低频电子线路课件.pptx

电子线路2021/9/121绪论1 电子线路：研究半导体器件的性能及其组成的 电路（主要是集成电路）与应用的 学科。2 本课程内容 1）讲述半导体器件工作原理，特性曲线，性能 参数，引出半导体器件的模型。2）分析由三极管，场效应管构成的放大电路，强调基本概念，工作原理，分析方法。2021/9/122 3）在集成运放基本单元电路和主要性能参数的 基础上，强调集成运放的应用。4）分析负反馈放大器，强调反馈的基本概念与 深度负反馈放大器性能指标的估算。5）介绍谐振放大器3，强调其阻抗变换和选频作 用。3 基本要求 1）掌握本课程内容，完成每章指定习题。2）掌握电路分析与设计软件333 定的实验。2021/9/123 4 参考书 1）Stanley G.Burns Paul R.Bond著，董平译 电子电路原理 机械工业出版社，2001 2）傅丰林等编 电子线路基础西安电子科技大学 出版社，2001 3）张肃文编低频电子线路高等教育出版社 4）彭华林等编 虚拟电子实验平台应用技术湖南 科学出版社 5）解月珍等编 电子电路计算机辅助分析与设计 北京邮电大学出版社 20015考核及计分比例 平时15%，实验10%，期中15%，期末60%。2021/9/124第1章 晶体二极管2021/9/125*1 晶体二极管:由PN结构成的电子器件.*2 晶体二极管的主要特性:单向导电性.*3 晶体二极管结构.符号2021/9/1261.1 半导体的基础知识一、半导体特性*1 导体.108cm 半导体 10-3cm p 施主杂质 热平衡条件：np=ni2 电中性条件：n=Nd+p 2021/9/12112）P型半导体 多子-空穴,少子-电子，pn 受主杂质 热平衡条件：np=ni2 电中性条件：p=Na+n2021/9/1212一、PN结的基本原理 1.PN结 1）PN结中载流子的运动空间电荷区1.2 PN结2021/9/1213 *1 漂移电流 *2 扩散电流 *3动态平衡：2021/9/1214二.PN结的单向导电性 1、正向特性 2021/9/12152、反向特性2021/9/12163、伏安特性 Is：反向饱和电流；VT：热电压。常温（300k）下，VT=26mV。4、温度特性2021/9/12175、击穿特性 雪崩击穿 齐纳击穿 2021/9/12181.3 晶体二极管一、符号及特性曲线1、符号2021/9/12192.特性曲线2021/9/1220二.二极管模型 1.简化电路模型 D+-VD(on)RD2021/9/12212、小信号电路模型rsrd2021/9/1222三.晶体二极管电路分析方法 1.图解法2021/9/12232.简化分析法 采用简化电路模型 2021/9/12243.小信号分析法（|V|0 VBC=0 IF IF 发射极 集电极正向传输 VBE0 VBC0 I IR 集电极发射极反向传输2021/9/1247+_ICIBN+P NIFIFRIRIRIE-+R1R2饱和模式NPN管中的载流子传输2021/9/1248*1 IC IE同时受两个结正偏控制*2 VBCIR IC，IE*3 正，反向传输的载流子在基区均有复合，且增加了IR中的空穴电流成分 即 IR IR IB 2021/9/12492）简化电路模型（硅）VBES=0.7V VBCS=0.4V VCES=0.3V 饱和条件 IBIBS VCES0.3V （VCE=VCB -VEB=VEB -VBC）+-+-VBESVCESCBE2021/9/12502 截止模式 1）截止条件 B-E反偏，B-C反偏 IE0 IB0 IC0 2）电路模型BCE2021/9/1251 2.4 晶体三极管的特性曲线一.输入特性曲线族2021/9/1252二.输出特性曲线族2021/9/1253*1 考虑基区宽度调制效应2021/9/1254*2 极限参数 1.反向击穿电压V(BR)CEO 2.集电极最大容许电流ICM 3.集电极最大容许功耗PCM*3 温度对晶体管参数的影响 ICBO：VBE(ON)：2021/9/12552.5 晶体三极管的小信号电路模型三极管各极电压，电流均为直流量上叠加增量（或交流量）即 一般电路模型 +-+-BvBEBCvCE2021/9/12562.5.1 小信号电路模型1 数学分析 *1 共射接法 *2 用幂级数在Q点上对交流量展开2021/9/12572021/9/1258*3 未计及宽度调制效应2021/9/12592 简化小信号电路模型（1）共射(2)共射 （3）共基+gmvbevbe bc-vce rberbebbecebcbrbe2021/9/12603 参数计算2021/9/1261又2021/9/1262*考虑 vce(引入gce gbc）2021/9/1263+vbe bc-vce rbeb2021/9/12644 混合型电路模型（考虑基区串联电阻rbb vbe vbe rbe=rbb+rbe=rbb+(1+)re+vbe bc-vcerbe brcecbecbcrbbbbce+vbe bc-vcerbe=brcecbecbcrbbbbceVbe+-gmvbe2021/9/12652.6 晶体三极管电路分析方法1 图解分析法1）直流分析 直流电源供电，电容开路，电感 短路输入回路+-+-VBRBRCBEC+-VBE+-VCEVCCVBEIBVCEICQQVCEQVBEQIBQICQABCDIB=IBQ2021/9/1266 输出回路+-+-VBRBRCBEC+-VBE+-VCEVCCVBEIBVCEICQQVCEQVBEQIBQICQABCDIB=IBQ2021/9/12672）交流分析+-+-VBRBRCBEC+-vBE+-vCEVCCvBEBQVBEQIBQABvvvbevBEttBc2021/9/1268在输入特性曲线上作输出负载线 AB过轴vCE 上点 VBB+Vm，VBB-Vm作输入负载线 的平行 线两条 在输出特性曲线上作输出负载线 CD对应 B得出vCE .CCQVCEQICQCDIB=IBQCvCEvCEtt2021/9/12693）小结（观察波形）*1 当 时放大电路中三极管的 均围绕各自的静态值（Q点）基本上按正旋规律变化交直流并存状态。*2 输入电压微小变化，输出电压得到较大的变化电压放大作用。电压放大倍数为 *3 倒相作用2021/9/12702 工程近似分析法（简化电路模型）*确定三极管工作模式，采用相应的电路模型 例1 试求图所示电路中三极管的各极电压和电 流值。已知 =100 解：等效电路ICIEIBVCC(12V)RB1100KRC3KRB220KRE1KICIEIBRB1100KRB220KRc3KVCCVB+-BBCE2021/9/1271RE1KICIEIBRBRc3KVCCVB+-BCERE1KRBVB+-EBCIBIEIBVCCRc3KVD(ON)+-2021/9/12722021/9/1273例2:1)试求图所示电路中三极管的各极电压和 电流值。已知 =100 2)若增大RC到20K,试求IB,IC,VCE.3)若减小RB到10K,试求IB,IC,VCE 解：1）设三极管导通ICIEIBRB 100KRc5.8KVCC 12VVB 1.7V+-BCE2021/9/1274确定三极管工作在放大模式RBVB+-EBCIBIEIBVCCRc5.8KVD(ON)+-2021/9/12752）确定三极管工作在放大模式RBVB+-BCIBVBES+-E+-VCESVCCRCIC2021/9/1276确定三极管工作在饱和模式2021/9/12773 小信号等效电路分析法 1）当三极管工作在放大模式且叠加在Q点上的 交流电压或交流电流足够小时，利用小信号 电路模型对各种电路进行交流分析。2）分析步骤 对电路进行直流分析，求出Q点上各极直流 电压和电流（VBEQ ，VCEQ，IBQ，ICQ，IEQ）计算微变等效电路的各参数值。2021/9/1278 进行交流分析，求叠加在Q点上各极交流量。(vbe,vce,b,e,c)求瞬时值2021/9/1279例：试求如图所示电路中三极管的各极交流电压 和电流值。已知 解：1）直流分析 +-+-VBBRBRCBEC+-vBE+-vCEVCCv5K5.8K12V2021/9/12802)求微变等效电路参数+bc-vcerbe rcebbc+-gmvbevbevRBRC2021/9/12813)交流分析2021/9/12824）瞬时值2021/9/12832.7 晶体三极管应用原理*1 三极管工作在放大区具有正向受控作用，等效受控电流源。*2 三极管工作在饱和，截止区具有可控开 关特性，等效可控开关。1 电流源 1）理想电流源+-=I0I02021/9/1284 2）三极管等效受控电流源（在放大区）三极管等效受控电流源不是实际提供电流的 源，由VCC提供。三极管作用 控制 （=C=B）VCC+-RC+-CECB+-QBVCES2021/9/1285 2 放大器作用：将输入信号进行不失真的放大，使输出信号强度（功率，电压或电流）大于输入信号强度，且不失真地重现输入信号波形。1）基本电路 2）原理 +-+VCCOVIQRCT2021/9/1286 VCC提供能量，放大器转换能量（直流功率部 分转换为输出功率）2021/9/12873 跨导线性电路1）电路 放大模式2）原理2021/9/12882021/9/12893）应用：实现电流量之间线性和非线性运算例1：平方运算T4T3T1T2yxVCCO2021/9/1290例2：平方根T4yxOT3T1T2VCC2021/9/1291第3章 场效应管2021/9/1292第3章 场效应管*1 场效应管：具有正向受控作用的半导体器件。是单极型晶体管。*2 场效应管类型：结型（JFET）：P沟道，N沟道 金属-氧化物-半导体型（MOSFET）：增强型（EMOS）：P沟道，N沟道 耗尽型（DMOS）：P沟道，N沟道2021/9/1293MOS场效应管 1 EMOS场效应管（N沟道）1）结构 符号WDGSUUSGDP+N+N+Pll2021/9/12942 工作原理 在VGS作用下，D-S间形成导电沟道；在VDS作用下，S区电子沿导电沟道进到D区。1）VGS=0 VDS0 由于U-D极PN结是反向偏置的，中间P型衬底基本没有电子，所以D极和S极彼此之间有效地绝缘开了。此时NMOS管处于截止状态，ID=0。USGDP+N+N+PVGSVDSID=02021/9/12952）VGS 0 VDS0向下的电场将排斥氧化层下面P型衬底薄层（表面层）中的空穴，使受主负离子露出开始形成耗尽层。可动载流子很少，ID0USGDP+N+N+PVGSVDSE2021/9/12963）VGS =VGST VDS0 VGS 表面层感应负电荷 耗尽层耗尽层上面的 表面层内感应自由电子浓度n 空穴浓度p形成反型层 产生导电沟道。*1 反型条件：*2 反型层*3 开启电压VGSTUSGDP+N+N+PVGSVDS2021/9/12974）VGS VGST VDS0 在VDS 作用下，ID 05）VGS VGST VDS VGS VGST *1 VGS VGST 时 VDS 靠近漏极的耗尽层 *2 当VDS VGS VGST 时，耗尽层将夹断靠近漏端的 导电沟道。夹断*3 夹断电压：VDS=VGS VGST*4 夹断时，漏极到源极之间仍然导电USGDP+N+N+PVGSVDS2021/9/1298*5 当VGS VGST 如果 VDS VGS VGST，那么 VDSID 如果 VDS VGS VGST ，那么多余的电压降落在耗尽层上，ID 饱和。饱和区电阻区IDVDSVDS=VGS VGSTIDVGSVGSTVGS2021/9/12993 伏安特性 IG=01）电阻区（线性区，非饱和区）条件：VGS VGST VDS VGS-VGST （VGD VGST）饱和区电阻区IDVDSVDS=VGS VGSTDGSU2021/9/121002021/9/121012）饱和区（放大区）条件：VGS VGST VDS VGS-VGST（VGD VGST）*1 忽略沟道长度调制效应，令VDS=VGS-VGST代入2021/9/12102*2 计及沟道长度调制效应2021/9/121033）截止区 条件：VGS VGST 沟道未形成 ID=04）击穿区 VDS D-U间的PN结击穿ID *VGS 过大SiO2绝缘层击穿管子永久损坏。保护电路DGSU2021/9/12104*衬底效应：N（P）沟道MOS管衬底必须接在电路的最低（高）电位上。保证U-S，U-D间PN结反偏.4 P沟道EMOS场效应管DGSUUSGDN+P+P+NIDVDSIDVGS=VGST-VGSIDVGST2021/9/121055耗尽型MOS（DMOS）1)N沟道DGSUUSGDP+N+N+PIDNVDS(V)ID (mA)VGS=0-0.5-1.50.51.51.5VGS(V)ID (mA)1.5VGSTVGST2021/9/12106 2）P沟道DGSUUSGDP+N+PIDNP+VGS=0VGS=+VGS=-VDSIDIDVGSVGST2021/9/121076 小信号电路模型（工作在放大区）rdsgsvgsvdsgdsrdsgmgsvgsgdsvds=gm rds2021/9/12108饱和区（放大区）2021/9/121092021/9/12110若U-S间不连接，且存在交流量rdsgmgsvgsgdsvdsrdsgmgsvgsgdsvdsgmuusidid2021/9/12111VGVS7分析方法VDDRG1RG2RDRS2021/9/121122021/9/12113例2：假设一个N沟道EMOS场效应管，通过测量得到VGST=2V，VGS=VDS=5V，ID=3mA。求饱和出现时VDS值，VDS=1V时ID值。解：1）饱和出现时 VDS=VGS-VGST=5V-2V=3V VDS3V时MOS管饱和2021/9/121142）当VDS=1V（VGS-VGST）时，MOS管在电阻区。2021/9/121153.2 结型场效应管1 结构 符号1）N沟道JFET P+P+NGSDDSG2021/9/121162）P沟道JFETN+N+PGSDDSG2021/9/121172 工作原理 *工作时，VGS0，使G-沟道间的PN结反偏，IG=0，场效应管呈现高（107）的输入电 阻。VDS0，使N沟道中的多子（电子）在电场作用下由SD运动，形成 ID。ID的大小受VGS控制。1）VGS对ID的控制作用 设VDS=0 若 a)VGS=0 b)VGS（off)VGS0 c)VGS VGS（off)VGS（off):夹断电压2021/9/12118P+P+NGSDP+P+NGSDP+P+GSDN(a)(b)(c)VGSVGS2021/9/12119 2)VDS对ID的影响（设VGS=0）a）VDS=0 b）0VDS VGS VGS（off)（VGD VGS（off)P+P+NGSDP+P+NGSD(a)(b)ID=0VDSID迅速增大2021/9/12120 c）VDS=VGS VGS（off)（VGD=VGS（off)d）VDS VGS VGS（off)（VGD VGS（off)P+P+NGSD(d)VDSP+P+GSD(c)VDSID趋向饱和ID饱和N2021/9/12121 *1 结论1）JFET的G-沟道之间的PN结是反向偏置的，因此，IG=0，输入电阻很高。2）JFET是电压控制电流器件，ID受VGS控制。3）预夹断前，ID与VDS呈近似线性关系；预夹断 后，ID趋于饱和。*2 P沟道JFET工作时，其电源极性与N沟JFET 的电源极性相反。2021/9/12122 3 伏安特性 1）电阻区 VGS VGS（off)VDS VGS VGS（off)VDS=VGS VGS（off)VDSID2021/9/12123 2)饱和区 VGS VGS（off)VDS VGS VGS（off)（VGD VGS（off)）GDSVGSVDSIDVGS+-ID(VGS)ID2021/9/12124 3)截止区 VGS VGS（off)ID=0 4）击穿区 VDS V（BR）DS ID V（BR）DS：漏极击穿电压2021/9/12125 4 小信号电路模型 GDSvgsvds+-gmvgsidrds2021/9/121262021/9/121275分析方法 采用计算法 例1:已知某ENMOS器件的参数VGST=2V,W=100m，l=10 m，nCox=20A/V2，源极电位VS=0V，栅极电位 VG=3.0V，试确定 VD=0.5V，VD=5V时，器件分别 工作在什么状态，并且计算ID值(=0)。解：VGS=VG VS=3V VGST 当 VD=0.5V时 VGD=VG VD=2.5V VGST 器件工作在非饱和区（电阻区）2021/9/12128当 VD=5V时 VGD=VG VD=2V VGST 器件工作在饱和区2021/9/12129例2:电路如图,N沟道JFET共源放大器电路,已知 VGS(off)=-3.2V,IDSS=4.5mA，rds=.vs=120sint(mV).RS=51K.试求:1)静态工作点.2)场效应管的跨导gm.+-+-+vsvoVDDRDRSRg-1V+18V3.9K2.2MC1C22021/9/12130解：1）IG=0 VGS=VG VS=-1V VGS（off）设T工作在饱和区（放大区）2）2021/9/121313.3 场效应管应用原理1有源电阻1）用NEMOS管+-+-R2021/9/121322）用NDMOS管 +-+-R-VGSTDSDQ2021/9/121333)有源电阻构成分压器 V1+-+-V2I1I2T1T2VDD2021/9/121344）场效应管作为受VGS控制的线性电阻 当场效应管工作在电阻区时2021/9/121352开关1）理想开关2）利用三端器件的开关特性实现开关功能 *管子工作在电阻区，截止区+-+-V312IVORL+-5VVG2021/9/12136a）NEMOST构成模拟开关vIvORL+-5VVGRonvIVGH-VGST5V2021/9/12137b)CMOS管构成模拟开关 vIvORL+-5VVG+5VVGRonvIVGH-VGST5Ron1Ron24-4-52021/9/121382021/9/121393)应用举例 开关电容电路+-+-S1（C1）S2（C2）C12C1C2ttT12+-R充放2021/9/121402021/9/12141 第三章小结1场效应管（MOS，JFET）结构，工作原理。（*N沟道）2 场效应管（MOS，JFET）伏安特性，转移 特性，电路模型。（*电阻区，放大区）3场效应管（MOS，JFET）分析方法计算 方法。4场效应管（MOS，JFET）应用有源电阻 模拟开关。2021/9/121422021/9/121432021/9/121442021/9/121452021/9/12146第四章 放大器基础2021/9/12147第四章 放大器基础1 放大器功能：将输入信号进行不失真地放大2 放大器类型：结构 ，信号3 放大器的基本组成直流电源和相应的偏置电路输入信号源输入耦合电路有源器件输出耦合电路输出负载2021/9/12148CEBRBBRcVCCVBB+-+-RSC1C2RLCEBCottttt+-os-+2021/9/121494.1 偏置电路和耦合方式1偏置电路 1）对偏置电路的要求 *1 提供放大器所需的Q。截止失真 饱和失真 *2 Q稳定。热稳定性.主要减小变化对ICQ的影响。2021/9/12150QQQQQQBBECEVCEQCVIQ00VCCVCCRCRC+-VIQBEOBCVCC2021/9/121512）分压式偏置电路 *1 I1=（510）IBQ *2 RE对ICQ的自动调节作用 T ICQ（IEQ）VEQ VBEQIBQ ICQ 工程上 取 VEQ=0.2VCC 或 VEQ=（13）VIBQRB1RB2RERCVBQVCCTVEQI1C2021/9/12152 *3 场效应管偏置电路RG1RG2RSRDVDDI1TRGRSRDVDDTRGRDVDDT（a）分压式（b）自偏置式（c）零偏置式2021/9/12153 2 耦合方式 1）放大器与输入信号源的连接 *1 有效地将信号源的信号（功率，电压或电流）加到放大器输入端。a)若要求加到放大器输入端 的信号功率最大，则放大器 与信号源之间插入匹配网络 b)若要求加到放大器输入端 的信号电压最大，则 Z ZS+-sZS。Z信号源放大器2021/9/12154IBQRB1RB2RERCVCCTVEQI1CECBRSs+-+-+-VBQ*2 信号源的接入不影响放大器的Q点且保证信号特性采用电容耦合 CE旁路电容，防止交流（信号）电流在RE处产生交 流压降。2021/9/121552)级间连接 *1 电容耦合 优点：各级的Q点相互独立；只要耦合电容CB，CC，CL容量足够大，放大器交流信号损失就小，放大倍数也高。缺点：耦合电容隔断直流，不能放大直流信号，且当信号频率较低时，放大倍数下降；耦合电容容量大，不易集成。R1R2R4R3T1CBRSs+-+-+-R5R6R8R7VCCT2CCCLRL。o+-2021/9/12156*2 直接耦合 优点：电路中没有电容，易于集成；能放大交流信号，同时也能放大直流和变化缓慢的信号。缺点：各级Q点相互影响，必须合理解决级间电平配置问题。RC1VCQ1REnRCnVCCRE2RC2VCQ2RE3T3VCQ3TnT2T1RC3VBQ1+-+-+RC1VCQ1RC2RE2VCQ2T2T1+-+VBEQ1+-。VCC。2021/9/12157产生零点漂移 零点漂移如果将直接耦合放大电路的输入对地短接，并调整电路使输出电压等于零，从理论上来讲，输出电压应一直为零保持不变，但实际上，输出电压将离开零点，缓慢地发生不规则的变化，这种现象称为。产生零点漂移的主要原因放大电路中器件的参数 随温度变化而变化，导致放大器Q点不稳定。这种不稳定可看作缓慢变化的干扰信号，由放大器逐级传递并放大。*放大器中的第一级对整个放大器的零点漂移影响最大；放大器的级数越多，零点漂移问题越严重。2021/9/12158抑制零点漂移措施：引入直流负反馈来稳定Q点，如采用分压式Q点稳定电路；采用差分放大结构，使输出端的零点漂移相互抵消。2021/9/121594.2 放大器的性能指标1 输入电阻 输出电阻 增益1）小信号放大器的一般电路模型 RSRRLRt+-so+-+-RSs。nRo放大器2021/9/12160RS放大器Ro+-2021/9/121612）增益2021/9/12162）2021/9/12163）2021/9/12164*对Ro的要求 ）输出量为o时，要求RoRL，理想Ro0 ）输出量为o时，要求RoRL，理想RoRSRRLRt+-s+-+-RSRs+-+oRSRRLRs+-noRLR+-noRLRt+-+-oRSsR2021/9/12165源增益 ）2021/9/12166*对R的要求 ）输入量为时，要求R Rs，理想R ）输出量为时，要求R Rs，理想R 0RSRRLRt+-s+-+-RSRs+-+oRSRRLRs+-noRLR+-noRLRt+-+-RSsR2021/9/121673）多级放大器第一级放大器第二级放大器第三级放大器RsRLs+-1o1o2oRSR1RLR1t1+-s1+-+-R2R2t2+-o1=2+-R3R3t3+-o2=3+-2021/9/121684.3 基本组态放大器1 实际电路.性能1）共射 实际电路.交流通路C1RSs+-+-+-RB1RB2RERCVCCTCEC2RL。o+-RSs+-+-RBRCTRL。o+-2021/9/12169 性能 )R )Ro )ARSrbes+-+RL。o+-gmbebe+-rceRCRBcebbRoRico2021/9/12170)A 2021/9/12171未旁路RERSs+-+-RBRCTRL。o+-RERSrbes+-+RL。o+-gmbebe+-rceRCRBcebbRocoRRE2021/9/12172A 在C，E，B三个节点上有电流方程（忽略rce）2021/9/12173 R2021/9/12174*3 由于RE的存在，与旁路时相比R大大增加了 A Ro RoRC 2021/9/121752）共基 实际电路C1RSs+-+-RCRB2R8VCCTCEC2RL。o+-。RB1RSs+-+-To+。-RLRCR8-o2021/9/12176 性能）ARSs+-+-To+。-RLRCo-2021/9/12177*简化电路（忽略rce）RS+-+-o+。-RLRCrberceebcsoRS+-+-o+。-RLRCrbeebcsogmbeo+。-RLRCcoRS+-+-esbregmbegmbeooogmbe2021/9/12178）R）Ro Ro=RC）A2021/9/121793）共集实际电路C1RSs+-+-+-RB1RB2R8VCCTC2RL。o+-RSs+-+-RBRETRL。o+-o+。-RLREeoRS+-+-bsrbeogmbercecRB2021/9/12180 性能（移去RB）Ro+。-RLREeoRS+-+-bsrbeogmbercecRSs+-+-RETRL。o+-2021/9/12181）Ro+-REeRS+-brbegmbercec2021/9/12182）A2021/9/12183)Av2021/9/12184三种基本组态放大器比较共射.共基电路的电压放大倍数较高，共集电路的电压放大倍数小于1但接近1。共射电路的输出电压与输入电压反相。共集电路的输入电阻最大，共基电路的输入电阻最小。共集电路的输出电阻最小，共基电路的输出电阻最大。共射电路多用作多级放大器的中间级，共集电路可用作输入级，隔离级，输出级。而共基电路频率特性好，适用于宽频带放大器。2021/9/121852.改进型放大器1）组合放大器CE-CBCE：电压放大倍数较高CB：共基电路的输出电阻最大.RSRLT1T2s+-2021/9/12186 CC-CE：CC：电压放大倍数接近1，输入电阻大，输出电阻小。CE：电压放大倍数大。CC-CB：CC：电流放大倍数大，输入电阻大。CB：电流放大倍数接近1。.RSRLT1T2s+-.RSRLT1T2s+-2021/9/121872）发射极接RE的共射放大器3）采用有源负载的共射放大器T1。VCC。RC+-ICQ1T1。VCC。+-T2。IBQ1C1C22021/9/12188动态（交流）：T2等效rce2 RL=rce2RLT1。+-RL。T1。+-T2RL。rce22021/9/121893 共源.共栅和共漏放大器的性能1）共源放大器 实际电路.交流通路C1RSs+-+-+RG1RG2RZRDVDDTCZC2RL。o+-RSs+-+-RGRDTRL。o+-2021/9/12190性能）ARSs+-+RL。o+-gmgsgs+-rdsRDRGdsgRoRio-d2021/9/12191)R)Ro)A2021/9/121922)共栅放大器实际电路C1RSs+-+-RDRG2RZVDDTC3C2RL。o+-。RG1RSs+-+-To+。-RLRDRZo2021/9/12193性能）ARS+-+-+。-RLRDRZrdssgdsogmgso2021/9/12194)R)A 2021/9/121953)共漏实际电路性能）AC1RSs+-+-+-RG1RG2RZVDDTC2RL。o+-o+。-RLRZsoRS+-+-gsogmgsrdsdRG+-gs2021/9/12196)R)A2021/9/12197）Ro+。-RZsRSggmgsrdsdRG+-gs2021/9/12198*场效应管放大器比较 共源.共栅和共漏场效应管放大器的特性类似于共射.共基和共集双极型晶体管放大器的特性。共源放大器具有中等的A，A，R，Ro。共栅放大器器具有低A，R。共漏放大器器具有低A，Ro。2021/9/121993 集成MOS放大器（带有源负载的MOS场效应管放大器）NMOS，具有增强型驱动管和耗尽型负载管 （E/D MOS放大器）。NMOS，具有增强型驱动管和增强型负载管 （E/E MOS放大器）。NMOS，具有增强型驱动管和PMOS电流源 负载（CMOS放大器）。1）E/E MOS放大器2021/9/122001）E/E MOS放大器电路o+-RL+-。VDD。T1T2-+-。T1+o。2021/9/12201 性能。+-o+-。=gs1+-o+-。gm2gs2gmu2us2gm1gs1rds1rds2rds1rds2gm1gm21gmu21g1s1d1d2s2g2s2g1d1s1d2g2u22021/9/122022021/9/122032）E/D MOS放大器电路o+-RL+-VDD。T1T2-+-。T1+o。T22021/9/12204 性能。+-o+-。=gs1+-o+-。gmu2us2gm1gs1rds1rds2rds1rds2gm1gmu21g1s1d1d2s2g2s2g1d1s1d2g2u22021/9/122052021/9/122063CMOS放大器电路(共源)o+-RL+-VDD。T1T2。+-VGG-+-。T1+o。2021/9/12207。+-o+-gm1gs1rds1rds2s2g1d1s1d2g2。=gs1+-o+-。rds1rds2gm1g1s1d1d2s2g22021/9/122082021/9/122092.改进型放大器1）组合放大器CE-CBCE：电压放大倍数较高CB：共基电路的输出电阻最大.RSRLT1T2s+-2021/9/12210 CC-CE：CC：电压放大倍数接近1，输入电阻大，输出电阻小。CE：电压放大倍数大。CC-CB：CC：电流放大倍数大，输入电阻大。CB：电流放大倍数接近1。.RSRLT1T2s+-.RSRLT1T2s+-2021/9/122112）发射极接RE的共射放大器3）采用有源负载的共射放大器T1。VCC。RC+-ICQ1T1。VCC。+-T2。IBQ1C1C22021/9/12212动态（交流）：T2等效rce2 RL=rce2RLT1。+-RL。T1。+-T2RL。rce22021/9/12213 4.4 差分放大器1 差分放大器的组成与原理 1）电路（带电阻负载的差动双极型晶体管放大器）2）差模信号.共模信号 ）差模信号 1=-2 o1=-o2 ）共模信号 1=2 o1=o2 。VCCVEERCRCRE。RLRLT1T2。+-212021/9/12214）一般信号 。VCCVEERCRCRERLRLT1T2+-c-+c0.5d0.5do1o2+-+o2021/9/122153）输入.输出方式 双端输入 10 2 0 单端输入 1=0 或 2=0 双端输出 o=o1-o2 单端输出 o=o1 或 o=o24）抑制共模信号的原理 ）RE的作用 2021/9/12216 （IE2）（VBE1）T或 VIC IE1 2 IE RE VBE1 IB1 IE1 (IB2)（IE2）*1 RE对共模信号有很强的抑制作用。)输出取电压差（o1-o2）抑制法 *2 理想差放对共模信号没有放大能力。2021/9/12217 ）共模抑制比 *3 KCMR越大越好，抑制共模信号的能力越强。2021/9/122182 差分放大器的分析计算 1）静态计算。VCCVEERCRCREE。RLRLT1T2。+-21IEEo1o2+-+o2021/9/122192)动态分析 差模特性 半电路法）R）Ro单端输出双端输出RCRLT1RCRLT1+-o1o221dod。2021/9/12220）A单端输出双端输出2021/9/12221共模特性单端输出RCRLT1RCRLT1+-ococcc。2REE2REE2021/9/12222*REE越大，Ac越小，KCMR越大。REE越大，IEE越小，gm越小，KCMR越小。采用有源负载取代REE。双端输出2021/9/12223合成输出信号2021/9/12224 2 电路两边不对称对性能的影响 1）双端输出时的共模抑制比 2021/9/12225 2）失调 输入失调电压 *1 失调：零输入时，双端输出电压VO0。*2 输入失调电压：VIO=VO/Ad *3 产生输入失调电压的原因：电路两边的RC IS不相等。*4 补偿电压：输入失调电流 *1 输入失调电流：IIO=IBQ1-IBQ2 *2 产生输入失调电流的原因：电路两边的 不相等。2021/9/12226 VIO 和IIO 的温漂。*1 输入失调电压和输入失调电流随温度漂移 的大小。*2 输入失调电压温漂VIO/T：在规定温度范围VIO的温度系数，衡量电路 温漂的重要指标。*3 输入失调电流温漂IIO/T：在规定温度范围IIO的温度系数，衡量电路 温漂的重要指标。2021/9/122274）失调模型。VCCVEERCRCRET1T2。+-+VODVIOIIOid2021/9/122285）调零电路。VCCVEERCRCRET1T2。+-。RSRSVORW。VCCVEERCRCRET1T2。+-。RSRSVORW2021/9/12229 3 差模传输特性。VCCVEERCRCREE。T1T2。+-I2I1IEE-+OD。O2O1-。+C1C2IEE1234-4-3-2-1ID/VTQC2021/9/12230设T1 T2 理想匹配2021/9/12231 结论2021/9/122324.5 电流源电路及应用对电流源要求 提供IO，且稳定。输出恒定IO。（要求 RO）VOICQ2021/9/12233 1 镜像电流源 1）电路 2）原理 。T1T2VCCIRC1C2=IoRB1B22021/9/12234 而 考虑基区宽度调制效应2021/9/12235 考虑基区宽度调制效应 恒流特性 2021/9/12236 3)改进 减少影响 。T1T2VCCIRC1C2=IoRB1B2T3REE2021/9/122372 比例式镜像电流源 1）电路 2）原理。T1T2VCCIRC1C2=IoRB1B2R1R2E1E22021/9/12238 2021/9/12239 恒流特性 RSrbe2。+-gmbe2be2+-rce2ceRoR2re1R1e2+-2021/9/12240 3 微电流源 1）电路 2）原理。T1T2VCCIRC1C2=IoRB1B2R1R2E22021/9/12241 4 MOS管镜像电流源 1）。IRIoT1T2T3VDDVSS2021/9/122422021/9/122435 级联型电流源。T3T4VCCIRC1C4=IoRT1T2C1B1B2H2021/9/12244 6 应用 1）有源负载差分放大器 T1T2C1B1B2。VEEIEE。T3T4。+-ID。VCC。oC2C4C3o2021/9/122452)开关电流电路。IT1T2T3VDDT4I。o=I+S2S1S1ttS22021/9/122462021/9/12247