精选模拟电子技术基础基本放大电路讲义.(ppt)
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《模拟电子技术》课件第5章放大电路的频率响应
中频增益或通 带源电压增益
f
H
1 2πRC
上限频率
②高频响应和上限频率
共射放大电路
A VSH A VSM 1
1 j( f
/
fH )
RC低通电路
A VH
1
1 j( f
/
fH )
频率响应曲线变化趋势相同
幅频响应
20l g|A VSH | 20l g|A VSM |
20lg
1
1 ( f / fH )2
最大误差 -3dB
1 fH 2 πRC
fH称转折频率，上限截止 频率（上限频率），AVH(s) 的极点频率。
10
2. 低频特性
---- RC高通电路
RC高通电路
RC电路的电压增益：
AVH
Vo Vi
R
R
1
j ωC
1
1 1
j 2 πfR C
令
fL
1 2 πR
C
AVH
Vo Vi
1
1 j(fL /
f)
gmV b'e rce—c-e间的动态电阻(约100kΩ)
Cbe --发射结电容
互导
gm
iC vBE
VCE
iC vBE
VCE
2.混合等效电路中各元件的讨论： 简化模型 rce RL 略去rce
rbc
1 jω Cbc
略 去rbc
混合型高频小信号模型
晶体管的混合Π型等效电路
3.混合型等效电路的获得 低频时，混合模型与H参数模型等价
β0
1 ( f / fβ )2
的相频响应 arctg f
fβ fβ ——共发射极截止频率
《模拟电子技术》课件第4章场效应管及其基本放大电路
iD(mA)
vGS=7V vGS=5V
vGS=3V
vDS/V
N沟道增强型MOSFET
3） V-I 特性曲线及大信号特性方程 （1）输出特性
N沟道增强型MOSFET
iD f (vDS ) vGSconst.
① 截止区 当vGS＜VT时，导电沟道尚未形 成，iD＝0，为截止工作状态。 ② 可变电阻区
p+
p+p+ p+
沟道电阻增大。 3）当│vGS│↑到一定值时 ，
VGVGGG VGG
NN N
沟道夹断。
ss
s
当沟道夹断时，对应的栅源电压
vGS称为夹断电压VP 。
N沟道的JFET，VP <01。5
N沟道JFET工作原理
② vDS对iD的影响 （vGS =0）
1）当vDS=0时，iD=0。
2） vDS iD
短由线于表栅示极在未与加源适极当、栅漏压极前漏均极无与电源接极触之，间无故导称电绝沟缘道栅。极。
§4.1 场效应管
一、金属氧化物-半导体（MOS）场效应管 1.N沟道增强型MOSFET
1）结构（N沟道）L ：沟道长度 W ：沟道宽度 tox ：绝缘层厚度 通常 W > L
3
2）工作原理
s 二氧化硅
§4.1 场效应管
场效应管（Field Effect Transistor简称FET）是一
种电压控制器件，工作时，只有一种载流子参与导电，
因此它是单极型器件。
MOSFET 增强型
绝缘栅型场效应管 耗尽型
FET分类：
JFET
N沟道
结型场效应管 P沟道
N沟道 P沟道
N沟道 P沟道
模拟电子技术基础(第4版华成英)ppt课件
1
乙类功率放大器是一种非线性放大器，其工作原 理是将输入信号的负半周切除，仅让正半周通过 晶体管放大。
2
在乙类功率放大器中，晶体管只在正半周导通， 因此效率较高。但因为晶体管工作在截止区和饱 和区，所以失真较大。
3
乙类功率放大器通常采用推挽电路形式，以减小 失真。
THANKS
感谢观看
利用晶体管、可控硅等开关元件的开关特性，通过适当组合实现非 正弦波信号的输出。
非正弦波发生电路的组成
包括开关元件、储能元件和输出电路。
非正弦波发生电路的特点
输出信号波形多样，幅度大，但频率稳定性较差，且波形质量受开 关元件特性的影响较大。
波形变换电路
波形变换电路的原理
利用运算放大器和适当组合的RC电路，将一种波形变换为另一种波 形。
基本放大电路 放大电路的基本概念和性能指标
总结词
共基极放大电路的特点是输入阻抗低、 输出阻抗高。
VS
详细描述
共基极放大电路是一种特殊的放大电路， 其工作原理基于晶体管的电压放大作用。 由于其输入阻抗低、输出阻抗高的特点， 因此常用于实现信号的电压放大。在电路 结构上，共基极放大电路与共发射极放大 电路类似，只是晶体管的基极接输入信号 而不是发射极。
01
特征频率
晶体管在特定工作点上的最高使 用频率，超过该频率时放大电路 将失去放大能力。
截止频率
02
03
放大倍数
晶体管在正常放大区与截止区的 交界点上所对应的频率，是晶体 管的重要参数之一。
晶体管在不同频率下的电压放大 倍数，反映了晶体管在不同频率 下的放大性能。
单级放大电路的频率响应
低通部分
放大电路对低频信号的放大能力较强，随着频 率升高，增益逐渐下降。
模拟电子技术基础 3.3差分放大电路PPT课件
uod = 2ic1RL
ic2 = ic1
而（对镜像源）：
二、双端变单端的转换电路
对共模信号：
ic4 = ic3 ≈ ic1
iL = ic4 – ic2 = 0
uoc = 0
ic2 = ic1
而
具有双端输出的效果！
3.3.4 差分放大电路的差模传输特性
O
ui
iC
iC1
iC2
I0
UT
-UT
4UT
采用 V3 管代替 R
4 FET管电流源
I0 = IREF
2、有源负载
以电流源取代电阻作放大电路的负载。
优点：既提高了电压放大倍数，又设置了合适的工作点。
一、电流源与有源负载
二、具有电流源的差分放大电路
二、具有电流源的差分放大电路
CMOS差分放大电路
V1、V2构成差放， V3、V4构成电流源作有源负载， V5、V6 、V7构成电流源提供偏置。
第3章 放大电路基础
3.1 放大电路的基础知识 3.2 基本组态放大电路 3.3 差分放大电路 3.4 互补对称功率放大电路 3.5 多级放大器
3.3 差分放大电路
3.3.1 基本差分放大电路
3.3.2 电流源与具有电流源的差分放大电路
3.3.3 差分放大电路的输入、输出方式
差分放大电路又称差动放大电路，简称差放，具有输出电压近似与两个输入电压之差成正比的特性，是集成运放中重要的基本单元电路。
3.3.3 差分放大电路的差模传输特性及应用
一、电路组成及静态分析
一般
3.3.1 基本差分放大电路
结构特点： 1 两个输入端，两个输出端； 2 电路结构和元件参数对称； 3 双电源供电； 4 RE是公共发射极电阻。
ic2 = ic1
而（对镜像源）：
二、双端变单端的转换电路
对共模信号：
ic4 = ic3 ≈ ic1
iL = ic4 – ic2 = 0
uoc = 0
ic2 = ic1
而
具有双端输出的效果！
3.3.4 差分放大电路的差模传输特性
O
ui
iC
iC1
iC2
I0
UT
-UT
4UT
采用 V3 管代替 R
4 FET管电流源
I0 = IREF
2、有源负载
以电流源取代电阻作放大电路的负载。
优点：既提高了电压放大倍数，又设置了合适的工作点。
一、电流源与有源负载
二、具有电流源的差分放大电路
二、具有电流源的差分放大电路
CMOS差分放大电路
V1、V2构成差放， V3、V4构成电流源作有源负载， V5、V6 、V7构成电流源提供偏置。
第3章 放大电路基础
3.1 放大电路的基础知识 3.2 基本组态放大电路 3.3 差分放大电路 3.4 互补对称功率放大电路 3.5 多级放大器
3.3 差分放大电路
3.3.1 基本差分放大电路
3.3.2 电流源与具有电流源的差分放大电路
3.3.3 差分放大电路的输入、输出方式
差分放大电路又称差动放大电路，简称差放，具有输出电压近似与两个输入电压之差成正比的特性，是集成运放中重要的基本单元电路。
3.3.3 差分放大电路的差模传输特性及应用
一、电路组成及静态分析
一般
3.3.1 基本差分放大电路
结构特点： 1 两个输入端，两个输出端； 2 电路结构和元件参数对称； 3 双电源供电； 4 RE是公共发射极电阻。
基本放大电路—共集电极放大电路及共基极放大电路(模拟电子技术课件)
射极输出器的特点：电压放大倍数=1， 输入阻抗高，输出阻抗小。
射极输出器的应用 1、放在多级放大器的输入端，提高整个放 大器的输入电阻。
2、放在多级放大器的输出端，减小整个放 大器的输出电阻。
3、放在两级之间，起缓冲作用。
信号源处获得输入电压信号的能力比较强。
5.输出电阻
•
Us
置0 Rs
•
Ii
•
RB
Ui
•
Ib rbe
RE
保留
•
Ic
•
Ib
ro
用加压求流法求输出电阻：
r ro≈ be
1
一般ro为几十欧～几百 欧，比较小.
特点：射极输出器的输 出电阻很低。
第一讲：共集电极放大电路
四、共集电极放大电路的应用
1、高输入电阻的输入级 作放大电路输入级，提高输入电阻，减小信号源内阻的电压损 耗。
IRb
rbe
•
Ib
•
Ui Rb
ri=
Ui Ib
Re
RL
•
= rbe+(1+ )RL
Uo ri= Ui =Rb//[rbe+(1+ )RL
ri
ri
Ii
ri (共集)>> ri(共射)。射极输出器的输入电阻高。
由于射极电阻的存在， 射极跟随器的输入电阻要比共
射极基本放大电路的输入电阻大得多， 因此射极跟随器从
第二讲：共基极放大电路 一、共基电极放大电路电路结构 二、共基极放大电路静态分析 三、共基极放大电路动态性能分析 四、共基极放大电路的特点 五、三极管三种基本放大电路的性能比较
第二讲：共基极放大电路
一、共基电极放大电路电路结构
模拟电子技术-(2)基本放大电路之(2-1)放大电路的基本概念
模 拟电子技术
2.1 概述
2.1.1.放大电路的基本概念
放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流 在幅度上得到了放大，这里主要讲电压放大电路。
模 拟电子技术 2.1.2.放大电路的主要技术指标
1.放大倍数——表示放大器的放大能力
根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器 可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。
4. 通频带 A
Am 0.7Am
放大倍数随频 率变化曲线— —幅频特性曲 线
3dB带宽
fL 下限截 止频率
上限截 fH 止频率
f
通频带： fbw=fH–fL
模 拟电子技术
.
输出电阻的定义：
Ro
=
Uo
.
Io
RL = ,
US =0
输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro越小，放 大电路带负载的能力越强，反之则差。
Au
输出端
输入电阻：
Ri=ui / ii
一般来说， Ri越大越好。 （1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。 （2）当信号源有内阻时， Ri越大， ui就越接近uS。
模 拟电子技术
3. 输出电阻Ro——从放大电路输出端 看进去的等效电阻。
输出端
uS ~
Au
uso ~
Ro
输出端
模 拟电子技术
模 拟电子技术
（1）电压放大倍数定义为: （2）电流放大倍数定义为: （3）互阻增益定义为: （4）互导增益定义为:
AU=UO/UI（重点）
AI=IO/II
Ar=UO/II Ag=IO/UI
模 拟电子技术
2. 输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的
2.1 概述
2.1.1.放大电路的基本概念
放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流 在幅度上得到了放大，这里主要讲电压放大电路。
模 拟电子技术 2.1.2.放大电路的主要技术指标
1.放大倍数——表示放大器的放大能力
根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器 可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。
4. 通频带 A
Am 0.7Am
放大倍数随频 率变化曲线— —幅频特性曲 线
3dB带宽
fL 下限截 止频率
上限截 fH 止频率
f
通频带： fbw=fH–fL
模 拟电子技术
.
输出电阻的定义：
Ro
=
Uo
.
Io
RL = ,
US =0
输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro越小，放 大电路带负载的能力越强，反之则差。
Au
输出端
输入电阻：
Ri=ui / ii
一般来说， Ri越大越好。 （1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。 （2）当信号源有内阻时， Ri越大， ui就越接近uS。
模 拟电子技术
3. 输出电阻Ro——从放大电路输出端 看进去的等效电阻。
输出端
uS ~
Au
uso ~
Ro
输出端
模 拟电子技术
模 拟电子技术
（1）电压放大倍数定义为: （2）电流放大倍数定义为: （3）互阻增益定义为: （4）互导增益定义为:
AU=UO/UI（重点）
AI=IO/II
Ar=UO/II Ag=IO/UI
模 拟电子技术
2. 输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的
模拟电子技术基础第5章ppt课件
u-o 2
Rc T2 Rb
+ u i1
－
.
+
R
_
e
V
EE
u i2 －
6
3. 差模信号与共模信号
差模信号： uid=ui1ui2
1 共模信号： uic =2(ui1ui2)
+ V CC
Rc
Rc
差模电压增益： Aud
=
uod u id
Rb
共模电压增益：
A uc
=
uoc u ic
+ u i1
－
总输出电压：
第五章 集成运算放大器
5.1 差动放大电路 5.2 集成运算放大器中的单元电路 5.3 集成运放简介 5.4 集成运算放大器中的主要参数 5.5 特殊集成运算放大器
.
1
什么是集成运算放大器？
集成运算放大器——高增益的直接耦合的集成 的多级放大器。
集成电路的工艺特点：
（1）元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特别有利于实现 需要对称结构的电路。
u－i2
2
－
EE
IRe不变 UE不变 所以，Re对差模
信号相当于短路。
.
10
①求差模电压放大倍数：
因为ui1 =- ui2
Rc + uo - Rc
设ui1 ,ui2 uo1 ,uo2 。
电路对称│uo1│=│uo2│ +
Rb T1
+
u-o1 E
+
u-o2 T2 Rb
+
uo= uo1 – uo2=2 uo1
+ uo _
T1
T2
R
_
模拟电子技术基础基本放大电路.ppt
2. 晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）
低频小信号模型 • 在交流通路中可将晶体管看成
为一个二端口网络，输入回路、 输出回路各为一个端口。
uBE f (iB，uCE ) iC f (iB，uCE )
简化的h参数等效电路－交U be Ib
rbb'
(1
)
UT IEQ
解： 要点： （1）发射结正偏，集电结反偏； （2）动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负载上能够获得
放大了的动态信号。
（C）输入端为直接耦合的共射放大电路； （d）输入端为阻容耦合的共射放大电路；
§2.3 放大电路的分析方法
2.3.1、放大电路的直流通路和交流通路 2.3.2、图解法 2.3.3、等效电路法
uce ic RL
（2）.交流负载线与直流 负载线相交Q点。
注： 对于放大电路与 负载直接耦合的情况， 直流负载线和交流负载 线是同一条直线；
而对于阻容耦合放 大电路，则只有在空载 时两条直线才合二为一。
5、图解法的适用范围
在实际应用中，多用于分析Q点位置、最大不失真输出电压 和失真情况。
2.3.3、等效电路法
• 半利导用体线器性件元的件非建线立性模特型性，使来放描大述电非路线的性分器IBQ析件＝复的VB杂特B－R化性Ub 。。BEQ
1. 直流模型：适于Q点的分析
ICQ IBQ
输出回路等效为电流控制的电流源
U CEQ VCC ICQ Rc
理想二极管
利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。 使用条件：发射结正偏，集电结反偏。
求解静态工作点（UBEQ、IBQ、ICQ、UCEQ）时 应利用直流通路；
求解动态参数（ Au 、 Ri 、 Ro ）时应
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放大的基本要求：不失真——放大的前提
由于任何稳态信号都可以分解为若干频率 正弦信号（谐波）的叠加，所以放大电路常以 正弦波作为测试信号。
重要概念： 放大电路中既有直流信号，也有交流信号 （电压、电流、功率）。 当三极管、场效应管工作在线性区域时， 根据叠加原理，直流信号、交流信号可以分开 讨论。这样能简化运算过程，节省运算时间， 在模电中广泛采用这一方法。
放大 电路 分析
静态分析
估算法 图解法
动态分析
微变等效电 路法
图解法
计算机仿真
PSpice
两种实用放大电路：（1）直接耦合放大电路
将两个电源 合二为一
有交流损失 有直流分量
静态工作点
I
＝
BQ
VC
－
C
U
R b2
BE
Q
U BEQ R b1
ICQ IBQ
U CEQ VCC ICQ R c
（2）阻容耦合放大电路
－＋
UBEQ
＋－
UCEQ
C1、C2为耦合电容！
耦合电容的容量应足够 大，即对于交流信号近似 为短路。其作用是“隔离 直流、通过交流”。
动态时， uBE＝ui＋UBEQ，信号驮载在静态之上。 负载上只有交流信号。
瞬时电路
静态工作点 步骤：先画直流通路，再计算。
I B Q＝
V CC－ R
U
b
BEQ
ICQ IBQ
U CEQ VCC ICQ R c
例题 2.2.1 现有一个直流电源，使用一只PNP型管组成共射放大电路。 （电阻、电容若干）
2.1.2、性能指标 (交流电路)
对信号而言，任何放大电路均可看成二端口网络。
输出电流 输入电流
信号源 内阻
信号源
输入电压
输出电压
1. 放大倍数：输出量与输入量之比
电压放大倍数
Au u
Au
Uo Ui
电压放大倍数是最常被研究和测试的参数
电流放大倍数 互阻放大倍数 互导放大倍数
Aii
Ai
Io Ii
A ui
设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题，但Q点 几乎影响着所有的动态参数！
2.2.3、基本共射放大电路的波形分析(定性分析、找找 感觉)
ICQ IBQ
动态信号 驮载在静 态之上
与iC变化 方向相反
要想不失真，就要 在信号输的出整和个输入周反期相内！ 保证晶体管始终工作 在放大区！
2.2.3 共发射极放大电路的工作原理及波形分析
D (A2)2(A3)2... ..(.An)2
A1 A1
A1
6、最大不失真输出电压 Uom (交流有效值)
输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失 真时的输出电压。
7、最大输出功率Pom和效率η(功率放大电路的参数)
POm输出信号不失真情况下，负载上能获得的最大功率 PV电源消耗功率
POm PV
解： 要点： （1）发射结正偏，集电结反偏； （2）动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负载上能够获得
放大了的动态信号。
（C）输入端为直接耦合的共射放大电路； （d）输入端为阻容耦合的共射放大电路；
§2.3 放大电路的分析方法
2.3.1、放大电路的直流通路和交流通路 2.3.2、图解法 2.3.3、等效电路法
I
BQ
＝
V
BB
－U Rb
BEQ
I CQ I BQ
U CEQ V CC I CQ R c
二、为什么要设置静态工作点
为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零 时有合适的直流电流和极间电压？
去掉VBB后，IBQ=0, 输出电压必然失真！
对于放大电路的基本要求，一是不失真，二是能够放大 。
精选模拟电子技术 基础基本放大电路
讲义.(ppt)
§2.1 放大的概念与放大电路 的主要性能指标
2.1.1、放大的概念 2.1.2、放大电路的性能指标
2.1.1、放大的概念 （瞬时模型）
VCC
至少一路直流 电源供电
放大的对象：变化量 放大的本质：能量的控制
判断电路能否放 大的基本出发点
放大的特征：功率放大
VBB、Rb：使UBE＞ Uon，且有 合适的IB。 VCC：使UCE≥UBE，同时作为 负载的能源。
Rc：将变化的集电极电流转换 为电压输出。 。
共射
2.2.2、设置静态工作点的必要性
一、静态工作点 （直流通路）
求解举例：
输入交流电压ui为零时， 晶体管各极的电流、b-e间的电压、管压降称为静态工作点Q， 记作IBQ、 ICQ（IEQ）、 UBEQ、 UCEQ。 其中， UBEQ已知，对于硅管0.7V；（对于锗管0.2 V）；
RL
§2.2 基本共射放大电路的工作原理
本节将以NPN型晶体管组成的基本共射放大电路为 例，阐明放大电路的组成原理及电路中各元件的作用。
2.2.1、电路的组成及各元件的作用 2.2.2、设置静态工作点的必要性 2.2.3、波形分析 2.2.4、放大电路的组成原则
2.2.1、电路的组成及各元件的作用 （瞬时通路）
各点波形
+EC
iC
ui
RB RC C1
iB
C2
uC uo
iB uC
uo
2.2.4、放大电路的组成原则
• 静态工作点合适：合适的直流电源、合适的电 路参数。
• 动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负 载上能够获得放大了的动态信号。
• 对实用放大电路的要求：共地、直流电源种类 尽可能少、负载上无直流分量。
课程回顾
(1)重要概念： 当三极管、场效应管工作在线性区域时， 根据叠加原理，直流信号、交流信号可以分开 讨论。这样能简化运算过程，节省运算时间， 在模电中广泛采用这一方法。
(2)性能指标 (交流电路)
放大倍数：
Au
Uo Ui
输入电阻
Ri
Ui Ii
输出电阻
Ro
Uo' Uo Uo
(Uo' Uo
1)RL
带RL时的输出电压 有效值
4. 通频带
衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。 由于电容、电感及放大管PN结的电容效应，使放大电路在信 号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。
下限频率
fbwfHfL
上限频率
5. 非线性失真
由元器件非线性特性引起的失真。
非线性失真系数
输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比 称为非线性失真系数。
U o Ii
A iu
Ii Ii
输入电压与输 入电流有效值 之比。
从输入端看进去的 等效电阻
将输出等效成 有内阻的电压源， 内阻就是输出电 阻。
3. 输出电阻
将输出等效成
有内阻的电压源， 内阻就是输出电 阻。
Ro
Uo' Uo Uo
(Uo' Uo
1)RL
RL
空载时输出电 压有效值