單元7半導(dǎo)體三極管及其放大電路NXPowerLite

1、d dianiang gong ong y yu u d dianianz zi i j ji is shuhu1主主 編：李編：李 文文 王慶良王慶良副主編：孫全江副主編：孫全江 韋韋 宇宇主主 審：于昆倫審：于昆倫下篇下篇 工業(yè)電子學(xué)工業(yè)電子學(xué)單元單元7 7 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管及其放大電路及其放大電路 2 【知識點】【知識點】 三極管的結(jié)構(gòu)、電流放大作用、特性曲線及主要參數(shù)；三極管基本放大電路、多級放大電路、功率放大器等電路的組成、工作原理、分析計算、元件的選用及應(yīng)用。 【能力目標(biāo)】【能力目標(biāo)】 具有對基本電子電路進行分析計算和正確選擇元器件的能力；能看懂國內(nèi)外電子線路圖，通過電子線

2、路圖組裝和調(diào)試簡單的電子設(shè)備。單元單元7 半導(dǎo)體三極管及其放大電路半導(dǎo)體三極管及其放大電路 3單元單元7 7 半導(dǎo)體三極管及其放大電路半導(dǎo)體三極管及其放大電路123目目 錄錄456 4 7.1.1.1 三極管的結(jié)構(gòu)三極管的結(jié)構(gòu) 三極管又稱晶體管，它的種類很多。從其內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看，分為npn型和pnp型兩種三極管。其中npn型多為硅管，而pnp型多為鍺管。 三極管是由兩個pn結(jié)的三塊雜質(zhì)半導(dǎo)體組成，不管是npn型還是pnp型，都由三個區(qū)組成：集電區(qū)、發(fā)射區(qū)、基區(qū)，以及分別從這三個區(qū)引出的三個電極：集電極c、發(fā)射極e、基極b。兩個pn結(jié)分別是發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間的發(fā)射結(jié)和集電區(qū)與基區(qū)之間的集電結(jié)。在電路

3、中，兩種管子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和符號如圖7.1所示。圖中箭頭表示發(fā)射結(jié)在加正向電壓時的電流方向。常見的三極管的外形如圖7.2所示。7.1 7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 5圖圖7.1 三極管的結(jié)構(gòu)和符號三極管的結(jié)構(gòu)和符號（a）npn型三極管；（型三極管；（b）npn管符號；管符號；（c）pnp型三極管；（型三極管；（d）pnp管符號管符號 7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 6圖圖7.2 常見三極管外形圖常見三極管外形圖（a）塑封裝；（）塑封裝；（b）金屬殼管）金屬殼管 7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 7 7.1.1.2 三極管的類型三極管的類型 三極管根據(jù)基片的材料

4、不同，分為鍺管和硅管兩大類，目前國內(nèi)生產(chǎn)的硅管多為npn型（3d系列），鍺管多為pnp型（3a系列）；按頻率特性分為高頻管和低頻管；按功率大小分為大功率管、中功率管和小功率管等。實際應(yīng)用中采用npn型的三極管較多，所以下面以npn型三極管為例加以討論，所得結(jié)論對于pnp型三極管同樣適用。7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 8 7.1.2.1 三極管內(nèi)部載流子的運動過程三極管內(nèi)部載流子的運動過程 要實現(xiàn)三極管的放大作用， 需要外加合適的電源電壓。 要求發(fā)射結(jié)外加正向電壓， 簡稱正向偏置；集電結(jié)外 加反向電壓，簡稱反向偏 置。如圖7.3所示。圖圖7.3 三極管內(nèi)部載流子的運動三極管內(nèi)部載流子的運動

5、7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 9 （1）發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子）發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子 由于電源eb經(jīng)過電阻rb加在發(fā)射結(jié)上，發(fā)射結(jié)正偏。發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子自由電子不斷通過發(fā)射結(jié)向基區(qū)擴散，形成發(fā)射極電流ie。同時基區(qū)多數(shù)載流子空穴也向發(fā)射區(qū)擴散，但由于基區(qū)的多數(shù)載流子濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)射區(qū)載流子濃度，故與電子流相比，空穴流可以忽略不計。因此可以認(rèn)為三極管發(fā)射結(jié)電流主要是電子流。7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 10 （2）電子在基區(qū)中的擴散和復(fù)合）電子在基區(qū)中的擴散和復(fù)合 由發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子，在發(fā)射結(jié)附近積累起來，形成了一定的濃度梯度，而靠近集電結(jié)附近電子濃度很小，漸漸形成電子濃度差，在濃度

6、差的作用下，促使電子流在基區(qū)向集電結(jié)擴散，在擴散過程中，電子不斷與基區(qū)空穴復(fù)合形成電子流ibn，復(fù)合的空穴由基極電源補充，從而形成基極電流ib。7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 11 （3）集電區(qū)收集電子）集電區(qū)收集電子 由于集電結(jié)外加反向電壓很大，這個反向電壓產(chǎn)生的電場力一方面使集電區(qū)的電子和基區(qū)的空穴很難通過集電結(jié)；另一方面吸引基區(qū)中擴散到集電結(jié)附近的大量電子，將它們收集到集電區(qū)，形成收集電流icn。同時集電區(qū)的少數(shù)載流子即空穴也會產(chǎn)生漂移運動，流向基區(qū)形成反向飽和電流icbo。 以上分析的是npn型三極管的電流放大原理，對于pnp型三極管，其工作原理相同，只是三極管各極所接電源極性相反，

7、發(fā)射區(qū)發(fā)射的載流子是空穴而不是電子。7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 12 7.1.2.2 電流分配關(guān)系電流分配關(guān)系 由上面載流子的運動過程可知，由于電子在基區(qū)的復(fù)合，發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子并非全部到達(dá)集電極，三極管制成后，發(fā)射區(qū)注入的電子傳輸?shù)郊娊Y(jié)所占的比例是一定的。如圖7.4描述了三極管電流分配關(guān)系。圖圖7.4 三極管的電流分配關(guān)系三極管的電流分配關(guān)系 7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 13 從圖中可知： 由于在常溫下icbo的數(shù)值很小，可忽略不計。故 以因為 所以 設(shè) 故 上式中ic與ib的比值，即共射極直流電流放大系數(shù)，用 表示。cbocnciiicncii bnbii bncneii

8、ibceiiibciibbbeiiii)1 ( (7.2) (7.1) 7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 14 7.1.2.3 放大作用放大作用 三極管的最基本的作用是把微弱的電信號加以放大，三極管的放大電路如圖7-5所示。因發(fā)射極是基極回路和集電極回路的公共端，所以此電路又叫共射極放大電路。如果 =20a， =1.2ma，則 =（0.02+1.2）ma= 1.22ma,電流放大倍數(shù) =60。若調(diào)節(jié) 電阻 ，使電流 增加 10a，則相應(yīng)地增加了 =0.0160ma=0.6ma。由 此可見，當(dāng)基極有微小的變 化時，集電極會有很大的變 化，這說明三極管有電流放 大作用。bicicbeiiibcii

9、brbici圖圖7.5 三極管共射極放大電路三極管共射極放大電路 7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 15 三極管的特性曲線是指三極管各電極電壓與電流之間的關(guān)系曲線，它是三極管內(nèi)部載流子運動的外部表現(xiàn)。由于三極管有三個電極，輸入、輸出各占一個電極，一個公共電極，因此要用 兩種特性曲線來描述，即 輸入特性曲線和輸出特性 曲線。圖7.6是三極管共 射極特性曲線測試電路。圖圖7.6 三極管共射極特性曲線測試電路三極管共射極特性曲線測試電路 7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 16 7.1.3.1 輸入特性曲線輸入特性曲線 輸入特性曲線是指三極管的集電極與發(fā)射極之間電壓uce為常數(shù)時，基極電流ib與集電極

10、與發(fā)射極之間的電壓uce之間的關(guān)系，其表達(dá)式為： 常數(shù) (7.3) 測量輸入特性時，先固定uce的值，使uce 0，調(diào)節(jié)eb，測出相應(yīng)的ib和ube的值，便可得到一條輸入特性曲線。圖7.7（a）是硅三極管3dg4的輸入特性曲線。)(bebuficeu7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 17 7.1.3.2 輸出特性曲線輸出特性曲線 輸出特性曲線是指當(dāng)三極管基極電流ib為常數(shù)，三極管集電極與發(fā)射極之間電壓uce和集電極電流ic之間的關(guān)系，即： 圖圖7.7 三極管的特性曲線圖三極管的特性曲線圖（a）3dg4的輸入特性曲線的輸入特性曲線;（b）3dg4的輸出特性曲線的輸出特性曲線 7.1 半導(dǎo)體三極管

11、半導(dǎo)體三極管 18 圖7.7（b）是硅三極管3dg4的輸出特性曲線。從輸出特性上看，三極管的工作狀態(tài)可分為三個區(qū)域。 （1）截止區(qū)）截止區(qū) ib=0，這條曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。此時發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于反向偏置，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。這時icicbo0。集電極到發(fā)射極只有很小的微小電流，三極管集電極和發(fā)射極之間接近開路，類似于開關(guān)斷開狀態(tài)，無放大作用，呈高阻狀態(tài)。7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 19 （2）放大區(qū)）放大區(qū) 在ib=0的特性曲線的上方，各條輸出特性曲線近似平行于橫軸的曲線族部分，稱為三極管的放大區(qū)。此時，發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，集電極電流受基極電流的控制，即滿足 。當(dāng)i

12、b改變時， ic隨著改變，與電壓uce的大小基本無關(guān)。不同的ib值對應(yīng)一條輸出特性曲線。 （3）飽和區(qū)）飽和區(qū) 輸出特性曲線近似直線上升部分與縱軸所構(gòu)成的區(qū)域稱為飽和區(qū)。此時發(fā)射結(jié)與集電結(jié)都處于正向偏置，且當(dāng)uce=ube時稱為臨界飽和，uceube時稱為飽和，三極管飽和時c、e之間的電壓為飽和壓降，用uces表示。小功率硅管的飽和壓降為0.3v,鍺管為0.1v。三極管工作在飽和區(qū)，無放大作用，集電極與發(fā)射極相當(dāng)于一個開關(guān)的接通狀態(tài)。bcii7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 20 （1）電流放大系數(shù)）電流放大系數(shù) 根據(jù)工作狀態(tài)不同有直流電流放大系數(shù) 和交流電流放大系數(shù)。 直流電流放大系數(shù)： （

13、7.5） 交流電流放大系數(shù)： （7.6） 和 含義不同，但通常在輸出特性線性較好的情況下，兩個數(shù)值差別很小，一般不作嚴(yán)格的區(qū)分。常用的小功率三極管，值為20150，大功率的值一般較小，為1030。注意在選擇三極管時，既要考慮值的大小，又要考慮三極管的穩(wěn)定性。bcbceociiiiibcii/7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 21 （2）共基極電流放大系數(shù)）共基極電流放大系數(shù) 它是集電極和發(fā)射極電流的比值，也有直流放大系數(shù) 和交流放大系數(shù)。 共基極直流放大系數(shù)： （7.7） 共基極交流放大系數(shù)： （7.8） 同理，一般情況下可認(rèn)為： （7.9）ecii /ecii/ececiiii/7.1 半導(dǎo)

14、體三極管半導(dǎo)體三極管 22 （3）極間反向電流）極間反向電流 集電極與基極間反向飽和電流icbo：指發(fā)射極開路，集電結(jié)在反向電壓作用下，集、基極的反向漏電流。 icbo基本上是常數(shù)，故又稱反向飽和電流。它的數(shù)值很小，受溫度影響較大。 集電極與發(fā)射極穿透電流iceo ：表示基極開路，集電極、發(fā)射極間加上一定反向電壓時的集電極電流， iceo =(1+) icbo 。 iceo和icbo都是衡量管子質(zhì)量的重要參數(shù)， icbo越小，溫度穩(wěn)定性越好。 （4）集電極最大允許電流）集電極最大允許電流icm 它是指三極管ic超過一定的數(shù)值時會下降，當(dāng)下降到正常的2/3時所對應(yīng)的ic值為icm 。如果ic超過

15、icm時，管子的性能會顯著下降，長時間工作可導(dǎo)致三極管損壞。7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 23 （5）集電極反向擊穿電壓）集電極反向擊穿電壓u u(br)ceo(br)ceo 它表示基極開路時，集電極、發(fā)射極之間最大允許電壓，稱為反向擊穿電壓u(br)ceo 。當(dāng)uceo u(br)ceo時，三極管的電流ic 、ie劇增，使三極管損壞。 （6）集電極最大允許功耗）集電極最大允許功耗p pcmcm pcm表示集電結(jié)允許損耗功率的最大值。集電極電流流過集電結(jié)時，產(chǎn)生的功耗使結(jié)溫升高，過高時使三極管燒毀。由pcm = ic uce可求出臨界損耗的ic和uce的值，此時uce和ic的輸出特性曲線如

16、圖7.7（b）所示。三極管正常工作時，應(yīng)工作在安全區(qū)域。7.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 24 7.2.1.1 放大電路的組成及各元件的作用放大電路的組成及各元件的作用 晶體管電路具有放大作用，要保證晶體管導(dǎo)通并正常工作，要求晶體管 的發(fā)射結(jié)正向偏置， 集電結(jié)反向偏置。 圖7.8所示電路為單 管共射極放大電路。 電路中各元件的功 能如下：7.2 7.2 基本放大電路基本放大電路圖圖7.8 共射極放大電路基本接法共射極放大電路基本接法7.2 基本放大電路基本放大電路 25 （1）三極管）三極管t 三極管t具有放大作用，圖中采用npn型半導(dǎo)體三極管3dg6。為了滿足三極管工作在放大狀態(tài)，應(yīng)使t的發(fā)

17、射結(jié)處于正向偏置、集電結(jié)處于反向偏置狀態(tài)。 （2）電源）電源vbb、vcc vbb是基極偏置電源。 vcc是集電極電源，它經(jīng)過電阻rc向t提供集電結(jié)反偏電壓，并保證uce ube 。 （3）基極偏置電阻）基極偏置電阻rb 通過電阻rb ，電源vbb給基極提供一個偏置電流ib。并且vbb和rb一經(jīng)確定后，偏置電流ib就是固定的，所以這種電路稱為固定偏置電路，而rb稱為基極偏置電阻。7.2 基本放大電路基本放大電路 26 （4）集電極電阻）集電極電阻r rc c 集電極電阻rc ，其作用是把經(jīng)三極管放大了的集電極電流（變化量），轉(zhuǎn)換成三極管集電極與發(fā)射極之間管壓降的變化量，從而得到放大后的交流信號

18、 輸出。 （5）耦合電容）耦合電容c c1 1、c c2 2 耦合電容c1、 c2一方面利用電容的隔直作用，切斷信號源與放大電路之間、放大電路與負(fù)載之間的直流通路和相互影響。另一方面， c1和c2又起著耦合交流信號的作用。只要c1 、 c2的容量足夠大，對交流的電抗足夠小，則交流信號便可以無衰減地傳輸過去。總之， c1 、 c2的作用可概括為“隔離直流，傳送交流”。ou7.2 基本放大電路基本放大電路 27 實際的共射極放大電路，常將電源vbb省去，把偏流電阻rb接到vcc的正極上，由vcc經(jīng)rb向三極管t提供偏置電流ib ，如圖7.9（a）所示。由圖上可以看出，放大電路的輸入電壓 經(jīng)c1接至

19、三極管的基極與發(fā)射極之間，輸出電壓 由三極管的集電極與發(fā)射極之間取出， 與 的公共端為發(fā)射極，故稱為共發(fā)射極接法。公共端的接地符號，并不表示真正接到大地電位上，而是表示整個電路的參考零電位，電路各點電壓的變化以此為參考點。ououiuiu7.2 基本放大電路基本放大電路 28圖圖7.9 共射極放大電路及習(xí)慣畫法共射極放大電路及習(xí)慣畫法（a）共射極放大電路）共射極放大電路;（b）習(xí)慣畫法）習(xí)慣畫法 7.2 基本放大電路基本放大電路 29 7.2.1.2 靜態(tài)分析和直流通道靜態(tài)分析和直流通道 交流放大電路是一種交、直流共存的電路，下面對一些主要符號作如下規(guī)定。 用大寫字母和大寫的腳標(biāo)來表示靜態(tài)電壓

20、、電流。如ube表示基極和射極間的靜態(tài)電壓，ib表示基極的靜態(tài)電流。用小寫字母和小寫腳標(biāo)來表示交流瞬時值，如 表示基極與射極間的交流信號電壓， 表示交變的基極電流。beubi圖圖7.10 放大電路的直流通路放大電路的直流通路7.2 基本放大電路基本放大電路 30 所謂靜態(tài)是指放大電路在未加入交流輸入信號時的工作狀態(tài)。由于 =0，電路在直流電源vcc作用下處于直流工作狀態(tài)。三極管的電流以及管子各電極之間的電壓均為直流，它們在特性曲線坐標(biāo)圖上為一個特定點，常稱為靜態(tài)工作點q。靜態(tài)時由于電容c1和c2的隔直作用，使放大電路與信號源及負(fù)載隔開，可看做如圖7.10所示的直流通路。所謂直流通路就是放大電路

21、處于靜態(tài)時的直流電流流通的路徑。 由直流通路得：iubbeccbruviceobciiicccccerivu(7.11) (7.12) (7.10) 7.2 基本放大電路基本放大電路 31 圖7.9中，當(dāng)vcc和rb確定后，ib的數(shù)值與管子的參數(shù)無關(guān)，所以將圖7.9電路稱為固定偏置放大電路。 代入圖7.9的電路參數(shù)（對于硅管ube取0.7v，鍺管取0.3v）,求得ib=40a，略去很小的電流iceo，并取=50，得ic=2ma，最后得uce =6v。 求得的ib 、ic和uce就是計算共射極固定偏置放大電路的靜態(tài)工作點。 注意：在求得uce值之后，要檢查其數(shù)值應(yīng)大于發(fā)射結(jié)正向偏置電壓，否則電路

22、可能處于飽和狀態(tài)，失去計算數(shù)值的合理性。7.2 基本放大電路基本放大電路 32 7.2.1.3 動態(tài)分析和交流通道動態(tài)分析和交流通道 （1）動態(tài)分析）動態(tài)分析 所謂動態(tài)是指當(dāng)放大電路接入交流信號（或變化的信號），電路中各電流和電壓的變化情況。動態(tài)分析是了解放大電路信號的傳輸過程和波形變化。設(shè)外加電壓 ，三極管的基極電流和集電極電流也為脈動電流，集電極與發(fā)射極間電壓也為脈動電壓。 在圖7.9中， 經(jīng)電容c1耦合到三極管的發(fā)射結(jié)，使發(fā)射結(jié)的總瞬時電壓在靜態(tài)直流電壓ube的基礎(chǔ)上疊加了一個交流分量 ，即： tuumisiniuiuibebeuuu (7.13) 7.2 基本放大電路基本放大電路 33

23、7.2 基本放大電路基本放大電路 347.2 基本放大電路基本放大電路 35放大電路中各處放大電路中各處電壓、電流的波電壓、電流的波形圖如形圖如圖圖7.11所示。所示。圖圖7.11 放大電路中的電壓、電流的波形圖放大電路中的電壓、電流的波形圖 7.2 基本放大電路基本放大電路 36 （2）交流通道）交流通道 直流分量和交流分量共存是放大電路的特點，但在分析問題時，有時只需要考慮交流問題，而忽略直流的影響，這就是交流信號所作用的電路，即交流通道。 一般情況下，由于耦合電容的容量一般都比較大，對于所放大的交流信號的頻率，它的阻抗值很?。ń茷榱悖虼嗽诋嫿涣魍ǖ罆r可視為短路。在畫交流通道時，直流

24、電源也視為短路。共射極放大電路的交流通道，如圖7.12所示。在交流通道中，rl是負(fù)載電阻，集電極等效負(fù)載電阻 是rl與rc的并聯(lián)，即： lrclclcllrrrrrrr/(7.17) 7.2 基本放大電路基本放大電路 37 此時輸出電壓為： 式中負(fù)號表示輸出電壓與輸入電壓相位相反。即輸入和輸出在相位上相差180，這是共射極間單管放大電路的一個重要特點，稱之為倒相現(xiàn)象。lcceoriuu圖圖7.12 放大電路的交流通道放大電路的交流通道 7.2 基本放大電路基本放大電路 38 所謂微變等效電路法（簡稱等效電路法），就是在交流信號條件下，把放大電路中的三極管這個非線性元件線性化，用輸入電阻 和受控

25、電流源 取代，然后就可以利用線性電路的定律去求解放大電路的各種性能指標(biāo)，所以十分方便。 7.2.2.1 三極管的簡化微變等效電路三極管的簡化微變等效電路 （1）三極管的輸入回路的等效電路）三極管的輸入回路的等效電路 圖7.13（a）的三極管電路，用二端口網(wǎng)絡(luò)圖7.13（b）來等效。berbi7.2 基本放大電路基本放大電路 39 從輸入端看，其 ，與 間的伏安特性取決于三極管的輸入特性，如圖7.14所示。這是一個pn結(jié)的正向特性，如果要把它等效為一個電阻元件，即所謂三極管的輸入電阻 。beiuu bi圖圖7.13 三極管與二端口網(wǎng)絡(luò)的等效三極管與二端口網(wǎng)絡(luò)的等效（a）三極管電路）三極管電路 （

26、b）等效電路）等效電路 bertan1bbebeiur(7-19) 7.2 基本放大電路基本放大電路 40 在小信號工作情況下，如圖7.14中q點附近的ab范圍內(nèi)，當(dāng)ab段足夠小時，只要q點選得合適，則可把ab段曲線近似看成直線段，認(rèn)為 是常數(shù)，是個線性固定電阻。若電壓、電流變化量為交流正弦波，則有： bbebbebeiuiur (7-20) ber圖圖7-14 求三極管的等效輸入電阻求三極管的等效輸入電阻 7.2 基本放大電路基本放大電路 41 在工程估算法中若將 看做三極管輸入端的等效電阻即輸入電阻，還應(yīng)包括基區(qū)體電阻在內(nèi)，故用下列公式計算： 式中 是三極管的基區(qū)體電阻，小功率管可取300

27、計算。通常小功率三極管，當(dāng)靜態(tài)電流 ie=12ma時， 約為1k。berberbbr)()(26)1 (maimvrrebbbe (7-21) 7.2 基本放大電路基本放大電路 42 （2）三極管的輸出等效電路）三極管的輸出等效電路 圖7-15（a）是晶體管的輸出特性曲線，可以看出三極管在輸入基極變化電流 的作用下，就有相應(yīng)的集電極變化電流 輸出，它們的受控 關(guān)系為： 或?qū)懗桑篵icibciibcii圖圖7.15 三極管輸出端等效為受控電流源三極管輸出端等效為受控電流源（a）輸出特性曲線；（）輸出特性曲線；（b）輸出端等效電路）輸出端等效電路 7.2 基本放大電路基本放大電路 43 為輸出特性

28、上靜態(tài)工作點q處電流放大倍數(shù)。若q點位于輸出特性的放大區(qū)，且放大區(qū)的特性曲線與橫坐標(biāo)平行（滿足恒流特性），電流的變化幅度不會進入非線性區(qū)（飽和區(qū)或截止區(qū)），則從輸出c、e極看三極管是一個輸出電阻 接近無窮大的受控電流源，其在等效電路中的符號，如圖7.15（b）所示。 綜上所述， 可以畫出三 極管的簡化 微變等效電 路，如圖 7.16 所示。cceceiur圖圖7.16三極管的簡化三極管的簡化微變等效電路微變等效電路（a）三極管）三極管;（b）等效電路）等效電路 7.2 基本放大電路基本放大電路 44 7.2.2.2 放大電路的微變等效電路放大電路的微變等效電路 畫放大電路的微變等效電路，可先畫

29、出三極管的等效電路，然后分別畫出三極管基極、發(fā)射極、集電極三個電極外接元器件的交流通道，最后加上信號源和負(fù)載。在交流情況下，由于直流電源內(nèi)阻很小，常常忽略不計，故整個直流電源可視為短路；電路中的電容，在一定的頻率范圍內(nèi)，容抗xc很小，故也可視為短路。如圖7.17（b）所示是共射極放大電路7.17（a）的微變等效電路。7.2 基本放大電路基本放大電路 45圖圖7.17 共射極放大電路微變等效電路共射極放大電路微變等效電路（a）共射極放大電路）共射極放大電路;（b）微變等效電路）微變等效電路 7.2 基本放大電路基本放大電路 46 7.2.2.3 動態(tài)參數(shù)的計算動態(tài)參數(shù)的計算 （1）電壓放大倍數(shù)）

30、電壓放大倍數(shù)a au u 放大電路的電壓放大倍數(shù)定義為輸出電壓與輸入電壓的比值，用au表示，即： 圖7.17（b）可知： 式中，iouuua lblcoririulclclclrrrrrrr/bebiriu (7-23)(7-25)(7-24)7.2 基本放大電路基本放大電路 47 由此可得： 式中負(fù)號表示輸出電壓與輸入電壓反相，此式說明放大器的放大倍數(shù)與電路參數(shù)及晶體管的和 有關(guān)。 （2）輸入電阻）輸入電阻 所謂放大電路的輸入電阻，就是從放大電路輸入端向電路內(nèi)部看進去的等效電阻，如圖7.17(a）所示。如果把一個內(nèi)阻 的信號源 加到放大器的輸入端，放大電路就相當(dāng)于信號源的一個負(fù)載電阻，這個負(fù)

31、載電阻就是放大電路的輸入電阻 ，如圖7.17（b）所示。 berbelbeblbiourrririuua(7-26)irsrsuir7.2 基本放大電路基本放大電路 48 此時放大電路向信號源吸取電流 ，而放大電路輸入端接受信號電壓為 ，所以輸入端的輸入電阻 為： 愈大的電路，表示其輸入端向信號源取用的電流 愈小。對信號源來說， 是與信號源內(nèi)阻 串聯(lián)的， 大意味著 上的電壓降小，使放大電路的輸入電壓 能比較準(zhǔn)確地反映信號源真實電壓 。因此，要設(shè)法提高放大電路的輸入電阻，尤其當(dāng)信號源的內(nèi)阻較高時更應(yīng)如此。例如，要提高測量儀器測量的精確度，就必須采用高輸入電阻的前置放大電路與信號源連接。iiiui

32、ririiirsrsririusuiiiiur (7-27)7.2 基本放大電路基本放大電路 49 在圖7.17（b）中，從電路的輸入端看進去的等效輸入電阻為： （3）輸出電阻）輸出電阻 放大器帶上負(fù)載 以后，由于 ，所以放大倍數(shù)和輸出電壓都要降低。這是由于圖7.17（b）中由負(fù)載 端向放大電路內(nèi)部看的等效電壓源內(nèi)阻的壓降增大的緣故。bebiiirriur/(7-28)orclrr lrlr7.2 基本放大電路基本放大電路 50 放大器的輸出端在空載和帶負(fù)載時，其輸出電壓將有所改變，放大器帶負(fù)載時的輸出電壓將比空載時的輸出電壓有所降低，如空載時的輸出電壓為 ，而帶負(fù)載時的輸出電壓為 ，則有：

33、整個放大器可看成一個內(nèi)阻為 ,大小為 的電壓源。這個等效電源的內(nèi)阻 就是放大器的輸出電阻。 是因為輸出電流在 上產(chǎn)生電壓降的結(jié)果，這就說明 越小，帶負(fù)載前后輸出電壓相差得越小，亦即放大器受負(fù)載的影響越小，所以一般用輸出電阻 來衡量放大器帶負(fù)載的能力， 越小帶負(fù)載的能力越強。 采用等效電路法求 ：ououororororouououorororolloorrruu(7-29)7.2 基本放大電路基本放大電路 51圖圖7.18 求輸出電阻的等效電路法求輸出電阻的等效電路法 7.2 基本放大電路基本放大電路 52 例例7.1 計算圖7.19所示電路的電壓放大倍數(shù) 、 、 。圖中晶體管的ube=0.7

34、v。 uairor圖圖7.19 三極管共射極放大電路三極管共射極放大電路 7.2 基本放大電路基本放大電路 53 在了解放大電路的原理基礎(chǔ)上，用圖解法進一步分析電路。所謂圖解法，就是利用晶體管的特性曲線，用作圖的方法來分析放大電路的靜態(tài)工作點，觀察輸出信號的電壓變化情況。 7.2.3.1 用圖解法分析放大電路的靜態(tài)工作點用圖解法分析放大電路的靜態(tài)工作點 現(xiàn)以圖7-20所示的共射極放大電路進行圖解分析。為了在三極管的輸出特性曲線上找到靜態(tài)工作點，在圖中三極管集電極-發(fā)射極端電壓 和電流 的關(guān)系由下式?jīng)Q定：ceucicccccerivucceccccrurvi (7-31) (7-32)7.2 基

35、本放大電路基本放大電路 54 電源 和電阻 是常數(shù)，這樣 和 之間按照線性規(guī)律變化。根據(jù)兩點法可求得這直線，通常用短路點m和開路點n確定，即n點的確定：取 =0,則 ；m點的確定：取 =0，則 。連接m、n兩點，即可得到一條直線，直線的斜率為， 即 。ccvcrciceucicccevuceuccccrvicr1cr1tan圖圖7.20 共射極電路的靜態(tài)工作點共射極電路的靜態(tài)工作點（a） =0的放大電路的放大電路;（b）直流通道）直流通道 iu7.2 基本放大電路基本放大電路 55 直線mn的位置和斜率僅取決于直流參數(shù)vcc和rc，故這條直線又稱作直流負(fù)載線。 如圖7.20（a）中已知電路參數(shù)

36、vcc = 12v，rc=3k，rb=300k，rl=2k，c1=c2=10f，=50。那么采用兩點法確定m、n即： m點的確定：取 =0(ab短路)，則 =12v/3k=4ma，得如圖7.21（b）中的m點（0，4）。 n點的確定：取 =0(ab開路),則 =vcc=12v,得出如圖7.21（b）中的n點（12，0）。 在圖7.20（b）中， ceuccccrviciceubebbccuriv (7-33)7.2 基本放大電路基本放大電路 56 所以 這樣直流負(fù)載線與ib=40a曲線的交點，就是靜態(tài)工作點q，如圖7.21（b）所示。q點對應(yīng)的電壓、電流，就是靜態(tài)集電極電壓uce和靜態(tài)集電極電

37、流ic。改變電路參數(shù)vcc、rc、rb都可以改變靜態(tài)工作點的位置。但在實踐中，一般通過改變rb的數(shù)值來改變靜態(tài)工作點。7.2 基本放大電路基本放大電路 57圖圖7.21 輸出回路的圖解分析靜態(tài)工作點輸出回路的圖解分析靜態(tài)工作點 7.2 基本放大電路基本放大電路 58 7.2.3.2 圖解法分析放大電路的動態(tài)工作波形圖解法分析放大電路的動態(tài)工作波形 在靜態(tài)工作點q的ib、ic及uce的基礎(chǔ)上，由圖7.20(a）所示電路的輸入端，接入一個幅值為20mv的交流電壓，即 (mv)，按下列步驟分析動態(tài)過程： （1）在三極管的輸入特）在三極管的輸入特 性曲線上求基極電流的性曲線上求基極電流的 變化波形變化

38、波形 在圖7.22所示的輸入特性 上，也設(shè)置一個 ib =40a，對應(yīng) ube =0.65v的靜態(tài)工作 點q。tuisin20圖圖7.22 圖解圖解 和和 的波形的波形 beubi7.2 基本放大電路基本放大電路 597.2 基本放大電路基本放大電路 60 （2）在三極管的輸出特性曲線上求集電極電流和電）在三極管的輸出特性曲線上求集電極電流和電壓的變化波形壓的變化波形圖7-23 圖7-23 7.2 基本放大電路基本放大電路 61圖圖7.23 用圖解法分析共射極電路的動態(tài)波形用圖解法分析共射極電路的動態(tài)波形 7.2 基本放大電路基本放大電路 62圖7-23 圖7-23 7.2 基本放大電路基本放

39、大電路 637.2 基本放大電路基本放大電路 64 （3）電路的非線性失真與靜態(tài)工作點的關(guān)系）電路的非線性失真與靜態(tài)工作點的關(guān)系 如果靜態(tài)工作點選在放大區(qū)的中間,這時輸出電壓的波形和輸入電壓波形是相似的正弦波,如圖7.22、圖7.23所示,這時稱為線性動態(tài)范圍。相反，如果靜態(tài)工作點沒有選擇在放大區(qū)，而是沿負(fù)載線偏上或者偏下，這時輸出的電壓波形可能進入三極管輸出特性曲線的飽和區(qū)或截止區(qū)，進入這兩個區(qū)的輸出電壓信號不能保證與輸入電壓信號相似，這種情況的輸出信號叫做非線性失真，其中進入截止區(qū)的失真稱截止失真；進入飽和區(qū)的失真稱為飽和失真，如圖7.24所示。7.2 基本放大電路基本放大電路 65 靜態(tài)

40、工作點太低 （q點）容易產(chǎn)生截 止失真。 此時由于靠近截止區(qū)， 在輸入電壓的負(fù)半周， 可能使三極管進入截止 區(qū)，集電極電流 波 形的負(fù)半波底部被削平， 對于npn型管，其輸出 電壓 將產(chǎn)生頂部削平 的截止失真波形。為了避免截止失真，應(yīng)調(diào)小rb將靜態(tài)工作點提高一點，一般要求ibibm。ciou7-24 飽和失真和截止失真飽和失真和截止失真 7.2 基本放大電路基本放大電路 667.2 基本放大電路基本放大電路 67 總之，為使放大電路既不出現(xiàn)截止失真又不出現(xiàn)飽和失真，一般宜將靜態(tài)工作點安排在交流負(fù)載線的中間位置。如圖7.24中直線ef 的中點附近，以保證三極管工作時有最大的不失真電壓輸出。 必須

41、指出，三極管只有在較大信號推動下（如處于大信號工作狀態(tài)的功率電路），失真問題才比較突出。而在小信號的電壓放大電路中，一般靜態(tài)電流選為幾毫安就能滿足動態(tài)工作不產(chǎn)生非線性失真的要求。7.2 基本放大電路基本放大電路 68 合理地確定放大器的靜態(tài)工作點和工作點的變動范圍是保證放大器正常工作的條件,但是晶體管放大器的靜態(tài)工作點往往因外界條件的變化而發(fā)生變動。所以在設(shè)計放大電路時僅僅考慮工作點是否合適還不夠，還必須采取措施保證工作點的穩(wěn)定。 7.2.4.1 靜態(tài)工作點不穩(wěn)定的原因靜態(tài)工作點不穩(wěn)定的原因 前面討論的固定偏置放大電路，其靜態(tài)工作點是不穩(wěn)定的。因為當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化，或調(diào)換管子時各管特性的不一

42、致，以及電路元件和電源電壓的變化等都會引起工作點的變動。在影響工作點不穩(wěn)定的諸多因素中，尤以溫度的變化影響最大。7.2 基本放大電路基本放大電路 69圖7.257.2 基本放大電路基本放大電路 70 溫度變化使放大電路靜態(tài)工作點跟隨變化而帶來的嚴(yán)重后果是： 工作點變動到非線性區(qū)域使放大器產(chǎn)生嚴(yán)重失真，失去放大作用；若工作點變動到過流區(qū)則使管子燒毀，如圖7.25所示。 工作點改變后，晶體管的動態(tài)特性參數(shù)也隨之改變，使放大器的性能不穩(wěn)定。7.2 基本放大電路基本放大電路 71圖圖7.25 溫度變化對靜態(tài)工作點的影響溫度變化對靜態(tài)工作點的影響（a）25;（b）45 7.2 基本放大電路基本放大電路

43、72 7.2.4.2 分壓式偏置電路分壓式偏置電路 圖7.26為常用的穩(wěn)定靜態(tài)工作點的放大電路，稱為分壓式偏置放大電路，它與固定偏置電路的區(qū)別是：基極電壓由rb1、rb2分 壓決定，并且接有發(fā) 射極電阻re。這是一 種常用的基本單元電 路，下面分析它的穩(wěn) 定工作點的原理。圖圖7.26 分壓式偏置放大電路圖分壓式偏置放大電路圖 7.2 基本放大電路基本放大電路 73 由vcc、rb1、rb2構(gòu)成一個串聯(lián)分壓電路。因為三極管的基極電流ib很?。ㄎ矓?shù)量級），一般取 ib1、ib2（510）ib，則： 此時基極電位 上式表明，只要ib1 ib ，則vb近似由vcc和分壓電阻rb1 、 rb2所決定，

44、而與晶體管的參數(shù)無關(guān)。21112bbccbbbbrrviiii12111bbbccbbbrrrvriv(7-34) (7-35) 7.2 基本放大電路基本放大電路 74 再來看接入re后如何使ic保持穩(wěn)定。由于re的存在，則有： (7.36) 式中，iere是re上的直流電壓降， re對交流信號也有電壓降，故在re兩端并聯(lián)上一個電容ce， ce的容量一般約為幾十微法，對交流信號容抗很小，可視為短路，因而交流分量不會影響直流電壓降。所以ce稱為發(fā)射極交流旁路電容。 因為ieic，所以有： eebebberivvvuebebcruvi)(7.37)7.2 基本放大電路基本放大電路 757.2 基本

45、放大電路基本放大電路 767.2 基本放大電路基本放大電路 777.2 基本放大電路基本放大電路 787.2 基本放大電路基本放大電路 79 7.2.4.3 射極旁路電容射極旁路電容ce 的作用的作用 在圖7.27電路圖中，由于re的接入，雖然帶來了穩(wěn)定工作點的益處，但卻使放大倍數(shù)下降了，且re越大，下降得越多。如果在re上并聯(lián)一個大容量的電容ce（低頻電路取幾十微法到幾百微法），如圖7.27（a）所示。由于ce對交流可看做短路，因此對交流而言，仍可看做發(fā)射極接地。所以ce被稱為射極旁路電容。根據(jù)電路需要，還可將re分成兩部分（re1、re2），在交流的情況下re2被ce短路，以兼顧靜態(tài)工作點

46、和電壓放大倍數(shù)的不同要求，如圖7.27（b）所示。7.2 基本放大電路基本放大電路 80圖圖7.27 具有射極旁路電容的共射極放大電路具有射極旁路電容的共射極放大電路 7.2 基本放大電路基本放大電路 81 7.2.5.1 電路的組成電路的組成 如圖7.28（a）、（b）所示是共集電極電路及共集電極電路的微變等效電路。這種電路的特點是三極管的集電極作為輸入、輸出的公共端，故稱為共集電極電路。共集電極電路是從發(fā)射極輸出，所以又稱射極輸出器。7.2 基本放大電路基本放大電路 82圖圖7.28 共集電極電路共集電極電路（a）電路）電路;（b）微變等效電路）微變等效電路 7.2 基本放大電路基本放大電

47、路 83 7.2.5.2 射極輸出器的特性射極輸出器的特性 （1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù)au 由圖7.28（b）微變等效電路可以得到： 式中 。一般 ,故 值近似為1。正因為輸出電壓接近輸入電壓，兩者的相位差又相同，故射極輸出器又稱射極跟隨器。 射極輸出器雖然沒有電壓放大作用，但由于 ，所以仍具有電流放大和功率放大作用。 )1 ()1 (lbeliourrruualelrrr/belrr )1 (uabeii)1 ( (7-39)7.2 基本放大電路基本放大電路 847.2 基本放大電路基本放大電路 85 （3）輸出電阻）輸出電阻 由于 ，當(dāng) 一定時，輸出電壓 基本上保持不變，表明射極輸出

48、器具有恒壓輸出的特性，故其輸出電阻較低。 若不計信號源內(nèi)阻 ，則有： (7.41) 上式表明，射極輸出器的輸出電阻是很小的，通常為幾歐至幾十歐。 由于射極輸出器的輸入電阻很大，向信號源吸取電流很小，所以常用作多級放大電路的輸入級。由于它的輸入電阻小，具有較強的帶負(fù)載能力，且具有較大的電流放大能力，故常用作多級放大電路的輸出級（功放電路）。此外，利用其 大、 小的特點，還常常接于兩個共射極放大電路之間，作為緩沖（隔離）級，以減小后級電路對前級的影響。oriouu iuousrbeorr iror7.2 基本放大電路基本放大電路 86 單級放大器的放大倍數(shù)一般為幾十倍左右，而實際的輸入信號往往很微

49、弱（毫伏級或微伏級）。為了推動負(fù)載工作，必須由多級放大電路對微弱信號連續(xù)放大。圖7.29為多級放大電路的組成框圖。7.3 7.3 多級放大電路多級放大電路圖圖7.29 多級放大電路的組成框圖多級放大電路的組成框圖7.3 多級放大電路多級放大電路 87 耦合方式是指級與級之間的連接方式。常用的耦合方式有阻容耦合、變壓器耦合、直接耦合等。 7.3.1.1 阻容耦合方式阻容耦合方式 圖7.30為阻容耦合的兩級放大電路。兩級之間用電容c2連接。由于電容有隔直作用，切斷了兩級放大電路之間的直流通道，因此，各級的靜態(tài)工作點互相獨立、互不影響，使電路的設(shè)計、調(diào)試都很方便。這是阻容耦合方式的優(yōu)點。對于交流信號

50、的傳輸，若選用足夠大容量的耦合電容，則交流信號就能順利傳送到下一級。7.3 多級放大電路多級放大電路 88圖圖7.30 阻容耦合方式阻容耦合方式 7.3 多級放大電路多級放大電路 89 7.3.1.2 變壓器耦合方式變壓器耦合方式 圖7.31是變壓器耦合方式的兩級放大電路。它的輸入電路是阻容耦合，而每一級的輸出是通過變壓器與第二級的輸入相連的，第二級的輸出也是通過變壓器與負(fù)載相連的，這種級間通過變壓器相連的耦合方式稱為變壓器耦合放大器。 變壓器也能起到隔直流的作用。變壓器還能改變電壓和改變阻抗，這對放大電路特別有意義。如在功率放大器中，為了得到最大的功率輸出，要求放大器的輸出阻抗等于最佳負(fù)載阻

51、抗，即所謂阻抗匹配。如果用變壓器輸出就能得到滿意的效果。7.3 多級放大電路多級放大電路 90圖圖7.31 變壓器耦合方式變壓器耦合方式 7.3 多級放大電路多級放大電路 91 7.3.1.3 直接耦合方式直接耦合方式 直接耦合就是把前級放大器的輸出端直接（或經(jīng)過電阻）接到下一級放大電路的輸入端，如圖7.32（a）所示。但如果簡單地把兩個基本放大電路直接連接起來，放大器將是不能正常工作的。在圖7.32（a）中，為了滿足三極管t1的電壓偏置和合適的工作點，ube0.7v，vc11v， t2將進入飽和區(qū)；同樣，滿足了t2的偏置和工作點， t1也不能正常工作，要使得前后兩級都能正常放大，就必須考慮它

52、們工作點的相互影響，要有特殊偏置電路。 解決級間工作點的合理設(shè)置問題，通?？刹捎迷诘诙O射極電路中接入電阻re，如圖7.32（b）所示。這種接法使t2的射極電位升高，從而增大了第一級三極管的uce值和信號的動態(tài)范圍。 7.3 多級放大電路多級放大電路 92 但是re的引入會使第二級放大電路的放大倍數(shù)降低。也可用穩(wěn)壓管vz（或串聯(lián)幾個正向工作的二極管）代替re ，如圖7.32（c）所示。穩(wěn)壓管的接入，使t2的發(fā)射極電位升高了一個穩(wěn)壓值，這樣t1管子也不致飽和。同時，穩(wěn)壓管工作于陡峭的反向擊穿特性上，動態(tài)電阻很小，對于變化信號相當(dāng)于短路，所以第二級的電壓放大倍數(shù)也不至于降低。還可用npn型管和pn

53、p型管互補使用，如圖7.32（d）所示。在直接耦合放大電路中，若僅采用一種npn型管子，則各級放大電路中集電極的電位逐級升高，使后級放大電路的集電極電位接近正電源電壓vcc值，降低了輸出電壓的動態(tài)范圍（易產(chǎn)生截止失真），所以級數(shù)受限制。而圖7.32（d）中，npn管集電極電位的升高，被pnp管集電極電位的降低所補償，這種互補作用，使得各級工作點都得到合理安排。7.3 多級放大電路多級放大電路 93圖圖7.32 幾種直接耦合方式幾種直接耦合方式7.3 多級放大電路多級放大電路 94 因為多級放大器是多級串聯(lián)逐級連續(xù)放大，所以總的電壓放大倍數(shù)是各級放大倍數(shù)的乘積，即： 因此，求多級放大器的增益時，

54、首先必須求出各級放大電路的增益。求單級放大電器的增益已在前面講述，這里所不同的是需要考慮各級之間有如下的關(guān)系：后級的輸入電阻是前級的負(fù)載電阻，前級的輸出電壓是后級的輸入信號，空載輸出電壓為信號源電壓。 至于多級放大器的輸入電阻和輸出電阻，就把多級放大器等效為一個放大器，從輸入端看放大器得到的電阻為輸入電阻，從輸出端看放大器得到電阻為輸出電阻。unuuuuaaaaa 321(7.42) 7.3 多級放大電路多級放大電路 95圖圖7.33 兩級阻容耦合放大電路兩級阻容耦合放大電路 7.3 多級放大電路多級放大電路 96 功率放大電路與電壓放大電路沒有本質(zhì)的區(qū)別。它們都是利用放大器件的控制作用，把直

55、流電源供給的功率按輸入信號的變化規(guī)律轉(zhuǎn)換給負(fù)載，只是功率放大電路的主要任務(wù)是使負(fù)載得到盡可能大的不失真信號功率。 7.4.1.1 乙類互補對稱功率放大器乙類互補對稱功率放大器 采用正、負(fù)電源構(gòu)成的互補對稱功率放大電路稱為ocl電路，如圖7.35（a）所示，t1和t2分別為npn型管和pnp型管，兩管的基極和發(fā)射極分別連接在一起，以增強帶負(fù)載的能力。兩管都無偏置電路，以便工作在乙類。 7.4 7.4 功率放大電路功率放大電路7.4 功率放大電路功率放大電路 97 信號從基極輸入，從發(fā)射極輸出，rl為負(fù)載直接耦合，這類電路稱ocl電路，采用雙電源供電形成推挽工作方式。要求兩管特性相同，且vc=ve

56、。圖圖7.35 雙電源雙電源ocl互補對稱放大電路互補對稱放大電路（a）基本電路；（）基本電路；（b）ui正半周，正半周，t1導(dǎo)通；（導(dǎo)通；（c） ui負(fù)半周，負(fù)半周，t2導(dǎo)通導(dǎo)通 7.4 功率放大電路功率放大電路 98圖7.35（b） 圖7.35（c） 圖7.367.4 功率放大電路功率放大電路 99圖圖7.36 ocl互補對稱功率互補對稱功率放大電路電流、電壓波形放大電路電流、電壓波形 7.4 功率放大電路功率放大電路 100 （1）輸出功率）輸出功率 輸出電流 和輸出電壓 有效值的乘積，就是功率放大電路的輸出功率，即： 由圖7-35 可知，ocl互補對稱放大電路最大不失真輸出電壓的幅度為

57、： 式中， 三極管的飽和壓降，通常很小，可以略去。所以，放大器最大輸出功率為：omomomomouiuip2122lomomlomoruurup2212csatcecomvuvu)(opoiou)(satceulclomomrvrup2222 (7. 46) (7. 45) (7. 44) (7. 43)7.4 功率放大電路功率放大電路 101 （2）直流電源的供給功率）直流電源的供給功率 由于兩個管子輪流工作半個周期，每個管子的集電極電流的平均值為： 因為每個電源只提供半周期的電流，所以兩個電源供給的總功率為： 得到最大輸出功率時，直流電源供給功率為：cmcmccittdiii021)(si

58、n21cmcccecccdcivvivivip22121lcdcrvp22(7.47) (7.48) (7.49) 7.4 功率放大電路功率放大電路 102 （3）效率）效率 效率是負(fù)載獲得的信號功率 與直流電源供給功率 之比，一般情況下的效率： ocl互補對稱功放電路的最高效率為： 實用中，放大電路很難達(dá)到最大效率，由于飽和壓降及元件損耗等因素，ocl推挽放大電路的效率僅能達(dá)到60左右。 opdcpcomdcovupp4%5 .7844)(csatcecmvuv(7.51) (7.50) 7.4 功率放大電路功率放大電路 103 7.4.1.2 甲乙類互補對稱功率放大器甲乙類互補對稱功率放大

59、器 （1）甲乙類雙電源互補對稱放大電路）甲乙類雙電源互補對稱放大電路 在乙類互補功率放大器中，由于t1、t2管沒有基極偏流，靜態(tài)時ubeq1=ubeq2=0，當(dāng)輸入信號小于晶體管的死區(qū)電壓時，管子仍處于截止?fàn)顟B(tài)。因此，在輸入信號的一個周期內(nèi)，t1、t2輪流導(dǎo)通時形成的基極電流波形在過零點附近一個區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)失真，從而使輸出電流和電壓出現(xiàn)同樣的失真，這種失真稱為“交越失真”，如圖7.37所示。 為了消除交越失真，可分別給兩只晶體管的發(fā)射結(jié)加很小的正偏壓，使兩管在靜態(tài)時均處于微導(dǎo)通狀態(tài)，兩管輪流導(dǎo)通時，交替得比較平滑，從而減小了交越失真。7.4 功率放大電路功率放大電路 104圖圖7.37 乙類互補

60、對稱功率放大電路的交越失真乙類互補對稱功率放大電路的交越失真 7.4 功率放大電路功率放大電路 105 圖7.38（a）所示電路在t1、t2基極間串入二極管t3、t4，利用t5管的靜態(tài)電流流過t3 、 t4產(chǎn)生的壓降作為t1 、 t2管的靜態(tài)偏置電壓。這種偏置方法有一定的溫度補償作用，因為這里的二極管都是將三極管基極和集電極短接而成，當(dāng)t1、t2兩管的ube隨溫度升高而減小時， t3 、 t4兩管的發(fā)射結(jié)電壓降也隨溫度的升高相應(yīng)減小。 圖7.38（a）所示電路偏置電壓不易調(diào)整，而在圖7.38（b）中，設(shè)流入t4的基極電流遠(yuǎn)小于流過r1、r2的電流，則由圖可求出： uce4是用以供給t1、t2兩