1、基本放大電路基本放大電路1 1 共射放大電路共射放大電路2 2 共集電極電路與共基極電路共集電極電路與共基極電路3 3 場效應管基本放大電路場效應管基本放大電路4 4 多級放大電路多級放大電路5 5 放大電路的頻率特性放大電路的頻率特性6 6 小信號調諧放大器小信號調諧放大器三極管對信號實現放大作用時在電路中可有三極管對信號實現放大作用時在電路中可有三種不同的連接方式（或稱三種組態），即共三種不同的連接方式（或稱三種組態），即共（發）射極、共集電極和共基極接法，這三種接（發）射極、共集電極和共基極接法，這三種接法分別以發射極、集電極、基極作為輸入回路和法分別以發射極、集電極、基極作為輸入回路和

2、輸出回路的交流公共端，而構成不同組態的放大輸出回路的交流公共端，而構成不同組態的放大電路，如電路，如圖圖1 1所示。所示。共射放大電路共射放大電路下一頁 返回圖圖 1 放大電路中三極管的三種連接放大電路中三極管的三種連接方式方式返回一、一、 共射放大電路的組成及放大作用共射放大電路的組成及放大作用1. 1. 電路基本組成及各元件作用電路基本組成及各元件作用共發射極基本放大電路的組成如共發射極基本放大電路的組成如圖圖2 2所示，本所示，本電路采用的是電路采用的是NPNNPN管。為保證放大電路能夠不失管。為保證放大電路能夠不失真地放大交流信號，放大電路的組成應遵循以下真地放大交流信號，放大電路的組

3、成應遵循以下原則：原則：共射放大電路共射放大電路下一頁 返回圖圖2 共（發）射極放大電路共（發）射極放大電路 返回1) 1) 保證三極管工作在放大區保證三極管工作在放大區 2) 2) 保證信號有效的傳輸保證信號有效的傳輸2. 2. 放大電路中電壓、電流的方向及符號規定放大電路中電壓、電流的方向及符號規定1) 1) 電壓、電流正方向的規定電壓、電流正方向的規定為了便于分析，規定：電壓的正方向都以輸入、為了便于分析，規定：電壓的正方向都以輸入、輸出回路的公共端為負，其他各點均為正；電流方輸出回路的公共端為負，其他各點均為正；電流方向以三極管各電極電流的實際方向為正方向。向以三極管各電極電流的實際方

4、向為正方向。共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁圖圖 3 共（發）射極放大電路的簡化共（發）射極放大電路的簡化畫法畫法 返回圖圖 4 三極管集電極的電流波形三極管集電極的電流波形返回3. 3. 靜態分析靜態分析1 1） 直流通路及靜態工作點直流通路及靜態工作點所謂直流通路，是指當輸入信號所謂直流通路，是指當輸入信號u ui i=0=0時，電路在時，電路在直流電源直流電源V VCCCC的作用下，直流電流所流過的路徑。在的作用下，直流電流所流過的路徑。在畫直流通路時，將電路中的電容開路，電感短路。畫直流通路時，將電路中的電容開路，電感短路。圖圖2-32-3所對應的直流通路如所對應的直流通路如

5、圖圖5(5(a a) )所示。所示。共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁2) 2) 放大電路靜態工作點的估算放大電路靜態工作點的估算由圖由圖5(5(a a) )所示的直流通路，直流電源所示的直流通路，直流電源+ +V VCCCC經經基極偏置電阻基極偏置電阻R Rb b為三極管發射結提供正向偏置電為三極管發射結提供正向偏置電壓，壓，共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁圖圖 5 基本共射放大電路的靜態情況基本共射放大電路的靜態情況返回經集電極電阻經集電極電阻R Rc c為三極管集電結提供反向偏置電為三極管集電結提供反向偏置電壓。由直流通路得基極靜態電流壓。由直流通路得基極靜態電流I I

6、BQBQ： 根據三極管的電流放大特性，得集電極靜態電流根據三極管的電流放大特性，得集電極靜態電流I ICQCQ：共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁bBEQCCBQRUVIBQCQII共射放大電路共射放大電路再根據集電極回路可求出集電極再根據集電極回路可求出集電極- -發射極之間發射極之間的電壓的電壓U UCEQCEQ ：當三極管處于臨界飽和狀態時，仍然滿足當三極管處于臨界飽和狀態時，仍然滿足I IC C= =IIB B，此時的基極電流稱為基極臨界飽和電流，此時的基極電流稱為基極臨界飽和電流，用用I IBSBS表示，則表示，則 下一頁 返回上一頁cCCCSBSRVIIcCQCCCEQRI

7、VU4. 4. 動態分析動態分析所謂動態，是指放大電路輸入信號所謂動態，是指放大電路輸入信號u ui i不為零不為零時的工作狀態。當放大電路中加入正弦交流信號時的工作狀態。當放大電路中加入正弦交流信號u ui i時，電路中各極的電壓、電流都是在直流量的時，電路中各極的電壓、電流都是在直流量的基礎上發生變化，即瞬時電壓和瞬時電流都是由基礎上發生變化，即瞬時電壓和瞬時電流都是由直流量和交流量疊加而成的。直流量和交流量疊加而成的。共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁在圖在圖3 3中，輸入信號中，輸入信號u ui i通過耦合電容通過耦合電容C C1 1傳送到三傳送到三極管的基極與發射極之間，使得

8、基極與發射極之間極管的基極與發射極之間，使得基極與發射極之間的電壓為的電壓為輸入信號輸入信號u ui i變化時，會引起變化時，會引起u uBEBE隨之變化，相應的隨之變化，相應的基極電流也在原來基極電流也在原來I IBQBQ的基礎上疊加了因的基礎上疊加了因u ui i變化產生變化產生的變化量的變化量i ib b。共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁iBEQBEuUu當放大電路中在交流輸入信號當放大電路中在交流輸入信號u ui i的作用下，只有交的作用下，只有交流電流所流過的路徑，稱為交流通路。畫交流通路時，流電流所流過的路徑，稱為交流通路。畫交流通路時，放大電路中的耦合電容短路；由于直流

9、電源放大電路中的耦合電容短路；由于直流電源V VCCCC的內阻的內阻很?。ɡ硐腚妷涸磧茸杞茷榱悖瑢涣髯兓繋缀苄。ɡ硐腚妷涸磧茸杞茷榱悖?，對交流變化量幾乎不起作用，所以直流電源對交流視為短路。圖乎不起作用，所以直流電源對交流視為短路。圖3 3所所示基本共射放大電路的交流通路如示基本共射放大電路的交流通路如圖圖6 6所示。所示。共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁圖圖 6 共射放大電路的交流通路共射放大電路的交流通路返回這時，基極的總電流則為直流和交流的疊加，這時，基極的總電流則為直流和交流的疊加，即即經三極管放大后得集電極電流經三極管放大后得集電極電流集電極集電極- -發射極之間

10、的電壓發射極之間的電壓 共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁bBQBiIicCQbBQBCiIiIiiceCEQccCEQccCQCCcCCCCE)(uURiURiIVRiVu二、二、 放大電路圖解分析法放大電路圖解分析法由于三極管屬于非線性器件，故用圖解法進行分析比較直由于三極管屬于非線性器件，故用圖解法進行分析比較直觀。觀。1. 1. 靜態圖解法靜態圖解法以以圖圖7(7(a a) )所示共射放大電路為例，分析靜態時，電容所示共射放大電路為例，分析靜態時，電容C C1 1和和C C2 2視為開路，這時電路可畫成圖視為開路，這時電路可畫成圖7(7(b b) )所示的直流通路。三極管所示的

11、直流通路。三極管的靜態工作點的四個量，在基極回路中有的靜態工作點的四個量，在基極回路中有I IBQBQ和和U UBEQBEQ，在集電極，在集電極回路中有回路中有I ICQCQ和和U UCEQCEQ，下面分別進行討論。，下面分別進行討論。共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁圖圖7 圖解法分析靜態圖解法分析靜態返回1) 1) 基極回路基極回路如圖如圖7(7(b b) )示的直流通路，由電源示的直流通路，由電源V VCCCC 、電阻、電阻R Rb b和發和發射結構成基極回路，射結構成基極回路，V VCCCC和和R Rb b是線性電路部分，而發射是線性電路部分，而發射結的伏安特性是非線性部分，如

12、圖結的伏安特性是非線性部分，如圖7(7(c c) )所示。由圖所示。由圖7(7(c c) )的三極管輸入特性曲線可解出的三極管輸入特性曲線可解出U UBEQBEQ和和I IBQBQ。U UBEQBEQ為發為發射結正向電壓，三極管導通時，射結正向電壓，三極管導通時，u uBEBE= =U UBEQBEQ變化很小，硅變化很小，硅管管U UBEQBEQ=0.6=0.60.8V0.8V，取，取0.7V0.7V；鍺管；鍺管U UBEQBEQ= =0.10.10.3V0.3V，取，取0.3V0.3V。 共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁2) 2) 集電極回路集電極回路對于集電極回路，三極管的管壓降

13、對于集電極回路，三極管的管壓降U UCEQCEQ與集電極電流與集電極電流I ICQCQ的關系符合的關系符合三極管自身的輸出特性，即三極管自身的輸出特性，即I IBQBQ=40A=40A的那條曲線，如的那條曲線，如8 8所示。電源所示。電源V VCCCC和和R Rc c的關系是線性關系，即滿足的關系是線性關系，即滿足 利用上式在三極管輸出特性曲線上作一直線，如圖利用上式在三極管輸出特性曲線上作一直線，如圖8 8所示，它與橫所示，它與橫軸和縱軸分別相交于軸和縱軸分別相交于M M (12V(12V，0mA)0mA)和和N N (0V(0V，3mA)3mA)兩點，其斜率為兩點，其斜率為- -1/1/R

14、 Rc c，是由集電極電阻，是由集電極電阻R Rc c決定的。由于所討論的是靜態工作情況，電路決定的。由于所討論的是靜態工作情況，電路中的電壓、電流都是直流量，所以直線中的電壓、電流都是直流量，所以直線MNMN稱為直流負載線。稱為直流負載線。 共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁CcCCCEiRVu圖圖8 直流負載線直流負載線返回2. 2. 動態圖解法動態圖解法1) 1) 輸入回路的動態圖解分析輸入回路的動態圖解分析以基本共射放大電路為例，其輸入特性如以基本共射放大電路為例，其輸入特性如9 9所示。所示。當輸入端加入信號當輸入端加入信號u ui i=20sin=20sintt(mV(mV

15、）時，由于有隔直電容）時，由于有隔直電容C C1 1的存在，的存在，加在三極管發射結上的電壓就是靜態值加在三極管發射結上的電壓就是靜態值U UBEQBEQ與與u ui i的疊加值，即的疊加值，即 利用利用u uBEBE值在三極管輸入特性曲線上可對應作出值在三極管輸入特性曲線上可對應作出i iB B值，值，i iB B是靜態電流是靜態電流I IBQBQ與交流電流與交流電流i ib b的疊加值，即的疊加值，即共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁iBEQBEuUubBQBiIi圖圖9圖解法分析動態圖解法分析動態返回2) 2) 輸出回路的動態圖解分析輸出回路的動態圖解分析隨著隨著i iB B的變

16、動的變動i iC C也相應的變動，放大電路的工作點以也相應的變動，放大電路的工作點以Q Q點為中點，點為中點，在直流負載線上變動。當輸入信號在直流負載線上變動。當輸入信號u ui i為正半周，為正半周，i iB B由由4040A A向向6060A A變動時，放大電路的工作點先由變動時，放大電路的工作點先由Q Q移動到移動到Q Q1 1，再回到，再回到Q Q。當輸入信號。當輸入信號u ui i負半周，負半周，i iB B由由4040A A向向2020A A變動時，放大電路的工作點先由變動時，放大電路的工作點先由Q Q移動移動到到Q Q2 2，再回到，再回到Q Q。即放大電路的工作點隨著。即放大電

17、路的工作點隨著i iB B的變動將沿著直流負載的變動將沿著直流負載線在線在Q Q1 1與與Q Q2 2之間移動，因此，直線段之間移動，因此，直線段Q Q1 1 Q Q2 2是工作點移動的軌跡，通是工作點移動的軌跡，通常稱為動態工作范圍。常稱為動態工作范圍。 共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁3. 3. 交流負載線交流負載線放大電路在工作時，輸出端總要接上一定的負載，如放大電路在工作時，輸出端總要接上一定的負載，如圖圖( (a a) )所示電所示電路，這時放大電路的工作情況是否會因為路，這時放大電路的工作情況是否會因為R RL L的接入而受到影響呢？的接入而受到影響呢？在靜態時，由于隔直

18、電容在靜態時，由于隔直電容C C2 2的作用，的作用，R RL L對直流通路無影響，故電路對直流通路無影響，故電路的直流負載線同前面的空載情況一樣。對交流來說，電容的直流負載線同前面的空載情況一樣。對交流來說，電容C C2 2可看作短路，可看作短路，直流電源直流電源V VCCCC內阻近似為零，也可看作短路，這時輸出回路的交流等效電內阻近似為零，也可看作短路，這時輸出回路的交流等效電路如路如圖圖( (b b) )所示。所示。如果輸入信號不變，仍為如果輸入信號不變，仍為u ui i=20sin=20sintt(mV)(mV)，則，則i ib b也不變，經過三極也不變，經過三極管的電流放大，管的電流

19、放大，i ic c和負載開路時相同。和負載開路時相同。 共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁圖圖10 圖解法分析放大電路圖解法分析放大電路(有載有載)返回(a) 基本共射電路 (b) 交流通路 這時電流的關系仍然滿足這時電流的關系仍然滿足i iC C= =I ICQCQ+ + i ic c。其。其中直流中直流I ICQCQ只流經只流經R Rc c支路，而交流分量支路，而交流分量i ic c流經流經R Rc c和和R RL L的并聯支路。這時的管壓降滿足下式的并聯支路。這時的管壓降滿足下式經經C C2 2的隔直作用，輸出交流電壓的隔直作用，輸出交流電壓u uo o為為 共射放大電路共射放大

20、電路下一頁 返回上一頁LccCQCCLcccCQCCCE)/(RiRIVRRiRIVuLcoRiu4 4圖解法分析靜態工作點的位置對放圖解法分析靜態工作點的位置對放大質量的影響大質量的影響1) 1) 非線性失真非線性失真因為三極管是非線性器件，當靜態工作因為三極管是非線性器件，當靜態工作點點Q Q定得偏低，也就是定得偏低，也就是I IBQBQ和和I ICQCQ偏小時，會偏小時，會導致不能正常放大輸入信號導致不能正常放大輸入信號u ui i。 共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁 圖圖11 靜態工作點對波形失真的影響靜態工作點對波形失真的影響返回如如圖圖11(11(a a) )所示，輸入信

21、號所示，輸入信號u ui i負半周會負半周會使工作點進入三極管輸出特性曲線的截止使工作點進入三極管輸出特性曲線的截止區，從而不能被正常放大，此種失真稱為區，從而不能被正常放大，此種失真稱為截止失真。由于輸入信號和輸出信號是反截止失真。由于輸入信號和輸出信號是反相的，由圖也可觀察到，輸出信號相的，由圖也可觀察到，輸出信號u uo o的正的正半周產生失真，截止失真也稱頂部失真。半周產生失真，截止失真也稱頂部失真。 共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁2) 2) 選擇靜態工作點的原則選擇靜態工作點的原則(1) (1) 若使放大電路的輸出電壓不失真，并且盡若使放大電路的輸出電壓不失真，并且盡可能

22、地大，靜態工作點可能地大，靜態工作點Q Q應設在交流負載線的中點應設在交流負載線的中點附近。附近。(2) (2) 如果輸入信號幅值很小，在保證波形不失如果輸入信號幅值很小，在保證波形不失真的前提下，靜態工作點應選低些，可減少電路真的前提下，靜態工作點應選低些，可減少電路的功耗。的功耗。 共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁3) 3) 溫度對靜態工作點的影響溫度對靜態工作點的影響在實際工作中，由于半導體材料的熱敏在實際工作中，由于半導體材料的熱敏性，三極管的參數幾乎都與溫度有關，從性，三極管的參數幾乎都與溫度有關，從而導致放大電路的靜態工作點而導致放大電路的靜態工作點Q Q不穩定，影不穩定

23、，影響放大電路的正常工作。響放大電路的正常工作。 共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁5. 5. 靜態工作點穩定電路靜態工作點穩定電路 1) 1) 分壓式偏置電路分壓式偏置電路分壓式偏置電路如分壓式偏置電路如圖圖a a) )所示，與固定偏置式電所示，與固定偏置式電路不同的是：基極直流偏置電位路不同的是：基極直流偏置電位U UBQBQ是由基極偏置電是由基極偏置電阻阻R Rb1b1和和R Rb2b2對對V VCCCC分壓來取得的，故稱這種電路為分分壓來取得的，故稱這種電路為分壓式偏置電路；電路中增加了發射極電阻壓式偏置電路；電路中增加了發射極電阻R Re e，用來，用來穩定電路的靜態工作點。

24、穩定電路的靜態工作點。 共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁(2) (2) 靜態工作點的估算靜態工作點的估算直流通路如圖直流通路如圖( (b b) )所示。所示。當三極管工作在放大區時，當三極管工作在放大區時，I IBQBQ很小。當滿很小。當滿足足I I1 1I IBQBQ時，時，I I1 1I I2 2，則有：，則有： 共射放大電路共射放大電路CCb2b1b2BQVRRRUeBEQBEQRUUIEQCQIICQBQII)(ecCQCCCEQRRIVU(3) (3) Q Q點的穩定過程點的穩定過程當滿足當滿足I I1 1I IBQBQ時，時，U UBQBQ固定，假如溫度上升，固定，假如溫

25、度上升， 2) 2) 帶有發射極電阻帶有發射極電阻R Re e 的固定偏置電路的固定偏置電路(1) (1) 電路組成電路組成電路如電路如圖圖2-162-16所示。所示。(2) (2) 靜態工作點的估算靜態工作點的估算根據電路有根據電路有 共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁CQBQBEQEQEQCQIIUUIITebBEQCCBQ)1 (RRUVIBQCQII)(ecCQCCCEQRRIVU圖圖12 帶有發射極電阻帶有發射極電阻Re的固定偏置式直流電路的固定偏置式直流電路返回三、三、 微變等效電路法微變等效電路法1. 1. 放大電路的動態性能指標放大電路的動態性能指標放大電路放大的對象是

26、變化量，研究放大電放大電路放大的對象是變化量，研究放大電路除了要保證放大電路具有合適的靜態工作點外，路除了要保證放大電路具有合適的靜態工作點外，更重要的是研究其放大性能。衡量放大電路性能更重要的是研究其放大性能。衡量放大電路性能的主要指標有放大倍數、輸入電阻的主要指標有放大倍數、輸入電阻r ri i和輸出電阻和輸出電阻r ro o。 共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁圖圖 13 放大電路四端網絡表示放大電路四端網絡表示返回1) 1) 放大倍數放大倍數放大倍數是指輸出信號與輸入信號之比放大倍數是指輸出信號與輸入信號之比, ,有電壓放大倍數、電流放大倍數和功率放大有電壓放大倍數、電流放大倍

27、數和功率放大倍數等表示方法，其中電壓放大倍數最常用。倍數等表示方法，其中電壓放大倍數最常用。 共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁io/uuAuio/iiAiio/ PPAp2) 2) 輸入電阻輸入電阻r ri i它等于放大電路輸出端接實際負載電阻它等于放大電路輸出端接實際負載電阻R RL L后，后，輸入電壓輸入電壓u ui i與輸入電流與輸入電流i ii i之比，即之比，即對于信號源來說，對于信號源來說，r ri i就是它的等效負載就是它的等效負載 共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁iii/iur isisirrruu圖圖14 放大電路輸入等效電路放大電路輸入等效電路返回3)

28、3) 輸出電阻輸出電阻r ro o等效輸出電阻用戴維南定理分析：將輸等效輸出電阻用戴維南定理分析：將輸入信號源入信號源u us s短路（電流源開路），但要保短路（電流源開路），但要保留其信號源內阻留其信號源內阻r rs s，用電阻串并聯方法加，用電阻串并聯方法加以化簡，計算放大電路的等效輸出電阻。以化簡，計算放大電路的等效輸出電阻。共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁oooiur圖圖15 放大電路輸出等效電路放大電路輸出等效電路返回2. 2. 三極管的微變等效模型三極管的微變等效模型 當三極管的靜態工作點正常，并且輸入微小變當三極管的靜態工作點正常，并且輸入微小變化的交流信號時，三極管的

29、電壓和電流近似為線性化的交流信號時，三極管的電壓和電流近似為線性關系，為計算方便，將三極等效為一個線性元件，關系，為計算方便，將三極等效為一個線性元件，稱為三極管的微變等效模型；將放大電路等效為線稱為三極管的微變等效模型；將放大電路等效為線性電路，通常稱為微變等效電路。性電路，通常稱為微變等效電路。共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁1) 1) 三極管基極與發射極間的等效三極管基極與發射極間的等效放大電路正常工作時，基極與發射極之間相當于放大電路正常工作時，基極與發射極之間相當于一個導通的一個導通的PNPN結。三極管的輸入二端口等效為一個結。三極管的輸入二端口等效為一個交流電阻交流電阻r

30、 rbebe，它是三極管輸入特性曲線上工作點，它是三極管輸入特性曲線上工作點Q Q附近的電壓微小變化量與電流微小變化量之比。附近的電壓微小變化量與電流微小變化量之比。根據三極管輸入回路結構分析，根據三極管輸入回路結構分析，r rbebe的數值可以的數值可以用下列公式計算：用下列公式計算：共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁bebbEQ26mV(1)(mA)rrIrrbbbb是基區體電阻，對低頻小功率管，是基區體電阻，對低頻小功率管，rrbbbb約約為為100100500500，如無特別說明，一般取，如無特別說明，一般取rrbbbb=300=300。2) 2) 三極管集電極與發射極間的等效

31、三極管集電極與發射極間的等效當三極管工作在放大區時，當三極管工作在放大區時，i ic c= =iib b即實現了三極即實現了三極管的受控恒流特性，所以，三極管集電極與發射極管的受控恒流特性，所以，三極管集電極與發射極間可等效為一個理想受控電流源，大小為間可等效為一個理想受控電流源，大小為iib b，如圖，如圖( (c c) )所示。將圖所示。將圖( (b b) )和圖和圖( (c c) )組合，即可得到三極管的組合，即可得到三極管的微變等效模型，如圖微變等效模型，如圖( (d d) )所示。所示。 共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁圖圖16 三極管微變等效過程三極管微變等效過程返回3.

32、 3. 利用微變等效電路分析放大電路的動態性能指標利用微變等效電路分析放大電路的動態性能指標共射放大電路如共射放大電路如圖圖( (a a) )所示，為了分析動態性能指標，首先畫出所示，為了分析動態性能指標，首先畫出放大電路的交流通路，如放大電路的交流通路，如圖圖( (b b) )所示。然后將電路中的非線性元件所示。然后將電路中的非線性元件三極管用微變等效模型代換，則得到三極管用微變等效模型代換，則得到圖圖( (c c) )所示的放大電路的微變所示的放大電路的微變等效電路。等效電路。1) 1) 電壓放大倍數（有載），由圖電壓放大倍數（有載），由圖( (c c) )可得可得 得得 共射放大電路共射

33、放大電路下一頁 返回上一頁LbLcoRiRiuLcL/ RRRbebiriu beLbebLbiorRriRiuuAu圖圖17共射放大電路共射放大電路返回2) 2) 輸入電阻輸入電阻r ri i 當當R Rb br rbebe時，時， 3) 3) 輸出電阻輸出電阻r ro o在圖在圖2-21(2-21(c c) )中，根據戴維南定理等效電阻的計算方中，根據戴維南定理等效電阻的計算方法，將信號源法，將信號源u us s=0=0，則，則i ib b=0=0，iib b=0=0，可得輸出電阻，可得輸出電阻 共射放大電路共射放大電路下一頁 返回上一頁bebiii/ rRiurbeirr coRr 4)

34、 4) 源電壓放大倍數源電壓放大倍數圖圖2-21(2-21(d d) )所示為考慮信號源內阻時的微變等效電路?？傻迷措娝緸榭紤]信號源內阻時的微變等效電路?？傻迷措妷悍糯蟊稊祲悍糯蟊稊礎 Ausus為為又由圖可得又由圖可得代入，得代入，得 共射放大電路共射放大電路返回上一頁sisiiosouuAuuuuuuAuussbebesiisirrrrrruusbeLsorrRuuAus2.2.1 2.2.1 共集電極電路共集電極電路電路如電路如圖圖2-23(2-23(a a) )所示，所示，圖圖2-23(2-23(b b) )、( (c c) )分別是它的直流通路分別是它的直流通路和交流通路。由交流通

35、路可以看到，信號從基極輸入、發射極輸出，和交流通路。由交流通路可以看到，信號從基極輸入、發射極輸出，集電極是交流接地，是輸入回路和輸出回路的公共端，故該電路稱集電極是交流接地，是輸入回路和輸出回路的公共端，故該電路稱為共集電極電路。由于共集電極電路的輸出信號取自發射極，故該為共集電極電路。由于共集電極電路的輸出信號取自發射極，故該電路又稱為射極輸出器。電路又稱為射極輸出器。1. 1. 靜態分析靜態分析1) 1) 共集電極放大電路的直流通路如圖共集電極放大電路的直流通路如圖2-23(2-23(b b) )所示。所示。2.2 2.2 共集電極電路與共基極電路共集電極電路與共基極電路下一頁 返回2)

36、 2) 靜態工作點的估算靜態工作點的估算 2. 2. 動態分析動態分析1) 1) 共集電極放大電路的交流通路如圖共集電極放大電路的交流通路如圖2-23(2-23(c c) )所示，微變等效所示，微變等效電路如圖電路如圖2-23(2-23(d d) )所示。所示。2.2 2.2 共集電極電路與共基極電路共集電極電路與共基極電路下一頁 返回上一頁2) 2) 動態參數的估算動態參數的估算(1)(1)電壓放大倍數電壓放大倍數A Au u的估算的估算（其中（其中 ) )則則由于由于(1+(1+) ) R RLrLrbebe，所以，所以AuAu11，但略小于，但略小于1 1。AuAu為正值，為正值，所以所

37、以u uo o與與u ui i同相。由此說明同相。由此說明u uoou ui i ，即輸出信號的變化跟隨輸入信，即輸出信號的變化跟隨輸入信號的變化，故該電路又稱為射極跟隨器。號的變化，故該電路又稱為射極跟隨器。2.2 2.2 共集電極電路與共基極電路共集電極電路與共基極電路下一頁 返回上一頁LbLeo)1 (RiRiuLcL/ RRR Lbbebobebi)1 (RiriuriuLbeLLbbebLbio)1 ()1 ()1 ()1 (RrRRiriRiuuAu(2) (2) 輸入電阻輸入電阻r ri i的估算。由圖的估算。由圖2-23(2-23(d d) )可得可得 則則 R RL L上流過

38、的電流是上流過的電流是i ib b的的(1+(1+) )倍，為了保證等效前后的電壓倍，為了保證等效前后的電壓不變，故把不變，故把R RL L折算到基極回路時應擴大折算到基極回路時應擴大(1+(1+) )倍。可見，共集電倍。可見，共集電極電路的輸入電阻比共發射極電路大得多，對信號源影響程度小，極電路的輸入電阻比共發射極電路大得多，對信號源影響程度小，這是射極輸出器的特點之一。這是射極輸出器的特點之一。2.2 2.2 共集電極電路與共基極電路共集電極電路與共基極電路下一頁 返回上一頁ibi/ rRr LbebLbbebbii)1 ()1 (RriRiriiur)1 (/LbebiRrRr(3) (

39、3) 輸出電阻輸出電阻r ro o的估算的估算根據放大電路輸出電阻的定義，在圖根據放大電路輸出電阻的定義，在圖2-23(2-23(d d) )中，令中，令u us s=0=0，并去，并去掉負載掉負載R RL L，在輸出端外加一測試電壓，在輸出端外加一測試電壓u uP P，可得如，可得如圖圖2-242-24所示的微變所示的微變等效電路。等效電路。由圖可得由圖可得 可知，基極回路的總電阻可知，基極回路的總電阻r rbebe+ +r rs s/R Rb b折算到發射極回路，需除以折算到發射極回路，需除以(1+(1+) )。射極輸出器的輸出電阻由較大的。射極輸出器的輸出電阻由較大的R Re e和很小的

40、和很小的r ro o并聯，因并聯，因而而r ro o很小，射極輸出器帶負載能力比較強。很小，射極輸出器帶負載能力比較強。2.2 2.2 共集電極電路與共基極電路共集電極電路與共基極電路下一頁 返回上一頁綜上所述，射極輸出器是一個具有高輸入電阻、低輸出電阻、綜上所述，射極輸出器是一個具有高輸入電阻、低輸出電阻、電壓放大倍數近似為電壓放大倍數近似為1 1的放大電路。射極輸出器在多級放大電路中常的放大電路。射極輸出器在多級放大電路中常用來作輸入級，提高電路的帶負載能力，也可作為緩沖級，用來隔用來作輸入級，提高電路的帶負載能力，也可作為緩沖級，用來隔離前后兩級電路的相互影響。離前后兩級電路的相互影響。

41、2.2.2 2.2.2 共基極放大電路共基極放大電路共基極放大電路如共基極放大電路如圖圖2-252-25所示，所示，圖圖2-262-26、2-272-27分別是它的直流分別是它的直流通路和微變等效電路。交流信號通路和微變等效電路。交流信號u ui i經耦合電容經耦合電容C C1 1從發射極輸入，放從發射極輸入，放大后從集電極經耦合電容大后從集電極經耦合電容C C2 2輸出，輸出，C Cb b為基極旁路電容，使基極交流為基極旁路電容，使基極交流接地，基極是輸入回路和輸出回路的公共端，因此稱為共基極放大接地，基極是輸入回路和輸出回路的公共端，因此稱為共基極放大電路。電路。2.2 2.2 共集電極電

42、路與共基極電路共集電極電路與共基極電路下一頁 返回上一頁1. 1. 靜態工作點的估算靜態工作點的估算由圖由圖2-262-26的直流通路可知，該放大電路的直流偏置方式為分壓的直流通路可知，該放大電路的直流偏置方式為分壓式偏置電路，靜態工作點的估算略。式偏置電路，靜態工作點的估算略。2. 2. 動態性能指標的估算動態性能指標的估算由圖由圖2-272-27的微變等效電路，得的微變等效電路，得電壓放大倍數電壓放大倍數 輸入電阻輸入電阻 輸出電阻輸出電阻2.2 2.2 共集電極電路與共基極電路共集電極電路與共基極電路返回上一頁cLbe(/)uRRAr1/beeirRrcoRr 由于場效應管也具有放大作用

43、，如不考慮物理本質上的區別，由于場效應管也具有放大作用，如不考慮物理本質上的區別，可把場效應管的柵極可把場效應管的柵極(G)(G)、源極、源極(S)(S)、漏極、漏極(D)(D)分別與晶體三極管的基分別與晶體三極管的基極極(B)(B)、發射極、發射極(E)(E)、集電極、集電極(C)(C)相對應，所以場效應管也可構成三種相對應，所以場效應管也可構成三種基本組態電路，分別稱為共源基本組態電路，分別稱為共源(CS(CS，Common Source)Common Source)、共漏、共漏(CD(CD，Common Drain)Common Drain)和共柵和共柵(CG(CG，Common Gat

44、e)Common Gate)極放大電路。本節主要介極放大電路。本節主要介紹共源和共漏兩種放大電路。紹共源和共漏兩種放大電路。2.3.1 2.3.1 共源放大電路共源放大電路1. 1. 直流偏置及靜態分析直流偏置及靜態分析場效應管放大電路的組成原則和晶體管放大電路一樣，為了使場效應管放大電路的組成原則和晶體管放大電路一樣，為了使輸出波形不失真，輸出波形不失真，2.3 2.3 場效應管基本放大電路場效應管基本放大電路下一頁 返回管子也必須工作在輸出特性曲線的放大區域內，即也要設置合管子也必須工作在輸出特性曲線的放大區域內，即也要設置合適的靜態工作點。為此，柵源之間要加上合適的直流電壓，通常稱適的靜

45、態工作點。為此，柵源之間要加上合適的直流電壓，通常稱為柵極偏置電壓。常用的偏置電路有下面兩種形式。為柵極偏置電壓。常用的偏置電路有下面兩種形式。1 1）固定偏壓電路）固定偏壓電路圖圖2-28(2-28(a a) )是由是由N N溝道耗盡型場效應管組成的共源放大電路，溝道耗盡型場效應管組成的共源放大電路，C C1 1、C C2 2為耦合電容為耦合電容, , R Rd d為漏極負載電阻，為漏極負載電阻，R Rg g為柵極電阻，為柵極電阻，R Rs s為源極電阻，為源極電阻，C Cs s為源極旁路電容。該電路利用漏極電流為源極旁路電容。該電路利用漏極電流I IDQDQ在源極電阻在源極電阻R Rs s

46、上產生的上產生的壓降來獲得所需的偏置電壓。由于場效應管的柵極不吸取電流，壓降來獲得所需的偏置電壓。由于場效應管的柵極不吸取電流，R Rg g中無電流通過，因此柵極中無電流通過，因此柵極g g和源極和源極s s之間的偏壓之間的偏壓U UGSQGSQ=-=-I IDQDQR Rs s。這種偏置。這種偏置方式稱為自給偏壓，也稱自偏壓電路。方式稱為自給偏壓，也稱自偏壓電路。2.3 2.3 場效應管基本放大電路場效應管基本放大電路下一頁 返回上一頁2. 2. 動態分析動態分析對場效應管放大電路進行動態分析也可以采用圖解法和微變等對場效應管放大電路進行動態分析也可以采用圖解法和微變等效電路法。圖解法分析過

47、程與晶體管放大電路相同，這里不再介紹。效電路法。圖解法分析過程與晶體管放大電路相同，這里不再介紹。下面主要討論微變等效電路法。下面主要討論微變等效電路法。1) 1) 場效應管的微變等效模型場效應管的微變等效模型在小信號作用下，工作在恒流區的場效應管可用一個線性有源在小信號作用下，工作在恒流區的場效應管可用一個線性有源二端網絡來等效。從輸入回路看，由于場效應管輸入電阻很高，可二端網絡來等效。從輸入回路看，由于場效應管輸入電阻很高，可看作開路；從輸出回路看，由于看作開路；從輸出回路看，由于i id d= =g gm mu ugsgs，可等效為受控電流源，這，可等效為受控電流源，這樣場效應管的等效模

48、型如樣場效應管的等效模型如圖圖2-292-29所示。所示。2.3 2.3 場效應管基本放大電路場效應管基本放大電路下一頁 返回上一頁2) 2) 共源放大電路的微變等效電路共源放大電路的微變等效電路分壓式偏置共源放大電路的微變等效電路如分壓式偏置共源放大電路的微變等效電路如圖圖2-302-30所示。所示。由圖由圖2-302-30的微變等效電路，可得電壓放大倍數為：的微變等效電路，可得電壓放大倍數為： 輸入電阻為：輸入電阻為： 可以看出，可以看出，R Rg3g3是用來提高放大電路的輸入電阻的。是用來提高放大電路的輸入電阻的。2.3 2.3 場效應管基本放大電路場效應管基本放大電路下一頁 返回上一頁

49、LmgsLgsmgsLddio)/(RguRuguRRiuuAu)/(g2g1g3iRRRr輸出電阻：由戴維南定理可知，當輸出電阻：由戴維南定理可知，當u ui i =0 =0，即，即u ugsgs =0 =0時，受控電時，受控電流源流源g gm mu ugsgs =0 =0，相當于開路，所以得放大電路的輸出電阻為，相當于開路，所以得放大電路的輸出電阻為 2.3.2 2.3.2 共漏放大電路共漏放大電路共漏放大電路又稱源極輸出器，電路如共漏放大電路又稱源極輸出器，電路如圖圖2-31(2-31(a a) )所示，該電路所示，該電路的偏置方式和圖的偏置方式和圖2-28(2-28(b b) )相同，

50、因而靜態分析方法和分壓式偏置共源相同，因而靜態分析方法和分壓式偏置共源放大電路相同。下面主要進行動態分析，該電路的微變等效電路如放大電路相同。下面主要進行動態分析，該電路的微變等效電路如圖圖2-31(2-31(b b) )所示。所示。1) 1) 電壓放大倍數：由圖電壓放大倍數：由圖2-31(2-31(b b) )得得 2.3 2.3 場效應管基本放大電路場效應管基本放大電路下一頁 返回上一頁doRr 11)1 ()/(LmLmiogsLmogsiLgsmLsdRgRguuAuRguuuRugRRiuuo即即u uo ou ui i，說明輸出電壓具有跟隨輸入電壓的作用，所以共漏，說明輸出電壓具有

51、跟隨輸入電壓的作用，所以共漏放大電路又稱為源極跟隨器。放大電路又稱為源極跟隨器。2) 2) 輸入電阻：由于柵極輸入電阻無窮大，故輸入電阻由輸入電阻：由于柵極輸入電阻無窮大，故輸入電阻由R Rg1g1、R Rg2g2及及R Rg3g3決定，于是有決定，于是有 3) 3) 輸出電阻：由戴維南定理可得輸出電阻：由戴維南定理可得 顯然，共漏極放大電路的輸出電阻很小。顯然，共漏極放大電路的輸出電阻很小。2.3 2.3 場效應管基本放大電路場效應管基本放大電路下一頁 返回上一頁g3g2g1i)/(RRRrmSo1/gRr 場效應管放大電路的主要優點是輸入電阻大，噪聲低、熱穩定場效應管放大電路的主要優點是輸

52、入電阻大，噪聲低、熱穩定性好等，由于場效應管的跨導性好等，由于場效應管的跨導g gm m較小，所以場效應管放大電路的電較小，所以場效應管放大電路的電壓放大倍數較低，它常用作多級放大器的輸入級。壓放大倍數較低，它常用作多級放大器的輸入級。2.3 2.3 場效應管基本放大電路場效應管基本放大電路返回上一頁一般情況下，單管放大電路的電壓放大倍數只能達到幾十幾一般情況下，單管放大電路的電壓放大倍數只能達到幾十幾百倍，放大電路的其他技術指標也難以達到實際工作中提出的要求。百倍，放大電路的其他技術指標也難以達到實際工作中提出的要求。因此，實際的電子設備中，大多采用各種形式的多級放大電路。因此，實際的電子設

53、備中，大多采用各種形式的多級放大電路。2.4.1 2.4.1 多級放大電路的級間耦合方式多級放大電路的級間耦合方式多級放大電路的組成可用多級放大電路的組成可用圖圖2-322-32所示的框圖來表示。其中，輸所示的框圖來表示。其中，輸入級和中間級的主要作用是實現電壓放大，輸出級的主要作用是功入級和中間級的主要作用是實現電壓放大，輸出級的主要作用是功率放大，以推動負載工作。率放大，以推動負載工作。 在多級放大電路中，通常把級與級之間的連接方式稱為耦合方在多級放大電路中，通常把級與級之間的連接方式稱為耦合方式。級與級之間耦合時，需要滿足：式。級與級之間耦合時，需要滿足：(1) (1) 耦合后，各級放大

54、電路的靜態工作點合適；耦合后，各級放大電路的靜態工作點合適；2.4 2.4 多級放大電路多級放大電路下一頁 返回(2) (2) 耦合后，多級放大電路的性能指標滿足實際工作要求；耦合后，多級放大電路的性能指標滿足實際工作要求；(3) (3) 前一級的輸出信號能夠順利地傳輸到后一級的輸入端。前一級的輸出信號能夠順利地傳輸到后一級的輸入端。為了滿足上述要求，一般常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦為了滿足上述要求，一般常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合、變壓器耦合。合、變壓器耦合。1) 1) 阻容耦合阻容耦合放大電路級與級之間通過電容連接的耦合方式稱為阻容耦合。放大電路級與級之間通過電容連接的耦合方式稱

55、為阻容耦合。電路如電路如圖圖2-332-33所示，電容所示，電容C C3 3連接第一級放大電路的輸出端和第二級連接第一級放大電路的輸出端和第二級放大電路的輸入端，即將放大電路的輸入端，即將T T1 1集電極的輸出信號耦合到集電極的輸出信號耦合到T T2 2的基極。阻的基極。阻容耦合多級放大電路的特點：容耦合多級放大電路的特點：2.4 2.4 多級放大電路多級放大電路下一頁 返回上一頁優點：因電容的優點：因電容的“隔直流隔直流”作用，前后兩級放大電路的靜態作用，前后兩級放大電路的靜態工作點相互獨立，互不影響，所以阻容耦合放大電路的分析、設計工作點相互獨立，互不影響，所以阻容耦合放大電路的分析、設

56、計和調試方便。此外，阻容耦合電路還有體積小、重量輕等優點。和調試方便。此外，阻容耦合電路還有體積小、重量輕等優點。缺點：因耦合電容對交流信號具有一定的容抗，在傳輸過程缺點：因耦合電容對交流信號具有一定的容抗，在傳輸過程中，信號會受到一定的衰減。特別對于變化緩慢的信號，其容抗很中，信號會受到一定的衰減。特別對于變化緩慢的信號，其容抗很大，不便于傳輸。此外，在集成電路中，制造大容量的電容很困難，大，不便于傳輸。此外，在集成電路中，制造大容量的電容很困難，所以阻容耦合多級放大電路不便于集成。所以阻容耦合多級放大電路不便于集成。2) 2) 直接耦合直接耦合將放大電路級與級之間用導線直接連接，這種連接方

57、式稱為直將放大電路級與級之間用導線直接連接，這種連接方式稱為直接耦合。電路如接耦合。電路如圖圖2-342-34所示。所示。2.4 2.4 多級放大電路多級放大電路下一頁 返回上一頁直接耦合多級放大電路的特點：直接耦合多級放大電路的特點：優點：既可以放大交流信號，又可以放大直流和變化緩慢的優點：既可以放大交流信號，又可以放大直流和變化緩慢的信號；電路便于集成，所以集成電路中多采用直接耦合方式。信號；電路便于集成，所以集成電路中多采用直接耦合方式。缺點：各級靜態工作點存在相互牽制和零點漂移問題（零點缺點：各級靜態工作點存在相互牽制和零點漂移問題（零點漂移問題將在本書后續章節中詳細討論）。漂移問題將

58、在本書后續章節中詳細討論）。 3) 3) 變壓器耦合變壓器耦合 放大電路級與級之間通過變壓器連接的耦合方式稱為變壓器耦放大電路級與級之間通過變壓器連接的耦合方式稱為變壓器耦合。電路如合。電路如圖圖2-352-35所示。變壓器耦合多級放大電路的特點：所示。變壓器耦合多級放大電路的特點：優點：因變壓器只能傳輸交流信號和進行阻抗變換，所以各優點：因變壓器只能傳輸交流信號和進行阻抗變換，所以各級電路的靜態工作點相互獨立，互不影響。級電路的靜態工作點相互獨立，互不影響。2.4 2.4 多級放大電路多級放大電路下一頁 返回上一頁通過改變變壓器的匝數比可以實現阻抗變換，從而獲得較大的通過改變變壓器的匝數比可

59、以實現阻抗變換，從而獲得較大的輸出功率。輸出功率。缺點：變壓器體積大、重量大，不便于集成。同時，頻率特缺點：變壓器體積大、重量大，不便于集成。同時，頻率特性差，也不能傳送直流和變化非常緩慢的信號。性差，也不能傳送直流和變化非常緩慢的信號。2.4.2 2.4.2 多級放大電路的性能指標多級放大電路的性能指標1. 1. 多級電壓放大倍數多級電壓放大倍數現以圖現以圖2-332-33所示的兩級阻容耦合放大電路為例，說明多級放大所示的兩級阻容耦合放大電路為例，說明多級放大電路電壓放大倍數的計算方法。電路電壓放大倍數的計算方法。2.4 2.4 多級放大電路多級放大電路下一頁 返回上一頁在圖在圖2-332-

60、33中，由中，由 ， ，且，且 ，得兩級，得兩級放大電路電壓放大倍數為放大電路電壓放大倍數為 推廣到推廣到n n級放大電路，其電壓放大倍數為級放大電路，其電壓放大倍數為 即多級放大電路的電壓放大倍數為各級電壓放大倍數之乘積。即多級放大電路的電壓放大倍數為各級電壓放大倍數之乘積。2. 2. 輸入電阻與輸出電阻輸入電阻與輸出電阻輸入電阻：多級放大電路的輸入電阻，就是輸入級的輸入電阻。輸入電阻：多級放大電路的輸入電阻，就是輸入級的輸入電阻。輸出電阻：多級放大電路的輸出電阻，就是輸出級的輸出電阻。輸出電阻：多級放大電路的輸出電阻，就是輸出級的輸出電阻。2.4 2.4 多級放大電路多級放大電路返回上一頁