電子技術(shù)第8章

1、第八章第八章 基本放大電路基本放大電路1. 1. 理解單管交流放大電路的放大作用和共發(fā)射極、理解單管交流放大電路的放大作用和共發(fā)射極、 共集電極放大電路的性能特點(diǎn)。共集電極放大電路的性能特點(diǎn)。掌握靜態(tài)工作點(diǎn)的估算方法和放大電路的微變等掌握靜態(tài)工作點(diǎn)的估算方法和放大電路的微變等 效電路分析法。效電路分析法。3. 3. 了解放大電路輸入、輸出電阻和多級(jí)放大的概念，了解放大電路輸入、輸出電阻和多級(jí)放大的概念， 了解放大電路的頻率特性、互補(bǔ)功率放大電路的了解放大電路的頻率特性、互補(bǔ)功率放大電路的 工作原理。工作原理。ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEECRS

2、esRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEUBEIBICUCE無(wú)輸入信號(hào)無(wú)輸入信號(hào)(ui = 0)時(shí)時(shí): uo = 0uBE = UBEuCE = UCE+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOICUCEOIBUBEO結(jié)論：結(jié)論：QIBUBEQUCEICUBEIB無(wú)輸入信號(hào)無(wú)輸入

3、信號(hào)(ui = 0)時(shí)時(shí): uo = 0uBE = UBEuCE = UCE？ uCE = UCC iC RC uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoIC+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO靜態(tài)分析靜態(tài)分析+集電極電流集電極電流直流分量直流分量交流分量交流分量動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析iCtOiCtICOiCticOuitOuotO直流通路直流通路( IB 、IC 、UCE )對(duì)直流信號(hào)對(duì)直流信號(hào), 電容電容 C 可看作開(kāi)路（即將電容斷開(kāi)）可看作開(kāi)路（即將電容斷開(kāi)）斷開(kāi)斷開(kāi)斷開(kāi)斷開(kāi)+UCCRBRC

4、T+UBEUCEICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiERBRCuiuORLRSes+ X XC C 0 0，C C 可看可看作短路。忽略電源的作短路。忽略電源的內(nèi)阻，電源的端電壓內(nèi)阻，電源的端電壓恒定，直流電源對(duì)交恒定，直流電源對(duì)交流可看作短路。流可看作短路。短路短路短路短路對(duì)地短路對(duì)地短路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE放大電路無(wú)信號(hào)輸入（放大電路無(wú)信號(hào)輸入（ui = 0）時(shí)的工作狀態(tài)。）時(shí)的工作狀態(tài)。估算法、圖解法。估算法、圖解法。各極電壓各極電壓、電流的直流分量。電流的直流分量。放大電路的直流通

5、路。放大電路的直流通路。 (1)(1)( (靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q：IB、IC、UCE 。靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值。確定放大電路的靜態(tài)值。BBECCB RUUI 所以所以BCCBRUI 根據(jù)電流放大作用根據(jù)電流放大作用CEOBC III BI 當(dāng)當(dāng)UBE0，ui20， IC20；因而因而 VC10。進(jìn)而輸出電壓進(jìn)而輸出電壓uo= VC1- VC2 為兩管各自輸出電壓變化為兩管各自輸出電壓變化量的量的2倍。差動(dòng)放大電路對(duì)差模信號(hào)具有放大能力。倍。差動(dòng)放大電路對(duì)差模信號(hào)具有放大能力。2. 信號(hào)輸入信號(hào)輸入比較輸入是最常見(jiàn)的信號(hào)。比較輸入是最常見(jiàn)的信號(hào)。(3) 比較輸入比較輸入兩個(gè)輸

6、入信號(hào)電壓既非共模，又非差模，兩個(gè)輸入信號(hào)電壓既非共模，又非差模， ui1 ui2 為此，設(shè)兩個(gè)信號(hào)的分別由共模信號(hào)和差模信號(hào)構(gòu)成，為此，設(shè)兩個(gè)信號(hào)的分別由共模信號(hào)和差模信號(hào)構(gòu)成，即即 ui1=uic+uid 及及ui2=uicuid，則，則共模信號(hào)共模信號(hào)uic =(ui1+ui2 )/2 及差模信號(hào)及差模信號(hào)uid =(ui1ui2 )/2所以，對(duì)比較輸入信號(hào)的放大作用可分解為對(duì)共模信號(hào)所以，對(duì)比較輸入信號(hào)的放大作用可分解為對(duì)共模信號(hào)分量和差模信號(hào)分量的處理。分量和差模信號(hào)分量的處理。例如，例如，ui1=10mV, ui2 =6mV?？煞纸獬??？煞纸獬晒材Ｐ盘?hào)為共模信號(hào)為uic =（10+

7、6）/2= 8mV，及差模信號(hào)及差模信號(hào)uid =（10-6）/2=2mV。2. 信號(hào)輸入信號(hào)輸入前面指出差動(dòng)放大電路是靠對(duì)稱(chēng)性來(lái)抑制零點(diǎn)漂移的，前面指出差動(dòng)放大電路是靠對(duì)稱(chēng)性來(lái)抑制零點(diǎn)漂移的，但實(shí)際上的對(duì)稱(chēng)性是不存在的。因而零點(diǎn)漂移并不能但實(shí)際上的對(duì)稱(chēng)性是不存在的。因而零點(diǎn)漂移并不能完全被抑制，為此采用下面的典型電路：完全被抑制，為此采用下面的典型電路： +ui1-RC+Ucc+ uo-T2RB1RCRB1T1+ui2-RpUEERE8.7.3 典型差動(dòng)放大電路典型差動(dòng)放大電路RB2RB2共模抑共模抑制電阻制電阻 調(diào)調(diào)零零電電阻阻 負(fù)電源負(fù)電源 +ui1-RC+Ucc+ uo-T2RB1RC

8、RB1T1+ui2-RpUEERER RE E的作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，限制單管的零漂。的作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，限制單管的零漂。 TIC1IC2IEUBE1UBE2IC1IB1IC2IB28.7.3 典型差動(dòng)放大電路典型差動(dòng)放大電路當(dāng)溫度升高時(shí)當(dāng)溫度升高時(shí)共模抑共模抑制電阻制電阻 +ui1-RC+Ucc+ uo -T2RB1RCRB1T1+ui2-RpUEERER RE E愈大抑制零點(diǎn)漂移的作用愈顯著，但愈大抑制零點(diǎn)漂移的作用愈顯著，但U UCCCC一定時(shí)，一定時(shí)， R RE E過(guò)大將使集電極電流過(guò)小而影響電壓放大倍數(shù)。過(guò)大將使集電極電流過(guò)小而影響電壓放大倍數(shù)。為此，接入負(fù)電源為此，接入負(fù)電源U

9、 UEEEE來(lái)抵償來(lái)抵償R RE E兩端的直流壓降，以?xún)啥说闹绷鲏航担垣@得合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。獲得合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。調(diào)零電阻調(diào)零電阻R Rp p作用是調(diào)平衡，作用是調(diào)平衡，因?qū)嶋H電路不完全對(duì)稱(chēng)，因?qū)嶋H電路不完全對(duì)稱(chēng)，可用可用R Rp p調(diào)節(jié)靜態(tài)時(shí)輸出電調(diào)節(jié)靜態(tài)時(shí)輸出電壓。壓。R Rp p對(duì)差模信號(hào)有反饋?zhàn)饔?，?duì)差模信號(hào)有反饋?zhàn)饔?，不宜過(guò)大，阻值一般在不宜過(guò)大，阻值一般在10101 1-10-102 2 。8.7.3 典型差動(dòng)放大電路典型差動(dòng)放大電路差模信號(hào)差模信號(hào)+UCC-UEEuiuoRCT1RBRCT2RBRERRui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE1. 靜態(tài)分析靜

10、態(tài)分析（ui=0）由于電路對(duì)稱(chēng)，只需計(jì)算一個(gè)由于電路對(duì)稱(chēng)，只需計(jì)算一個(gè)管的靜態(tài)值即可管的靜態(tài)值即可 。因?yàn)橐驗(yàn)镽 RP P很小，略去很小，略去 。EEEEBEBBURIURI 2ECEECCCERRUUU2 EEEECRUII2 EEECBRUII 2 小而忽略小而忽略+ui1-RC+Ucc+ uo -T2RB1RCRB1T1+ui2-RpUEEREVE=0 RC+UccRB1T1+uCE-UEERE2IEICIBuBE+- -beBCbeBbCbiodrRRrRiRiuuA )(111RRE E對(duì)差模信號(hào)對(duì)差模信號(hào)( (u ui1i1= - u= - ui2i2) )不起作用，不起作用，單管

11、差模電壓?jiǎn)喂懿钅ｋ妷悍糯蟊稊?shù)：放大倍數(shù)：同理同理1222dbeBCiodArRRuuA 雙端輸出電壓放大倍數(shù)雙端輸出電壓放大倍數(shù)2. 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析RC+UccT2RBRCRBT1RpUEERE+-+uo1uo2(1) (1) 雙端輸入雙端輸入雙端輸出雙端輸出+ui1-+ui2-RC+uo1-RB1T1+ui1-iCiBiE111212122dioiiooiodAuuuuuuuuA T1單邊微變等效電路 ui2 ui1RR uod1 uod2 uodC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBib2ib1ic1ic2RBui1ib1uod1RC ib1RBc1b1erbe1uOdui當(dāng)兩管集電

12、極之間接入負(fù)載當(dāng)兩管集電極之間接入負(fù)載R RL L時(shí)，差時(shí)，差模電壓放大倍數(shù)：模電壓放大倍數(shù)：beBLdrRRA 其中其中LCLRRR21/ 兩輸入端之間的差模輸入電阻：兩輸入端之間的差模輸入電阻：)(2beBirRr兩集電極之間的差模輸出電阻：兩集電極之間的差模輸出電阻：CoRr2(1) (1) 雙端輸入雙端輸入雙端輸出雙端輸出因?yàn)楫?dāng)輸入差模信號(hào)時(shí)，一管因?yàn)楫?dāng)輸入差模信號(hào)時(shí)，一管V VC C下下降，另一管的降，另一管的V VC C增高，在增高，在R RL L中點(diǎn)相中點(diǎn)相位相當(dāng)于位相當(dāng)于“零零”電位（接電位（接“地地”），），所以每管各帶一半負(fù)載電阻。所以每管各帶一半負(fù)載電阻。RC+uo1-R

13、B+ui1-iCiBrberi1ro1RC+uo1-RBT1+ui1-iCiBiE0.5RLbeBCioiiodrRRuuuuuA 212112111如果從如果從T T1 1集電極或集電極或T T2 2集集電極單端輸出電極單端輸出beBCioiiodrRRuuuuuA 212222122電壓放大倍數(shù)（空載）電壓放大倍數(shù)（空載）分別為：分別為：2. 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析RC+UccT2RBRCRBT1RpUEERE+-uo1+uo2(2) 雙端輸入雙端輸入單端輸出單端輸出+ui1-+ui2-反相輸出反相輸出同相輸出同相輸出單端輸出的差動(dòng)放大電路的電壓放大倍數(shù)只有雙端輸出單端輸出的差動(dòng)放大電路的電壓放

14、大倍數(shù)只有雙端輸出差動(dòng)放大電路的一半。差動(dòng)放大電路的一半。差動(dòng)放大器各點(diǎn)差動(dòng)放大器各點(diǎn)極性極性：ui1uo+UCCRCRBRCRBui2-UEEREuo1uo2+u ui1 i1 與與u uo1 o1 、u ui2 i2 u uO O 反相反相 。與。與u uo 2 o 2 、同相同相u ui2i2與與u uo2 o2 、u ui1 i1 反相反相 。與。與u uo 1 o 1 、 u uo o 同相同相共模抑制比共模抑制比對(duì)差動(dòng)放大電路來(lái)說(shuō)，希望有較大的差模放大倍數(shù)及對(duì)差動(dòng)放大電路來(lái)說(shuō)，希望有較大的差模放大倍數(shù)及很小共模放大倍數(shù)。這表明零點(diǎn)漂移將被抑制得更好，很小共模放大倍數(shù)。這表明零點(diǎn)漂移

15、將被抑制得更好，抗干擾能力強(qiáng)?？垢蓴_能力強(qiáng)。為衡量放大差模信號(hào)和抑制共模信號(hào)的能力，引入為衡量放大差模信號(hào)和抑制共模信號(hào)的能力，引入共共模抑制比模抑制比 K KCMRRCMRR來(lái)表示這種能力。來(lái)表示這種能力。或用或用對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)表示：表示：cdCMRRAAK )(lg20dBAAKcdCMR 理想情況下，理想情況下，A Ac c=0 =0 則則 K KCMRRCMRR ，而實(shí)際電路不可能完全，而實(shí)際電路不可能完全對(duì)稱(chēng)，其共模抑制比也不能趨于無(wú)窮大。對(duì)稱(chēng)，其共模抑制比也不能趨于無(wú)窮大。提高雙端輸出差動(dòng)放大電路共模抑制比途徑有：提高雙端輸出差動(dòng)放大電路共模抑制比途徑有：盡量使電路對(duì)稱(chēng)，加大共模抑制電阻

16、盡量使電路對(duì)稱(chēng)，加大共模抑制電阻R RE E的阻值。的阻值?？偨Y(jié)總結(jié)直接耦合放大電路以差動(dòng)放大器的性能為最好。直接耦合放大電路以差動(dòng)放大器的性能為最好。盡量選擇對(duì)稱(chēng)電路參數(shù)，更好地抑制零點(diǎn)漂移。盡量選擇對(duì)稱(chēng)電路參數(shù)，更好地抑制零點(diǎn)漂移。R RE E的存在對(duì)提高共模抑制比具有很好的效果。的存在對(duì)提高共模抑制比具有很好的效果。雙入雙入雙出的電壓放大倍數(shù)與單管放大電路的放大倍數(shù)雙出的電壓放大倍數(shù)與單管放大電路的放大倍數(shù)相同；單端輸出的電壓放大倍數(shù)又減小為一半。相同；單端輸出的電壓放大倍數(shù)又減小為一半。8.8.1 對(duì)功率放大電路的基本要求對(duì)功率放大電路的基本要求電電源源供供給給的的直直流流功功率率率率

17、負(fù)負(fù)載載得得到到的的交交流流信信號(hào)號(hào)功功 iCuCEOQiCtOiCuCEOQiCtOiCuCEOQiCtO晶體管在輸入信號(hào)晶體管在輸入信號(hào)的整個(gè)周期都導(dǎo)通的整個(gè)周期都導(dǎo)通,靜態(tài)靜態(tài)IC較大，波形好，較大，波形好，管耗大效率低。管耗大效率低。晶體管只在輸入信號(hào)晶體管只在輸入信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通，的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通， 靜靜態(tài)態(tài)IC=0 ，波形嚴(yán)重失真，波形嚴(yán)重失真，管耗小效率高。管耗小效率高。晶體管導(dǎo)通的時(shí)間大于半晶體管導(dǎo)通的時(shí)間大于半個(gè)周期，靜態(tài)個(gè)周期，靜態(tài)IC 0，一般，一般功放常采用。功放常采用。 互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路是集成功率放大電路輸出級(jí)的基本形式?；パa(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路是集成功率放大電路輸出級(jí)的基本形式

18、。當(dāng)它通過(guò)容量較大的電容與負(fù)載耦合時(shí)，由于省去了變當(dāng)它通過(guò)容量較大的電容與負(fù)載耦合時(shí)，由于省去了變壓器而被稱(chēng)為無(wú)輸出變壓器壓器而被稱(chēng)為無(wú)輸出變壓器()電電路，簡(jiǎn)稱(chēng)路，簡(jiǎn)稱(chēng)OTL電路。若互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路直接與負(fù)載相連，電路。若互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路直接與負(fù)載相連，輸出電容也省去，就成為無(wú)輸出電容輸出電容也省去，就成為無(wú)輸出電容(電路，簡(jiǎn)稱(chēng)電路，簡(jiǎn)稱(chēng)OCL電路。電路。 OTL電路采用單電源供電，電路采用單電源供電， OCL電路采用雙電源供電。電路采用雙電源供電。uiuo+UCCT1T2+UCCRLic1ic2uoT1、T2的特性一致；的特性一致；一個(gè)一個(gè)NPN型、一個(gè)型、一個(gè)PNP型型兩管均接成射極輸出器；兩管均接成射極輸出器；輸出端有大電容；輸出端有大電容；單電源供電。單電源供電。ui= 02 CCCUu 2CCAUV