放大电路基础

第 2章 放 大 电 路 基 础 本 章 主 要 内 容(1)放 大 电 路 的 基 本 组 成 和 工 作 原 理(2)放 大 电 路 的 静 态 分 析 和 动 态 分 析(3)共 集 电 极 放 大 电 路(4)场 效 应 晶 体 管 放 大 电 路(5)多 级 放 大 电 路(6) 差 分 放 大 电 路(7) 功 率 放 大 电 路 n 放 大 电 路 又 称 放 大 器 ， 它 的 基 本 功 能 是 把 微 弱 的 电 信 号 不失 真 地 放 大 成 较 强 的 电 信 号 。n 它 的 基 本 原 理 就 是 用 较 小 的 输 入 信 号 控 制 较 大 的 电 压 或 电流 ， 从 而 产 生 增 大 的 输 出 信 号 。n 其 实 质 就 是 用 较 小 的 能 量 去 控 制 较 大 的 能 量 。 n 实 际 的 放 大 电 路 通 常 由 多 级 组 成 ， 如 图 2.1所 示 。图 2.1多 级 放 大 器 n 首 先 由 传 感 器 将 非 电 形 式 的 物 理 量 （ 如 温 度 、 压 力 、 流 量等 ） 转 换 成 电 信 号 。n 由 于 转 换 后 产 生 的 电 信 号 往 往 比 较 微 弱 ， 所 以 需 先 经 过 前几 级 放 大 电 路 得 到 足 够 幅 度 的 电 压 信 号 ， 再 经 过 末 级 功 率放 大 器 得 到 较 强 的 信 号 能 量 去 推 动 执 行 元 件 （ 负 载 ） 。n 常 见 的 执 行 元 件 有 扬 声 器 、 显 示 器 、 继 电 器 及 电 磁 阀 等 。n 从 放 大 器 的 功 能 上 看 ， 它 可 以 分 为 电 压 放 大 器 和 功 率 放 大器 两 种 类 型 。n 从 放 大 器 的 组 成 上 看 ， 可 分 为 共 发 射 极 放 大 电 路 、 共 集 电极 放 大 电 路 和 共 基 极 放 大 电 路 。 这 三 种 放 大 电 路 根 据 各 自的 特 点 而 用 在 不 同 场 合 。 2.1基 本 放 大 电 路 的 组 成 和 工 作 原 理2.1.1共 发 射 极 基 本 放 大 电 路 的 组 成n 图 2.2所 示 是 一 个 共 发 射 极 基 本 放 大 电 路 。 图 2.2共 发 射 极 基 本 放 大 电 路 n 由 图 可 见 ， 它 是 由 一 个 晶 体 管 、 一 个 电 源 、 三 个 电 阻 、 两个 电 容 及 相 关 连 接 线 所 组 成 的 单 管 放 大 器 ， 输 入 信 号 ui经电 容 C1加 到 晶 体 管 T的 基 极 ， 放 大 后 的 信 号 从 集 电 极 经 电容 C2输 出 。 RL为 负 载 电 阻 。 图 2.2所 示 放 大 器 中 各 元 件 的 作 用 如 下 。（ 1） NPN型 晶 体 管 T是 放 大 电 路 的 核 心 器 件 ， 它 起 电 流 放 大作 用 。（ 2） 电 源 UCC使 晶 体 管 的 发 射 结 正 向 偏 置 ， 集 电 结 反 向 偏置 ， 晶 体 管 处 于 放 大 状 态 。（ 3） 集 电 极 电 阻 RC将 集 电 极 电 流 的 变 化 转 换 为 电 压 的 变 化 ，以 实 现 电 压 放 大 ， 并 对 集 电 极 电 流 起 限 制 作 用 。 （ 4） 基 极 偏 置 电 阻 RB提 供 适 当 的 基 极 偏 置 电 流 ， 使 发 射 结正 向 偏 置 ， 并 使 放 大 器 具 有 合 适 的 静 态 工 作 点 。（ 5） 耦 合 电 容 C1和 C2起 隔 直 流 、 通 交 流 的 作 用 。 C1用 来 隔断 信 号 源 与 放 大 电 路 之 间 的 直 流 通 路 ， C2用 来 隔 断 放 大 电路 与 负 载 之 间 的 直 流 通 路 ； 而 对 于 交 流 信 号 ， 由 于 C1、 C2的 值 取 得 较 大 ， 交 流 信 号 在 其 上 的 压 降 很 小 ， 可 近 似 看 为短 路 ， 可 以 通 畅 地 传 递 交 流 信 号 。 2.1.2 共 发 射 极 基 本 放 大 电 路 的 工 作 原 理n 在 图 2.2所 示 放 大 电 路 中 ， 当 电 路 参 数 选 得 合 适 时 ， 则 晶体 管 工 作 在 放 大 状 态 。 此 时 ， 如 果 在 放 大 电 路 的 输 入 端 加上 一 个 微 小 的 变 化 电 压 ui， 它 经 过 电 容 C1传 送 到 晶 体 管 的基 极 ， 基 极 与 发 射 极 之 间 的 电 压 uBE将 跟 随 ui的 变 化 而 变 化 ，产 生 变 化 量 uBE。n 由 于 晶 体 管 的 发 射 结 处 于 正 向 偏 置 状 态 ， 所 以 当 发 射 结 电压 发 生 变 化 时 ， 将 使 基 极 电 流 iB产 生 相 应 的 变 化 量 iB。由 于 晶 体 管 的 电 流 放 大 作 用 ， 基 极 电 流 的 变 化 将 引 起 集 电极 电 流 i C发 生 更 大 的 变 化 ， 即 iC= iB。 n 从 电 路 的 输 出 回 路 上 看 ， 这 个 集 电 极 电 流 的 变 化 将 引 起 集电 极 与 发 射 极 之 间 的 电 压 uCE发 生 相 应 的 变 化 。 由 于uCE=UCC-iCRC， 而 UCC是 恒 定 不 变 的 直 流 电 源 ， 所 以 UCE的变 化 刚 好 与 iC的 变 化 相 反 ， 当 iC增 大 时 ， uCE将 相 应 减 小 。也 就 是 说 ， uCE将 跟 随 ui做 反 相 变 化 。n uCE的 变 化 量 uCE经 电 容 C2传 送 到 输 出 端 成 为 输 出 电 压 uo，但 uo的 幅 度 将 比 ui大 得 多 ， 从 而 达 到 信 号 放 大 作 用 。n 被 放 大 的 输 入 信 号 加 到 基 极 和 发 射 极 组 成 的 输 入 回 路 中 ，而 放 大 后 的 信 号 是 在 集 电 极 和 发 射 极 组 成 的 输 出 回 路 输 出 ，发 射 极 既 在 输 入 回 路 又 在 输 出 回 路 中 ， 即 发 射 极 是 两 个 回路 的 公 共 端 ， 因 此 这 种 电 路 称 为 共 发 射 极 电 路 。 2.2 放 大 电 路 的 静 态 分 析n 所 谓 静 态 ， 是 指 放 大 电 路 没 有 交 流 信 号 输 入 （ ui=0） 时 的 工作 状 态 ； 所 谓 动 态 ， 是 指 放 大 电 路 有 交 流 信 号 输 入 （ ui0）时 的 工 作 状 态 。n 静 态 分 析 的 目 的 是 确 定 放 大 电 路 的 静 态 值 IB、 IC、 UBE和UCE， 通 常 称 这 4个 数 值 为 放 大 器 的 静 态 工 作 点 ， 简 称 Q点 ，并 记 为 IBQ、 ICQ、 UBEQ和 UCEQ。n 动 态 分 析 的 目 的 是 确 定 放 大 电 路 的 电 压 放 大 倍 数 、 输 入 电阻 、 输 出 电 阻 等 。 n 放 大 电 路 的 静 态 分 析 有 计 算 法 和 图 解 法 两 种 。 2.2.1计 算 法n 对 于 图 2.2所 示 的 基 本 放 大 电 路 ， 当 其 处 于 静 态 工 作 状 态 时 ，耦 合 电 C1和 C2只 起 隔 直 作 用 ， 可 视 为 开 路 ， 所 以 其 直 流 通路 如 图 2.3所 示 。 图 2.3 共 发 射 极 放 大 电 路 的 直 流 通 路 根 据 图 2.3， 可 求 得 基 极 电 流 IB的 静 态 值 为 IBQ=(UCC-UBEQ)/RB （ 2-1） 在 计 算 法 中 ， 常 认 为 UBEQ为 已 知 量 ， 对 于 硅 晶 体 管 ， 通 常取 UBEQ为 0.60.8V中 的 某 一 值 ， 如 0.7V； 对 于 锗 晶 体 管 ，通 常 取 UBEQ为 0.10.3V中 的 某 一 值 ， 如 0.2V。 计 算 时 ， 也可 将 UBEQ忽 略 不 计 。 由 IBQ可 求 出 集 电 极 电 流 的 静 态 值 为 ICQ= IBQ （ 2-2） 静 态 时 集 电 极 与 发 射 极 之 间 的 电 压 为 U CEQ=UCC-ICQRC （ 2-3） 2.2.2 图 解 法n 根 据 晶 体 管 的 输 入 输 出 特 性 曲 线 ， 用 作 图 的 方 法 求 放 大 电路 静 态 工 作 点 的 方 法 称 为 图 解 法 。 由 于 晶 体 管 的 静 态 基 极 电 流 IBQ和 发 射 结 压 降 UBEQ既 需 要满 足 回 路 电 压 方 程 IBQRB=UCC-UBEQ， 又 应 与 晶 体 管 的 输 入特 性 曲 线 相 对 应 。 所 以 在 输 入 特 性 曲 线 平 面 上 ， Q点 是 回 路 电 压 方 程IBQRB=UCC-UBEQ所 在 直 线 与 晶 体 管 输 入 特 性 曲 线 的 交 点 ，Q点 所 对 应 的 纵 坐 标 值 即 IBQ， 横 坐 标 值 即 U BEQ， 如 图 2.4（ a） 所 示 。 也 就 是 说 ， 只 要 在 晶 体 管 输 入 特 性 曲 线 平 面 上 根 据 横 轴 上 的截 距 UCC和 纵 轴 上 的 截 距 UCC/RB连 接 直 线 ， 找 到 该 直 线 与输 入 特 性 曲 线 的 交 点 Q， 即 可 求 得 IBQ和 UBEQ。 图 2.4 用 图 解 法 求 放 大 电 路 的 静 态 工 作 点 n 同 样 ， 晶 体 管 的 静 态 集 电 极 电 流 ICQ和 集 电 极 -发 射 极 压 降UCEQ既 要 满 足 回 路 电 压 方 程 UCEQ=UCC-ICQRC， 又 应 与 晶体 管 的 输 出 特 性 曲 线 相 对 应 。n 在 输 出 特 性 曲 线 平 面 上 ， Q点 是 回 路 电 压 方 程 UCEQ=UCC-ICQRC所 在 直 线 与 晶 体 管 对 应 于 静 态 基 极 电 流 IBQ的 输 出 特性 曲 线 的 交 点 ， Q点 所 对 应 的 纵 坐 标 值 即 ICQ， 横 坐 标 值 即UCEQ， 如 图 2.4（ b） 所 示 。n 只 要 在 晶 体 管 输 出 特 性 曲 线 平 面 上 根 据 横 轴 上 的 截 距 UCC和 纵 轴 上 的 截 距 UCC/RC连 接 直 线 ， 找 到 该 直 线 与 对 应 于IBQ的 输 出 特 性 曲 线 的 交 点 Q， 即 可 求 得 ICQ和 UCEQ。 例 2.1在 如 图 2.2所 示 的 放 大 电 路 中 ， 已 知 电 源 电 压 UCC=10V， 基极 电 阻 RB=250k， 集 电 极 电 阻 RC=2.5k， 晶 体 管 的 直 流 电流 放 大 倍 数 =50， 晶 体 管 的 输 入 特 性 曲 线 如 图 2.4（ a） 所 示 ，输 出 特 性 曲 线 如 图 2.4（ b） 所 示 。 请 分 别 用 计 算 法 和 图 解 法 求该 放 大 电 路 的 静 态 工 作 点 。解 （ 1） 用 计 算 法 求 静 态 工 作 点 ： n IBQ=（ UCC- UBEQ） /RBUCC/RB=10V/250k=0.04mA=40An ICQ=IBQ=50 0.04mA=2mn UCEQ=UCC-I CQRC=10V-2mA 2.5k=10V-5V=5V （ 2） 用 图 解 法 求 静 态 工 作 点 ： n 在 图 2.4（ a） 中 ， 根 据 UCC/RB=10V/250k=40A、UCC=10V连 接 直 线 ， 与 输 入 特 性 曲 线 相 交 于 Q点 ， 由 Q点可 查 得 IBQ40A。n 在 图 2.4（ b） 中 ， 根 据 UCC/RC=10V/250k=4mA、UCC=10V作 直 流 负 载 线 ， 与 IBQ=40A的 输 出 特 性 曲 线 相 交于 Q点 ， 由 Q点 查 横 、 纵 坐 标 ， 得ICQ=2mA UCEQ=5V 2.3 放 大 电 路 的 动 态 分 析n 放 大 电 路 输 入 端 加 上 交 流 信 号 ui后 的 工 作 状 态 ， 称 为 动 态 。动 态 时 放 大 电 路 在 直 流 电 源 UCC和 交 流 输 入 信 号 ui共 同 作用 下 工 作 ， 电 路 中 的 电 流 iB、 iC和 电 压 uBE、 uCE均 为 两 个 分量 的 叠 加 （ 直 流 分 量 +交 流 分 量 ） ， 即iB=IB+ib （ 2-4） iC=IC+ic （ 2-5）u BE=UBE+ube （ 2-6）uCE=UCE+uce （ 2-7） n 其 中 ， IB、 IC和 UBE、 UCE是 直 流 电 源 UCC单 独 作 用 下 产 生的 电 流 和 电 压 ， 即 放 大 电 路 的 静 态 值 ， 称 为 直 流 分 量 ； 而ib、 ic和 ube、 uce是 在 交 流 输 入 信 号 ui单 独 作 用 下 产 生 的 电流 和 电 压 ， 称 为 交 流 分 量 。n 放 大 电 路 的 动 态 分 析 就 是 在 确 定 静 态 值 以 后 分 析 信 号 的 放大 和 传 输 情 况 ， 并 确 定 放 大 电 路 的 电 压 放 大 倍 数 、 输 入 电阻 和 输 出 电 阻 等 。n 在 进 行 放 大 电 路 的 动 态 分 析 时 ， 需 采 用 ui单 独 作 用 下 的 交流 通 路 。 交 流 通 路 是 表 示 交 流 分 量 传 递 路 径 的 。 n 在 绘 制 放 大 电 路 的 交 流 通 路 时 ， 由 于 直 流 电 源 内 阻 很 小 ，可 忽 略 不 计 ， 所 以 对 于 交 流 信 号 而 言 ， 直 流 电 源 可 视 为 短路 。n 耦 合 电 容 的 电 容 值 往 往 很 大 ， 容 抗 近 似 为 零 ， 也 可 视 为 短路 。n 对 于 图 2.2所 示 的 放 大 电 路 ， 其 交 流 通 路 如 图 2.5所 示 。 图 2.5 共 发 射 极 放 大 电 路 的 交 流 通 路n 放 大 电 路 的 动 态 分 析 方 法 有 图 解 法 和 微 变 等 效 电 路 法 两 种 。 2.3.1 图 解 法 的 动 态 分 析n 图 解 法 是 进 行 放 大 电 路 动 态 分 析 的 有 效 方 法 。 它 利 用 晶 体管 的 输 入 输 出 特 性 曲 线 ， 通 过 作 图 的 方 法 来 形 象 直 观 地 观察 信 号 在 电 路 中 的 传 递 过 程 、 各 路 电 流 电 压 的 变 化 情 况 及放 大 电 路 的 工 作 范 围 等 。1. 由 输 入 特 性 曲 线 求 iB和 uBEn 设 放 大 电 路 的 交 流 输 入 信 号 ui=Uimsint。 首 先 ， 根 据 静 态分 析 方 法 ， 求 出 放 大 器 的 静 态 工 点 （ IBQ、 U BEQ、 ICQ和UCEQ） ， 如 图 2.6所 示 。 （ 1） 在 输 入 特 性 曲 线 上 根 据 交 流 输 入 信 号 ui求 uBE和 iBn 当 图 2.2的 放 大 电 路 输 入 端 加 上 振 幅 值 为 Uim的 正 弦 信 号 ui后 ， 由 于 C1的 耦 合 作 用 ， 使 晶 体 管 基 射 极 的 电 压 uBE在静 态 值 UBEQ的 基 础 上 发 生 变 化 ， 这 时 的 uBE为 uBE=UBEQ+ui=UBEQ+Uimsint （ 2-8）n uBE是 由 直 流 分 量 UBEQ和 正 弦 形 式 的 交 流 分 量 ui叠 加 而 成 ，其 信 号 波 形 如 图 2.6（ a） 的 曲 线 所 示 。 n 由 于 晶 体 管 基 -射 极 的 电 压 uBE具 有 控 制 基 极 电 流 iB的 作 用 ，基 极 电 流 iB将 随 uBE的 变 化 而 发 生 变 化 ， 工 作 点 Q在 输 入 特性 曲 线 上 的 Q1和 Q2之 间 移 动 ， 由 此 可 以 作 出 iB的 波 形 ， 它也 是 直 流 分 量 IB和 交 流 分 量 ib叠 加 而 成 ， 即 iB=IBQ+ib=IBQ+Ibmsint （ 2-9）n iB将 随 ui按 正 弦 规 律 变 化 ， 其 信 号 波 形 如 图 2.6（ a） 的 曲线 所 示 。 （ 2） 作 交 流 负 载 线n 当 在 放 大 电 路 的 输 出 端 接 上 负 载 电 阻 RL后 ， 由 于 电 容 C2的 隔 直 作 用 ， 其 直 流 负 载 线 的 斜 率 不 变 ， 仍 为 -1/RC， 与负 载 电 阻 RL无 关 ； 但 在 ui作 用 下 的 交 流 通 路 中 ， 负 载 电 阻RL与 RC并 联 （ 见 图 2.5） ， 输 出 端 的 交 流 负 载 电 阻 为RL=RL RC。 由 交 流 负 载 电 阻 RL 决 定 的 负 载 线 称 为 交 流负 载 线 。n 由 于 RL RC， 所 以 其 交 流 负 载 线 比 直 流 负 载 线 陡 ， 交 流负 载 线 的 斜 率 为 -1/RL。 接 上 负 载 电 阻 RL后 的 交 流 负 载 线如 图 2.6（ b） 所 示 。 图 2.6 用 图 解 法 分 析 放 大 电 路 的 动 态 工 作 情 况 n 放 大 电 路 的 负 载 电 阻 RL越 小 ， 交 流 负 载 线 越 陡 ； 相 反 ，RL越 大 ， 交 流 负 载 线 越 接 近 于 直 流 负 载 线 。n 当 RL=即 空 载 时 ， RL=RC， 交 流 负 载 线 和 直 流 负 载 线 完全 重 合 。n 直 流 负 载 线 就 是 负 载 电 阻 无 穷 大 即 空 载 时 的 交 流 负 载 线 。 2. 由 输 出 特 性 曲 线 和 交 流 负 载 线 求 iC和 uCEn 在 iB的 作 用 下 ， 工 作 点 Q随 iB的 变 化 在 交 流 负 载 线 上 的 Q1和 Q2之 间 移 动 。 由 iB的 波 形 可 以 作 出 ic的 波 形 ， 如 图 2.6（ b） 中 的 曲 线 所 示 。 iC也 是 由 直 流 分 量 ICQ和 交 流 分 量ic叠 加 而 成 的 ， 即 iC=ICQ+ic=ICQ+Icmsint （ 2-10） 另 外 ， 由 关 系 式 uCE=UCC-iCRC可 知 ， 当 iB增 大 时 ， iC增 大 ，u CE反 而 减 小 ； 当 iB减 小 时 ， iC减 小 ， uCE反 而 增 大 。 由 此 可作 出 uCE的 波 形 ， 如 图 2.6（ b） 中 的 曲 线 所 示 。 uCE也 是 由 直 流 分 量 UCEQ和 交 流 分 量 uce叠 加 而 成 的 ， 即 uCE=UCEQ+uce=UCEQ-Ucemsint （ 2-11） 需 要 指 出 的 是 ， 当 放 大 器 处 于 动 态 工 作 状 态 时 ， 由 于 输 出端 耦 合 电 容 C2的 隔 直 作 用 ， 使 uCE的 直 流 分 量 UCE不 能 传 送到 输 出 端 ， 只 有 交 流 分 量 uce才 能 通 过 C2形 成 输 出 电 压 uo，即 uo=uce=-Ucemsint=Ucemsin（ t-180 ） =Uomsin(t-180 ) （ 2-12）n 表 明 输 出 电 压 信 号 uo与 输 入 电 压 信 号 ui=Uimsint的 相 位相 反 ， 即 共 射 极 放 大 电 路 具 有 电 压 信 号 的 反 相 作 用 。 3. 静 态 工 作 点 对 输 出 波 形 的 影 响n 对 于 一 个 放 大 电 路 来 说 ， 要 求 输 出 波 形 能 够 正 确 反 映 输 入信 号 的 变 化 ， 也 就 是 要 求 输 出 波 形 不 失 真 。 但 是 ， 由 于 晶体 管 是 个 非 线 性 器 件 ， 如 果 放 大 电 路 的 静 态 工 作 点 选 得 不合 适 或 者 输 入 信 号 太 大 ， 则 会 使 放 大 电 路 的 工 作 范 围 超 出晶 体 管 特 性 曲 线 上 的 线 性 区 域 ， 从 而 使 输 出 波 形 产 生 畸 变 。这 种 失 真 通 常 称 为 非 线 性 失 真 。 n 如 果 放 大 器 的 静 态 工 作 点 的 位 置 选 得 过 低 ， 如 图 2.7（ a） 中的 Q1点 ， 将 导 致 在 输 入 信 号 的 负 半 周 ， 晶 体 管 进 入 截 止 区工 作 ， ib、 ic、 uce（ 即 uo） 都 会 出 现 严 重 失 真 ， 这 种 失 真 称为 截 止 失 真 。n 如 果 放 大 器 的 静 态 工 作 点 的 位 置 选 得 过 高 ， 如 图 2.7（ b） 中的 Q2点 ， 将 导 致 在 输 入 信 号 的 正 半 周 ， 晶 体 管 进 入 饱 和 区工 作 ， 这 时 的 ib虽 然 失 真 很 小 ， 但 ic、 uce的 波 形 都 会 出 现 严重 失 真 ， 这 种 失 真 称 为 饱 和 失 真 。 图 2.7 静 态 工 作 点 与 波 形 失 真 n 为 了 使 放 大 电 路 不 出 现 失 真 现 象 ， 必 须 要 设 置 合 适 的 静 态工 作 点 ， 静 态 工 作 点 应 通 过 调 整 电 路 参 数 使 其 大 致 设 置 在交 流 负 载 线 的 中 点 ， 以 使 动 态 工 作 范 围 尽 可 能 大 。n 如 果 输 入 信 号 ui的 幅 值 太 大 ， 虽 然 静 态 工 作 点 的 位 置 合 适 ，放 大 电 路 也 会 因 工 作 范 围 超 过 特 性 曲 线 的 放 大 区 而 同 时 产生 截 止 失 真 和 饱 和 失 真 ， 这 时 只 能 通 过 减 小 输 入 信 号 电 压ui的 幅 度 来 消 除 失 真 。 2.3.2 微 变 等 效 电 路 法 的 动 态 分 析1. 晶 体 管 的 微 变 等 效 电 路n 晶 体 管 的 微 变 等 效 电 路 就 是 在 小 信 号 条 件 下 把 非 线 性 的 晶 体管 用 等 效 的 线 性 电 路 元 件 来 代 替 。 小 信 号 工 作 条 件 是 将 晶 体管 线 性 化 的 先 决 条 件 。n 所 谓 等 效 ， 是 指 从 求 得 的 线 性 电 路 的 输 入 端 和 输 出 端 看 进 去 ，其 伏 安 特 性 与 晶 体 管 的 输 入 特 性 和 输 出 特 性 基 本 一 致 。n 晶 体 管 可 以 用 双 口 网 络 形 式 来 表 示 ， 当 晶 体 管 组 成 共 发 射 极接 法 的 放 大 电 路 时 ， 它 的 输 入 端 口 和 输 出 端 口 如 图 2.8（ a）所 示 。 图 2.8 小 信 号 范 围 的 晶 体 管 输 入 、 输 出 特 性 （ 1） 输 入 端 口 的 微 变 等 效 电 路n 晶 体 管 输 入 端 口 的 电 压 与 电 流 之 间 关 系 由 图 2.8（ b） 的 输入 特 性 曲 线 来 确 定 。 由 图 可 见 ， 它 是 非 线 性 的 。 当 输 入 小信 号 时 ， 发 射 结 压 降 的 变 化 量 uBE很 小 ， 工 作 点 将 在 静 态工 作 点 Q附 近 AB间 小 范 围 变 化 ， 因 此 可 用 AB间 的 直 线 段近 似 代 替 AB间 的 曲 线 。n 在 该 线 性 段 内 ， 发 射 结 压 降 的 变 化 量 uBE与 基 极 电 流 变 化量 iB成 正 比 关 系 （ 当 uCE一 定 时 ） ， 因 此 ， 输 入 端 可 以 用一 个 等 效 的 线 性 电 阻 rbe来 反 映 小 信 号 变 化 量 u BE与 iB之间 的 关 系 ， 即 rbe=(uBE/iB)uCE=常 数 =(ube/ ib)uCE=常 数 （ 2-13） n rbe即 为 晶 体 管 的 输 入 电 阻 ， 它 的 大 小 等 于 输 入 特 性 曲 线上 Q点 切 线 斜 率 的 倒 数 。 显 然 ， rbe的 大 小 与 Q点 位 置 有 关 ，Q点 越 高 ， rbe值 越 小 ， 因 此 rbe是 动 态 电 阻 。n 在 实 际 分 析 放 大 电 路 时 ， 对 于 低 频 小 功 率 管 而 言 ， 它 的 输入 电 阻 可 按 下 式 进 行 估 算 ： rbe=300+（ 1+） 26（ mV） /IEQ(mA) （ 2-14）n 式 中 IEQ为 发 射 极 静 态 电 流 值 ， 由 放 大 电 路 的 静 态 工 作 点的 值 确 定 。 因 此 ， rbe是 与 静 态 工 作 点 有 关 的 。 此 外 ， 它还 与 晶 体 管 的 值 有 关 。 （ 2） 输 出 端 口 的 微 变 等 效 电 路n 从 图 2.8（ c） 的 输 出 特 性 曲 线 上 可 以 看 到 ， 在 静 态 工 作 点Q附 近 的 输 出 特 性 曲 线 是 一 族 近 似 平 行 于 横 坐 标 且 相 互 间隔 相 等 的 直 线 。 这 表 明 晶 体 管 集 电 极 电 流 变 化 量 iC与 管压 降 变 化 量 uCE几 乎 无 关 ， 只 取 决 于 iB的 大 小 。 因 此 ，当 uCE一 定 时 ， iC与 iB之 比 即 为 晶 体 管 的 交 流 电 流 放 大 系数 ， 即 =(iC/iB)u CE=常 数 =(ic/ib)uCE=常 数 （ 2-15）n 则 ic=ib （ 2-16）n 式 中 ， ic和 ib均 为 交 流 分 量 。 （ 3） 晶 体 管 的 微 变 等 效 电 路n 综 合 上 面 （ 1） 和 （ 2） 所 述 ， 晶 体 管 在 Q点 附 近 的 小 信 号微 变 等 效 电 路 如 图 2.9（ b） 所 示 ， 工 程 上 也 称 之 为 h参 数等 效 电 路 。n 输 入 回 路 用 动 态 电 阻 rbe等 效 ， 忽 略 uce对 ic的 微 弱 影 响 ， 输出 回 路 用 受 控 恒 流 源 ic=ib等 效 。 图 2.9 晶 体 管 的 微 变 等 效 电 路 2. 放 大 电 路 的 微 变 等 效 电 路n 对 于 图 2.2所 示 的 放 大 电 路 ， 只 要 将 其 交 流 通 路 中 的 晶 体管 T用 其 微 变 等 效 电 路 代 替 ， 就 可 以 得 到 整 个 放 大 电 路 的微 变 等 效 电 路 ， 如 图 2.10所 示 。图 2.10 共 发 射 极 放 大 电 路 的 微 变 等 效 电 （ 1） 电 压 放 大 倍 数 Aun 电 压 放 大 倍 数 又 称 电 压 增 益 ， 用 Au表 示 ， 它 等 于 输 出 电压 Uo与 输 入 电 压 Ui的 比 值 ， 即 Au=Uo/Ui （ 2-17）由 图 2.10可 见 ： Ui=Ibrbe （ 2-18） Uo=-IcRL=-IbRL （ 2-19）式 中 ， RL=RC RL=RCRL/(RC+RL) 共 发 射 极 放 大 电 路 的 电 压 放 大 倍 数 为 Au=Uo/Ui=-IbRL/Ibrbe=-RL/rbe （ 2-20）式 中 的 负 号 表 示 输 出 电 压 Uo与 输 入 电 压 Ui反 相 。 若 放 大 电 路 未 接 负 载 电 阻 RL（ 输 出 端 开 路 ） ， 则 电 压 放 大倍 数 为 Au=-RC/rbe （ 2-21） 可 见 ， 接 入 负 载 后 ， 将 使 电 压 放 大 倍 数 下 降 。 负 载 电 阻 RL越 小 ， 电 压 放 大 倍 数 就 越 低 。 （ 2） 输 入 电 阻 rin 对 信 号 源 来 说 ， 放 大 电 路 相 当 于 它 的 负 载 ， 这 个 负 载 可 以用 一 个 等 效 电 阻 来 代 替 。 这 个 从 放 大 电 路 输 入 端 看 进 去 的交 流 等 效 电 阻 称 为 放 大 电 路 的 输 入 电 阻 ， 通 常 用 ri来 表 示 。从 图 2.10所 示 的 微 变 等 效 电 路 可 以 计 算 出 ri: ri=Ui/Ii=Ii(RB rbe） /Ii=RB rbe （ 2-22） 输 入 电 阻 ri是 一 个 动 态 电 阻 ， ri越 小 ， 放 大 电 路 从 信 号 源取 用 的 电 流 越 大 ， 即 信 号 源 的 负 担 越 重 。 通 常 希 望 放 大 电 路 的 输 入 电 阻 高 一 些 。 （ 3） 输 出 电 阻 ron 对 放 大 电 路 的 负 载 来 说 ， 放 大 电 路 相 当 于 它 的 信 号 源 。 放大 电 路 的 输 出 电 阻 就 是 从 负 载 两 端 向 放 大 电 路 的 输 出 端 看进 去 的 等 效 电 阻 ， 通 常 用 ro表 示 。n 输 出 电 阻 ro的 计 算 方 法 是 ： 首 先 把 信 号 源 US短 路 （ US=0）但 保 留 其 内 阻 RS， 负 载 电 阻 RL开 路 （ RL=） ， 然 后 在 输出 端 外 加 一 交 流 电 压 U， 它 在 输 出 端 产 生 电 流 I， 如 图 2.11所 示 ， 则 输 出 电 阻 ro为 ro=(U/I)U S=0 ,RL= （ 2-23）由 图 2.11可 以 看 到 ， 由 于 US=0， 所 以 Ib=0， Ic=Ib=0， 相 当于 恒 流 源 支 路 开 路 ， 可 见 ， 放 大 电 路 的 输 出 电 阻 为 ro=RC。 图 2.11 求 输 出 电 阻 的 等 效 电 路n 输 出 电 阻 ro也 是 一 个 动 态 电 阻 ， ro越 小 ， 放 大 电 路 带 上 负载 后 输 出 电 压 的 下 降 越 小 ， 即 放 大 电 路 带 负 载 的 能 力 越 强 。 n 例 2.2 在 如 图 2.2所 示 的 放 大 电 路 中 ， 已 知 电 源 电 压UCC=10V， 基 极 电 阻 RB=250k， 集 电 极 电 阻 RC=2.5k，负 载 电 阻 RL=2.5k， 信 号 源 内 阻 RS=2.5k， 晶 体 管 交 流电 流 放 大 倍 数 =50， 试 求 放 大 电 路 的 下 列 性 能 参 数 ： （ 1） RL接 入 和 断 开 两 种 情 况 下 的 电 压 放 大 倍 数 Au；（ 2） 输 入 电 阻 ri和 输 出 电 阻 ro。 解 IBQUCC/RB=10V/250k=40An IEQICQ=IBQ=50 40A=2mAn 则 rbe=300+(1+)26/IEQ=300+(1+50)26mV/2mA=0.963k （ 1） RL接 入 时 的 电 压 放 大 倍 数 Au为 Au=-RL/rbe=-65RL断 开 时 的 电 压 放 大 倍 数 Au为 Au=-RC/rbe=-50 2.5/0.963-130（ 2输 入 电 阻 ri为 ri=RB rbe0.96k 输 出 电 阻 ro为 ro=RC=2.5k 2.4 静 态 工 作 点 的 稳 定n 放 大 电 路 的 多 项 性 能 参 数 与 其 静 态 工 作 点 的 位 置 有 密 切关 系 。 如 果 静 态 工 作 点 不 稳 定 ， 则 放 大 电 路 的 某 些 性 能 指标 将 发 生 变 化 ， 因 此 ， 保 持 放 大 电 路 静 态 工 作 点 的 稳 定 ，是 一 个 十 分 重 要 的 问 题 。2.4.1 温 度 对 静 态 工 作 点 的 影 响n 在 如 图 2.2所 示 的 单 电 源 供 电 的 共 发 射 极 基 本 放 大 电 路 中 ，当 电 源 电 压 UCC和 基 极 偏 置 电 阻 RB确 定 后 ， 基 极 偏 置 电 流I BQ=UCC-UBE/RB也 就 基 本 固 定 了 。 这 种 电 路 结 构 简 单 ， 但在 温 度 变 化 的 影 响 下 ， 电 路 的 静 态 工 作 点 Q将 会 发 生 改 变 。 n 当 温 度 升 高 时 ， 晶 体 管 的 极 间 反 向 饱 和 电 流 ICBO、 ICEO及电 流 放 大 系 数 均 会 增 大 ， 输 出 特 性 曲 线 将 向 上 平 移 ， 静态 工 作 点 Q也 将 沿 负 载 线 上 移 ， 最 终 反 映 在 集 电 极 电 流 IC增 大 上 。n 如 图 2.12所 示 ， 输 出 特 性 曲 线 向 上 平 移 至 虚 线 处 ， 静 态 工作 点 由 Q点 移 至 Q点 。 相 反 ， 当 温 度 下 降 时 ， 静 态 工 作 点将 下 移 。n 可 见 ， 这 种 放 大 电 路 的 静 态 工 作 点 是 不 稳 定 的 。n 为 解 决 这 一 问 题 ， 可 以 从 放 大 电 路 的 结 构 上 采 取 措 施 ， 以实 现 在 允 许 温 度 变 化 的 前 提 下 ， 尽 量 保 持 静 态 工 作 点 的 稳定 。 图 2.12 温 度 对 静 态 工 作 点 的 影 响 2.4.2 静 态 工 作 点 稳 定 的 放 大 电 路n 一 个 能 稳 定 静 态 工 作 点 的 共 发 射 极 放 大 电 路 如 图 2.13（ a）所 示 。 它 的 偏 置 电 路 是 由 分 压 电 阻 RB1、 RB2和 射 极 电 阻 RE组成 的 ， 称 为 分 压 式 偏 置 放 大 电 路 。n 图 中 CE是 旁 路 电 容 ， 其 容 量 很 大 ， 对 直 流 信 号 视 为 开 路 ， 对交 流 信 号 视 为 短 路 ， 图 2.13（ b） 是 该 电 路 的 直 流 通 路 。n 这 种 电 路 可 以 根 据 温 度 的 变 化 自 动 调 节 基 极 电 流 I B， 以 消 弱温 度 对 集 电 极 电 流 IC的 影 响 ， 使 静 态 工 作 点 基 本 稳 定 。 图 2.13 分 压 式 偏 置 放 大 电 路 及 其 直 流 通 路 1. 静 态 工 作 点 稳 定 的 原 理（ 1） 通 过 电 阻 RB1和 RB2组 成 分 压 器 ， 使 基 极 电 位 UB基 本 固定 。 由 图 2.13（ b） 所 示 的 直 流 通 路 可 得 电 流 方 程 I1=I2+IB，适 当 选 择 电 阻 RB1和 RB2的 值 ， 使 之 满 足 I2IB， 则 有I1=I2+IBI2， 即 基 极 电 流 IB与 I1或 I2相 比 可 以 忽 略 不 计 。 电 阻 RB1和 RB2相 当 于 串 联 ， 根 据 分 压 公 式 ， 可 得 晶 体 管 基 极电 位 的 静 态 值 为 UB=RB2/(RB1+RB2)UCC 该 式 表 明 当 I2IB时 ， 晶 体 管 基 极 电 位 UB只 取 决 于 电 阻 值RB1、 RB2和 电 源 电 压 UCC， 与 晶 体 管 的 参 数 无 关 。 当 环 境 温 度 改 变 而 引 起 晶 体 管 发 生 变 化 时 ， UB基 本 不 变 。 （ 2） 利 用 发 射 极 电 阻 RE上 的 电 压 UE来 抑 制 IC和 IE的 变 化 。 由于 UBE=UB-UE=UB-IERE， 若 使 UBUBE， 则ICIE=UB-UBE/REUB/RE因 为 UB不 受 温 度 变 化 的 影 响 ， 所 以 也 可 认 为 IC和 IE不 受 温 度 影响 ， 基 本 稳 定 。n 图 2.13（ a） 所 示 的 分 压 式 偏 置 放 大 电 路 稳 定 静 态 工 作 点 的过 程 可 表 述 如 下 ： n 当 温 度 升 高 而 使 IC和 IE增 大 时 ， 电 阻 RE上 的 电 压 UE=IERE也 增 大 。 但 由 于 UB为 RB1和 RB2的 分 压 电 路 所 固 定 ， 所 以 发射 结 正 向 压 降 UBE将 减 小 ， 从 而 引 起 IB减 小 导 致 IC自 动 下降 ， 静 态 工 作 点 基 本 恢 复 到 原 来 的 位 置 。n 这 种 稳 定 静 态 工 作 点 的 实 质 是 将 输 出 电 流 IC的 变 化 通 过 发射 极 电 阻 RE上 电 压 降 （ UE=IERE） 的 变 化 反 馈 到 输 入 回 路 ，使 UBE发 生 变 化 来 抑 制 IC的 变 化 。 n 上 述 调 节 过 程 与 RE的 大 小 有 关 ， RE的 阻 值 越 大 ， RE上 的压 降 越 大 ， 对 IC变 化 的 抑 制 作 用 越 强 。 但 RE的 存 在 也 会 对变 化 的 交 流 信 号 产 生 影 响 ， 使 电 压 放 大 倍 数 下 降 。n 为 此 ， 可 在 RE上 并 联 一 容 量 很 大 的 电 容 CE， 电 容 对 直 流（ 静 态 值 ） 无 影 响 ， 但 对 交 流 信 号 而 言 ， RE被 短 路 ， 晶 体管 的 发 射 极 相 当 于 接 地 ， 从 而 消 除 RE对 交 流 信 号 的 影 响 。n CE称 为 发 射 极 交 流 旁 路 电 容 。 2. 静 态 工 作 点 的 计 算n 根 据 图 2.13（ b） 所 示 的 直 流 通 路 ， 采 用 计 算 法 求 静 态 工作 点 ， 可 得 UB=RB2/(RB1+RB2)UCC （ 2-24） ICIE=(UB-UBE)/RE （ 2-25） IB=IC/ （ 2-26） UCE=UCC-IC(RC+RE) （ 2-27） 3. 动 态 参 数 的 计 算n 图 2.13（ a） 所 示 放 大 电 路 的 交 流 通 路 及 微 变 等 效 电 路 如 图2.14（ a） 和 （ b） 所 示 。 由 于 旁 路 电 容 CE的 容 量 很 大 ， 所以 在 计 算 电 路 的 动 态 参 数 时 可 将 其 视 为 短 路 。n 电 路 的 动 态 参 数 求 解 如 下 ： Au=Uo/Ui=-Ib(RC RL)/Ibrbe=-(RC RL)/rbe（ 2-28） ri=Ui/Ii=RB1 RB2 rbe （ 2-29）ro=RC （ 2-30） 图 2.14 分 压 式 偏 置 放 大 电 路 的 交 流 通 路 及 微 变 等 效 电 路 例 2.3 在 如 图 2.13所 示 的 分 压 式 偏 置 放 大 电 路 中 ， 已 知UCC=10V， RB1=30k， RB2=20k， RC=2k，RE=2k,RL=3k,=50,UBE=0.5V。 试 求 放 大 电 路 的 下 列 性能 参 数 ： （ 1） 静 态 值 IB、 IC和 UCE（ 2） 动 态 参 数 Au、 ri和 ro 解 （ 1） 先 计 算 基 极 电 位 的 静 态 值 UB=RB2/（ RB1+RB2） UCC=20/（ 30+20） 10=4(V)集 电 极 电 流 的 静 态 值 为 ICIE=（ UB-UBE） /RE=（ 4-0.5） /2=1.75(mA)基 极 电 流 的 静 态 值 为 IB=IC/=1.75/50=35(A)集 -射 极 电 压 的 静 态 值 为 UCE=UCC-IC(RC+RE)=10-1.75 (2+2)=3(V) (2)晶 体 管 的 输 入 电 阻 为 rbe=300+(1+)26/IEQ=300+(1+50)26/1.75=1.06(k)放 大 电 路 的 电 压 放 大 倍 数 为 Au=-(RC RL)/rbe-56.6放 大 电 路 的 输 入 电 阻 为 ri=RB1 RB2 rbe=30k 20k 1.06k=0.97k放 大 电 路 的 输 出 电 阻 为 ro=RC=2k 2.5 共 集 电 极 放 大 电 路n 共 集 电 极 放 大 电 路 又 称 射 极 输 出 器 或 射 极 跟 随 器 。 图 2.15（ a） 给 出 了 其 电 路 结 构 图 。n 其 负 载 是 接 在 晶 体 管 的 发 射 极 上 的 ， 输 出 电 压 信 号 uo从 发射 极 取 出 ， 而 晶 体 管 的 集 电 极 直 接 接 电 源 电 压 UCC。 对 交流 信 号 而 言 ， 集 电 极 相 当 于 接 地 ， 成 为 输 入 回 路 和 输 出 回路 的 公 共 端 ， 所 以 这 是 一 种 共 集 电 极 放 大 电 路 。n 如 前 所 述 ， 在 发 射 极 回 路 中 接 入 电 阻 R E可 以 有 效 地 抑 制 因温 度 上 升 而 引 起 的 集 电 极 电 流 IC的 上 升 。 所 以 ， 这 种 电 路的 静 态 工 作 点 是 稳 定 的 。 图 2.15 共 集 电 极 放 大 电 路 2.5.1静 态 分 析n 共 集 电 极 放 大 电 路 直 流 通 路 如 图 2.15（ b） 所 示 ， 由 图 可 见 ： UCC=IBRB+UBE+IERE=IBRB+UBE+(1+)IBREn 由 此 可 以 得 出 基 极 电 流 静 态 值 为IB=(UCC-UBE)/RB+(1+)RE （ 2-31）集 电 极 电 流 静 态 值 为 IC=IB （ 2-32）集 -射 极 电 压 静 态 值 为 U CE=UCC-IEREUCC-ICRE （ 2-33） 2.5.2 动 态 分 析n 图 2.15（ a） 所 示 共 集 电 极 放 大 电 路 的 交 流 通 路 和 微 变 等效 电 路 如 图 2.16所 示 。 由 图 2.16进 行 动 态 分 析 ， 可 得 共 集电 极 放 大 电 路 的 如 下 三 个 主 要 特 点 。 图 2.16 共 集 电 极 放 大 电 路 的 交 流 通 路 和 微 变 等 效 电 路 电 压 放 大 倍 数 接 近 于 1， 但 恒 小 于 1， 输 出 电 压 与 输 入 电 压同 相 ， 具 有 跟 随 作 用 。 由 图 2.16（ b） 所 示 的 微 变 等 效 电路 可 得 Uo=Ie(RE RL)=(1+)Ib(RE RL) （ 2-34） Ui=Ibrbe+Uo=Ibrbe+(1+)Ib(RE RL) （ 2-35）电 压 放 大 倍 数 为 Au=Uo/Ui=（ 1+)(RE RL)/rbe+(1+)(RE RL) （ 2-36） 通 常 （ 1+)（ RE RL） rbe， 所 以 Au=Uo/Ui1 （ 2-37） 上 式 表 明 ， 共 集 电 极 放 大 电 路 没 有 电 压 放 大 作 用 。 但 因Ie=（ 1+） Ib， 所 以 仍 具 有 一 定 的 电 流 放 大 作 用 和 功 率 放大 作 用 。 由 于 输 出 电 压 Uo与 输 入 电 压 Ui同 相 ， 而 且 两 者 大 小 基 本相 等 ， 因 而 输 出 信 号 跟 随 输 入 信 号 的 变 化 而 变 化 ， 所 以 又称 为 射 极 跟 随 器 。 输 入 电 阻 高 。 由 2.16（ b） 可 得Ii=I1+Ib=Ui/RB+Ui/rbe+(1+)(RE RL) 所 以 输 入 电 阻 为 ri=Ui/Ii=RB rbe+(1+)(RE RL) （ 2-38） 通 常 RB的 值 很 大 ， 而 rbe+(1+)(RE RL)也 很 大 ， 因 此 共 集电 极 放 大 电 路 的 输 入 电 阻 很 高 ， 远 远 大 于 共 发 射 极 放 大 电路 的 输 入 电 阻 （ RB rbe） 。 输 出 电 阻 低 。 将 图 2.16（ b） 中 的 信 号 源 US短 路 但 保 留 内 阻 RS， 输 出 端去 掉 负 载 电 阻 RL而 接 上 一 外 加 交 流 电 压 源 Uo， 产 生 电 流Io， 如 图 2.17所 示 ， 由 图 可 得 Io=Uo/RE+Ie=Uo/RE+(1+)Ib =Uo/RE+(1+)Uo/（ rbe+RS RB）所 以 输 出 电 阻 为 ro=Uo/Io=RE （ rbe+RS RB） /（ 1+） （ 2-39）n 通 常 ， (rbe+RS RB)/（ 1+） REn 所 以 ， ro(rbe+RS RB)/(1+)(rbe+RS RB)/ （ 2-40） 由 于 值 一 般 都 较 大 ， 所 以 共 集 电 极 放 大 电 路 （ 射 极 输 出器 ） 的 输 出 电 阻 很 低 ， 远 远 小 于 共 发 射 极 放 大 电 路 的 输 出电 阻 （ RC） 。 图 2.17 求 射 极 输 出 器 输 出 电 阻 的 等 效 电 路 这 种 电 路 的 应 用 十 分 广 泛 。 因 它 的 输 入 电 阻 高 ， 可 用 作 多级 放 大 电 路 的 输 入 级 ， 这 样 可 以 减 轻 信 号 源 的 负 担 ， 当 信号 源 有 一 定 内 阻 时 ， 使 分 压 Ui较 大 ；n 因 其 输 出 电 阻 低 ， 也 可 用 作 多 级 放 大 电 路 的 输 出 级 ， 用 以提 高 放 大 电 路 的 负 载 能 力 ；n 还 可 利 用 它 的 输 入 电 阻 高 、 输 出 电 阻 低 的 特 点 ， 将 其 用 作多 级 放 大 电 路 的 中 间 级 ， 起 阻 抗 变 换 作 用 。 例 2.4 在 图 2.15（ a） 所 示 的 射 极 输 出 器 中 ， 已 知 UCC=12V，=50， UBE=0.5V， RB=100k， RS=100， RE=3k，RL=3k， 试 求 ： （ 1） 静 态 值 IB、 IC和 UCE；（ 2） 动 态 参 数 Au、 ri和 ro。解 （ 1） 静 态 值 IB、 IC和 UCE分 别 为n IB=UCC-UBE/RB+(1+)RE=0.0455(mA)n IC=IB=50 0.0455=2.28(mA)n UCEUCC-ICRE=12-2.28 3=5.16(V) (2) 晶 体 管 的 输 入 电 阻rbe=300+(1+)26/IEQ=300+（ 1+50） 26/2.28=882=0.882kn 动 态 参 数 Au、 ri和 ro分 别 为 Au=Uo/Ui=(1+)RL/rbe+(1+)RL=0.99n 式 中 ， RL=RE RL=3 3=1.5(k) ri=RB rbe+(1+)RL =43.63(k) ro=(rbe+RS)/(1+)=19.25()n 式 中 RS=RB RS=100k 100100 2.6 场 效 应 晶 体 管 放 大 电 路n 场 效 应 晶 体 管 具 有 很 高 的 输 入 电 阻 ， 适 用 于 对 高 内 阻 信 号源 的 放 大 ， 通 常 用 在 多 级 放 大 电 路 的 输 入 级 。n 与 双 极 型 晶 体 管 放 大 电 路 具 有 3种 不 同 组 态 （ 共 射 极 、 共集 电 极 和 共 基 极 ） 类 似 ， 场 效 应 管 放 大 电 路 也 有 3种 基 本组 态 ， 即 共 源 极 、 共 漏 极 和 共 栅 极