模电电子线路线性部分第五版主编冯军谢嘉奎1

ID
RD
G S
RG
VDSQ VDD IDQ (RD RS )
▪ 电路特点：
由于 VGS = 0，故零偏置电路只适合耗尽型 MOS 管。 由于 RS = 0，故该电路不具有稳定 Q 点的功能。
第 4 章 放大器基础
4.1.2 耦合方式
放大器与信号源、放大器与负载以及放大器级与级 之间的连接方式称为耦合方式。
CB + RS +
T1 +CC
vS+-
vi -
R2 R4
VCC R5 R7
T2 R6 R8
▪ 直流工作时： 由于 CB、CC 具有隔直流作用，因此信号源 不影响放大器 Q 点正常设置，且各级 Q 点相互独立。
▪ 交流工作时： 由于 CB 较大，在信号频率上近似看作短路。 因此，CB 的接入不会影响信号的正常传输。 ▪ 电路缺点： 体积大，不易集成。
RB1 I1 IBQ
VCC RC
RB2
RE CE
工程上，常选用：I1 = (5 ~ 10)IBQ
第 4 章 放大器基础
场效应管偏置电路
(1)分压偏置电路
▪ Q 点估算：
VGSQ
RG2VDD RG1 RG2
IDQ RS
I DQ
COXW
2l
(VGSQ
VGS(th) )2
VDD
RG1
ID
RD
G
T
S
为保证交流信号正常传输、不失真放大，耦合方式 必须保证：
▪ 交流信号正常传输。 ▪ 尽量减小有用信号在传输过程中的损失。
实际电路常采用两种耦合方式： ▪ 具有隔直流作用的耦合方式——电容耦合、变压器耦合。 ▪ 集成电路中广泛采用的一种耦合方式——直接耦合。
第 4 章 放大器基础
➢ 电容耦合
R1 R3
将放大器输出 端与输出负载 进行连接。
第 4 章 放大器基础
4.1 偏置电路和耦合方式
4.1.1 偏置电路
设置静态工作点的电路称放大器的偏置电路。
对偏置电路的要求
▪ 提供合适的 Q 点，保证器件工作在放大模式。 例如：偏置电路须保证三极管 E 结正偏、C 结反偏。
▪ 当环境温度等因素变化时，能稳定电路的 Q 点。
RS
VDSQ VDD IDQ (RD RS )
▪ 电路特点：
由于 VDS 与 VGS 极性始终相反，故自偏置电路只 适合于耗尽型场效应管。 例如，JFET、DMOS 管。
第 4 章 放大器基础
(3)零偏置电路
▪ Q 点估算：
VGSQ 0
I DQ
COXW
2l
(VGSQ
VGS(th) )2
VDD
RG2
RS
VDSQ VDD IDQ (RD RS )
▪ 电路特点： 分压偏置电路不仅适用于三极管，同时适用于各种
类型的场效应管。
第 4 章 放大器基础
(2)自偏置电路
▪ Q 点估算：
VDD
VGSQ 0 IDQ RS
2
I DQ
I
DSS
1
VGSQ VG S(of f )
ID
RD
G S
RG
第 4 章 放大器基础
三极管偏置电路
(1)固定偏流电路
▪ Q 点估算：
IBQ
VCC
VB E(on) RB
VCC
RB
RC IC
IB
ICQ IBQ (1 )ICBO IBQ
VCEQ VCC ICQ RC
▪ 电路优点： Q 点设置方便，计算简单。
▪ 电路缺点： 不具有稳定 Q 点的功能。
RC2 T2 RE2
RC3 T3 RE3
VCC RCn
在广播、通信、自动控制、电子测量等 各种电子设备中，放大器是必不可少的组成 部分。
第 4 章 放大器基础
放大器分类
▪ 按信号特征分： 音频放大器 (放大语音信号) 视频放大器 (放大图像信号) 脉冲放大器 (放大脉冲信号) 谐振放大器 (放大高频载波信号)
▪ 按信号强弱分： 小信号放大器 (线性放大器) 大信号放大器 (非线性放大器)
T ICQ VEQ( = ICQRE) VBEQ(= VBQ VEQ)
ICQ
IBQ
第 4 章 放大器基础
▪ 存在问题：
VBEQ 越大 Q 点越稳定 RE 越大 VCEQ 越小 输出动态范围越小
工程上，常选用： VEQ = 0.2VCC 或 VEQ = 1 ~ 3 V
RB1、RB2 过大 不满足 I1 >> IBQ 则 VBQ 不稳定 RB1、RB2 过小 放大器 Ri 减小
宽带 放大器
▪ 按电路结构分： 直流放大器 (多用于集成电路) 交流放大器 (多用于分立元件电路)
第 4 章 放大器基础
放大器组成框图
具有正向受控作用的半导 体器件是整个电路的核心
输
耦
入
合
信
电
号
路
耦
输
合
出
电
负
路
载
将输入信号源 与放大器输入 端进行连接。
直流偏置电路 外围电路
保证半导体器件 工作在放大模式
第 4 章 放大器基础
➢ 直接耦合
RC1 T1
RC2 T2 RE2
RC3 T3 RE3
VCC RCn
Tn REn
直接耦合方式： 各级之间不经过任何元件直接相连。 电路优点： 频率特性好，便于集成。
级间直流电平配置问题。 存在问题：
零点漂移问题。
第 4 章 放大器基础
级间直流电平配置问题一
RC1 T1
例如：温度升高，三极管参数 、ICBO、VBE(on)，
而这些参数的变化将直接引起 Q 点发生变化。 当 Q 点过高或过低时，输出波形有可能产生饱和
或截止失真。
第 4 章 放大器基础
Q 点波动对输出波形的影响：
iC
iC
Q
ib
ICQ O
O
t
O
Q
ib
Q VCEQ
ib vCE
vCE
t
Q 点在中点，动态范围最大，输出波形不易失真。 Q 点升高，不失真动态范围减小，输出易饱和失真。 Q 点降低，不失真动态范围减小，输出易截止失真。
T 时 、ICBO、VBE(on)
ICQ
Q 点升高
第 4 章 放大器基础
(2)分压偏置电路
▪ Q 点估算： 假设 I1>> IBQ
则
VBQ
RB2VCC RB1 RB2
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ICQ
I EQ
VBQ
VB E(on) RE
IBQ ICQ /
RB1 I1 IBQ
VCC RC
RB2
RE CE
VCEQ VCC ICQ(RC RE ) ▪ 电路优点： 具有稳定 Q 点的功能。
第 4 章 放大器基础
概述 4.1 偏置电路和耦合方式 4.2 放大器的性能指标 4.3 基本组态放大器 4.4 差分放大器 4.5 电流源电路及其应用 4.6 集成运算放大器 4.7 放大器的频率响应
第 4 章 放大器基础
概述
放大器是应用最广泛的一类电子线路。它 的主要功能是将输入信号进行不失真的放大。