電子技術(shù)第8章

第八章基本放大電路<<電子技術(shù)>>第8章晶體管及交流放大電路8.1

放大電路概述8.2

放大電路的靜態(tài)分析8.4

靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定8.5

射極輸出器8.8互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路8.7差分放大電路8.3

放大電路的動(dòng)態(tài)分析8.6頻率特性及多級(jí)放大電路本章要求：1.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)。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。3.了解放大電路輸入、輸出電阻和多級(jí)放大的概念，了解放大電路的頻率特性、互補(bǔ)功率放大電路的工作原理?；痉糯箅娐贩糯蟮母拍?放大的目的是將微弱的變化信號(hào)放大成較大的信號(hào)。放大的實(shí)質(zhì):

用小能量的信號(hào)通過三極管的電流控制作用，將放大電路中直流電源的能量轉(zhuǎn)化成交流能量輸出。

對(duì)放大電路的基本要求：

1.要有足夠的放大倍數(shù)(電壓、電流、功率)。

2.盡可能小的波形失真。另外還有輸入電阻、輸出電阻、通頻帶等其它技術(shù)指標(biāo)。8.1放大電路概述8.1.1基本放大電路的組成共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE1組成原則:.晶體管工作在放大區(qū).信號(hào)不失真?zhèn)鬟f、放大8.1放大電路概述2電路中各元件的作用晶體管T--放大元件,iC=iB。要保證集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏,使晶體管工作在放大區(qū)。基極電源EB與基極電阻RB--使發(fā)射結(jié)處于正偏，并提供大小適當(dāng)?shù)幕鶚O電流。共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE8.1.1基本放大電路的組成負(fù)載2放大電路中各元件的作用

集電極電源EC--為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。集電極電阻RC--將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。耦合電容C1、C2--隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯(lián)系，同時(shí)使信號(hào)順利輸入、輸出。信號(hào)源共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE8.1.1基本放大電路的組成單電源供電時(shí)常用的畫法共發(fā)射極基本放大電路+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE8.1.2放大電路的工作原理UBEIBICUCE無輸入信號(hào)(ui

=0)時(shí):

uo=0uBE=UBEuCE=UCE+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOICUCEOIBUBEO結(jié)論：

(1)無輸入信號(hào)電壓時(shí)，三極管各電極都是恒定的電壓和電流：IB、UBE和

IC、UCE

。

(IB、UBE)

和(IC、UCE)分別對(duì)應(yīng)于輸入、輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)，稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。QIBUBEQUCEICUBEIB無輸入信號(hào)(ui

=0)時(shí):

uo=0uBE=UBEuCE=UCE？有輸入信號(hào)(ui

≠0)時(shí)

uCE=UCC－iC

RC

uo0uBE=UBE+uiuCE=UCE+uoIC8.1.2放大電路的工作原理+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO靜態(tài)分析結(jié)論：(1)加上輸入信號(hào)電壓后，各電極電流和電壓的大小均發(fā)生了變化，都在直流量的基礎(chǔ)上疊加了一個(gè)交流量，但方向始終不變。+集電極電流直流分量交流分量動(dòng)態(tài)分析iCtOiCtICOiCticO結(jié)論：(2)若參數(shù)選取得當(dāng)，輸出電壓可比輸入電壓大，即電路具有電壓放大作用。(3)輸出電壓與輸入電壓在相位上相差180°，即共發(fā)射極電路具有反相作用。uitOuotO1.實(shí)現(xiàn)放大的條件

晶體管必須工作在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。(2)正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使晶體管工作于放大區(qū)。(3)輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。(4)輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓，經(jīng)電容耦合只輸出交流信號(hào)?？偨Y(jié)2.直流通路和交流通路

電容對(duì)交、直流的作用不同。在放大電路中如果電容的容量足夠大，可以認(rèn)為它對(duì)交流分量不起作用，即對(duì)交流短路。而對(duì)直流可以看成開路。這樣，交直流所走的通路是不同的。直流通路：無信號(hào)時(shí)電流（直流電流）的通路，用來計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。交流通路：有信號(hào)時(shí)交流分量（變化量）的通路，用來計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)。例畫出下圖放大電路的直流通路直流通路直流通路用來計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)Q(IB

、IC

、UCE)對(duì)直流信號(hào),電容C可看作開路（即將電容斷開）斷開斷開+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiERBRCuiuORLRSes++–+––對(duì)交流信號(hào)(有輸入信號(hào)ui時(shí)的交流分量)

XC0，C可看作短路。忽略電源的內(nèi)阻，電源的端電壓恒定，直流電源對(duì)交流可看作短路。短路短路對(duì)地短路交流通路用來計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)。+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE8.2放大電路的靜態(tài)分析靜態(tài)：放大電路無信號(hào)輸入（ui

=0）時(shí)的工作狀態(tài)。分析方法：估算法、圖解法。分析對(duì)象：晶體管各極電壓、電流的直流分量。所用電路：放大電路的直流通路。設(shè)置Q點(diǎn)的目的：

(1)

使放大電路的放大信號(hào)不失真；

(2)使放大電路工作在較佳的工作狀態(tài)。

(靜態(tài)是動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ))——靜態(tài)工作點(diǎn)Q：IB、IC、UCE

。靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值。8.2.1估算法1.由直流通路估算IB根據(jù)電流放大作用2.由直流通路估算UCE、IC當(dāng)UBE<<UCC時(shí)+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB由KVL:UCC=IBRB+

UBE由KVL:UCC=ICRC+

UCE所以UCE=UCC–

ICRC例1用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：UCC=12V，RC=3k，RB=300k，=50。解

注意：電路中IB

和IC

的數(shù)量級(jí)不同+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB例2用估算法計(jì)算圖示電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。由例1、例2可知，當(dāng)電路不同時(shí)，計(jì)算靜態(tài)值的公式也不同。由KVL可得：由KVL可得：IE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBRE8.2.2圖解法用作圖的方法確定靜態(tài)值步驟：

1.用估算法確定IB優(yōu)點(diǎn)：

能直觀地分析和了解靜態(tài)值的變化對(duì)放大電路的影響。2.由輸出特性確定IC

和UCCUCE

=UCC–ICRC+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB直流負(fù)載線方程直流負(fù)載線斜率ICQUCEQUCCUCE

=UCC–ICRCUCE/VIC/mA直流負(fù)載線Q由IB確定的那條輸出特性與直流負(fù)載線的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)O8.3

放大電路的動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)：放大電路有信號(hào)輸入（ui

0）時(shí)的工作狀態(tài)。分析方法：圖解法，微變等效電路法。所用電路：

放大電路的交流通路。動(dòng)態(tài)分析:

計(jì)算電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。分析對(duì)象：

晶體管各極電壓和電流的交流分量。目的：

找出Au、ri、ro與電路參數(shù)的關(guān)系，為設(shè)計(jì)打基礎(chǔ)。QuCE/VttiB/AIBtiC/mAICiB/AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQicQ1Q2ibuiuoRL=由uo和ui的峰值（或峰峰值）之比可得放大電路的電壓放大倍數(shù)。

1.圖解分析8.3.1圖解法

2.交流通道3.非線性失真如果Q設(shè)置不合適，晶體管進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)工作，將造成非線性失真。若Q設(shè)置過高晶體管進(jìn)入飽和區(qū)工作，造成飽和失真。Q2uo適當(dāng)減小基極電流可消除失真。UCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ18.3.1圖解法

3.非線性失真若Q設(shè)置過低晶體管進(jìn)入截止區(qū)工作，造成截止失真。適當(dāng)增加基極電流可消除失真。uiuotiB/AiB/AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC/mAuCE/VOOUCE如果Q設(shè)置合適，信號(hào)幅值過大也可產(chǎn)生失真，減小信號(hào)幅值可消除失真。8.3.1圖解法8.3.2微變等效電路法

微變等效電路：把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個(gè)線性電路。即把非線性的晶體管線性化，等效為一個(gè)線性元件。線性化的條件：晶體管在小信號(hào)（微變量）情況下工作。因此，在靜態(tài)工作點(diǎn)附近小范圍內(nèi)的特性曲線可用直線近似代替。微變等效電路法：利用放大電路的微變等效電路分析計(jì)算放大電路電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。8.3

放大電路的動(dòng)態(tài)分析晶體管的微變等效電路可從晶體管特性曲線求出。當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的輸入特性在小范圍內(nèi)可近似線性化。1.晶體管的微變等效電路UBEIB對(duì)于小功率三極管：rbe一般為幾百歐到幾千歐。(1)輸入回路Q輸入特性晶體管的輸入電阻晶體管的輸入回路(B、E之間)可用rbe等效代替，即由rbe來確定ube和ib之間的關(guān)系。IBUBEO8.3.2微變等效電路法(2)輸出回路rce愈大，恒流特性愈好因rce阻值很高，一般忽略不計(jì)。晶體管的輸出電阻輸出特性ICUCEQ輸出特性在線性工作區(qū)是一組近似等距的平行直線。晶體管的電流放大系數(shù)晶體管的輸出回路(C、E之間)可用一受控電流源ic=ib等效代替，即由來確定ic和ib之間的關(guān)系。一般在20～200之間，在手冊中常用hfe表示。OibicicBCEibib晶體三極管微變等效電路ube+-uce+-ube+-uce+-1.晶體管的微變等效電路rbeBEC晶體管的B、E之間可用rbe等效代替。晶體管的C、E之間可用一受控電流源ic=ib等效代替。Currentcontrolledcurrentsource2.

放大電路的微變等效電路將交流通路中的晶體管用晶體管微變等效電路代替即可得放大電路的微變等效電路。ibiceSrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii交流通路微變等效電路RBRCuiuORL++--RSeS+-ibicBCEii8.3.2微變等效電路法分析時(shí)假設(shè)輸入為正弦交流，所以等效電路中的電壓與電流可用相量表示。微變等效電路2.

放大電路的微變等效電路將交流通路中的晶體管用晶體管微變等效電路代替即可得放大電路的微變等效電路。ibiceSrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSiirbeRBRCRLEBC+-+-+-RS8.3.2微變等效電路法3.電壓放大倍數(shù)的計(jì)算當(dāng)放大電路輸出端開路(未接RL)時(shí)，因rbe與IE有關(guān)，故放大倍數(shù)與靜態(tài)IE有關(guān)。負(fù)載電阻愈小，放大倍數(shù)愈小。式中的負(fù)號(hào)表示輸出電壓的相位與輸入相反。例1：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS4.放大電路輸入電阻的計(jì)算放大電路對(duì)信號(hào)源(或?qū)η凹?jí)放大電路)來說，是一個(gè)負(fù)載，可用一個(gè)電阻來等效代替。這個(gè)電阻是信號(hào)源的負(fù)載電阻,也就是放大電路的輸入電阻。定義：輸入電阻是對(duì)交流信號(hào)而言的，是動(dòng)態(tài)電阻。+-信號(hào)源Au放大電路+-輸入電阻是表明放大電路從信號(hào)源吸取電流大小的參數(shù)。電路的輸入電阻愈大，從信號(hào)源取得的電流愈小，因此一般總是希望得到較大的輸入電阻。放大電路信號(hào)源+-+-rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS例1riri

5.

放大電路輸出電阻的計(jì)算放大電路對(duì)負(fù)載(或?qū)蠹?jí)放大電路)來說，是一個(gè)信號(hào)源，可以將它進(jìn)行戴維寧等效，等效電源的內(nèi)阻即為放大電路的輸出電阻。+_RLro+_定義：輸出電阻是動(dòng)態(tài)電阻，與負(fù)載無關(guān)。輸出電阻是表明放大電路帶負(fù)載能力的參數(shù)。電路的輸出電阻愈小，負(fù)載變化時(shí)輸出電壓的變化愈小，因此一般總是希望得到較小的輸出電阻。RSRL+_Au放大電路+_外加rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS共射極放大電路特點(diǎn)：

1.放大倍數(shù)高;2.輸入電阻低;3.輸出電阻高.例3求ro的步驟：1)

斷開負(fù)載RL3)外加電壓4)求外加2)令或8.4靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定合理設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)是保證放大電路正常工作的先決條件。但是放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)常因外界條件的變化而發(fā)生變動(dòng)。前述的固定偏置放大電路，簡單、容易調(diào)整，但在溫度變化、三極管老化、電源電壓波動(dòng)等外部因素的影響下，將引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)將使放大電路不能正常工作，其中影響最大的是溫度的變化。晶體管參數(shù)與溫度的關(guān)系1、溫度每增加10C，ICBO增大一倍。硅管優(yōu)于鍺管。2、溫度每升高1C，UBE將減小–(2~2.5)mV，即晶體管具有負(fù)溫度系數(shù)。3、溫度每升高1C，增加0.5%~1.0%。8.4.1溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響在固定偏置放大電路中，當(dāng)溫度升高時(shí)，UBE、、ICBO

。

上式表明，當(dāng)UCC和

RB一定時(shí)，IC與UBE、以及ICEO有關(guān)，而這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化。溫度升高時(shí)，

IC將增加，使Q點(diǎn)沿負(fù)載線上移。溫度升高時(shí)，輸出特性曲線上移iCuCEQQ′固定偏置電路的工作點(diǎn)Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的，為此需要改進(jìn)偏置電路。當(dāng)溫度升高使IC

增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少IB，從而抑制Q點(diǎn)的變化，保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。結(jié)論：

當(dāng)溫度升高時(shí)，

IC將增加，使Q點(diǎn)沿負(fù)載線上移，容易使晶體管T進(jìn)入飽和區(qū)造成飽和失真，甚至引起過熱燒壞三極管。O8.4.2分壓式偏置電路1.穩(wěn)定Q點(diǎn)的原理

基極電位基本恒定，不隨溫度變化。VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–8.4.2分壓式偏置電路1.穩(wěn)定Q點(diǎn)的原理集電極電流基本恒定，不隨溫度變化。+UCCuo+–eSVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+++ui+–ICRS+–IE從Q點(diǎn)穩(wěn)定的角度來看似乎I2、VB越大越好。但I(xiàn)2越大，RB1、RB2必須取得較小，將增加損耗，降低輸入電阻。而VB過高必使VE也增高，在UCC一定時(shí)，勢必使UCE減小，從而減小放大電路輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍。在估算時(shí)一般選?。篒2=(5~10)IB，VB=(5~10)UBE，RB1、RB2的阻值一般為幾十千歐。參數(shù)的選擇VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–Q點(diǎn)穩(wěn)定的過程VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–TUBEIBICVEICVB固定

RE：溫度補(bǔ)償電阻

對(duì)直流：RE越大,穩(wěn)定Q點(diǎn)效果越好；

對(duì)交流：RE越大,交流損失越大,為避免交流損失加旁路電容CE。2.靜態(tài)分析估算法:UCERB1RCRB2RE+UCC+–IEIBICVB3.動(dòng)態(tài)分析對(duì)交流：旁路電容CE

將RE

短路，RE不起作用，Au，ri，ro與固定偏置電路相同。旁路電容RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–對(duì)信號(hào)源電壓的放大倍數(shù)？信號(hào)源考慮信號(hào)源內(nèi)阻RS時(shí)RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–無旁路電容！對(duì)交流：RE起作用，Au，ri，ro與固定偏置電路不相同么？？RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––RSeS+–RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–去掉CE后的微變等效電路短路對(duì)地短路如果去掉CE，Au，ri，ro

?rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE*電壓放大倍數(shù)的計(jì)算rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2：由此可知，當(dāng)電路不同時(shí)，計(jì)算電壓放大倍數(shù)Au

的公式也不同。要根據(jù)微變等效電路找出ui與ib的關(guān)系、uo與ic

的關(guān)系。由微變等效電路求Au、ri

、

ro。微變等效電路rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS

RE無旁路電容CE有旁路電容CEAu減小分壓式偏置電路ri提高ro不變例1在圖示放大電路中，已知UCC=12V,RC=2kΩ,RE1=200Ω，RE2=1.8kΩ，RB1=20kΩ，RB2=10kΩ

RL=3kΩ，晶體管β=50，UBE=0.6V,試求:(1)靜態(tài)工作點(diǎn)IB、IC及

UCE；(2)畫出微變等效電路；(3)輸入電阻ri、ro及Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL++++UCCuiuo++––RE2解:(1)由直流通路求靜態(tài)工作點(diǎn)。直流通路RB1RCRB2RE1+UCCRE2+–UCEIEIBICVB(2)由微變等效電路求Au、ri

、

ro。微變等效電路rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE18.5射極輸出器因?qū)涣餍盘?hào)而言，集電極是輸入與輸出回路的公共端，所以是共集電極放大電路。因從發(fā)射極輸出，所以稱射極輸出器。RB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS求Q點(diǎn)：8.5.1靜態(tài)分析直流通路+UCCRBRE+–UCE+–UBEIEIBICRB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS8.5.2動(dòng)態(tài)分析1.

電壓放大倍數(shù)

電壓放大倍數(shù)Au1且輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓跟隨器。微變等效電路rbeRBRLEBC+-+-+-RSRErbeRBRLEBC+-+-+-RSRE2.

輸入電阻射極輸出器的輸入電阻高，對(duì)前級(jí)有利。

ri與負(fù)載有關(guān)rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE外加求ro的步驟：1)

斷開負(fù)載RL3)外加電壓4)求2)令或3.

輸出電阻3.

輸出電阻射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE射極輸出器的特點(diǎn)：1.輸入電阻高；2.輸出電阻低；3.電壓放大倍數(shù)小于1，約等于1;4.輸出與輸入同相。射極輸出器的應(yīng)用:主要利用它具有輸入電阻高和輸出電阻低的特點(diǎn)。

1.

因輸入電阻高，它常被用在多級(jí)放大電路的第一級(jí)，可以提高輸入電阻，減輕信號(hào)源負(fù)擔(dān)。

2.

因輸出電阻低，它常被用在多級(jí)放大電路的末級(jí)，可以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。

3.

利用ri大、ro小以及Au1的特點(diǎn)，也可將射極輸出器放在放大電路的兩級(jí)之間，起到阻抗匹配作用，這一級(jí)射極輸出器稱為緩沖級(jí)或中間隔離級(jí)。

例1

在圖示放大電路中，已知UCC=12V,RE=2kΩ,

RB=200kΩ，RL=3kΩ，晶體管β=50，UBE=0.6V,信號(hào)源內(nèi)阻RS=100Ω，試求:(1)

靜態(tài)工作點(diǎn)IB、IE及UCE；(2)

畫出微變等效電路；(3)

Au、ri和ro。.RB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS解(1)由直流通路求靜態(tài)工作點(diǎn)。直流通路+UCCRBRE+–UCE+–UBEIEIBIC(2)由微變等效電路求Au、ri

、

ro。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE微變等效電路8.6頻率特性及多級(jí)放大電路

放大電路由于存在耦合電容、發(fā)射極旁路電容及三極管的結(jié)電容等，它們的容抗隨頻率變化，故當(dāng)信號(hào)頻率不同時(shí)，放大電路的輸出電壓相對(duì)于輸入電壓的幅值和相位都將發(fā)生變化。頻率特性幅頻特性：電壓放大倍數(shù)的模|Au|與頻率f

的關(guān)系相頻特性：輸出電壓相對(duì)于輸入電壓的相位移與頻率f的關(guān)系8.6.1放大電路的頻率特性耦合、旁路電容造成。f|Au

|通頻帶0.707|Auo|fLfH|Auo|幅頻特性下限截止頻率上限截止頻率三極管結(jié)電容、

造成f

–270°

–180°

–90°相頻特性O(shè)在中頻段

所以，在中頻段可認(rèn)為電容不影響交流信號(hào)的傳送，放大電路的放大倍數(shù)與信號(hào)頻率無關(guān)。(前面所討論的放大倍數(shù)及輸出電壓相對(duì)于輸入電壓的相位移均是指中頻段的)

三極管的極間電容和導(dǎo)線的分布電容很小，可認(rèn)為它們的等效電容CO與負(fù)載并聯(lián)。由于CO的電容量很小，它對(duì)中頻段信號(hào)的容抗很大，可視作開路。由于耦合電容和發(fā)射極旁路電容的容量較大，故對(duì)中頻段信號(hào)的容抗很小，可視作短路。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS+-

由于信號(hào)的頻率較低，耦合電容和發(fā)射極旁路電容的容抗較大，其分壓作用不能忽略。以至實(shí)際送到三極管輸入端的電壓

比輸入信號(hào)

要小，故放大倍數(shù)降低，并使產(chǎn)生越前的相位移（相對(duì)于中頻段）。在低頻段：所以，在低頻段放大倍數(shù)降低和相位移越前的主要原因是耦合電容和發(fā)射極旁路電容的影響。

CO的容抗比中頻段還大，仍可視作開路。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS+-C1C2由于信號(hào)的頻率較高，耦合電容和發(fā)射極旁路電容的容抗比中頻段還小，仍可視作短路。在高頻段：所以，在高頻段放大倍數(shù)降低和相位移滯后的主要原因是三極管電流放大系數(shù)、極間電容和導(dǎo)線的分布電容的影響。

CO的容抗將減小，它與負(fù)載并聯(lián)，使總負(fù)載阻抗減小，在高頻時(shí)三極管的電流放大系數(shù)也下降，因而使輸出電壓減小，電壓放大倍數(shù)降低，并使產(chǎn)生滯后的相位移（相對(duì)于中頻段）。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSCo

8.6.2阻容耦合多級(jí)放大電路耦合方式：信號(hào)源與放大電路之間、兩級(jí)放大電路之間、放大器與負(fù)載之間的連接方式。常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合。動(dòng)態(tài):傳送信號(hào)減少壓降損失靜態(tài)：保證各級(jí)有合適的Q點(diǎn)波形不失真第二級(jí)

推動(dòng)級(jí)

輸入級(jí)輸出級(jí)輸入輸出多級(jí)放大電路的框圖對(duì)耦合電路的要求第一級(jí)第二級(jí)負(fù)載信號(hào)源兩級(jí)之間通過耦合電容

C2與下級(jí)輸入電阻連接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––T1T21.

靜態(tài)分析

由于電容有隔直作用，所以每級(jí)放大電路的直流通路互不相通，每級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)互相獨(dú)立，互不影響，可以各級(jí)單獨(dú)計(jì)算。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––T1T22.

動(dòng)態(tài)分析微變等效電路第一級(jí)第二級(jí)rbeRB2RC1EBC+-+-+-RSrbeRC2RLEBC+-RB1為了能對(duì)緩慢變化的信號(hào)或直流信號(hào)進(jìn)行放大，不能采用阻容耦合而只能采用直接耦合——將前級(jí)的輸出信號(hào)直接接到后級(jí)的輸入端。直接耦合的結(jié)構(gòu)雖然簡單，但存在著嚴(yán)重問題一是前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)的相互影響；二是所謂的零點(diǎn)漂移。8.7差分放大電路由于直接耦合不采用電容，特別適合于集成化的要求；具有良好的低頻特性，通頻帶寬。+ui-RC1RB1RB2VC2RC2+UccIB1T1T2IB2IC1IC1+uo-8.7.1零點(diǎn)漂移+ui-RC1RB1RB2VC2RC2+UccIB1T1T2IB2IC1IC1+uo-8.7.1零點(diǎn)漂移由圖可見，VC1=VB2，RC1不僅是第一級(jí)的負(fù)載電阻又是第二級(jí)的偏置電阻，它們之間的靜態(tài)值是相互影響的。按圖中的耦合方式，晶體管T1的集電極電位被鉗制在0.6～0.7V，必然使T1的集電結(jié)處于零偏置，基本上工作在飽和區(qū)。電路已失去放大作用。用的解決方法是提高第二級(jí)的基極電位。如在第二級(jí)加發(fā)射極電阻或穩(wěn)壓管進(jìn)行改進(jìn)，既能有效傳遞信號(hào)，又使每一級(jí)都有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。RE2RDZ+uo1-+ui2-.零點(diǎn)漂移:uot0當(dāng)ui=0

時(shí)：特殊問題:uiRC1R1T1R2+UCCuoRC2T2RE2有時(shí)會(huì)將信號(hào)淹沒8.7.1零點(diǎn)漂移理想的直接耦合放大電路應(yīng)在輸入為零時(shí)，保持輸出不變。但實(shí)際的放大電路往往在輸入端短接時(shí)(ui

=0)，所測得的輸出電壓并不恒定，而是緩慢地、無規(guī)則地變化著，這就是零點(diǎn)漂移。ui=0直接耦合放大器+uo-抑制零漂的方法？uot0有時(shí)會(huì)將信號(hào)淹沒8.7差動(dòng)放大電路抑制零點(diǎn)漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)是直接耦合差動(dòng)放大電路。許多直接耦合放大電路的第一級(jí)都采用差動(dòng)放大電路。8.7.2差動(dòng)放大電路的工作原理8.7.2差動(dòng)放大電路的工作原理由電路的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，兩只晶體管具有相同的靜態(tài)工作點(diǎn)，而有溫度變化所引起的參數(shù)的變化也具有對(duì)稱性。+ui1-RCRB2+Ucc+uo-T2RB1RCRB2RB1T1+ui2-8.7差動(dòng)放大電路1.

零點(diǎn)漂移的抑制在靜態(tài)時(shí)，ui1=ui2=0，相當(dāng)于輸入端短接，考慮對(duì)稱性，有當(dāng)溫度升高時(shí)，集電極的電流都要升高；電位都要下降，在完全對(duì)稱時(shí)，它們的變化量也都相同，即IC1=IC2uo=VC1-VC2=0、VC1=VC2IC1=

IC2uo=

VC1-VC2=0雖然每管各自都產(chǎn)生了零漂，但由于兩管集電極電位的變化量相同，相互抵消。VC1=VC2及及、+ui1-RCRB2+Ucc+uo-T2RB1RCRB2RB1T1+ui2-雙端輸出差動(dòng)放大電路利用對(duì)稱性可抑制零漂。非靜態(tài)時(shí)，差動(dòng)放大電路的信號(hào)輸入有不同方式(1)

共模輸入兩個(gè)輸入信號(hào)的大小相等，極性相同，ui1=ui2差動(dòng)放大電路雙端輸出時(shí)，對(duì)共模信號(hào)沒有放大能力，也即對(duì)共模信具有很強(qiáng)的抑制能力。而零點(diǎn)漂移電壓折合到輸入端相當(dāng)于給差動(dòng)放大電路加了一對(duì)共模信號(hào)，所以差動(dòng)放大電路可以抑制零點(diǎn)漂移。2.信號(hào)輸入(2)

差模輸入兩個(gè)輸入信號(hào)的大小相等，極性相反，ui1=-ui2設(shè)ui1>0，ui2<0，則IC1>0，IC2<0；因而VC1<0，VC2>0。進(jìn)而輸出電壓uo=VC1-VC2

為兩管各自輸出電壓變化量的2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)輸入比較輸入是最常見的信號(hào)。(3)

比較輸入兩個(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，即ui1=uic+uid及ui2=uic–uid，則共模信號(hào)uic

=(ui1+ui2)/2

及差模信號(hào)uid=(ui1–ui2

)/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)分量和差模信號(hào)分量的處理。例如，ui1=10mV,ui2=6mV?？煞纸獬晒材Ｐ盘?hào)為uic=（10+6）/2=8mV，及差模信號(hào)uid

=（10-6）/2=2mV。2.

信號(hào)輸入前面指出差動(dòng)放大電路是靠對(duì)稱性來抑制零點(diǎn)漂移的，但實(shí)際上的對(duì)稱性是不存在的。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：+ui1-RC+Ucc+uo-T2RB1RCRB1T1+ui2-RpUEERE8.7.3典型差動(dòng)放大電路RB2RB2共模抑制電阻

調(diào)零電阻

負(fù)電源+ui1-RC+Ucc+uo-T2RB1RCRB1T1+ui2-RpUEERERE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)放大電路當(dāng)溫度升高時(shí)共模抑制電阻

+ui1-RC+Ucc+uo-T2RB1RCRB1T1+ui2-RpUEERERE愈大抑制零點(diǎn)漂移的作用愈顯著，但UCC一定時(shí)，RE過大將使集電極電流過小而影響電壓放大倍數(shù)。為此，接入負(fù)電源UEE來抵償RE兩端的直流壓降，以獲得合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。調(diào)零電阻Rp作用是調(diào)平衡，因?qū)嶋H電路不完全對(duì)稱，可用Rp調(diào)節(jié)靜態(tài)時(shí)輸出電壓。Rp對(duì)差模信號(hào)有反饋?zhàn)饔?，不宜過大，阻值一般在101-102。8.7.3典型差動(dòng)放大電路差模信號(hào)+UCC-UEEuiuoRCT1RBRCT2RBRERRui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE1.靜態(tài)分析（ui=0）由于電路對(duì)稱，只需計(jì)算一個(gè)管的靜態(tài)值即可。因?yàn)镽P很小，略去。小而忽略+ui1-RC+Ucc+uo-T2RB1RCRB1T1+ui2-RpUEEREVE=0RC+UccRB1T1+uCE-UEERE2IEICIBuBE+-∵RE對(duì)差模信號(hào)(ui1=-ui2)不起作用，∴單管差模電壓放大倍數(shù)：同理雙端輸出電壓放大倍數(shù)2.動(dòng)態(tài)分析RC+UccT2RBRCRBT1RpUEERE+-–+uo1uo2(1)雙端輸入—雙端輸出+ui1-+ui2-RC+uo1-RB1T1+ui1-iCiBiET1單邊微變等效電路

ui2

ui1RR

uod1

uod2

uodC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBib2ib1ic1ic2RBui1ib1uod1RCib1RBc1b1erbe1uOdui當(dāng)兩管集電極之間接入負(fù)載RL時(shí)，差模電壓放大倍數(shù)：其中兩輸入端之間的差模輸入電阻：兩集電極之間的差模輸出電阻：(1)雙端輸入—雙端輸出因?yàn)楫?dāng)輸入差模信號(hào)時(shí)，一管VC下降，另一管的VC增高，在RL中點(diǎn)相位相當(dāng)于“零”電位（接“地”），所以每管各帶一半負(fù)載電阻。RC+uo1-RB+ui1-iCiBrberi1ro1RC+uo1-RBT1+ui1-iCiBiE0.5RL如果從T1集電極或T2集電極單端輸出電壓放大倍數(shù)（空載）分別為：2.動(dòng)態(tài)分析RC+UccT2RBRCRBT1RpUEERE+-uo1–+uo2(2)

雙端輸入—單端輸出+ui1-+ui2-反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)只有雙端輸出差動(dòng)放大電路的一半。差動(dòng)放大器各點(diǎn)極性：ui1uo+UCCRCRBRCRBui2-UEEREuo1uo2++ui1與uo1、ui2uO反相。與uo2、同相ui2與uo2、ui1反相。與uo1、uo同相共模抑制比對(duì)差動(dòng)放大電路來說，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，抗干擾能力強(qiáng)。為衡量放大差模信號(hào)和抑制共模信號(hào)的能力，引入共模抑制比

KCMRR來表示這種能力?；蛴脤?duì)數(shù)表示：理想情況下，Ac=0則KCMRR→，而實(shí)際電路不可能完全對(duì)稱，其共模抑制比也不能趨于無窮大。提高雙端輸出差動(dòng)