第15章 基本放大電路

第15章基本放大電路15.1共發(fā)射極放大電路的組成15.2放大電路的靜態(tài)分析15.3放大電路的動態(tài)分析15.4靜態(tài)工作點的穩(wěn)定15.5射極輸出器15.7差分放大電路15.8互補對稱功率放大電路115.1共發(fā)射極放大電路的組成一、放大的概念二、基本放大電路的組成及各元件的作用三、基本放大電路的工作原理與波形分析四、放大電路的組成原則2放大器將輸入的信號放大揚聲器由放大后的信號驅(qū)動15.1共發(fā)射極放大電路的組成一、放大的概念在生產(chǎn)實踐中常常需要將微弱的電信號放大，使之變成較大的信號。例如：擴音機電路。擴音機的主要組成部分是放大器。放大器話筒將聲音信號轉(zhuǎn)換成微弱電信號電路工作電源3放大的對象：變化量放大的本質(zhì)：能量的控制放大的特征：功率放大放大的基本要求：不失真RBECEBRCC1C2TRLuiuoiiio輸入信號輸出信號4二、

基本共射放大電路的組成及各元件的作用共射：發(fā)射極E為參考點。B對E輸入。C對E輸出。RBECEBRCC1C2TRLuiuoiiio輸入信號輸出信號5RBECEBRCC1C2TRLuiuo各元件作用基極電源、電阻使發(fā)射結(jié)正偏，且有合適的IB。集電極電源：使集電結(jié)反偏，電路的總能源。集電極電阻：將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。放大元件T：工作在放大區(qū)，BE結(jié)正偏,BC結(jié)反偏。耦合電容：隔直流，通交流耦合電容：隔直流，通交流極性電容！6單電源供電RBECEBRCC1C2TRLuiuo可以省去RBRCC1C2TRLuouiEC7三、

基本放大電路的工作原理及波形分析交流電壓放大器:輸入：交流小信號

ui輸出：交流大信號uo正常工作時，直流電源供電各極的電壓、電流為：iB，uBE，iC，uCE隨輸入電壓的變化而變化！RBRCC1C2RLuouiEC+UCCiBiCuBEuCE8RBRCC1C2RLuouiEC+UCCiBiCuBEuCE放大電路有兩種工作狀態(tài)靜態(tài)：ui=0的狀態(tài)。動態(tài)：ui0的狀態(tài)。靜態(tài)時的電壓電流為直流：IB,IC（IE）,UBE,UCE動態(tài)時的電壓電流為直流+交流：iB,iC（iE）,uBE,uCE9RBRCC1C2+UCCIBICUBEUCE(IB,UBE)

和(IC,UCE)分別對應于輸入輸出特性曲線上的一個點1.靜態(tài)：ui=0靜態(tài)工作點iBuBEQIBUBEiCuCEQUCEICIB、UBE，IC、UCE均為直流信號！10iBtuBEtiCtuCEtIBUBEICUCE靜態(tài)波形11iB2.動態(tài)：輸入uiRBRCC1C2RLuouiEC+UCCiBiCuBEuCEiCuCEiBuBEQuiib各極電壓電流均為直流與交流的疊加！12iBtIBiCtICuCEtUCEuBEtUBEibiB=IB+ib

uBE=UBE+ube

iC=IC+ic

uCE=UCE+uce

ubeicuce動態(tài)波形基本共射放大電路的電壓放大作用是利用晶體管的電流放大作用，并依靠RC將電流的變化轉(zhuǎn)化成電壓的變化來實現(xiàn)的。動態(tài)信號馱載在靜態(tài)之上放大電路中電壓和電流的表示13當ui=0時IB=0，IC=IB=0，UCE=VCC晶體管處于截止狀態(tài)。3.設置靜態(tài)工作點的必要性+UCCui=0IBIC+-UBE+-UCERBRCT+-+-uo若峰值小于BE結(jié)死區(qū)電壓UT,則在信號的整個周期內(nèi)晶體管始終工作在截止狀態(tài)，輸出電壓毫無變化。當ui≠0時若信號幅度足夠大，晶體管只可能在信號正半周大于UT的時間間隔內(nèi)導通，導致輸出電壓嚴重失真。UCCUTt0uituo0UTt0uituo014注意兩點！1、放大器正常工作時，需設置合適的靜態(tài)工作點，使晶體管在信號的整個周期內(nèi)始終工作在放大狀態(tài)，輸出信號才不會產(chǎn)生失真。2、放大器正常工作時，所有的電壓、電流均為直流+交流。15放大電路的主要性能指標：電壓放大倍數(shù)Au；輸入電阻ri；輸出電阻ro；通頻帶

fbw；最大不失真輸出電壓；最大輸出功率Pom與效率信號源信號源內(nèi)阻輸入電壓輸出電壓輸入電流輸出電流四、放大電路的性能指標Rs+-+-RL+-放大電路riro+-′161、電壓放大倍數(shù)AuiouUUA=電壓放大倍數(shù)反映了放大器的放大能力。Rs+-+-RL+-riro+-′電壓放大倍數(shù)與放大器的結(jié)構(gòu)和器件參數(shù)有關。17從放大電路輸入端看進去的等效電阻輸入電阻是表明放大電路從信號源吸取電流大小的參數(shù)，即對信號源的影響程度。2、輸入電阻riiiiIUr=Rs+-+-RL+-riro+-′ri放大電路輸入端獲得的信號電壓為：ri越大，放大電路從信號源得到的輸入電壓越大；ri越大，信號源中流過的電流越小，可減輕信號源的負擔；一般總是希望輸入電阻越大越好，盡量遠大于信號源內(nèi)阻。183、輸出電阻

ro放大電路對其負載而言，相當于信號源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。UO~rosU￠RLAu~USRLro19?輸出電阻大一些好還是小一些好？UO~rosU￠RL輸出電阻越小，在負載變化時，引起輸出電壓的變化越小，即輸出電壓越穩(wěn)定所以，輸出電阻越小，帶負載能力越強！204.通頻帶Aum0.7AumfL下限截止頻率fH上限截止頻率通頻帶：fbw=fH–fL放大倍數(shù)隨頻率變化曲線f|Au|反映放大電路對不同頻率信號的放大能力。2115.2~3放大電路的分析一、放大電路的分析方法二、直流通路與交流通路三、放大電路的靜態(tài)分析四、放大電路的動態(tài)分析22一、放大電路的分析方法分析原則：動靜分開，先靜后動靜態(tài)分析：估算靜態(tài)工作點動態(tài)分析：估算放大倍數(shù)；輸入輸出電阻；通頻帶；分析失真估算法圖解法圖解法微變等效電路法使用交流通路使用直流通路231、直流通路：信號源視為短路，但應保留其內(nèi)阻。在直流電源作用下靜態(tài)（直流）電流流經(jīng)的通路。畫法：電容視為開路；電感線圈視為短路（即忽略線圈電阻）靜態(tài)分析用直流通路！估算靜態(tài)工作點用直流通路注意！二、直流通路與交流通路24基本共射放大電路開路直流通路RBRCC1C2RL+UCC開路RBRC+UCCIBICUBEUCE252、交流通路容量大的電容（如耦合電容）視為短路；輸入信號作用下交流信號流經(jīng)的通路畫法：無內(nèi)阻的直流電源（如+VCC）視為短路。動態(tài)分析用交流通路注意！26交流通路：RBRCC1C2RLuoui+UCCRBRCRLuiuoibic271.估算法：畫出放大電路的直流通路由直流通路列方程求解三、放大電路的靜態(tài)分析RBRCC1C2RL+UCCRBRC+UCCIBICUBEUCEUBE已知！28晶體管在放大狀態(tài)，其發(fā)射結(jié)壓降近似為常數(shù)：硅管：UBE

=0.6V鍺管：UBE

=0.2VIB=UCC-

UBERBIC=·IBUCE=UCC-

IC·RC調(diào)整偏置電阻RB

，可調(diào)整偏置電流IB

。即調(diào)整IC和UCE，使工作點合適。UCCRBRBRC+UCCIBICUBEUCE29例1：用估算法計算基本放大電路的靜態(tài)工作點。已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5。RBRCC1C2RL+UCC注意:

電路中IB和IC的數(shù)量級！UCE的大小是否合理！作業(yè)：P8515.2.1,15.2.2,思考：15.2.4，15.2.5302.圖解法：由直流通路列輸入輸出回路KVL方程畫出放大電路的直流通路在晶體管的輸入輸出特性上做直流負載線特性曲線與直流負載線的交點為工作點三、放大電路的靜態(tài)分析31輸入回路輸出回路iB0uBEUCCQIBUBEUCC/RB輸入回路負載線IBQIC直流負載線UCEuCEiC0UCC/RCUCCRB+UCCRCIBICUBEUCE32靜態(tài)工作點計算小結(jié)1.用直流通路；2.用估算法計算數(shù)據(jù)簡便；用圖解法分析是否合適直觀；3.基極電流的量級是幾十μA;

集電極電流的量級是幾mA;4.合適的靜態(tài)工作點應在負載線的中間;即管壓降約為集電極電源的一半。33四、放大電路的動態(tài)分析利用交流通路估算放大倍數(shù)；輸入輸出電阻；利用圖解法分析失真情況.估算放大倍數(shù)；輸入輸出電阻；通頻帶；分析失真情況目標—方法—341.微變等效電路法在靜態(tài)工作點確定后分析信號的傳輸情況，考慮的只是電流和電壓的交流分量。在一定條件下，將晶體管以它的線性電路等效模型來代替，用電路分析的方法來進行分析計算。35晶體管微變等效電路在放大電路中,在交流小信號作用下,晶體管的輸入輸出特性曲線在工作點附近近似為線性，所以可以用線性元件來表示輸入、輸出的電壓與電流的相互關系，得到放大電路的微變等效電路。利用微變等效電路可以進行放大電路的動態(tài)分析。BECE+-uBEiBiC+-uCE-+BE+-C36BECE+-uBEiBiC+-uCEiB0uBEQIBUBE△uBE△iB輸入端近似一電阻。rbe=ΔUBEΔIBUCEubeibUCE=BEib輸入端等效大小不是常數(shù)，與靜態(tài)工作點有關！37bece+-uBEiBiC+-uCEIBQuCEiC0ICUCE△iC△iB輸出端近似一受控恒流源。rce=ΔUCEΔICIBuceicIB=β=ΔICΔIBUCEicibUCE=βibce輸出端等效很大！38BECE+-uBEiBiC+-uCE-+BE+-C晶體管微變等效電路39放大電路的微變等效電路將交流通路中的三極管用微變等效電路代替rbeibibiiicuiuoRBRCRL根據(jù)微變等效電路計算電壓放大倍數(shù)、輸入輸出電阻。RBRCRLuiuo40RBRCC1C2RL+UCCRBRCRLuiuoibicrbeibibiiicuiuoRBRCRL用放大電路的微變等效電路進行動態(tài)分析1）畫出放大電路的微變等效電路41電壓放大倍數(shù)

Au

RL

Au

Q

rbe

Au

輸出與輸入反相位rbeRBRCRLUiIiIbIcUoβIb2）估算性能指標42輸入電阻近似為晶體管的輸入電阻。輸入電阻計算：rbeRBRCRLUiIiIbIcUoβIbri43輸入電阻的測量：Rs+-+-RL+-RiRo+-′riro在放大器輸入端接上一信號源和電阻測量信號源電壓Us

測量放大電路的輸入電壓Ui

計算Ri44輸出電阻的計算：所有獨立電源置零，保留受控源，負載開路，在輸出端加電壓00rO加壓求流法——rbeRBRC45輸出電阻的測量：Rs+-+-RL+-riro+-′riro負載電阻開路測量輸出電壓

接上負載電阻測量放大電路的輸出電壓UO計算ro′46在圖示電路中，已知VCC=12V,Rb=510k,Rc=3k；晶體管的=80，RL=3k。求：電路的。例Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2畫出直流通路估算ICIE計算rbe利用微變等效電路計算電壓放大倍數(shù)，輸入輸出電阻。47解：畫出直流通路計算ICIE，計算rbe。RbRc+VCCTIBQICQ48代入數(shù)據(jù)畫出微變等效電路計算電壓放大倍數(shù)，輸入輸出電阻。+-+-Rc微變等效電路RbRL49注意：放大電路的輸入電阻與信號源內(nèi)阻無關！輸出電阻與負載無關！+-+-Rc微變等效電路RbRL50討論若所加信號源內(nèi)阻RS為1k，求+-+-Rc微變等效電路RbRLRS+-512.用圖解法進行動態(tài)分析畫出放大電路的交流通路在晶體管的輸出特性上做交流負載線在圖中分析：電壓放大倍數(shù)及失真情況在靜態(tài)工作點已知的前提下，疊加一交流小信號52Rc+VCCui+-+-uoRbRLC1+-+-C2放大電路動態(tài)工作時，輸出回路的電壓uCE、電流iC所遵循的變化規(guī)律。畫交流負載線iCuCE=?交流信號53交流通路Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2Rb+-+-RLTRcic54交流負載線Rb+-+-RLTRcicR′LR′L=RC//RL動態(tài)信號遵循的負載線。55交流負載線交流負載線的兩個特征：1.必過Q點；2.斜率為：放大電路動態(tài)工作時，輸出回路的電壓uCE，電流iC沿交流負載線變化。56當輸入ui時在靜態(tài)工作點上疊加一個交流信號：iBuBEQuiibiB2iB1icuoQiB2iB1iCuCE交流負載線57直流負載線和交流負載線空載時，交、直流負載線重合。58iciBuo分析非線形失真IBQQuCEiC0ICQUCEQt合適的工作點在負載線的中間。正常工作時不會產(chǎn)生失真。59uCEiCQIBQ0uBEiBttibuiUBEQQ0icuotibt基本共射放大電路的截止失真Q點過低，信號進入截止區(qū)。產(chǎn)生截止失真的原因：ICQUCEQ60uCEiCQIBQ0uBEiBttibuiUBEQQ0icuotibt消除截止失真的方法工作點上移：----減小RbICQUCEQQQ61QuCEiC0UCEQICQibuotQIBQttibuiUBEQ基本共射放大電路的飽和失真0uBEiBQ點過高，信號進入飽和區(qū)。產(chǎn)生飽和失真的原因：62消除飽和失真的方法工作點下移：----增大RbQIBQttibuiUBEQ0uBEiBQuCEiC0UCEQICQibuotQQ63歸納：Q點過低（IB小，IC小，UCE大），產(chǎn)生截止失真；輸出波形被削掉正半周；Q點過高（IB大，IC大，UCE?。?，產(chǎn)生飽和失真；輸出波形被削掉負半周；調(diào)：Rb

IB

ICQ點調(diào)：Rb

IB

ICQ點Rc+UCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2調(diào)整工作點通過調(diào)整Rb實現(xiàn)！注意！64因信號幅度太大而產(chǎn)生的飽和截止失真icIBQQuCEiC0ICQUCEQuoQ點合適，輸入信號過大，飽和截止失真同時出現(xiàn)。ib解決方法：減小輸入信號。65圖解法的適用范圍圖解法在實際應用中，多用于分析Q點位置、最大不失真輸出電壓和失真情況。圖解法的特點：必須實測所用管的特性曲線，定量分析時誤差大。直觀形象的反映晶體管的工作情況；晶體管的特性曲線只能反映信號頻率較低時的電壓、電流關系。66（1）當靜態(tài)工作點從Q1移到Q2、從Q2移到Q3、從Q3移到Q4時，分別是因為電路的哪個參數(shù)變化造成的？這些參數(shù)是如何變化的？（2）當電路的靜態(tài)工作點分別為Q1～Q4時，哪種情況下最易產(chǎn)生截止失真？哪種情況下最易產(chǎn)生飽和失真？（3）電路的靜態(tài)工作點Q4為時，VCC的值為多少？集電極電阻Rc為多少千歐？在圖示基本共射放大電路中，由于電路參數(shù)的改變使靜態(tài)工作點產(chǎn)生如圖所示的變化。試問：例Q2uCE/ViC/mA012340.724681012Q4Q3Q1IB=10μA20μA30μA40μARc+UCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C267（１）因為Q2與Q1都在一條輸出特性上，所以基極靜態(tài)電流IBQ相同，說明Rb沒變；Q2與Q1不在同一條負載線上，說明Rc變化了，由于負載線變陡，所以靜態(tài)工作點從Q1移到Q2的原因是Rc減小。因為Q3與Q2都同在一條負載線上，所以Rc沒變；而Q3與Q2不在同一條輸出特性曲線上，說明Rb產(chǎn)生變化；從圖上可知Q3的IBQ(20A)大于Q2的IBQ(10A)，因此從Q2移到Q3的原因是Rb減小。因為Q４與Q３都同在一條輸出特性曲線上，所以輸入回路參數(shù)沒有變化；而Q４所在負載線平行于Q３所在負載線，說明Rc沒變；從負載線與橫軸交點可知，從Q３移到Q４的原因是VCC增大。解：68因為Q4下UCEQ=6V，正居負載線中點，所以其最大不失真電壓有效值（２）從Ｑ點在晶體管的輸出特性坐標平面中的位置可知，Q2最靠近截止區(qū)，因而最易出現(xiàn)截止失真；Q3最靠近飽和區(qū)，因而電路最易出現(xiàn)飽和失真；Q4距飽和區(qū)和截止區(qū)最遠，所以在Q4下電路的最大不失真電壓最大。69作業(yè)：15.3.1，15.3.3，思考：15.3.470思考題15.2.41.PNP晶體管電源和耦合電容的極性？2.若RB調(diào)整到0，現(xiàn)象？措施？7115.2.5能否放大？１.晶體管是否工作在放大區(qū)？電源極性是否正確？是否設置了工作點？2.信號是否能輸入？輸出？看交流通路，輸入信號是否施加到BE間？輸出信號能否加到負載上？72晶體管放大電路的三種基本接法1、共射放大電路

2、共集放大電路3、共基放大電路73共射放大電路固定偏置的共射放大電路Rc+UCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2-偏置電阻一定，靜態(tài)偏置電流IB一定,----固定偏置，工作點隨溫度變化電壓放大倍數(shù)較大電流放大倍數(shù)較大輸入電阻較小輸出電阻較大工作點隨溫度變化電壓放大倍數(shù)較大電流放大倍數(shù)較大輸入電阻較小輸出電阻較大74TUBE↓→IB

ICEO

Q

IC

iCuCEQQ′溫度對靜態(tài)工作點的影響iBuBE25oC50oC溫度上升時，輸出特性曲線上移75所謂Q點穩(wěn)定，是指IC和UCE在溫度變化時基本不變，這是靠IB的變化得來的。固定偏置電路的Q點是不穩(wěn)定的。為此，需要改進偏置電路，當溫度升高、IC增加時，能夠自動減少IB，以限制IC的增大，從而抑制Q點的變化，保持Q點基本穩(wěn)定。常采用分壓式偏置電路來穩(wěn)定靜態(tài)工作點。76典型的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路—分壓式偏置電路直流通路Rb1和Rb2構(gòu)成偏置電路Rb1+UCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuoI1I2IBRb2Rb1UBI2I1BIBRc+UCCTReIEICUE15.4靜態(tài)工作點的穩(wěn)定的共射放大電路77因此，I2≈I1，因而B點電位B點的電流方程為I2=I1+IB為了穩(wěn)定Q點，參數(shù)的選取應滿足Rb2Rb1UBQI2I1BIBRc+VCCTReIEICUEI1

>>IB基極電位幾乎僅決定于Rb1與Rb2對VCC的分壓，而與晶體管參數(shù)無關，即當溫度變化時，UB基本不變。T(℃)↑→IC↑(IE↑)→UE↑←

UBE↓←

IB↓IC↓(因為UB基本不變）Q點的穩(wěn)定781、在I1>>IB的情況下，UB在溫度變化時基本不變。2、Re的直流電流負反饋作用；Rb2Rb1UBQI2I1BIBRc+VCCTReIEICUEQ點穩(wěn)定的原因在穩(wěn)定的過程中，RE起著重要作用，當晶體管的輸出回路電流IC變化時，通過發(fā)射極電阻RE上產(chǎn)生電壓的變化來影響間B-E間電壓，從而使IB向相反方向變化，達到穩(wěn)定Q點的目的。79Re的作用Re起直流負反饋作用，其值越大，反饋越強，Q點越穩(wěn)定。關于反饋的一些概念：將輸出量通過一定的方式引回輸入回路影響輸入量的措施稱為反饋。直流通路中的反饋稱為直流反饋。反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小的稱為負反饋，反之稱為正反饋。Re有上限值嗎？IC通過Re轉(zhuǎn)換為ΔUE影響UBE溫度升高IC增大，反饋的結(jié)果使之減小從理論上講，RE愈大，反饋愈強，Q點愈穩(wěn)定。但是實際上，對于一定的集電極電流IC，由于UCC的限制，RE太大會使晶體管進入飽和區(qū)，電路將不能正常工作。80靜態(tài)工作點的估算由于I1>>IB發(fā)射極電流管壓降

基極電流Rb2Rb1UBI2I1BIBRc+VCCTReIEICUE直流通路81動態(tài)參數(shù)的估算交流通路Rb2RcT+-+-Rb1RLRb1T+_RcRb2+_RLRb1+UCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuoI1I2IB82微變等效電路(Rb=Rb1//Rb2)+-Rb+-RcRL求放大倍數(shù)Rb1T+_RcRb2+_RL83輸入電阻輸出電阻RiRo+-Rb+-RcRLRb2Rc+VCCuiT+-+-uoC1++C2Rb1ReCeP+RL由于CE的存在，交流性能不受影響交流旁路電容如果去掉CE，放大倍數(shù)怎樣？84若去掉CERb2Rc+VCCuiT+-+-uoC1++C2Rb1ReRLRb1T+_RcRb2+_RLRe交流通路Rb2RcT+-+-Rb1RLRe85微變等效電路(Rb=Rb1//Rb2)+-Rb+-RcRLRe求放大倍數(shù)Rb1T+_RcRb2+_RLRe若(1+)Re>>rbe，且>>1，則雖然Re使減小了，但由于僅決定于電阻取值，所以不受環(huán)境溫度的影響。86輸入電阻Ri′RiRo輸出電阻+-Rb+-RcRLReRE的存在使得放大倍數(shù)下降，輸入電阻提高為了既穩(wěn)定靜態(tài)工作點又能提高輸入電阻，可以將RE分為兩段，一段被CE旁路，一段保留87Rb2Rc+VCCuiT+-+-uoC1++C2Rb1ReCeP+RLRe畫出圖示電路的直流通路，交流通路及微變等效電路。例8815.6共集電極放大電路RB+ECC1C2RERLuiuo一、電路結(jié)構(gòu)共集:c:接地端（公共端）；b：對地（c)輸入；e：對地（c)輸出。射極輸出：

負載接在發(fā)射極對地之間

。射極輸出器89二、靜態(tài)分析RB+UCCREIBIE折算90三、動態(tài)分析rbeRERLRB+ECC1C2RERLuiuo微變等效電路911.電壓放大倍數(shù)rbeRERL921.所以電壓放大倍數(shù)接近于1，但恒小于1；輸出電流Ie增加了，即仍具有一定的電流放大和功率放大作用。2.輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故又稱射極跟隨器。討論932.輸入電阻輸入電阻高，對前級有利。rirbeRERL943.輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻。rbeRERsro置095RsrbeRE96一般所以射極輸出器的輸出電阻很小，具有恒壓輸出特性，帶負載能力強。97歸納：輸入、輸出以集電極為公共點；電壓放大倍數(shù)小于1，近似為1；射極跟隨器；一般作多級放大器的輸入級（輸入電阻高）；輸出級（輸出電阻低）；中間級（減少電路間直接相連所帶來的影響，起緩沖作用）輸入電阻高，向信號源索取電流?。惠敵鲭娮璧?，帶負載能力強；電流放大能力強（輸出電流Ie）；98共基放大電路一、電路的組成ReRcVBBVCCuiT+-+-uo共基:b:接地端（公共端）；e：對地（b)輸入；c：對地（b)輸出。工作點：基極電源VBB與Re共同確定合適的基極靜態(tài)電流IE；集電極電源VCC提供IC,確定UCE

。99二、靜態(tài)分析直流通路ReRcVBBVCCTIEIBUEUCIC發(fā)射極電位：UE=-UBE，集電極電位：UC=VCC-ICRcReRcVBBVCCuiT+-+-uo100三、動態(tài)分析交流通路ReRcT+-+-微變等效電路ReRc+-+-ecbrbeReRcVBBVCCuiT+-+-uo101微變等效電路ReRc+-+-ecbrbe輸入電阻輸出電阻102微變等效電路ReRc+-+-ecbrbe若re為信號源內(nèi)阻，則103共基放大電路歸納：輸入、輸出以基極為公共點；無電流放大能力；Re=0時，電壓放大倍數(shù)與阻容耦合共射放大電路的數(shù)值相同，均為Rc/rbe常用于無線電通訊等方面。輸入電阻小，輸出電阻同共射電路；頻帶寬；輸出電壓與輸入電壓同相；104三種基本放大電路的比較105多級放大電路一、多級放大電路的耦合方式二、多級放大電路的靜態(tài)分析三、多級放大電路的動態(tài)分析106一、多級放大電路的耦合方式多級放大電路的四種耦合方式：阻容耦合直接耦合變壓器耦合光電耦合

當單級放大電路不能滿足多方面的性能要求（如Au＝104,ri=2MΩ,ro=100Ω）時，應考慮采用多級放大電路。組成多級放大電路時首先應考慮如何“連接”幾個單級放大電路，級與級之間的連接稱為級間耦合。耦合方式即連接方式。107阻容耦合——將放大電路的前級輸出端通過電容接到后級輸入端。C2R1R3+VccuiT1+-C1+R2R4C3++-uoRLC4T2+R5R6108阻容耦合放大電路的優(yōu)點：1、各級的靜態(tài)工作點相互獨立，便于計算和調(diào)整。R1R3+VccuiT1+-C1+C2R2R4C3++-uoRLC4T2+R5R6兩級阻容耦合放大電路的直流通路T2R5R6R1R3T1R2R4+Vcc1091、低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號。2、在集成電路中，因難于制造容量較大的電容而無法采用。2、只要輸入信號頻率較高，耦合電容容量較大，前級的輸出信號就可以幾乎沒有衰減地傳遞到后級的輸入端，因此，在分立元件電路中阻容耦合方式得到非常廣泛的應用。阻容耦合放大電路的主要缺點：R1R3+VccuiT1+-C1+C2R2R4C3++-uoRLC4T2+R5R6110畫出直流通路根據(jù)交流通路畫出微變等效電路根據(jù)微變等效電路計算放大倍數(shù)，輸入輸出電阻。二、多級放大電路的靜態(tài)分析三、多級放大電路的動態(tài)分析逐級估算IB，IC，UCE。111Rs+-A1+-A2+-+An-+-RL即多級放大電路的電壓放大倍數(shù)：注意！Auj是考慮了后級的負載效應的單級放大倍數(shù)?。春笠患壍妮斎腚娮枋乔耙患壍呢撦d。）1.電壓放大倍數(shù)112多級放大電路的輸入電阻ri就是從第一級看進去的輸入電阻。多級放大電路的輸出電阻ro就是從最后一級看進去的輸出電阻。Rs+-A1+-A2+-+An-+-RLriro2、輸入電阻ri=ri13、輸出電阻ro=ron113已知圖示電路中，R1=15k，

R2=R3=5k，R4=2.3kR5=100k，R6=RL=5k；VCC=12V；晶體管的均為50，rbe1=1.2k，rbe2=1k，UBE1=UBE2=0.7V。試估算電路的Q點,,Ri和Ro。例兩級阻容耦合放大電路R1R3+VccuiT1+-C1+C2R2R4C3++-uoRLC4T2+R5R6114解：（1）求解Q點第一級為典型的Q點穩(wěn)定電路，所以畫出直流通路R1R3+VccuiT1+-C1+C2R2R4C3++-uoRLC4T2+R5R6T2R5R6R1R3T1R2R4+Vcc115R1R3+VccuiT1+-C1+C2R2R4C3++-uoRLC4T2+R5R6T2R5R6R1R3T1R2R4+Vcc第二級為共集放大電路，所以116R1R3+VccuiT1+-C1+C2R2R4C3++-uoRLC4T2+R5R6（2）求解Au，ri，ro畫出微變等效電路R2+-R3+-riri2R1+-R5RLR6becrbe2微變等效電路117R2+-R3+-riri2R1+-R5RLR6becrbe2118輸入電阻：輸出電阻：R2+-R3+-riri2R1+-R5RLR6becrbe2119放大電路的選用按下列要求組成兩級放大電路：①ri＝1～2kΩ，Au

的數(shù)值≥3000；②ri＝1～2kΩ，

ro≤100Ω

，Au的數(shù)值≥100；③ri＝100～200kΩ，Au的數(shù)值≥150；120Rc1T1Rb2+Vccui+-Rb1直接耦合——將前一級的輸出端直接連接到后一級的輸入端.既是第一級的集電極電阻，又是第二級的基極電阻uo+-Rc2T2121存在問題:前后級Q點相互影響存在零點漂移:輸入為零，輸出產(chǎn)生變化的現(xiàn)象稱為零點漂移。當輸入信號為零時，前級由溫度變化所引起的電流、電位的變化會逐級放大。具有良好的低頻特性，可以放大變化緩慢的信號；電路中沒有大容量電容，易于集成。直接耦合放大電路的優(yōu)點：122零點漂移:uot0當ui=0時的uO

有時會將信號淹沒!零漂產(chǎn)生的原因：主要是溫度漂移。溫漂:由于溫度變化使晶體管參數(shù)變化引起的。

第一級的溫漂最嚴重!解決方法：改變電路結(jié)構(gòu)。采用特性相同的管子，使它們的溫漂相互抵消，構(gòu)成“差分放大電路”。123特點:對稱雙端輸入雙端輸出uo

=uo1-uo215.7差分放大電路uoui1+UCCRCRB2T1RB1RCRB2T2RB1ui2uo1uo2一、差分放大電路的結(jié)構(gòu)124uoui1+UCCRCRB2T1RB1RCRB2T2RB1ui2uo1uo2抑制零漂的原理:uo=uC1-uC2

=0uo=(uC1+uC1

)-(uC2+uC2)=0當ui1

=

ui2

=0時：當溫度變化時：1251.靜態(tài):ui1

=ui2

=0二、工作原理UC1=UC2UO=UC1-UC2=0IC1=IC2uoui1+UCCRCRB2T1RB1RCRB2T2RB1ui2uo1uo21261）輸入信號分類ui1=-ui2=uidui1

=ui2=uiC1差模輸入:(differentialmode)共模輸入:2(commonmode)3任意輸入:ui1,ui2差模分量:共模分量:分解2.動態(tài):uoui1+UCCRCRB2T1RB1RCRB2T2RB1ui2uo1uo2127uoui1+UCCRCRB2T1RB1RCRB2T2RB1ui2uo1uo2ui1=ui2=uiC2)共模輸入設ui1為“+”UB1IC1UC1

-

UC1UB2IC2UC2

-

UC2設ui2為“+”抑制共摸信號！128ui1=-ui2=uid3)差模輸入設ui1為“+”UB1IC1UC1

-

UC1UB2IC2UC2

+

UC2設ui2為“-”放大差摸信號！uoui1+UCCRCRB2T1RB1RCRB2T2RB1ui2uo1uo2129差模電壓放大倍數(shù):共模電壓放大倍數(shù):共模抑制比:（Common-ModeRejectionRatio)odduiduA=occuicuA==KCMRR==4）主要性能指標大！0?。蛇呁耆珜ΨQ差分放大電路放大差模信號，抑制共模信號。零漂是一種共模信號，差分放大電路能很好地抑制零漂130歸納：差分放大電路在兩邊完全對稱時：1.放大差模信號：Ad大2.抑制共模信號：Ac=03.共模抑制比高：KCMRR=∞？思考如果電路做不到兩邊完全對稱，還能保持上述功能嗎？131RP:調(diào)零電位器。調(diào)整左右平衡三、典型差分放大電路-UEERERP+UCCui1RCT1RBRCT2RBui2uo因RP很小，分析時可忽略。132Rb1Rc1ui1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1iE2-VEEiB1iB2iC1iC2uC1uC2-UEE的作用

:抵消掉Re上的直流壓降，保證工作點合適。Re的作用:1).抑制共模信號

如：溫度漂移iC1↓T

↑→iC1↑(iE1)↑→

uE=2ie1

?Re↑→uBE1↓→iB1↓

T↑→iC2↑(iE2)↑→

uE=2ie2

?Re↑→uBE2↓→iB2↓

iC2↓2）對差模放大倍數(shù)無影響

ui1

↑→+

iE1ui2

↓

→-

iE2

uE=0，無差模負反饋。Re對差模信號不起作用！133由于電路對稱：1.靜態(tài)分析Rb1Rc1ui1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1iE2-VEEiB1iB2iC1iC2uC1uC2134Rb1Rc1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCT2-VEEUC1UC2IE1IE2IB1IB2IC1IC2Rb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1iE2-VEEiB1iB2iC1iC2uC1uC2通常，Rb較小，且IB很小，故晶體管輸入回路方程：135差模放大倍數(shù)Ad：2.動態(tài)分析差模信號等效電路估算差模放大倍數(shù)，共模放大倍數(shù)及共模抑制比。rbe1Rb2Rc22iB2uId+-Rb1Rc1rbe2+-uOd1iB1iB2iB1136Rb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1iE2-VEEiB1iB2iC1iC2uC1uC2共模放大倍數(shù)AC：電路對稱，雙端輸出——AC=0共模抑制比：KCMR137

在實際應用時，負載需要有“接地”點，以避免干擾；安全工作。

根據(jù)負載的接地情況，差分放大電路有雙端輸入單端輸出。四、雙端輸入單端輸出的差分放大電路uI1uI2RbT1RbT2Re-VEERcRc+VCCuC1uC2+-RL138uI1uI2RbT1RbT2Re-VEERcRc+VCCuC1uC2+-RL1.差模放大倍數(shù)是雙端輸出的一半：動態(tài)分析2.共模放大倍數(shù)不是0：Re越大，AC越小恒流源差分放大電路Re愈大，Ac的值愈小，KCMR愈大，電路的性能愈好。因此，增大Re是改善共模抑制比的基本措施。139五、恒流源差分放大電路---實用的差分放大電路1）適當選擇恒流源電路的參數(shù)，可得到合適的靜態(tài)工作點；2）恒流源內(nèi)阻無窮大，相當于Re=,即共模負反饋無窮大，

AC=0,KCMR=;uI1uI2RbT1RbT2RcRc+VCCuC1uC2+-RLI-VEE3）一個輸入端與輸出反相位，稱為反相輸入端；一個輸入端與輸出同相位，稱為同相輸入端；反相輸入端同相輸入端14015.8互補對稱功率放大電路一、功率放大電路概述做放大電路的輸出級，以驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。如使揚聲器發(fā)聲、繼電器動作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。例：擴音系統(tǒng)電壓放大功率放大

信號提取執(zhí)行機構(gòu)141對功率輸出級的要求：帶負載能力強；直流功耗小；負載電阻上無直流功耗；最大不失真輸出電壓最大。射極輸出形式靜態(tài)工作電流小輸入為零時輸出為零單電源供電Uom的峰值接近二分之一電源電壓。雙電源供電時Uom的峰值接近電源電壓。

142二、分析功放電路應注意的問題功放電路中電流、電壓要求都比較大，必須注意電路參數(shù)不能超過晶體管的極限值。iCuCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)143

電流、電壓信號比較大，必須注意防止波形失真。電源提供的能量盡可能轉(zhuǎn)換給負載，減少晶體管及線路上的損失。即注意提高電路的效率（）。=PomaxPE100%Pomax：負載上得到的交流信號功率。PE

：電源提供的直流功率。144uoibQicuce放大電路的三種工作方式：輸出功率小，效率低甲類工作狀態(tài)工作點在中間，不失真。uot145uCEiCQ0甲乙類工作狀態(tài)輸出功率較大，效率較高工作點低，有失真。146QuCE1iC10t乙類工作狀態(tài)輸出功率大，效率高無工作點，失真大。147uCE2iC20T2管輸出特性QuCE1iC10VCCT1管輸出特性t乙類推挽工作狀態(tài)信號的正半周T1導通、T2截止；負半周T2導通、T1截止。

兩只管子交替工作，稱為“推挽”。T1管為NPN管，T2管為PNP管，148三、互補對稱功率放大電路

互補對稱功放的類型

無輸出變壓器