分立元件組成的基本放大電路

1、電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)福建工程學(xué)院福建工程學(xué)院2013年年陳佳新陳佳新 主編主編周理周理 陳炳煌陳炳煌 盧光寶盧光寶 鄢仁武鄢仁武 編編第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(2)第第7章章 分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7.2 射極輸出器射極輸出器7.1 共發(fā)射極放大電路共發(fā)射極放大電路7.3 差分放大電路差分放大電路7.4 互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路7.5 場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(3) 模擬電子電路中的晶體三極管通常都工作在放大狀態(tài)，模擬電子電路

2、中的晶體三極管通常都工作在放大狀態(tài)，它和其他元件構(gòu)成了各種用途的放大電路，而基本放大電路它和其他元件構(gòu)成了各種用途的放大電路，而基本放大電路又是構(gòu)成各種復(fù)雜放大電路和線性集成電路的基本單元。又是構(gòu)成各種復(fù)雜放大電路和線性集成電路的基本單元。 將微弱的電信號(hào)（電壓、電流、功率）增強(qiáng)以滿足負(fù)載將微弱的電信號(hào)（電壓、電流、功率）增強(qiáng)以滿足負(fù)載需要的電路稱為放大電路。晶體管低頻放大電路有共發(fā)射需要的電路稱為放大電路。晶體管低頻放大電路有共發(fā)射極、共集電極和共基極極、共集電極和共基極3種組態(tài)。最常用的小信號(hào)低頻交流種組態(tài)。最常用的小信號(hào)低頻交流放大電路多采用共發(fā)射極接法。放大電路多采用共發(fā)射極接法。第第

3、7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(4)7.1 共發(fā)射極放大電路共發(fā)射極放大電路 7.1.1 電路組成及電壓放大原理電路組成及電壓放大原理 1放大電路基本工作情況放大電路基本工作情況 放大電路未加輸入信放大電路未加輸入信號(hào)號(hào)ui時(shí)的工作狀態(tài)稱為靜時(shí)的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)，加入態(tài)，加入ui后的工作狀態(tài)后的工作狀態(tài)稱為動(dòng)態(tài)。稱為動(dòng)態(tài)。 當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào)ui不為不為0時(shí)，產(chǎn)生時(shí)，產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的基極電流動(dòng)態(tài)的基極電流iB、集電極電流、集電極電流iC；iC的變化使管壓降的變化使管壓降uCE產(chǎn)生變化，產(chǎn)生變化，管壓降的變化量就是輸出動(dòng)態(tài)電管壓降的變化量就是輸出動(dòng)態(tài)電壓壓uo，從而實(shí)現(xiàn)

4、了電壓放大。直，從而實(shí)現(xiàn)了電壓放大。直流電源流電源UCC為輸出提供了所需能為輸出提供了所需能量。量。 第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(5) 2放大電路的組成元件及其作用放大電路的組成元件及其作用 UCC是放大電路的能源，晶體管是放大電路的能源，晶體管VT是放大電路的核心元件。是放大電路的核心元件。 RC是集電極負(fù)載電阻，將電流變化轉(zhuǎn)換為電壓變化，實(shí)現(xiàn)是集電極負(fù)載電阻，將電流變化轉(zhuǎn)換為電壓變化，實(shí)現(xiàn)電壓放大作用。基極電阻電壓放大作用。基極電阻RB使晶體管有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。使晶體管有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。耦合電容耦合電容C1、C2起隔直流通交流的作用。起隔直流通交流

5、的作用。 在實(shí)際應(yīng)用中，將基極和集電在實(shí)際應(yīng)用中，將基極和集電極兩個(gè)電源合并成一個(gè)，同時(shí)簡(jiǎn)化極兩個(gè)電源合并成一個(gè)，同時(shí)簡(jiǎn)化電路的畫法，如圖所示。電路的畫法，如圖所示。第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(6) 7.1.2 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析 放大電路的靜態(tài)分析就是確定靜態(tài)工作點(diǎn)，用放大電路的靜態(tài)分析就是確定靜態(tài)工作點(diǎn)，用Q（IB、IC、UCE）表示。）表示。 1由放大電路的直流通路確定靜態(tài)工作點(diǎn)由放大電路的直流通路確定靜態(tài)工作點(diǎn) 畫出共發(fā)射極放大電路的直流通路，由電路可得畫出共發(fā)射極放大電路的直流通路，由電路可得CCBECCBBBCBCECCCC

6、UUUIRRIIUUI R 由式可近似估算靜態(tài)工作點(diǎn)。在晶體管由式可近似估算靜態(tài)工作點(diǎn)。在晶體管導(dǎo)通后，硅管導(dǎo)通后，硅管UBE約為約為0.60.7V（鍺管約為（鍺管約為0.20.3V）。）。第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(7)2由圖解法求靜態(tài)工作點(diǎn)由圖解法求靜態(tài)工作點(diǎn)Q （1）用輸入特性曲線確定）用輸入特性曲線確定IBQ和和UBEQ 由輸入回路，晶體管輸入特性由輸入回路，晶體管輸入特性曲線，有曲線，有 用作圖法，則兩曲線的交點(diǎn)就是靜態(tài)工作點(diǎn)用作圖法，則兩曲線的交點(diǎn)就是靜態(tài)工作點(diǎn)Q，Q點(diǎn)坐點(diǎn)坐標(biāo)就是靜態(tài)時(shí)的基極電流標(biāo)就是靜態(tài)時(shí)的基極電流IBQ和基和基-射極間電壓

7、射極間電壓UBEQ。 CCBBBEUI RUCEBBE()UIf U常數(shù) 基極電流的大小影響靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。若基極電流的大小影響靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。若IBQ偏低，則偏低，則靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q靠近截止區(qū)；若靠近截止區(qū)；若IBQ偏高，則偏高，則Q靠近飽和區(qū)。靠近飽和區(qū)。第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(8) （2）用輸出特性曲線確定）用輸出特性曲線確定ICQ和和UCEQ 由輸出回路，以及晶體管的輸出特性曲線，有由輸出回路，以及晶體管的輸出特性曲線，有 作圖法得靜態(tài)工作點(diǎn)作圖法得靜態(tài)工作點(diǎn)Q，Q點(diǎn)的坐標(biāo)就是靜態(tài)時(shí)晶體點(diǎn)的坐標(biāo)就是靜態(tài)時(shí)晶體管的集電極電流管的集電極電

8、流ICQ和集和集-射極間電壓射極間電壓UCEQ。CCCCCEUI RUBCCE()IIf U常數(shù)第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(9)7.1.3 放大電路的動(dòng)態(tài)分析放大電路的動(dòng)態(tài)分析 動(dòng)態(tài)分析就是對(duì)放大電路中信號(hào)動(dòng)態(tài)分析就是對(duì)放大電路中信號(hào)的傳輸過(guò)程、放大電路的性能指標(biāo)等的傳輸過(guò)程、放大電路的性能指標(biāo)等問(wèn)題進(jìn)行分析討論。微變等效電路法問(wèn)題進(jìn)行分析討論。微變等效電路法和圖解法是動(dòng)態(tài)分析的基本方法。和圖解法是動(dòng)態(tài)分析的基本方法。第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(10) 1信號(hào)在放大電路中的傳輸與放大信號(hào)在放大電路中的傳輸與放大 （1）

9、無(wú)輸入信號(hào)時(shí)，晶體管的電壓、電流都是直流分量。）無(wú)輸入信號(hào)時(shí)，晶體管的電壓、電流都是直流分量。有輸入信號(hào)后，都在靜態(tài)值的基礎(chǔ)上疊加一個(gè)交流分量。有輸入信號(hào)后，都在靜態(tài)值的基礎(chǔ)上疊加一個(gè)交流分量。瞬時(shí)值是變化的，但方向始終不變，即均為脈動(dòng)直流量。瞬時(shí)值是變化的，但方向始終不變，即均為脈動(dòng)直流量。 （2）輸出）輸出uo與輸入與輸入ui頻率相同、反相，且頻率相同、反相，且uo幅度大。幅度大。即共發(fā)射極放大電路具有即共發(fā)射極放大電路具有“倒相倒相”的作用。的作用。 2微變等效電路法微變等效電路法（1）晶體管的微變等效電路）晶體管的微變等效電路 即晶體管在小信號(hào)（微變量）的情況下工作在特性曲線即晶體管在

10、小信號(hào)（微變量）的情況下工作在特性曲線直線段時(shí)，將晶體管（非線性元件）用一個(gè)線性電路來(lái)代直線段時(shí)，將晶體管（非線性元件）用一個(gè)線性電路來(lái)代替。替。第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(11) 在小信號(hào)作用下，靜態(tài)工作點(diǎn)在小信號(hào)作用下，靜態(tài)工作點(diǎn)Q鄰近工作范圍內(nèi)的曲線鄰近工作范圍內(nèi)的曲線可視為直線，兩變量的比值稱為晶體管的輸入電阻，即可視為直線，兩變量的比值稱為晶體管的輸入電阻，即CEbeBEbeBbUuUrIi常數(shù)工程中低頻小信號(hào)下的工程中低頻小信號(hào)下的rbe可用下式來(lái)估算可用下式來(lái)估算beEQ26(mV)300()(1)(mA)rI 由晶體管的特性曲線求由晶體管的

11、特性曲線求rbe、 和和rce第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(12)晶體管的輸出電阻晶體管的輸出電阻rce，即，即BCEceceCcIUurIi常數(shù)簡(jiǎn)化后的晶體管的微變等效電路簡(jiǎn)化后的晶體管的微變等效電路 第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(13)（2）共射放大電路的微變等效電路）共射放大電路的微變等效電路 對(duì)于圖示的共射放大電對(duì)于圖示的共射放大電路，將交流通路中的晶體管路，將交流通路中的晶體管用微變等效電路來(lái)代替，可用微變等效電路來(lái)代替，可得共射放大電路的微變等效得共射放大電路的微變等效電路。電路。第第7章章分立元件組成的基本放

12、大電路分立元件組成的基本放大電路7(14) 3動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的計(jì)算動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的計(jì)算（1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù)Au 設(shè)輸入為正弦信號(hào)，用相量法計(jì)算，可列出設(shè)輸入為正弦信號(hào)，用相量法計(jì)算，可列出 Au為復(fù)數(shù)，反映了輸出電壓與輸入電壓之間的大小和相位關(guān)為復(fù)數(shù)，反映了輸出電壓與輸入電壓之間的大小和相位關(guān)系，負(fù)號(hào)表示共射放大電路的輸出電壓與輸入電壓相位相反。系，負(fù)號(hào)表示共射放大電路的輸出電壓與輸入電壓相位相反。當(dāng)放大電路輸出端開(kāi)路時(shí)，可得空載時(shí)的電壓放大倍數(shù)當(dāng)放大電路輸出端開(kāi)路時(shí)，可得空載時(shí)的電壓放大倍數(shù)Auo 則則obCLLubeib be(/) UIRRRArUI r CuobeRAr beb

13、iLCbo )/(rIURRIU第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(15)在實(shí)際應(yīng)用中，在實(shí)際應(yīng)用中，RB rbe，所以，所以rirbe。（3）輸出電阻）輸出電阻ro 一般輸出電阻越小越好。輸出內(nèi)阻就是從一般輸出電阻越小越好。輸出內(nèi)阻就是從放大電路輸出端看進(jìn)去的戴維寧等效電路的等放大電路輸出端看進(jìn)去的戴維寧等效電路的等效內(nèi)阻。采用外加電源法時(shí)，則有效內(nèi)阻。采用外加電源法時(shí)，則有（2）放大電路的輸入電阻）放大電路的輸入電阻ri 一般輸入電阻越高越好。由等效電路可知一般輸入電阻越高越好。由等效電路可知iiBbei/UrRrIooCoUrRIooLo(1)UrRU 計(jì)算

14、輸出電阻的另一種方法是假設(shè)放大電計(jì)算輸出電阻的另一種方法是假設(shè)放大電路負(fù)載開(kāi)路（空載）時(shí)的輸出電壓為路負(fù)載開(kāi)路（空載）時(shí)的輸出電壓為 ，接上，接上負(fù)載后的輸出電壓為負(fù)載后的輸出電壓為 ，則，則oU0U第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(16)【例【例7.1.1】 在圖示的共射放大電路中，已知在圖示的共射放大電路中，已知UCC=12V，RB=300k，RC=4k，RL=4k，RS=100，晶體管的，晶體管的 =40。（1）估算靜態(tài)工作點(diǎn)；（）估算靜態(tài)工作點(diǎn)；（2）計(jì)算電壓放大倍數(shù)；（）計(jì)算電壓放大倍數(shù)；（3）計(jì)算）計(jì)算輸入電阻和輸出電阻。輸入電阻和輸出電阻。解解（1

15、）估算靜態(tài)工作點(diǎn)）估算靜態(tài)工作點(diǎn)。由直流通路得。由直流通路得CCBBCBCECCCC12mA40A30040 40A1.6mA12 1.6 45.6VUIRIIUUI R（2）計(jì)算電壓放大倍數(shù)）計(jì)算電壓放大倍數(shù)。由交流通路和微變等效電路可得。由交流通路和微變等效電路可得beE2626300(1)200410.966k1.6rI 第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(17)（3）計(jì)算輸入電阻和輸出電阻。）計(jì)算輸入電阻和輸出電阻。由由 ，得，得obCLib be(/)UIRRUI r ，obCLuib be(/)24082.820.966UIRRAUI r iiBbei

16、/0.966kUrRrIoC4krR第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(18) 7.1.4 靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定（a）分壓式偏置共射放大電路）分壓式偏置共射放大電路 （b）直流通路）直流通路 （c）交流通路）交流通路（d）含）含CE 的微變等效電路的微變等效電路 （e）不含）不含CE 的微變等效電路的微變等效電路RB=RB1/RB2第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(19) 1靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定原理靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定原理 晶體管參數(shù)隨溫度變化對(duì)工作點(diǎn)的影響，設(shè)法使晶體管參數(shù)隨溫度變化對(duì)工作點(diǎn)的影響，設(shè)法使IC在溫在溫度變化時(shí)能

17、維持恒定，則靜態(tài)工作點(diǎn)就可以得到穩(wěn)定。度變化時(shí)能維持恒定，則靜態(tài)工作點(diǎn)就可以得到穩(wěn)定。（1）利用）利用RB1、RB2的分壓式偏置為基極提供一個(gè)固定電壓。的分壓式偏置為基極提供一個(gè)固定電壓。（2）在發(fā)射極串接電阻）在發(fā)射極串接電阻RE，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)起穩(wěn)定作用。，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)起穩(wěn)定作用。 由于由于RE的存在，使得的存在，使得uo減小，造成減小，造成Au的減小，故在的減小，故在RE兩兩端并聯(lián)一個(gè)旁路電容端并聯(lián)一個(gè)旁路電容CE。 2靜態(tài)工作點(diǎn)分析靜態(tài)工作點(diǎn)分析 由分壓式偏置放大電路的直流通路得由分壓式偏置放大電路的直流通路得B2BBEBBCCCEB1B2EE RUUUUUIIRRRRCECCC

18、CEECCCCE()UUI RI RUIRR則則第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(20) 3動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 （1）電路中接交流旁路電容）電路中接交流旁路電容CE 輸出電阻輸出電阻 ro = RC obLLubeib beUI RRArUI r 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) （2）電路中不接交流旁路電容）電路中不接交流旁路電容CE 對(duì)于交流信號(hào)而言，對(duì)于交流信號(hào)而言，RE保留在電路中保留在電路中 輸入電阻輸入電阻iBbeB1B2bebe/rRrRRrr 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)obLLubeEib bebE(1)(1)UI RRArRUI rI R 輸入電阻輸入電阻

19、iB1B2beE/(1)rRRrR 輸出電阻輸出電阻 ro = RC 第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(21) 【例【例7.1.2】 在分壓式偏置共射放大電路中，已知在分壓式偏置共射放大電路中，已知UCC=24V，RB1=33k，RB2=10k，RC=3.3k，RE =1.5k，RL =5.1k，晶體管的晶體管的 =66，設(shè)，設(shè)RS=0。（。（1）估算靜態(tài)工作點(diǎn)；（）估算靜態(tài)工作點(diǎn)；（2）計(jì)算）計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻；（電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻；（3）當(dāng)）當(dāng)RE兩端未并聯(lián)兩端未并聯(lián)旁路電容時(shí)，計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。旁路電容時(shí)

20、，計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。解解 （1）估算靜態(tài)工作點(diǎn)）估算靜態(tài)工作點(diǎn)BEB2BCCB1B2BBEBCEEECECCCCE0.7V10245.6V33 105.6mA3.8mA1.5()243.8 (3.3 1.5)5.76VURUURRUUUIIRRUUIRR第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(22)（2）由微變等效電路得）由微變等效電路得 輸出電阻輸出電阻 ro = RC = 3.3k 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)oLCubei(/)66 (5.1/3.3)17426300(166)3.8URRArU 輸入電阻輸入電阻iB1B2be/33/10/0.7

21、58k0.69krRRr （3）當(dāng)）當(dāng)RE兩端未并聯(lián)旁路電容時(shí)，由微變等效電路得兩端未并聯(lián)旁路電容時(shí)，由微變等效電路得 輸出電阻輸出電阻 ro = RC = 3.3k 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)be26300(166)0.758k3.8r oLCubeEi(/)66 (5.1/3.3)1.3(1)0.758(166) 1.5URRArRU 輸入電阻輸入電阻iB1B2beE/(1)33/10/0.758(1 66) 1.5k7.66krRRrR 第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(23)7.1.5 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路 1多級(jí)放大電路的組成多級(jí)放大電路的組成 2多

22、級(jí)放大電路的級(jí)間耦合多級(jí)放大電路的級(jí)間耦合 耦合方式是指信號(hào)源和放大器之間、放大器中各級(jí)之間、耦合方式是指信號(hào)源和放大器之間、放大器中各級(jí)之間、放大器與負(fù)載之間的連接方式。常用的耦合方式有放大器與負(fù)載之間的連接方式。常用的耦合方式有3種：阻種：阻容耦合、直接耦合和變壓器耦合。阻容耦合應(yīng)用于分立元件容耦合、直接耦合和變壓器耦合。阻容耦合應(yīng)用于分立元件多級(jí)交流放大電路中；放大緩慢變化的信號(hào)或直流信號(hào)則采多級(jí)交流放大電路中；放大緩慢變化的信號(hào)或直流信號(hào)則采用直接耦合的方式；變壓器耦合在放大電路中的應(yīng)用逐漸減用直接耦合的方式；變壓器耦合在放大電路中的應(yīng)用逐漸減少。少。第第7章章分立元件組成的基本放大電

23、路分立元件組成的基本放大電路7(24) 由于后級(jí)的輸入電阻就是前級(jí)放大電路的負(fù)載電阻，因由于后級(jí)的輸入電阻就是前級(jí)放大電路的負(fù)載電阻，因此計(jì)算各級(jí)電壓放大倍數(shù)時(shí)必須考慮后級(jí)的輸入電阻對(duì)前級(jí)此計(jì)算各級(jí)電壓放大倍數(shù)時(shí)必須考慮后級(jí)的輸入電阻對(duì)前級(jí)的負(fù)載效應(yīng)。的負(fù)載效應(yīng)。 多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)為各級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)為各級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積。若多級(jí)放大電路的級(jí)數(shù)為積。若多級(jí)放大電路的級(jí)數(shù)為n，則總的電壓放大倍數(shù)為，則總的電壓放大倍數(shù)為uu1u2u3unAA A AA第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(25) 3阻容耦合放大電路阻容耦合放大電路

24、 兩級(jí)間的連接通過(guò)電容兩級(jí)間的連接通過(guò)電容C2將前將前級(jí)的輸出電壓加在后級(jí)的輸入電阻級(jí)的輸出電壓加在后級(jí)的輸入電阻上（即前級(jí)的負(fù)載電阻）。上（即前級(jí)的負(fù)載電阻）。 由于電容有隔直作用，每一級(jí)由于電容有隔直作用，每一級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)各自獨(dú)立。多級(jí)放大的靜態(tài)工作點(diǎn)各自獨(dú)立。多級(jí)放大電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析與單級(jí)放大電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析與單級(jí)放大電路一樣。只能放大交流信號(hào)。電路一樣。只能放大交流信號(hào)。第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(26)【例【例7.1.3】 圖示為一阻容耦合兩級(jí)放大電路，其中圖示為一阻容耦合兩級(jí)放大電路，其中 RB1=300k，RE1=3k，RB2=40

25、k，RC2=2k，RB3=20k，RE2=3.3k，RL=2k，UCC=12V。晶體管。晶體管VT1和和VT2的的 = 50，UBE=0.7V。各電容容量足夠大。（。各電容容量足夠大。（1）計(jì)算各級(jí)電路的）計(jì)算各級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)；（靜態(tài)工作點(diǎn)；（2）計(jì)算）計(jì)算Au、ri 和和 ro。（a）放大電路）放大電路 （b）直流通路）直流通路第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(27)第一級(jí)第一級(jí)解（解（1）由各級(jí)直流通路計(jì)算其靜態(tài)工作點(diǎn)。）由各級(jí)直流通路計(jì)算其靜態(tài)工作點(diǎn)。 CCBEB1QB1E1120.7mA0.025mA(1)30051 3UUIRR第二級(jí)第二級(jí)C1QB

26、1Q1.25mAIIE1QB1QCE1QCCE1QE1(1)1.27mA12 1.27 38.18VIIUUIRB3CCB2B2B320 124V4020R UURRB2BEE2QE2E2QB2Q40.7mA1mA3.31mA0.0196mA151UUIRIIC2QB2QCE2QCCCQC2E250 0.0196mA0.98mA(120.98 (23.3)6.8VIIUUIRR）第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(28) （2）由兩級(jí)放大電路的微變等效電路有）由兩級(jí)放大電路的微變等效電路有 （c）微變等效電路）微變等效電路be1E1Qbe2E2Q2651 2630

27、0(1)3001.34k1.272651 2630(1)3001.63k1rIrI 放大電路第二級(jí)的輸入電阻就是第一級(jí)的負(fù)載電阻，有放大電路第二級(jí)的輸入電阻就是第一級(jí)的負(fù)載電阻，有i2B2B3be2/40/20/1.63k1.45krRRr 第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(29)則各級(jí)電壓放大倍數(shù)則各級(jí)電壓放大倍數(shù)o1E1i2u1be1E1i2i(1)(/)1503/1.450.974(1)(/)1.34150(3/1.45)URrArRrU（） （）（）C2Lu2be2(/)50 (2/2)30.71.63RRAr 總的電壓放大倍數(shù)總的電壓放大倍數(shù) uu1u

28、20.974 ( 30.7)29.9AAA 輸入電阻輸入電阻k8 .43k)45. 1/3(5134. 1/300 )/)(1 (/21Ebe11BiiiirRrRIUr輸出電阻輸出電阻oC22krR第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(30) 7.2 射極輸出器射極輸出器 （a）共集電極放大電路）共集電極放大電路 （b）直流通路）直流通路 （c）交流通路）交流通路由直流通路可確定靜態(tài)值，有由直流通路可確定靜態(tài)值，有 7.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 由交流通路可見(jiàn)，射極輸出器為共集電極放大電路。由交流通路可見(jiàn)，射極輸出器為共集電極放大電路。EEECCCEEBBECCE

29、EBBECCB)1 (1 )1 (RRIUURRUUIRRUUI第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(31)7.2.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 1電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) 由射極輸出器的微變等效電由射極輸出器的微變等效電路及電壓放大倍數(shù)的定義得路及電壓放大倍數(shù)的定義得 可以看出，射極輸出器的電壓放大倍數(shù)恒小于可以看出，射極輸出器的電壓放大倍數(shù)恒小于1，但接，但接近于近于1。輸出電壓緊緊跟隨輸入電壓的變化而變化，因此，。輸出電壓緊緊跟隨輸入電壓的變化而變化，因此，射極輸出器也稱為電壓跟隨器。射極輸出器也稱為電壓跟隨器。obELib beob bebEL(1)(/) (1)(

30、/)UIRRUI rUI rIRR則則obELuib bebEL(1)(/) (1)(/)UIRRAUI rIRRELbeEL(1)(/) (1)(/)RRrRR第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(32) 2輸入電阻輸入電阻3輸出電阻輸出電阻外加電源法來(lái)計(jì)算輸出電阻有外加電源法來(lái)計(jì)算輸出電阻有iiiBbeELiiiBbeEL /(1)(/)(1)(/)UUrRrRRIUURrRRooebeEoobeBSE(1)(1)(/)UIIIIRUUrRRR 輸出電阻輸出電阻obeBSoEo(/)/1UrRRrRI第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路

31、7(33) 7.3 差分放大電路差分放大電路 差分放大器也稱為差動(dòng)放大器。差分放大電路是抑制零差分放大器也稱為差動(dòng)放大器。差分放大電路是抑制零點(diǎn)漂移最有效的電路，又是集成運(yùn)算放大器的基本組成單元。點(diǎn)漂移最有效的電路，又是集成運(yùn)算放大器的基本組成單元。 7.3.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析抑制零點(diǎn)漂移的過(guò)程抑制零點(diǎn)漂移的過(guò)程 差分放大電路利用電路的對(duì)稱性、采用雙端輸出的方式差分放大電路利用電路的對(duì)稱性、采用雙端輸出的方式抑制零點(diǎn)漂移，又利用發(fā)射極公共電阻抑制零點(diǎn)漂移，又利用發(fā)射極公共電阻RE的作用抑制每個(gè)三的作用抑制每個(gè)三極管的零點(diǎn)漂移，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。即使采用單端輸出，零極管的零點(diǎn)漂移，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)

32、。即使采用單端輸出，零點(diǎn)漂移也能得到有效抑制。點(diǎn)漂移也能得到有效抑制。第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(34)7.3.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析（1）共模輸入）共模輸入在兩個(gè)管的基極加上一對(duì)大小相等、極性相同的共模信號(hào)在兩個(gè)管的基極加上一對(duì)大小相等、極性相同的共模信號(hào)（ui1 = ui2），稱為共模輸入。輸出電壓），稱為共模輸入。輸出電壓uo = uC1 -uC2 = 0。（2）差模輸入）差模輸入在兩個(gè)管的基極加上一對(duì)大小相等、極性相反的差模信號(hào)在兩個(gè)管的基極加上一對(duì)大小相等、極性相反的差模信號(hào)（ui1= - ui2），輸出電壓），輸出電壓uo=uC1-（-uC2）=

33、2uC1。（3）差動(dòng)輸入（任意輸入）差動(dòng)輸入（任意輸入）當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)中既有共模信號(hào)又有差模信號(hào)時(shí)，稱為差動(dòng)當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)中既有共模信號(hào)又有差模信號(hào)時(shí)，稱為差動(dòng)信號(hào)?？梢苑纸鉃橐粚?duì)共模信號(hào)和一對(duì)差模信號(hào)的組合。信號(hào)。可以分解為一對(duì)共模信號(hào)和一對(duì)差模信號(hào)的組合。 差分放大電路可以抑制共模信號(hào)，放大差模信號(hào)。差分放大電路可以抑制共模信號(hào)，放大差模信號(hào)。第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(35)7.4 互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路 互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路有兩種形式：采用單電源及大容互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路有兩種形式：采用單電源及大容量電容器與負(fù)載和前級(jí)耦合，而不用

34、變壓器耦合的互補(bǔ)對(duì)稱量電容器與負(fù)載和前級(jí)耦合，而不用變壓器耦合的互補(bǔ)對(duì)稱電路，稱為電路，稱為OTL（Output Transformer Less）無(wú)輸出變壓器）無(wú)輸出變壓器互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器；采用雙電源不需要耦合電容的直接耦互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器；采用雙電源不需要耦合電容的直接耦合互補(bǔ)對(duì)稱電路，稱為合互補(bǔ)對(duì)稱電路，稱為OCL（Output Capacitor Less）無(wú)輸）無(wú)輸出電容耦合互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器。下面將對(duì)出電容耦合互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器。下面將對(duì)OCL電路做重點(diǎn)電路做重點(diǎn)討論。討論。7.4.1 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 功率要大、效率要高、合理地設(shè)置功率放大電路的

35、工作功率要大、效率要高、合理地設(shè)置功率放大電路的工作狀態(tài)狀態(tài) 、失真要小、失真要小 。第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(36) 3種功放電路：甲類、甲乙類、種功放電路：甲類、甲乙類、乙類。乙類。 甲類狀態(tài)，效率很低；乙類狀甲類狀態(tài)，效率很低；乙類狀態(tài)，效率較高，但負(fù)半周截止，態(tài)，效率較高，但負(fù)半周截止，波形嚴(yán)重失真；甲乙類狀態(tài)，有波形嚴(yán)重失真；甲乙類狀態(tài)，有助于提高效率，但存在波形失真。助于提高效率，但存在波形失真。由此可以看出，提高效率的途徑由此可以看出，提高效率的途徑是降低靜態(tài)工作點(diǎn)。是降低靜態(tài)工作點(diǎn)。 三極管從甲類工作狀態(tài)改為乙類或甲乙類工作狀態(tài)，降低三極

36、管從甲類工作狀態(tài)改為乙類或甲乙類工作狀態(tài)，降低了靜態(tài)工作電流，但存在失真問(wèn)題，即交越失真。推挽電路和了靜態(tài)工作電流，但存在失真問(wèn)題，即交越失真。推挽電路和互補(bǔ)對(duì)稱電路較好地解決了乙類工作狀態(tài)下的失真問(wèn)題。互補(bǔ)對(duì)稱電路較好地解決了乙類工作狀態(tài)下的失真問(wèn)題。第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(37) 1. 電路的組成及工作原理電路的組成及工作原理 圖示圖示OCL互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路，由一對(duì)特性及參數(shù)完全互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路，由一對(duì)特性及參數(shù)完全對(duì)稱、類型卻不同（對(duì)稱、類型卻不同（NPN和和PNP）的兩個(gè)晶體管組成的射極輸）的兩個(gè)晶體管組成的射極輸出器電路。出器電路。7

37、.4.2 OCL互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器 靜態(tài)時(shí)，兩管均未設(shè)靜態(tài)時(shí)，兩管均未設(shè)置直流偏置，兩管處于乙置直流偏置，兩管處于乙類。類。 動(dòng)態(tài)時(shí)，動(dòng)態(tài)時(shí)，VT1、VT2在在正、負(fù)半周交替導(dǎo)通，互正、負(fù)半周交替導(dǎo)通，互相補(bǔ)充，故稱為互補(bǔ)對(duì)稱相補(bǔ)充，故稱為互補(bǔ)對(duì)稱電路。電路。第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(38) 2. 交越失真及其消除方法交越失真及其消除方法 工作在乙類狀態(tài)的互補(bǔ)電路，由于發(fā)工作在乙類狀態(tài)的互補(bǔ)電路，由于發(fā)射結(jié)存在射結(jié)存在“死區(qū)死區(qū)”，使輸出波形在正、負(fù)，使輸出波形在正、負(fù)半周交接處出現(xiàn)失真，稱為交越失真。半周交接處出現(xiàn)失真，稱為交越失真。

38、 圖示電路中，為了克服交越失真，圖示電路中，為了克服交越失真，靜態(tài)時(shí)，給兩個(gè)管子提供較小的能消除靜態(tài)時(shí)，給兩個(gè)管子提供較小的能消除交越失真所需的正向偏置電壓，使兩管交越失真所需的正向偏置電壓，使兩管均處于微導(dǎo)通狀態(tài)，因而放大電路處在均處于微導(dǎo)通狀態(tài)，因而放大電路處在接近乙類的甲乙類工作狀態(tài)，因此稱為接近乙類的甲乙類工作狀態(tài)，因此稱為甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路。甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路。第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(39)3. 輸出功率及轉(zhuǎn)換效率輸出功率及轉(zhuǎn)換效率（1）輸出功率）輸出功率Po 設(shè)輸入信號(hào)為正弦波，輸出電壓幅度為設(shè)輸入信號(hào)為正弦波，輸出電壓幅度為Uom，則，則

39、（2）電源提供的功率）電源提供的功率PE 電源電壓與平均電流的乘積，即電源電壓與平均電流的乘積，即 PE = UCCIdc 22omomoLL1122UUPRR輸入信號(hào)為正弦波時(shí)，每個(gè)電源提供輸入信號(hào)為正弦波時(shí)，每個(gè)電源提供omE1E2CCL1 UPPUR兩個(gè)電源提供的總功率為兩個(gè)電源提供的總功率為omE E1E2CCL2 UPPPUR（3）轉(zhuǎn)換效率）轉(zhuǎn)換效率 omCC4UUOCL互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路的轉(zhuǎn)換效率最高可達(dá)互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路的轉(zhuǎn)換效率最高可達(dá)78.5%。第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(40) 7.4.3 OTL互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器

40、 電路中放大元件仍是兩個(gè)不同類型但特性和參數(shù)對(duì)稱的晶體管，其電路中放大元件仍是兩個(gè)不同類型但特性和參數(shù)對(duì)稱的晶體管，其特點(diǎn)是由單電源供電，輸出端通過(guò)大電容量的耦合電容特點(diǎn)是由單電源供電，輸出端通過(guò)大電容量的耦合電容CL與負(fù)載電阻與負(fù)載電阻RL相連。相連。 OTL電路的工作原理電路的工作原理與與OCL電路基本相同。動(dòng)電路基本相同。動(dòng)態(tài)時(shí)，態(tài)時(shí)，VT1、VT2在正、負(fù)在正、負(fù)半周交替導(dǎo)通，互相補(bǔ)充。半周交替導(dǎo)通，互相補(bǔ)充。第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(41) 7.5 場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路 與晶體管放大電路相對(duì)應(yīng)，場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路有共與晶體

41、管放大電路相對(duì)應(yīng)，場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路有共源極、共漏極和共柵極源極、共漏極和共柵極3種接法。下面僅對(duì)低頻小信號(hào)共源極種接法。下面僅對(duì)低頻小信號(hào)共源極場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路進(jìn)行分析。場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路進(jìn)行分析。7.5.1 共源極放大電路靜態(tài)分析共源極放大電路靜態(tài)分析 圖示為圖示為N溝道耗盡型絕緣柵溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管放大電路。電路結(jié)構(gòu)和場(chǎng)效應(yīng)管放大電路。電路結(jié)構(gòu)和晶體三極管共射極放大電路類似。晶體三極管共射極放大電路類似。其中源極對(duì)應(yīng)發(fā)射極，漏極對(duì)應(yīng)其中源極對(duì)應(yīng)發(fā)射極，漏極對(duì)應(yīng)集電極，柵極對(duì)應(yīng)基極。集電極，柵極對(duì)應(yīng)基極。第第7章章分立元件組成的基本放大電路分立元件組成的基本放大電路7(42) 由于場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電流為零，所以由于場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電流為零，所以RG中無(wú)電流通過(guò)，中無(wú)電流通過(guò)，兩端壓降為零?？傻脰艠O電位為兩端壓降為零?？傻脰艠O電位為