增益:若忽略re, ABR(R(+R1)B(R∥R Av=-A RL/RE Ibe+(1+β)RE 当满足条件(1+β)RE》Ibe Av≈-(RL∥/Rc)/RE 可见,接入Rε后,放大器输入电阻显著增加,输出电阻显著增加(不计Rc) 接近理想互导放大器,而电压增益虽有所减小,但却趋于稳定,近似与β和 电阻大小无关,而只取决与两电阻的比值。为了祢补电压增益较低的缺点, 在集成电路中,广泛采用有源电阻取代RC 3、采用有源负载的共发放大器:通过上述分析知,要提高共发放大器的电压增 益,必须提高Rc(RL一般为后级放大器如电压跟随器的输入电阻,较大), 而Rc的提高受两个方面的限制,一个是大电阻在集成工艺中难以实现, 个是Rc的增大,将使管子的静态工作点靠近饱和区(当Vc和o-定时, VcE= Vcc-lQRc),甚至进入饱和区,一方面我们需要在静态时Rc较小 另一方面我们需要在动态时Rc较大,而用有源电阻取代Rc就能满足这两方 面的要求,所谓有源电阻就是工作在放大区的晶体三极管或场效应管这类 有源器件,当施加恒定偏置时,三极管CE两端(或场效应管DS两端)的
增益：若忽略rce ， A i= RC/(RC+ RL） Av = - A i RL / Ri= - 当满足条件 （1+ ） RE》 rb'e Av - （RL // RC）/ RE 可见，接入RE后，放大器输入电阻显著增加，输出电阻显著增加（不计RC） 接近理想互导放大器，而电压增益虽有所减小，但却趋于稳定，近似与和 电阻大小无关，而只取决与两电阻的比值。为了祢补电压增益较低的缺点， 在集成电路中，广泛采用有源电阻取代RC 。 3、采用有源负载的共发放大器：通过上述分析知，要提高共发放大器的电压增 益，必须提高RC （RL 一般为后级放大器如电压跟随器的输入电阻，较大）， 而 RC 的提高受两个方面的限制，一个是大电阻在集成工艺中难以实现，一 个是RC 的增大，将使管子的静态工作点靠近饱和区（当Vcc和ICQ一定时， VCEQ= Vcc - ICQ RC），甚至进入饱和区，一方面我们需要在静态时RC较小， 另一方面我们需要在动态时RC较大，而用有源电阻取代RC就能满足这两方 面的要求，所谓有源电阻就是工作在放大区的晶体三极管或场效应管这类 有源器件，当施加恒定偏置时，三极管CE两端（或场效应管DS两端）的 （RL // RC） rb'e + （1+ ） RE
电流大小几乎不受其两端电压变化的影响,具有恒流源特点,其交流电阻 非常大(就是re),而其直流电阻(即在静态时)Vcpo/ko却并不大, 如右图所示有源负载共发放大器: o Vcc B图的T取代了A图的Rc(T1是多级 放大器的某一级,其基极有静态电位, R2 保证其发射结正偏),B图中Vc通过 Rl、R2为T1提供恒定偏置,而T1的 Vco和2的vQ2相加等于vc,集电 T1 极电流近似相等( IcQilcq2,一般接后 级放大器的基极,取电流很小),通过 合理的设置使T1、T2静态工作点,使它 们都工作在放大区,T1工作在放大区是为了实现信号放大,T2工作在放大 区是为了提供有源负载,B图的交流等效电路 如右图所示:可见,T2发射结无交流信号 RbT Rb2 ]rb'e2 受控电流源输出为零,集电结只有交流电阻rces 另外,该电路中,T1的集电极电流大小取决于 2管的集电极电流,如果采取措施使T2管的集 Tb'el 电极电流稳定,则11静态工作点稳定,后面将
电流大小几乎不受其两端电压变化的影响，具有恒流源特点，其交流电阻 非常大（就是rce ），而其直流电阻（即在静态时）VCEQ /ICQ却并不大， 如右图所示有源负载共发放大器： B图的T2取代了A图的RC（T1是多级 放大器的某一级，其基极有静态电位， 保证其发射结正偏）， B图中VCC通过 R1、R2为T1提供恒定偏置，而T1的 VCEQ1和T2的VECQ2相加等于VCC ，集电 极电流近似相等（ICQ1ICQ2，一般接后 级放大器的基极，取电流很小），通过 合理的设置使T1、T2静态工作点，使它 们都工作在放大区，T1工作在放大区是为了实现信号放大，T2工作在放大 区是为了提供有源负载，B图的交流等效电路 如右图所示：可见，T2发射结无交流信号，T2 受控电流源输出为零，集电结只有交流电阻rce 另外，该电路中，T1的集电极电流大小取决于 T2管的集电极电流，如果采取措施使T2管的集 电极电流稳定，则T1静态工作点稳定，后面将 rce2 rce1 rb'e2 rb'e1
到的镜像电流源就是为了实现这一目标的一个单元电路,在集成电路中应用较广 四、场效应管基本放大器:分为共源、共栅、共漏三种基本组态放大器。 1、共源放大器:典型分压偏置共源放大器和交流等效电路如下 RG RIs IdssRD RLS Vo R1//R2 hugS RG主要是为了提高放大器的输入电阻,由于场效应管栅极电流趋于零 因此R上没有直流压降。场效应管栅极电位仍是有R1和R2分压决定 静态工作点:VG=EDR2/(R1+R2) VGs=VG-Vs=ⅤG-lDRs ID=IDss(1-VGS/VGS (OFF)) (1)(2)联立即可求得静态工作点 交流分析:输入电阻:R=RG+R/R2 输出电阻:R。=RD//ras 增 Av=-gmRI //Ro
到的镜像电流源就是为了实现这一目标的一个单元电路，在集成电路中应 用较广。 四、场效应管基本放大器：分为共源、共栅、共漏三种基本组态放大器。 1、共源放大器：典型分压偏置共源放大器和交流等效电路如下： RG主要是为了提高放大器的输入电阻，由于场效应管栅极电流趋于零， 因此RG上没有直流压降。场效应管栅极电位仍是有R1和R2分压决定。 静态工作点：VG= ED R2 /（R1+R2） VGS= VG - VS = VG - IDRS ------------------------ （1） ID = ID SS（1- VGS / VGS（OFF））2 ------------------------ （2） （1）（2）联立即可求得静态工作点。 交流分析：输入电阻： Ri= RG + R1//R2 输出电阻： Ro= RD // rds 增益： Av = - gmRL // Ro RG ED RL gmvgs RG RD RD RL rds
2、共栅放大器:典型分压偏置共源放大器和交流等效电路如下: Ids C3 C1 R R93 3 C2 R 交流分析:输入电阻:忽略Ids,从Rs右端向右看I=- gaGs V1故R=1 输出电阻:R。=RD(可用外加电源法求解) 增益:Av=-( gm Vgs rli/RD)/(vgs)=gnRL∥RD 3、共漏放大器:典型分压偏置共源放大器和交流等效电路如下: 0上D R R//R2≤ L gn
2、共栅放大器：典型分压偏置共源放大器和交流等效电路如下： 交流分析：输入电阻： 忽略rds ，从Rs右端向右看Ii = -gmvgs vgs = -vi 故 Ri= 1/gm 输出电阻： Ro= RD （可用外加电源法求解） 增益：Av = -（gmvgs RL // RD ）/（-vgs）=gmRL // RD 3、共漏放大器：典型分压偏置共源放大器和交流等效电路如下： ED RD RL RL gmvgs rds RD Ii ED RL rds gmvgs RS RL RG RG
输入电阻:R=RG+R/R2 输出电阻:R。= Rs/Ids∥a≈。(可用外加电源法求解) gn 增益: gm RL I+gm Rl 4、小结:共源和共漏放大器的输入电阻比共发和共集大(不考虑偏置电阻时 为无穷大);在相同的静态电流下,场效应管的gm远比晶体三极 管小,故共源和共栅放大器的电压增益远比共发和共基小,共栅放 大器的输入电阻和共漏放大器的输出电阻远比相应的共基和共集放 大器大 五、集成MOS放大器: 在MOS集成电路中,为了提高集成度,广泛采用有源电阻取代占芯片面积较 大的集成电阻,特别其中间增益级,一般采用有源负载共源放大器,根据有 源电阻的不同实现方法,集成MOS放大器分为: EE MOS、 E/D MOS和 CMOS三种类型电路。 1、 E/E MOS和E/DMOS放大器:采用制作N沟道器件的NMOS集成工艺时, 放大管和负载管都只能采用NMOS管,其中,放大管一般采用EMOS管, 负载管可以采用EMOS管和DMOS管,前者称为E/EMOS放大器,后者
输入电阻： Ri= RG +R1//R2 输出电阻： Ro= RS //rds // （ 可用外加电源法求解） 增益： Av = 1 4、小结：共源和共漏放大器的输入电阻比共发和共集大（不考虑偏置电阻时 为无穷大）；在相同的静态电流下，场效应管的 gm 远比晶体三极 管小，故共源和共栅放大器的电压增益远比共发和共基小，共栅放 大器的输入电阻和共漏放大器的输出电阻远比相应的共基和共集放 大器大。 五、集成MOS放大器： 在MOS集成电路中，为了提高集成度，广泛采用有源电阻取代占芯片面积较 大的集成电阻，特别其中间增益级，一般采用有源负载共源放大器，根据有 源电阻的不同实现方法，集成MOS放大器分为：E/E MOS、E/D MOS和 CMOS三种类型电路。 1、 E/E MOS和E/D MOS 放大器：采用制作N沟道器件的NMOS集成工艺时， 放大管和负载管都只能采用NMOS管，其中，放大管一般采用EMOS管， 负载管可以采用EMOS管和DMOS管，前者称为E/E MOS放大器，后者 gm 1 gm RL ' 1+gm RL ' gm 1