晶体管电路设计 上 放大电路技术的实验解析PDF电子书下载

第1章概述 1

1.1学习晶体管电路或FET电路的必要性 1

1.1.1仅使用IC的场合 1

目 录 1

1.1.2晶体管电路或FET电路的设计空间 2

1.2晶体管和FET的工作原理 3

1.2.1何谓放大工作 3

1.2.2晶体管的工作原理 4

1.2.3 FET的工作原理 6

1.3.1外形（封装）的改进 7

1.3晶体管和FET的近况 7

1.3.2内部结构的改进 9

1.3.3晶体管和FET的优势 9

第2章放大电路的工作 11

2.1观察放大电路的波形 11

2.1.1 5倍的放大 11

2.1.2基极偏置电压 12

2.1.3基极－发射极间电压为0.6V 13

2.1.4两种类型的晶体管 13

2.1.5输出为集电极电压的变化部分 14

2.2放大电路的设计 16

2.2.1求各部分的直流电位 16

2.2.2求交流电压放大倍数 17

2.2.3电路的设计 18

2.2.4确定电源电压 19

2.2.5选择晶体管 19

2.2.6确定发射极电流的工作点 21

2.2.7确定RC与RE的方法 21

2.2.8基极偏置电路的设计 22

2.2.9确定耦合电容C1与C2的方法 23

2.2.10确定电源去耦电容C3与C4的方法 24

2.3 放大电路的性能 25

2.3.1输入阻抗 25

2.3.2输出阻抗 26

2.3.3放大倍数与频率特性 27

2.3.4高频截止频率 29

2.3.5高频晶体管 29

2.3.6频率特性不扩展的理由 30

2.3.7提高放大倍数的手段 31

2.3.8噪声电压特性 33

2.3.9总谐波失真率 34

2.4共发射极应用电路 35

2.4.1使用NPN晶体管与负电源的电路 35

2.4.2使用PNP晶体管与负电源的电路 35

2.4.3使用正负电源的电路 36

2.4.4低电源电压、低损耗电流放大电路 37

2.4.5两相信号发生电路 38

2.4.6低通滤波器电路 39

2.4.7高频增强电路 40

2.4.8高频宽带放大电路 41

2.4.9 140MHz频带调谐放大电路 42

第3章增强输出的电路 45

3.1观察射极跟随器的波形 45

3.1.1与输入相同的输出信号 45

3.1.2不受负载电阻的影响 47

3.2电路设计 47

3.2.1确定电源电压 48

3.2.2选择晶体管 48

3.2.3晶体管集电极损耗的计算 49

3.2.6电容C1～C4的确定 50

3.2.4决定发射极电阻RE的方法 50

3.2.5偏置电路的设计 50

3.3射极跟随器的性能 51

3.3.1输入输出阻抗 51

3.3.2输出负载加重的情况 52

3.3.3推挽型射极跟随器 54

3.3.4改进后的推挽型射极跟随器 55

3.3.5振幅频率特性 56

3.3.6噪声及总谐波失真率 57

3.4.1使用NPN晶体管与负电源的射极跟随器 58

3.4射极跟随器的应用电路 58

3.4.2使用PNP晶体管与负电源的射极跟随器 59

3.4.3使用正负电源的射极跟随器 59

3.4.4使用恒流负载的射极跟随器 61

3.4.5使用正负电源的推挽型射极跟随器 62

3.4.6二级直接连接型推挽射极跟随器 63

3.4.7 OP放大器与射极跟随器的组合 64

3.4.8 OP放大器与推挽射极跟随器的组合（之一） 65

3.4.9 OP放大器与推挽射极跟随器的组合（之二） 66

4.1.1电压放大与电流放大 68

4.1功率放大电路的关键问题 68

第4章 小型功率放大器的设计与制作 68

4.1.2简单的推挽电路 69

4.1.3 对开关失真进行修正 69

4.1.4防止热击穿 70

4.1.5抑制空载电流随温度的变动 70

4.1.6实际的电路设计 71

4.2小型功率放大器的设计方法 72

4.2.1电路规格 72

4.2.2确定电源电压 73

4.2.4决定放大倍数的部分 74

4.2.3共发射极放大电路的工作点 74

4.2.5射极跟随器的偏置电路 75

4.2.6射极跟随器的功率损耗 77

4.2.7输出电路周边的元件 80

4.3小型功率放大器的性能 81

4.3.1电路的调整 81

4.3.2电路工作波形 81

4.3.3声频放大器的性能 82

4.4.2 由PNP晶体管进行电压放大的电路 84

4.4小型功率放大器的应用电路 84

4.4.1用PNP晶体管制作的偏置电路 84

4.4.3微小型功率放大器 85

第5章 功率放大器的设计与制作 87

5.1获得大功率的方法 87

5.1.1关键点是如何解决发热问题 87

5.1.2控制大电流的方法 87

5.1.3达林顿连接的用途 88

5.1.4使用并联连接增大电流 89

5.1.5并联连接时电流的平衡是至关重要的 90

5.1.6并联连接的关键是热耦合 91

5.1.7空载电流与失真率的关系 91

5.1.8空载电流与发热的关系 92

5.1.9考虑散热的设计 93

5.1.10决定热沉的大小 93

5.1.11 晶体管的安全工作区 94

5.2功率放大器的设计 95

5.2.1放大器的规格 95

5.2.2电源电压 96

5.2.4射极跟随器的输入电流 97

5.2.3由OP放大器组成的电压放大级的设计 97

5.2.5偏置电路的参数确定 98

5.2.6功放级射极跟随器的设计 99

5.2.7功放级的消耗功率与热沉 103

5.2.8不可缺少的元件 104

5.3功率放大器的性能 104

5.3.1电路的调整 104

5.3.2电路工作波形 104

5.3.3声频放大器的性能 105

5.3.4附加的保护电路 107

5.4.1桥式驱动电路 108

5.4功率放大器的应用电路 108

5.4.2声频用100W功率放大器 109

第6章拓宽频率特性 113

6.1观察共基极放大电路的波形 114

6.1.1非反相5倍的放大器 114

6.1.2基极交流接地 115

6.2设计共基极放大电路 116

6.2.1 电源周围的设计与晶体管的选择 116

6.2.2交流放大倍数的计算 116

6.2.4偏置电路的设计 117

6.2.3 电阻RC、RE与R3的决定方法 117

6.3共基极放大电路的性能 118

6.3.1输入输出阻抗 118

6.2.5决定电容C1～C5的方法 118

6.3.2放大倍数与频率特性 119

6.3.3频率特性好的理由 121

6.3.4输入电容Ci的影响 122

6.3.5 噪声及谐波失真率 123

6.4共基极电路的应用电路 123

6.4.1使用PNP晶体管的共基极放大电路 123

6.4.3使用正负电源的共基极放大电路 124

6.4.2使用NPN晶体管与负电源的共基极放大电路 124

6.4.4直至数百兆赫［兹］的高频宽带放大电路 125

6.4.5 150MHz频带调谐放大电路 127

第7章 视频选择器的设计和制作 129

7.1视频信号的转换 129

7.1.1视频信号的性质 129

7.1.2何谓阻抗匹配 130

7.1.3对视频信号进行开关时 131

7.2.1共基极电路＋射极跟随器 132

7.2视频放大器的设计 132

7.2.2各部分直流电位的设定 133

7.2.3增大耦合电容的容量 135

7.2.4观察对矩形波的响应 135

7.2.5频率特性与群延迟特性 136

7.2.6晶体管改用高频晶体管 137

7.2.7视频选择器的应用 138

7.3视频选择器的应用电路 139

7.3.1使用PNP晶体管的射极跟随器 139

7.3.2以5V电源进行工作的视频选择器 140

第8章 渥尔曼电路的设计 141

8.1观察渥尔曼电路的波形 141

8.1.1何谓渥尔曼电路 141

8.1.2与共发射极电路一样 143

8.1.3增益为0的共发射极电路 144

8.1.4不发生密勒效应 145

8.1.5可变电流源＋共基极电路＝渥尔曼电路 146

8.2设计渥尔曼电路 147

8.2.1渥尔曼电路的放大倍数 147

8.2.2决定电源电压 148

8.2.3晶体管的选择 149

8.2.4工作点要考虑到输出电容Cob 149

8.2.5决定增益的RE、R3与R2 150

8.2.6设计偏置电路之前 151

8.2.7决定R1与R2 151

8.2.8决定R4与R5 152

8.2.9决定电容C1～C8 153

8.3渥尔曼电路的性能 153

8.3.1测量输入阻抗 153

8.3.2测量输出阻抗 154

8.3.3放大度与频率特性 155

8.3.4注意高频端特性 156

8.3.5频率特性由哪个晶体管决定 157

8.3.6观察噪声特性 159

8.4渥尔曼电路的应用电路 160

8.4.1使用PNP晶体管的渥尔曼电路 160

8.4.2图像信号放大电路 161

8.4.3渥尔曼自举电路 162

9.1.1如何获得大的电压放大倍数 165

9.1观察负反馈放大电路的波形 165

第9章 负反馈放大电路的设计 165

9.1.2 100倍的放大器 166

9.1.3 Tr1的工作有些奇怪 168

9.1.4 Tr2的工作 168

9.2负反馈放大电路的原理 169

9.2.1放大级的电流分配 169

9.2.2加上负反馈 170

9.2.3确实是负反馈吗 171

9.2.4求电路的增益 171

9.3设计负反馈放大电路 173

9.2.5反馈电路的重要式子 173

9.3.1电源周围的设计与晶体管的选择 174

9.3.2 NPN与PNP进行组合的理由 175

9.3.3决定Rs十R3与R2 176

9.3.4决定R4与R5 176

9.3.5决定Rf、Rs与R3 177

9.3.6决定偏置电路R1与R6 177

9.3.7决定电容C1～C4 178

9.4.1测量输入阻抗 179

9.4负反馈放大电路的性能 179

9.3.8决定电容C5～C7 179

9.4.2测量输出阻抗 180

9.4.3放大度与频率特性 181

9.4.4正确的裸增益 181

9.4.5高频范围的特性 182

9.4.6观察噪声特性 184

9.4.7总谐波失真率 186

9.4.8将Tr1换成FET 187

9.5.1低噪声放大电路 188

9.5负反馈放大电路的应用电路 188

9.5.2低频端增强电路 190

9.5.3高频端增强电路 192

第10章直流稳定电源的设计与制作 195

10.1稳定电源的结构 195

10.1.1射极跟随器 195

10.1.2用负反馈对输出电压进行稳定化 196

10.2可变电压电源的设计 197

10.2.1电路的结构 197

10.2.3其他控制用的晶体管 199

10.2.4误差放大器的设计 199

10.2.2选择输出晶体管 199

10.2.5稳定工作用的电容器 201

10.2.6整流电路的设计 201

10.3可变电压电源的性能 202

10.3.1输出电压／输出电流特性 202

10.3.2波纹与输出噪声 202

10.3.3在正负电源上的应用 205

10.4直流稳定电源的应用电路 206

10.4.1低残留波纹电源电路 206

10.4.2低噪声输出可变电源电路 208

10.4.3提高三端稳定器输出电压的方法 209

第11章 差动放大电路的设计 212

11.1观察差动放大电路的波形 212

11.1.1观察模拟IC的本质 212

11.1.2输入输出端各两条 213

11.1.3两个共发射极放大电路 214

11.1.4在两个输入端上加相同信号 215

11.2差动放大电路的工作原理 216

11.2.1两个发射极电流的和为一定 216

11.2.2对两个输入信号的差进行放大 217

11.2.3对电压增益的讨论 218

11.2.4增益为共发射极电路的1/2 218

11.2.5差动放大电路的优点 220

11.2.6双晶体管的出现 221

11.3设计差动放大电路 222

11.3.1电源电压的决定 222

11.3.2 Tr1与Tr2的选择 223

11.3.3 Tr1与Tr2工作点的确定 224

11.3.5决定R3与R4 225

11.3.4恒流电路的设计 225

11.3.6决定R1与R2 227

11.3.7决定C1～C6 228

11.4差动放大电路的性能 228

11.4.1输入输出阻抗 228

11.4.2电压放大度与低频时的频率特性 229

11.4.3高频特性 231

11.4.4噪声特性 232

11.5差动放大电路的应用电路 232

11.5.1渥尔曼化 232

11.5.2渥尔曼－自举化 235

11.5.3差动放大电路＋电流镜像电路 236

11.5.4渥尔曼～自举电路＋电流镜像电路 239

第12章OP放大器电路的设计与制作 241

12.1何谓OP放大器 241

12.1.1设计OP放大器的原因 241

12.1.2表记方法与基本的工作 241

12.1.3作为放大电路工作时 243

12.1.4作为同相放大电路工作时 244

12.2基于晶体管的OP放大器的电路结构 244

12.2.1通用的μPC 4570 245

12.2.2 OP放大器μPC 4570的电路结构 246

12.2.3要设计的OP放大器的电路结构 247

12.2.4要设计的OP放大器的名称—4549 248

12.3求解晶体管OP放大器4549的电路常数 249

12.3.1晶体管的选择 250

12.3.2差动放大部分的设计 250

12.3.3用LED产生恒压 251

12.3.4求Tr1的负载电阻R1 252

12.3.5共发射极放大部分的设计 252

12.3.7决定相位补偿电路C1与R4 253

12.3.6射极跟随器部分的设计 253

12.4晶体管OP放大器4549的工作波形 254

12.4.1作为反相放大电路工作时 254

12.3.8决定C2～C5 254

12.4.2作为同相放大电路工作时 256

12.5晶体管OP放大器4549的性能 257

12.5.1输入补偿电压 257

12.5.2观察速度即通过速率 259

12.5.3频率特性 260

12.5.4噪声特性 262

12.5.6 4549与μPC4570的“胜败”结果 264

12.5.5总谐波失真率 264

12.6晶体管OP放大器电路的应用电路 265

12.6.1 JFET输入的OP放大器电路 265

12.6.2将初级进行渥尔曼－自举化的OP放大器 266

12.6.3在初级采用电流镜像电路的OP放大器电路 267

12.6.4将第二级进行渥尔曼－自举化后的OP 268

放大器电路 268

结束语 270

参考文献 271