输入、输出电阻、增益: 在线性放大器的实际工作频段内, 线性有源 耦合电容和旁路电容的容抗很小 n四端网络 近似为短路,而三极管极间电容 和分布电容容抗很大,近似为开 路,右图所示线性有源四端网络 近似为电阻性的,输入输出信号波形相同,仅极性不同,故不必用相量分析 直接用有效值或最大值或瞬时值分析即可。教材统一用瞬时值表示各电量 1、输入、输出电阻:在图A所示电路中,放大器是信号源的负载,用等效电 阻R表示,称为放大器的输入电阻Ri=/i 而对输出负载电阻RL而言,放大器又是它的信号源,在放大器输出端将 放 大器等效为电压源串联电阻或电流源并联电阻(等效电源定理),其等效 内阻R称为放大器的输出电阻(开路电压除短路电流或外加电源法求解) 2、增益: 外观增益:An=b/彷A;=io/iAg=io/Ar=Ub/i 源增益:As=1b/D=(b/)(1b)=ARi/(Rs+Ri) 为了有效激励放大器,Ri》Rs同理Az=ARs/(Rs+Ri)
一、输入、输出电阻、增益： 在线性放大器的实际工作频段内， 耦合电容和旁路电容的容抗很小， 近似为短路，而三极管极间电容 和分布电容容抗很大，近似为开 路，右图所示线性有源四端网络 近似为电阻性的，输入输出信号波形相同，仅极性不同，故不必用相量分析 直接用有效值或最大值或瞬时值分析即可。教材统一用瞬时值表示各电量。 1、输入、输出电阻: 在图A所示电路中，放大器是信号源的负载，用等效电 阻Ri表示，称为放大器的输入电阻 Ri= vi / ii 而对输出负载电阻RL而言，放大器又是它的信号源，在放大器输出端将 放 大器等效为电压源串联电阻或电流源并联电阻（等效电源定理），其等效 内阻RO称为放大器的输出电阻（开路电压除短路电流或外加电源法求解） 2、增益： 外观增益：Av = vo/ vi Ai = io /ii Ag = io/ vi Ar = vo/ ii 源增益：Avs = vo/ vs = （vo/ vi）（ vi/ vs ）= AvRi /（Rs+ Ri） 为了有效激励放大器，Ri 》 Rs 同理 Ai = Ai Rs /（Rs+ Ri） 为了有效激励放大器，Ri《 Rs 其他略 + 线性有源 四端网络 + + + — — — Rs vs vi vo ii io RL Ri Ro 图A Ro Ri vot + —
3、多级放大器的增益和输入输出电阻: 多级放大器的总增益等于各级放大器增益的乘积,但在计算各级放大器 的增益时,应注意后级放大器的输入电阻是前级放大器的负载,即所谓 的负载效应,这在后面组合放大器的计算时在细讲。多级放大器的输入 电阻就是第一级放大器的输入电阻,多级放大器的输出电阻就是最后 级放大器的输出电阻。见教材P150页图42-4亦可从上页图讲解 失真 失真分为线性失真和非线性失真两大类,其中线性失真又有频率失真和瞬变 失真。 1、频率失真:放大器是含有电抗元件的动态网络,放大器的增益将随频率 而变化,如果用相量分析,放大器的增益将是一个复函数,增益的幅值 和相位将随放大器的增益将随频率变化,如教材P151页图4-2-5,称为放 大器的幅频特性和相频特性,将频率用对数刻度,又称波特图 输入信号是由许多频率分量组成,由于放大器不能对各频率分量进 行等增益放大(或产生非线性相移),输出信号波形与输入信号波形必 然不同,从而产生频率失真(又可分为幅度失真和相位失真)。 通频带:BW0产=iH-f其中f和f称为上限频率和下限频率,是放 大器中频区增益下降到12时,所对应的频率
3、多级放大器的增益和输入输出电阻： 多级放大器的总增益等于各级放大器增益的乘积，但在计算各级放大器 的增益时，应注意后级放大器的输入电阻是前级放大器的负载，即所谓 的负载效应，这在后面组合放大器的计算时在细讲。多级放大器的输入 电阻就是第一级放大器的输入电阻，多级放大器的输出电阻就是最后一 级放大器的输出电阻。见教材P150页图4-2-4(亦可从上页图讲解） 二、失真 失真分为线性失真和非线性失真两大类，其中线性失真又有频率失真和瞬变 失真。 1、频率失真：放大器是含有电抗元件的动态网络，放大器的增益将随频率 而变化，如果用相量分析，放大器的增益将是一个复函数，增益的幅值 和相位将随放大器的增益将随频率变化，如教材P151页图4-2-5，称为放 大器的幅频特性和相频特性，将频率用对数刻度，又称波特图。 输入信号是由许多频率分量组成，由于放大器不能对各频率分量进 行等增益放大（或产生非线性相移），输出信号波形与输入信号波形必 然不同，从而产生频率失真（又可分为幅度失真和相位失真）。 通频带：BW0.7= fH - fL 其中fH 和 fL 称为上限频率和下限频率，是放 大器中频区增益下降到1/2时，所对应的频率
瞬变失真:放大脉冲信号时,由于电抗元件上的电压和电流不能突变而 引起的失真称为瞬变失真。 3、非线性失真;由半导体器件的非线性产生的,若输入是单一频率正弦波 输出是非正弦的,经付氏级数展开,波形分解为众多频率分量之和,其 中的基波分量为不失真分量,其他各次谐波为失真分量,可用非线性失 真系数THD来表示非线性失真大小。非线性失真产生新的频率分量,这 在非线性电路中应用较多,而线性失真不产生新的频率分量。 4.3基本组态放大器 本节主要讲述三类基本组态放大器及其改进电路,分析它们的电路结构、性 能特点、改进措施。 三类基本组态放大器的电路结构 三极管是三端器件,作为四端器件使用时,必然有一个端子是输入输出共用 端子,根据输入输出共用端子的不同,分为共发射极(共源极)、共集电极 (共漏极)、共基极(共栅极)三类基本组态放大器。 阻容耦合分压偏置晶体三极管放大器的三种不同组态放大电路及其交、直流 等效电路如下页电路图所示,其中交流通路决定了放大器的组态,而直流通 路只给放大器提供合适、稳定的静态工作点,与放大器组态无关。 将N沟道MOS管取代图中的三极管,相应电路变为共源、共漏、共栅场效 应管放大器
2、瞬变失真：放大脉冲信号时，由于电抗元件上的电压和电流不能突变而 引起的失真称为瞬变失真。 3、非线性失真；由半导体器件的非线性产生的，若输入是单一频率正弦波 输出是非正弦的，经付氏级数展开，波形分解为众多频率分量之和，其 中的基波分量为不失真分量，其他各次谐波为失真分量，可用非线性失 真系数THD来表示非线性失真大小。非线性失真产生新的频率分量，这 在非线性电路中应用较多，而线性失真不产生新的频率分量。 4.3 基本组态放大器 本节主要讲述三类基本组态放大器及其改进电路，分析它们的电路结构、性 能特点、改进措施。 一、三类基本组态放大器的电路结构： 三极管是三端器件，作为四端器件使用时，必然有一个端子是输入输出共用 端子，根据输入输出共用端子的不同，分为共发射极（共源极）、共集电极 （共漏极）、共基极（共栅极）三类基本组态放大器。 阻容耦合分压偏置晶体三极管放大器的三种不同组态放大电路及其交、直流 等效电路如下页电路图所示，其中交流通路决定了放大器的组态，而直流通 路只给放大器提供合适、稳定的静态工作点，与放大器组态无关。 将N沟道MOS管取代图中的三极管，相应电路变为共源、共漏、共栅场效 应管放大器
类基本组态放大器的电路结构:从左至右依次为共发射极、共基极、共集电极 R 1 T Re Rc
三类基本组态放大器的电路结构：从左至右依次为共发射极、共基极、共集电极
三类基本组态放大器的性能: lilogm Ub'e rerb' 1、共发射极放大器:其交流通路见上页,交流等效电路如下 输入电阻:R=Rb/rbe 输出电阻:R。=R (若考虑re则R。=R∥re) 增益:io= gmUb'e ro/(R+RL) ii=Ub'e/(Rb//rb'e a Ub'e/rb'e Ai=gm rb'e Ro/(Ro+RL)=BRo/Ro+ RI Av=volVF-Io RL/IRF-AiRy/R;=-(gmUb'e Ro//RL)/vb'e=-g m RL//Ro 上式表明,提高lQ(即增大gm),增大R和R都可提高共发射极 放 大器的电压增益,当负载开路,R。》re则 Avmax -gm Ice -(ICQ/VT)(VAl IcQ)=-VAV VT 当VA=100V,Vr=26mV时,Amax=3846 而一个实际的共发射极放大器 lo 值,这可从教材158页例题计 算结果看出 共基极放大器:其交流通路见上页, 交流等效电路如右图
二、三类基本组态放大器的性能：iiiogmvb'e RLrb'e 1、共发射极放大器：其交流通路见上页，交流等效电路如下： 输入电阻： Ri= Rb//rb‘e 输出电阻： Ro= Rc （若考虑rce则Ro= Rc //rce ） 增益：iO = gmvb'e Ro/(Ro+ RL ） ii =vb'e /(Rb// rb‘e ） vb'e / rb‘e Ai = gm rb‘e Ro/(Ro+ RL ）= Ro/(Ro+ RL ） Av =vo/ vi= -IO RL/ Ii Ri= -Ai RL/Ri = -(gmvb'e Ro // RL ）/vb'e = -gm RL // Ro 上式表明，提高ICQ (即增大gm ），增大RL和Rc都可提高共发射极 放 大器的电压增益，当负载开路，Rc》 rce 则 Avmax -gm rce - (ICQ / VT）（|VA|/ ICQ ）= - |VA|/ VT 当|VA|=100V， VT =26mV时，Avmax =-3846 而一个实际的共发射极放大器，其放大倍数不可能达到上述最大 值，这可从教材158页例题计 算结果看出。 2、共基极放大器：其交流通路见上页， 交流等效电路如右图： rb'e vb'e vi ii io gmvb'e RL rce vi rb'e gmvb'e rce ii io vo