放大电路的基本原理和研究方法

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第一章放大电路的基本原理和分析方法<二）

五、单管放大电路的三种基本组态

放大电路有三种基本组态，或称三种接法—共射组态、共集组态和共基组态。三种组态电路的性能比较见教材 65 页表 1 一 1 。

【例 9 】共集电极电路如图 1 6 ( a > 所示。已知三极管β=100 , r bb

´= 300Ω,

U BEQ = 0 . 7V , R b= 430kΩ, R s = 20kΩ, Vcc = 12V , R e = 7 . 5kΩ, R L= 1 . 5kΩ。

图十六

( 1 > 画出电路的微变等效电路；

( 2 > 求电路的电压放大倍数 A u和 A us：。

( 3 > 求电路的输入电阻 Ri 和输出电阻 R0 。

解：( 1 > 电路的微变等效电路见图 16 ( b >。

【说明】本题练习共集电极电路动态参数的计葬方法。

【例 10 】在图 17 ( a > 所示的放大电路中，已知三极管的β= 50 , U BEQ = 0 . 6V , r bb ' = 300Ω，电路其它参数如图中所示。

图十七

( 1 > 画出电路的直流通路和微变等效电路；

( 2 > 若要求静态时发射极电流 I EQ = 2mA ，则发射极电阻 R e应选多大？

( 3 > 在所选的 R e之下，估算 I BQ和 Uc EQ值；

( 4 > 估算电路的电压放大倍数 A u、输入电阻 R i和输出电阻 R0。

解:( 1 > 画出电路的直流通路和微变等效电路，见图 1 7( b >和( c >所示。( 2 > 根据图( b >的直流通路，可列出

【说明】本题练习共基极放大电路的分析方法。

六、场效应管放大电路

<一）场效应管放大电路的特点

场效应管与双极型三极管一样，也可作为放大元件，但它本身又具有自己的

特点：

( 1 > 场效应管是一种电压控制元件，它是利用栅极与源极之间的电压 U GS的变

化来控制漏极电流 i D 的变化的；

( 2 > 场效应管的共源输入电阻很高，其等效电阻 r G s 可达 1010Ω以上，所以静态时场效应管的栅极基本不取电流；

( 3 >为使放大电路正常工作，应设置合适的静态工作点。对于场效应管来说，应预先设置一个静态偏置电压U GSQ；

( 4 >场效应管是利用一种极性的多数载流子导电，故有单极型三极管之称，它的性能受温度变化的影响较小。而晶体三极管是利用两种极性的载流子参与导电，故被称做双极型三极管。

<二）场效应管放大电路性能比较

现将各种场效应管放大电路的性能比较列于表中<略）<电路请参阅教材）。

【例 11 】在图 18(a> 所示的放大电路中，已知场效应管的输出特性如图

图十八

( l > 画出直流负载线，确定静态工作点；

( 2 > 确定静态工作点处的跨导g m；

( 3 > 估算电压放大倍数A u和输出电阻R0；

( 4 > 若已知U TN =2V ，试用估算法求静态工作点处的 U G s Q , I DQ和U DSQ值。

解:

( 2 >根据定义 g m= △i D/△u GS, 在Q点附近取△i D便有相应的△u GS〔见图

【说明】本题练习基本共源电路的综合分析方法。

【例 12 】在图1 9( a >所示的共源极放大电路中,场效应管的漏极特性见图

( 1 > 画出电路的微变等效电路；

解：<1）放大电路的微变等效电路见图20所示。

<2）图解发求Q和g m：

连接这两点，得到直流负载线 AB ，见图 1 9( c >。

②作转移特性曲线：由输出特性可以看出，当 u G s = 0 时，I D≈2 . 2mA (a > ,

连接 a , b , c ,…各点得到转移特性曲线，见图 19 ( b >。

连接这两点，得到转移特性的负载线。

④转移特性和直流负载线的交点便是静态工作点 Q ，且可对应得到 I DQ= lmA , U G s Q =–2V ，和确定输出特性上的静态工作点Q’，得到 U D s Q ≈12V .

【说明】本题练习分压―自偏压式共源电路的综合分析方法。

【例 1 3 】效应管放大电路如图 21( a >所示，已知V DD =12V , R G=12MΩ，R1= l00kΩ , R2 = 300kΩ , R S = 12kΩ, R L = ∞，电容 C1, C2足够大，效应管在工作点处的跨导 g m=0 .9mS, r D s 很大，可忽略。

( l > 列出静态工作点处的 U GSQ , U D s Q和I DQ的表达式；

( 2 > 画出电路的微变等效电路；

( 3 > 求电路的 A u，R i和R0值；

( 4 > 求当 R L=12kΩ时的A u值。

图二十一

解：本题练习共漏放大电路的分析方法。

( 1 > 根据公式列出

<2）微变等效电路见图 21 ( b >。

【说明】本题练习共漏放大电路的分析方法。

七、放大电路的频率响应

<一）频率响应的一般概念

前面各章的讨论，均是假设在输入信号的中频范围内，即忽略了电路中各种电抗性元件的作用的情况下进行的。但是在实际中，随着信号频率的变化，放大电路的放大倍数要随之变化并产生一定的相位移。因此，放大电路的电压放大倍数和相位是频率的函数，称之为放大电路的频率特性。前者称之为幅频特性，后者称之为相频特性。

图22电路的频率特性。在低频段，由于信号频率很低，使祸合电容的容抗增大，三极管极间电容的作用可忽略，输入电压u BE减小，电压放大倍数降低。同时C1放大电路输人电阻R i构成RC 高通电路，产生超前的相位移，在高频段，由于信号频率较高，三极管极间电容的作用不可忽略<串联电容的作用可忽略），它将部分电流分走，使流入管子的电流减小，电压放大倍数降低，同时形成的 RC 低通回路产生滞后的相位移。图 22 ( a > 为幅频特性，图

<二）单管共射放大电路的频率响应

图 22 ( a >是单管共射放大电路，图

( l > 中频电压放大倍数

在中频段，隔直电容和管子极间电容的作用均可忽略，经推导，其电压放大倍数为：

<1）

( 2 > 低频电压放大倍数

设 C2》C1, C2的作用可忽略<不考虑极间电容的影响），经推导，其电压放大倍数的表达式为

<2）