第7讲 场效应管、复合管及多级放大电路

第七讲 场效应管、复合管及多级 放大电路
（2.6、2.7.1、3.1、3.2)
第七讲 场效应管、复合管及多级 放大电路
一、场效应管放大电路静态工作点 的设置方法 二、场效应管放大电路的动态分析 三、复合管
四、多级放大电路的耦合方式
五、多级放大电路的动态分析
一、场效应管 静态工作点的设置方法
1. 基本共源放大电路
Au 2

(1＋2 ) (R6 ∥ RL ) rbe2 (1＋2 ) (R6 ∥ RL )
Au Au1 Au2
Ri2 R5 ∥[rbe2 (1 2 )( R6 ∥ RL )]
Ri R1 ∥ R2 ∥ rbe1
Ro

R6
∥
R3 ∥ R5 rbe2
1
讨论三
接近电源电压，Q点不合 适。
UCQ1 （ UBQ2 ） ＞ UBQ1 UCQ2 ＜ UCQ1
2.阻容耦合
共射电路
共集电路
利用电容连接信号 源与放大电路、放大 电路的前后级、放大 电路与负载，为阻容 耦合。
有零点漂移吗？
Q点相互独立。不能放大变化缓慢的信号，低频 特性差，不能集成化。
3.变压器耦合
Ro

Re
∥
rbe2

rbe1 Rb ∥ Rs
1 1 1 2
四、多级放大电路的耦合方式
当单级放大电路不能满足多方面的性能要求 （如Au＝104、Ri=2MΩ、 Ro=100Ω）时，应考 虑采用多级放大电路。组成多级放大电路时首 先应考虑如何“连接”几个单级放大电路，耦 合方式即连接方式。
常见耦合方式有：直接耦合、阻容耦合、变 压器耦合、光电耦合等。
1. 直接耦合
第一级
第二级
既是第一级的集电极电阻， 又是第二级的基极电阻
能够放大变化缓慢的 信号，便于集成化， Q 点相互影响，存在零点 漂移现象。
输入为零，输出 产生变化的现象 称为零点漂移
当输入信号为零时，前级由温度变化所引起的电流、 电位的变化会逐级放大。
失真分析：由NPN型管组成的两级共射放大电路
ui
ห้องสมุดไป่ตู้
共射放 大电路
共射放 大电路
uo
饱和失真？截止失真？
首先确定在哪一级出现了失真，再判断是什么失真。
比较Uom1和Uim2，则可判断在输入信号逐渐增大时 哪一级首先出现失真。
在前级均未出现失真的情况下，多级放大电路的最 大不失真电压等于输出级的最大不失真电压。
Rs
gm Rs 1 gm Rs
Ri
若Rs=3kΩ，gm=2mS，则
Au ?
基本共漏放大电路输出电阻的分析
Ro
Uo Io

Uo Rs
Uo gmUo

Rs
∥
1 gm
若Rs=3kΩ，gm=2mS， 则Ro=?
三、复合管
复合管的组成：多只管子合理连接等效成一只管子。 目的：增大β，减小前级驱动电流，改变管子的类型。
ID

I
DSS
(1

U GSQ U GS(off)
)2
U DSQ VDD IDQ (Rd Rs )
哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？
3. 分压式偏置电路
即典型的Q点稳定电路
U GQ
UAQ

Rg1 Rg1 Rg2
VDD
USQ IDQRs
ID

I
DO
( UGSQ U GS(th)
讨论四
放大电路的选用
按下列要求组成两级放大电路： • ① Ri＝1～2kΩ，Au 的数值≥3000； • ② Ri ≥ 10MΩ，Au的数值≥300； • ③ Ri＝100～200kΩ，Au的数值≥150； • ④ Ri ≥ 10MΩ ，Au的数值≥10，Ro≤100Ω。
①共射、共射；②共源、共射； ③共集、共射；④共源、共集。
根据场效应管工作在恒流区的条件，在g-s、d-s间 加极性合适的电源
UGSQ VGG
I DQ

I
DO
( VGG U GS(th)
1)2
U DSQ VDD IDQRd
2. 自给偏压电 路
UGQ 0，USQ IDQRs UGSQ UGQ USQ IDQRs
由正电源获得负偏压 称为自给偏压
Au

U o U i

U o1 U i

U o2 U i2






U o U in

n Auj
j 1
2. 输入电阻 Ri Ri1 3. 输出电阻 Ro Ron
对电压放大电路的要求：Ri大， Ro小，Au的数值 大，最大不失真输出电压大。
分析举例
Au1



(R3 ∥ Ri2 ) rbe1
如何设置合适的静态工作点？（自学）
Q1合适吗？
对哪些动态参 数产生影响？
Re
用什么元件取代Re既可设置合适的Q点，又可使第 二级放大倍数不至于下降太大？
二极管导通电压UD＝？动态电阻rd＝？ 若要UCEQ＝5V，则应怎么办？用多个二极管吗？
如何设置合适的静态工作点？（自学）
稳压管 伏安特性
小功率管多为5mA 由最大功耗得出
iE iB1(1 1)(1 2 ) 12
不同类型的管子复合 后，其类型决定于T1管。
讨论一
判断下列各图是否能组成复合管
在合适的外加电压下， 每只管子的电流都有合 适的通路，才能组成复 合管。
讨论二 （自学）
Ri=? Ro=?
Ri Rb ∥{rbe1 (1 1)[rbe2 (1 2 )( Re ∥ RL )]}
2. 基本共源放大电路的动态分析
Au

U o U i

Id Rd U gs
gm Rd
Ri
Ro Rd
若Rd=3kΩ， Rg=5kΩ，
gm=2mS，则 Au ?
与共射电路比较。
3. 基本共漏放大电路（又称源跟随器） 的动态分析
Au

U o U i

U
Id Rs gs Id
可能是实际的负载，也 可能是下级放大电路
理想变压器情
况下，负载上获 得的功率等于原 边消耗的功率。
从变压器原 边看到的等 效电阻
P1

P2，I
2 c
RL'

I
2 l
RL
RL'

I
2 l
I
2 c
RL

( N1 )2 N2
RL
实现阻抗变换
4.光电耦合
五、多级放大电路的动态分析
1.电压放大倍数
1)2
U DSQ VDD IDQ (Rd Rs )
为什么加Rg3?其数值应大些小些？
哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？
二、场效应管放大电路的动态分析
1. 场效应管的交流等效模型
与晶体管的h参数等效模型类比：
近似分析时可认 为其为无穷大！
gm
iD uGS
U DS
根据iD的表达式或转移特性可求得gm。
第七讲结束！
下一讲将讲述： 差分放大电路
作业： 2.14、2.15、2.17 3.1、3.2、3.3
自学： 3.1.4 光电耦合
必要性？
rz＝Δu /Δi，小功率管多为几欧至二十几欧。 UCEQ1太小→加Re（Au2数值↓）→改用D→若要UCEQ1大
，则改用DZ。
NPN型管和PNP型管混合使用（自学）
问题的提出：
在用NPN型管组成N级 共射放大电路，由于
UCQi＞ UBQi，所以 UCQi ＞ UCQ(i-1）（i=1～N）， 以致于后级集电极电位