MD3电子科技大学,模拟电子电路课件(全)
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电子科大课堂讲义模拟电路第5章课件
电路形式
推导IC2与IR关系：
IR IC1 2IB2 IC2 2IB2
IC2
(1
2
)
IC2
2
IR
,
当 1 , IC2 IR
当β不大时，IC2的镜象精度较差，可采用—— 2、带共集管的镜象恒流源
IC2与IR关系：
2
IC2
IR (1
2
) 2
IR
内阻 ro= rce2
为提高电流源ro 及减小基区宽度调制效应对电流精度 的影响，改进电路为
IC2
UT R2
ln
IR IC2
R2
UT IC2
ln
IR IC2
IR
VCC
U BE1 R
15 0.7 19 103
0.75mA
IC2=10-2mA,R2=11.2kΩ
IC2=10-1mA,R2=520Ω
5-3 差动放大电路
直接耦合放大电路最主要的问题是零点漂移，而且以第 一级的零漂影响最大，为此IC在输入级采用差动放大电 路以抑制零漂。
U od Uid
1 2
U
od
1 2
U
id
=Au（半）
由半边小信号等效电路
Au（半）=
1 2
U
od
(RC
//
1 2
RL
)
1 2
U
id
Rb rbe
= Aud（双出）
Rid
Uid Iid
Uid Ib
2
1 2
Uid
Ib
2(Rb
rbe )
Rod（双出）=2RC
对单端输出 差模半边等效电路
Au（半）=
两种输出方式—— 单端输出：从一个输出端与地之间输出 双端输入：从两个输出端浮地输出 共有四种组合方式 双入——双出：（a）图
《模拟电子技术》(第3版)课件与教案 第1章
第1章 半导体二极管及其应用试确定图（a ）、（b ）所示电路中二极管D 是处于正偏还是反偏状态，并计算A 、B 、C 、D 各点的电位。
设二极管的正向导通压降V D(on) ＝。
解：如图E1.1所示，断开二极管，利用电位计算的方法，计算二极管开始工作前的外加电压，将电路中的二极管用恒压降模型等效，有（a ）V D1＇＝（12－0）V ＝12V ＞0.7V ，D 1正偏导通，)7.02.22.28.17.012(A +⨯+-=VV B ＝V A －V D(on)）V ＝6. 215V（b ）V D2＇＝（0－12）V ＝－12V ＜0.7V ，D 2反偏截止，有V C ＝12V ，V D ＝0V二极管电路如图所示，设二极管的正向导通压降V D(on) ＝，试确定各电路中二极管D 的工作状态，并计算电路的输出电压V O 。
解：如图E1.2所示，将电路中连接的二极管开路，计算二极管的端电压，有 （a ）V D1＇＝[－9－（－12）]V ＝3V ＞0.7V ，D 1正偏导通V O1（b ）V D2＇＝[－3－（－29）]V ＝1.5V ＞0.7V ，D 2正偏导通V O2图E1.2（c）V D3＇＝9V＞0.7V，V D4＇＝[9－（－6）]V＝15V＞0.7V，V D4＇＞V D3＇，D4首先导通。
D4导通后，V D3＇＇＝（0.7－6）V＝－5.3V＜，D3反偏截止，V O3。
二极管电路如图所示，设二极管是理想的，输入信号v i=10sinωt V，试画出输出信号v O的波形。
图E1.3解：如图E1.3所示电路，二极管的工作状态取决于电路中的输入信号v i的变化。
（a）当v i＜0时，D1反偏截止，v O1＝0；当v i＞0时，D1正偏导通，v O1＝v i。
（b）当v i＜0时，D2反偏截止，v O2＝v i；当v i＞0时，D2正偏导通，v O2＝0。
（c）当v i＜0时，D3正偏导通，v O3＝v i；当v i＞0时，D3反偏截止，v O3＝0。
电子科技大学模拟电路课件4.4MOSFET放大电路的三种基本组态
图4.33 求
交流输出 电阻的等 效电路
在源极输出端列写KCL方程得
i g v v
x x
v x
m gs
R r s
ds
由于输入回路中无电流，因此
v v
gs
x
所以
即
i v g ( 1 1 )
x
x
m
R r s
ds
Ro
vx ix
1
g
R r // //
s
ds
m
由图4.33可见，vgs是受控电流源gmvgs两端的电压。这意 味着受控电流源的等效电阻为1/gm。这一结果说明从源极 （忽略rds）看入的等效电阻为1/gm。
g K V V 2 ( ) 2 0.5 (2.911.5) 1.41mA / V
m
n GSQ
TN
1
1
100k
rds
0.011
I DQ
Ri R1// R2 70.9// 29.1 20.6k
A g r R ( // ) Ri 1.41(100// 5) 20.6 5.62V
v
g K V V 2 ( ) 21 (1.50 0.8) 1.4mA/V
m
n GS
TN
小信号输出电阻为
1
rds I DQ
下面计算小信号电压增益：
v g v R
o
m gs D
栅—源输入回路的KVL方程为
v v g v R (
)
i
gs
m gs
s
即
v
i
v g gs 1
R m s
小信号电压增益为
第四章 MOSFET及其放大电路
4.4 MOSFET放大电路的三种基本组态
电子课件-《模拟电子电路》-B02-9106 3-1
4．共模抑制比
共模抑制比用KCMR表示，其定义为差分放大 电路的差模电压放大倍数Ad与共模电压放大倍数Ac之 比，即差模电压放大倍数
K CMR
A ud A uc
第三章 集成运算放大器及其应用
5．差分放大电路的四种连接方式
接法
电路原理图
特点
双端 输入
双端 输出
1.放大倍数与单管放大电路相同 2.当电路对称时，共模抑制比KCMR =∞ 3.适用于对称输入、对称输出情况
集成运放图形符号
∞
uN _
uN _ uo
uo
uP +
uP +
第三章 集成运算放大器及其应用
二、集成运放的内部结构
同相输入uN 反相输入uP
差分放大 输入级
中间级 偏置电路
输出级
输出uo
第三章 集成运算放大器及其应用
三、差分放大器
1. 对称的电路结构 带有公共射极电阻的差分放大电路
第三章 集成运算放大器及其应用
六、集成运放的理想化
集成运放理想特性： （1）开环差模电压放大倍数 Ad （2）开环差模输入电阻 ri （3）开环输入电阻 ro 0 （4）共模抑制比 KCMR （5）没有失调现象，即当输入信号为零时，输出信号也为零
பைடு நூலகம்
2.灵活的输入输出方式
（1）输入方式 ①差模输入方式 从差分放大电路的两个输入端分别输入一对大小相等、极性 相反的信号。 ②共模输入方式 从差分放大电路的两个输入端分别输入一对大小相等、极性 相同的信号。 ③任意输入方式（比较输入方式） 从差分放大电路的两个输入端输入的信号既非差模又非共模， 这时可将其分解为一对共模信号和一对差模信号。 （2）输出方式 可以单端输出，也可以双端输出。
模拟电子技术电子教案PPT课件
因此,+3价元素原子获得一个电子, 成为一个不能移动的负离子，而半导 体仍然呈现电中性。
➢ P型半导体的特点： • 多数载流子为空穴； • 少数载流子为自由电子。
11
1.1.1 半导体的导电特性
（2） N型半导体--掺入微量的五价元 素(如磷)
＋
＋ N型＋半导体:
4
4
4
多子自由-电自子 由电子
＋ 4
9
1.1.1 半导体的导电特性
三、杂质半导体
在本征半导体中加入微量杂质，可使其导电性 能显著改变。根据掺入杂质的性质不同，杂质半 导体分为两类：电子型（N型）半导体和空穴型 （P型）半导体。
（1） P型半导体--掺入微量的三价元素（如硼）
+
+
+
4
4
4
+
+
+
4
3 硼原子4
+
+
+
4
4
4
10
1.1.1 半导体的导电特性
＋ 5
少子＋ 4 -空穴
磷原子
＋
＋
＋
4
4
4
12
1.1.1 半导体的导电特性
注意：
❖杂质半导体中的多数载流子的浓度与 掺杂浓度有关；而少数载流子是因本 征激发产生，因而其浓度与掺杂无关， 只与温度等激发因素有关.
13
1.1.2 PN结
一．PN结的形成
在一块本征半导体的两边,分别形
成P型和N型半导体,在两种载流子交界
《模拟电子技术》
1
第一章 半导体二极管及其应用电路
本章主要内容： 1.1 半导体的基础知识 1.2 半导体二极管 1.3 特殊二极管 1.4 半导体二极管的应用 1.5 本章小结
➢ P型半导体的特点： • 多数载流子为空穴； • 少数载流子为自由电子。
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1.1.1 半导体的导电特性
（2） N型半导体--掺入微量的五价元 素(如磷)
＋
＋ N型＋半导体:
4
4
4
多子自由-电自子 由电子
＋ 4
9
1.1.1 半导体的导电特性
三、杂质半导体
在本征半导体中加入微量杂质，可使其导电性 能显著改变。根据掺入杂质的性质不同，杂质半 导体分为两类：电子型（N型）半导体和空穴型 （P型）半导体。
（1） P型半导体--掺入微量的三价元素（如硼）
+
+
+
4
4
4
+
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+
4
3 硼原子4
+
+
+
4
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1.1.1 半导体的导电特性
＋ 5
少子＋ 4 -空穴
磷原子
＋
＋
＋
4
4
4
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1.1.1 半导体的导电特性
注意：
❖杂质半导体中的多数载流子的浓度与 掺杂浓度有关；而少数载流子是因本 征激发产生，因而其浓度与掺杂无关， 只与温度等激发因素有关.
13
1.1.2 PN结
一．PN结的形成
在一块本征半导体的两边,分别形
成P型和N型半导体,在两种载流子交界
《模拟电子技术》
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第一章 半导体二极管及其应用电路
本章主要内容： 1.1 半导体的基础知识 1.2 半导体二极管 1.3 特殊二极管 1.4 半导体二极管的应用 1.5 本章小结
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常使用的二极管，是不允许出现这种现象的。
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第一节 晶体二极管
三、晶体二极管器件的参数及分类
1.二极管的主要参数 (1)最大整流电流IFM 最大整流电流是指二极管长时间使用时，允许流过二极管的
最大正向平均电流。当电流超过这个允许值时，二极管会因 过热而烧坏，使用时务必注意。 (2)最高反向工作电压VRM 指二极管在使用时允许加上的最高反向电压。如果超过此值 二极管可能被击穿。一般是反向击穿电压的1/2或2/3。
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第一节 晶体二极管
二、PN结合晶体二极管的结构和特性
1.PN结 如果在硅或锗本征半导体中采用掺杂工艺，使半导体的一边
形成P型半导体，另一边形成N型半导体，则在这两种导电性 能相反的半导体交界面上，将形成一个特殊的接触面，称为 PN结。如图1-2 ( a)所示。 将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，在无外电场 和其他激发作用下，参与扩散运动的多子数目等于参与漂移 运动的少子数目，从而达到动态平衡
和集电极电流之和。无论是NPN型管还是PNP型管，均符合这
一规律。由于基极电流很小，因而 IE≈IC 在PNP型管中，IE流入三极管，IB IC流出三极管，如图1-19
所示
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第二节 晶体三极管
(2)三极管的电流放大作用。
在图1-18所示电路中，信号从基极与发射极之间输入，从集电 极和发射极输出，因此发射极是输入、输出回路的公共端，这
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第二节 晶体三极管
2.极限参数 极限参数是指管子工作时，不允许超过的参数，否则管子性
能下降或损坏。常见的极限参数主要有: (1)集电极最大允许电流ICM ：当集电极电流超过此值时，三
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第一节 晶体二极管
三、晶体二极管器件的参数及分类
1.二极管的主要参数 (1)最大整流电流IFM 最大整流电流是指二极管长时间使用时，允许流过二极管的
最大正向平均电流。当电流超过这个允许值时，二极管会因 过热而烧坏，使用时务必注意。 (2)最高反向工作电压VRM 指二极管在使用时允许加上的最高反向电压。如果超过此值 二极管可能被击穿。一般是反向击穿电压的1/2或2/3。
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第一节 晶体二极管
二、PN结合晶体二极管的结构和特性
1.PN结 如果在硅或锗本征半导体中采用掺杂工艺，使半导体的一边
形成P型半导体，另一边形成N型半导体，则在这两种导电性 能相反的半导体交界面上，将形成一个特殊的接触面，称为 PN结。如图1-2 ( a)所示。 将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，在无外电场 和其他激发作用下，参与扩散运动的多子数目等于参与漂移 运动的少子数目，从而达到动态平衡
和集电极电流之和。无论是NPN型管还是PNP型管，均符合这
一规律。由于基极电流很小，因而 IE≈IC 在PNP型管中，IE流入三极管，IB IC流出三极管，如图1-19
所示
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第二节 晶体三极管
(2)三极管的电流放大作用。
在图1-18所示电路中，信号从基极与发射极之间输入，从集电 极和发射极输出，因此发射极是输入、输出回路的公共端，这
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第二节 晶体三极管
2.极限参数 极限参数是指管子工作时，不允许超过的参数，否则管子性
能下降或损坏。常见的极限参数主要有: (1)集电极最大允许电流ICM ：当集电极电流超过此值时，三
《模拟电子技术》(第3版)课件与教案 第2章
第2章 三极管及其基本放大电路2.1 放大电路示意框图如图E2.1所示，电流、电压均为正弦波，已知R s ＝600Ω，V s ＝20mV ，V i ＝10mV ，R L ＝2k Ω，V o ＝2V ，当R L 开路时，测得V o ＇＝2.6V ，f L ＝1000Hz ，f H ＝500kHz 。
试求该放大电路的电压、电流、功率放大倍数及其分贝数；输入电阻R i ；输出电阻R o ；通带宽度BW 。
解：如图E2.1所示，有200102000i o v ===V V AA v （dB ）＝20lg ｜A v ｜＝20lg200dB ＝46dB 60600/)1020(2/2/)(/s i s L o i o i -=--=--==R V V R V I I AA i （dB ）＝20lg ｜A i 120001060110)1(23ii o o i o p =⨯⨯-⨯-=-==-I V I V P P AA p （dB ）＝10lg ｜A p ｜＝20lg12000dB ≈i i i 10600160/V R I ==Ω=Ω o o L o 26112K 06K 2.()().V R R V '=-=-⨯Ω≈Ω BW ＝f H －f L ＝（500－1）kHz ＝499kHz2.2 在路测量，测得小功率硅三极管各引脚的电位如图E2.2所示，试判断其工作状态，并判断有哪几只已损坏。
解：如图E2.2所示（a ） V C ＞V B ＞V E ，V BE ＝V BE(on)＝0.7V ，发射结正偏，集电结反偏，三极管（硅NPN 型图E2.2图E2.2小功率管）工作在放大状态。
（b）V B＜V E，V C＞V B，发射结，集电结均反偏，三极管工作在截止状态。
（c）V C＞V B＞V E，V BE＞V BE(on)＝0.7V，三极管已损坏（发射结开路）。
（d）V E＞V B＞V C，V BE＝V BE(on)＝－0.7V，发射结正偏，集电结反偏，三极管（硅PNP 型小功率管）工作在放大状态。
讲课模拟电子电路
设置Q点的目的： (1) 使放大电路的放大信号不失真； (2) 使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是
动态的基础。
10:01:36
19
5.2.1 用估算法确定静态值
1. 直流通路估算 IB 由KVL: UCC = IB RB+ UBE
+UCC
RB
RC IB IC
+
U+B–ETU–CE
所以
IB
UCC UBE RB
uce
ube rbe
-
-
ib
uce
-
E
晶体管的B、E之间 可用rbe等效代替。
10:01:36
E 晶体管的C、E之间可用一
受控电流源ic=ib等效代替。
29
2. 放大电路的微变等效电路
将交流通路中的晶 体管用晶体管微变等 效电路代替即可得放 大电路的微变等效电 路。
ii B ib
+
R+S eS-
共发射极基本电路
大小适当的基极电 流。
10:01:36
7
5.1 基本放大电路的组成
5.1.2 基本放大电路各元件作用
RC +C2
RS +
es –
C1 +
+
ui + ––
iB iC + + TuCE
RBuB–E – RL
EB
iE
+ uo –
集电极电源EC --为 电路提供能量。并
保证集电结反偏。
+
EC –
在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近 似代替。
微变等效电路法： 利用放大电路的微变等效电路分析计算放大电路
动态的基础。
10:01:36
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5.2.1 用估算法确定静态值
1. 直流通路估算 IB 由KVL: UCC = IB RB+ UBE
+UCC
RB
RC IB IC
+
U+B–ETU–CE
所以
IB
UCC UBE RB
uce
ube rbe
-
-
ib
uce
-
E
晶体管的B、E之间 可用rbe等效代替。
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E 晶体管的C、E之间可用一
受控电流源ic=ib等效代替。
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2. 放大电路的微变等效电路
将交流通路中的晶 体管用晶体管微变等 效电路代替即可得放 大电路的微变等效电 路。
ii B ib
+
R+S eS-
共发射极基本电路
大小适当的基极电 流。
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5.1 基本放大电路的组成
5.1.2 基本放大电路各元件作用
RC +C2
RS +
es –
C1 +
+
ui + ––
iB iC + + TuCE
RBuB–E – RL
EB
iE
+ uo –
集电极电源EC --为 电路提供能量。并
保证集电结反偏。
+
EC –
在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近 似代替。
微变等效电路法： 利用放大电路的微变等效电路分析计算放大电路
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0
t
设:vs=10sinwt mV
RB RC iC C
1
iC IC
0
+VCC C2
t
RS
+
vs
+ vi
iB
+ + vCE vO
vCE VCE
RL 0
t t
10
v0
0
Transistor Circuits
§3.1.3. 放大器的直流通路和交流通路
1.直流通路 当放大电路处于静态(vi=0)时，电路中各处的电压、电流
Transistor Circuits
1
§3.1 基本放大电路的组成和分析方法
一. 放大器的等效电路模型
1). 扩音机电路框图 几V
MIC 电压放大器 功率放大器
几拾V ♫
♪
8W
几mV
直流电源电路
Transistor Circuits
2
① 放大要求：幅度放大，波形不失真； ② 放大对象：交流量(即变化量)； ③ 放大实质：实现能量转换与控制。 2).放大器的外部小信号等效模型 在对放大器进行交流分析时把放大器视为无源双口网络, 由代维宁定理,把放大器的前级电路等效为电阻与电压源 的串联称为信号源，把后级电路等效为一电阻称为负载电 阻。 RS——信号源内阻 vS——信号源电压 无源——无交流电源 信 号 源
vs
vi
vo
VCC
直流通路
RS
+ + RE RC RL
vs
vi
vo
交流通路
Transistor Circuits
14
§3.2 BJT偏置电路
一.固定基流电路
RB RC C1 RS vs + C2 RL +VCC RC IC +VCC
RB
+ vO
+ vi
IB +
VBE
+ VCE
直 流 通 路
都为直流，直流电流流经的通路称为直流通路。 在直流通路中, 应将电容开路; 电感短路。
RB RC C1 RS + v vs + i
+VCC RB RC
+VCC
C2
RL
+ vO
直流通路 由放大电路的直流通路确定晶体管的静态工作点。
Transistor Circuits 11
2.交流通路
当放大电路处于动态(vi≠0)时，交流电流流经的通路 称为交流通路。 在交流通路中, 应将大容量电容短路;直流电压源短路。
RC
C2 + vO
IR RB IB IC + VBE
+VCC
RC
+ VCE
解：由KCL: IR= IB +IC= (1+b) IB VCE=VCC – IRRC=VCC – (1+b) IB RC VC E VBE IB RB
Transistor Circuits
VCE= ? IB = ?
RS
+
+
vS
vi
–
放大器 (无源双口)
+
RL
vo
–
Transistor Circuits
3
3).放大器内部电路的等效模型
再用代维宁定理， 把放大器输入端等效 为电阻Ri ， Ri称为放 大器的输入电阻。
iS RS
+
无源单口 +
vS
vi
–
Ri
放 大 器
+ RL
vo
–
vi = Ri iS
Ri vi vS RS Ri
图解分析法 估算法 图解分析法 等效电路分析法
SPICE 软件
通用电路设计软件
Transistor Circuits
6
§3.1.2 共射极放大电路(common emitter amplify circuit) 一、典型共射基本放大电路的组成
C2 RS C1 + vi
RC RB VBB VCC
+ vO
C). b : T ，注入到基区载流子运动加快，复合少，扩散 多, b 。结温每升高1℃, b 增加 0.5% ~ 1% 。
由于上述三个因素的影响，T , IC , Q点上移，温度 很高时，Q点靠近饱和区，BJT产生饱和失真。
Transistor Circuits
18
三、基极分压偏置电路 基极分压偏置电路是一种抗温漂电路，在此电路中 如果温度变化时，VB点电位能基本不变，则可实现静 态工作点的稳定。
Transistor Circuits 19
基极分压偏置电路的抗温漂原理
稳定条件：b· E >10(Rb1∥Rb2) R
Transistor Circuits 20
2).放大电路静态工作点(Q点)的估算
VCC
Rb1 C1 VCC IC VCE RE
RC
T
C2 + RL
Rb1 VB Rb2 I1
RC IB
§3.1 基本放大电路的组成和分析方法 §3.1.1 共射极放大电路 §3.1.2. 放大器的直流通路和交流通路 §3.2 BJT放大偏置电路 §3.3 BJT三种基本组态放大电路的动态分析 §3.3.1 图解分析法 §3.3.2 放大电路的等效电路分析法 §3.3.3 共基极电路和共集电极电路 §3.4 多级放大电路
Transistor Circuits
17
温度对晶体管静态工作点的影响： A). ICBO: T ，电子空穴对，ICBO， ICEO= (1+b ) ICBO B). VBE: T ，载流子运动加快，PN结
Ic Ib + VCE + VBE -
的阻档减弱，正向结电阻 VBE。VBE具有负温系数 d = – 2.2mV/C 。
信号源
+
RL
vs
VCC , VBB：提供能源,并为放大器件提供正确的偏置； RB：基极偏置电阻，为BJT提供适当的偏置电流IB ,使放 大器工作在放大状态； RC：集电极负载电阻,将C极电流的变化转化为电压输出；
C1 , C2 ：耦合电容(隔直通交)； RL:下级电路输入电阻。
Transistor Circuits 7
R2 C1 RC T RL RE CE VCC C2 + vo
VCC
R2 RC T R1 RE
+ vi R1
CE电路
直流通路
R1 R2
交流通路
+ vi
RC
T
RL
+ vO
Transistor Circuits
13
例2，CB电路的直流通路和交流通路
C1 RS + RE CB R2 R1 RC RL C2 + R2 VB R1 RE RC VCC
+ vi Rb2
vo
RE
CE
直流通路
Rb 2 VB VCC Rb1 Rb 2
VB VBE IE IC RE
IB= IC /b
V VB= VBE +IERE ， CE=VCC - ICRC - IERE VCC - IC(RC +RE)。
Transistor Circuits 21
设b = 100; VCC=12V; RB= 750KW; RC= 4KW。 估算IB、IC、VCE
VC C VBE IB RB
Transistor Circuits
由: IC= bIB、VCE=VCC - ICRC IBQ=15 A、 ICQ=1.5mA、VCEQ=6V
15
IC(mA) 4 3 2 1.5 1 0 2 4 IBQ
VCE VBE 11.7 0.7 IB 22A RB 510 K
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IC= bIB=1.1mA
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三. 放大器的正常工作判别
放大器能否正常工作取决于以下几点： 1). 在放大器的直流通路中，晶体管应能获得适当偏置使其 工作在正常放大状态。 2). 在放大器的交流通路中, 输 入电压产生的交流电流能 正常送入晶体管并得到放大。 3). 在放大器的交流通路中，被 晶体管放大的交流电流应能 在负载电阻RL上产生输出电 压uo。
VCC VBE 15 0.7 IB 51A RB (1 b ) RE 230 K 51 1K
Transistor Circuits 22
③求IC、VCE
IC= bIB= 50×51＝2.55mA VCE=VCC – ICRC – IERE VCC – IC(RC +RE) ∵ IC IE VCE 15 -2.55m×3K 15-7.65 = 7.35V ∴ IB 51A ; IC 2.55mA ; VCE 7.35V
直流放大器 .........
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ii vi
放大器
io vo
ii +
io R0
+
+ vo –
vi
–
Ri
vOC
5
三、放大电路的分析方法
放大电路 分析
静态分析（确定放大器件 工作状态） 求IB、IC 、VCE 动态分析（分析放大电路 性能） 求AV、Ri 、Ro 等
计算机仿真 PROTEL SPICE ORCAD PSPICE
t
设:vs=10sinwt mV
RB RC iC C
1
iC IC
0
+VCC C2
t
RS
+
vs
+ vi
iB
+ + vCE vO
vCE VCE
RL 0
t t
10
v0
0
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§3.1.3. 放大器的直流通路和交流通路
1.直流通路 当放大电路处于静态(vi=0)时，电路中各处的电压、电流
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1
§3.1 基本放大电路的组成和分析方法
一. 放大器的等效电路模型
1). 扩音机电路框图 几V
MIC 电压放大器 功率放大器
几拾V ♫
♪
8W
几mV
直流电源电路
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① 放大要求：幅度放大，波形不失真； ② 放大对象：交流量(即变化量)； ③ 放大实质：实现能量转换与控制。 2).放大器的外部小信号等效模型 在对放大器进行交流分析时把放大器视为无源双口网络, 由代维宁定理,把放大器的前级电路等效为电阻与电压源 的串联称为信号源，把后级电路等效为一电阻称为负载电 阻。 RS——信号源内阻 vS——信号源电压 无源——无交流电源 信 号 源
vs
vi
vo
VCC
直流通路
RS
+ + RE RC RL
vs
vi
vo
交流通路
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§3.2 BJT偏置电路
一.固定基流电路
RB RC C1 RS vs + C2 RL +VCC RC IC +VCC
RB
+ vO
+ vi
IB +
VBE
+ VCE
直 流 通 路
都为直流，直流电流流经的通路称为直流通路。 在直流通路中, 应将电容开路; 电感短路。
RB RC C1 RS + v vs + i
+VCC RB RC
+VCC
C2
RL
+ vO
直流通路 由放大电路的直流通路确定晶体管的静态工作点。
Transistor Circuits 11
2.交流通路
当放大电路处于动态(vi≠0)时，交流电流流经的通路 称为交流通路。 在交流通路中, 应将大容量电容短路;直流电压源短路。
RC
C2 + vO
IR RB IB IC + VBE
+VCC
RC
+ VCE
解：由KCL: IR= IB +IC= (1+b) IB VCE=VCC – IRRC=VCC – (1+b) IB RC VC E VBE IB RB
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VCE= ? IB = ?
RS
+
+
vS
vi
–
放大器 (无源双口)
+
RL
vo
–
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3
3).放大器内部电路的等效模型
再用代维宁定理， 把放大器输入端等效 为电阻Ri ， Ri称为放 大器的输入电阻。
iS RS
+
无源单口 +
vS
vi
–
Ri
放 大 器
+ RL
vo
–
vi = Ri iS
Ri vi vS RS Ri
图解分析法 估算法 图解分析法 等效电路分析法
SPICE 软件
通用电路设计软件
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§3.1.2 共射极放大电路(common emitter amplify circuit) 一、典型共射基本放大电路的组成
C2 RS C1 + vi
RC RB VBB VCC
+ vO
C). b : T ，注入到基区载流子运动加快，复合少，扩散 多, b 。结温每升高1℃, b 增加 0.5% ~ 1% 。
由于上述三个因素的影响，T , IC , Q点上移，温度 很高时，Q点靠近饱和区，BJT产生饱和失真。
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18
三、基极分压偏置电路 基极分压偏置电路是一种抗温漂电路，在此电路中 如果温度变化时，VB点电位能基本不变，则可实现静 态工作点的稳定。
Transistor Circuits 19
基极分压偏置电路的抗温漂原理
稳定条件：b· E >10(Rb1∥Rb2) R
Transistor Circuits 20
2).放大电路静态工作点(Q点)的估算
VCC
Rb1 C1 VCC IC VCE RE
RC
T
C2 + RL
Rb1 VB Rb2 I1
RC IB
§3.1 基本放大电路的组成和分析方法 §3.1.1 共射极放大电路 §3.1.2. 放大器的直流通路和交流通路 §3.2 BJT放大偏置电路 §3.3 BJT三种基本组态放大电路的动态分析 §3.3.1 图解分析法 §3.3.2 放大电路的等效电路分析法 §3.3.3 共基极电路和共集电极电路 §3.4 多级放大电路
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温度对晶体管静态工作点的影响： A). ICBO: T ，电子空穴对，ICBO， ICEO= (1+b ) ICBO B). VBE: T ，载流子运动加快，PN结
Ic Ib + VCE + VBE -
的阻档减弱，正向结电阻 VBE。VBE具有负温系数 d = – 2.2mV/C 。
信号源
+
RL
vs
VCC , VBB：提供能源,并为放大器件提供正确的偏置； RB：基极偏置电阻，为BJT提供适当的偏置电流IB ,使放 大器工作在放大状态； RC：集电极负载电阻,将C极电流的变化转化为电压输出；
C1 , C2 ：耦合电容(隔直通交)； RL:下级电路输入电阻。
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R2 C1 RC T RL RE CE VCC C2 + vo
VCC
R2 RC T R1 RE
+ vi R1
CE电路
直流通路
R1 R2
交流通路
+ vi
RC
T
RL
+ vO
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例2，CB电路的直流通路和交流通路
C1 RS + RE CB R2 R1 RC RL C2 + R2 VB R1 RE RC VCC
+ vi Rb2
vo
RE
CE
直流通路
Rb 2 VB VCC Rb1 Rb 2
VB VBE IE IC RE
IB= IC /b
V VB= VBE +IERE ， CE=VCC - ICRC - IERE VCC - IC(RC +RE)。
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设b = 100; VCC=12V; RB= 750KW; RC= 4KW。 估算IB、IC、VCE
VC C VBE IB RB
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由: IC= bIB、VCE=VCC - ICRC IBQ=15 A、 ICQ=1.5mA、VCEQ=6V
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IC(mA) 4 3 2 1.5 1 0 2 4 IBQ
VCE VBE 11.7 0.7 IB 22A RB 510 K
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IC= bIB=1.1mA
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三. 放大器的正常工作判别
放大器能否正常工作取决于以下几点： 1). 在放大器的直流通路中，晶体管应能获得适当偏置使其 工作在正常放大状态。 2). 在放大器的交流通路中, 输 入电压产生的交流电流能 正常送入晶体管并得到放大。 3). 在放大器的交流通路中，被 晶体管放大的交流电流应能 在负载电阻RL上产生输出电 压uo。
VCC VBE 15 0.7 IB 51A RB (1 b ) RE 230 K 51 1K
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③求IC、VCE
IC= bIB= 50×51＝2.55mA VCE=VCC – ICRC – IERE VCC – IC(RC +RE) ∵ IC IE VCE 15 -2.55m×3K 15-7.65 = 7.35V ∴ IB 51A ; IC 2.55mA ; VCE 7.35V
直流放大器 .........
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ii vi
放大器
io vo
ii +
io R0
+
+ vo –
vi
–
Ri
vOC
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三、放大电路的分析方法
放大电路 分析
静态分析（确定放大器件 工作状态） 求IB、IC 、VCE 动态分析（分析放大电路 性能） 求AV、Ri 、Ro 等
计算机仿真 PROTEL SPICE ORCAD PSPICE