【文章內(nèi)容簡介】 響應(yīng)　　RC高通電路與RC低通電路成對偶關(guān)系。4．波特圖　　為了能同時觀察到低頻和高頻段幅頻變化特性，在繪制幅頻特性曲線時，通常橫坐標和縱坐標均采用對數(shù)坐標形式，稱之為波特圖。5．放大電路存在頻率響應(yīng)的原因　　放大電路存在容抗元件（例如外接的耦合電容、旁路電容和三極管的極間電容），使的放大電路對不同頻率的輸出不同。通常外接電容可以等效為RC高通電路，因而影響下限頻率，而三極管的極間電容可以等效為RC低通電路，因而影響上限頻率。例題解析：例1．半導(dǎo)體三極管為什么可以作為放大器件來使用，放大的原理是什么？試畫出固定偏流式共發(fā)射極放大電路的電路圖，并分析放大過程。答：放大的原理是利用小信號對大信號的控制作用，利用ｖBE的微小變化可以導(dǎo)致ｉC的大變化。固定偏流式共發(fā)射極放大電路的放大過程，參閱“內(nèi)容提要——第2頁”。例2．電路如圖所示，設(shè)半導(dǎo)體三極管的β=80，試分析當開關(guān)K分別接通A、B、C三位置時，三級管各工作在輸出特性曲線的哪個區(qū)域，并求出相應(yīng)的集電極電流Ic。 解：（1）當開關(guān)Ｋ置A，在輸入回路ＩB．Ｒb+ＶBE=Vcc，可得ＩB=Vcc/Ｒb=　　假設(shè)工作在放大區(qū)，則ＩC=β．ＩB=24mA，ＶCE=VccＩC．Ｒe ，故假設(shè)不成立，三級管工作在放大區(qū)。此時，ＶCE=ＶCES=，ＩC=Vcc/Ｒe=3mA（2）當開關(guān)Ｋ置B，同樣的方法可判斷三級管工作在放大區(qū)，ＩC=β．ＩB=（3）當開關(guān)Ｋ置C，三級管工作在截止狀態(tài)，ＩC=0、直流負載線如圖所示，試求：（1）電源電壓ＶCC、靜態(tài)電流ＩB、ＩC和ＶCE。（2）電阻Rb、Rc的值。（3）輸出電壓的最大不失真幅度。（4）要使該電路能不失真地放大，基極正弦電流的最大幅度是多少？解： （1）直流負載線與橫坐標的交點即ＶCC值,ＩB=20uA,Ｉc=1mA ＶCE=3V（2）因為是固定偏聽偏流放大電路,電路如圖所示Ｒb=ＶCC/ＩB=300KΩ Ｒc=(ＶCCＶCE)/ＩC=3KΩ（3）由交流負載線和輸出特性的交點可知,在輸入信號的正半周,，在輸入信號的負半周,。綜合考慮。（4）同樣的方法可判斷輸出基極電流的最大幅值是20μA.，已知三極管的β=100，VBE=（1）試計算該電路的Q點；（2）畫出簡化的H參數(shù)小信號等效電路；（3）求該電路的電壓增益AV，輸入電阻Ri,輸出電阻Ro。（4）若VO中的交流成分出現(xiàn)如圖所示的失真現(xiàn)象，問是截止失真還是飽和失真？為消除此失真，應(yīng)調(diào)節(jié)電路中的哪個元件，如何調(diào)整？解：(1)ＩB=ＶCC/Ｒb=40μAＶCE=()=4V(2)步驟：先分別從三極管的三個極（b、e、c）出發(fā)，根據(jù)電容和電源交流短接，畫出放大電路的交流通路；再將三極管用小信號模型替代；并將電路中電量用瞬時值或相量符號表示，即得到放大電路的小信號等效電路。注意受控電流源的方向。（圖略）(3)ｒbe=200+(1+β)26mA/ＩEQ =857ΩＡV=β(ＲC//ＲL)/ｒbe=(4)因為ｖEB=ｖi+ＶCb1=ｖi+ＶEB從輸出波形可以看出，輸出波形對應(yīng)ｖs正半周出現(xiàn)失真，也即對應(yīng)ｖEB減小部分出現(xiàn)失真，即為截止失真。減小Ｒb，提高靜態(tài)工作點，可消除此失真。說明：分析這類問題時，要抓住兩點：（1）發(fā)生飽和失真或截止失真與發(fā)射結(jié)的電壓有關(guān)（對于NPN型管子，為ｖBE；對于PNP型管子為ｖEB），發(fā)射結(jié)電壓過大（正半周），發(fā)生飽和失真；過?。ㄘ摪胫埽?，發(fā)生截止失真。（2）利用放大電路交、直流共存的特點，找出發(fā)射結(jié)電壓與輸入信號之間的關(guān)系。這里，要利用耦合電容兩端的電壓不變（因為為大電容，在輸入信號變化的范圍內(nèi)，其兩端的電壓認為近似不變），如上題式子中的ＶCb1=ＶEB。 ，已知兩三極管的電流放大倍數(shù)均為β，輸入電阻為ｒbe，電路參數(shù)如圖，計算放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。解：本放大電路為一兩級直接耦合放大電路，兩極都是共集電極組態(tài)。計算其性能指標時，應(yīng)注意級間的相互影響。（1）求電壓放大倍數(shù) ＡV=ＶO/Ｖi畫出放大電路的小信號等效電路。ＡV1=ＶO1/Ｖi=（1+β）（Re1//RL1）/[ｒbe+（1+β）（Re1//RL1）]ＡV2=ＶO/ＶO1=（1+β）（Re2//RL）/[ｒbe+（1+β）（Re2//RL）]ＡV=ＶO/Ｖi=ＡV1*ＡV2其中：RL1為第一級放大電路的負載電阻，RL1=ｒbe+（1+β）（Re2//RL）（2）輸入電阻RiRi=Ｖi/Ii=Rb1//[ｒbe+（1+β）（Re1//RL1）（3）輸出電阻RoRo=Re2//[（ｒbe+Ro1）/（1+β）]其中：Ro1為第一級放大電路的輸出電阻，Ro1=Re1//[（ｒbe+（Rb1//Rs））/（1+β）]單元檢測：測得某NPN管得ＶBE＝，ＶCE＝，由此可判定它工作在_______區(qū)。為保證BJT共發(fā)射極放大器不產(chǎn)生削波失真，并要求在2K得負載上有不小于2V得信號電壓幅度，在選擇靜態(tài)工作點時，就應(yīng)保證|ＩCQ|≥_______，|ＶCEQ|≥_______。（注：以上兩題為2000年北京理工大學(xué)研究生入學(xué)考試“模擬與數(shù)字電路”考題）在晶體管放大電路中測得三個晶體管的各個電極的電位如圖所示。試判斷各晶體管的類型(是PNP管還是NPN管,是硅管還是鍺管),并區(qū)分e、b、c三個電極。 用萬用表直流電壓檔測得電路中晶體管各電極的對地電位，試判斷這些晶體管分別處于那種工作狀態(tài)（飽和、截止、放大、倒置或已損壞）。 如下電路能否實現(xiàn)正常放大？ 某同學(xué)為驗證基本共射放大電路電壓放大倍數(shù)與靜態(tài)工作點的關(guān)系，在線性放大條件下對同一個電路測了四組數(shù)據(jù)。找出其中錯誤的一組。A. Ic=,Ui=10mV,Uo= 　　=,Ui=10mV,Uo=C. Ic=,Ui=10mV,Uo=　　 =2mA,Ui=10mV,Uo= 在由PNP晶體管組成的基本共射放大電路中，當輸入信號為1KHz、5mV的正弦電壓時，輸出電壓波形出現(xiàn)了頂部削平的失真。這種失真是____?！　　≡谌鐖D所示的基本放大電路中，輸出端接有負載電阻RL，輸入端加有正弦信號電壓。若輸出電壓波形出現(xiàn)底部削平的飽和失真，在不改變輸入信號的條件下，減小RL的值，將出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 　　　　C.可能出現(xiàn)波形兩頭都削平的失真。為了使一個電壓信號能得到有效的放大，而且能向負載提供足夠大的電流，應(yīng)在這個信號源后面接入什么電路？　　　　　　在如圖所示的放大電路中，設(shè)Vcc=10V，Rb1=4KΩ,Rb2=6KΩ,Rc=2KΩ,Re=,Rl=2KΩ。電容C1，C2和Ce都足夠大。若更換晶體管使β由50改為100，ｒbb39。約為0)，則此放大電路的電壓放大倍數(shù)____。 　　　　　　1對于如圖所示電路，問關(guān)于放大倍數(shù)的計算，以下式子哪個正確？ [(Rc||RL)/(rbe+Re)]　[(Rc||RL)/rbe]　[(Rc||RL)/(Rb1||Rb2||rbe)] （1設(shè)圖所示的的放大電路處于正常放大狀態(tài)，各電容都足夠大。則該電路的輸入電阻為____。 A. Ri=Re||[rbe+(Rb1+ Rb2)]　 　B. Ri=Re||rbeC. Ri=Re||{[rbe+(Rb1+ Rb2)] /(1+β)}　=Re||[rbe/(1+β)]1一個放大電路的中頻電壓放大倍數(shù) Ａvm=10, ｆL=50Hz, ｆH=100KHz ，由圖中Ｖi的波形分別畫出對應(yīng)的Ｖo波形。1電路如圖所示(用(a)增大,(b)減小,(c)不變或基本不變填空)①若將電路中Ce 由100μF ,改為10μF,則|Avm|將_______,ｆL將________,ｆH將 ________ ,中頻相移將 _________.②若將一個6800pF 的電容錯焊到管子b,c兩極之間,則|Avm|將______, ｆL將_______, ｆH將________③若換一個ｆT較低的晶體管,則|Avm|將_______,ｆL將_______,ｆH將_______.1,中頻放大倍數(shù)|Avm|=_______, ｆL為_______,ｆH為________,當信號頻率為ｆL或ｆH時,實際的電壓增益為 ________.1已知一放大電路對數(shù)幅頻特性如圖，回答：（1）該電路由幾級阻容耦合電路組成？（2）每一級的ｆL及ｆH各是多少？（3）總的放大倍數(shù)|Ａvm|、ｆL、ｆH有多大？ 1電路如圖，設(shè)兩管β=100,ｒbb39。=0,ＶBE=,求:（1）ＩC1,ＶCE1,ＩC2,ＶCE2.（2）Ａv1,Ａv2及Ａv（3）Ｒi，Ｒo 1自舉式射極輸出器如圖，自舉電容ＣB足夠大，求：（1）靜態(tài)工作點ＩE（2）輸入電阻Ri及電壓增益Ａvs=Ｖo/Ｖs四、場效應(yīng)管放大電路基本要求 熟練掌握：共源、共漏組態(tài)放大電路工作原理；靜態(tài)工作點；用小信號模型分析增益、輸入、輸出電阻　 難點重點1．場效應(yīng)管放大電路與晶體管放大電路類比關(guān)系　　場效應(yīng)管和晶體管放大電路工作機理不同，但兩種器件之間存在電極對應(yīng)關(guān)系，即柵極G對應(yīng)基極，源極S對應(yīng)發(fā)射極，漏極D對應(yīng)集電極，但晶體三極管是電流控制器件，場效應(yīng)管是電壓控制器件?！　≡诜治龇糯箅娐窌r，均采用微變等效電路法。需注意兩者不同之處是受控源的控制量。場效應(yīng)管受電壓控制，晶體三極管受電流控制。場效應(yīng)管輸入電阻很高，分析時，可認為輸入端開路。在實際分析中，包含場效應(yīng)管的電路比包含晶體管的電路簡單。2．JFET的工作原理（以N溝道器件為例）　　預(yù)備知識：PN結(jié)正偏，空間電荷區(qū)變窄；PN結(jié)反偏，空間電荷區(qū)變寬。　　　　　　　N型半導(dǎo)體中，自由電子為多子，空穴為少子?！　〗Y(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)，觀看動畫。（1）柵源間電壓ＶGS對ＩD的控制　　　　　　　（a）　　　　　　　　　　　　?。╞）　　　　　　　　　　　　　 （c）　　當漏源間短路，柵源間外加負向電壓ＶGS時，結(jié)型場效應(yīng)管中的兩個PN結(jié)均處反偏狀態(tài)。隨著ＶGS負向增大，加在PN結(jié)上的反向偏置電壓增大，則耗盡層加寬。由于N溝道摻雜濃度較低，故耗盡層主要集中在溝道一側(cè)。耗盡層加寬，使得溝道變窄，溝道電阻增大，如圖（b）所示。　　當ＶGS負向增大到某一值后，結(jié)兩側(cè)的耗盡層向內(nèi)擴展到彼此相遇，溝道被完全夾斷，此時漏源間的電阻將趨于無窮大，如圖（c）所示。相應(yīng)于此時的漏源間電壓ＶGS稱為夾斷電壓，用ＶGS(off)（或ＶP）表示。（2）漏源電壓ＶDS對溝道的影響　　　　　　 （a）　　　　　　　　　　　　?。╞）　　　　　　　　　　　　　（c）　　當ＶGSＶp且為某一定值，如果在漏源間加上正向電壓ＶDS，ＶDS將在溝道中產(chǎn)生自漏極指向源極的電場，該電場使得N溝道中的多數(shù)載流子電子沿著溝道從源極漂移到漏極形成漏極電流ＩD。　　由于導(dǎo)電溝道存在電阻，ＩD流經(jīng)溝道產(chǎn)生壓降，使得溝道中各點的電位不再相等，于是溝道中各點與柵極間的電壓不再相等，也就是加在PN結(jié)兩端的反向偏置電壓不再相等，近源端PN結(jié)上的反向電壓最小，近漏端的反向電壓最大，結(jié)果使耗盡區(qū)從漏極到源極逐漸變窄，導(dǎo)電溝道從等寬到不等寬，呈楔形分布，如圖（a）所示?！　‰S著ＶDS的增大，ＩD增大，溝道不等寬的現(xiàn)象變得明顯，當ＶDS增大到某一值時，近漏端的兩個耗盡區(qū)相遇，這種情況稱為預(yù)夾斷，如圖（b）所示。　　繼續(xù)增大ＶDS，夾斷點將向源極方向延伸，近漏端出現(xiàn)夾斷區(qū)，如圖（c）所示。　　由于柵極到夾斷點A之間的反向電壓ＶGA不變，恒為ＶP，因此夾斷點到源極之間的電壓也就恒為ＶGSＶP，而ＶDS的增加部分將全部加在漏極與夾斷點之間的夾斷區(qū)上，形成較強的電場。在這種情況下，從漏極向夾斷點行進的多子自由電子，一旦到達夾斷點就會被夾斷區(qū)的電場漂移到漏極，形成漏極電流?！　∫话闱闆r下，夾斷區(qū)僅占溝道長度的很小部分，因此ＶDS的增大而引起夾斷點的移動可忽略，夾斷點到源極間的溝道長度可以認為近似不變，同時，夾斷點到源極間的電壓又為一定值，所以可近似認為ＩD是不隨ＶDS而變化的恒值。3．MOSFET的工作原理（以N溝道增強型器件為例）　　MOS管是指由金屬（Metal）、氧化物（Oxide）、半導(dǎo)體（Semiconductor）三種材料構(gòu)成的三層器件。具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，觀看動畫。（1）柵源間電壓ＶGS對ＩD的控制　　當柵源間無外加電壓時，由于漏源間不存在導(dǎo)電溝道，所以無論在漏源間加上何種極性的電壓，都不會產(chǎn)生漏極電流?！　≌９ぷ鲿r，柵源間必須外加電壓以使導(dǎo)電溝道產(chǎn)生，導(dǎo)電溝道產(chǎn)生過程如下：　?、佼斣跂旁撮g外加正向電壓ＶGS時，外加的正向電壓在柵極和襯底之間的ＳiＯ2絕緣層中產(chǎn)生了由柵極指向稱底的電場，由于絕緣層很薄（），因此數(shù)伏電壓就能產(chǎn)生很強的電場。該強電場會使靠近ＳiＯ2一側(cè)P型硅中的多子（空穴）受到排斥而向體內(nèi)運動，從而在表面留下不能移動的負離子，形成耗盡層。耗盡層與金屬柵極構(gòu)成類似的平板電容器?！　、陔S著正向電壓ＶGS的增大，耗盡層也隨著加寬，但對于P型半導(dǎo)體中的少子（電子），此時則受到電場力的吸引。當ＶGS增大到某一值時，這些電子被吸引到P型半導(dǎo)體表面，使耗盡層與絕緣層之間形成一個N型薄層，鑒于這個N型薄層是由P型半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換而來的，故將它稱為反型層?！　》葱蛯优c漏源間的兩個N型區(qū)相連，成為漏源間的導(dǎo)電溝道。這時，如果在漏源間加上電壓，就會有漏極電流產(chǎn)生。人們將開始形成反型層所需的ＶGS值稱為開啟電壓，用ＶGS(on)（或ＶT）表示?！　、埏@然，柵源電壓ＶGS越大，作用于半導(dǎo)體表面的電場越強，被吸引到反型層中的電子愈多，溝道愈厚，相應(yīng)的溝道電阻就愈小?！　∮^看動畫　?。?）漏源電壓ＶDS對溝道的影響　　ＩD流經(jīng)溝道產(chǎn)生壓降，使得柵極與溝道中各點的電位不再相等，也就是加在“平板電容器”上的電壓將沿著溝道產(chǎn)生變化，導(dǎo)電溝道從等寬到不等寬，呈楔形分布。　　余下情況的分析與JFET類似。觀看動畫對照讀物：謝嘉奎等編．電子線路（線性部分）．第四版．北京：高等教育出版社，１９９９　Ｐ１０１－１１２謝嘉奎等編．電子線路（線性部分）．第三版．北京：高等教育出版社，１９８８?。校福罚梗?