，可用一线性电路来等效半导体三极管，该线性电路就是三极管的小信号等效电路。如图2-9所示。 线 iicbi c性，， ib uuube电cece ube ,,路 图2-9 等效电路的概念 1(半导体三极管的等效电路 我们从三极管的输入、输出特性曲线引出三极管的微变等效电路，又称交流等效电路。 iBiC ,i,BQ ,,i,iB,C i,QC uBE0u,CEu0BE u,CE(a) (b) 图2-10 输入、输出特性曲线 Q图2-10(a)是三极管的输入特性曲线，在点的基础上， ,uiBEB发射结电压有一微变量，则基流有一相应的微变量Δ，三极管的工作范围内曲线近 ,u,uBEBE iurr,i,ibBBbebebe似为直线，是一常数。令=，称为三极管的输入电阻。当、非常小 rbe时，则输入电阻可表示为: ube ribbe= (2-4) rebbe因此，从三极管、看进去的等效电路为一电阻。低频小功率管输入电阻 26(mV)300()(1),，，,I(mA)rEQbe= (2-5) Q由图2-10(b)三极管的输出特性曲线可看出:在iibc点附近，输出特性曲线是一组近似平行的等距线，它反映 uCE了集电极电流只受基极电流控制而与管压降关系不rbeu,ibebuQiceB大。在点附近，基流有一变化量Δ时，集流就有变 ,i,ii,CCB， =Δ，因而从三极管的输出端看进去化量 可等效为一受控电流源。 图2-11 三极管的等效电路 iiicbB在小信号输入时，可用、表示Δ、VCCRRCB1C2,iii,cbC，因此可得受控电流源=。三极管C1 等效电路如图2-11所示。 RRR 画三极管的等效电路应注意: sB2LUO(1)等效电路只适应于分析放大电路在低UiRCEEU频小信号输入时的交流性能指标，不能用来计算S 静态工作点; (2)NPN和PNP型三极管的交流等效电路(a) 相同; IIcoi,b(3)为受控电流源，其方向、大小都受IIib iii,bbbbe控制。当规定从极?极时，则一定RRRRB1RsB2LCec 是从极?极，反之亦反。 UOU以图2-12为例说明等效电路法分析放大电i U路时的具体步骤: S (1) 画出放大电路的交流通 (b)路，如图2-12 (b); IIIIibco (2) 将交流通路中的三极管 用其等效电路 Rs R代替如图2-12(c);这里交流量都是用相量表示。 B1RrRRUB2be,CILOb(3) 利用电路分析的理论，UiUS分析计算放大电 路的性能指标。 (c)2(放大电路的分析 图2-12 画放大电路交流等效电路举例 (1) 放大电路的主要性能指标。放大电路的交流性能指标很多,这里介绍的仅是其中一部分。 ? 放大倍数。放大倍数的大小反映放大电路的放大能力。主要有电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数。我们只介绍电压放大倍数。 AUUui0(a) 电压放大倍数。输出电压与输入电压之比为电压放大倍数，即 U0 AUui= (2-6) AUUus0S(b) 源电压放大倍数。输出电压与信号源电动势之比为源电压放大倍数,即 U0 AUusS= (2-7) 在工程上，常用分贝数(dB)来表示放大电路的放大能力。电压放大倍数与分贝数的关系为 U0lgAUui (dB)=20(dB) (2-8) ri 输入电阻。输入电阻是从放大电路的输入端看进去的等效电阻，如图2-13所示。? 其定义为 Uir,iIi (2-9) ri愈大，放大电路从信号源汲取的电流愈小。因此，许多电子设备，特别是测量仪器(如晶体管电压表、示波器等)都要求具有很高的输入电阻，以免仪器接入时改变了被测电路的工作状况，造成测量误差。 IIiORrso? 输出电阻r。对于负载来说，放大电路相当于一 o UrURUOUiSOLSiUso个信号源，如图2-13所示。是该信号源的等效电 动势，该信号源的内阻即为放大电路的 输出电阻r。o输 图2-13 放大电路的输入 电阻和输出电阻 出电阻的大小说明了放大电路带动负载的能力.如等IIIIibcORL效信号源为恒压源，即输出电阻r =0，变化时输o R出电压始终不变，我们说放大电路带负载能力强。 s RrRRU,BbeICLOUbi(2)共发射极放大电路 US 图2-1所示共发射极放大电路的等效电路如 rrio 图2-14所示。 图2-14 共发射极放大电路等效电路 ri ?输入电阻。由图2-14可见, 输入电阻为 RrUBbei,r,iIR，rBbei r,rR，，ribeBbe一般，因此 (2-10) ? Au电压放大倍数。由图2-14可知 UI(R//R),CCL0A,,uUIribbe ,I(R//R),,,,RbCLL,,Irrbbebe (2-11) ,,R,R//RR,RRLCLLCL其中，,称之为集电极的交流负载电阻。若未接负载电阻，则。式中的“—”号表示共发射放大电路的输出电压与输入电压反相。 U,0I,0,i,0rbib0? 输出电阻。根据“电路分析”求输出电阻的方法:令，，，从图2-14的输出端看进去 Rrc0= (2-12) roSRL注意:放大电路的输出电阻不包括负载。 UUSOVORL输出电阻也可通过测量放大电路带负载前后输出电压的变化 求出，用图2-15来说明。首先测量放大器带负载前(开关S打开) ,U0时输出端电压，该电压即为放大电 图 2-15 通过测量求输出电阻 URsoL路的等效信号源电动势;然后测量带负载(开关S闭合)时输出端电压U，由于放o UUUrso000大电路输出电阻的影响，输出端电压将下降为。与的关系为 : RL,UUR，rso0L0，所以放大电路的输出电阻为 ,UU0SO,(,1)R,(,1)RLLrUU000 (2-13) R,3,,R,,100,500,,CB【例2-2】在图2-1中,设三极管为3DG6，，，，VCC,12V。求 IUCQCEQ(1)、; U0,AuRUiL (2)未接时的电压放大倍数; U0,AuRUiL(3)接=2KΩ时的电压放大倍数; rri0(4)求输入电阻和输出电阻。 解:交流等效电路如图2-14所示。 (1) 根据其直流通路可得 V,UVCCBECC12I,,BQ,,0.024(mA)RRBB500 II,100，0.024,2.4(mA),BQCQ= U,V,IR,12,2.4，3,4.8(V)CEQCCCQC RRLL(2)未接时(等效电路中将开路)，因 26(mV)26r300(1),，，,be,300，(1，100)I(mA),1.4(K,)EQ2.4 ,URR,,CL0100，3A,,,,,u,,,,214Urribebe1.4所以 RL(3)接时 RR3，2,CLR,,,1.2(,,)LRR，3，2CL ,UR,L0100，1.2A,,,u,,,,86Uribe1.4 RL可见，接负载后，集电极的交流负载电阻减小，电压放大倍数减小。 rri0(4)求、 URr500，1.4iBber,,,,1.4(,,)iIRr，500，1.4iBbe R,3k,rC0 根据求输出电阻的方法，可得= 3 分压式偏置电路 由上一节的分析可知:放大电路的交流工作状态与其直流工作VCCIR1RCB1C2状态有着十分密切的关系，合适的直流工作状态，即合适的静态工ICBQ1ICQU作点是放大电路正常工作的基础。由第一章的分析可知，温度升高BQUBEQUEQRRCIB2EE2时，管子的静态集电极电流会随之增加，因此，静态工作点既要选 择合适又要比较稳定是对电路的基本要求。选择合适的偏置电路就 是为了这一目的。偏置电路有几种，但常用的能稳定静态工作点的 RB1是分压式偏置电路，电路如图2-16所示。电路中，称上偏置 图2-16 分压式偏置电路 RRCRB2EEE电阻;称下偏置电阻;称射极电阻;为射极旁路电容(使交流信号不在上产 生压降)。为保证电路工作点稳定，电路上要做到下述两点: UI,,IBQ2BQ第一，保持基极电位稳定。时取， VCCI,I,12R，RB1B2所以 VCC,,RB2UR，RBQB1B2 (2-14) UBQ基本稳定。 因此， UU,,UEQEQBEQ第二，保持射极电位稳定。设计时，取，所以 UUU,UEQBQBEQBQ=- (2-15) UUIBQEQEQ因稳定，所以稳定、稳定。 1(稳定静态工作点的原理 IUCQBEQ温度对三极管参数的影响，最后体现在集电极电流的变化上。当温度升高时， IUUU,II,ICQEQBQBEQCBO12减小，、增大，随之增大，也增大。因、 基本稳定，所以 IIUUBQCQBQEQ(=-)减小，自动减小，牵制了的增加，从而达到了稳定静态工作点的目的，稳定静态工作点的过程可简述为 U不变BQI,,IUUBEQBQCQEQ,,,,T,,,,,, , IIICQBQCQ同样，当温度降低时，随之减小，自动增大，牵制了的减小，稳定了静态工作点。 分压式偏置电路静态工作点比较稳定体现在: (1) 温度变化时，静态工作点比较稳定; ,(2) 电路设计好后，调试电路时，即使管子的值有所差别，其静态工作点 也差别 不大。因此，适合于批量生产。 2(分压式偏置电路分析举例 VR,2RR,45CCCSB1【例2-3】电路如图2-12(a)所示。已知=12V,KΩ,=1.5KΩ,KR,15R,2C,C,10C,50R,,50B2E12ELΩ,KΩ,KΩ, =2 KΩ, µF，µF，, UBEQ=0.6V。 (1)估算静态工作点; (2)画出交流等效电路; rri0(3)求、 ; U0,AuUi(4)计算 ; CE(5)若 开路了，电路工作情况如何, (6)标出图中电容的极性并写出其直流电压值。 解: (1)由其直流通路及式(2-14)可得: VCC12RB2，15UR，RBQ3B1B245，15V=== U,UEQBEQ3,0.6 IREQE2mA===1.2() I,ICQEQmA集电极电流:=1.2() U,V,I(R，R)CEQCCCQCEV，集电极-发射极电压:=12-1.2(2+2)=7.2 (2) 等效电路如图2-12(c)所示。 2626r300(1),，，,be,300，51，,1.4(K,)IEQ1.2(3)因 Uir,,R//R//riB1B2be,45//15//1.4,1.4(k,)Ii所以输入电阻为 R,2k,rrC00根据求的方法，可得输出电阻 = 4)电压放大倍数 ( (R//R),CL50，(2//2)A,,u,,,,35.7rbe1.4 CE(5)若开路，电路直流工作状态未发生变化，但发射极对交流而言不能视为接地， UICibE输入电压只有一部分加到发射结上。因此基流的交流分量比未开路时小，从而使 U0输出电压减小、电压放大倍数减小、输入电阻增加。 C1(6)因电解电容在使用时，“+”极应接高电位，“-”极接低电位。所以，耦合电容、 CC2E和发射极旁路电容的极性如图2-12(a)中所示 。 U,U，U,U,3VC1BEQREBQ U,U，U,7.2，1.2，2,9.6VC2CEQRE U,IR,1.2，2,2.4VCEEQE 4 共集电极放大电路 图2-17(a)为共集电极放大电路，图(b)是它的直流通路。由图2-17(a)可见，放 C2大了的信号由三极管的发射极经耦合电容输出，故又叫射极输出器。 VCC RVCCCB1RCB 2AIIBQRCQs RLURiE UOUSR EB (b)(a)图2-17 共 集电极放大电路 4.1 静态分析 IUCQCEQ由图2-17(b)可确定、。根据基流的流通路径，由基尔霍夫定律可知: V,IR，U，IR,IR，U，(1，,)IRCCBQBBEQEQEBQBBEQBQE V,UCCBEQI,BQR，(1，,)RBE所以 (2-16) ,V,IRU,V,IRCCCQECEQCCEQE 4.2 动态分析 共集电极放大电路图2-17(a)的交流通路及其等效电路如图2-18(a)、(b)所示。由交流通路可清楚看出:输出端与输入端的公共端接集电极，所以称为共集电极放大电路。 ri1(输入电阻 ,UIr，(1，)IR,,ibbebLr,,i,r，(1，,)RIIbeLbb因 = (2-17) ,r,R//riBi所以 (2-18) -1共发射极放大电路相比，射极输出器的输入电阻高。与图2IIbi，，UR//RELi这是由于输入电压的绝大部分降在射极负载电阻上， RRBsIIOb很小。输入电压降在基极——发射极间的很少，所以基极电流 UiUIRibABR未变而输入基极电流减小，说明从、两点向右看有一个UELOUSr,,rriii。 较大，射极输出器的输入电阻也较大。 很大的等效电阻(a)Au2(电压放大倍数 ,R,R//RLEL设，由图2-18(b)可得电压放大倍数的表IIib达式为 A,,UI(1，)RbL0,IA,,RrbusbeR,UIr，(1，,)IRBIibbebLOU i图URRUOELS-18 共集电极放大电路2 B',,(1，)RrrriioL(b),,r，(1，,)RbeL (2-19) ,，，1，,R,,rLbe1一般情况下均能满足，所以射极输出器的电压放大倍数小于，但很 UUU,UAi0u0i1接近于，即，故射极输出器又称跟随器。大于零说明与同相。 ro3(输出电阻 根据求输出电阻的方法可得 ，，rRrRbesbes,//,rRoE1，,1，, (2-20) rRrbeSo因、较小，所以非常小，一般只有几十欧。 1通过上面的分析可知:射极输出器的电压放大倍数近似为，从放大电压的角度来看是不适宜的。但它的输入电阻高、输出电阻小，这两个特点使射极输出器的应用极为广泛。利用输入电阻很高这一特点，射极输出器可作为多级放大电路的输入级，使放大电路向信号源索取较小的电流，测量仪表如示波器输入级采用跟随器，可提高测量的精度。利用输出电阻很低这一特点，射极输出器可作为电路的输出级，使放大电路有较强的带负载能力，如收音机中的功放级实际是由跟随器组成。射极输出器还常作缓冲电路，以隔离前后级之间的相互影响。 ,,49r2k,be【例2-4】已知电路如图2-19(a)，，=，其它元件参数如图中所示。 Arru0i求:、、。 IIib VRCCB1200KRR,IRB1B2rbsbeI200KoRUsi51KURiRUB2RRUOERLES51KLUU3K3K3KSO3K'rrriio(b)(a)图2-19 解:画出等效电路如图2-19(b)所示。电压放大倍数 ,,(1，)R50，3//3，，L,,,0.97,r，(1，,)RA2，50，(3//3)beLu ,,，，,2，50，3//3,77K,rr，(1，,)RbeLi因为 = 所以输入电阻 ,rRRrk,,,////200//51//7726.6,iBBi12 r2be,R,01，,50,0.04k,S假设，则 rrbebe,//,rR0E1，,1，,,0.04k,,40,所以输出电阻 *5 共基极放大电路 CB共基极放大电路的原理电路如图2-20(a)所示，为基极旁路电容。图2-20(b)为 UUi0其交流通路。由交流通路可见，输入电压加在发射极和地之间，输出电压从集电极和 地之间取出，输入回路和输出回路的公共端接基极，故称为共基极电路。 VCCRRCB1C2 RCs1 UiCUBRRRUROUOECLLSUiUSRRB2ERs (b)(a) ,IbIIIeOie5.1 静态分析 c RsUi该电路的直流通路和图2-12(a)所示电路完全相IbrURRbeORLEC同，静态工作点的都适用。 US b 'rriroi (c) 5.2 动态分析 1(输入电阻 图2-20 共基极放大电路 画出交流等效电路如图2-20(c)所示。可见 U,Iribbe ，，I,1，,Ieb rU,beir,iI1，,e因此 = rrbebe//,R,ErR//r,1，,1，,iEi输入电阻 = (2-21) 由式(2-21)可知，共基极放大电路的输入电阻比共发射极电路的输入电阻要小得多。 2(电压放大倍数 ,UIRRR(//),,bLCL0A,,,uUIrribbebe (2-22) 可以看出，共基极放大电路与共发射极放大电路电压放大倍数表达式仅差一个负号，说明共基极放大电路输出电压与输入电压同相。 3. 输出电阻 r,R0C (2-23) R,20K,R,3k,R,3k,R,5k,R,1k,CLB2EB1【例2-5】图2-20(a)中，，， ，，， ,,40r,1k,Arrbeu0i，。计算、、。 3，3,R,R//R,,1.5K,LCL3，3解:因为 ,UR,40，1.5L0A,,,,60uUribe1所以电压放大倍数 r1,ber,,,0.024K,,24,i,1，1，40因为 ,,r,R//r,r,24,iEii所以输入电阻 r,R,3K,0C输出电阻为 由上述分析知，共基极电路的输入电阻非常小，在要求高输入阻抗的情况下是不合适的。共基电路的最大特点之一是频率特性好，所以在高频率电路中，如振荡器等电路中，共基电路用的较多。 6场效应管放大电路 场效应管放大电路有三种基本组态:共源极放大电路、共漏极放大电路和共栅极放大电路。 6.1场效应管的偏置电路 与半导体三极管放大电路一样，场效应管放大电路也需要有合适的静态工作点，所不同 的是场效应管是电压控制器件。因此，场效应管的偏置电路有自给偏压电路和混合偏压电路 两种形式。 1(自偏压电路 RRGD-21为自给偏压电路。图中为漏极电阻，为栅以N沟道结型场效应管为例，图2 RCISSD极电阻，为源极电阻用来产生自偏压，对交流起旁路作用。静态电流流过源极电 RRRURIISSSSSDD阻，在上产生上“，”下“,”的直流电压，即源极到地的直流电压,。 IUUGGGS由于,0，所以,0。因此，栅源极偏置电压为 UUURIGSGSSD=―= ― (2-24) 自偏压电路简单，但自偏压电路只适用于结型场效应管和耗尽型MOS管。 VVDDDD RRDCDC22DDCC11GGRRLLSSUUOOUUiiRRCRRCGsSGsS 图2-21 自偏压电路 图2-22混合偏压电路 2(混合偏压电路 RVRDD12以N沟道增强型MOS管为例。图2-22 为混合偏压电路。漏极电源电压经和 R2VDDUR，RRRG12G2分压，在上分得的电压经加到栅极。因此栅极电位为=，同时，漏 RUIRSSDS极电流在源极电阻上也产生压降,。因此静态的栅源极间电压为 R2VDDU,UU,IRR，RGSGSDS12—— (2-25) UGS由式(2-25)可以看出，混合偏压电路提供的静态栅源间电压可正、可负、可为零。 因此，它也可以为结型场效应管和耗尽型MOS管提供偏置电压。 Id 6. 2场效应管放大电路 gmUgsUgsUds 1(场效应管的等效电路 Ig场效应管输入电阻很高，可认为输入电流,0， 故输入端视为开路。在恒流区工作时，漏极电流的变 图2-23 场效应管等效电路 uGS化受电压控制，即I=gU是压控电流源。所以场效应管的等效电路如图2-23所示。 dmgs 在高频工作时，必须考虑极间电容的影响，这 时需用高频等效电路。 IdVDDDGRR1DC2RGDCU1gsGRLgURmRUUgsLOiDSURRO12URiGRRC2sSS (a)放大电路 (b)等效电路 图2-24 共源极放大电路及其等效电路 (共源极放大电路 2 电路如图2-24(a)所示，其等效电路如图2-24(b)所示 Au(1)电压放大倍数 /gUR,mgsLU0/AU,,gRUgsumLi== (2-26) /R,R // RLDL 其中 ri(2)输入电阻 r,R，R // RiG12 (2-27) RRGG阻值一般为几百千欧至几兆欧，加为了进一步提高放大电路的输入电阻。 r0(3)输出电阻 r,R0D (2-28) gm【例2-6】已知共源极电路如图2-24(a)所示。其中，管子的,0.7ms, R,51K,,R,1M,,R,5K,,R,2K,,R,5K,R,200K,2GDSL1，。 rr0i(1)求和; U0 AUui(2)求 ,。 解: (1)由等效电路图2-24(b)可得 200，51 r,R，R // R,1000K,iG12200，51, =1000+=1M 根据等效电路，利用求输出电阻的方法可得 r,R,5K,0D /RR//R//,DL(2)因 ==55=2.5K L /A,,gR,0.7，2.5,1.75umL所以 == 由上述分析计算可以看出，共源极放大电路电压放大倍数为负值，说明共源极放大电路输入电压与输出电压反相，与共发射极放大电路相同。 3(共漏极放大电路 电路如图2-25(a)所示，等效电路如图2-25(b)。由等效电路可以看出，电路的输入与输出的公共端接漏极，所以叫共漏极放大电路。 gURgURUgRmgsSmgssms0A,,,,uUUu，gUR1，gRiigsmgssms电压放大倍数 (2-29) r,R，R // RiG3G1G2输入电阻 (2-30) 1r, // R0sgm输出电阻 (2-31) VDD RG1G C1RG3gRmCUU2gsgsRSUiRURG3iG2RUSRSRG1G2RUUSSOUOD (a)放大电路 (b) 等效电路 图2-25 共漏极放大电路及其等效电路 可以看出:共漏极电路的电压放大倍数小于,但接近,;共漏极电路输入电阻高、输出电阻小，与射极输出器相似。共漏极放大电路又称源极输出器。 模块2两级放大电路组装与测试 1多级放大电路 单级电压放大电路，其电压放大倍数一般可达到几十~几百，然而实际工作中接收的输 1入信号一般为毫伏甚至微伏数量级，功率在毫瓦以下。为了推动负载工作，输入信号必须经多级放大，使其最终能输出一定幅度和足够的功率。 多级放大电路的组成框图如图2-26所示。放大电路级间的连接方式，称为耦合方式。 多级放大器 中间级负载输出级信号源输入级 图2-26 多级放大电路的组成框图 多级放大电路的耦合方式有三种:阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。 1.1 阻容耦合放大电路 通过耦合电容和电阻将前级输出传至下一级输入称为阻容耦合。。图2-27所示电路即为阻容耦合放大电路。 CCC231由于耦合电容、、的隔直作用，各级放大电路的工作点相互独立，调 CCCE1E21试工作点时方便。、为射极旁路电容，低频放大电路中，通常取50~100µF。、CCCC23E1E2、、、对交流信号的容抗近似为零。 VCC RB1C3RC1RB3RC2TT21C2T2T1C1RRsLRUsOUUOO1URUiLiRRCE1C1RB2C2URE1RE2URB3SRRCE2RSB1B2B4RB4 图2-27 阻容耦合放大电路 图2-28 图2-30的交流通路 UUU0010AAA,,,,uuu12UUUii01由图2-28交流通路可以看出总的电压放大倍数，且在计算前级的放大倍数时必须考虑到后级的输入电阻对前级的负载作用。 U0多级放大电路输出电压与输入电压的相位由各级共同决定。图2-27中，输出电压与 Ui输入电压同相。 VCC1.2 直接耦合放大电路 RRRC1B1C2 RTTB212UO为了放大缓慢变化的信号采用直接耦合放大电路。图Ui2-29所示为直接耦合放大电路，又叫直流放大器。 图 2-29 直接耦合放大电路 直流放大器既能放大缓慢变化的信号(习惯称为直流信号)，也能放大通常所说的交流信号。 直接耦合有如下特殊问题。 VVCCCCRRRRRRC2C2B1B1C1C1TT22UUC1C1TRTR11B2B2UUB2UB2UOOUUiDRZiE2 (a)(b) 图2-30 几种直接耦合方式 1( 静态工作点相互影响。设图2-29中使用的均是硅管，第二级发射结电压为0.7v T1管的集电极电压，使第一级工作在饱和区附近。因此，直接耦合放左右，限制了第一级 大器的静态工作点相互影响。解决直流放大器中工作点相互影响，保证各级工作点正常，可 DRTE22Z采用图2-30中几种电路形式。(a)图中的和(b)图中的都是为了抬高级的基极电位。 2(零点漂移 若将直流放大器的输入端短接(输入信号为零)，在输出端接上仪后，可发现输出端有缓慢变化的无规则的信号输出，称之为零点漂移，如图2-31所示，零点漂移问题在直流放大器中尤为突出。 UO多级直流 U,0UOi放大器 记录 仪 图2-31 零点漂移现象 引起漂移的原因很多，但温度变化影响最大，故常称为温度漂移，简称温漂。温度变化引起各级工作点变化，尽管这种变化是缓慢的，由于是直接耦合，漂移会被逐级放大，尤其是第一级的漂移影响最大。在输出级，漂移信号(虚假信号)与有用信号相混合使有效信号的辨识更加困难，甚至“淹没”有效信号。 抑制零点漂移，可选用温度稳定性好的管子(如Si管)和高质量的电阻、采用稳压电 源等等。有效的措施是采用差动放大电路，尤其是直流放大器的第一级。 模块4集成运算放大器的研究 1差动放大电路 u,0u,0iO我们希望直流放大电路中，时，，且输出基本不变;由于温度变化对三 uu,0Oi极管的影响，往往是，不等于零，且无规 VCC则的缓慢变化，采用差动放大电路能有效地抑制零点 漂移。 RRRRB1CCB1uo RTRT1.1基本差动放大电路 B22B21uuo2o1 ui1ui2 1(电路结构特点 基本差动放大电路如图2-32所示，要求电路左右 图2-32 uuuuui1o2Oi2o1两边对称。、是双端输入信号;、是单端输出信号;是双端输出信号，uuuOo2o1=-。 2( 抑制零点漂移的原理 uiuuiuuuui1C1o2Oo2i2C2o1o1 电路无输入时，即==0。因电路对称，=，=，所以=-=0。 iuiuuC1o2OC2o1若温度变化，、变化始终相同。、总是相等，双端输出恒为零，因此，双端输出时无零点漂移。应该看到，电路绝对对称是不可能的，因此，零点漂移不可能完全抑制掉;另外，若是单端输出，零点漂移依然存在。 3( 三类输入信号 (1)共模输入信号 uuuuuui1icici1i2i2两输入信号大小相等、极性相同，即=，称为共模输入，用(==) uoc表示。由前述分析已知:电路对称，共模输入时，双端共模输出=0，所以差动放大电路 uocA,,0ucuic对共模信号的放大倍数，对共模信号无放大作用。 温度变化使两管电流产生同向漂移，可看作在输入端加入一共模信号。差放双端输出时能抑制共模信号的输出，即差放双端输出时能有效抑制零点漂移。 (2)差模输入信号 uuui1i2id两输入信号大小相等、极性相反，即=-，称为差模输入，差模信号用表示， uuui1idi2即=-。 uuui1i2o1 设>0,<0,T集电极电流增加，T集电极电流减小;T管的输出减小，T管的输1212 uuuuo2o2o1Od出增加。所以有差模输出电压=-，称为差模输出。可见，差动放大电路对差 uuodod,,Auduuuidii12,模输入信号有放大作用，差模电压放大倍数。 (3)任意输入信号 两输入信号大小和极性都是任意的，称为任意输入信号。任意输入信号可以分解为共模 uuui1i2ic输入信号和差模输入信号，见图2-33。设=+100mv，=+40mv，则=70mv，uid=30+30=60mv。其分解的公式是: uu，i1i2u,ic2共模输入 u,u,uidi1i2差模输入 (2-32) 差放的任意输入信号都可以认为是共模信号和差模信号的组合。差动放大电路对差模 信号有放大作用，对共模信号无放大作用，“差动”、“差放”的含义由此得来。 VCCVCC RRCCRRCCuTTo12uuRTi1i2TRB12B R70mVP70mV100mV40mVui1u30mVi230mVREE VEE 图 2-33 图 2-34 1.2典型差动放大电路 采用图2-34差动放大电路，即使电路不完全对称，单端输出时的零点漂移 也很小，双端输出时的零点漂移更小。 REE1(共模反馈电阻 对差模输入而言，T、T管电流变化相反， 12 RREEEE流过的总电流不变，所以对差模信号无影响。 REE 对于共模输入而言，T、T管电流变化相同，上有二倍的变化电流产生的压降，对12 每一管的共模输入都有着较强的负反馈作用，使每一管的输出漂移都很小，双端输出时漂移更小。 REE所以，越大，电路抑制零漂的能力愈强。 VEE2( 负电源 REE共模反馈电阻阻值越大，电路抑制共模信号的能力愈强。但愈大，其直流压降愈 UVCEEE大，则T、T的管压降越小，影响放大电路的动态范围。接负电源可予以补偿，使12 ，VVRCCEEEE可选大点。通常，与-的取值相等。 RP3( 调零电阻 UO由于电路不是绝对对称，静态时，不为零。为保证零输入时，零输出，加调零电 RRPP阻。的阻值不宜过大，约几十到几百欧姆。 AAuduc 我们希望差动放大电路的差模放大倍数大，共模放大倍数小(理想为0)，为衡 KdBCMRR量差动放大电路的性能，引进共模抑制比，常用分贝()作单位，其定义式为 AudK(dB),20lgCMRRAucdB() (2-33)共 K,,CMRR模抑制比越大越好，理想情况下，双端输出时的。 由于差动放大电路抑制零点漂移的能力强，所以集成运算放大器中的输入级都采用差动放大电路。 *2 放大电路的频率特性 2.1 放大电路的频率失真与频率特性 由于放大电路中有耦合电容和旁路电容，还有管子的极间电容，使放大电路的电压放大倍数随频率的变化而变化。放大倍数与信号频率的关系称为放大电路的频率特性。 (放大电路的频率失真 1 前面分析放大电路时，假设输入信号为单一频率正弦波，同时认为电路中耦合电容、旁路电容对交流信号短路，三极管结电容对交流信号开路，这样分析得到的放大倍数是常数。但实际中，放大电路的输入信号往往不是单一频率的正弦波。我们知道，非正弦波可以看作是许多不同频率的正弦波叠加而成的。为了使放大电路的输出信号与输入信号波形相同，即不失真，就必须将输入信号所包含的全部频率成分进行“同等放大”，也就是将输入信号中各种频率成分放大相同的倍数，而它们之间的相对相位关系又保持不变。实际的放大电路能否满足这一要求呢,不能。因为实际放大电路中的耦合电容、旁路电容和结电容在不同频率下的阻抗值是不同的，使得放大电路对输入信号中的不同频率成分不能进行“同等放大”。当输入信号为非正弦波时，输出信号就不能再现与输入信号完全相似的波形，产生了失真。这种因放大电路对不同频率信号放大能力不同而引起的失真称为频率失真。 频率失真包含两个方面:因信号中各频率成分被放大的倍数不同而造成的失真称为幅频失真;因输出信号中各频率成分之间的相位关系不能保持原输入信号中各频率成分之间的相位关系而造成的失真称为相频失真，如图2-35所示。 频率失真并没有使输出信号增加新的频率成分，也没有减少输入信号原有的频率成分，称为线性失真，以区别于非线形失真。尽管频率成份未变，但是图(b)或图(c)中的波形,与图(a)中的波形3都不一样。 2. 放大电路的频率特性 为了合理选择放大电路中元器件，使频率失真减小到允许的程度，我们必须分析放大电路的频率特性，即放大倍数与信号频率的函数关系。放大电路的频率特性可用如下复数表示 111uuu331233 000tt???t 222 (a) 输入波形 (b) 幅频失真 (c) 相频失真 图2-35 频率失真波形:1-基波;2-三次谐波;3-合成波 ，，，，，，Aj,,A,，,,uuA ，，，，A,,,uA表示放大倍数的幅值与信号频率的关系，称为幅频特性;表示放大倍数的相移与信号频率的关系，称为相频特性。幅频特性和相频特性统称频率特性。 单极阻容耦合共射放大电路的典型的频率特性如图2-36所示。在幅频特性图上，中间一段频率范围特性平坦，放大倍数基本上不随频率改变，这一频率范围称中频段(区);频率高于中频段的频率范围称高频段(区);频率低于中频段的频率范围称低频段(区)。频率 1 2变化放大倍数下降到中频放大倍数的(?0.707)倍时所对应的频率分别称为上限频率ffBWHL和下限频率。上、下限频率之间的频率范围称为通频带，用表示，即 BW,f,fHL (2-34) ,I在相频特性曲线上，对应于中频段内的相移称为中频相移，用,,180º表示。在高 频段或低频段，输出电压对输入电压的相移在中频相移的AuA基础上增加或减小的相移，称为附加相移。 uIA0.707uI影响阻容耦合放大电路频率特性的主要因素有耦合f0ff电容、旁路电容和结电容。现分中频区、高频区和低频区LH 三个频段进行定性分析。中频区幅频特性的特点是电压放,f)(大倍数近似恒定。这是因为对于这一频率范围，耦合电容0,90CCC021E、和旁路电容的容抗很小，可视为短路，结电,180 0容容抗很大，可视为开路。因此，电压放大倍数与频率无 ,270f图2-36 单极阻容耦合共射 AuI关，为一固定值。 放大电路的频率特性 在低频区电压放大倍数随频率的下降而减小。因为信号频率降低时，耦合电容及旁路电容的容抗增大，使得管子发射结上的信号电压减小、输出电压减小、放大倍数减小。工作频率越低，电压放大倍数越小。 高频区电压放大倍数随频率的升高而减小。在高频区，由于频率较高时，耦合电容及旁路电容的容抗比中频时还小，更可视为短路，但结电容的影响不能忽略。图2,37给出了工 CCCbebcoe作在高频区时等效电路示意图，、、分别是发射结电容、集电结电容、输出电 ICbbe容。频率升高时，的容抗将减小，对信号的分流作用将增强，使基流减小，输出电压 uCCObebc减小，从而使放大倍数减小。的影响更严重， 具体原因可参阅相关籍。 Rs rRbeCCceIU图2-37 共发射极电路的高频等效电路 RRROCbB1B2Lbe,I,,,180:UbIS相频特性中，在中频区，因共射电路 在中频区输出电压与输入电压反相。在低频区和高频 ,,区还有附加位移，详细分析本教材从略。 2.2 三极管的频率参数 影响放大电路的高频特性的主要原因是三极管的结电容，考虑结电容的影响时，三极管的电流放大系数是频率的函数，可表示为 ,0，,,f1，jf, (2-35) ，,,0其中，是三极管中频时的共射极电流放大系数。的幅, 频特性如图2-38所示。为了表征三极管的高频性能，常用,0如下几个频率参数。 ,0.7070f,1(共发射极截止频率 1 f0ff,T ,,,,,0将下降到的0.707倍时的频率定义 图 2-38的幅频特性 f,为共发射极截止频率，用表示。 fT(特征频率 2 , ,fT1定义值下降到时的频率为三极管的特征频率，用表示。显 然，三极管工 fT作到频率时已失去电流放大作用。经过分析可知 ,,ff0,T (2-36) f,3(共基极截止频率 共基极电流放大系数与频率的关系为 ,,o,,fj1，f, (2-37) IC,,0I,E0其中，是中频时的共基极电流放大系数，。 , ,,f0,当下降到中频的0.707倍时的频率称为共基极截止频率，用表示。 经过分析可知 ，，,1，,ff0,, ,,,10一般 ，所以 f,,f,f,0,T (2-38) f,T可见，三极管接成共基电路时，即使工作到特征频率时，管子的值下降并不多，所以说,三极管共基极运用时频率特性好。 2.3 放大电路的频率特性 由2.9.1的分析已知，影响放大电路低频特性的主要是耦合电容和旁路电容。如果采用直接耦合，则电路的低频特性要好得多。工程上，关注比较多的是电路的高频特性。定量分 fH析三种基本放大电路的高频特性(用公式表示上限频率)已超出我们本书的范围。这里概括出几条结论，以指导我们维护、调试电路。 1(同一三极管组成共射极电路上限频率较低，而组成共基极电路上限频率较高;组成 1共集电极电路上限频率也较高，但其电压放大倍数小于。 fT2(欲使放大电路的通频带宽，应选特征频率高的高频管。 fH3(电路的中频电压放大倍数与带宽是相矛盾的，要求高，中频放大倍数就小。 2.4 多级放大电路的频率特性 多级放大电路级联以后，总的频率特性怎样变化呢,我们以两级频率特性完全相同的阻容耦合放大电路为例，对多级放大电路的幅频特性和通频带的特点作一定性说明，如图2-39所示。 由于两级放大电路总的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积。在中频区总的电压放大倍数 2A,A,A,AuIuIuIuI,12 AA,A,Au1fuIuIuIH112由于，原单级上限频率和下限AuIfA0.707uIL1频率处，两级放大电路的放大倍数为 f02ffH1L10.707A，0.707A,0.5AuIuIuI，因而单级的上、下(a)限频率不再是级联后的上、下限频率。两级放大电路Au2ff,ffHH1LL1,的上限频率、下限频率，即级联后AuIA07.70通频带变窄了。因此，多级放大电路的通频带一定比uIf0其中任一级的通频带都窄，而且级数越多，通频带越ffL2H2 窄。 (b)综上所述，要使多级放大电路通频带满足要求，A,u单级放大电路必须具有足够的通频带才行。在实际工2作中，对安装好的多级放大电路进行幅频特性调试，0.707AuI20.5AuI可利用扫频仪将幅频特性曲线显示出来，这样调试既 直观又方便。 0fffLH 图 2-39 两级放大电路的幅频特性 (c) 本项目小结 1(放大与放大电路。放大的信号是变化量，或者说是交流信号。放大电路实际是能量转换器，在输入信号的控制下，将电源提供的功率的一部分转换为交流功率输出，使负载获得的随信号而变化的能量比信号源供给的能量大得多。要实现放大，应保证三极管工作在放大状态，工作点合适，使交流信号能够输入、能够输出，且要基本不失真。 2(放大电路的性能指标及分析方法。放大电路的性能指标主要包括:静态工作点、电压放大倍数、输入和输出电阻、上、下限频率和带宽。静态，利用直流通路或图解法分析，用图解法分析放大电路的失真比较直观;动态，利用等效电路法分析小信号时的A、r、ruio比较方便。 3(几种基本放大电路。共发射极放大电路具有较大电压放大倍数，一般用作电压放大级;共集电极电路，输入电阻高、输出电阻小、电压放大倍数接近于1，适用于输入级、输出级和缓冲级。 4(场效应管放大电路。共源极放大电路与共发射极放大电路相似，输出电压与输入电 ，但接近于1，输入电压反相;共漏极放大电路与共集电极电路相似，电压放大倍数小于1 阻高，输出电阻小。 5. 差动放大电路能抑制共模信号和放大差模信号。差动放大电路抑制共模信号是因为 REE电路的对称性和 对共模信号的强负反馈作用。 6(多级放大电路。级间耦合方式有阻容偶合、变压器耦合、直接耦合。直接耦合有温度漂移问题，但便于集成。 7(频率特性。电压放大倍数在低频段下降主要是耦合电容、旁路电容的影响，在高频段下降是三极管的极间电容和实际连线的分布电容的影响。放大器级数越多，中频增益越大，但通频带越窄。 本章自检题 一. 单项选择题(每小题只有一个答案正确) 1.阻容耦合放大电路中，( )。 ?耦合电容有隔直流、传交流的作用 ?电压放大倍数一定大于1 RL?外接负载时其静态工作点变化 ?耦合电容容量一定要小 2.共射放大电路的静态工作点Q过高，( )。 ?容易产生截止失真 ?容易产生饱和失真 ?容易产生频率失真 ?容易产生相位失真 3.两放大电路的电压放大倍数分别为50，将它们级联后放大倍数( )。 ?等于2500 ?大于2500 ?小于2500 ?等于50 4.共集电极电路的输入电阻高、输出电阻小，所以( )。 ?可作电压放大级 ?可作反相器 ?可作缓冲器 ?只能放大直流信号 5(输出电压与输入电压反相的放大电路是( )。 ?共漏极放大电路 ?共集电极放大电路 ?共基极放大电路 ?共源极放大电路 uui1i26(已知差动放大电路的输入电压=20mV，=-20mV，其输入( )。 uuuuicicidid?=40 mV，=20 mV ?=-40mV，=-20mV uuuuicicidid?=40mV，=0mV ?=0 mV，=40mV 二.填空 (输出电压与输入电压反相的半导体三极管放大电路是________。 1 2(常用的稳定工作点偏置电路是________。 3(输入电阻最高的半导体三极管放大电路是________。 4(放大电路级数增加，中频放大倍数______，通频带________。 5(共源极放大电路的性能与半导体三极管的________电路相似。 6(低频特性较好的级间耦合方式是________。 REE7(差动放大电路中的作用是________。 三.分析计算题 1.分析图,-40中电路是否有放大作用,如果没有放大作用，请在图上改正。 VCCVCCRC RC RRUBLORULUOiVUBBi (a)(b)VVCCCCRCRC RURULOLOUURiRiEB (c)(d) VDDVDDRRG1RDRG1D RRLLUUOOURUiG3RRiRRG2sG2s (e)(f) 图2,40 PNP2.用一只管接成一个简单的共发射极放大电路，问直流电源的极性和耦合电容的 IIUBQCQCEQ极性应当如何考虑,试画出电路，并在图上标出、的方向和静态管压降的极 性。 3(画出图2-41电路的交流通路。 VCCRVRB1CCCCR2RB1C C1 RRsLUROE2RRsLUOUCiREB2RUB2UiSRE1USRCEE (b)(a) VCCVCCRRRB1EC1RRF1F2RB2C2C1 UOUiURUiC2O (c)(d) 图2,41 U,IQCEQCQ4.电路如图2,41(a)所示，电路元件发生下列变化时，静态工作点() 如何变化, RRRB1CE(1)增大;(2)减小;(3)增大。 uUoi5. 图2-41(a)所示放大电路输入端加一正弦信号，用示波器观察输出电压的波 形时，出现如图2-42(a)、(b)、(c)所示的三种情况，问 (1)各发生了什么失真,原因何在, (2) 如何调整可以使输出波形得到改善, (a)(b)(c) 图2,42 6.电路如图2-43所示，元件发生下列故障时，放大器工作情况如何, CC12(1)或断开; VCCRRWB2(2)短路 RCC2RRE(3)断开 ; B1 RC(4)断开; RLUOCE(5)击穿短路 ; UiRB2CREEC(6)断开; 图E 2-43 RL(7)开路。 7. 某放大电路的电压放大倍数为100倍，分贝数为多 少, ,VRR,400k,Uk,40BBECCC8. 电路如图2-44所示。设+=20V，=4， 。=，忽略。 U,ICEQCQ(1)计算放大电路的静态工作点值; (2)画出交流等效电路; VCCR,4k,Arru0iLR(3)时，求放大电路的、、; CC2RCBRArr1u0Li(4)开路时，求放大电路的、、。 ,R9. 共集电极电路如图2-45所示。设=100，LRsUOr,1k,U,0.6VbeBE。 U图2-44 S U,I12VCEQCQ(1)计算; 120KC1(2)画交流通路和交流 等效电路; C2100RArr1.2ku0Li(3)求=时的、、; 33KURRArrS1.5KULOu0Li,(4)求=时的、、; 图2-45 R1VL10. 某放大电路输出端不接负载电阻时，输出电压有效值为;当接有负载电阻 R1k,VL=时，输出电压有效值为0.5，试求该放大电路的输出电阻。 11( 场效应管放大电路如图2-46所示。 VDD(1)画出电路的交流通路; 10K200K(2)画出电路的交流等效电路; gm2.2M(3)若静态点处的跨导=2mA/V， 10KUOUiArr10K62Ku0i试计算、、。 ,(4)2.2M电阻影响静态点吗,其作用是什么, rrio图 2-46