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1、会计学1稳定静态工作点和三种放大电路稳定静态工作点和三种放大电路一、温度对一、温度对一、温度对一、温度对静态工作静态工作静态工作静态工作点的影响点的影响点的影响点的影响 所谓所谓Q点稳定，是指点稳定，是指ICQ和和UCEQ在温度变化时基本不在温度变化时基本不变，这是靠变，这是靠IBQ的变化得来的。的变化得来的。若温度升高时要若温度升高时要Q回到回到Q，则只有减小则只有减小IBQT（）ICQQICEO若若UBEQ不变不变IBQQ第1页/共44页二、二、二、二、静态工作点稳定的静态工作点稳定的静态工作点稳定的静态工作点稳定的典型电路典型电路典型电路典型电路 直流通路？直流通路？Ce为旁路电容，在交
2、流为旁路电容，在交流通路中可视为短路通路中可视为短路1.电路组成第2页/共44页2.2.2.2.稳定原理稳定原理稳定原理稳定原理 为了稳定为了稳定Q点，通常点，通常I1 IB，即，即I1 I2；因此；因此基本不随温度变化。基本不随温度变化。设设UBEQ UBEUBE，若，若UBQ UBEUBE，则，则IEQ稳定。稳定。第3页/共44页R Re e 的的的的作用作用作用作用T()ICUE UBE（UB基本不变）基本不变）IB IC Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定。点越稳定。关于反馈的一些概念：关于反馈的一些概念：将输出量通过一定的方式引
3、回输入回路影响输入量的将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措施称为反馈。措施称为反馈。直流通路中的反馈称为直流反馈。直流通路中的反馈称为直流反馈。反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称为正反馈。称为正反馈。Re有上限值吗？有上限值吗？IC通过通过Re转换为转换为UE影响影响UBE温度升高温度升高IC增大，反馈的结果使之减小增大，反馈的结果使之减小第4页/共44页3.3.3.3.Q Q 点分析点分析点分析点分析分压式电流负反馈工作点稳定电路分压式电流负反馈工作点稳定电路Rb上静态电压是上静态电压是否可忽略不计？否可忽略不计？判断方
4、法：判断方法：第5页/共44页4.4.4.4.动态分析动态分析动态分析动态分析利利?弊弊?无旁路电容无旁路电容Ce时：时：如何提高电压如何提高电压放大能力？放大能力？第6页/共44页三、稳定静态工作点的方法三、稳定静态工作点的方法三、稳定静态工作点的方法三、稳定静态工作点的方法n n引入直流负反馈引入直流负反馈引入直流负反馈引入直流负反馈n n温度补偿：利用对温度敏温度补偿：利用对温度敏温度补偿：利用对温度敏温度补偿：利用对温度敏感的元件，在温度变化时感的元件，在温度变化时感的元件，在温度变化时感的元件，在温度变化时直接影响输入回路。直接影响输入回路。直接影响输入回路。直接影响输入回路。n n
5、例如，例如，例如，例如，R Rb1b1或或或或R Rb2b2采用热敏采用热敏采用热敏采用热敏电阻。电阻。电阻。电阻。它们的它们的它们的它们的温度系数温度系数温度系数温度系数？第7页/共44页讨论一讨论一讨论一讨论一图示两个电路中是否采用了措施来稳定静态工作点？图示两个电路中是否采用了措施来稳定静态工作点？若采用了措施，则是什么措施？若采用了措施，则是什么措施？第8页/共44页晶体管放大电路的三种晶体管放大电路的三种接法接法一、基本共集放大电路一、基本共集放大电路二、基本共基放大电路二、基本共基放大电路三、三种接法放大电路的比较三、三种接法放大电路的比较第9页/共44页一、基本共集放大电路一、基
6、本共集放大电路一、基本共集放大电路一、基本共集放大电路1.静态分析第10页/共44页2.2.2.2.动态分析动态分析动态分析动态分析：电压放大倍数：电压放大倍数：电压放大倍数：电压放大倍数故称之为射故称之为射极跟随器极跟随器Uo Ui第11页/共44页2.2.2.2.动态分析动态分析动态分析动态分析：输入电阻的分析：输入电阻的分析：输入电阻的分析：输入电阻的分析Ri与负载有关！与负载有关！RL带负载电阻带负载电阻后后从基极看从基极看Re，被增，被增大到（大到（1+）倍）倍第12页/共44页2.2.2.2.动态分析动态分析动态分析动态分析：输出电阻的分析：输出电阻的分析：输出电阻的分析：输出电阻
7、的分析Ro与信号源内阻有关与信号源内阻有关！3.特点：特点：输入电阻大，输出电阻小；只放大电流，不放大电输入电阻大，输出电阻小；只放大电流，不放大电压；在一定条件下有电压跟随作用！压；在一定条件下有电压跟随作用！令令Us为零，保留为零，保留Rs，在输出端加，在输出端加Uo，产生，产生Io,。从射极看基极回路电阻，被从射极看基极回路电阻，被减小到（减小到（1+）倍）倍第13页/共44页二、基本共基放大电路二、基本共基放大电路二、基本共基放大电路二、基本共基放大电路1.静态分析第14页/共44页2.2.2.2.动态分析动态分析动态分析动态分析3.特点：输入电阻小，频带宽！只放大电压，不放大电流！输
8、入电阻小，频带宽！只放大电压，不放大电流！第15页/共44页三、三种接法的比较：三、三种接法的比较：三、三种接法的比较：三、三种接法的比较：空载情况下空载情况下空载情况下空载情况下 接法接法 共射共射 共集共集 共基共基 Au 大大 小于小于1 大大 Ai 1 Ri 中中 大大 小小 Ro 大大 小小 大大 频带频带 窄窄 中中 宽宽第16页/共44页讨论一：讨论一：讨论一：讨论一：图示电路为哪种基本接法的放大电路？它们的静态工作点图示电路为哪种基本接法的放大电路？它们的静态工作点图示电路为哪种基本接法的放大电路？它们的静态工作点图示电路为哪种基本接法的放大电路？它们的静态工作点有可能稳定吗？
9、求解静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和有可能稳定吗？求解静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和有可能稳定吗？求解静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和有可能稳定吗？求解静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的表达式。输出电阻的表达式。输出电阻的表达式。输出电阻的表达式。接法接法共射共射共集共集共基共基输入输入bbe输出输出cec第17页/共44页电路如图，所有电容对交流信号均可视为短路。电路如图，所有电容对交流信号均可视为短路。1.Q为多少？为多少？2.Re有稳定有稳定Q点的作用吗？点的作用吗？3.电路的交流等效电路？电路的交流等效电路？4.V 变化时，电压放大倍数如何变化？变化时，电压放
10、大倍数如何变化？讨论二讨论二讨论二讨论二第18页/共44页讨论二讨论二讨论二讨论二改变电压放大倍数改变电压放大倍数第19页/共44页场效应管及其基本放大场效应管及其基本放大电路电路一、场效应管一、场效应管二、场效应管放大电路静态工作点的设置方法二、场效应管放大电路静态工作点的设置方法三、场效应管放大电路的动态分析三、场效应管放大电路的动态分析第20页/共44页一、场效应管（以一、场效应管（以一、场效应管（以一、场效应管（以NN沟道为例）沟道为例）沟道为例）沟道为例）场效应管有三个极：源极（场效应管有三个极：源极（s）、栅极（、栅极（g）、漏极（）、漏极（d），），对应于晶体管的对应于晶体管的e
11、、b、c；有；有三个工作区域：截止区、恒流区、三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于可变电阻区，对应于晶体晶体管的截止区、放大区、饱和区。管的截止区、放大区、饱和区。1.结型场效应管符号符号结构示意图结构示意图栅极栅极漏极漏极源极源极导电导电沟道沟道单极型管噪声小、抗辐射能力强、低电压工作噪声小、抗辐射能力强、低电压工作第21页/共44页栅栅栅栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用源电压对导电沟道宽度的控制作用源电压对导电沟道宽度的控制作用源电压对导电沟道宽度的控制作用沟道最宽沟道最宽沟道变窄沟道变窄沟道消失沟道消失称为夹断称为夹断 uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么可以控制导电沟道的
12、宽度。为什么g-s必须加必须加负电压？负电压？UGS（off）第22页/共44页漏漏漏漏-源电压对漏极电流的影响源电压对漏极电流的影响源电压对漏极电流的影响源电压对漏极电流的影响uGSUGS（off）且不变，且不变，VDD增大，增大，iD增大增大。预夹断预夹断uGDUGS（off）VDD的增大，几乎全部用来克服沟道的的增大，几乎全部用来克服沟道的电阻，电阻，iD几乎不变，进入恒流区，几乎不变，进入恒流区，iD几乎几乎仅仅决定于仅仅决定于uGS。场效应管工作在恒流区的条件是什么？场效应管工作在恒流区的条件是什么？uGDUGS（off）uGDUGS（off）第23页/共44页夹断夹断电压电压漏极饱
13、漏极饱和电流和电流转移特性转移特性转移特性转移特性场效应管工作在恒流区，因而场效应管工作在恒流区，因而uGSUGS（off）且且uGDUGS（off）。uDGUGS（off）第24页/共44页g-s电压控电压控制制d-s的等的等效电阻效电阻输出特性输出特性输出特性输出特性预夹断轨迹，预夹断轨迹，uGDUGS（off）可变电阻区可变电阻区恒恒流流区区iD几乎仅决定于几乎仅决定于uGS击击穿穿区区夹断区（截止区）夹断区（截止区）夹断电压夹断电压IDSSiD 不同型号的管子不同型号的管子UGS（off）、IDSS将不同。将不同。低频跨导：低频跨导：第25页/共44页2.2.2.2.绝缘栅型场效应管绝
14、缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管 uGS增大，反型层（导电沟道）将变厚变长。当增大，反型层（导电沟道）将变厚变长。当反型层将两个反型层将两个N区相接时，形成导电沟道。区相接时，形成导电沟道。SiO2绝缘层绝缘层衬底衬底耗尽层耗尽层空穴空穴高掺杂高掺杂反型层反型层增强型管增强型管大到一定大到一定值才开启值才开启第26页/共44页增强型增强型增强型增强型MOSMOS管管管管u uDSDS对对对对i iD D的影响的影响的影响的影响 用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区。用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区。N沟道增强型沟道增强型MOS管工作在恒流区的条件是什么？管工作在恒
15、流区的条件是什么？iD随随uDS的增的增大而增大，可大而增大，可变电阻区变电阻区 uGDUGS（th）,预夹断预夹断 iD几乎仅仅几乎仅仅受控于受控于uGS，恒，恒流区流区刚出现夹断刚出现夹断uGS的增大几乎全部用的增大几乎全部用来克服夹断区的电阻来克服夹断区的电阻第27页/共44页耗尽型耗尽型耗尽型耗尽型 MOSMOS管管管管 耗尽型耗尽型MOS管在管在 uGS0、uGS 0、uGS 0时均可导时均可导通，且与结型场效应管不同，由于通，且与结型场效应管不同，由于SiO2绝缘层的存在，在绝缘层的存在，在uGS0时仍保持时仍保持g-s间电阻非常大的特点。间电阻非常大的特点。加正离子加正离子小到一
16、定小到一定值才夹断值才夹断uGS=0时就存时就存在导电沟道在导电沟道第28页/共44页MOSMOS管的特性管的特性管的特性管的特性1)增强型增强型MOS管管2)耗尽型耗尽型MOS管管开启开启电压电压夹断夹断电压电压第29页/共44页利用利用利用利用MultisimMultisim测试场效应管的输出特性测试场效应管的输出特性测试场效应管的输出特性测试场效应管的输出特性从输出特性曲线说明场效应管的哪些特点？从输出特性曲线说明场效应管的哪些特点？第30页/共44页3.3.3.3.场效应管的分类场效应管的分类场效应管的分类场效应管的分类工作在恒流区时工作在恒流区时工作在恒流区时工作在恒流区时g-sg-
17、s、d-sd-s间的电压极性间的电压极性间的电压极性间的电压极性uGS=0可工作在恒流区的场效应管有哪几种？可工作在恒流区的场效应管有哪几种？uGS0才可能工作在恒流区的场效应管有哪几种？才可能工作在恒流区的场效应管有哪几种？uGS0才可能工作在恒流区的场效应管有哪几种？才可能工作在恒流区的场效应管有哪几种？第31页/共44页二、场效应管静态工作点的设置方法二、场效应管静态工作点的设置方法二、场效应管静态工作点的设置方法二、场效应管静态工作点的设置方法 根据场效应管工作在恒流区的条件，在根据场效应管工作在恒流区的条件，在g-s、d-s间间加极性合适的电源加极性合适的电源1.基本共源放大电路第3
18、2页/共44页2.2.2.2.自给偏压电路自给偏压电路自给偏压电路自给偏压电路由正电源获得负偏压由正电源获得负偏压称为自给偏压称为自给偏压哪种场效应管能够采用这种电路形式设置哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？点？第33页/共44页3.3.3.3.分压式偏置电路分压式偏置电路分压式偏置电路分压式偏置电路为什么加为什么加Rg3?其数值应大些小些？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哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？点？即典型的即典型的Q点稳定电路点稳定电路第34页/共44页三、场效应管放大电路的动态分析三、场效应管放大电路的动态分析三、场效应管放大电路的动态分析三
19、、场效应管放大电路的动态分析近似分析时可认近似分析时可认为其为无穷大！为其为无穷大！根据根据iD的表达式或转移特性可求得的表达式或转移特性可求得gm。与晶体管的与晶体管的h参数等效模型类比：参数等效模型类比：1.场效应管的交流等效模型第35页/共44页2.2.2.2.基本共源放大电路的动态分析基本共源放大电路的动态分析基本共源放大电路的动态分析基本共源放大电路的动态分析若若Rd=3k，Rg=5k，gm=2mS，则，则与共射电路比较。与共射电路比较。第36页/共44页3.3.3.3.基本共漏放大电路的动态分析基本共漏放大电路的动态分析基本共漏放大电路的动态分析基本共漏放大电路的动态分析若Rs=3
20、k，gm=2mS，则第37页/共44页基本共漏放大电路输出电阻的分析基本共漏放大电路输出电阻的分析基本共漏放大电路输出电阻的分析基本共漏放大电路输出电阻的分析若Rs=3k，gm=2mS，则Ro=?第38页/共44页派生电路派生电路一、复合管一、复合管二、派生电路举例二、派生电路举例第39页/共44页一、复合管一、复合管一、复合管一、复合管复合管的组成：多只管子合理连接等效成一只管子。复合管的组成：多只管子合理连接等效成一只管子。复合管的组成：多只管子合理连接等效成一只管子。复合管的组成：多只管子合理连接等效成一只管子。不同类型的管子复合后，不同类型的管子复合后，其类型决定于其类型决定于T1管。
21、管。目的：增大目的：增大，减小前级驱动电流，改变管子的类型。，减小前级驱动电流，改变管子的类型。iB方向决定复方向决定复合管的类型合管的类型第40页/共44页讨论一：讨论一：讨论一：讨论一：判断下列各图是否能组成复合管判断下列各图是否能组成复合管判断下列各图是否能组成复合管判断下列各图是否能组成复合管 在合适的外加电压在合适的外加电压下，每只管子的电流都下，每只管子的电流都有合适的通路，才能组有合适的通路，才能组成复合管。成复合管。第41页/共44页Ri=?Ro=?讨论二讨论二讨论二讨论二第42页/共44页二、派生电路举例：二、派生电路举例：二、派生电路举例：二、派生电路举例：组合的结果带来什么好处？组合的结果带来什么好处？组合的结果带来什么好处？组合的结果带来什么好处？第43页/共44页