7.2 其他放大电路 7.2.1 共集电极放大电 7.2.2 共基极放大电 7.2.3 多级放大电路 7.2.4 场效应管放大电路
7.2 其他放大电路 7.2.1 共集电极放大电路 ui 1.电路组成 +UCC RB rbe C1 C2 RB RL u0 RE RE HOME
HOME
2.静态分析 3.动态分析 (1)电压放大倍数 HOME
(2)输入电阻 详看输入输出电阻的推导 输入电阻较大,作为前一级的负 载,对前一级的放大倍数影响较 小且取得的信号大。 的求法? (3)输出电阻 输出电阻较小,可 以提高带负载能力 HOME
1. 将射极输出器放在电路的首级,可以提高输入电阻; 特点: 1.输入电阻大; 2.输出电阻小; 3.放大倍数约为 1。 使用: 1. 将射极输出器放在电路的首级,可以提高输入电阻; 2.将射极输出器放在电路的末级,可以降 低输出电阻,提高带负载能力; 3.将射极输出器放在电路的两级之间,可以起到电路的匹配作用。 HOME
例7.5 已知射极输出器的参数如下:UCC=12V;RB=240kRE=3.9k, RS=600 , RL=12k。 =60,C1 和C2容量足够大,试求Au 、 Ri和Ro 。 RB +UCC C1 C2 RE RL ui u0 解: HOME
rbe RE RL RB 微变等效电路 例7.5 HOME
共基极放大电路主要作用是高频信号放大,频带宽. 7.2.2 共基极放大电路 共基极放大电路主要作用是高频信号放大,频带宽. 图7.23 共基极放大电路 HOME
表7.2 三种组态基本放大电路性能比较 HOME 电路形式 共发射极放大电路 共集电极放大电路 共基极放大电路 电流放大系数 表7.2 三种组态基本放大电路性能比较 电路形式 共发射极放大电路 共集电极放大电路 共基极放大电路 电流放大系数 较大,例如200 <1 电压放大倍数 较大,例如100 功率放大倍数 很大,例如20000 较大,例如300 输入电阻 中等,例如5kΩ 较大,例如50kΩ 较小,例如50Ω 输出电阻 较大,例如10kΩ 较小,例如100Ω 较大,例如5kΩ 200 输出与输入电压相位 相反 相同 HOME
7.2.3 多级放大电路 1.概述 第一级 放大电路 输 入 输 出 第二级 第 n 级 … … 第 n-1 级 功放级 HOME
2.级间耦合 耦合:在多级放大器中,每两个单级放大电路之间的连接方式称为级间耦合,实现耦合的电路称级间耦合电路。 常见的两种耦合方式:直接耦合;阻容耦合。 阻容耦合: 其特点是各级静态工作点互不影响,电路调试方便,但信号有损失。 直接耦合: 其特点是信号无损失,但各级静态工作点相互影响,电路调试麻烦。 多级放大电路对耦合电路要求: 要求:波形不失真,减少压降损失。 静态:保证各级Q点设置 动态: 传送信号。 HOME
3.多级放大电路分析 (1)电压放大倍数 多级放大器中,各级串联连接,前一级的输出电压就是下一级的输入电压,总的电压放大倍数为各级电压放大倍数之积。 其中 …… n 为多级放大器的级数。 HOME
多级放大器中,各级串联连接,前一级的负载电阻就是下一级的输入电阻,据此求出各级电压放大倍数,再求出总的电压放大倍数,这被称为负载法。 电压放大倍数的求法 多级放大器中,各级串联连接,前一级的负载电阻就是下一级的输入电阻,据此求出各级电压放大倍数,再求出总的电压放大倍数,这被称为负载法。 即 …… k为多级放大器的任一级。 HOME
一般说来,多级放大器的输入电阻就是输入级的输入电阻;输出电阻就是输出级的输出电阻。即 (2)输入电阻和输出电阻 一般说来,多级放大器的输入电阻就是输入级的输入电阻;输出电阻就是输出级的输出电阻。即 HOME
参数为:UCC=12V,RB1=100kΩ,RB2=39kΩ,RC1=5.6 kΩ, 两级阻容耦合放大电路如图7.25所示,各元件 参数为:UCC=12V,RB1=100kΩ,RB2=39kΩ,RC1=5.6 kΩ, R E1=2.2kΩ, R´B1 =82 kΩ, R´B2 =47 kΩ,RC2=2.7 kΩ,RE2=2.7kΩ,RL=3.9kΩ,rbe1=1.4kΩ,rbe2=1.3kΩ,β1=β2 =50。求:电压放大倍数,输入电阻,输出电阻。 例7.6 图7.25 HOME
? ri2 例7.6 前级 后级 静态分析: Q点计算同单级 动态分析: 关键:考虑级间影响 ri2 = RL1 方法: 图7.25 HOME
例7.6 微变等效 电 路 图7.25的微变等效电路 HOME
RL1= R´B1 // R´B2 // rbe2 = 82 // 47 // 1.3≈1.3 kΩ 解: RL1= R´B1 // R´B2 // rbe2 = 82 // 47 // 1.3≈1.3 kΩ RL´= RC1 // RL1 = 5.6 // 1.3≈1.06 kΩ Ri1 = RB1 // RB2 // rbe1 = 100 // 39 // 1.4≈1.4 kΩ Ro = RC2 = 2.7 kΩ HOME
(a) (b) Au 0.7Aum f fL fH Aum 0° -90° -180° -270 ° 4.多级放大电路的频率特性 (a) 幅频特性 (a) (b) 相频特性 (b) 图7.26 单级阻容耦合放大电路的频率特性 HOME
图7.27 两级放大电路的频率特性 HOME
7.2.4 场效应管放大电路 1. 场效应管偏置电路及静态分析 (1)自偏压电路 UGS = UG - US = - IDRS 7.2.4 场效应管放大电路 1. 场效应管偏置电路及静态分析 场效应管是电压控制器件,它只需要合适的偏压,而不要偏流 。 (1)自偏压电路 由于栅极不取电流,RG上没有压降,栅极电位UG=0,所以栅极偏压为: UGS = UG - US = - IDRS 图7.28 自偏压电路 HOME
(2)分压偏置电路 自偏压电路只适用由耗尽型MOS管或结型场效管组成的放大电路。对增强型MOS管,其偏置电压必须通过分压器来产生,如图7.29所示。 图7.29 分压式偏置 HOME
2.场效应管微变等效电路 场效应管也是非线性器件,但当工作信号幅度足够小,且工作在恒流区时,场效应管也可用微变等效电路来代替,如图7.30所示 。 图7.30场效应管微变等效电路 HOME
3.场效应管放大电路的微变等效电路分析 (1) 共源极放大电路 图7.31 共源极放大电路的微变等效电路 HOME
① 电压放大倍数Au 式中 RL/= RD∥RL ② 输入电阻Ri和输出电阻Ro Ri = RG Ro= RD HOME
例7.7 N沟道结型场效应管自偏压放大电路如图7.32所示 ,已知 UDD = 18V,RD =10 kΩ,RS=2 kΩ,RG=4MΩ,RL=10 kΩ,gm=1.16 ms。试求: Au ,Ri,Ro。 解: Ri = RG = 4MΩ Ro= RD =10kΩ 图7.32 HOME
共漏极放大电路又称源极输出器,其电路和微变等效电路如图7.33所示。 (2)共漏极放大电路 共漏极放大电路又称源极输出器,其电路和微变等效电路如图7.33所示。 (a) 电路图 (b)微变等效电路 图3.33共漏极放大电路 HOME
可见,输出电压与输入电压同相,且由于gmRL/ >>1,故Au小于1,但接近1。 ① 电压放大倍数 式中 RL/= RS∥RL。 可见,输出电压与输入电压同相,且由于gmRL/ >>1,故Au小于1,但接近1。 ② 输入电阻Ri和输出电阻Ro Ri = RG HOME
由图可知 由于栅极电流 , 故 所以 图7.34 求Ro等效电路 即 HOME
实用中,利用场效应管和半导体三极管各自的特性互相配合,取长补短,组成混合电路,将具有更好的效果。混合示意图如图7.35所示。 (a)共源极和共发射极电路 (b)共源极和共集电极电路 图7.35 场效应管和三极管混合电路 HOME
表7.3 场效应管偏置电压的极性 类型 uGS uDS N沟道JFET 负 正 P沟道JFET 增强型NMOS 增强型PMOS 表7.3 场效应管偏置电压的极性 类型 uGS uDS N沟道JFET 负 正 P沟道JFET 增强型NMOS 增强型PMOS 耗尽型NMOS 正 零 负 耗尽型PMOS HOME