03 第三章双极型晶体管及场效应管放大器基础

例：R=3KΩ，测得U1=0.6V， U2=0.2V
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第三章
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础 从放大器输出端看进去的等效电阻 Ro表征放大器带负载能力大小
三、输出电阻Ro:
Uo Ro Io
U s 0 orI s 0 , RL
I BQ U B U BEQ RB (1 ) RE UB RB (1 ) RE
ICQ I EQ I BQ
UCEQ UCC ICQ RC I EQ RE UCC ICQ (RC RE )
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第三章
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
RE 起电流负反馈作 用,稳定工作点Q
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第三章
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
直流通路
RB 2 UB U CC RB1 RB 2
RB RB1 / / RB 2
RB1RB 2 RB1 RB 2
UB I BQ RB UBEQ I EQ RE I BQ RB UBEQ (1 )I BQ RE
4.频率响应与带宽
Au ( j ) U O ( j ) Au ( j ) / ( j ) U i ( j )
H L BW fH fL fH 2 2
Au (半功率点) (dB)
AuI 20 lg 2 20 lg AuI 20 lg 2 20 lg AuI 3dB
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BW 3dB f H f L
第三章
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
放大器的幅频特性和相频特性 (a) 幅频特性 (b)相频特性
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第三章
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
5. 非线性失真系数
第五章
基本放大器电路
模拟电子技术基础
第三章 双极型晶体管及场效应管放大器基础
弟
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第三章 3.1
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
放大器的基本概念
---不失真地放大信号
3.1.1 4种放大器及4种放大倍数定义
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交流负载线Q--A及动态工作点 Q1--Q— Q2 第五章 基本放大器电路
1.交流负载线一定通过直流工作点Q iC 1 1 2.交流负载线钭率 K ' uCE RC || RL RL
UCES
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3.7
关于非线性失真与输出动态范围的讨论 第五章 基本放大器电路
第三章
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
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一、放大倍数A----Amplify(增益)
电压放大倍数 电流放大倍数
互导放大倍数
互阻放大倍数
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第三章
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
电压放大器
电压增益
理想情况
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3.7.2 非线性失真与动态范围
1.工作点设置正确, 且信号不大的情况 ----------不产生非线性失真
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3.7
关于非线性失真与输出动态范围的讨论 第五章 基本放大器电路
2.工作点设置过低, 且信号较大的情况 ----------产生“截止失真” 3.工作点设置过高, 且信号较大的情况 ----------产生“饱和失真”
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3.7
关于非线性失真与输出动态范围的讨论 第五章 基本放大器电路
4 .输出电压的动态范围
输出电压动态范围是指不产生严重失真的有效输出电压峰峰值 U OPP
' 因受截止失真限制，其最大有效输出电压幅度为 Uom ICQ RL
因受饱和失真限制，其最大有效输出电压幅度为 Uom UCEQ UCES
UO RS rbe RO |U S 0 ,RL IO (1 )
输入电阻很大 输出电阻很小
可做为输入级,输出级,中间级
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第五章 基本放大器电路 3.5 共基放大器
Au
( RC || RL )
rbe
输出与输入同相 输入电阻最小,且与共集 电路的输出电阻相同 与共射电路相同 输
uGS iD RS
iD 1 £ R
S
uGS
RG 2 U DD iD RS RG1 RG 2
iD
1 £ R Q2 0 uGS
¡ å Q2 ¡ ä Q1 ¡ ä Q2 0 (b) ¡ ä Q3 Q3 RG2 u UDD GS RG1£ « RG2
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第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
输出电阻测量方法
S打开，测得
Uo
.
S打开
Auo U i U o1
U o2
. . . . RL RL Auo U i U o1 Ro RL Ro RL
.
.
.
S闭合，测得 .
Uo
互导放大器
互导增益
理想
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第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
3.1.2
放大器的主要性能指标
1、电压放大倍数(电压增益)
电压放大倍数测量方法
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第三章
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
二、输入电阻Ri:
3.4
第五章 基本放大器电路 共集电极放大器
3.4.1 共集电极放大器--射极输出器--射极跟随器
( 1 )I b ( RE || RL ) Au 1 I b rbe ( 1 )I b ( RE || RL )
输入输出同相 放大倍数近似为1
Ri rbe ( 1 )( RE || RL )
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3.3.3
共射放大器的交流分析及主要指标估算 第五章 基本放大器电路
UO IC ( RC || RL ) I b R'L R'L Au Ui Ib rbe Ib rbe rbe
UO Ib R'L R'L Au Ui Ib rbe ( 1 )I B RE rbe ( 1 )RE
输出与输入反相 2. 输入电阻 3. 输出电阻
Ui Ri RB1 || RB 2 || rbe Ii
UO RO |U S 0.RL RC IO 西安电子科技大学微电子学院 张进成
3.3.3
共射放大器的交流分析及主要指标估算 第五章 基本放大器电路
' Uo ( Rc / / RL ) RL 100 1.66 Au 118.6 Ui rbe rbe 1.4
对于双向对称的信号（如正弦波），取其上述两式中数值小的 作为最大有效输出电压幅度，故输出电压的动态范围值为
Uopp 2Uom
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第五章 3.8 基本放大器电路 场效应管放大器 3.8.1 场效应管偏置电路 JFET、耗尽型MOSFET:UGS=0，iD≠0，可采用自偏压方式; 增强型MOSFET，则一定要采用分压式偏置或混合偏置方式.。
第三章
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
电流放大器
电流增益
理想
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第三章
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
互阻放大器
互阻增益
理想
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第三章
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
S闭合
U O1 U O 2 RO RL UO2
例：测得S打开时输出电压UO1=2V，测得S闭合时输出电压 UO2=0.8V，已知RL= 5KΩ 则
RO
2 0.8 5 7.5k 0.8
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第三章
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
Ri
RO
Ui RB1 || RB 2 || rbe Ii
UO |U S 0.RL RC IO
Ri [ rbe ( 1 )RE ] || RB1 || RB 2
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第五章 一种快速估算法
基本放大器电路
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例 第五章 3.6.1 1. 要求源电压增益最大 2. 要求输出电压 UO U S 3. 要求输出电压 UO U S
基本放大器电路 5. 要求同时获得一对 等值反相的输出信号
4. 要求接入负载电阻 RL 1K 时,UO |U S | ,并求输出电阻 RO
n 2
U 1m
U1m 输出信号基波分量振幅
Unm 第n次谐波分量振幅
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第三章
3.2
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础 三种组态的放大电路 依据:
iC iE I S e
uBE UT
一般信号不能从集电极输入,不能从基极输出
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非线性传输特性引起非线性失真波形 (a) 线性传输特性与不失真输出波形
(b) 非线性传输特性与非线性失真输出波形
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第三章
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
非线性失真系数（全谐波失真系数）THD
2 U nm
2 2 2 U2 U U m 3m nm THD U 1m
UDD RD V ui RG RS ( 自偏压
电阻) ( 分压式 偏置)
UDD RG1 RD
ui
RG2
RS ( 自偏压
电阻)
uGS iD RS
uGS
RG 2 U DD iD RS RG1 RG 2
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一,图解法
第五章 3.8 基本放大器电路 场效应管放大器
Ui Ri Ii
从放大器输入端看进去的等效电阻
Ri 表征该放大器从信号源有效吸取信号幅值的大小
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第三章
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
输入电阻测量方法--串入电阻R
Ri U2 U1 R Ri
则 Ri=1.5KΩ
Ui U2 Ri R I i U1 U 2
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第三章
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
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3.3.3 共射放大器的交流分析及主要指标估算 第五章 基本放大器电路 5.3.7 共射放大器的交流小信号模型分析法
1.电压放大倍数
UO IC ( RC || RL ) I b R'L R'L Au Ui I b rbe I b rbe rbe
第三章
3.3
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
共发射极放大器分析
3.3.1 阻容耦合共发射极放大器电路结构
分压式电流负反馈偏置电路的“阻容耦合共射放大器”。
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第三章
第五章 基本放大器电路 双极型晶体管及场效应管放大器基础
一．直流工作状态分析与计算 固定偏流 电流负反馈型偏置电路 分压式电流负反 馈型偏置电路
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rbe Ri 1
RO RC
第五章 基本放大器电路 3.6 三种组态放大器比较
(a) 共射放大器
输入输出反相; 电压增益大; 输入电阻不大; 输出电阻不小
(b) 共集放大器
输入输出同相; 电压增益小 1 输入电阻很大; 输出电阻很小
(c) 共基放大器 输入输出同相; 电压增益大 输入电阻很小; 输出电阻不小(同共射) 源电压增益小
100
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5.2 3.7 放大器的图解分析法 关于非线性失真与输出动态范围的讨论 第五章 基本放大器电路 直流负载线M--N及静态工作点Q
内部方程--特性曲线
ic f ( uCE )|uBE c
外部方程—直流负载线方 程
uCE UCC iC RC