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放大电路-9

放大电路-9

3.7 放大电路的频率响应
#.在电子电路中所遇到的信号往往不是单一频率的,而是具有一定的频谱。例如人体的心电信号,广播中的语音信号和音乐信号,电视是的图像和伴音信号,数字系统中的脉冲信号等
#.在放大电路的高频区,影响频率响应的主要因素是管子的极间电容和接线电容等
#.RC低能对高频信号只有衰减作用
#.BJT的频率参数用来描述管子对不同频率信号的放大能力。常用的频率参数有共射极截止频率、特征频率等
#.增益-带宽积:将低频电压增益与通频带相乘所得的乘积称为增益-带宽积
#.共射极放大电路因存在密勒效应,其高频响应受到限制,如采用共基极电路,则密勒效应不存在,频带将得到扩展
#.共基极放大电路常用于高频、宽频带、低输入阻抗的场合,在模拟集成电路中,亦兼有电位移动的功能
#.共射-共基电路的电压增益与单管共射极放大电路的增益接近,但是电路的输入-输出之间不存在密勒效应,故它的频率响应远优于共射极放大电路,其频带得到扩展。这一设计思路常用于场效应管放大电路
#.放大电路的低频响应主要取决于外接的电容器,如隔直(耦合)电容和射极旁路电容
#.在计算各级的电压增益时,前级的开路电压是下级的信号源电压;前级的输出阻抗是下级的信号源阻抗,而下级的输入阻抗是前级的负载
#.多级放大电路的通频带一定比它的任何一级都窄;将几级放大电路串联起来后,总电压增益虽然提高了,但是通频带变窄了,这是多级放大电路一个重要的概念
#.稳态分析法在放大电路的分析中仍占主导地位,这是因为:任何周期性的信号都可分解为一系列的正弦波,因此放大电路的主要着重点是正弦信号,放大电路的技术指标之一常用频率响应来给定,例如频带宽度
#.小结
1.BJT的由两个PN结组成的三端有源器件,分NPN和PNP两种类型,它的三个端子称为发射极e、基极b和集电极c。由于硅材料的热稳定性好,因而硅BJT得到广泛的应用。
2.表征BJT性能的有输入特性和输出特性,其中输出特性用得较多,我们均称之为V-I特性,从输出特性上可以看出,用改变基极电流的方法可以控制集电极电流,因而BJT是一种电流控制器件
3.BJT的电流放大系数是它的主要参数,按电路组态的不同有共射极电流放大系数β和共基极电流放大系数α之分。为了保证器件的安全运行,还有几项极限参数如集电极最大允许电流Icm、集电极最大允许功率损耗Pcm和若干反向击穿电压,如V(br)cer等,使用时应当予以注意
4.BJT在电路中有共射、共集和共基三种组态,根据相应的电路输出量与输入量之间的大小与相位的关系,分别将它们称为反相电压放大器,电压跟随器和电流跟随器
5.放大电路的分析方法有图解法和小信号模型分析法,前者是承认电子器件的非线性,而后者是将非线性的局部线性化。通常使用图解法求Q点,而用小信号模型分析法求电压增益、输入电阻和输出电阻。
6.放大电路工作点不稳定的原因,主要是由于温度的影响。常用的稳定工作点的电路有射极偏置电路等,它是利用反馈原理来实现的
7.频率响应与带宽是放大电路的重要指标之一。用混合Ⅱ型等效电路分析高频响应,而用含电容的低频等效电路分析低频响应,二者的电路基础则是RC低通电路和RC高通电路
8.瞬态响应和频率响应是分析放大电路的时域和频域的两种方法,二者从各处的侧面反映放大电路的性能,存在内在的联系,互相补充。工程上以频域分析胜利较普遍
四.场效应管放大电路
#.场效应管是一种利用电场效应来控制其电流大小的半导体器件。兼有体积小、重量轻、耗电省、寿命长等特点,而且还有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、搞辐射能力强和制造工艺简单等优点;在大规模集成电路中得到了广泛的应用
#.场效应管可分为两大类:结型场效应管(JFET)和金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)
4.1 结型场效应管
#.JFET是利用半导体内的电场效应进行工作的,也称为体内场效应器件
#.在一块N型半导体材料两边扩散高浓度的P型区(用P+表示),形成两个PN结,两边P+型区引出两个欧姆接触电极并连在一起称为栅极g,在N型本体材料的两端各引出一个欧姆接触电极,分别称为源极s和漏极d。它们分别相当于BJT的基极b、射极c和集电极c。两个PN结中间的N型区域称为导电沟道。这种结构称为N型沟道JFET
#.N沟道JFET工作时,在栅极与源极间需加一负电压(Vgs<0),使栅极、沟道间的PN结反偏,栅极电流Ic≈0,场效应管呈现高达10^7欧姆以上的输入电阻。在漏极与源极间加一正电压(Vds>0),使N沟道中的多数载流子(电子)在电场作用下由源极向漏极运动,形成电流Id,Id的大小受Vgs控制。因此,讨论JFET的工作原理就是讨论Vgs对Id的控制作用和Vds对Id的影响

#.改变Vgs的大小,可以有效地控制沟道电阻的大小。若在漏源极间加上固定的正向电压Vds,则由漏极流向源极的电流Id将受Vgs的控制,|Vgs|增大时,沟道电阻增大,Id减小
#.结论
1.JFET栅极、沟道之间的PN结是反射偏置的,因此,其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
4.P沟道JFET工作时,其电源极性与N沟道JFET的电源极性相反
#.输出特性:JFET的输出特性是指在栅源电压Vgs一定的情况下,漏极电流Id与漏源电压Vds之间的关系
#.转移特性:在一定漏极电压Vds下,栅源电压Vgs对漏极电流Id的控制特性
#.FET放大电路中的FET都工作于输出特性的线性放大区;如果使其工作于可变电阻区,那么FET可用作压控可变电阻。

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