模拟电路第二章_基本放大电路 .doc

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1、第2章放大电路基础2.1教学要求1、掌握放大电路的组成原理，熟练掌握放大电路直流通路、交流通路及交流等效电路的画法并能熟练判断放大电路的组成是否合理。2、熟悉理想情况下放大器的四种模型，并掌握增益、输入电阻、输出电阻等各项性能指标的基本概念。3、掌握放大电路的分析方法，特别是微变等效电路分析法。4、掌握放大电路三种基本组态（CE、CC、CB及CS、CD、CG）的性能特点。5、了解放大电路的级间耦合方式，熟悉多级放大电路的分析方法。2.2基本概念和内容要点2.2.1放大电路的基本概念1、放大电路的组成原理无论何种类型的放大电路，均由三大部分组

2、成，如图2.1所示。第一部分是具有放大作用的半导体器件，如三极管、场效应管，它是整个电路的核心。第二部分是直流偏置电路，其作用是保证半导体器件工作在放大状态。第三部分是耦合电路，其作用是将输入信号源和输出负载分别连接到放大管的输入端和输出端。输入信号耦合电路耦合电路输出负载偏置电路外围电路T图2.1下面简述偏置电路和耦合电路的特点。（1）偏置电路①在分立元件电路中，常用的偏置方式有分压偏置电路、自偏置电路等。其中，分压偏置电路适用于任何类型的放大器件；而自偏置电路只适合于耗尽型场效应管（如JFET及DMOS管）。②在集成电路中，广泛采用电流

3、源偏置方式。偏置电路除了为放大管提供合适的静态点（Q）之外，还应具有稳定Q点的作用。（2）耦合方式为了保证信号不失真地放大，放大器与信号源、放大器与负载、以及放大器的级与级之间的耦合方式必须保证交流信号正常传输，且尽量减小有用信号在传输过程中的损失。实际电路有两种耦合方式。①电容耦合，变压器耦合这种耦合方式具有隔直流的作用，故各级Q点相互独立，互不影响，但不易集成，因此常用于分立元件放大器中。②直接耦合这是集成电路中广泛采用的一种耦合方式。这种耦合方式存在的两个主要问题是电平配置问题和零点漂移问题。解决电平配置问题的主要方法是加电平位移电路

4、；解决零点漂移问题的主要措施是采用低温漂的差分放大电路。2、放大电路的主要性能指标及其意义（1）输入和输出电阻输入电阻Ri是从放大器输入端口视入的等效电阻，它定义为放大器输入电压Vi和输入电流Ii的比值，即ViRi=Ii（2—1）Ri与网络参数、负载电阻RL有关，表征了放大器对信号源的负载特性。输出电阻Ro是表征放大器带负载能力的一个重要参数。它定义为输入信号电压源vs短路或电流源is开路并断开负载时，从放大器输出端口视入的一个等效电阻，即V2Ro=I2RL=∞vs=0（2—2）式中V2为负载断开处加入的电压，I2表示由V2引起的流入放大器

5、输出端口的电流，Ro不仅与网络参数有关，还与源内阻Rs有关。若要求放大器具有恒定的电压输出，Ro应越小越好；若要求放大器具有恒定的电流输出，Ro应越大越好。（2）放大倍数或增益它表示输出信号的变化量与输入信号的变化量之比，用来衡量放大器的放大能力。根据需要处理的输入和输出电量的不同，有四种不同的增益定义，它们分别是：①电压增益（2—3）VoAv=Vi②电流增益（2—4）IoAi=IiVoAr=Ii③互阻增益（2—5）④互导增益IoAg=Vi（2—6）为了表征负载对增益的影响，引入负载RL开路和短路时的增益。负载RL开路时的电压增益定义为Vo

6、tAvt==AvViRL=∞（2—7）它与电压增益Av的关系为RLAv=AvtRo+RL（2—8）RL短路时的电流增益定义为（2—9）IonAin==AiIiRL=0它与电流增益Ai的关系为RoAi=AinRo+RL（2—10）为了表征输入信号源对放大器激励的大小，常常引入源增益的概念。其中，源电压增益定义为VoRiAvs==AvVsRs+Ri（2—11）源电流增益定义为IoRsAis==AiIsRs+Ri（2—12）（3）失真它是评价放大器放大信号质量的重要指标，常分为线性失真和非线性失真两大类。线性失真又有频率失真和瞬变失真之分，它是由

7、于放大器是一种含有电抗元件的动态网络而产生的。前者是由于对不同频率的输入信号产生不同的增益和相移所引起的信号失真；后者是由于电抗元件对电压或电流不能突变而引起的输出波形的失真。线性失真不会在输出信号中产生新的频率分量。非线性失真则是由于半导体器件的非线性特性所引起的。它会引起输出信号中产生新的频率分量。3、放大电路的类型根据输入和输出电量的不同，放大器有四种增益表达式，相应有四种类型的放大器，它们的区别集中表现在对Ri和Ro的要求上。如表2.1所示。表2.1放大器的类型类型模型增益对Ri的要求对Ro的要求电压放大器+vot－+vi－RLRs

8、Ri+vs－Ro+vo－Av,AvsRi＞＞Rs(Ri→∞)Ro＜＜RL(Ro→0)电流放大器ioniiioRLRsRiisRoAi,AisRi＜＜Rs(Ri→0)Ro＞＞RL(