电路与电子学基本放大电路

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1、5/22/2021 1目 录 第 5 章 基 本 放 大 电 路 5/22/2021 2目 录 第 5章 基 本 放 大 电 路5.1 共 射 极 放 大 电 路5.4 静 态 工 作 点 的 稳 定5.5 射 极 输 出 器5.7 多 级 放 大 电 路 5.10 场 效 晶 体 管 放 大 电 路5.8 差 分 放 大 电 路5.9 功 率 放 大 器*5.6 共 基 极 电 路5.2 放 大 电 路 的 静 态 分 析5.3 放 大 电 路 的 动 态 分 析 5/22/2021 3目 录 第 5章 基 本 放 大 电 路 5/22/2021 4目 录 5.1 晶 体 管 共 发 射 极

2、 放 大 电 路5.1.1 共 发 射 极 放 大 电 路 的 组 成+UCCRCC1 C2TRB + R Lui uoRSuS EC输 入 端 接 低 频 交 流 电 压 信 号 ui输 出 端 接 负 载 电 阻 L， 输 出 电 压 为 uoECRBEB 5/22/2021 5目 录 1. 元 件 作 用 集 电 极 电 源 UCC 电 路 的 能 源 、 给 晶 体 管 加 偏 置 电 路 的 核 心 元 件 。 工 作 在 放 大区 ， 利 用 其 电 流 放 大 作 用 ， 将微 弱 的 电 信 号 进 行 放 大 。 晶 体 管 T 基 极 电 阻 RB 确 定 的 静 态 工

3、作 点 Q 集 电 极 电 阻 RC 实 现 电 路 的 电 压 放 大u i iB iC uCE uoui iB iC uCE uo 耦 合 电 容 C1、 C2 隔 直 流 通 交 流 对 直 流 视 为 开 路 对 交 流 视 为 短 路 +UCCRCC1 C2TRB + RLui uoiCiB uCE 5/22/2021 6目 录 2. 直 流 通 路 和 交 流 通 路 +UCCRC TRB ICIB UCEUBE RC TRB RLui uoicib uceube+UCCRCC1 C2TRB + RLui uoiCiB uCEuBE原 电 路 直 流 通 路 交 流 通 路RCTR

4、B RLui uoicib uceube直 流 分 量 （ 静 态 值 ） ： 大 写 大 注 I B IC UBE UCE总 电 量 （ 瞬 时 值 ） ： 小 写 大 注 iB iC uBE uCE 交 流 分 量 （ 瞬 时 值 ） ： 小 写 小 注 ib ic ube uce 交 流 分 量 （ 有 效 值 ） ： 大 写 小 注 Ib Ic Ube Uce 5/22/2021 7目 录 总 电 量 = 直 流 分 量 + 交 流 分 量bBB iIi cCC iIi beBEBE uUu ceCECE uUu IB to to ib to iBA40A20A20 A20A40A60

5、以 基 极 电 流 iB为 例 波 形 如 图 所 示 5/22/2021 8目 录 5.3.2 静 态 分 析 1.由 直 流 通 路 确 定 静 态 工 作 点 +UCCRC TRB ICIB UCEUBE直 流 通 路 CCCCCE BC BCCB BECCB RIUU II RURUUI 5/22/2021 9目 录 用 估 算 法 计 算 静 态 工 作 点 。已 知 ： UCC=12V， RC=4k， RB=300k ， =37.5解 ： A40mA04.030012BCCB RUI mA5.104.05.37 BC II V645.112CCCCCE RIUU注 意 ： 电 路

6、中 IB和 IC的 数 量 级 例 +UCCRC TRB ICIB UCEU BE 5/22/2021 10目 录 2. 由 图 解 法 求 静 态 工 作 点 Q CCCRU UCC 先 找 出 IB 对 应 的 输 出 特 性 曲 线然 后 在 输 出 特 性 上 作 出 直 流 负 载 线IC U CEo BCCB RUI QCEUCI交 点 为 Q点 CCCCCE RIUU 直 流 负 载 线 方 程横 轴 的 截 距 为 UCC纵 轴 的 截 距 为 CCCRU直 流 负 载 线 斜 率 C1tan R 5/22/2021 11目 录Q点 太 低 容 易 截 止 CCCRU UCCI

7、C UCEo Q IB3. 电 路 参 数 对 Q 的 影 响 UCC 、 RC 一 定 时 ， 改 变 RBRB IB Q RB IB Q Q点 太 高 容 易 饱 和 Q1 IB1Q2 IB2 5/22/2021 12目 录 UCC 、 RB 一 定 时 ， 改 变 RC UCCIC UCEo Q IBRC 负 载 线 平 缓 Q1 Q2Q1点 靠 近 饱 和 区RC 负 载 线 陡 直RC = 0时 ， 无 电 压 放 大 作 用 RC、 RB 一 定 时 ， 改 变 UCC U CC1IC UCEo Q2 IB2UCC2UCC3IB3Q3 IB1Q1 直 流 负 载 线 斜 率 不 变

8、直 流 负 载 线 平 行 移 动BCCB RUI UC C Q 5/22/2021 13目 录 5.3.2 放 大 电 路 的 动 态 分 析 1.微 变 等 效 电 路 法 晶 体 管 的 微 变 等 效 电 路 等 效 的 条 件 工 作 范 围 在 特 性 曲 线 的 线 性 段小 信 号 （ 微 变 信 号 ） mV、 V级=常 数 等 效 电 路 引 出eb cu be uceib ic b e cube ucerbeib icib 5/22/2021 14目 录 UBEIBbbeBBEbe iuIUr 晶 体 管 的 输 入 电 阻 ： )mA(mV26)1(300 Ebe Ir

9、 iB uBEQo Q1Q2UBEIB iC u CEo Q1 Q2QUCEIC IBIC晶 体 管 的 电 流 放 大 系 数 ：bcBC iiII bc ii 输 出 端 相 当 于 一 个 受 ib控制 的 电 流 源 。输 入 端 相 当 于 电 阻 rbe 5/22/2021 15目 录 cceCCE iuIUrce 晶 体 管 的 输 出 电 阻 rce ：rce可 视 为 开 路iC uCEUCE ICo b e cube ucerbeib icib rce cerI 、0C 5/22/2021 16目 录 对 交 流 信号 ui而 言 短 路 +UCC短 路置 零 放 大 电

10、路 的 微 变 等 效 电 路RB RCC1 C2RLui uo 5/22/2021 17目 录rbe ibibii icui uoRB RC RL将 交 流 通 道 中 的 晶 体 管 用 微 变 等 效 电 路 代 替 RCTRB RLui uoicib uceube 5/22/2021 18目 录 3. 动 态 性 能 指 标 的 计 算(1)电 压 放 大 倍 数 Au rbe ibibii icui uoRB RC RLbeb LCb )/(rIU RRIUio beLbeb LCb )/( rRrI RRIUUA iou 其 中 ， RL=RC / RL;负 号 表 示 uo与 u

11、i 反 相 ; beCrRA ou 可 见 ： RL愈 大 ， Au愈 高 。 一 般总 希 望 负 载 电 阻 RL大 一 些 。输 出 端 开 路 时 5/22/2021 19目 录 rbe ibibii icui uoRB RC RLRSuS源 电 压 放 大 倍 数 SuA beS LSbeL SSSS rR RrR rrR rR rAUUUUUUA ii iiuiioou 式 中 ri = RB/rberbe （ 通 常 RB rbe）SuA可 见 ： RS愈 小 ， 愈 高 。 一 般 希 望 RS小 一 些 5/22/2021 20目 录 (2) 输 入 电 阻 ri放 大 电

12、路 是 信 号 源 （ 或 前 一 级 ） 的 负 载 ， 输 入 电阻 ri就 是 信 号 源 （ 或 前 一 级 ） 的 负 载 电 阻 。r i ii 减 轻 信 号 源 负 担iii IUr rbe ibibii icui uoRB RC RLRSuSbeB rURUI iii bebeB / rrRIUr iii riuiuo本 级 Au ri前 一 级 RL前 一 级 Au 一 般 要 求 ：输 入 电 阻 ri越 高 越 好 5/22/2021 21目 录 (3) 输 出 电 阻 ro rbe ibibii icui uoRB RC RLRSuS0o s UooIUr C,0o

13、LS RIUr RUoo 一 般 要 求 ：输 出 电 阻 ro越 小 越 好放 大 电 路 是 负 载 （ 或 后 一 级 ） 的 信 号 源 ， 其 等 效信 号 源 的 内 阻 就 是 输 出 电 阻 roro 带 负 载 能 力 强ro后 一 级 RS 后 一 级 Aus Ib = 0Ib = 0S = 0 oUoI 5/22/2021 22目 录 Looo )1( RUUr LLo oo )( RRr UU RL OUroOU 另 一 种 计 算 输 出 电 阻 的 方 法 oU 开 路 （ 空 载 ） 时 的 输 出 电 压 oU 通 路 （ 负 载 ） 时 的 输 出 电 压 o

14、Urbe IbIbIi IcUi RB RCRSUS oURL 5/22/2021 23目 录 4. 放 大 电 路 其 它 性 能 指 标 的 介 绍 （ 1） 波 形 的 非 线 性 失 真 Q点 太 低 ， 信 号 进 入 截 止 区uoiC uCEo QiC 截 止 失 真 ：截 止 区 截 止 失 真消 除 截 止 失 真 的 方 法 ： 减小 R B阻 值 ， 增 大 IB， 提 高Q点 的 位 置 。 5/22/2021 24目 录 iC uCEo QiC uoQ点 太 高 ， 信 号 进 入 饱 和 区 饱 和 失 真 ： 消 除 饱 和 失 真 的 方 法 ： 增大 R B阻

15、 值 ， 减 小 IB， 降 低Q点 的 位 置 。饱 和 区饱 和 失 真 5/22/2021 25目 录 iC uCEo Q uoiC 总 之 ， 设 置 合适 的 静 态 工 作点 ， 并 且 输 入的 信 号 幅 度 适中 ， 可 避 免 放大 电 路 产 生 非线 性 失 真 。 5/22/2021 26目 录 (2) 通 频 带Aum0.7Aum fL下 限 截止 频 率 fH上 限 截止 频 率通 频 带 ： BW = fH fLAu=f（ f） fAuo(3)最 大 输 出 幅 度 +UCCRCC1 C2RB + RLui uoiCiBuBE Cof XC耦 合 电 容 C1、

16、 C2 分 压 uo Au f 寄 生 电 容 C o分 流 io uo Au oCX 5/22/2021 27目 录 5.4 静 态 工 作 点 的 稳 定5.4.1 温 度 对 静 态 工 作 点 的 影 响 BCCB RUI 固 定 偏 置 放 大 电 路 中 Q 温 度 升 高时 ， 输 出特 性 曲 线上 移 ， 造成 Q点 上移温 度 T I CEO IC QiC uCEQo Q点 不 稳 定IB=020A40A60A80A100AIB=020A40A60A80A100A温 度 T IC Q Q点 不 稳 定 5/22/2021 28目 录 5.4.2 分 压 式 偏 置 放 大

17、电 路 B21 III 2B1B CC21 RR UII 2B2B RIU CC2B1B 2B URR R EEBEBBE RIUUUU EBE BEBEEEC RURUURUII 可 见 IC与 温 度 无 关 1. 稳 定 原 理 RB1 +UCCRCC1 C2RB2 CERE RLui uoB EI1IBI2 BE BEB UU UU 则 时 ， 5/22/2021 29目 录温 度 T UBEIBIC UEIC RB1 +UCCRCC1 C2RB2 CERE RLui uoB EI1IBI2 UB不 变通 过 自 动 调节 使 电 流 IC基 本 不 变 。 B21 )105( III

18、 BEB )105( UU 要 求 ： 5/22/2021 30目 录 CC2B1B 2B URR RU B E BEBEC RUUII CB II EECCCCCE RIRIUU UB RB1 RCC1 C2RB2 CERE RLI1I2IB+ + +UCCui uo+ ICRSeS+ 5/22/2021 31目 录 对 交 流 ： 旁 路 电 容 CE 将 R 短 路 ， R 不 起作 用 ， Au， ri， ro与 固 定 偏 置 电 路 相 同 。 如 果 去 掉 CE ，Au， ri， ro ？旁 路 电 容RB1 RCC1 C2RB2 CERE RL+ + +UCCui uo+ R

19、SeS+ 5/22/2021 32目 录 RB1 RCC1 C2RB2 CERE RL+ + +UCCui uo+ RSeS+ 2B1BB /RRR iUiI bI cI oUbISE eIBRI 5/22/2021 33目 录 Ebe L ) 1( Rr RAu beLrRAu EbeB2B1i )1( R/R/Rr r Co Rr beBi r/Rr Co Rr 5/22/2021 34目 录 ？即 ： Sos EUAu 考 虑 信 号 源 内 阻 RS 时 iS ibeLs rR rrRAu 所 以 Sos EUAu Siio EUUU SiEUAu iS iSi rR rEU irRB

20、1 RCC1 C2RB2 CERE RL+ + +UCCui uo+ RSeS+ 5/22/2021 35目 录 在 图 示 放 大 电 路 中 ， 已 知 UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7k， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ， 晶 体 管 =50， UBE=0.6V, 试 求 :(1) 静 态 工 作 点 IB、 IC 及 UCE；(2) 画 出 微 变 等 效 电 路 ；(3) 输 入 电 阻 ri、 ro及 Au。 RB1 RCC1 C2RB2 C ERE1 RL+ + +UCCui uo+ RE2 5/22/2021 36目

21、录 V3V12206020CCB2B1 B2B URR RU mA8.0 mA3 6.03E BEBEC RUUII A16 A500.8C B II V8.4 V38.068.012 )( 1E1EECCCCCE RRIRIUU RB1 RCRB2 RE1 +UCCRE2 +UCEIEIB ICVB 5/22/2021 37目 录k6Co Rr k86.18.02651200I26) 1(200 Ebe r k 15/ 2B1BB RRR其 中 EbeBi ) 1(/ RrRr k03.8 Ebe L ) 1( Rr RAu 69.8 iUiI bI cI oUbISE eIBRI 5/22

22、/2021 38目 录 RB +UCCC1 C2R RLui+ uo+es+RS 5.5 射 极 输 出 器 5/22/2021 39目 录EB BECCB )1( RR UUI BE )1( II EECCCE RIUU +UCCRB R +UCE+ UBE IIBICRB +UCCC1 C2R RLui+ uo+es+RS 5/22/2021 40目 录 LEL /RRR Leo RIU Lb1 RI ）（ Lebebi RIrIU Lbbeb )1( RIrI Lbbeb Lb )1( )1( RIrI RIAu Lbe L)1(1 Rr R ）（ rbeRB RLEB C+- +-+-

23、RS iU bI cI oUbISE eIREiI 5/22/2021 41目 录 rbeRB RLEB C+- +-+-RS iU bI cI oUbISE eIREiI iBi /rRr LbeBi )1(/ RrRr Lbeb LEebebbii )1(/ RrI RRIrIIUr LEL /RRR ir ir 5/22/2021 42目 录 1 sbeo Rrr SBS /RRR RrRr 1/ sbeEo sbeE) 1 ( RR r 通 常 ：rbeRB RLEB C+- +-+-RS iU bI cI oUbISE eIREiI or 5/22/2021 43目 录 Lbe L)

24、 1( ) 1( Rr RAu LbeBi ) 1(/ RrRr Rrr 1 sbeo 5/22/2021 44目 录 5/22/2021 45目 录 在 图 示 放 大 电 路 中 ， 已 知 UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ， 晶 体 管 =60， UBE=0.6V, 信 号 源 内 阻 RS= 100， 试 求 :(1) 静 态 工 作 点 IB、 IE 及 UCE； 画 出 微 变 等 效 电 路 ；(3) Au、 ri 和 ro 。 RB +UCCC1 C2R R Lui+ uo+es+RS 5/22/2021 46目 录 mA035.0mA260

25、)(1200 6.012) (1 EB BECCB RR UUI mA14.2 0.035mA60)(1 )(1 BE II V72.7 V14.2212 EECCCE RIUU +UCCRB R +UCE+ UBE IIBIC 5/22/2021 47目 录3.176010094.0Sbeo Rrr k94.024.1266120026) (1200 Ebe Ir LbeBi ) 1(/ RrRr k7.41 Lbe L) 1( )(1 Rr RAu 98.0 rbeRB RLEB C+- +-+-RS iU bI cI oUbISE eIRE 5/22/2021 48目 录 +UCCRCC

26、B C2RLRE + +RB1RB2 RS +us +uoC1 RCRERS +us RL +uo+ +RB2RB1 UCCC1CB+ C2 5/22/2021 49目 录 CCB2B1 B2B URR RU E BEBEC RUUII II CB )( ECCCCCE RRIUU 5.6.1 静 态 分 析 估 算 法 ： RB1 RCRB2 RE +UCC+UCEIEIB ICUB 5/22/2021 50目 录 be Lbeb Lbio rRri RiuuAu ri ri 1)1( be bbebeii ririiur bebeEi )1(/ rrRrro ro = RCRCRERS +

27、us RL+uoRCRERS+us RLrbe ioicieii ib ib+ui5.6.2 动 态 分 析 11ecio ，iiiiAi 1 5/22/2021 51目 录 共 基 极 电 路 的 特 点 ：1. 无 电 流 放 大 作 用 ， 1， 且 1；4. 输 入 电 阻 小 、 输 出 电 阻 大 。2. Au 大 小 与 共 射 电 路 相 同 ；3. 输 出 电 压 与 输 入 电 压 同 相 ；共 基 极 电 路 一 般 用 于 高 频 电 路 ;或 用 作 恒 流 源 电 路 。 5/22/2021 52目 录 RCTRB RLui uoicib uceube RCRERS

28、 +us RL uoRB R RL uo+es+ RS共 射 极 电 路 共 集 电 极 电 路 共 基 极 电 路iA 1iA 1iA beL rRAu 1uA beL rRAu bebeBi / rrRr LRrRr )1(/ beBi bei rrro = RCro = RC EBS RrRRr /1/ beo 大 小大大 小 大中 小大大 大小 5/22/2021 53目 录 5 .7 多 级 放 大 电 路输入 A1 A2 An-1 An 输出1 2 n-1 n前 置 级 ： 电 压 放 大 末 前 级 末 级功 率 放 大级 间 耦 合 方 式 ： 阻 容 耦 合 、 直 接 耦

29、合 和 变 压 器 耦 合 。阻 容 耦 合 ： 用 于 分 立 元 件 多 级 交 流 放 大 电 路直 接 耦 合 ： 用 于 放 大 缓 变 信 号 和 直 流 信 号 的 电 路对 耦 合 电 路 要 求 ： 各 级 静 态 工 作 点 尽 可 能 独 立尽 可 能 减 小 传 输 信 号 的 损 失 和 失 真 5/22/2021 54目 录 5.7.1 阻 容 耦 合 放 大 电 路 +UCCRS RB1ui C2 C3RB2 RL uoC1 RC2T1 T2uS RC11. 静 态 分 析由 于 电 容 有 隔 直 各 级 的 静 态 工 作点 独 立 （ 各 级 静态 值 单

30、独 计 算 ）2. 动 态 分 析 R C1 RB2 RC2 RLRS RB1su iu 1ber 1bi 1bi 2bi ou2ber 2bi画 出 微 变 等 效 电路 计 算 电 压 放 大倍 数 及 输 入 电 阻和 输 出 电 阻 5/22/2021 55目 录 ir 2ir or第 一 级 ： be1 L1111 r RUUA iou ;/ 2C1L1C1L1 irRRRR 其 中 ： be2B22L1 / rRrR i 第 二 级 ： be2 L2222 r RUUA iou ;/ LC2L2 RRR 其 中 ：总 的 电 压 放 大 倍 数 ： 21 uuu AAA 输 入 电

31、 阻 ： be1be1B11 / rrRrr ii 22 Coo Rrr 输 出 电 阻 ： RC1 RB2 RC2 RLRS RB1su iu 1ber 1bi 1bi 2bi ou2ber 2bi 5/22/2021 56目 录 5.7.2 直 接 耦 合 放 大 电 路 直 接 耦 合 存 在 的 两 个 问 题 前 后 级 静 态 工 作 点 相 互 影 响零 点 漂 移 直 接 耦 合 方 式 不 但 能 放 大 交 流 信 号 ，而 且 能 放 大 变 化 极 其 缓 慢 的 超 低 频 信 号 以及 直 流 信 号 。 因 此 直 接耦 合 放 大 电 路比 交 流 放 大 电路

32、 ， 用 途 广 ，通 频 带 宽 。 fAuoAum0.7Aum f L fH交 流直 流 5/22/2021 57目 录 1. 前 后 级 静 态 工 作 点 相 互 影 响 +UCCuoT2ui RB1 T1RC1 RC2RB2 UC1UBE2静 态 （ ui = 0） 时UC1 = UBE2 = 0.6V，T1处 于 临 界 饱 和 状 态RC1 偏 小 ， T2易 饱 和R E2 UE2 UC1 +UCCuoT2ui RB1 T1RC1 RC2RB2 UC1UBE2 RE2UE2 +UCCuoT2ui RB1 T1RC1 RC2RB2 UC1UBE2 DZUZ RUZ UE2 UC1

33、 5/22/2021 58目 录 +UCCT2RB1 T1RC1 RC2RB2 DZUZ R2. 零 点 漂 移 （ 零 漂 ） ui=0 uo 0Ui = 0时 ， uo 0uo随 时 间 无 规 则 缓 慢 的 变 化 影 响 ：淹 没 真 正 的 输 出 信号 ， 以 假 乱 真 时 电路 无 法 正 常 工 作 。 主 要 原 因 ： 晶 体 管 参 数 受 温 度 影 响 温 度 变 化 IC UCE Uo 0 第 一 级 电 路 的 零 漂 逐 级 放 大 ， 对 电 路 影 响 最 大 抑 制 零 漂 最 有 效 的 方 法 是 采 用 差 动 放 大 电 路 5/22/2021

34、 59目 录 5.8 差 分 放 大 电 路5.8.1 差 分 放 大 电 路 的 工 作 原 理ui1 +UCCRC T1RB RCT2 RB ui2REUEEuo结 构 ： 电 路 左 右 对 称信 号 从 两 管 的 基极 输 入 ， 从 两 管的 集 电 极 输 出 。1. 零 漂 的 抑 制uo= uC1 - uC2 = 0当 ui1 = ui2 = 0 时 ：温 度 I C1 UC1 IC2 UC2 UC1 = UC2uo= UC1 - UC2 = 0 5/22/2021 60目 录 ui1 +UCCRC T1RB RCT2 RB ui2REUEEuo2. 信 号 的 输 入 共

35、模 输 入共 模 信 号 ：ui1 = ui2ui1 iC1 uC1 iC2 uC2 uC1 = uC2uo= uC1 - uC2 = 0ui2 差 放 电 路 抑 制 共 模 信 号 零 漂 信 号 是 特 殊的 共 模 信 号 5/22/2021 61目 录 差 模 输 入 ui1 +UCCRC T1RB RCT2 RB ui2REUEEuo差 模 信 号 ：ui1 = ui2ui1 iC1 uC1 i C2 uC2 |uC1 | = | uC2 | uo= 2| uC1 | 0ui2 差 放 电 路 放 大 差 模 信 号uo= Ad （ ui1 ui2 ）放 大 输 入 信 号 的 差

36、 值 5/22/2021 62目 录 差 分 输 入 （ 比 较 输 入 、 任 意 输 入 ）ui1 +UCCRC T1RB RCT2 RB ui2REUEEuo差 分 信 号 可 以 分解 为 一 对 共 模 信号 和 一 对 差 摸 信号 的 组 合 ： icidi uuu 2 icidi uuu 1 2 21c iii uuu 2 21d iii uuu 其 中 ： ui1= 8mVui2= 4mV = 6mV+2mV= 6mV-2mV 5/22/2021 63目 录 3. 发 射 极 电 阻 RE的 作 用 RE对 差 模 信 号 无 作 用 ui1 +UCCRC T1RB RCT2

37、 RB ui2REUEEuoib1 ib2ie1 ie2ieueube1 ube2RE对 差 模信 号 可 视为 短 路ui1 ie1 i e2 ie = ie1 + ie2 ie RE = 0ui2 ie不 变 5/22/2021 64目 录 RE对 共 模 信 号 的 负 反 馈 作 用 ui1 +UCCRC T1RB RCT2 RB ui2REUEEuoib1 ib2ie1 ie2ieueube1 ube2ie1 i e2 ui1 ui2 ie = ie1 + ie2 ueuc1 uc2 ube2ube1 uc1 uc2 对 于 每 个 管 来 说 就 像是 在 发 射 极 与 地 之

38、间连 接 了 一 个 2RE电 阻 RE可 以 降 低 各 单 管 对共 模 信 号 的 放 大 倍 数 RE越 大 ， 抑 制 共 模信 号 的 能 力 就 越 强 5/22/2021 65目 录 在 实 用 电 路 中 ， 常 用 晶 体 管 组 成 的 恒 流 源 代替 电 阻 RE， 来 提 高 抑 制 共 模 信 号 的 能 力 ui1 +UCCRC T1RB RCT2 RB ui2ISU EEuo晶 体 管 动 态 电 阻 大 增 大 RE 提 高 抑 制 共 模 能 力 晶 体 管 静 态 电 阻 小 减 小 负 电 源 UEE 5/22/2021 66目 录 5.8.2 动 态

39、 分 析 差 模 电 压 放 大 倍 数1 信 号 输 入 :21 ii uu 2 2 ii uu 双 端 输 入 为 差 模 输 入 1.双 端 输 入 双 端 输 出 的 电 路ui1 +UCCRC T1RB RCT2 RBui2REUEEuou iRLR R双 端 输 入 双 端 输 出 的 电 路C1 C2 5/22/2021 67目 录 差 模 信 号 通 路 :T1单 边微 变 等效 电 路 RB u od1B1 E C1 RCib1ui1 rbe1ib1 2 ui2 ui1 uod1 uod2 uodC1B1 C2E B2RCT1RB RCT2 RBib2ib1 ic1 ic2

40、5/22/2021 68目 录 3 差 模 电 压 放 大 倍 数 :差 模 电 压 放 大 倍 数 : i1od1d1 uuA iodd uuA 单 边 差 模 放 大 倍 数 : 1 11 11 )( beB C beBb Cbd rR R rRi RiA 21 dd AA uod1B1 E C1 RCib1ui1 rbe1ib1RB 5/22/2021 69目 录 1d22d11d2od1odd Au uAuAu uuA i iii 若 差 动 电 路 带 负 载 RL(接 在 C1与 C2之 间 ), 对于 差 动 信 号 而 言 ， RL中 点 为 零 电 位 , 所 以 放 大倍

41、数 ： berR RRA B LCd )2/( 总 的 差 动 电 压 放 大 倍 数 ： u i1 +UCCRC T1RB RCT2 RBui2REUEEuouiRLR R双 端 输 入 双 端 输 出 的 电 路C1 C2 5/22/2021 70目 录ro = 2 RC )(2 Bbe Rrri 输 入 电 阻 ：输 出 电 阻 ： 4 输 入 、 输 出 电 阻 :uod1ui1 RB B1 EC1 RCib1rbeib1 uod2 RBB2EC2RCib2 rbeib2 ui2rori1 ri2ri = ri1+ri2 5/22/2021 71目 录 共 模 电 压 放 大 倍 数

42、和 共 模 抑 制 比双 端 输 出 时 ； 共 模 输 出 电 压 uoc = 0， 所 以 ：共 模 电 压 放 大 倍 数 ： Ac = 0KCMRR AC = 0共 模 抑 制 比 :KCMRR = KCMRR (dB) = cdAA cdAAlog20 5/22/2021 72目 录 2.单 端 输 入 单 端 输 出 的 电 路 ui1 +UCCRC T1RB RCT2 RBui2REUEEuo1ui单 端 输 入 单 端 输 出 的 电 路uo2 差 模 电 压 放 大 倍 数1 信 号 输 入 : iiii uuuu 221 022 2 iii uuu单 端 输 入 也 有 差

43、 模 输 入对 差 模 信 号 而 言 ， 单 端 输 入 与 双 端输 入 的 效 果 一 样 5/22/2021 73目 录 uodRB B1 E C1 RCib1ui rbe1ib1差 模 信 号 通 路 :23 差 模 电 压 放 大 倍 数 : )(2 212 11i1odiodd beB CbeB C rR RrR RuuuuA 本 管 输 入 本 管 输 出 时 ： uod 与 ui 反 相本 管 输 入 他 管 输 出 时 ： uod 与 ui 同 相 5/22/2021 74目 录ro = RC )(2 B1be Rrri 输 入 电 阻 ：输 出 电 阻 ： 4 输 入 、

44、 输 出 电 阻 : uodRB B1EC1 RCib1ui rbe1ib1 5/22/2021 75目 录 共 模 信 号 通 路 : 共 模 电 压 放 大 倍 数 和 共 模 抑 制 比uic uoc2REERC T1RB ic1ie1 微 变 等 效 电 路uic ic1RB uocib1 RCib12RE ie1rbe1 E1bBicocc )1(2 RrR RuuA c 共 模 电 压 放 大 倍 数 5/22/2021 76目 录 共 模 抑 制 比单 端 输 出 时 ， REAC KCMRR KCMRR = KCMRR (dB) =cdAA cdAAlog20 EE1bBcoc

45、c 2)1(2 RRRrR RuuA cci 4.双 端 输 入 单 端 输 出 的 电 路3.单 端 输 入 双 端 输 出 的 电 路单 端 输 入 双 端 输 出 与 双 端 输 入 双 端 输 出 的 电 路 一 样双 端 输 入 单 端 输 出 与 单 端 输 入 单 端 输 出 的 电 路 一 样 5/22/2021 77目 录 差 放 电 路 小 结 ： 放 大 差 模 信 号抑 制 共 模 信 号 （ 抑 制 零 漂 ） ；差 分 信 号 可 分 解 为 一 对 共 模 信 号 和 一 对 差 摸 信 号1. 信 号 的 输 入2. 发 射 极 电 阻 RE的 作 用 RE对

46、差 模 信 号 不 起 作 用 （ 视 为 短 路 ） RE对 共 模 信 号 有 负 反 馈 作 用 ； RE越 大 ， 抑 制 共 模 信 号 的 能 力 就 越 强 3. 输 入 、 输 出 方 式 对 差 模 信 号 而 言 ， 单 端 输 入 与 双 端 输 入 的 效 果 一 样对 差 模 信 号 而 言 ， 单 端 输 出 与 双 端 输 出 的 效 果 不 同 5/22/2021 78目 录 双 端 输 出 时 ： Ac = 0； KCMRR =;)2/( B LCd berR RRA ro = 2RC输 出 电 阻 ： 单 端 输 出 时 ： ;)(2 )/( B LCd b

47、erR RRA ;2 ECc RRA REAC KCMRR ro = RC输 出 电 阻 ： 单 端 输 入 或 双 端 输 入 时 ：输 入 电 阻 ： )(2 Bbe Rrri 5/22/2021 79目 录具 有 恒 流 源 的 实 际 差 动 放 大 电 路 1.晶 体 管 T3为 恒 流 源T3工 作 在 放 大 区 具 有恒 流 特 性 。 可 以 使 共模 放 大 倍 数 Ac0， 共模 抑 制 比 KCMR2.调 零 点 位 器 RP 解 决 两 边 电 路 不 完 全对 称 ， 带 来 的 零 漂 问 题R P的 取 值 约 几 十 到 几 百 欧 姆 实 际 差 动 放 大

48、 电 路 -UEET3RP IC3=ISRB1 RB2 RE ui2ui1 uo1 uo2T2T1 RBRBRC RC +UCC思 考 题 ： 5-5 5/22/2021 80目 录 5.10 场 效 应 管 放 大 电 路 5/22/2021 81目 录 场 效 应 管 的 微 变 等 效 电 路 gsduigm 跨 导ddsds iur 漏 极 输 出 电 阻g s dgsu di dsu sg d rDSgsu gsugm dsu很 大 ， 可 忽 略 5/22/2021 82目 录 5.10.1 共 源 极 放 大 电 路 计 算 ： UDS和 ID+UDD+20V uoR Sui C

49、SC2C1RG 1 RDRGRG 2 RL150k50k1M 10k10kG D S 10k 1. 静 态 分 析 已 知 ：UG S（ off） = -5Vgm=0.312msIDSS= 1mA 5/22/2021 83目 录 V5DDG 2G 1 G 2G URR RU 2G S 2G S(off)G SDSSD )51(1 )1( UUUII D SDG SGG S 105 I RIU UUU +UDD+20V uoRSui CSC2C1RG 1 RDRGRG 2 RL150k50k1M 10k10kG D S 10k DG S 105 IU 2G SD )51(1 UI 5/22/20

50、21 84目 录 DG S 105 IU 2G SD )51(1 UI mA64.1V,4.11)1( DG S IU mA61.0V,1.1)2( DG S IU UG S UG S（ off） 舍 去解 得 两 组 解 V8.7)( mA61.0V,1.1 SDDDDDS DG S RRIUU IU静 态 工 作 点 : 5/22/2021 85目 录 2. 动 态 分 析r i rogsUUi )/( LDgs RRUgU mo Lmio RgUUAu iU gsU oU dI gsmUg sgRG 2RG 1RG RLd RLRD 5/22/2021 86目 录G21G )/( RRR

51、Rr GGi M0375.1 ro=RD=10Ks gRG 2RG 1RG d RLRD rori 56.11010 1010312.0Lmio RgUUAu 5/22/2021 87目 录 5.10.2 共 漏 极 放 大 电 路 源 极 输 出 器 uo+UDDRSuiC1 RG 1RG 2 RLDS C2G 5/22/2021 88目 录 微 变 等 效 电 路 ： Lgsmgs Lgsm RUgU RUgUUA iou 11 LmLm RgRg iU gsU oUdIgsmUg gRG 2RG 1 s d RLRS电 压 放 大 倍 数 ： 5/22/2021 89目 录 iU gsU oUdIgsmUg gRG 2RG 1 s d RLRSri输 入 电 阻 ： 21 / GGi RRr 5/22/2021 90目 录 输 出 电 阻 ro： 用 加 压 求 流 法 mgsm gs 1gUgUIUro Soo /Rrr 作 业 ： 5-20 gsU UIgsmUg gRG 2RG 1 s d RS ro ro mmgR RgRr 1/1S SSo 5/22/2021 91目 录 第 5 章结 束