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文檔簡介

第三章半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)§3.1半導(dǎo)體BJT§3.2共射極放大電路§3.3圖解分析法§3.4小信號(hào)模型分析法§3.5放大電路的工作點(diǎn)穩(wěn)定問題§3.6共集電極電路和共基極電路§3.7組合放大電路3.1.1BJT的結(jié)構(gòu)簡介半導(dǎo)體三極管(BJT)3.1.2BJT的工作原理3.1.3BJT的特性曲線3.1.4BJT的主要參數(shù)半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)N型硅PNNPN型三極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)c集電極Collector發(fā)射極Emittereb基極Base集電區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)發(fā)射結(jié)E結(jié)集電結(jié)C結(jié)簡化cbeC結(jié)E結(jié)NPNecbcbeC結(jié)E結(jié)PNPecbPNP型三極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn):?發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高;?集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū),且面積大;?基區(qū)很薄,一般在幾個(gè)微米至幾十個(gè)微米,且摻雜濃度最低。管芯結(jié)構(gòu)剖面圖BJT的電流分配與放大原理1.內(nèi)部載流子的傳輸過程

三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下,通過載流子傳輸體現(xiàn)出來的。外部條件:發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。發(fā)射區(qū):發(fā)射載流子集電區(qū):收集載流子基區(qū):傳送和控制載流子

(以NPN為例)

載流子的傳輸過程2.電流分配關(guān)系根據(jù)傳輸過程可知

IC=InC+ICBOIB=IB’-ICBO通常

IC>>ICBO

為電流放大系數(shù),它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān),與外加電壓無關(guān)。一般

=0.90.99IE=IB+IC載流子的傳輸過程根據(jù)

是另一個(gè)電流放大系數(shù),同樣,它也只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān),與外加電壓無關(guān)。一般

>>12.電流分配關(guān)系BJT的電流分配與放大原理結(jié)論:1、三極管在E結(jié)正偏、C結(jié)反偏時(shí)具有電流放大作用。

2、三極管是一個(gè)電流控制元件,iC由iB控制。試一試P1864.1.2放大電路基本組態(tài)共集電極接法,集電極作為公共電極,用CC表示;共基極接法,基極作為公共電極,用CB表示。共發(fā)射極接法,發(fā)射極作為公共電極,用CE表示;BJT的三種組態(tài)半導(dǎo)體三極管的伏安特性(1)TRCUCCRbUBBiBiCuBEuCE三極管的伏安特性可分為:輸入伏安特性:輸出伏安特性:由測量結(jié)果,可得輸入伏安特性曲線:iB(uA)uBE(V)0402060800.20.40.60.8uCE=0uCE=0.5VuCE≥1V結(jié)論:三極管輸入特性與二極管相似半導(dǎo)體三極管的伏安特性(2)由測量結(jié)果,可得輸出伏安特性曲線:0uCE(V)iC(mA)11223344556IB=020uA40uA60uA80uA截止區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū):iB≤0的區(qū)域特點(diǎn):iB=0,iC=0等效:BEC條件:E結(jié)反偏飽和區(qū):uCE≤1V的區(qū)域特點(diǎn):uCE=uCES≈0,iC≠βiB等效:BEC條件:E結(jié)正偏、C結(jié)正偏放大區(qū):特點(diǎn):iC=βiB等效:BECβiB條件:E結(jié)正偏、C結(jié)反偏半導(dǎo)體三極管的伏安特性(3)

三極管在不同的控制條件下可工作于三種工作狀態(tài),即:放大、截止、飽和狀態(tài)。結(jié)論:試一試P1864.3.2半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù)共射電流放大系數(shù)共射直流電流放大系數(shù)共射交流電流放大系數(shù)β一般在幾十—幾百之間極間反向電流集電極-基極反向飽和電流ICBO集電極-發(fā)射極穿透電流ICEO受溫度影響,硅管ICBO<1uA、鍺管約十多uA極限參數(shù)集電極最大允許電流ICM集電極-發(fā)射極擊穿電壓U(BR)CEO集電極最大允許耗散功率PCM=UCE×ICICEO0UCE(V)IC(mA)11223344556ICMU(BR)CEOPCM安全工作區(qū)SOA放大元件iC=iB,工作在放大區(qū),要保證集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏。uiuo輸入輸出?參考點(diǎn)RB+UCCUBBRCC1C2T共射極放大電路的組成(1)作用:使發(fā)射結(jié)正偏,并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)?;鶚O電源與基極電阻RB+UCCUBBRCC1C2T共射極放大電路的組成(2)集電極電源,為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。RB+UCCUBBRCC1C2T共射極放大電路的組成(3)集電極電阻,將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。RB+UCCUBBRCC1C2T共射極放大電路的組成(4)耦合電容:電解電容,有極性。大小為10F~50F作用:隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系,同時(shí)能使信號(hào)順利輸入輸出。RB+UCCUBBRCC1C2T共射極放大電路的組成(5)可以省去采用單電源供電RB+UCCEBRCC1C2T共射極放大電路的改進(jìn)(1)單電源供電電路+UCCRCC1C2TRB共射極放大電路的改進(jìn)(2)放大電路的組成條件(1)基本放大電路的組成原則:1、晶體管必須偏置在放大區(qū)——發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。(直流——靜態(tài))2、輸入、輸出信號(hào)要有耦合通路——隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系,同時(shí)能使交流信號(hào)順利通過。(交流——?jiǎng)討B(tài))放大電路的組成條件(2)如何判斷一個(gè)電路是否能實(shí)現(xiàn)放大?3.晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。1.信號(hào)能否輸入到放大電路中。2.信號(hào)能否從放大電路中輸出。

與實(shí)現(xiàn)放大的條件相對(duì)應(yīng),判斷的過程如下:4.正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn),使整個(gè)波形處于放大區(qū)。試一試P1864.2.1共射放大電路的工作原理(1)當(dāng)ui=0時(shí),稱放大電路處于靜態(tài)。靜態(tài)工作狀態(tài)ui=0時(shí)由于電源的存在IB0IC0IBQICQIEQ=IBQ+ICQRB+UCCRCC1C2T共射放大電路的工作原理(2)IBQICQUBEQUCEQ(

ICQ,UCEQ)(IBQ,UBEQ)RB+UCCRCC1C2T(IBQ,UBEQ)

和(ICQ,UCEQ

)分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ共射放大電路的工作原理(3)共射放大電路的工作原理(4)當(dāng)ui≠0時(shí),稱放大電路處于動(dòng)態(tài)。動(dòng)態(tài)工作狀態(tài)IBUBEQICUCEuCE怎么變化?ibtictuituCE的變化沿一條直線uce相位如何?uce與ui反相!ICUCEictucet共射放大電路的工作原理(5)各點(diǎn)波形RB+UCCRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB共射放大電路的工作原理(6)共射放大電路的特點(diǎn)共射放大電路的特點(diǎn):1、輸入、輸出信號(hào)相位相差180度。2、輸入、輸出信號(hào)均是純交流信號(hào),信號(hào)經(jīng)共射放大電路傳輸過程中是交直流混合信號(hào)。放大電路中各點(diǎn)的電壓或電流都是在靜態(tài)直流(靜態(tài)分析)上疊加了小的交流信號(hào)。(動(dòng)態(tài)分析)——疊加定理。交流通路:只考慮交流信號(hào)的分電路。直流通路:只考慮直流信號(hào)的分電路。放大電路的分析方法(1)

信號(hào)的不同分量可以分別在不同的通道分析。開路開路RB+UCCRCC1C2T直流通路RB+UCCRC放大電路的分析方法(2)短路短路置零RB+UCCRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路放大電路的分析方法(3)試一試P1894.3.8放大電路分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法放大電路的分析方法(4)靜態(tài)工作點(diǎn)的分析(1)共射基本放大電路的直流通路BCETRCC1ui+-C2uo+-++--+UCCRbui=0電容開路BCETRC+UCCRbIBQUBEQICQUCEQ靜態(tài)工作點(diǎn)的分析(2)共射基本放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析(GraphicalAnalysis)BCETRC+UCCRbIBUBEICUCE對(duì)輸入回路,由KVL得:則:對(duì)輸出回路,由KVL得:則:0uCEiCiBuBE0IBQUBEQQQIBQUCEQICQ直流負(fù)載線LoadLineUCC試一試P1874.3.3靜態(tài)工作點(diǎn)的分析(3)共射基本放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的估算法BCETRC+UCCRbIBQUBEQICQUCEQ根據(jù)三極管的伏安特性,有:根據(jù)三極管的電流放大作用,有:對(duì)輸入回路,由KVL得:對(duì)輸出回路,由KVL得:UBEQ=0.7V,對(duì)硅管0.3V,對(duì)鍺管靜態(tài)工作點(diǎn)的估算法舉例解:請(qǐng)注意電路中IB和IC的數(shù)量級(jí)。已知:UCC=12V,RC=4k,RB=300k,=37.5。靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大電路工作的影響(1)iBuBE0UBEQQIBQ放大電路正常放大工作時(shí)的圖解過程0uCEiCIBQQUCEQICQUCC加入輸入信號(hào)引起基極電流變化引起集電極電流變化QQ放大信號(hào)輸出Q點(diǎn)對(duì)輸出信號(hào)有影響嗎?靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大電路工作的影響(2)UBEQiBuBE0QIBQQ點(diǎn)過高時(shí)放大電路工作過程圖解0uCEiCIBQQUCEQICQUCC加入輸入信號(hào)引起集電極電流失真輸出放大信號(hào)失真結(jié)論:Q點(diǎn)過高使三極管進(jìn)入飽和區(qū),引起的失真稱為飽和失真,也稱為底部失真。靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大電路工作的影響(3)UBEQiBuBE0QIBQQ點(diǎn)過低時(shí)放大電路工作過程圖解ICQ0uCEiCIBQQUCEQUCC加入輸入信號(hào)引起集電極電流失真輸出放大信號(hào)失真結(jié)論:Q點(diǎn)過低使三極管進(jìn)入截止區(qū),引起的失真稱為截止失真,也稱為頂部失真。Q點(diǎn)在什么位置,放大工作最好?iCuCEuo可輸出的最大不失真信號(hào)ib最大不失真電壓幅度QQUOM1UOM2UOM=min[UOM1UOM2]動(dòng)態(tài)分析之圖解法(1)ic其中:uce短路短路置零RB+UCCRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路動(dòng)態(tài)分析之圖解法(2)ICUCEUCCQIB交流負(fù)載線直流負(fù)載線過Q點(diǎn)作一條直線,斜率為:稱為交流負(fù)載線。動(dòng)態(tài)分析之圖解法(3)1、為什么要過Q點(diǎn)做交流負(fù)載線?2、如何畫斜率為的交流負(fù)載線?試一試P1884.3.5微變等效電路(1)微變等效電路(2)

當(dāng)輸入交流信號(hào)變化范圍很小時(shí),可認(rèn)為三極管工作于線性區(qū),此時(shí)三極管可用一個(gè)線性模型等效,稱此線性模型為三極管的微變等效電路。bceT++--ΔiBΔiCΔuBEΔuCEbe+-ΔiBΔuBErbec+-ΔiCΔuCEeβibrceμrvce微變等效電路(3)iBuBE0UBEQQIBQΔuBEΔiB0uCEiCIBQQUCEQICQΔiBΔiCbe+-ΔiBΔuBErbec+-ΔiCΔuCEeβibicrce很大,一般忽略。be+-ΔiBΔuBErbec+-ΔiCΔuCEeβibrceμrvceμr很小,一般忽略。微變等效電路(4)共射放大電路的小信號(hào)模型=

交流通路

+三極管微變等效電路放大電路的微變等效電路用于計(jì)算放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù):AU、ri、rO.交流通路RBRCRLuiuouirbeibibiiicuoRBRCRL共射基本放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算(1)動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算必需在放大電路的微變等效電路中進(jìn)行。+uS+-Rbbeibrbeceβibic-RSRcRLuOuiii1.

輸入電阻ri的計(jì)算根據(jù)ri的定義,有:在右圖電路中,顯然:因?yàn)橐话阌校篟b>>rbe,所以:共射放大電路的輸入電阻較小,往往不能滿足電路要求。共射基本放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算(2)2.

輸出電阻rO的計(jì)算

根據(jù)定義,放大電路的輸出電阻即相對(duì)于負(fù)載的戴維南等效電路的內(nèi)阻,故可采用外加電壓法求解。+uS+-Rbbeibrbeceβibic-RSRcRLuOui××端口開路+-uORbbeibrbeceβibicRSRciO獨(dú)立源零處理外加電源根據(jù)定義,有:顯然,右圖電路中受控電流源電流為零,即ic=0,所以:共射放大電路的輸出電路較大共射基本放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算(3)3.

電壓放大倍數(shù)Au、As的計(jì)算+uS+-Rbbeibrbeceβibic-RSRcRLuOui在圖示電路中,有:根據(jù)定義,則有:共射放大電路的電壓放大倍數(shù)可達(dá)幾十到幾百負(fù)號(hào)表明輸入信號(hào)與輸出信號(hào)相位相反顯然,AU隨負(fù)載大小而變化。負(fù)載開路時(shí),達(dá)到最大值:共射基本放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算(4)定義對(duì)信號(hào)源電動(dòng)勢us的電壓放大倍數(shù)為:+uS+-Rbbeibrbeceβibic-RSRcRLuOui

顯然,在RS=0時(shí),Aus=AU。即對(duì)于電壓放大電路,信號(hào)源內(nèi)阻越小越好?;痉糯箅娐贩治雠e例(1)例:在圖示放大電路中,電容C1、C2與C3在信號(hào)頻率范圍內(nèi)容抗可忽略不計(jì)。試求:(1)畫出直流通路,計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)Q;(2)畫出交流通路與微變等效電路,計(jì)算動(dòng)態(tài)參數(shù)。解:畫直流通路uoBCETRCC1ui+-C2+-+UCCR1R2RLC3BCETRC+UCCR1R2什么是直流通路?基本放大電路分析舉例(2)BCETRC+UCCR1R2IBQuBEQICQICCuCEQ計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)Q什么是靜態(tài)工作點(diǎn)?根據(jù)KVL,有:根據(jù)KCL有:由三極管的特性有:-------(1)-------(2)-------(3)-------(4)若對(duì)硅管取UBEQ=0.7V,對(duì)鍺管取UBEQ=0.3V,則可由上述方程組解得:基本放大電路分析舉例(3)畫交流通路uoBCETRCC1ui+-C2+-+UCCR1R2RLC3什么是交流通路?uoBCETRCui+-+-R1R2RL將電容與直流電源短路后的電路就是交流通路基本放大電路分析舉例(4)uoBCETRCui+-+-R1R2RL畫微變等效電路++-R1beibrbeceβibic-RLR2RCuOui什么是微變等效電路?根據(jù)動(dòng)態(tài)參數(shù)的定義,有:試一試P1904.3.11靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定為保證放大電路正常工作,必須有合適與穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)。溫度變化會(huì)導(dǎo)致三極管參數(shù)發(fā)生變化溫度每升高100C,ICBO增大一倍溫度每升高10C,UBE減小2.5mV溫度每升高10C,β增加0.5%-1%在共射基本放大電路中,因?yàn)椋核?,?dāng)溫度升高時(shí)有:0uCEiCIBQQUCEQICQUCC結(jié)論:共射基本放大電路在溫度升高時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)飽和失真。uiuoRB1+UCCRCC1C2RB2RERL一、靜態(tài)分析I1I2IBRB1+UCCRCTRB2RE直流通路RE射極直流負(fù)反饋電阻RB2下偏壓電阻分壓偏置式放大電路(1)TUBEIBICUEIC本電路穩(wěn)壓的過程實(shí)際是由于加了RE形成了負(fù)反饋過程I1I2IBRB1+UCCRCTRB2RE1.靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的原理分壓偏置式放大電路(2)I1I2IBRB1+UCCRCTRB2RE直流通路2.求靜態(tài)工作點(diǎn)算法一:上述四個(gè)方程聯(lián)立,可求出IE

,進(jìn)而,可求出UCE

。本算法比較麻煩,通常采用下面介紹的算法二、三。分壓偏置式放大電路(3)I1I2IBRB1+UCCRCTRB2RE直流通路+UCC方框中部分用戴維南定理等效為:RdUSB進(jìn)而,可求出IE

、UCE

。算法二:分壓偏置式放大電路(4)I1I2IBRB1+UCCRCTRB2RE直流通路算法三:分壓偏置式放大電路(5)可以認(rèn)為與溫度無關(guān)。I1I2IBRB1+UCCRCTRB2RE直流通路分壓偏置式放大電路(6)例:已知=50,UCC=12V,RB1=7.5k,RB2=2.5k,RC=2k,RE=1k,求該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo算法一、二的結(jié)果:算法三的結(jié)果:結(jié)論:三種算法的結(jié)果近似相等,但算法三的計(jì)算過程最簡單。分壓偏置式放大電路分析舉例一分壓偏置式放大電路(7)RB1RCRLuiuoRB2RErbeRCRLRER'BuoRB1+UCCRCC1C2RB2RERL二、動(dòng)態(tài)分析分壓偏置式放大電路(8)rbeRCRLRER'B缺點(diǎn):與基本共射電路相比,分壓偏置電路的Au大幅下降。如果想使Au不下降,同時(shí)溫度穩(wěn)定性好,該怎么辦?CE的作用:交流通路中,CE將RE短路,RE對(duì)交流不起作用,放大倍數(shù)不受影響。I1I2IBRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo分壓偏置式放大電路(9)增加CE后的交流通路和微變等效電路:rbeRCRLR'BRB1RCRLuiuoRB2分壓偏置式放大電路(10)可見,增加CE后,放大倍數(shù)大大上升。但輸入電阻卻減小了。電路該如何進(jìn)一步改進(jìn)?分壓偏置式放大電路(11)增加CE后:增加CE前:RB1+UCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2問題2:如果電路如下圖所示,如何分析?分壓偏置式放大電路舉例二(1)I1I2IBRB1+UCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+UCCRCTRB2RE1RE2靜態(tài)分析:直流通路分壓偏置式放大電路舉例二(2)RB1+UCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2動(dòng)態(tài)分析:交流通路RB1RCRLuiuoRB2RE1分壓偏置式放大電路舉例二(3)交流通路:RB1RCRLuiuoRB2RE1微變等效電路:rbeRCRLRE1R'B分壓偏置式放大電路舉例二(4)試一試P1904.4.3RB+UCCC1C2RERLuiuoRB+UCCRE直流通道共集電極放大電路(1)一、靜態(tài)分析IBIE折算RB+UCCRE直流通道共集電極放大電路(2)二、動(dòng)態(tài)分析RB+UCCC1C2RERLuiuoRBRERLuiuo交流通道共集電極放大電路(3)RBRERLuiuo交流通道rbeRERLRB微變等效電路共集電極放大電路(4)1.電壓放大倍數(shù)rbeRERLRB共集電極放大電路(5)1.所以但是,輸出電流Ie增加了。2.輸入輸出同相,輸出電壓跟隨輸入電壓,故稱電壓跟隨器。結(jié)論:共集電極放大電路(6)2.輸入電阻輸入電阻較大,作為前一級(jí)的負(fù)載,對(duì)前一級(jí)的放大倍數(shù)影響較小且取得的信號(hào)大。rbeRERLRB共集電極放大電路(7)3.輸出電阻rorbeRERBRSrbeRERBRS電源置0共集電極放大電路(8)一般:所以:射極輸出器的輸出電阻很小,帶負(fù)載能力強(qiáng)。所謂帶負(fù)載能力強(qiáng),是指當(dāng)負(fù)載變化時(shí),放大倍數(shù)基本不變。共集電極放大電路(9)RB+UCCC1C2RERLuiuo例:已知射極輸出器的參數(shù)如下:RB=570k,RE=5.6k,RL=5.6k,=100,UCC=12V求Au、ri和ro。設(shè):RS=1k,

求:Aus、ri和ro。3.RL=1k時(shí),求Au

。共集電極放大電路舉例(1)RB+UCCC1C2RERLuiuoRB=570k,RE=5.6k,RL=5.6k,=100,EC=12V共集電極放大電路舉例(2)RB=570k,RE=5.6k,RL=5.6k,=100,EC=12V1.求Au、ri和ro。rbeRERLRB微變等效電路rbe=2.9k,RS=0共集電極放大電路舉例(3)rbeRERLRB微變等效電路2.設(shè):RS=1k,求:Aus、ri和roRB=570k,RE=5.6k,RL=5.6k,=100,EC=12Vrbe=2.9k,RS=0共集電極放大電路舉例(4)

RL=1k時(shí)3.RL=1k和時(shí),求Au。

RL=時(shí)共集電極放大電路舉例(5)比較:空載時(shí),Au=0.995

RL=5.6k時(shí),Au=0.990

RL=1k時(shí),Au=0.967結(jié)論:射極輸出器帶負(fù)載能力強(qiáng)。共集電極放大電路舉例(6)試一試P1934.5.31.將射極輸出器放在電路的首級(jí),可以提高輸入電阻。2.將射極輸出器放在電路的末級(jí),可以降低輸出電阻,提高帶負(fù)載能。3.將射極輸出器放在電路的兩級(jí)之間,可以起到電路的匹配作用。共集電極放大電路的應(yīng)用共基極放大電路(1)ui直流通道Rb1+UCCRcTRb2ReRb1+UCCC1Rb2RLuoC2CbReRcebc動(dòng)態(tài)分析共基極放大電路(2)ReRL微變等效電路Rcrbe輸出電流接近輸入電流,故稱電流跟隨器。三種基本組態(tài)的比較看一看P148

表4.5.11.共射電路主要應(yīng)用在多級(jí)放大電路的中間級(jí)。2.共集電路主要應(yīng)用在輸入、輸出或緩沖級(jí)。3.共基電路主要應(yīng)用在高頻或?qū)掝l電路。組合放大電路復(fù)合管放大電路復(fù)合管:兩個(gè)以上的BJT按照一定規(guī)則(電流流向不沖突)組合起來,又稱達(dá)林頓管。同形復(fù)合管異形復(fù)合管多級(jí)放大電路的組成與耦合方式(1)MultistageAmplifiers理想放大器的條件:AU=ri=ro=∞∞0

因?yàn)槿魏我粋€(gè)單管放大電路都不可能同時(shí)滿足上述要求,故必須利用各單管電路的特點(diǎn)構(gòu)成多級(jí)放大電路。riro輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)RLRS+-us+-uoui作用:獲取信號(hào)要求:ri大電路:共集、MOS管電路作用:電壓放大要求:AU大電路:共射、共源電路作用:帶負(fù)載能力強(qiáng)要求:ro小電路:共集、共漏、功率放大電路多級(jí)放大電路的組成與耦合方式(2)多級(jí)放大電路的耦合方式阻容耦合直接耦合變壓器耦合BCETRCC1ui+-C2uo+-+++UCCRb阻容耦合方式BCETRCC1ui+-C2uo+-+++UCCRb直接耦合方式阻容耦合放大電路(1)BCET2RC2C2C3uo+-++UCCRb2BCET1RC1C1ui+-+Rb1靜態(tài)工作點(diǎn)分析

由電路結(jié)構(gòu)可見,前后兩個(gè)放大電路的Q點(diǎn)相互獨(dú)立,可按單管電路分別計(jì)算。阻容耦合放大電路(2)動(dòng)態(tài)參數(shù)分析BCET2RC2C2C3uo+-++UCCRb2BCET1RC1C1ui+-+Rb1微變等效電路Rb1b1ib1rbe1c1e1β1ib1ic1Rc1ui+Rb2b2ib2rbe2c2e2β2ib2ic2-Rc2RLuOuo11、電壓放大倍數(shù)AU其中:結(jié)論:(1)AU=AU1·AU2·····AUN

(2)各級(jí)電壓放大倍數(shù)可按單管電路計(jì)算注意:后級(jí)放大電路的輸入電阻是前級(jí)放大電路的等效負(fù)載阻容耦合放大電路(3)輸入電阻riRb1b1ib1rbe1c1e1β1ib1ic1Rc1ui+Rb2b2ib2rbe2c2e2β2ib2ic2-Rc2RLuOuo1ii結(jié)論:多級(jí)放大電路的輸入電阻=第一級(jí)的輸入電阻輸出電阻ro根據(jù)定義,得

r0=RC2=ro2結(jié)論:多級(jí)放大電路的輸出電阻=最后一級(jí)的輸出電阻阻容耦合放大電路的特點(diǎn)

(1)各級(jí)電路Q點(diǎn)相互獨(dú)立、便于調(diào)整。(2)由于存在耦合電容,不能放大直流信號(hào)和變化緩慢的信號(hào)。(3)不利于集成化。阻容耦合電路的頻率特性fHfLfH——上限頻率fL——下限頻率fA(db)020阻容耦合電路的低頻特性(1)uiuORiC1阻容耦合電路的低頻特性(2)fA(db)0-20fL0.1fLf90045fL阻容耦合電路的高頻特性(1)

uiuOR1C1阻容耦合電路的高頻特性(2)f-900-45fA(db)0-20fH10fH阻容耦合電路的高頻特性(3)berbeceβibberb’eceβibrbb’cberb’eeβibrbb’混合Π模型fA耦合電容造成三極管結(jié)電容造成阻容耦合電路缺點(diǎn):不能放大直流信號(hào)。不能放大高頻信號(hào)。?阻容耦合電路的頻率特性增益帶寬積不變?cè)囈辉嘝1954.7.2直接耦合放大電路特點(diǎn)(1)直接耦合放大電路的優(yōu)點(diǎn)

(1)不存在耦合電容,可放大直流信號(hào)和變化緩慢的信號(hào)。(2)便于集成化。直接耦合方式帶來的問題電平配合問題零點(diǎn)漂移問題1、電平配合問題0.7V0.7V導(dǎo)致T1管飽和前后級(jí)Q點(diǎn)相互影響,導(dǎo)致電路不能正常工作

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