南理工模电课件4-2
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模拟电子技术基础课件：第四章第二部分
其中 RL Re // RL
输出回路： vo (ib β ib )RL ib (1 β)RL
电压增益：
Av
vo vi
ib (1 β)RL ib[rbe (1 β)RL ]
(1 )RL rbe (1 )RL
β RL rbe β RL
1
一般 RL rbe ，则电压增益接近于1， 即 Av 1 。vo与vi同相
end
4.5 共集电极放大电路和 共基极放大电路
4.5.1 共集电极放大电路 4.5.2 共基极放大电路 4.5.3 放大电路三种组态的比较
4.5.1 共集电极放大电路
共集电极电路结构如图示 该电路也称为射极输出器 1.静态分析 VCC IBQRb VBEQ IEQ Re
IEQ (1 β )IBQ
由电路列出方程
it ib βib iRe
vt ib (rbe Rs)
vt iRe Re 其中 Rs Rs // Rb
则输出电阻
Ro
vt it
Re //
Rs rbe 1 β
当
Re
Rs rbe
1
，
1
时，
Ro
Rs rbe
输出电阻小
4.5.1 共集电极放大电路
Av 1 。 Ri Rb //[rbe (1 β)RL ]
电压跟随器(射极跟随器)
4.5.1 共集电极放大电路
2.动态分析 ③输入电阻
Ri
vi ii
vi
vi vi
Rb rbe (1 β)R'L
Rb || [rbe (1 β)R'L ]
当 1 ， RL rbe 时， Ri Rb // RL
输入电阻大
4.5.1 共集电极放大电路
模电4-2
其中
′ RL = Re // RL
′ ′ 输出回路: 输出回路: vo = ( ib + β ib ) RL = ib (1 + β ) RL
电压增益: 电压增益:
′ ′ ′ vo ib (1 + β ) RL (1 + β ) RL β RL Av = = = ≈ <1 ′ ′ ′ vi ib [rbe + (1 + β ) RL ] rbe + (1 + β ) RL rbe + β RL
4.6.1 共射 共基放大电路 共射—共基放大电路
输入电阻
vi Ri= =Rb||rbe1=Rb1||Rb2||rbe1 ii
输出电阻 Ro ≈Rc2
4.6.2 共集 共集放大电路 共集—共集放大电路
(a) 原理图
(b)交流通路 (b)交流通路
构成复合管,可等效为一个NPN NPN管 T1,T2构成复合管,可等效为一个NPN管
end
4.6 组合放大电路
4.6.1 共射—共基放大电路 共射 共基放大电路 4.6.2 共集—共集放大电路 共集 共集放大电路
4.6.1 共射 共基放大电路 共射—共基放大电路
共射-共基放大电路 共射-
4.6.1 共射 共基放大电路 共射—共基放大电路
电压增益
Av =
其中
Av1 = Av 2 =
4.5.1 共集电极放大电路
共集电极电路结构如图示 该电路也称为射极输出器 该电路也称为射极输出器 1.静态分析 1.静态分析 由
VCC = I BQ Rb + VBEQ + I EQ Re I EQ = (1 + β ) I BQ
得 I BQ
′ RL = Re // RL
′ ′ 输出回路: 输出回路: vo = ( ib + β ib ) RL = ib (1 + β ) RL
电压增益: 电压增益:
′ ′ ′ vo ib (1 + β ) RL (1 + β ) RL β RL Av = = = ≈ <1 ′ ′ ′ vi ib [rbe + (1 + β ) RL ] rbe + (1 + β ) RL rbe + β RL
4.6.1 共射 共基放大电路 共射—共基放大电路
输入电阻
vi Ri= =Rb||rbe1=Rb1||Rb2||rbe1 ii
输出电阻 Ro ≈Rc2
4.6.2 共集 共集放大电路 共集—共集放大电路
(a) 原理图
(b)交流通路 (b)交流通路
构成复合管,可等效为一个NPN NPN管 T1,T2构成复合管,可等效为一个NPN管
end
4.6 组合放大电路
4.6.1 共射—共基放大电路 共射 共基放大电路 4.6.2 共集—共集放大电路 共集 共集放大电路
4.6.1 共射 共基放大电路 共射—共基放大电路
共射-共基放大电路 共射-
4.6.1 共射 共基放大电路 共射—共基放大电路
电压增益
Av =
其中
Av1 = Av 2 =
4.5.1 共集电极放大电路
共集电极电路结构如图示 该电路也称为射极输出器 该电路也称为射极输出器 1.静态分析 1.静态分析 由
VCC = I BQ Rb + VBEQ + I EQ Re I EQ = (1 + β ) I BQ
得 I BQ
南京理工大学本科电路笔记dxja4_2
§4-2 替代定理一 定理在任意的线性或非线性网络中，若已知第K 条支路的电压和电流为U K 和I K ，则不论该支路是什么元件组成的，总可以用下列的任何一个元件去替代： 即：1）电压值为U K 的理想电压源；2）电流值为I K 的理想电流源； 3）电阻值为U K /I K 的线性电阻元件R K 。
替代后电路中全部电压和电流都将保持原值不变。
替代定理如图4-2-1(a)所示电路说明。
图4-7(a) 图4-7(b)图4-7(c) 图4-7(d)证明：对图4-7(c)根据网孔分析法有第k 个网孔电流方程为：k11k22kk k k R I R I R I U ++++=-k11k22kk k k k k k ()R I R I R R I R I U ++++-+=- k11k22kk k k k k k ()0R I R I R R I U R I +++++=-+=可见该方程与图4-7(d)对应。
例：如图4-8(a)所示电路中1310,44, 2.8s s U V I A I A I A ====时，，130,20.5,0.4s s U V I A I A I A ===-=时，；若将图（a ）换以8Ω电阻，在图（b ）中求10s I A =时，13??I I ==KU K + _KK KU R I =图4-8解：图（a ）中，根据叠加定理得12334,s s s s I kU k I I k U k I =+=+1234244104 2.81040.5020.402K K K K K K =+=+⎧⎧⎨⎨-=+=+⎩⎩13240.50.20.250.2K K K K ==⎧⎧⎨⎨=-=⎩⎩ 130.50.250.20.2s s s s I U I I U I ∴=-=+图（b ）中将8Ω电阻用电压源（-8I 1）替代如图（c ）则1113130.5(8)0.25100.50.2(8)0.210 2.8I I I AI I I A =⨯--⨯=-⎧⎧⇒⎨⎨=⨯-+⨯=⎩⎩U + _I 3I 38ΩI 3-8I + _。
模拟电路4
即：IE0Re0 IE1Re1 IE2Re2 IE3Re3
P179 例4.2.1
精品教学课件PPT
(4-19)
4.2.4 以电流源为有源负载的放大电路
模拟电子技术基础
第四章
集成运算放大 电路
精品教学课件PPT
(4-1)
第四章 集成运算放大器
§4.1 概述
§4.2 集成运放中的电流源电路
§4.3 集成运放电路简介
§4.4 集成运放的性能指标及低频等 效电路
§4.5 集成运放的种类及选择
§4.6 集成运放的使用
精品教学课件PPT
(4-2)
§4.1 概述
+VCC
IR R
IB
IC0
T0
2
T2
IE2 IB1
IB0
Re2
特点：利用T2管的电流放大 作用，减小了基极电流IB0和 IC1 IB1对基准电流IR的分流。
IC1 IC0 IR IB2
T1
IR
IE2 1
IR
2IC1 ( 1 )
整理得：IC1 1
IR 2
IR
精品教学课件PPT
( 1 )
(4-18)
4.2.3 多路电流源电路
+VCC
IR R
IC1
IC2
IC3
IC0
T0
T1
T2
T3
Re0 IE0
Re1 IE1 Re2 IE2 Re3 IE3
特点：利用一个 基准电源可以获 得多个不同的输 出电流。
UBE0 IE0Re0 UBE1 IE1Re1 UBE2 IE2Re2 UBE3 IE3Re3
IC1
T1
U U BE 0
模拟电子技术课程4修2模电教辅
第4章场效应管及其放大电路4.1 教学要求本章介绍了各场效应管(FET)的结构、工作原理及场效应管基本放大电路。
教学要求如下：了解场效应管的分类和各种类型场效应管的结构；掌握场效应管的符号；理解场效应管的工作原理；掌握场效应管的伏安特性及主要参数；理解场效应管放大电路的组成、静态分析和动态分析。
4.2 基本概念1．场效应管分类及符号场效应管是利用半导体表面或内部电场效应来控制输出电流大小的一种半导体器件，输入端基本上不取电流。
根据结构的不同，场效应管分为结型场效应管(JFET)和金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)两大类。
各种FET的符号见图4.1所示。
N沟道P沟道gN沟道g BP沟道N沟道g BP沟道(a)结型场效应管(b)增强型MOSFET (c)耗尽型MOSFET图4.1 场效应管符号2． FET 的主要参数1．直流参数：①耗尽型的夹断电压P V 。
D 0i =所对应的GS v 值。
②耗尽型的漏极饱和电流DSS I 。
当管子工作在饱和区时，GS 0v =时的漏极电流D i 。
③增强型开启电压T V 。
导电沟道形成时的最小GS v 。
④增强型的D0I 。
GS T 2v V =时的D i 值。
2．交流参数：①低频跨导m g 。
D m Q GS g iv ∂=∂，跨导等于转移特性曲线上静态工作点Q处切线的斜率，它反映FET 放大能力。
②输出电阻d r 。
反映了DS v 对D i 的影响， d r 的数值很大，一般在几十千欧到几百千欧之间。
3．极限参数：①最大漏源电压(BR)DS V ②最大栅源电压(BR)GS V ③最大允许耗散功率DM P 。
3．电流表达式场效应管在恒流区（放大区）的电流表达式如下。
JFET 、耗尽型MOSFET ： 2GS D DSS P(1)vi I V =-增强型MOSFET ： 2GSD D0T(1)v i I V =- 4．FET 小信号模型FET 的静态工作点设置在放大区后，如果输入小信号，则FET 对信号进行线性放大,此时，可以将FET 等效为一个两端口的线性网络。
模电课件第4章
V2
＋
Re
－
－Ee
＋
Rs －
3 sin t ＋
－ (b)
图 4-4 (a) 原电路； (b) 分解为差模和共模信号电路
第4章 模拟集成电路基础 由图4-4(b)不难求出输出电压uo。假设V1管单端输出(即V1 集电极至地)电压为uo1，它为
uo1 Ad1uid Ac1uic
uo2 Ad 2uid Ac2uic
上述利用了对称性，即有Rc1=Rc2=Rc。
综上可得，差模电压放大倍数为
Ad
uo uid
Rc
Rs hie
第4章 模拟集成电路基础
当集电极之间接入负载电阻RL时，在差模信号作用下，RL 两端的电位向相反的方向变化，一端增量为正，另一端增量为
负， 并且绝对值相等，因而RL的中点电位是交流地电位。这样， 差模电压放大倍数为
第4章 模拟集成电路基础
第4章 模拟集成电路基础
4.1 模拟集成电路概述 4.2 差动放大器 4.3 典型模拟集成电路
第4章 模拟集成电路基础
4.1 模拟集成电路概述
4.1.1 集成电路分类
(a)
(b)
(c)
(d)
图 4-1 单个晶体管与完整的集成电路的比较 (a) 单个晶体三极管； (b) 集成块； (c) 双列直插型； (d) 扁平型
I E1
IE2
Ee UBE
Rs
1
2Re
通常Rs/(1+β)<<2Re, UBE=0.7V (硅管)，所以
I E1
IE2
Ee 0.7 2Re
可见，静态工作电流取决于Ee和Re。同时，由于Uc1=Uc2，故 Uo=0，通常称作零输入零输出。信号电压由两管基极输入， 放 大后的输出电压可以从两个集电极之间取出(双端输出)，也可以
模电CH04-2
VBB VBE IB Rb
IC β IB
动态工作情况的图解分析：
vs Vsm sinωt
vBE VBB vs iB Rb
vCE VCC iC Rc
•回路方程的截距在变，直线上下移动 •工作在BJT发射结曲线上
•回路方程电流电压在变 •工作在输出回路方程上
12
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缺点： 不能分析工作频率较高时的电路工作状态，也不能用来 分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能指标。
23
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4.3.2 小信号模型分析法
1. BJT的H参数及小信号模型
建立小信号模型的意义
由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的 分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做 线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。
VBE=0.7V时，BJT放大 VBE=0.8V时，BJT饱和 VCE<0.3V时，BJT饱和
17
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•电路有非线性器件时的分析方法：
非线性器件用伏安特性曲线表示
列出回路方程（非线性器件用电 压或电流带入） 将回路方程直线与非线性器件用伏安 特性曲线做在一个图上 求出交点-该电路的工作点！！！ 也是该电路的解
动态工作情况的图解分析：
vs Vsm sinωt
vBE VBB vs iB Rb
vCE VCC iC Rc
•回路方程的截距在变，直线上下移动 •工作在BJT发射结曲线上
•回路方程电流电压在变 •工作在输出回路方程上
11
南理工模电课件.ppt
A( j ) A0
2
带通滤波电路的带宽：BW 0 f0 2Q Q
(4) 带阻滤波器
将低通和高通滤波器并联可以构成带组滤波器， 条件是低通滤波器的截止角频率H小于高通滤波 器的截止角频率L。
低通
H
vi
vo
高通
L
例题
要求二阶压控型LPF的fo=400Hz，Q值为0.7，试求 电路中的电阻、电容值。
根据f 0 ，选取C再求R。
C 1μ F
1kΩ R 1MΩ
取C 0.1μ F
f0
1 2πRC
1 2πR 0.1 106
400Hz
计算出R 3979Ω，取R 3.9kΩ
例题
要求二阶压控型LPF的fo=400Hz，Q值为0.7，试求 电路中的电阻、电容值。
根据Q ，确定R1和Rf 。
0
0Q
0时： A( j) A0，最大
1
A0
jQ(
0 )
0
0也是带通滤波器的中心角频率
20lg A( j) dB A0
0
0.5
1
-20
2
5
-40 0.1
Q =10 1
0
Q值越高，通带越窄
A( j)
1
A0
jQ(
0 )
0
若Q( 0 ) 1， 则 ： 0
A( s )
s2
A0
2 n
n
Q
s
2 n
A( j)
2
A0
n2 j nQ 1
A( j )
20 lg
2
带通滤波电路的带宽：BW 0 f0 2Q Q
(4) 带阻滤波器
将低通和高通滤波器并联可以构成带组滤波器， 条件是低通滤波器的截止角频率H小于高通滤波 器的截止角频率L。
低通
H
vi
vo
高通
L
例题
要求二阶压控型LPF的fo=400Hz，Q值为0.7，试求 电路中的电阻、电容值。
根据f 0 ，选取C再求R。
C 1μ F
1kΩ R 1MΩ
取C 0.1μ F
f0
1 2πRC
1 2πR 0.1 106
400Hz
计算出R 3979Ω，取R 3.9kΩ
例题
要求二阶压控型LPF的fo=400Hz，Q值为0.7，试求 电路中的电阻、电容值。
根据Q ，确定R1和Rf 。
0
0Q
0时： A( j) A0，最大
1
A0
jQ(
0 )
0
0也是带通滤波器的中心角频率
20lg A( j) dB A0
0
0.5
1
-20
2
5
-40 0.1
Q =10 1
0
Q值越高，通带越窄
A( j)
1
A0
jQ(
0 )
0
若Q( 0 ) 1， 则 ： 0
A( s )
s2
A0
2 n
n
Q
s
2 n
A( j)
2
A0
n2 j nQ 1
A( j )
20 lg
南京理工大学电路课件
南京理工大学电光学院
电路
1.5 电压源和电流源
为了得到各种实际电源的电路模型，定义两种理想的 电路元件——理想电压源和理想电流源.
电压源
理想电压源 若一个二端元件输出电压恒定则称为理想电压源. 电路符号:
.
电路
Us
.
.
us(t) _ +
.
南京理工大学电光学院
1.5 电压源和电流源
理想电压源
基本性质: I + + Us _ 输出电压恒定，和外电路无关.
第1章 电路模型和电路定律
1.1 电路和电路模型 1.2 电流和电压的参考方向 1.3 功率和能量 1.4 电阻元件 1.5 电压源和电流源 1.6 受控源 1.7 基尔霍夫定律
电路 南京理工大学电光学院
1.1 电路和电路模型
电路的概念
电路是由用电设备或元器件（称为负载）与供电设备 （称为电源）通过导线连接而构成的提供给电荷流动 的通路.
dt
量纲：安培（A） 1安培 = 1库仑/秒 1kA=103A ；1mA=10-3A；1μA=10-6A
电路 南京理工大学电光学院
1.2 电流和电压的参考方向
一些常用的十进制倍数的表示方法：
符号 T 中文 太 G 吉 M k c m 毫 μ 微 n 纳 p 皮
兆 千 厘
数量 1012 109 106 103 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12
电压
电路中a、b两点之间的电压uab：将单位正电荷从a点移
到b点所需的能量或功.
Wa
q
+
Wb
失去能量 Wa-Wb
a
.
b
.
Wa Wb dW uab q dq
电路
1.5 电压源和电流源
为了得到各种实际电源的电路模型，定义两种理想的 电路元件——理想电压源和理想电流源.
电压源
理想电压源 若一个二端元件输出电压恒定则称为理想电压源. 电路符号:
.
电路
Us
.
.
us(t) _ +
.
南京理工大学电光学院
1.5 电压源和电流源
理想电压源
基本性质: I + + Us _ 输出电压恒定，和外电路无关.
第1章 电路模型和电路定律
1.1 电路和电路模型 1.2 电流和电压的参考方向 1.3 功率和能量 1.4 电阻元件 1.5 电压源和电流源 1.6 受控源 1.7 基尔霍夫定律
电路 南京理工大学电光学院
1.1 电路和电路模型
电路的概念
电路是由用电设备或元器件（称为负载）与供电设备 （称为电源）通过导线连接而构成的提供给电荷流动 的通路.
dt
量纲：安培（A） 1安培 = 1库仑/秒 1kA=103A ；1mA=10-3A；1μA=10-6A
电路 南京理工大学电光学院
1.2 电流和电压的参考方向
一些常用的十进制倍数的表示方法：
符号 T 中文 太 G 吉 M k c m 毫 μ 微 n 纳 p 皮
兆 千 厘
数量 1012 109 106 103 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12
电压
电路中a、b两点之间的电压uab：将单位正电荷从a点移
到b点所需的能量或功.
Wa
q
+
Wb
失去能量 Wa-Wb
a
.
b
.
Wa Wb dW uab q dq
模拟电路4-2
vid1 vid2 ii
2vid1 ii
2Ri1 2rbe
ii T1
+
+
vid1
-
RC RL vod1
2-
半电路差模交流通路
✓差模输出电阻 Rod 2Ro1 2RC
✓差模电压增益
Avd
vod vid
vod1 vod2 vid1 vid2
2vod1 2vid1
Av1
(RC //
VCC
一般射极电阻REE取值较大
RC
因此
Avc1
RL 2REE
很小。
单端输出电路利用REE的负
反馈作用抑制共模信号。
T1
+
RL
+
-vo
vi1
-
REE
VEE
✓利用REE抑制共模信号原理：
RC T2
+ vi2 -
T ICQ VEQ VBEQ ( VBQ VEQ ) I BQ
2Ri1 2rbe
不变
Rod1 Ro1 RC
减小
Avd1
vod1 vid
vod1 2vid1
Av1 1 (RC // RL )
2
2
rbe
Avd2
减小
共模性能分析
➢ 双端输出电路 1）半电路共模交流通路
✓每管发射极接2REE。
因 iC1 = ICQ + iC iC2 = ICQ + iC
信号之代数和。
即
vi1 = vic+ vid / 2 vi1 = vic - vid / 2
差放半电路分析法
因电路两边完全对称，因此差放分析的关键，就是如何在差 模输入与共模输入时，分别画出半电路交流通路。在此基础 上分析电路各项性能指标。
模拟电子技术基础__课件_04-2讲义(二极管)
2、稳压 Nhomakorabea的主要参数
① 稳定电压VZ
指规定电流下稳压管的反向击穿电压。稳压管的稳定电压低的为 3V，高的可达300V，它的正向电压约为0.6V。
② 稳定电流IZ（ Izmin~ Izmax ）
指稳压管工作在稳压状态时的参考电流。电流低于Izmin时稳压效 果变坏，甚至根本不稳压；只要不超过稳压管的额定功率，电流越
2．判别好坏 万用表测试条件：R 1k。 (1)若正反向电阻均为零，二极管短路； (2)若正反向电阻非常大，二极管开路。 (3)若正向电阻约几千欧，反向电阻非常大，二极管正常。
万用表检测二极管
五、二极管应用举例
1、限幅电路：它是用来让信号在预置的电平范围内，有选择地传 输一部分。 一限幅电路如图所示，R=1KΩ，VREF=3V。当Ui=6sinωt(V) 时，利用恒压降模型绘出相应的输出电压UO的波形。二极管 的恒压降为0.7V。
优点：电路组成简单、可靠。
半桥和全桥整流堆
六、特殊二极管
◆稳压管
稳压管又称齐纳二极管， 它是一种特殊工艺制造的半 导体二极管。它的符号如图 所示。
1、稳压管的伏安特性
①稳压管的杂质浓度比较大，空间电荷区内的电荷密度也大，
该区域也很窄，容易形成强电场（强电场容易引起齐纳击穿）。
②当反向电压加到某一定值 时VZ ，产生反向击穿，反向电 流急剧增加，只要控制反向电 流不超过一定值，管子就不会 损坏。
(3)二极管的平均电流 IV
(1.2.9)
(1.2.10)
1 IV IL 2 (4)二极管承受反向峰值电压 VRM
(1.2.11)
VRM 2V2
(1.2.12)
优点：输出电压高，纹波小，VRM 较低，应用广泛。
① 稳定电压VZ
指规定电流下稳压管的反向击穿电压。稳压管的稳定电压低的为 3V，高的可达300V，它的正向电压约为0.6V。
② 稳定电流IZ（ Izmin~ Izmax ）
指稳压管工作在稳压状态时的参考电流。电流低于Izmin时稳压效 果变坏，甚至根本不稳压；只要不超过稳压管的额定功率，电流越
2．判别好坏 万用表测试条件：R 1k。 (1)若正反向电阻均为零，二极管短路； (2)若正反向电阻非常大，二极管开路。 (3)若正向电阻约几千欧，反向电阻非常大，二极管正常。
万用表检测二极管
五、二极管应用举例
1、限幅电路：它是用来让信号在预置的电平范围内，有选择地传 输一部分。 一限幅电路如图所示，R=1KΩ，VREF=3V。当Ui=6sinωt(V) 时，利用恒压降模型绘出相应的输出电压UO的波形。二极管 的恒压降为0.7V。
优点：电路组成简单、可靠。
半桥和全桥整流堆
六、特殊二极管
◆稳压管
稳压管又称齐纳二极管， 它是一种特殊工艺制造的半 导体二极管。它的符号如图 所示。
1、稳压管的伏安特性
①稳压管的杂质浓度比较大，空间电荷区内的电荷密度也大，
该区域也很窄，容易形成强电场（强电场容易引起齐纳击穿）。
②当反向电压加到某一定值 时VZ ，产生反向击穿，反向电 流急剧增加，只要控制反向电 流不超过一定值，管子就不会 损坏。
(3)二极管的平均电流 IV
(1.2.9)
(1.2.10)
1 IV IL 2 (4)二极管承受反向峰值电压 VRM
(1.2.11)
VRM 2V2
(1.2.12)
优点：输出电压高，纹波小，VRM 较低，应用广泛。
模拟电路4精品PPT课件
IC2≈
RE1 RE2
IR
基准电流 IR ≈
VCC – UBE R+RE1
3.微电流源
运放的输入级，静态电流很 小，只有μA级，或更小。
将上述电路中的RE0减小→0
则 IC2≈ IE2 =
UBE1 – UBE2 RE
输出电流 IC2≈
URTEln
IR IC2
此为关于IC2的超越方程，可由图解法求解
T1 IB1 IB2
IC2 T2
代入(1)式, 有IE2RE2 = IE1RE1+UTln(IE1/IE2) IE1 RE1 RE2 IE2
当β>>2时， IC1≈IE1≈IR , IC2≈IE2
∴IC2≈ IR(RE1/RE2)+(UT/RE2) ln(IE1/IE2)
当IE1、IE2相差不大时，输出电流
整理后，得： IC2 =
IR 2
≈IR
1+ β(1+β)
当β=10时， IC2 = 0.982 IR≈1.0IR
RE3用以增大IE3(使IE3 不至于过小)以增大β
二、威尔逊电流源
+VCC
T1、T2、T3 特性完全相同
令β1=β2=β3=β， IC1= IC2=IC
T1
对节点A, 有：IE3 = IC+ 2IB = IC+ 2 IC/β
一、有源负载共射放大电路
ib
RB β1ib ui rBE1
rCE1 rCE2 RL
uO
+VCC
T2
IC2
RB ui
IC1
T1 RL
T3 IC3
uO R IR
T1放大管, T2, T3为镜像电流源负载, IC1≈IR= (VCC –UEB3)/R
模拟电路课件PPT-2-4-2-三极管的h参数等效电路
微变等效条件
研究的对象仅仅是变化量 信号的变化范围很小
一、简化的 h 参数微变等效电路
(一) 三极管的微变等效电路 1. 输入电路 晶体管的输入特性曲线 Q 点附近的工作段 近似地看成直线 可认为 uBE 与 iB 成正比
iB Q
iB
uBE
O
uBE
图 2.4.10(a)
rb e
uB E iB
U CE 常 数
第二章 放大电路的基本原理
2.1 放大的概念 2.2 单管共发射极放大电路 2.3 放大电路的主要技术指标 2.4 放大电路的基本分析方法 2.5 工作点的稳定问题 2.6 放大电路的三种基本组态 2.7 场效应管放大电路 2.8 多级放大电路
2.4.4 微变等效电路法
晶体管在小信号(微变量)情况下工作时，可以在静 态工作点附近的小范围内用直线段近似地代替三极管的 特性曲线，三极管就可以等效为一个线性元件。这样就 可以将非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个 线性电路。
三极管的完整h参数等效电路：
Ib b
+
rbe Ib
Ube
+
_
hre Uce _
简化h参数等效 电路
Ic
c
+
1/rce Uce
_
e
晶体管低频小信号模型中： hre的数值很小，一般小于10-4，可以忽略； rce则很大，一般在105以上。
该恒流源为受控源；
Q
iB
iB
为 iB 对 iC 的控制。
O
uCE
图 2.4.10(b)
3. 三极管的简化参数等效电路
iB b
+
uBE
iC c
模电4-2
长尾
有源负载
基准
F007电路中的放大电路部分
长尾
找出偏置电路
若在集成运放电路中能够估算出某一支路的电流，则 这个电流往往是偏置电路中的基准电流。
简化电路 分解电路
三级放大电路
双端输入、单端 输出差分放大电 路
以复合管为放大管、 用UBE倍增电路消 恒流源作负载的共 除交越失真的准 射放大电路 互补输出级
_ _ _
+
反相 输入端
_
增大第二级的 1、输入级采用什么措施增大放大倍数？ 负载电阻 2、中间级采用什么措施增大电压放大倍数？ 3、如何消除交越失真？ 4、uI1、 uI3哪个是同相输入端？哪个是反相输入端？
理想运放： 1) Aud
2) Rid 3)Ro 0 4) KCMR 5)BW
-
+
-
-
-
-
解：（ 1 ） u11 为反相输入端， u12 为同相输入端。（ 2）为 T1 和 T2管的有源负载，将T1管集电极电流变化量转换到输出，使单 端输出差分放大电路的差模放大倍数近似等于双端输出时的放 大倍数。（ 3）为 T6设置静态电流，且为 T6 的集电极有源负载， 增大共射放大电路的放大能力。（4）消除交越失真。
4.14通用型运放F747的内部电路如图P4.14所示，试分析： （1）偏置电路由哪些元件组成？基准电流约为多少？（2）哪 些是放大管，组成几级放大电路，每级各是什么基本电路？ （3）T19、T20和R8组成的电路的作用是什么？
F007电路原理图
有源负载
长尾
F747电路原理图
基准
基准
解：（1）由T10、T11、T9、T8、T12、T13、R5构成。（2）图示 电路为三级放大电路： T1 ～ T4 构成共集 - 共基差分放大电路， T14～T16构成共集-共射-共集电路，T23、T24构成互补输出级。
有源负载
基准
F007电路中的放大电路部分
长尾
找出偏置电路
若在集成运放电路中能够估算出某一支路的电流，则 这个电流往往是偏置电路中的基准电流。
简化电路 分解电路
三级放大电路
双端输入、单端 输出差分放大电 路
以复合管为放大管、 用UBE倍增电路消 恒流源作负载的共 除交越失真的准 射放大电路 互补输出级
_ _ _
+
反相 输入端
_
增大第二级的 1、输入级采用什么措施增大放大倍数？ 负载电阻 2、中间级采用什么措施增大电压放大倍数？ 3、如何消除交越失真？ 4、uI1、 uI3哪个是同相输入端？哪个是反相输入端？
理想运放： 1) Aud
2) Rid 3)Ro 0 4) KCMR 5)BW
-
+
-
-
-
-
解：（ 1 ） u11 为反相输入端， u12 为同相输入端。（ 2）为 T1 和 T2管的有源负载，将T1管集电极电流变化量转换到输出，使单 端输出差分放大电路的差模放大倍数近似等于双端输出时的放 大倍数。（ 3）为 T6设置静态电流，且为 T6 的集电极有源负载， 增大共射放大电路的放大能力。（4）消除交越失真。
4.14通用型运放F747的内部电路如图P4.14所示，试分析： （1）偏置电路由哪些元件组成？基准电流约为多少？（2）哪 些是放大管，组成几级放大电路，每级各是什么基本电路？ （3）T19、T20和R8组成的电路的作用是什么？
F007电路原理图
有源负载
长尾
F747电路原理图
基准
基准
解：（1）由T10、T11、T9、T8、T12、T13、R5构成。（2）图示 电路为三级放大电路： T1 ～ T4 构成共集 - 共基差分放大电路， T14～T16构成共集-共射-共集电路，T23、T24构成互补输出级。
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能
N沟道增强型MOSJFET VDS>0 VGS>0
N沟道耗尽型MOSJFET VDS>0
不能，因为VGS=0， 没有导电沟道
不能，因为 VDS<0
例题 2
在如图所示的放大电路中已知
VDD＝20V， VGSQ＝－2V，管
子参数IDSS＝4mA， VP＝－4V
。设C1、C2在交流通路中可视
为短路。(1)求电阻R1和静态电
2 I DSS gm
( 1 v GSQ VP
VP
)
2
4 mA
(1
2V －4 V
)
4V
＝1 mS
V gsIgRggmV gR s 1 Ig 3106Vgs
IgV gsR gm gV gR s 1V gs111 031V 60gs2130
I g 3 1 6 V 0 gs g m V g s1 1 3 V 0 gs
为V 短D路＝ SQ V 。D(2D )I求D正(Q R 常d 放R 大1 条R 2 件) 下R2可2 能 的01最(1 大值 02R 2)8 － R 2 为使FET正常工作，其静态工作
点必须落在放大区满，足即：
VDSQVGSQVP VDSQ 2－(4)＝2V
(3) 设rd可忽略，在上述条件下计算AV和Ro
R i R g3(R g1//R g2)
IT IRgmVgs
IR
VT R
VgsVT 0
IT
VT R
gmVT
R0
VT IT
1 1 R gm
即： Ro
R
//
1 gm
，很小
V g sV R0 V RV gs
电流源等效电阻：
Vgs g mVgs
1 gm
共 ，
漏电 Rg3
其输
路 出
电又Vg压称s
源 和
R i R g3(R g1//R g2)
共源电路属于反相(倒相)电
压放大器，其增益较大，输
入电阻较高，输出电阻由Rd 决定
Vgs gmVgsR 0 Vgs 0
Ro Rd
(b) 共漏放大电路(源极输出器)
A V V V o i V g V o sV o V gg s m V g m g V ( R g s( /R sR / /L R ) /L ) 1 g m g ( m R (R //R /L R /) L )
VGS＝ Q VG VS
Rg2 Rg1 Rg2
VDD－IDQR
(1)
IDQIDS(S1VVGPSQ )2 (2) V DS V Q D DID(Q R dR )
耗尽型、增强型FET均适用；而且静态工作 点可通过调节Rg1、 Rg2和R确定，比较方便
2. FET放大电路的动态分析
(1) FET的交流小信号模型
10 36
1.1 V g s g m V g ( R s1 R 2 /R /g ) V g s 0
RoRd1k 0
作业 192页：4.4.5，4.4.6
rgs：栅极和源极间的电阻，极大，常作开路处理 gm：低频互导(跨导) rd：交流输出电阻，比较大，常作开路处理
小信号模型的简化
(2) 用小信号模型分析FET放大电路
(a) 共源放大电路
计A 算 V、 Ri、 Ro
AV
Vo Vi
gmVgs Rd Vgs gmVgs R
gm Rd 1 gmR
(2) 分压器式自偏压电路
VGS＝ Q VG VS
Rg2 Rg1 Rg2
VDD－IDQR
(1)
IDQIDS(S1VVGPSQ )2 (2)
设VP 1V，IDSS0.5mA，
则： IIDDQQ12
(0.950.64)mA (0.950.64)mA
IDQIDSS
VGSQ 0.2V 2
IDQIDQ2 0.31mA
(行1)静自态偏分压电路 析时，将来自栅极g和 沟道之间视为断路
处理
静态分析
VGS＝ QVGVS 0－IDQR
－IDQR
(1)
IDQIDS(S1VVGPSQ )2 (2)
由 (1)、 (2)联立求 ID、 Q出 VGSQ
V DS V Q D DID(Q R dR )
直流偏压VGS不是靠电压源提供，而是由源极电阻 R上的直流压降提供，称为自偏压电路。 该电路只适用于耗尽型FET，而且静态工作点调节 不方便。
流IDQ(191页，4.4.3)
IDQ
IDSS(1
VGSQ )2 VP
VGSQIDQR1
4mA(1
2V)2 4V
1mA
R1
VGS Q 2V 2k IDQ 1mA
在如图所示的放大电路中已知
VDD＝20V， VGSQ＝－2V，管
子。8 参设 C数R 1I、2 D SCS＝22 在 4交mAR 流，2 通 V路6 Pk ＝中 －可4视V
主要内容链接
4.4 场效应管放大电路
1. FET的直流偏置电路及静态分析 2. FET放大电路的动态分析
4.4 场效应管放大电路
FET和BJT一样，工作时要有合适的静态工作点。
根据FET的输出特性，电路应给FET提供合适的VGS
和VDS才会有合适的静态工作点。 1对. FFEETT进的直流偏置电路及静态分析
A V1gm g(m R R 1dR2)11 1 (12 06)1.1 R0Rd1k 0
I g 3 1 6 V 0 gs g m V g s1 1 3 V 0 gs
A V
V o V i
g m V gs R d I g R g ( I g g m V gs ) R 2
g m V gs R d I g R g g m V gs R 2
极 输
输 入
电出IT
器 压
Rs
同
相Rg1，
电
压Rg2
增V益R
接 R
近
1gm，Vgs输
VT
入电阻高，输出电阻小。
1 R o R // g m 较小
共栅极和共源极连接示意图
例题 1
判断下列电路能否正常工作。
N沟道JFET VDS>0 VGS≤0
P沟道耗尽型 MOSFET
VDS<0
不能，因为VGS>0