電子電路基礎(chǔ)第2章雙極型晶體管及其放大電路ppt課件

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1、第二章：雙極型晶體管及其放第二章：雙極型晶體管及其放大電路大電路 北京郵電大學(xué)電信院電路與系統(tǒng)中心北京郵電大學(xué)電信院電路與系統(tǒng)中心GG內(nèi)容提要雙極型晶體管的構(gòu)造、任務(wù)原理、雙極型晶體管的構(gòu)造、任務(wù)原理、特性曲線和主要參數(shù)特性曲線和主要參數(shù)雙極型模擬集成電路中常用的根雙極型模擬集成電路中常用的根本單元電路的組成、任務(wù)原理、本單元電路的組成、任務(wù)原理、性能目的和分析計(jì)算方法：性能目的和分析計(jì)算方法：三種根本組態(tài)放大電路三種根本組態(tài)放大電路電流源電路電流源電路差放電路差放電路功率放大電路功率放大電路多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路概述概述雙極型晶體三極管，簡(jiǎn)稱晶體管，雙極型晶體三極管，簡(jiǎn)稱晶體管，常稱三極管

2、，具有三個(gè)電極常稱三極管，具有三個(gè)電極稱為雙極型的緣由：參與導(dǎo)電的有稱為雙極型的緣由：參與導(dǎo)電的有空穴和電子兩種載流子空穴和電子兩種載流子由于由兩個(gè)由于由兩個(gè)PNPN構(gòu)呵斥，所以被稱為構(gòu)呵斥，所以被稱為雙極型結(jié)型晶體管雙極型結(jié)型晶體管特點(diǎn)：具有對(duì)信號(hào)進(jìn)展放大的作用特點(diǎn)：具有對(duì)信號(hào)進(jìn)展放大的作用從構(gòu)造來(lái)看，可以分為從構(gòu)造來(lái)看，可以分為NPNNPN與與PNPPNP兩兩種類型，其任務(wù)原理類似種類型，其任務(wù)原理類似分類：按資料，按頻率，按功率分類：按資料，按頻率，按功率三極管表示圖三極管表示圖 NPNNPN型三極管的構(gòu)造型三極管的構(gòu)造集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)N NP PN N集電極集電極C C

3、基極基極B B發(fā)射極發(fā)射極E E薄薄高摻雜濃度高摻雜濃度與基區(qū)的較與基區(qū)的較大接觸面積大接觸面積集電結(jié)集電結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)PNPPNP型三極管的構(gòu)造型三極管的構(gòu)造P PN NP P集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電極集電極C C基極基極B B發(fā)射極發(fā)射極E E集電結(jié)集電結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)PNPPNP型晶體管各極的電壓極型晶體管各極的電壓極性和電流方向與前者相反性和電流方向與前者相反 疑問(wèn)疑問(wèn)集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)N NP PN N集電極集電極C C基極基極B B發(fā)射極發(fā)射極E E薄薄高摻雜濃度高摻雜濃度與基區(qū)的較與基區(qū)的較大接觸面積大接觸面積集電結(jié)集電結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)從組成構(gòu)從組成構(gòu)造上來(lái)

4、看，造上來(lái)看，三極管由三極管由兩個(gè)背靠?jī)蓚€(gè)背靠背的背的PNPN構(gòu)構(gòu)呵斥呵斥那么，能那么，能否反過(guò)來(lái)否反過(guò)來(lái)用兩個(gè)用兩個(gè)PNPN結(jié)或者二結(jié)或者二極管構(gòu)成極管構(gòu)成三極管？三極管？晶體管的四種任務(wù)形狀及其運(yùn)用場(chǎng)晶體管的四種任務(wù)形狀及其運(yùn)用場(chǎng)所所集電結(jié)集電結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)正偏正偏反偏反偏正偏正偏反偏反偏倒置倒置飽和飽和放大放大截止截止放大電路中，主要運(yùn)用放大任務(wù)形狀放大電路中，主要運(yùn)用放大任務(wù)形狀脈沖和數(shù)字電路中，主要運(yùn)用飽和及脈沖和數(shù)字電路中，主要運(yùn)用飽和及截止任務(wù)形狀截止任務(wù)形狀0BEv0BCvN NP PN+N+C CB BE E晶體管放大形狀下的載流子運(yùn)動(dòng)晶體管放大形狀下的載流子運(yùn)動(dòng)(一一)0B

5、n0Cp0Ep0000,EBECpnppxEW0BWCW發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)N基區(qū)基區(qū)P集電區(qū)集電區(qū)N()Epx()Bnx()CpxEiEpiEniEEnEpiiiEnEpii100%EnEEii0(0)BETvVBBnn e()0BBn WCnEniiBpEnCniiiCniBpi100%CnBEniiCBOICiCCnCBOiiICCniiBBpii發(fā)射極和集電極電流主要為電子電流，基發(fā)射極和集電極電流主要為電子電流，基區(qū)電流主要是空穴電流。兩種載流子都起區(qū)電流主要是空穴電流。兩種載流子都起作用，故稱為作用，故稱為“雙極型晶體管雙極型晶體管1.1.發(fā)射過(guò)程發(fā)射過(guò)程2.2.復(fù)合和分復(fù)合和分散過(guò)程散過(guò)

6、程3.3.搜集過(guò)程搜集過(guò)程晶體管放大形狀下的載流子運(yùn)動(dòng)晶體管放大形狀下的載流子運(yùn)動(dòng)(二二)發(fā)射過(guò)程發(fā)射過(guò)程復(fù)合和分散過(guò)程復(fù)合和分散過(guò)程搜集過(guò)程搜集過(guò)程晶體管放大形狀下的載流子運(yùn)動(dòng)晶體管放大形狀下的載流子運(yùn)動(dòng)(三三)總結(jié)：總結(jié)：晶體管內(nèi)部構(gòu)造特點(diǎn)的影響晶體管內(nèi)部構(gòu)造特點(diǎn)的影響晶體管三個(gè)區(qū)的作用晶體管三個(gè)區(qū)的作用晶體管的正向控制造用是經(jīng)過(guò)載流晶體管的正向控制造用是經(jīng)過(guò)載流子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程而實(shí)現(xiàn)的：發(fā)射結(jié)正子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程而實(shí)現(xiàn)的：發(fā)射結(jié)正偏電壓控制偏電壓控制 (和和 )，(其中其中 )經(jīng)過(guò)注入、分散、搜集而轉(zhuǎn)化為經(jīng)過(guò)注入、分散、搜集而轉(zhuǎn)化為 ，這種轉(zhuǎn)化幾乎不受集電結(jié)反偏電壓這種轉(zhuǎn)化幾乎不受集電結(jié)反偏電壓的

7、影響。正是這種正向控制造用使的影響。正是這種正向控制造用使晶體管具有了放大作用晶體管具有了放大作用EIBIEnIEICI舉例：三極管結(jié)電壓變化對(duì)電流舉例：三極管結(jié)電壓變化對(duì)電流的影響的影響晶體管的三種銜接方式表示圖晶體管的三種銜接方式表示圖晶體管內(nèi)部載流子的分晶體管內(nèi)部載流子的分布和運(yùn)動(dòng)過(guò)程以及各極布和運(yùn)動(dòng)過(guò)程以及各極電流不隨晶體管的組態(tài)電流不隨晶體管的組態(tài)變化而變化，但不同組變化而變化，但不同組態(tài)對(duì)電流傳輸關(guān)系和放態(tài)對(duì)電流傳輸關(guān)系和放大特性有影響大特性有影響共基電流傳輸關(guān)系共基電流傳輸關(guān)系公共端公共端CnEII：共基極直流：共基極直流電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)CnEnCnEBEEEnIIIII

8、I CCnCBOIIICECBOIII：共基極直流：共基極直流電流傳輸方程電流傳輸方程通常通常CCBOIICEII 只與管子的構(gòu)造尺寸和摻雜濃度有關(guān)，只與管子的構(gòu)造尺寸和摻雜濃度有關(guān)，而與外加電壓無(wú)關(guān)，普通取值為而與外加電壓無(wú)關(guān)，普通取值為0.95-0.990.95-0.99共射電流傳輸關(guān)系共射電流傳輸關(guān)系公共端公共端ECBIII111CBCBOIII1CECBOIII：穿透電流：穿透電流(1)CEOCBOII：共發(fā)射極直流電流放大：共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)，普通為幾十幾百系數(shù)，普通為幾十幾百BCEOII忽略忽略 后，后，CEOICBII共集電流傳輸關(guān)系公共端公共端ECBIII(1)EBCEO

9、IIICBCEOIII：共集電極電流傳：共集電極電流傳輸方程輸方程無(wú)論哪種銜接方式，輸入電流對(duì)無(wú)論哪種銜接方式，輸入電流對(duì)輸出電流皆有控制造用，這是可輸出電流皆有控制造用，這是可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大的機(jī)理以實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大的機(jī)理三極管的各極電流關(guān)系三極管的各極電流關(guān)系反向飽和電流：反向飽和電流：CBOICCnCBOIIIECBIII共基直流電流放大系共基直流電流放大系數(shù)：數(shù)：CnCEEIIII共射直流電流放大系共射直流電流放大系數(shù)：數(shù)：1CBII穿透電流：穿透電流：CEOI三極管各極電流關(guān)系例如三極管各極電流關(guān)系例如三極管的電流放大作用三極管的電流放大作用cbeEIBICIECBIII,BCECEIII

10、 II0.042.35BCImAImA 晶體管的特性曲線晶體管的特性曲線靜態(tài)特性曲線：指各極電壓與電流靜態(tài)特性曲線：指各極電壓與電流之間的關(guān)系曲線。是晶體管內(nèi)部載之間的關(guān)系曲線。是晶體管內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，故也稱外部流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，故也稱外部特性特性對(duì)于不同的組態(tài)對(duì)于不同的組態(tài)(共集、共基、共共集、共基、共射射)來(lái)說(shuō)，均可以有：來(lái)說(shuō)，均可以有：用于描畫輸入電壓與電流關(guān)系的輸用于描畫輸入電壓與電流關(guān)系的輸入特性曲線入特性曲線(族族)用于描畫輸出電壓與電流關(guān)系的輸用于描畫輸出電壓與電流關(guān)系的輸出特性曲線出特性曲線(族族)特性曲線具有一定的離散性特性曲線具有一定的離散性共發(fā)射極的輸入特性曲

11、線共發(fā)射極的輸入特性曲線-定義定義當(dāng)維持當(dāng)維持 恒定恒定(作作為參變量為參變量)時(shí)，基極時(shí)，基極電流電流 (輸入電流輸入電流)隨隨 (輸入電壓輸入電壓)的變化曲線稱為共的變化曲線稱為共發(fā)射極輸入特性曲發(fā)射極輸入特性曲線線CEvBiBEv()CEBBEvif v常數(shù)當(dāng)當(dāng) 取不同的值時(shí)，可以畫出一族取不同的值時(shí)，可以畫出一族輸入特性曲線輸入特性曲線CEv共發(fā)射極輸入特性曲線共發(fā)射極輸入特性曲線-理想形狀理想形狀集電結(jié)進(jìn)入反偏形狀，開(kāi)集電結(jié)進(jìn)入反偏形狀，開(kāi)場(chǎng)搜集電子，基區(qū)復(fù)合減場(chǎng)搜集電子，基區(qū)復(fù)合減小。特性曲線右移小。特性曲線右移(0)CEif v(0.7)CEif v輸入電路相當(dāng)于兩個(gè)并聯(lián)輸入電路

12、相當(dāng)于兩個(gè)并聯(lián)的的PNPN結(jié)結(jié)0CEvV0.7CEvV共發(fā)射極輸入特性曲線共發(fā)射極輸入特性曲線-實(shí)踐輸入特性實(shí)踐輸入特性產(chǎn)生區(qū)別的緣由在產(chǎn)生區(qū)別的緣由在于基區(qū)調(diào)寬效應(yīng)于基區(qū)調(diào)寬效應(yīng)10CEvV1CEvV0CEvV0CEvV0.7CEvV關(guān)于發(fā)射結(jié)關(guān)于發(fā)射結(jié)的反向擊穿的反向擊穿共發(fā)射極輸出特性曲線共發(fā)射極輸出特性曲線-定義定義()BECCEvif v常數(shù)以輸入電壓以輸入電壓 或或電流電流 為參變量，為參變量，集電極電流集電極電流 (輸輸出電流出電流)隨隨 (輸輸出電壓出電壓)的變化曲線的變化曲線為共發(fā)射極輸出特為共發(fā)射極輸出特性曲線性曲線BEvCEvBiCi以輸入電壓為以輸入電壓為參變量時(shí)：參變

13、量時(shí)：()BCCEiif v常數(shù)以輸入電流為以輸入電流為參變量時(shí)：參變量時(shí)：共發(fā)射極輸出特性曲線共發(fā)射極輸出特性曲線-以輸入電流為參變量以輸入電流為參變量放大形狀時(shí)放大形狀時(shí)()(1)CEBETvvVCBCEOiiIe0,BCEBEivvCBCEOiiI截止形狀時(shí)截止形狀時(shí)0,BCEBEivvCCEOiI飽和形狀時(shí)飽和形狀時(shí)0,BCEBEivvBECETvvVCBCEOiiIe1FF(1)CEOCBOII(1)CBOFRCSII 共發(fā)射極輸出特性曲線共發(fā)射極輸出特性曲線-實(shí)踐輸出特性曲線實(shí)踐輸出特性曲線思索到基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)思索到基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)和集電結(jié)反向擊穿效應(yīng)和集電結(jié)反向擊穿效應(yīng)輸出特性

14、斜率的倒數(shù)為輸出特性斜率的倒數(shù)為晶體管的輸出電阻：晶體管的輸出電阻：ACEQAceCQCQVVVrII集電結(jié)擊集電結(jié)擊穿電壓穿電壓()BR CEOV特性曲線的其它問(wèn)題特性曲線的其它問(wèn)題Ci關(guān)于關(guān)于 和和 的關(guān)系的關(guān)系關(guān)于晶體管的反向運(yùn)關(guān)于晶體管的反向運(yùn)用用溫度對(duì)晶體管特性的影響溫度對(duì)晶體管特性的影響與二極管的伏安特性曲線類似，假設(shè)與二極管的伏安特性曲線類似，假設(shè)堅(jiān)持輸入電流不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，堅(jiān)持輸入電流不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，晶體管的輸入特性曲線左移。晶體管的輸入特性曲線左移。與二極管伏安特性曲線類似，溫度升與二極管伏安特性曲線類似，溫度升高時(shí)，反向飽和電流和反向穿透電流高時(shí)，反向飽和電流和反向

15、穿透電流亦升高。亦升高。溫度升高時(shí)，溫度升高時(shí)，值值增大增大晶體管的參數(shù)晶體管的參數(shù)-電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)共發(fā)射極直流共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)電流放大系數(shù),CCEOCEBCBIIvIII 常數(shù)共基極直流電共基極直流電流放大系數(shù)流放大系數(shù),CCBOCBECEIIvIII 常數(shù)共發(fā)射極交流共發(fā)射極交流(短路短路)電流放電流放大系數(shù)大系數(shù)0CECBvii手冊(cè)中常用手冊(cè)中常用 表示表示feh 隨任務(wù)點(diǎn)電流隨任務(wù)點(diǎn)電流 而變化的規(guī)律與而變化的規(guī)律與 相仿相仿CQI0CBCEvii共基極交流電共基極交流電流放大系數(shù)流放大系數(shù)1晶體管的參數(shù)晶體管的參數(shù)-極間反向電流極間反向電流反向飽和電流反向飽和電流C

16、BOI發(fā)射極開(kāi)路時(shí)集電結(jié)的反向飽和電流發(fā)射極開(kāi)路時(shí)集電結(jié)的反向飽和電流反向飽和電流反向飽和電流EBOI集電極開(kāi)路時(shí)發(fā)射結(jié)的反向飽和電流集電極開(kāi)路時(shí)發(fā)射結(jié)的反向飽和電流穿透電流穿透電流CEOI基極開(kāi)路時(shí)集電極和發(fā)射極之間的穿透基極開(kāi)路時(shí)集電極和發(fā)射極之間的穿透電流電流晶體管的參數(shù)晶體管的參數(shù)-極限參數(shù)極限參數(shù)集電極最大允許電流集電極最大允許電流 ，為，為 下降至下降至最高值的最高值的2/32/3時(shí)所對(duì)應(yīng)的集電極電流時(shí)所對(duì)應(yīng)的集電極電流CMI反向擊穿電壓反向擊穿電壓 、()BR CBOV()BR CEOV()BR EBOV集電極最大允許集電極最大允許耗散功率耗散功率CMP晶體管的平安任晶體管的平安

17、任務(wù)范圍由以上三務(wù)范圍由以上三者共同決議者共同決議晶體管的參數(shù)晶體管的參數(shù)-高頻參數(shù)高頻參數(shù) 截止頻率截止頻率 和和 截止頻率截止頻率ff使使 和和 下降為下降為 和和 時(shí)時(shí)的頻率的頻率 和和 稱為晶體管的共基截稱為晶體管的共基截止頻率和共射截止頻率止頻率和共射截止頻率0/2ff|0/2特征頻率特征頻率Tf硅管與鍺管的比較硅管與鍺管的比較請(qǐng)自行閱讀課本請(qǐng)自行閱讀課本集成電路中元、器件的特點(diǎn)集成電路中元、器件的特點(diǎn)單個(gè)元件的參數(shù)精度不高，且受溫單個(gè)元件的參數(shù)精度不高，且受溫度影響較大，但參數(shù)對(duì)稱性及溫度對(duì)度影響較大，但參數(shù)對(duì)稱性及溫度對(duì)稱性較好。批量間差別較大稱性較好。批量間差別較大集成電路工藝

18、制造出的電阻阻值受集成電路工藝制造出的電阻阻值受限，應(yīng)盡量防止運(yùn)用高阻值電阻。常限，應(yīng)盡量防止運(yùn)用高阻值電阻。常運(yùn)用有源器件替代電阻，特別是大電運(yùn)用有源器件替代電阻，特別是大電阻阻不適于制造幾十皮法以上的電容，不適于制造幾十皮法以上的電容，電路中應(yīng)盡量防止采用或少用電容電路中應(yīng)盡量防止采用或少用電容無(wú)電感元件無(wú)電感元件寄生參量影響嚴(yán)重寄生參量影響嚴(yán)重放大電路的根本概念放大電路的根本概念放大電路的作用：將微弱輸入信放大電路的作用：將微弱輸入信號(hào)不失真地加強(qiáng)號(hào)不失真地加強(qiáng)(放大到需求的數(shù)放大到需求的數(shù)值值)放大的本質(zhì)：放大的本質(zhì)：實(shí)現(xiàn)能量的控實(shí)現(xiàn)能量的控制制放大的對(duì)放大的對(duì)象：對(duì)變象：對(duì)變化量進(jìn)展

19、化量進(jìn)展放大放大根本共發(fā)射極放大電路的原理：靜態(tài)根本共發(fā)射極放大電路的原理：靜態(tài)直流任務(wù)直流任務(wù)點(diǎn)的設(shè)置點(diǎn)的設(shè)置,BBCCVV,BQCQBEQCQIIVV設(shè)置靜態(tài)任設(shè)置靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)的電路務(wù)點(diǎn)的電路稱為放大電稱為放大電路的偏置電路的偏置電路路設(shè)置適宜的直流任務(wù)點(diǎn)是保證晶體管設(shè)置適宜的直流任務(wù)點(diǎn)是保證晶體管一直任務(wù)于放大區(qū)實(shí)現(xiàn)信號(hào)不失真一直任務(wù)于放大區(qū)實(shí)現(xiàn)信號(hào)不失真放大的必要條件放大的必要條件 根本共發(fā)射極放大電路的原理：動(dòng)態(tài)根本共發(fā)射極放大電路的原理：動(dòng)態(tài)svBiCiCCcecCVvi RoceCCvvi R 直流直流Q Q點(diǎn)是根點(diǎn)是根底，交底，交流放大流放大是目的是目的放大電路的組成原那么放大電

20、路的組成原那么提供大小和極性都提供大小和極性都適宜的直流電源，適宜的直流電源，為電路設(shè)置適宜的為電路設(shè)置適宜的直流直流Q Q點(diǎn)，使晶體管點(diǎn)，使晶體管任務(wù)于放大區(qū)，同任務(wù)于放大區(qū)，同時(shí)作為電路的能源時(shí)作為電路的能源 交流待放大輸入信交流待放大輸入信號(hào)可以順利地加至號(hào)可以順利地加至放大電路的輸入端放大電路的輸入端 被放大的交流輸出信號(hào)可以順利地送至被放大的交流輸出信號(hào)可以順利地送至負(fù)載，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大負(fù)載，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大 留意：輸入信號(hào)必留意：輸入信號(hào)必需加在發(fā)射結(jié)上需加在發(fā)射結(jié)上放大電路的主要技術(shù)目的：綜述放大電路的主要技術(shù)目的：綜述運(yùn)用正弦信號(hào)來(lái)測(cè)試的緣由運(yùn)用正弦信號(hào)來(lái)測(cè)試的緣由在正弦穩(wěn)態(tài)

21、分析中，運(yùn)用復(fù)數(shù)來(lái)在正弦穩(wěn)態(tài)分析中，運(yùn)用復(fù)數(shù)來(lái)表示信號(hào)電壓、電流表示信號(hào)電壓、電流圖中各信號(hào)的含義圖中各信號(hào)的含義輸入阻抗和輸出阻抗輸入阻抗和輸出阻抗放大電路任務(wù)在中頻放大電路任務(wù)在中頻區(qū)時(shí)可視為純阻網(wǎng)絡(luò)區(qū)時(shí)可視為純阻網(wǎng)絡(luò)輸入輸入阻抗阻抗iiiVZI0sLooVoRVZI輸出輸出阻抗阻抗是衡量放大電路帶負(fù)是衡量放大電路帶負(fù)載才干的一項(xiàng)目的載才干的一項(xiàng)目的輸入輸入電阻電阻iiiVRI以上所指為線性運(yùn)用下的交流電阻以上所指為線性運(yùn)用下的交流電阻增益增益增益，又稱放大倍數(shù)，用來(lái)衡量放增益，又稱放大倍數(shù)，用來(lái)衡量放大電路對(duì)信號(hào)的放大才干：大電路對(duì)信號(hào)的放大才干：電壓電壓增益增益oviVAV源電壓源電壓

22、增益增益ovssVAV電流電流增益增益oiiIAI源電流源電流增益增益oissIAI功率功率增益增益pviGA A留意各種分貝留意各種分貝(dB)(dB)的概念，如的概念，如()vA dB()pGdB()iA dBdBm以及以及 、等等dBW通頻帶通頻帶()()jvvAAe 幅頻幅頻特性特性()vA()相頻相頻特性特性中頻區(qū)、低頻中頻區(qū)、低頻區(qū)、高頻區(qū)區(qū)、高頻區(qū)上下截止頻上下截止頻率及帶寬率及帶寬非線性失真及最大輸出幅度非線性失真及最大輸出幅度非線性失真的根本特征：輸出信號(hào)非線性失真的根本特征：輸出信號(hào)中產(chǎn)生了輸入信號(hào)中所沒(méi)有的新的中產(chǎn)生了輸入信號(hào)中所沒(méi)有的新的頻率分量頻率分量在負(fù)載阻抗對(duì)各次

23、在負(fù)載阻抗對(duì)各次諧波都一樣時(shí)，非諧波都一樣時(shí)，非線性失真系數(shù)為：線性失真系數(shù)為：22231AADA最大輸出幅度：非線性失真系數(shù)最大輸出幅度：非線性失真系數(shù)到達(dá)某一規(guī)定值到達(dá)某一規(guī)定值(例如例如5%5%或或10%)10%)時(shí)時(shí)的輸出幅值，用的輸出幅值，用 或或 表示表示max()omVmax()omI最大輸出功率與效率最大輸出功率與效率最大輸出功率最大輸出功率 ：在輸出信號(hào)非：在輸出信號(hào)非線性失真系數(shù)符合規(guī)定的情況下線性失真系數(shù)符合規(guī)定的情況下放大電路輸出的最大信號(hào)功率放大電路輸出的最大信號(hào)功率omP放大電路的效率放大電路的效率 ：最大輸出功：最大輸出功率率 與直流電源耗費(fèi)的功率與直流電源耗費(fèi)的

24、功率 之比之比omPDCP根本共射放大電路的任務(wù)原理根本共射放大電路的任務(wù)原理,BBCCBCVVRR的作用的作用0sv 當(dāng)當(dāng) 時(shí)可時(shí)可做靜態(tài)分析，做靜態(tài)分析，求出靜態(tài)任求出靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)務(wù)點(diǎn)0sv 當(dāng)當(dāng) 時(shí)有時(shí)有BEBEQbeBBQbCCQcCECEQcevVviIiiIivVv留意晶體管各極電流留意晶體管各極電流電壓的方向一直堅(jiān)持電壓的方向一直堅(jiān)持不變，只需大小的變不變，只需大小的變化化放大電路的直流通路與交流通路放大電路的直流通路與交流通路“先靜態(tài)，后動(dòng)態(tài)的原那么：先靜態(tài)，后動(dòng)態(tài)的原那么：靜態(tài)分析：討論直流形狀，求解任靜態(tài)分析：討論直流形狀，求解任務(wù)點(diǎn)。是動(dòng)態(tài)分析的根底務(wù)點(diǎn)。是動(dòng)態(tài)分析的根底由

25、于電容、電感等電抗元件的存在，由于電容、電感等電抗元件的存在，直流量所流經(jīng)的通路與交流信號(hào)所流直流量所流經(jīng)的通路與交流信號(hào)所流經(jīng)的通路是不完全一樣的：經(jīng)的通路是不完全一樣的：動(dòng)態(tài)分析：討論交流形狀，求解各動(dòng)態(tài)分析：討論交流形狀，求解各種目的種目的直流通路：電容開(kāi)路，電感短路；直流通路：電容開(kāi)路，電感短路；信號(hào)源的信號(hào)為零，但保管內(nèi)阻信號(hào)源的信號(hào)為零，但保管內(nèi)阻交流通路交流通路(中頻區(qū)中頻區(qū))：電容短路，電：電容短路，電感開(kāi)路；直流電源視為短路感開(kāi)路；直流電源視為短路放大電路的分析方法放大電路的分析方法放大電路的特性曲線放大電路的特性曲線非線性特性？非線性特性？圖解法圖解法等效電路法等效電路法計(jì)

26、算機(jī)仿真計(jì)算機(jī)仿真例如電路簡(jiǎn)介例如電路簡(jiǎn)介VCCVCC：簡(jiǎn)化畫法：簡(jiǎn)化畫法C1C1、C2C2：隔直電容，又稱耦合電容：隔直電容，又稱耦合電容阻容耦合單管阻容耦合單管共射放大電路共射放大電路留意電容留意電容的極性的極性圖解法：靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)分析圖解法：靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)分析(一一)X XX X1()BBECCBEBBBIf VVVIRR 直直流流通通路？路？2()|BBQCCEiICECCCCCIf VVVIRR 圖解法：靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)分析圖解法：靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)分析(二二)1()BBECCBEBBBIf VVVIRR 2()|BBQCCEiICECCCCCIf VVVIRR 圖解法：動(dòng)態(tài)圖解分析圖解法：動(dòng)態(tài)圖解分析

27、(一一)電容交流短路電容交流短路電感交流開(kāi)路電感交流開(kāi)路電壓源交流短路電壓源交流短路圖解法：動(dòng)態(tài)圖解分析圖解法：動(dòng)態(tài)圖解分析(二二)sinssmvVtsmBEQVV圖解法：動(dòng)態(tài)圖解分析圖解法：動(dòng)態(tài)圖解分析(三三)cbii交流負(fù)交流負(fù)載線必載線必經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)Q Q點(diǎn)點(diǎn)omvssmVAV圖解法：交直流負(fù)載線的區(qū)別圖解法：交直流負(fù)載線的區(qū)別直流負(fù)載線表示直流負(fù)載線表示直流電壓、電流直流電壓、電流的關(guān)系，只能用的關(guān)系，只能用來(lái)確定直流任務(wù)來(lái)確定直流任務(wù)點(diǎn)點(diǎn)交流負(fù)載線表示交流負(fù)載線表示交流電壓、電流交流電壓、電流的關(guān)系，是動(dòng)態(tài)的關(guān)系，是動(dòng)態(tài)時(shí)任務(wù)點(diǎn)挪動(dòng)的時(shí)任務(wù)點(diǎn)挪動(dòng)的軌跡。動(dòng)態(tài)分析軌跡。動(dòng)態(tài)分析時(shí)應(yīng)運(yùn)用交流

28、負(fù)時(shí)應(yīng)運(yùn)用交流負(fù)載線載線圖解法：任務(wù)點(diǎn)的選擇及動(dòng)態(tài)范圍圖解法：任務(wù)點(diǎn)的選擇及動(dòng)態(tài)范圍動(dòng)態(tài)范圍：在不動(dòng)態(tài)范圍：在不出現(xiàn)飽和和截止出現(xiàn)飽和和截止失真這兩種非線失真這兩種非線性失真的情況下，性失真的情況下，放大電路可以輸放大電路可以輸出的最大信號(hào)的出的最大信號(hào)的幅度。詳細(xì)計(jì)算幅度。詳細(xì)計(jì)算方法參見(jiàn)課本方法參見(jiàn)課本飽飽和和失失真真截截止止失失真真請(qǐng)自行思索在這兩請(qǐng)自行思索在這兩種失真情況下，基種失真情況下，基極電流的波形如何極電流的波形如何()CQcmCEOCEQomCE satIIIVVV圖解法的特點(diǎn)圖解法的特點(diǎn)圖解法的優(yōu)點(diǎn)：可以直觀籠統(tǒng)地研圖解法的優(yōu)點(diǎn)：可以直觀籠統(tǒng)地研討放大電路的直流任務(wù)點(diǎn)及波形

29、失討放大電路的直流任務(wù)點(diǎn)及波形失真、動(dòng)態(tài)范圍等問(wèn)題，特別適用在真、動(dòng)態(tài)范圍等問(wèn)題，特別適用在輸入信號(hào)幅度較大輸入信號(hào)幅度較大(大信號(hào)任務(wù)大信號(hào)任務(wù))的的情況下情況下圖解法的限制：圖解法的限制：不適用于分析頻率較高時(shí)的電路任不適用于分析頻率較高時(shí)的電路任務(wù)情況務(wù)情況不能分析電路的輸入輸出電阻不能分析電路的輸入輸出電阻在放大電路帶有負(fù)反響時(shí)也很難用在放大電路帶有負(fù)反響時(shí)也很難用圖解法分析圖解法分析等效電路法的根本思緒及簡(jiǎn)化直流模型等效電路法的根本思緒及簡(jiǎn)化直流模型一種解析分析法。將晶體管用適宜的一種解析分析法。將晶體管用適宜的模型替代，與其它元件一同組成線性模型替代，與其它元件一同組成線性電路，用

30、解電路的方法進(jìn)展分析計(jì)算電路，用解電路的方法進(jìn)展分析計(jì)算將左圖中的晶體管用將左圖中的晶體管用簡(jiǎn)化直流模型替代即簡(jiǎn)化直流模型替代即可計(jì)算直流任務(wù)點(diǎn)可計(jì)算直流任務(wù)點(diǎn)留意一切留意一切等效電路等效電路中電流電中電流電壓的方向壓的方向晶體管混合晶體管混合 模型的導(dǎo)出模型的導(dǎo)出bbr：基區(qū)體電阻：基區(qū)體電阻/mCQTgIV：跨導(dǎo)：跨導(dǎo)(1)/b eTEQrVIb cb eb cceCCrr晶體管混合晶體管混合 模型的簡(jiǎn)化運(yùn)用模型的簡(jiǎn)化運(yùn)用低低頻頻時(shí)時(shí)高高頻頻時(shí)時(shí)留留意意適適用用的的頻頻率率范范圍圍混合混合 模型參數(shù)的計(jì)算及特點(diǎn)模型參數(shù)的計(jì)算及特點(diǎn)bbr ：基區(qū)體電阻，普通在器件手冊(cè)中：基區(qū)體電阻，普通在器

31、件手冊(cè)中給出給出(1)EQCQmTb eTTEQIIgVrVVImb ebg VIACEQceCQVVrI用混合用混合 模型分析放大電路的動(dòng)態(tài)性能目的模型分析放大電路的動(dòng)態(tài)性能目的(一一)常用步驟：常用步驟：確定放大電路的靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)確定放大電路的靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)Q求出求出 點(diǎn)處的混合點(diǎn)處的混合 模型參數(shù)，模型參數(shù)，如如 和和Q b er畫出放大電路的交流通路，將畫出放大電路的交流通路，將電路中的晶體管用相應(yīng)模型替代，電路中的晶體管用相應(yīng)模型替代，即得到小信號(hào)交流等效電路即得到小信號(hào)交流等效電路求解放大電路的各種性能目的求解放大電路的各種性能目的用混合用混合 模型分析放大電路的動(dòng)態(tài)性能目的模型分析放大

32、電路的動(dòng)態(tài)性能目的(二二)用混合用混合 模型分析放大電路的動(dòng)態(tài)性能目的模型分析放大電路的動(dòng)態(tài)性能目的(三三)b eLomb eLmLiiBbbb eBberRVg V Rg RVVRrrRr /LLCceRRRr oLviBbeVRAVRr vsvAA0sR m b eg r思索：思索：如何如何提高提高電壓電壓放大放大倍數(shù)倍數(shù)用混合用混合 模型分析放大電路的動(dòng)態(tài)性能目的模型分析放大電路的動(dòng)態(tài)性能目的(四四)iiiBbeibVVRRrII0sLooVoRVRI/oceCCVRrRRI圖解法與等效電路法的對(duì)比圖解法與等效電路法的對(duì)比圖解法圖解法優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)直觀、籠統(tǒng)直觀、籠統(tǒng)可分析大信號(hào)可分析大信號(hào)缺

33、缺陷陷對(duì)特性曲線的要求對(duì)特性曲線的要求作圖過(guò)程費(fèi)事，誤作圖過(guò)程費(fèi)事，誤差大差大無(wú)法求解復(fù)雜電路無(wú)法求解復(fù)雜電路無(wú)法求解高頻特性無(wú)法求解高頻特性無(wú)需作圖，簡(jiǎn)一無(wú)需作圖，簡(jiǎn)一方便方便可計(jì)算許多小信號(hào)可計(jì)算許多小信號(hào)參數(shù)參數(shù)不能分析大信號(hào)特性不能分析大信號(hào)特性微變等效電路法微變等效電路法可分析復(fù)雜電路可分析復(fù)雜電路穩(wěn)定靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)的意義穩(wěn)定靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)的意義靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)在電路中的影響：失真、靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)在電路中的影響：失真、增益、輸入輸出電阻、動(dòng)態(tài)范圍等增益、輸入輸出電阻、動(dòng)態(tài)范圍等固定偏流電路：容易固定偏流電路：容易遭到環(huán)境溫度變化或遭到環(huán)境溫度變化或晶體管改換的影響晶體管改換的影響溫度變化對(duì)三極管特溫度

34、變化對(duì)三極管特性的影響：性的影響：溫度升高時(shí)，溫度升高時(shí)，減小減小BEV溫度升高時(shí)，溫度升高時(shí)，增大增大溫度升高時(shí)，溫度升高時(shí)，增大增大CBOI溫度上升將導(dǎo)致集電極電流增大，反之那溫度上升將導(dǎo)致集電極電流增大，反之那么集電極電流降低，從而在原有正常任務(wù)么集電極電流降低，從而在原有正常任務(wù)的任務(wù)點(diǎn)也能夠無(wú)法正常任務(wù)的任務(wù)點(diǎn)也能夠無(wú)法正常任務(wù)分壓式電流負(fù)反響偏置電路分析分壓式電流負(fù)反響偏置電路分析(一一)21212/BBBCCBBBBBRVVRRRRR(1)BBBEBEBBI RVI RV(1)BBBEQBQBEVVIRRCQBII()CEQCCCECQVVRRI分壓式電流負(fù)反響偏置電路分析分壓式

35、電流負(fù)反響偏置電路分析(二二)()bebbmb eEir IIg VRVb eb ebVr I(/)b eomb eLmCLVg VRg VRR (1)oviLbeEVAVRrR(1)iibbeEVRIrR/iBiRRR輸出電阻可用輸出電阻可用外加電壓法求外加電壓法求分壓式電流負(fù)反響偏置電路分析分壓式電流負(fù)反響偏置電路分析(三三)負(fù)反響的定義負(fù)反響的定義及其作用及其作用T CQEQII、EQVBEQVBQICQEQII、接入負(fù)反響電接入負(fù)反響電阻后的影響及阻后的影響及消除方法消除方法請(qǐng)自行計(jì)算接請(qǐng)自行計(jì)算接入發(fā)射極旁路入發(fā)射極旁路電容后的參數(shù)電容后的參數(shù)EC共集放大電路的原理電路及交流通路共集

36、放大電路的原理電路及交流通路共集共集(CC)(CC)放大電路放大電路又稱為射極輸出器又稱為射極輸出器靜態(tài)分析方法靜態(tài)分析方法放大電路組態(tài)判放大電路組態(tài)判別方法的復(fù)習(xí)別方法的復(fù)習(xí)共集放大電路的交流分析共集放大電路的交流分析(一一)ibe boVr IV()obmb eLVIg VRb eb e bVr I(1)(1)LvbeLRArR(1)EiELRARR同相放大同相放大電壓放大倍數(shù)小于且電壓放大倍數(shù)小于且接近接近1 1，射極跟隨器，射極跟隨器電流放大倍數(shù)較高電流放大倍數(shù)較高共集放大電路的交流分析共集放大電路的交流分析(二二)(1)iiiibbeLVVRIIrR輸入電阻遠(yuǎn)高于共輸入電阻遠(yuǎn)高于共發(fā)

37、射極放大電路發(fā)射極放大電路1sbeoRrVRI/ooERRR很小的很小的輸出電輸出電阻，帶阻，帶負(fù)載才負(fù)載才干強(qiáng)干強(qiáng)共集放大電路的特點(diǎn)及主要運(yùn)用共集放大電路的特點(diǎn)及主要運(yùn)用共集放大電路的特點(diǎn)：共集放大電路的特點(diǎn)：輸入電阻高、輸出電阻低、有電流驅(qū)輸入電阻高、輸出電阻低、有電流驅(qū)動(dòng)才干動(dòng)才干共集放大電路的運(yùn)用：共集放大電路的運(yùn)用：作為多級(jí)放大電路的輸入級(jí)作為多級(jí)放大電路的輸入級(jí)作為級(jí)聯(lián)放大電路間的緩沖作為級(jí)聯(lián)放大電路間的緩沖(隔離隔離)級(jí)級(jí)作為多級(jí)放大電路的輸出級(jí)作為多級(jí)放大電路的輸出級(jí)共基放大電路的原理電路及交流通路共基放大電路的原理電路及交流通路CBCB放大電路放大電路靜態(tài)分析靜態(tài)分析留意全電

38、路時(shí)的留意全電路時(shí)的表示方式表示方式共基放大電路的動(dòng)態(tài)分析共基放大電路的動(dòng)態(tài)分析omb eCb eiCmCibebeVg V Rr VRgRVrr oCvibeVRAVr同相放大同相放大/(/)1iiibeiebieibemb ebeiVVVrRrIIVrgrrV輸入輸入電阻電阻很低很低oCRR忽略忽略 后，后，cer晶體管三種根本組態(tài)的比較晶體管三種根本組態(tài)的比較共射共射不好不好,viA A高頻高頻特性特性共集共集好好共基共基好好主要主要用途用途輸出與輸出與輸出電輸出電壓相位壓相位特點(diǎn)特點(diǎn)反相反相同相同相同相同相電壓、電電壓、電流都放大流都放大只放大只放大電流電流只放大只放大電壓電壓輸入輸出

39、輸入輸出電阻適中電阻適中大大iR小小oR小小iR適中適中oR功率增益功率增益最大，運(yùn)最大，運(yùn)用最廣泛用最廣泛輸入級(jí)、輸入級(jí)、輸出級(jí)和輸出級(jí)和緩沖級(jí)緩沖級(jí)用于高用于高頻電路頻電路對(duì)電流源的主要要求對(duì)電流源的主要要求可以輸出符合要求的直流電流可以輸出符合要求的直流電流輸出電阻盡能夠大輸出電阻盡能夠大對(duì)溫度的靈敏度低對(duì)溫度的靈敏度低受電源電壓等要素的影響要小受電源電壓等要素的影響要小構(gòu)成恒流電路的根本方法是利用三構(gòu)成恒流電路的根本方法是利用三極管的集電極電壓對(duì)電流的影響小，極管的集電極電壓對(duì)電流的影響小，再加電流負(fù)反響提高器件輸出電流再加電流負(fù)反響提高器件輸出電流的恒定性。在必要時(shí)，還采用特殊的恒定

40、性。在必要時(shí)，還采用特殊電路進(jìn)展穩(wěn)定補(bǔ)償電路進(jìn)展穩(wěn)定補(bǔ)償單管電流源及其伏安特性單管電流源及其伏安特性0.7CEBEVVV為保證電流源具有恒流特性，為保證電流源具有恒流特性，T T管必管必需任務(wù)于放大區(qū)，即需任務(wù)于放大區(qū)，即可以看出直流電阻小，交流電阻大是可以看出直流電阻小，交流電阻大是電流源的突出特點(diǎn)電流源的突出特點(diǎn)根本鏡像電流源根本鏡像電流源-原理原理2T：輸出管，：輸出管，02CII1RT、：參考支路，提供：參考支路，提供RI12TT、設(shè)設(shè) 參數(shù)對(duì)稱且兩管間參數(shù)對(duì)稱且兩管間隔非常近隔非常近1212,BEBEBEBBBVVVIII120CCIII011 2/RIICCBERVVIR0(1),

41、RifII2oceRrCEVCI忽略晶體管忽略晶體管 對(duì)對(duì) 的影響的影響根本鏡像電流源的特點(diǎn)及缺乏之處根本鏡像電流源的特點(diǎn)及缺乏之處R 做不到很小，由于在做不到很小，由于在集成電路中難以制造高阻集成電路中難以制造高阻值電阻值電阻0I 受受 的影響大的影響大CCV0I輸出電阻輸出電阻 不夠大不夠大oR 與與 的鏡像精度決議的鏡像精度決議于晶體管的于晶體管的0IRICEV此外，還需求思索到此外，還需求思索到 對(duì)對(duì) 的影響的影響CI0CCBERVVIIR缺乏之處：缺乏之處：溫度補(bǔ)償過(guò)程簡(jiǎn)介溫度補(bǔ)償過(guò)程簡(jiǎn)介優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，元件少優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，元件少對(duì)根本鏡像電流源的改良對(duì)根本鏡像電流源的改良021311 2

42、/(1)RCIII 添加緩沖管添加緩沖管T3T3的目的的目的12EERR1CCBEREVVIRR221EocebeBERRrrRR具有更好具有更好的恒流和的恒流和溫度特性溫度特性1/BrERRR威爾遜電流源威爾遜電流源022122RIIT3T3為放大管，且三管為放大管，且三管 值一樣值一樣31(1)2oceRr利用負(fù)反響原理構(gòu)成，利用負(fù)反響原理構(gòu)成，具有良好的溫度特性及具有良好的溫度特性及很高的輸出電阻很高的輸出電阻負(fù)反響的過(guò)程負(fù)反響的過(guò)程威爾遜電流源的優(yōu)威爾遜電流源的優(yōu)點(diǎn)及存在的缺陷點(diǎn)及存在的缺陷比例電流源比例電流源1021212()BEBEREEERERIVVI RIRR12EERR111

43、222BEEEBEEEVI RVIR120,EREIIII需求留意的是，需求留意的是，在根本鏡像電在根本鏡像電流源中，假設(shè)流源中，假設(shè)T1T1、T2T2兩管參兩管參數(shù)不同也可構(gòu)數(shù)不同也可構(gòu)成比例電流源成比例電流源微電流源微電流源用小電阻即可獲得微電流用小電阻即可獲得微電流120BEBEEVVIR120lnlnERBETBEBETESIIVVVVVII00lnTREVIIRI 的負(fù)反響作用所帶來(lái)的的負(fù)反響作用所帶來(lái)的益處益處ER 受受 的影響很小的影響很小CCV0I特點(diǎn)：特點(diǎn)：多路電流源多路電流源另一種方法為運(yùn)用多集電極晶體管另一種方法為運(yùn)用多集電極晶體管電流源的運(yùn)用電流源的運(yùn)用-作直流偏置電路

44、作直流偏置電路T1T1、T2T2為鏡像為鏡像電流源電流源電流源的運(yùn)用電流源的運(yùn)用-作有源負(fù)載作有源負(fù)載以電流源取代電阻以電流源取代電阻作放大電路的負(fù)載，作放大電路的負(fù)載，稱為有源負(fù)載稱為有源負(fù)載利用電流源直流電利用電流源直流電阻小、交流電阻大阻小、交流電阻大的特性，可在不提的特性，可在不提高電源電壓的條件高電源電壓的條件下獲得較高的電壓下獲得較高的電壓增益和較寬的動(dòng)態(tài)增益和較寬的動(dòng)態(tài)范圍范圍T1T1為放大管為放大管T2T2、T3T3為鏡像電流為鏡像電流源，作為負(fù)載運(yùn)用源，作為負(fù)載運(yùn)用差分放大電路的組成差分放大電路的組成(一一)兩種輸入兩種輸入(輸出輸出)方方式及其四種組合式及其四種組合靜態(tài)分析

45、：靜態(tài)分析：120IIvv120.7BEQBEQVVV12/2EQEQEEIII120OCQCQVVV1212CQCQCCCEEVVVR I()/EEEEBEQEEIVVR差分放大電路的組成差分放大電路的組成(二二)差模輸入信號(hào)差模輸入信號(hào)共模輸入信號(hào)共模輸入信號(hào)12()/2ICIIvvv12()IDIIvvv12/2/2IICIDIICIDvvvvvv112122121211()()2211()()22IIIIIIIIIIvvvvvvvvvv將信號(hào)分開(kāi)的意義將信號(hào)分開(kāi)的意義差分放大電路的直流傳輸特性差分放大電路的直流傳輸特性(一一)12()/121211(1/)1BEBETvvVEEEEEE

46、EEIiiiiiie1212IDIIBEBEvvvvv/11/(1)/(1)IDTIDTIDTvVvVvVCEEEEEiiIeIee/221/(1)IDTvVCEEEEEEiiIiIe122IDOCCEETviiiIthV 2IDOEECTvvIR thV 差分放大電路的直流傳輸特性差分放大電路的直流傳輸特性(二二)靜態(tài)時(shí)靜態(tài)時(shí)差模放大作用差模放大作用共模信號(hào)的抑制共模信號(hào)的抑制差放的線性區(qū)差放的線性區(qū)差放的限幅區(qū)差放的限幅區(qū)差分放大電路的直流傳輸特性差分放大電路的直流傳輸特性(三三)放大差模信號(hào)放大差模信號(hào)(有用信有用信號(hào)號(hào))，抑制共模信號(hào)，抑制共模信號(hào)(有有害信號(hào)害信號(hào))是差放的根本是差放

47、的根本特性特性對(duì)差放兩管基極作用一對(duì)差放兩管基極作用一樣的信號(hào)都是共模輸入樣的信號(hào)都是共模輸入信號(hào)，常見(jiàn)的有：信號(hào)，常見(jiàn)的有：干擾信號(hào)干擾信號(hào)零點(diǎn)零點(diǎn)(任務(wù)點(diǎn)任務(wù)點(diǎn))的漂移的漂移 時(shí)時(shí)12IIvv 差分放大電路的大信號(hào)任務(wù)形狀差分放大電路的大信號(hào)任務(wù)形狀最大差模輸入電壓最大差模輸入電壓 受截止管發(fā)射結(jié)反向擊受截止管發(fā)射結(jié)反向擊穿電壓穿電壓 的限制的限制IDMV()BR EBOV最大共模輸入電壓最大共模輸入電壓 也將遭到不能使三極管也將遭到不能使三極管進(jìn)入至飽和區(qū)的限制進(jìn)入至飽和區(qū)的限制 ICMV差放線性區(qū)擴(kuò)展的方法差放線性區(qū)擴(kuò)展的方法留意參與留意參與 后的影響后的影響ER差分放大電路的小信號(hào)放

48、大差分放大電路的小信號(hào)放大-綜述綜述在交流小信號(hào)條件下，差放可近似為在交流小信號(hào)條件下，差放可近似為線性放大電路，因此可運(yùn)用疊加定理線性放大電路，因此可運(yùn)用疊加定理分差模輸入和共模輸入兩種情況分別分差模輸入和共模輸入兩種情況分別進(jìn)展分析進(jìn)展分析12()ODvDIDvDIIvA vAvv設(shè)設(shè) 為差模電壓增益為差模電壓增益vDA設(shè)設(shè) 為共模電壓增益為共模電壓增益vCA12()/2OCvCICvCIIvA vAvvOOCODvDIDvCICvvvA vA v要盡量減小共模輸出的影響要盡量減小共模輸出的影響差模交流通路差模交流通路-雙端輸入雙端輸出雙端輸入雙端輸出兩管公共射極電位不變，對(duì)差模輸兩管公共

49、射極電位不變，對(duì)差模輸入相當(dāng)于接地。入相當(dāng)于接地。RLRL的中點(diǎn)交流接地的中點(diǎn)交流接地差模交流通路差模交流通路-雙端輸入單端輸出雙端輸入單端輸出忽略基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)后忽略基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)后雙端輸入差模交流目的的計(jì)算雙端輸入差模交流目的的計(jì)算(一一)1211121122odododododvDidiiiiVVVVVAVVVVV11/2odLvDibeLLCVRAVrRRR 1212/LvDvDbeLCLRAArRRR 雙端輸入差模交流目的的計(jì)算雙端輸入差模交流目的的計(jì)算(二二)12idididbeidiVVRrII2odCRR12idididbeidiVVRrIIodCRR單端輸入時(shí)的差模交流目

50、的計(jì)算單端輸入時(shí)的差模交流目的計(jì)算20iv 時(shí)為單端輸入時(shí)為單端輸入方式方式此時(shí)此時(shí) ，等效，等效于于T1T1的基極作用的基極作用有有 ，T2T2的基極的基極作用有作用有 ，這，這也是差模輸入方式。也是差模輸入方式。因此可以同樣運(yùn)用因此可以同樣運(yùn)用雙端輸入方式的計(jì)雙端輸入方式的計(jì)算方法及公式算方法及公式1/2iv1/2iv1idivv差模交流目的計(jì)算：結(jié)論差模交流目的計(jì)算：結(jié)論單、雙端輸出時(shí)的電壓放大倍數(shù)單、雙端輸出時(shí)的電壓放大倍數(shù)單、雙端輸出時(shí)的輸出電阻單、雙端輸出時(shí)的輸出電阻單端輸出時(shí)的不同輸出端選擇可單端輸出時(shí)的不同輸出端選擇可使輸出電壓與輸入電壓同相或反相使輸出電壓與輸入電壓同相或反相

51、單端輸入時(shí)，由于引入了很強(qiáng)的單端輸入時(shí)，由于引入了很強(qiáng)的共模負(fù)反響，兩個(gè)三極管根本上仍共模負(fù)反響，兩個(gè)三極管根本上仍任務(wù)在差分形狀任務(wù)在差分形狀單、雙端輸入時(shí)的差模輸入電阻單、雙端輸入時(shí)的差模輸入電阻共模交流通路共模交流通路-雙端輸出雙端輸出發(fā)射極負(fù)反響電阻的等效發(fā)射極負(fù)反響電阻的等效RLRL的等效的等效電壓增電壓增益為零益為零共模交流通路共模交流通路-單端輸出單端輸出共模交流目的的計(jì)算共模交流目的的計(jì)算(一一)假設(shè)電路及晶體假設(shè)電路及晶體管參數(shù)理想對(duì)稱，管參數(shù)理想對(duì)稱，雙端輸出的雙端輸出的0vcA 12(1)2LvcvcbeEERAArR2LEERR/LCLRRR共模交流目的的計(jì)算共模交流目

52、的的計(jì)算(二二)假設(shè)假設(shè) 值很大，晶體管的值很大，晶體管的 均不均不能忽略，那么能忽略，那么ceb crr、(2/)22ceicEErRREER2oCRR雙端輸出時(shí)：雙端輸出時(shí)：oCRR單端輸出時(shí)：?jiǎn)味溯敵鰰r(shí)：共模抑制比共模抑制比20lg()vDvDCMRvCvCAAKdBAA對(duì)于理想對(duì)稱的差放，雙端輸出時(shí)，對(duì)于理想對(duì)稱的差放，雙端輸出時(shí)，有：有：CMRK 單端輸出時(shí)，有：?jiǎn)味溯敵鰰r(shí)，有：11vDEECMRvCbeARKAr20lg150063.5CMRKdB例：某雙端輸入、單端輸出差動(dòng)電路的差模電例：某雙端輸入、單端輸出差動(dòng)電路的差模電壓放大倍數(shù)為壓放大倍數(shù)為150150。當(dāng)兩個(gè)輸入端并接且

53、。當(dāng)兩個(gè)輸入端并接且 時(shí)，時(shí)，。求該電路的共模抑制比。求該電路的共模抑制比2iVV200oVmV 有源負(fù)載差分放大電路有源負(fù)載差分放大電路靜態(tài)分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析雖然電路為單端輸出，輸出端獲得的雖然電路為單端輸出，輸出端獲得的信號(hào)電流是單管信號(hào)電流的兩倍。該信號(hào)電流是單管信號(hào)電流的兩倍。該電路差模電壓增益與雙端輸出時(shí)一樣電路差模電壓增益與雙端輸出時(shí)一樣設(shè)各管的設(shè)各管的 足夠大足夠大差分放大電路的大信號(hào)任務(wù)形狀差分放大電路的大信號(hào)任務(wù)形狀最大差模輸入電壓最大差模輸入電壓 受截止管發(fā)射結(jié)反向擊受截止管發(fā)射結(jié)反向擊穿電壓穿電壓 的限制的限制IDMV()BR EBOV最大共模輸入電壓最大共模輸

54、入電壓 也將遭到不能使三極管也將遭到不能使三極管進(jìn)入至飽和區(qū)的限制進(jìn)入至飽和區(qū)的限制 ICMV差放線性區(qū)擴(kuò)展的方法差放線性區(qū)擴(kuò)展的方法留意參與留意參與 后的影響后的影響ER非理想對(duì)稱差放電路的共模抑制特性非理想對(duì)稱差放電路的共模抑制特性請(qǐng)自行閱讀課本請(qǐng)自行閱讀課本差放的輸入失調(diào)電壓及其溫漂差放的輸入失調(diào)電壓及其溫漂(一一)理想對(duì)稱的差放，當(dāng)輸入信號(hào)理想對(duì)稱的差放，當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)雙端輸出電壓也為零，為零時(shí)雙端輸出電壓也為零，稱為零輸入稱為零輸入-零輸出。但在實(shí)零輸出。但在實(shí)踐電路中，晶體管的參數(shù)和電踐電路中，晶體管的參數(shù)和電阻值不能夠完全匹配，零輸入阻值不能夠完全匹配，零輸入時(shí)雙端輸出并不為零

55、，這種景時(shí)雙端輸出并不為零，這種景象稱為差放的失調(diào)。其輸出電象稱為差放的失調(diào)。其輸出電壓稱為輸出失調(diào)電壓，且溫度壓稱為輸出失調(diào)電壓，且溫度變化時(shí)它會(huì)隨之漂移變化時(shí)它會(huì)隨之漂移差放的輸入失調(diào)電壓及其溫漂差放的輸入失調(diào)電壓及其溫漂(二二)輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓IOV2211lnCESIOTCESRIVVRIBEV 主要是由差主要是由差分放大管發(fā)射結(jié)分放大管發(fā)射結(jié)正向壓降正向壓降 及及集電極電阻集電極電阻 的的失配呵斥失配呵斥IOVCR差放的輸入失調(diào)電壓及其溫漂差放的輸入失調(diào)電壓及其溫漂(三三)1212()/2CCCCCCRRRRRRCESIOTCESRIVVRI失調(diào)電壓的溫漂由失調(diào)電壓的溫漂由以

56、下三項(xiàng)組成：以下三項(xiàng)組成：失配產(chǎn)生的溫漂失配產(chǎn)生的溫漂CR差動(dòng)管差動(dòng)管 不匹配不匹配產(chǎn)生的溫漂產(chǎn)生的溫漂BEV電阻電阻 溫度系數(shù)不溫度系數(shù)不同產(chǎn)生的溫漂同產(chǎn)生的溫漂CR差放的輸入失調(diào)電流及其溫漂差放的輸入失調(diào)電流及其溫漂(一一)假設(shè)差放的兩管基極接有較大的電阻假設(shè)差放的兩管基極接有較大的電阻 (也包括信號(hào)源內(nèi)阻也包括信號(hào)源內(nèi)阻)，其基極電流不，其基極電流不等等 使兩管基極電位不等，那使兩管基極電位不等，那么在兩輸入端之間產(chǎn)生差模輸入電壓。么在兩輸入端之間產(chǎn)生差模輸入電壓。當(dāng)該電壓比當(dāng)該電壓比 大得多時(shí)，輸出失調(diào)電大得多時(shí)，輸出失調(diào)電壓那么主要由它決議。這闡明忽略壓那么主要由它決議。這闡明忽略

57、的奉獻(xiàn)之后，假設(shè)用一個(gè)恒流源加至的奉獻(xiàn)之后，假設(shè)用一個(gè)恒流源加至運(yùn)放的輸入端作補(bǔ)償，可使輸出失調(diào)運(yùn)放的輸入端作補(bǔ)償，可使輸出失調(diào)電壓為零，這個(gè)補(bǔ)償電流就是輸入失電壓為零，這個(gè)補(bǔ)償電流就是輸入失調(diào)電流，用調(diào)電流，用 表示表示IOIIOV12()BBIIBRIOV差放的輸入失調(diào)電流及其溫漂差放的輸入失調(diào)電流及其溫漂(二二)12121212()/2()/2CCCCCCIIIIIICCIOCIIII121122|/|IOBBCCIIIII差放的輸入失調(diào)電流及其溫漂差放的輸入失調(diào)電流及其溫漂(三三)CCIOCBIRIRI 進(jìn)一步推導(dǎo)可得：進(jìn)一步推導(dǎo)可得：可經(jīng)過(guò)加大可經(jīng)過(guò)加大 值和值和減小基極偏置電流減小

58、基極偏置電流來(lái)減小來(lái)減小IOI差放的輸入失調(diào)電流及其溫漂差放的輸入失調(diào)電流及其溫漂(四四)降低差放的基極偏降低差放的基極偏置電流是減小輸入置電流是減小輸入失調(diào)電流并降低其失調(diào)電流并降低其溫漂的有效方法溫漂的有效方法 的溫漂實(shí)踐上的溫漂實(shí)踐上是由于兩管是由于兩管 及其及其的溫度系數(shù)的溫度系數(shù) 不同呵斥的不同呵斥的IOI/ddT1IOIOdIdIdTdT IOI減小減小 影響的方法影響的方法差放的輸入失調(diào)電流及其溫漂差放的輸入失調(diào)電流及其溫漂(五五)留意：經(jīng)過(guò)調(diào)零電路可以使輸出失調(diào)電留意：經(jīng)過(guò)調(diào)零電路可以使輸出失調(diào)電壓為零，但是這種調(diào)零不能跟蹤溫度的壓為零，但是這種調(diào)零不能跟蹤溫度的變化，因此也就

59、不能消除失調(diào)的溫漂變化，因此也就不能消除失調(diào)的溫漂射射極極調(diào)調(diào)零零集集電電極極調(diào)調(diào)零零綜述綜述功率放大電路：可以向負(fù)載提供足功率放大電路：可以向負(fù)載提供足夠信號(hào)功率的放大電路，簡(jiǎn)稱功放夠信號(hào)功率的放大電路，簡(jiǎn)稱功放小信號(hào)放大電路與功率放大電路的小信號(hào)放大電路與功率放大電路的比較：比較：從能量控制和轉(zhuǎn)換的角度看，這從能量控制和轉(zhuǎn)換的角度看，這些電路在本質(zhì)上沒(méi)有根本區(qū)別些電路在本質(zhì)上沒(méi)有根本區(qū)別功放追求的是在電源電壓確定的功放追求的是在電源電壓確定的情況下，輸出盡能夠大的功率情況下，輸出盡能夠大的功率功放通常任務(wù)在大信號(hào)形狀，故其功放通常任務(wù)在大信號(hào)形狀，故其組成和分析方法以及元器件的選擇組成和分

60、析方法以及元器件的選擇都有著特殊性都有著特殊性功放的主要特點(diǎn)功放的主要特點(diǎn)對(duì)功放的要求是：在保證功率管平對(duì)功放的要求是：在保證功率管平安任務(wù)的條件下和失真允許的范圍安任務(wù)的條件下和失真允許的范圍內(nèi)，輸出盡量大的功率；同時(shí)還要內(nèi)，輸出盡量大的功率；同時(shí)還要減小功率管的損耗以提高其效率：減小功率管的損耗以提高其效率：輸出功率要盡能夠大，故功率管輸出功率要盡能夠大，故功率管往往在接近極限運(yùn)用形狀下任務(wù)往往在接近極限運(yùn)用形狀下任務(wù)效率要高效率要高非線性失真要小。輸出功率和非非線性失真要小。輸出功率和非線性失真是一對(duì)主要矛盾線性失真是一對(duì)主要矛盾要思索功率管的維護(hù)和散熱問(wèn)題要思索功率管的維護(hù)和散熱問(wèn)題在

61、分析方法上，通常采用圖解法在分析方法上，通常采用圖解法功率放大電路的分類功率放大電路的分類OCiiB=常常數(shù)數(shù)QCQIOCiwtOCiCEviB=常常數(shù)數(shù)QCQIOCiwtOCiiB=常常數(shù)數(shù)QOCiwtOCiiB=常常數(shù)數(shù)QOCiwt(a)甲甲類類放放大大(b)甲甲乙乙類類放放大大(c)乙乙類類放放大大(d)丙丙類類放放大大CEvCEvCEv甲類放大的甲類放大的定義與導(dǎo)通定義與導(dǎo)通角的概念角的概念甲類放大的甲類放大的效率最高為效率最高為50%50%提高放大效提高放大效率的思緒率的思緒甲乙類、乙甲乙類、乙類、丙類放類、丙類放大電路大電路不同電路的不同電路的非線性失真非線性失真乙類互補(bǔ)功率放大電

62、路的電路組成乙類互補(bǔ)功率放大電路的電路組成(一一)NPNNPN管與管與PNPPNP管特性對(duì)稱管特性對(duì)稱輸入與輸出輸入與輸出信號(hào)的銜接信號(hào)的銜接采用正、負(fù)采用正、負(fù)電源供電電源供電靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：0iv 12CEQECQCCVVV120CQCQII0,0ooVi動(dòng)態(tài)分析，忽略管子發(fā)射結(jié)閾值電壓：動(dòng)態(tài)分析，忽略管子發(fā)射結(jié)閾值電壓：正半周時(shí)正半周時(shí)T1T1導(dǎo)通導(dǎo)通T2T2截止；反之。截止；反之。設(shè)輸入為正設(shè)輸入為正弦波弦波乙類互補(bǔ)功率放大電路的電路組成乙類互補(bǔ)功率放大電路的電路組成(二二)實(shí)踐上是兩實(shí)踐上是兩個(gè)輪番任務(wù)個(gè)輪番任務(wù)的互補(bǔ)共集的互補(bǔ)共集電路的組合電路的組合導(dǎo)通角：導(dǎo)通角：90乙類任務(wù)

63、乙類任務(wù)形狀形狀乙類互補(bǔ)功率放大電路的主要參數(shù)乙類互補(bǔ)功率放大電路的主要參數(shù)(一一)O(a)1CiCCVCE1vCE(sat)VABib=常常數(shù)數(shù)cm1Icem1VO1CiCCVCE1vCE(sat)VABib=常常數(shù)數(shù)O2CiQCE(sat)VEC2voiOwtcmIcm2ICEVOwtcem2VcemV(b)Q()CCEC satVV()CCCE satVV輸出電壓的正向輸出電壓的正向動(dòng)態(tài)范圍：動(dòng)態(tài)范圍：輸出電壓的負(fù)向輸出電壓的負(fù)向動(dòng)態(tài)范圍：動(dòng)態(tài)范圍：乙類互補(bǔ)功率放大電路的主要參數(shù)乙類互補(bǔ)功率放大電路的主要參數(shù)(二二)輸出功率：輸出功率：設(shè)輸出電壓幅度為設(shè)輸出電壓幅度為omV效率：效率：1

64、2omcemcemVVV12/omomLcmcmIVRII2/2/(2)oomomomLPV IVR電源供應(yīng)的功率：電源供應(yīng)的功率：2CComDCLVVPR4oomDCCCPVPVmax78.5%4乙類互補(bǔ)功率放大電路功率管參數(shù)選擇乙類互補(bǔ)功率放大電路功率管參數(shù)選擇最大管耗：最大管耗：/CMCCLIVR()2BR CEOCCVV21max2max2max10.2CCTTLoVPPRP留意當(dāng)留意當(dāng) 時(shí)管耗最大，而不時(shí)管耗最大，而不是說(shuō)是說(shuō) 最大或者最大或者 最大時(shí)管耗最大。最大時(shí)管耗最大。為了平安，要求為了平安，要求2/omCCVVomVoPmax0.2CMoPP2/2/(2)oomomomLP

65、V IVR2CComDCLVVPR乙類互補(bǔ)功率放大電路中的交越失真乙類互補(bǔ)功率放大電路中的交越失真為了消除交越失真，可以給兩管安排適為了消除交越失真，可以給兩管安排適宜的任務(wù)點(diǎn)，使得晶體管的導(dǎo)通時(shí)間略宜的任務(wù)點(diǎn)，使得晶體管的導(dǎo)通時(shí)間略大于半個(gè)周期，導(dǎo)通角介于大于半個(gè)周期，導(dǎo)通角介于90-18090-180度之度之間，稱為甲乙類任務(wù)形狀間，稱為甲乙類任務(wù)形狀甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路的任務(wù)原理甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路的任務(wù)原理甲乙類互補(bǔ)輸甲乙類互補(bǔ)輸出級(jí)的偏置電出級(jí)的偏置電路除了為電路路除了為電路設(shè)置適宜的靜設(shè)置適宜的靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)外，態(tài)任務(wù)點(diǎn)外，應(yīng)能保證兩管應(yīng)能保證兩管基極鼓勵(lì)信號(hào)基極鼓勵(lì)信號(hào)幅度根本相等，幅度

66、根本相等，使輸出電壓的使輸出電壓的正、負(fù)峰值對(duì)正、負(fù)峰值對(duì)稱稱甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路的直流偏置電路甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路的直流偏置電路(一一)推進(jìn)推進(jìn)級(jí)級(jí)(鼓鼓勵(lì)級(jí)勵(lì)級(jí))T3T3的的有源有源負(fù)載負(fù)載4152BEQBEQBEQEBQVVVV交流時(shí)的分析交流時(shí)的分析甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路的直流偏置電路甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路的直流偏置電路(二二)T4T4、R1R1、R2 R2組成組成的的“恒壓源為恒壓源為偏置電路，又稱偏置電路，又稱為為VBEVBE倍增電路倍增電路14()BQif II24412BEQCEQRVVRR412124(1/)CEQBEQEBQBEQVVVRR V甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路的參數(shù)計(jì)算方法甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路的參數(shù)計(jì)算方法CQI對(duì)于甲乙類互補(bǔ)輸出級(jí)，由對(duì)于甲乙類互補(bǔ)輸出級(jí)，由于靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)很低，于靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)很低，很小，很小，比信號(hào)電流幅度小得多，所比信號(hào)電流幅度小得多，所以定量計(jì)算時(shí)，為了簡(jiǎn)單，以定量計(jì)算時(shí)，為了簡(jiǎn)單，可忽略靜態(tài)電流的影響，按可忽略靜態(tài)電流的影響，按乙類任務(wù)形狀進(jìn)展計(jì)算乙類任務(wù)形狀進(jìn)展計(jì)算單電源供電的互補(bǔ)功率放大電路原理單電源供電的互補(bǔ)功率放大電路原理OCL(Output Cap