第2章放大电路的基本原理和分析方法详解.ppt
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第2章 放大电路的基本原理和分析方法 2.1 放大的概念 2.2 放大电路的主要技术指标 2.3 单管共发射极放大电路 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 三极管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 2.1 放大的概念 本质:实现能量的控制。 在放大电路中提供一个能源,由能量较小的 输入信号控制这个能源,使之输出较大的能量,然 后推动负载。 小能量对大能量的控制作用称为放大作用。 放大的对象是变化量。 元件:双极型三极管和场效应管。 作业(P105-106):习题2-10、2-13、2-14 2.6.3 三种基本组态的比较 大(数值同共射电路,但同相) 小(小于、近于 1 ) 大(十几 ~ 一几百) 小 大 (几十 ~ 一百以上) 大 (几十 ~ 一百以上) 电 路 组态 性能 共 射 组 态 共 集 组 态 共 基 组 态 C1 C2 VCC Rb2 Rb1 + + + + + _ _ Re Cb RL C1 Rb +VCC C2 RL ? + Re + + + ? C1 Rb +VCC C2 RL ? + + + + ? Rc 2.6.3 三种基本组态的比较 频率响应 中 (几百千欧 ~几兆欧) Rc 大 (几欧 ~ 几十欧) 中 (几十千欧~几百千欧) Rc 小 (几欧 ~几十欧) 大 (几十千欧以上) 中 (几百欧~几千欧) rbe 组态 性能 共 射 组 态 共 集 组 态 共 基 组 态 差 较好 好 作业(P106-107):习题2-15、2-16、2-18 课外作业(P107):习题2-19、习题2-17* 2.7 场效应管(FET)放大电路 BJT与FET的共同点 都是核心元件 都有三个电极 都是非线性元件 分析方法基本相同 BJT与FET的不同点 单极型 ≥107Ω UGSQ gm 小 uGS FET 双极型 ~1kΩ IBQ β 大 iB BJT 类型 输入电阻 静态设置 控制能力 控制变量 元件 2.7.1 共源极放大电路 图 2.7.1 共源极放大电路的原理电路 为了使场效应管工作在恒 流区实现放大作用,应满足: UGS(th) 是N 沟道增强型 MOS 管的开启电压。 1. 静态分析 图 2.7. 1 共源极放大原理电路 两种方法 近似估算法 图解法 (1) 近似估算法 输入回路: IG=0,UGSQ = VGG (当 uGS UGS(th)) 输出回路: (2) 图解法 图 2.7.bc1 用图解法分析共源极放大电路的 Q 点 利用式 uDS = VDD - iDRD 画出直流负载线。 图中 IDQ、UDSQ 即为静态值。 VDD IDQ UDSQ Q 2. 动态分析 iD 的全微分为: 上式中定义: FET的低频跨导 。 FET漏源之间等效电阻。 (1) 微变等效电路 若输入正弦信号,则可写为相量代替上式 根据上式做等效电路如图所示。 图 2.7.5 场效应管的微变等效电路 因Ig=0,故栅极悬空。 是一个受控源。 rDS 微变参数 gm 和 rDS (1) 根据定义通过在特性曲线上作图方法中求得。 (2) 用求导的方法计算 gm 在 Q 点附近,可用 IDQ 表示上式中 iD,则 一般 gm 约为 0.1 至 20 mS。rDS 为几百千欧的数量级。当RD<< rDS时,可认为等效电路的 rDS开路。 (2) 共源极放大电路的动态性能 图 2.7.3 共源极放大电路的微变等效电路 将 rDS 开路,则 所以 输出电阻 Ro = RD MOS管输入电阻高达 109 ?。 2.7.2 分压—自偏压式共源放大电路 1. 静态分析 (1) 近似估算法 根据输入回路列方程 图2.7.5 分压 - 自偏式共源放大电路 解联立方程求出 UGSQ 和 IDQ。 列输出回路方程求 UDSQ UDSQ = VDD – IDQ(RD + RS) (2) 图解法 式 及转移特性曲线可确定 UGSQ, IDQ 。 图2.7.5 分压 - 自偏式共源放大电路 根据漏极回路方程 在漏极特性曲线上做直流负载线, 与 uGS = UGSQ 的交点确定 Q,由 Q 确定 UDSQ 和 IDQ值。 UDSQ uDS = VDD – iD(RD + RS) 3 uDS/V iD/mA 0 1 2 15 2 V 10 5 uGS 4.5V
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