分立元件基本电路.ppt

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1、1,第 3 章分立元件基本电路,3.1 共发射极放大电路3.2 共集电极放大电路3.3 共源极放大电路3.4 分立元件组成的基本门电路,主要内容：电路的构成、工作原理、性能指标、分析计算方法,2,3.1 共发射极放大电路,主要内容,3.1.1 电路组成,3.1.2 静态分析,3.1.3 动态分析,3.1.4 静态工作点的稳定,3.1.5 频率特性,3,由NPN管组成的共射极放大电路如图所示,T,+UCC,RC,RB,C1,C2,+,+,ui,uo,1.晶体三极管T,各元件的作用：,放大元件，工作在放大区，即发射结正向偏置，集电结反向偏置。,2.集电极电源UCC,一是保证三极管工作在放大区；二是

2、放大电路的能源。,4.集电极负载电阻RC,是将集电极电流的变化转化为电压的变化，以实现电压放大。,3.基极电阻RB,RB 和UCC使发射结处于正向偏置，并提供适当的静态基极电流IB。IB称为偏置电流，RB称为偏置电阻。,5.耦合电容C1、C2（隔直电容）,C1 和C2是传递交流，隔断直流；以免各级静态工作点相互影响；一般采用容量较大的电解电容，使用时应注意正负极不能接错。,输入端,输出端,输入回路,输出回路,3.1.1 电路组成,IB,“地”端零电位点,+,+,-,-,4,T,+UCC,RC,RB,C1,C2,+,+,ui,uo,输入信号ui=0时的状态，称为静态。电路中只有直流电压和电流，要

3、保证三极管工作在放大区。,放大电路的静态,放大电路的动态,有输入信号ui时的状态，称为动态。电路中既有直流电压和电流，又有交流信号，要求对交流信号进行不失真的放大。,iB,iC,uCE,放大电路中：直流信号用大写字母、大写下标表示，如IB、UCE；交流信号用小写字母、小写下标表示，如ib、uce；交、直流叠加的信号用小写字母、大写下标表示，如iB、uCE。,+,+,+,-,-,-,3.1.1 电路组成,IB,iB,ib,t,t,t,0,0,0,5,放大电路工作过程,iB经T放大后得到集电极电流iC，iC在RC上产生压降iCRC；集电极电压uCE=UCC-iCRC，经隔直电容C2传送到输出端成为

4、交流输出电压uo；uo的幅值比ui大，实现电压放大的目的。,3.1.1 电路组成,T,+UCC,RC,RB,C1,C2,+,+,ui,uo,iB,iC,uCE,+,+,+,-,-,-,输入信号ui加在放大电路的输入端，经C1耦合到晶体管T的基极，产生基极电流iB；,6,放大电路的分析方法概述,放大电路的分析包括静态分析和动态分析。,静态分析计算静态时的电压和电流。,目的是：选择合适的静态工作点，使放大器处于较佳的工作状态。,动态分析计算电压放大倍数，输入、输出电阻，输出是否失真等。,放大电路的分析方法有图解法和近似计算法。,图解法利用晶体管的输入和输出特性曲线，通过作图的方法分析放大电路的静态

5、和动态。,近似计算法在一定的条件下，忽略次要因素，利用等效电路，通过分析计算，求出结果。,7,由于放大电路中既有直流信号，又有交流信号，利用叠加原理的概念，放大电路可看成是交流与直流共同作用的结果。,RC,RB,uo,ui,ib,ic,+,-,+,-,放大电路的直流通路与交流通路,T,+UCC,RC,RB,C1,C2,+,+,ui,uo,-,-,+,+,iB,iC,+,-,uCE,uce,+,-,当交流信号为0(ui=0)时，只有直流信号，这时的等效电路称为直流通路。将原电路中电容处开路，得到的等效电路就是直流通中，如图,除去直流信号，只有交流信号，这时的等效电路称为交流通路。将电容处短路，直

6、流电压源处短路，就得到交流通路，如图,UCC,RC,RB,IB,IC,UCE,+,-,+,UCC,-,+,+,-,-,UBE,交流通路,直流通路,放大电路的分析方法概述,8,T,+UCC,RC,RB,C1,C2,+,+,ui,uo,1.图解法：放大电路如图，画出放大电路的直流通路、及三极管的特性曲线。,UCC,RC,RB,IB,IC,UCE,uCE,iC,uBE,iB,UCC,UBE,IB,直流负载线,在输入电路中,+,-,+,-,-,+,+,3.1.2 静态分析,UCC,-,+,+,-,-,UBE,UCC,在输出电路中,偏置线,IC,UCE,IB,QB,QC,静态工作点,通过作图求出IB、I

7、C、UCE的值,直流通路,得到QB点,得到QC点,iB,iC,+,-,uCE,0,0,把IB、IC、UCE的值，称为静态工作点Q,9,T,+UCC,RC,RB,C1,C2,+,+,ui,uo,UCC,RC,RB,IB,IC,UCE,2.估算法：静态工作点Q(IB、IC、UCE),+,-,+,-,-,+,+,3.1.2 静态分析,UCC,-,+,+,-,-,UBE,在直流通路中，由输入回路得:,直流通路,可见，Q点主要由RB决定;故RB称为偏置电阻。调整RB可使放大电路工作在放大区。,iB,iC,+,-,uCE,即:,10,uBE,iB,(A),1.图解法：具体分析步骤如下,（1）根据输入电压u

8、i在输入特性曲线上求基极电流iB,a,b,QB,IB,UBE,ui,uBE,ib,iB,设,直流分量,交流分量,直流分量,交流分量,画出输入特性曲线及信号波形如图，由图得,T,RC,RB,C1,C2,+,+,ui,uo,-,-,+,+,+UCC,t,t,t,t,3.1.3 动态分析,iB,uBE,-,+,可见：iB是在静态值IB的基础上叠加一变化的ib,11,uCE,iC,Q,（2）由iB在输出曲线上求iC和uCE,iC,Q2,ib,uCE,uo=uce,画出输出特性曲线及负载线，得,直流分量,交流分量,交流分量,直流分量,输出电压uce与输入电压ui反相，所以，该放大电路是反相放大器,输出电

9、压为：,电压放大倍数为：,即,t,t,t,t,t,3.1.3 动态分析,T,RC,RB,C1,C2,+,+,ui,uo,-,-,+,+,+UCC,iB,uCE,-,+,iC,UCE,IC,之间称为动态工作范围,IB,12,动态分析结论：,uCE,iC,Q,（1）当ui=0时，电路中只有直流量；当输入ui后，电路中各电量是在静态值上叠加了一个交流分量。,（2）输出电压uo是与ui同频率的正弦量，且uoui，电压放大倍数为：,（3）电流ib、ic与ui同相，而输出电压uo与输入电压ui反相，所以共发射极放大电路具有倒（反）相作用。,截止失真,饱和失真,无失真,饱和失真是因IB太大引起；截止失真是因

10、IB太小引起。,t,t,t,uo,3.1.3 动态分析,（4）若Q点过高，如Q1点，输出会出现饱和失真。增大RB可消除饱和失真.,0,N,M,（5）若Q点过低，如Q2点，会出现截止失真。减小RB可消除截止失真.,ic,ib,13,画出交流通路和微变等效电路，如图,RC,RB,uo,ui,ib,ic,（1）电压放大倍数,+,-,+,-,3.1.3 动态分析,2.微变等效电路分析法：步骤如下,T,+UCC,RC,RB,C1,C2,+,+,ui,uo,-,-,+,+,iB,iC,+,-,uCE,uce,+,-,RC,RB,rbe,B,C,E,-,+,-,+,或,因为,所以,当放大电路接入负载电阻RL

11、时，如图,RL,RL,RL,可见，接上负载后，电压放大倍数下降。,所以,交流通路,微变等效电路,14,（2）输入电阻,3.1.3 动态分析,T,+UCC,RC,RB,C1,C2,+,+,ui,uo,-,-,+,+,iB,iC,+,-,uCE,RC,RB,rbe,B,C,E,-,+,-,+,因为,定义为：放大电路输入电压变化量与输入电流变化量之比，用ri表示，即,所以,输入电阻为：,RL,RL,15,（3）输出电阻,3.1.3 动态分析,T,+UCC,RC,RB,C1,C2,+,+,ui,uo,-,-,+,+,iB,iC,+,-,uCE,RC,RB,rbe,B,C,E,-,+,-,+,从放大电路

12、的微变等效电路的输出端看，它是一个电流源和一个电阻RC的并联，而RC就是两端网络的等效电阻。,定义为：对负载来说，放大电路输出端相当于一个有源两端网络，这个两端网络的等效电阻就是放大电路的输出电阻，用ro表示,所以，输出电阻为：,RL,RL,特别注意：,ri、ro是对交流信号而言的，属于动态电阻，不能用来计算静态工作点。在多级放大电路中，前级相当于后级的信号源，前级的输出电阻就是信号源的内阻。后级放大电路的输入电阻就是前级的负载电阻。,16,（4）输出电阻ro的测量方法,3.1.3 动态分析,T,+UCC,RC,RB,C1,C2,+,+,ui,uo,-,-,+,+,iB,iC,+,-,uCE,

13、RL,RS,Au,-,+,-,+,ri,ro,+,-,测量电路如图，输入加正弦电压信号；测得空载输出电压为 接入负载RL测得输出电压为,故,输出电阻为,RS,Au,-,+,-,+,RL,ri,ro,+,-,放大电路,放大电路,测量空载时输出电压,测量带载时输出电压,可见,+,-,+,-,17,（5）当信号源有内阻RS时的电压放大倍数,3.1.3 动态分析,T,+UCC,RC,RB,C1,C2,+,+,ui,uo,-,-,+,+,iB,iC,+,-,uCE,RS,Au,-,+,-,+,电路如图，信号源电压为uS，内阻为RS,对信号源而言，放大器可以看成一个等效电阻ri，用相量表示的等效电路如图。

14、,RL,RL,RS,uS,+,-,ri,ro,+,-,其中,因为,所以,所以，放大电路对信号源的放大倍数为：,即，对信号源电压的放大倍数为小于输入端的放大倍数。,18,放大电路的分析应用举例,例题3.1.1 放大电路如图所示，求(1)静态工作点;（2)无负载RL和有负载时的电压放大倍数；(3)电路的输入电阻ri和输出电阻ro。,解：,（1）放大电路静态工作点Q,（2）电压放大倍数,无RL时,有RL时,(3)ri、ro,T,+UCC,RC,RB,C1,C2,+,+,ui,uo,470k,3k,+12V,RL,-,-,+,+,5.1k,其中,其中,19,放大电路对静态工作点的要求,静态工作点要合适

15、。静态工作点要稳定。,3.1.4 静态工作点的稳定,影响静态工作点稳定的主要因素是温度,当温度升高时，ICBO(ICEO)将明显增加，特别是锗管。,当温度升高时，发射结压降UBE将减小。,当温度升高时，将增大。,总之，温度升高时，ICBO、UBE 的变化结果将使IC增大，Q点移向饱和区，可能引起放大电路出现失真，这种现象称为工作点漂移。,为了保证工作点稳定，常采用分压式偏置电路。,T,+UCC,RC,RB,C1,C2,+,+,ui,uo,-,-,+,+,iB,iC,+,-,uCE,RL,uCE,iC,UCC,IC,UCE,IB,QC,0,20,T,+UCC,RC,RB1,C1,C2,+,+,u

16、i,uo,RL,RB2,RE,CE,+,电路如图，RB1、RB2构成偏置电路，RB1称为上偏置电阻，RB2称下偏置电阻，RE为发射极电阻，CE为发射极旁路电容。直流通路如图,1.电路的基本特点,由RB1、RB2组成偏置电路,T,+UCC,RC,RB1,RB2,RE,原理图,IC,IE,I1,I2,IB,UCE,直流通路,选择合适的参数，使,基极电位,可见，UB由RB1、RB2、UCC决定，与三极管无关，可认为UB基本不受温度的影响。,引入RE，以限制IC的变化,可见，IC与晶体管参数、UBE、ICEO几乎无关；IC不受温度的影响，在更换晶体管时，静态工作点近似不变。,us,RS,+,+,+,-

17、,-,-,+,-,uCE,iB,+,-,3.1.4 静态工作点的稳定,即,UB,UB,21,2.稳定工作点的原理,当因某种原因使IC的增加，稳定过程如下：,温度升高IC UE UBE IB,IC,图中，RE越大稳定性能越好；但RE大，使UE增大，导致UCE减小，使放大电路动态范围变小。RE上并联电容CE，它对交流信号相当于短路，CE称为旁路电容，它消除了RE对交流分量的影响。,3.1.4 静态工作点的稳定,T,+UCC,RC,RB1,RB2,RE,IC,IE,I1,I2,IB,UCE,直流通路,+,-,这种通过电路的自动调节作用，以抑制电路工作状态变化的技术称为负反馈。,该电路是通过电阻RE将

18、发射极电流IE的变化反馈至输入电路的，这种反馈称为电流负反馈。故该电路称为分压式电流串联负反馈偏置电路。,UB,UE,22,3.电路参数的选择,为得到较好的稳定效果，必须使：,一般取：,硅管：,锗管：,设计电路时，要综合考滤，根据以上条件，确定各电阻值。,3.1.4 静态工作点的稳定,T,+UCC,RC,RB1,C1,C2,+,+,ui,uo,RL,RB2,RE,CE,+,T,+UCC,RC,RB1,RB2,RE,原理图,IC,IE,I1,I2,IB,UCE,直流通路,us,RS,+,+,+,-,-,-,+,-,uCE,iB,+,-,UB,该电路的特点：电路采用了负反馈技术，工作点很稳定，不仅

19、很少受温度的影响，而且当换用不同的晶体管时，静态工作点近似不变。,23,分压式偏置放大电路应用举例,T,+UCC,RC,RB1,C1,C2,+,+,ui,uo,RL,RB2,RE,CE,+,例题3.1.2 电路即参数如图,求(1)静态工作点;(2)电压放大倍数;(3)输入、输出电阻。,47k,22k,3.3k,2.2k,5.1k,12V,=80,解:,(1)静态工作点，画出直流通路,+,-,+,-,+UCC,RC,RB1,RB2,RE,IC,IE,I1,I2,IB,UCE,根据戴维宁定理，基极回路的等效电路如图，其中,+,-,UB,RE,IE,UBB,IB,+,-,列KVL,UBE,+,-,2

20、4,分压式偏置放大电路应用举例,T,+UCC,RC,RB1,C1,C2,+,+,ui,uo,RL,RB2,RE,CE,+,47k,22k,3.3k,2.2k,5.1k,12V,=80,静态工作点的近似计算法,+,-,+,-,+UCC,RC,RB1,RB2,RE,IC,IE,I1,I2,IB,UCE,根据直流通路，求基极电位UB,+,-,UB,与用戴维宁定理计算结果（IB=0.0162mA，IC=1.30mA，UCE=4.83V)比较，相差不大，这是常用的计算静态工作点的方法。,因为，一般IBI1，所以得,直流通路,25,画出微变等效电路如图，得,(2)电压放大倍数,(3)输入电阻、输出电阻,R

21、L,RC,RB2,rbe,RB1,-,+,-,+,ri,ro,分压式偏置放大电路应用举例,T,+UCC,RC,RB1,C1,C2,+,+,ui,uo,RL,RB2,RE,CE,+,47k,22k,3.3k,2.2k,5.1k,12V,=80,+,-,+,-,26,例题3.1.3 将上题中RE分成RE1和RE2两部分，求Au、ri、ro。,直流通路(Q点)不变，即,分压式偏置放大电路应用举例,RL,RC,RB2,rbe,RB1,RE1,+,+,-,-,T,+UCC,RC,RB1,C1,C2,+,+,ui,uo,RL,RB2,RE1,CE,47k,22k,3.3k,2k,5.1k,12V,=80,

22、+,-,+,-,RE2,200,IB=0.0162mA，IC=1.30mA，UCE=4.83V,微变等效电路,27,两种电路结果比较：,静态工作点不变,分压式偏置放大电路应用举例,T,+UCC,RC,RB1,C1,C2,+,+,ui,uo,RL,RB2,RE1,CE,47k,22k,3.3k,2k,5.1k,12V,=80,+,-,+,-,RE2,200,IB=0.0162mA，IC=1.30mA，UCE=4.83V,T,+UCC,RC,RB1,C1,C2,+,+,ui,uo,RL,RB2,RE,CE,+,47k,22k,3.3k,2.2k,5.1k,12V,=80,+,-,+,-,动态参数比

23、较,上图,下图,结论：,下图电压放大倍数虽然降低了，但输入电阻ri提高了；不仅能稳定静态工作点，还能使电压放大倍数的稳定性提高；电阻RE1对直流、交流信号均有电流串联负反馈作用。RE2仅对直流有负反馈作用,28,T,+UCC,RC,RB1,C1,C2,+,+,ui,uo,RL,RB2,RE1,CE,47k,22k,3.3k,2k,5.1k,12V,=160,+,-,+,-,RE2,200,T,+UCC,RC,RB1,C1,C2,+,+,ui,uo,RL,RB2,RE,CE,+,47k,22k,3.3k,2.2k,5.1k,12V,=160,+,-,+,-,上图Au的相对变化量：,当改为160时

24、,两电路电压放大倍数比较,=160时，晶体管发射结等效电阻rbe为：,下图Au的相对变化量：,上图电压放大倍数Au为：,下图电压放大倍数Au为：,=80时，rbe=1.81k，Au=88.4,=80时，rbe=1.81k，Au=8.88,29,1.概念,把放大电路的放大倍数和相位移随频率的变化关系称为放大电路的频率特性。,幅频特性：放大倍数的大小与频率之间的关系，即,因为,当放大电路输入信号频率在一定范围内时，电压放大倍数与信号频率无关.当输入信号频率过低或过高时，放大倍数都会降低，输出与输入的相位也会发生变化，即放大电路对不同频率的信号的放大倍数和相位移是不相同的。,3.1.5 频率特性,相

25、频特性：放大倍数的相位移与频率之间的关系，即,故，频率特性分为幅频特性和相频特性,30,2.幅频特性:,在中频段，电压放大倍数最大且近似为一常数|Aum|。在低频段，电压放大倍数要下降。因为，耦合电容的容抗增加，使信号在传递过程中产生损失。在高频段，电压放大倍数也要下降。因为，晶体管极间电容和电路的分布电容的容抗减小，使晶体管的电流放大倍数下降。,另外，多级放大电路的通频带窄；直接耦合的放大电路低频特性好。,当频率过低或过高时，单管放大电路的输出与输入信号的相位差不再是180。,阻容耦合放大电路的幅频特性如图，可见:,3.1.5 频率特性,3.相频特性:,|Aum|,|Au|,fL,fH,fB

26、W,180,270,90,f,f,下限频率,上限频率,通频带,31,3.2 共集电极放大电路,主要内容,3.2.1 电路组成,3.2.2 静态分析,3.2.3 动态分析,3.2.4 多级放大电路,32,共集电极放大电路如图，由于信号是从发射极输出，所以也称为射极输出器。,由于射极输出器具有独特的特点，所以在放大电路中得到广泛应用。,3.2.1 电路组成,RB,RS,RE,RL,C1,C2,+UCC,+,-,+,-,RB,RE,RL,RS,+,-,+,-,+,-,+,-,交流通路如图，由于集电极C是输入、输出回路的公共端，因此称为共集电极电路。,射极输出器电路原理图,交流通路,RB,RS,RE,

27、RL,+,-,+,-,+,-,交流通路,iC,iB,iE,33,直流通路,画出直流通路如图,由直流通路的输入回路得,所以,由直流通路的输出回路得,电路原理图,RB,RE,+UCC,IB,IC,IE,UBE,UCE,+,-,+,-,3.2.2 静态分析,RB,RS,RE,RL,C1,C2,+UCC,+,-,+,-,+,-,34,由于输出电压和输入电压基本相同(uoui)，故称它为射极跟随器,1.电压放大倍数,交流微变等效电路,可见：,射极输出器的电压放大倍数小于1，而近似等于1，即,但：,输出电压与输入电压同相。,RB,RE,RL,RS,rbe,C,B,E,+,-,+,-,3.2.3 动态分析,

28、+,-,RB,RS,RE,RL,+,-,+,-,+,-,交流通路,35,由于射极输出器输入电阻很高,所以,常用于多级放大电路的输入级,以减小放大器对信号源的影响。,2.输入电阻ri,所以,通常,RB很大,且1,所以射极输出器的输入电阻很高,可达几十千欧到几百千欧；,因为,故,射极输出器输入电阻与负载RL有关,与共射极电路不同。,RB,RE,RL,RS,rbe,C,B,E,+,-,+,-,3.2.3 动态分析,+,-,36,3.输出电阻ro,输出电阻按有源两端网络等效电阻的求法得到，等效电路如图，可见,其中：,是,RB,RE,RL,RS,rbe,C,B,E,+,-,+,-,+,-,3.2.3 动

29、态分析,RS,RB,RE,rbe,B,E,C,+,-,由基极折合到发射极回路的等效电阻。,可见，射极输出器的ro很小（几十到几百欧）,37,射极输出器特点,电压放大倍数小于1，但近似等于1，输出与输入近似相等，称为射极跟随器。输入电阻ri大，多用于多级放大电路的输入级。输出电阻ro小，多用于输出级，扩大带负载能力。利用输入电阻大，输出电阻小的特点，可用于隔离级(缓冲级)。射极输出器具有电流放大作用，常用功率放大器。,3.2.3 动态分析,38,射极输出器应用举例,例 电路参数如图，求（1）静态工作点；（2）Au、ri、ro,RB,RS,RE,RL,C1,C2,+UCC,12V,200k,2k,

30、2k,100,=60,解：,（1）静态工作点；,（2）Au、ri、ro 微变等效电路如图,+,-,-,RB,RE,RL,RS,rbe,C,B,E,+,-,+,-,+,39,多级阻容耦合电路应用举例,例题3.2.1,T1,R1,C1,C2,R2,T2,+UCC,R5,R3,C3,+,RL,R4,R6,C4,300k,47k,22k,3.3k,3k,2.2k,5.1k,12V,1=80,2=80,电路参数如图，求：,第二级,第一级,(1)各级静态工作点；,(3)总电压放大倍数；,(2)输入、输出电阻;,(1)各级Q点,解：,-,+,-,+,-,+,RS,-,+,3k,UB2,40,多级阻容耦合电路

31、应用举例,例题3.2.1,T1,R1,C1,C2,R2,T2,+UCC,R5,R3,C3,+,RL,R4,R6,C4,300k,47k,22k,3.3k,3k,2.2k,5.1k,12V,1=80,2=80,第二级,第一级,(2)输入、输出电阻,解：,-,+,-,+,-,+,RS,-,+,3k,41,多级阻容耦合电路应用举例,例题3.2.1,T1,R1,C1,C2,R2,T2,+UCC,R5,R3,C3,+,RL,R4,R6,C4,300k,47k,22k,3.3k,3k,2.2k,5.1k,12V,1=80,2=80,第二级,第一级,(3)电压放大倍数,解：,-,+,-,+,-,+,RS,-

32、,+,3k,总放大倍数,42,共基极放大电路,RB1,RE,C1,共基极放大电路由E极输入信号ui，由C极输出信号uo，基极B是输入和输出回路共用的，如图,特点：电路只能放大电压信号，不能放大电流；输出信号与输入信号同相；电路输入电阻ri小，输出电阻ro大。,C2,CB,RB2,RL,+UCC,uo,+,-,T,RC,RE,RL,uo,+,-,T,RC,ui,+,-,优点：晶体管的截止频率比共发射极放大电路提高了(1+)倍；共基极电路有更高的工作频率，常用于高频率放大电路和宽频带放大电路中，如调频收音机、电视系统的射频放大电路中。,基本放大电路,交流通路,43,多级放大电路的方框图,多级放大电

33、路基本概念,第1级,第2级,末前级,(输出级),末级,电压放大,功率放大,输入,输出,多级放大电路由输入级、中间级、末前级、输出级组成,输入级要求有较高的输入电阻，以减小对信号源的影响。,中间级要求有较高电压放大倍数，以提高灵敏度。,末前级也称推动级，为电压放大级与功率放大之间的耦合。,输出级要求输出较大的功率，以推动负载正常动作。,44,放大电路各级之间的连接方式，称为耦合,常用的耦合方式有：,阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。,对耦合电路的要求：,耦合电路应能保证各级具有合适的静态工作点；耦合电路不能引起信号失真；应尽量减小信号在耦合电路上的损失。,阻容耦合电路最为常用,多级放大电路基本概念

34、,45,多级阻容耦合电路的分析方法,两级阻容耦合电路方框图,静态工作点,分析步骤：,阻容耦合电路各级Q点互不影响，各级分别计算。,第1级,C1,ri1,A1,C2,ro1,ri2,r02,C3,第2级,A2,电压放大倍数,输入电阻、输出电阻,输入电阻第1级的输入电阻ri1就是放大电路的输入电阻ri,输出电阻最末级的输出电阻ro2就是放大电路的输出电阻ro,其中：,-,+,-,+,-,+,-,+,46,多级阻容耦合电路应用举例,例,T1,RC1,RB1,C1,C2,+,+,RB2,RE1,T2,+UCC,RC2,RB3,C3,+,RL,RB4,RE2,CE1,CE2,30k,15k,20k,10

35、k,3k,2.5k,3k,2k,5k,12V,1=40,2=40,电路参数如图，求：,第二级,第一级,(1)各级静态工作点；,(2)总电压放大倍数；,(3)输入、输出电阻。,(1)各级Q点,解：,-,+,-,+,-,+,47,多级阻容耦合电路的分析方法,例,T1,RC1,RB1,C1,C2,+,+,RB2,RE1,T2,+UCC,RC2,RB3,C3,+,RL,RB4,RE2,CE1,CE2,30k,15k,20k,10k,10k,2.5k,3k,2k,5k,12V,1=40,2=40,(2)电压放大倍数,T1的输入电阻,T2的输入电阻,第二级的输入电阻,第一级的负载电阻,第二级的负载电阻,-

36、,+,-,+,-,+,48,多级阻容耦合电路的分析方法,例,T1,RC1,RB1,C1,C2,+,+,RB2,RE1,T2,+UCC,RC2,RB3,C3,+,RL,RB4,RE2,CE1,CE2,30k,15k,20k,10k,10k,2.5k,3k,2k,5k,12V,1=40,2=40,(2)电压放大倍数,第一级的电压放大倍数,第二级的电压放大倍数,总电压放大倍数,+,-,-,+,-,+,49,多级阻容耦合电路的分析方法,例,T1,RC1,RB1,C1,C2,+,+,RB2,RE1,T2,+UCC,RC2,RB3,C3,+,RL,RB4,RE2,CE1,CE2,30k,15k,20k,1

37、0k,10k,2.5k,3k,2k,5k,12V,1=40,2=40,(3)输入、输出电阻,第一级的输入电阻就是放大电路的输入电阻，即,第二级的输出电阻就是放大电路的输出电阻，即,-,+,-,+,-,+,50,3.3 共源极放大电路,主要内容,3.3.1 静态分析,3.3.2 动态分析,51,3.4 分立元件组成的基本门电路,主要内容,3.4.1 二极管与门电路,3.4.2 二极管或门电路,3.4.3 晶体管非门电路,52,门电路：是一种开关电路，它的输入与输出之间存在一定的因果关系，即逻辑关系。如果把输入信号看作“条件”，把输出看作“结果”，则当条件具备时，结果就会发生，所以门电路是一种逻辑

38、电路。,门电路中的信号(逻辑状态)：是高、低电平，即高电位(大于3V)，和低电位(近似为0V)。常用符号0和1来表示。,门电路基本概念,逻辑体制：根据用0或1表示高电平或低电的不同，分为两种逻辑体制，即正逻辑和负逻辑。,正逻辑：用1表示高电平，用0表示低电平。（本书用）负逻辑：用1表示低电平，用0表示高电平。,基本逻辑关系有三种：与逻辑、或逻辑、非逻辑；基本门电路有三种：与门、或门、非门。用它们的组合可得多种复合门电路,53,（1）电路结构，如图，下图是简化画法,输入输出电位关系,3.4.1 二极管与门电路,+,UA,R,+,-,+,-,+,-,采用正逻辑；0表示低电平；1表示高电平。,UB,

39、UCC,D1,D2,F,A,B,UF,-,R,+UCC,D1,D2,F,A,B,&,与门电路图,与门电路简化图,与门图形符号(二输入与门),F,A,B,（2）工作原理及逻辑功能,5V,3k,二输入与门逻辑状态表,（3）与逻辑输入、输出函数表达式,或,也称为逻辑乘,特点：输入有0输出为0；输入全1输出为1,54,（1）电路结构，如图,输入输出电位关系,3.4.2 二极管或门电路,R,-UCC,D1,D2,F,A,B,1,或门电路图,或门图形符号(二输入或门),F,A,B,（2）工作原理及逻辑功能,二输入或门逻辑状态表,（3）或逻辑输入、输出函数表达式,也称为逻辑加,-5V,特点：输入有1输出为1

40、；输入全0输出为0,55,电路结构如图，当采用正逻辑时，它是一个“或门”，称为“正或门”，电位关系、逻辑状态表如下,输入输出电位关系,正、负逻辑的区别,R,-UCC,D1,D2,F,A,B,正或门逻辑状态表,-5V,电路结构不变，当采用负逻辑时，它是一个“与门”，电位关系不变，逻辑状态表如下,负与门逻辑状态表,注意：与和或的概念是相对的，有条件的；同一电路，逻辑体制不同，逻辑关系也不同。,56,（1）双极晶体管非门电路结构，如图,图中晶体管工作在开关状态。当T饱和时，UCE0，输出为低电位，即UF0V；当T截止时，IC0，输出为高电位，即UFUCC。,RC,+UCC,T,F,RB1,A,1,非

41、门电路图,非门图形符号,F,A,集电极饱和电流为,IB比IBS大得越多，晶体管饱和程度就越深。,RB2,-UBB,当输入为低电平时,为确保T处于截止状态,基极回路中设置了负电源-UBB，使发射结处于反向偏置。,当输入为高电平时,为确保T处于饱和状态,条件是基极电流IB要大于临界饱和基极电流IBS。,临界饱和基极电流为,晶体管饱和的条件为,3.4.3 晶体管非门电路,IC,57,RC,+UCC,T,F,RB1,A,1,非门电路图,非门图形符号,F,A,（2）工作原理及逻辑功能,非门逻辑状态表,（3）非逻辑输入、输出函数表达式,RB2,-UBB,当输入低电平0时，T截止，输出为高电平1；当输入高电

42、平1时，T饱和，输出为低电平0。,这种“结果与条件处于相反状态”的逻辑关系称为非逻辑。非门也称为反相器。,3.4.3 晶体管非门电路,58,RC,+UCC,T,F,RB1,A,例题3.4.1 电路如图,饱和时UBES=0.7V,UCES0V,截止时IC0；设输入低电平UIL=0V,输入高电平UIH=3V。试分析晶体管的输出状态。,基极电流为,RB2,-UBB,UBE0,晶体管可靠截止,UFUCC=5V,输出为高电平。,解：（1）输入A端为低电平0时,2.7k,10k,1k,-5V,5V,=30,（2）输入A端为高电平1时,基极等效电路如图,应用戴维宁定理,RC,+UCC,T,F,1k,UBO,

43、5V,=30,RB,+,-,IB,UBES,+,-,临界饱和基极电流为,因为IBIBS,故晶体管工作在饱和状态,UF=UCES0V,F端为低电平0。,3.4.3 晶体管非门电路,59,R4,+UCC,T,F2,R1,A,例题 电路如图，它是一个复合门电路。（1）试用基本门的图形符号表示该电路。（2）分别写出F1、F2与输入信号A、B之间的逻辑函数表达式。（3）当输入端A、B的输入电平按图示规律变化时，画出F1、F2的波形图。,R2,-UBB,解：（1）图中，D1、D2、R1组成与门；R2、R3、R4、T组成非门，用基本门的图形符号表示为：,（2）逻辑表达式为：,门电路应用举例,B,+UCC,R

44、3,F1,D1,D2,&,F1,A,B,F2,1,F2,F1,A,B,0,0,0,0,（3）F1、F2的波形图，如图所示,t,t,t,t,&,A,B,F,实际与非门符号及表达式为,60,A,输入有1，输出为0；输入全0，输出为1；,门电路应用举例,或非门,1,B,F,图形符号,逻辑表达式,状态表,特点：,61,由或非门构成的RS触发器,1,1,G1,G2,门电路应用举例,图形符号,状态表,特点：有两个输入端 有两个输出端,R端称为复位端；S端称为置位端。,故：,62,S,+5V,CL,R,UA,习题3.4.1 如图，理想二极管D1、D2构成与门电路。试求（1）输出端不接负载(S断开),输入UA

45、=0V,UB=5V,和UA=UB=5V两种情况时的UF。（2）输出端接负载RL(S闭合),输入UA=0V,UB=5V,和UA=UB=5V两种情况时的UF。,解：(1)S断开时 UA=0V，UB=5V时D1导通，D2截止，故,（2）S闭合时,门电路应用举例,UB,+UCC,RL,UF,D1,D2,5k,15k,100pF,UA=UB=5V时D1、D2均截止，R中电流为0，故,UA=0V，UB=5V时D1导通，D2截止，故,UA=UB=5V时D1、D2均截止，稳态时等效电路如图,故,S,+5V,R,+UCC,RL,UF,5k,15k,100pF,63,S,+5V,CL,R,UA,习题3.4.1 如图，无初始储能，（3）输出端接RL(S闭合),且考虑存在负载电容CL，在t=0时UA、UB从0跳变为+5V，求t0时的UF(t)，写出表达式，画出波形。,解：(3)S闭合,UA=UB=0V时D1、D2均导通，故,稳态值,门电路应用举例,UB,+UCC,RL,UF,D1,D2,5k,15k,100pF,t=0+时UA=UB=5V，D1、D2均截止，故,当t0时，uF(t)的表达式为,初始值,时间常数,0,0.5,1.5,1.0,3.75,uF(t)/V,t/s,uF(t)的波形图,t单位s,64,END,作业：3.1.1 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.2.2 3.4.5 3.4.6,