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文檔簡介
第2章基本放大電路2.2分壓式偏置放大電路2.3射極輸出器2.1共射極放大電路2.6功率放大電路*2.5差分放大電路2.4多級放大電路2.7場效應管放大電路*本章要求:理解單管交流放大電路的結(jié)構(gòu)和共發(fā)射極、共集電極放大電路的性能特點。掌握靜態(tài)工作點的估算方法和放大電路的微變等效電路分析法。3.了解放大電路的頻率特性、多級放大電路的性能特點。4.了解差分放大電路的工作原理和性能特點、互補功率放大電路的工作原理。5.了解場效晶體管的電流放大作用、主要參數(shù)的意義。放大電路(放大器)是模擬電子電路中最基本、最重要的一種單元電路。作用:不失真地放大信號的幅度(電壓或電流)或功率。實質(zhì):實現(xiàn)能量的控制與轉(zhuǎn)換。有源元件(雙極型晶體管或場效應晶體管)對直流電源的能量進行控制和轉(zhuǎn)換,小能量輸入信號→大能量輸出信號。放大的對象:信號的變化量。常用的測試信號:正弦波。本章涉及由分立元器件組成的幾種常用基本放大電路,將討論它們的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、分析方法以及特點和應用。重點分析雙極型晶體管放大電路。雙極型晶體管放大電路有三種形式(三種組態(tài)):共射極放大電路、共集電極放大電路、共基極放大電路。組態(tài)判斷:交流通路中輸入回路和輸出回路公共端對應的極。
2.1共射極放大電路2.1.1共射極放大電路的組成發(fā)射極:輸入回路、輸出回路的公共端。C2+RLuo+–RSusC1++–ui+–+–UCCRBUBBRCVT+–信號源負載
2.1共射極放大電路2.1.1共射極放大電路的組成發(fā)射極:輸入回路、輸出回路的公共端。C2+RLuo+–RSusC1++–ui+–+–UCCRBUBBRCVT+–晶體管VT放大元件,集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏,iC
=
iB?;鶚O電源UBB與基極電阻RB使發(fā)射結(jié)正偏,提供合適的基極電流。幾十千歐到幾百千歐。
集電極電源UCC
為電路提供能量,使集電結(jié)反偏。幾伏到幾十伏。
2.1共射極放大電路2.1.1共射極放大電路的組成發(fā)射極:輸入回路、輸出回路的公共端。C2+RLuo+–RSusC1++–ui+–+–UCCRBUBBRCVT+–集電極電阻RC將電流的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱淖兓?。幾千歐到幾十千歐。
耦合電容C1
、C2
隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯(lián)系,使交流信號順利輸入、輸出。幾微法到幾十微法的極性電容器,注意極性。直流量:大寫字母,大寫下標,如IB、UBE
;交流量:小寫字母,小寫下標,如ib、ube
;疊加量:小寫字母,大寫下標,如iB、uBE。C2+RLuo+–RSusC1++–ui+–+–UCCRBUBBRCVT+–單電源供電電路iB=IB+ibiC=IC+iciE=IE+ieuBE=UBE+ubeuCE=UCE+uce放大電路分析:靜態(tài)、動態(tài)兩種情況。靜態(tài):放大電路沒有輸入信號,ui=0;電路中的電壓、電流都是直流分量(靜態(tài)值)。動態(tài):有輸入信號,ui
≠0
。交流信號疊加在直流分量上,電壓、電流是疊加量。由于電容等元件的存在,直流分量所流經(jīng)的通路和交流分量所流經(jīng)的通路不完全相同,把直流電源、輸入信號對電路的作用區(qū)分開,用直流通路和交流通路分別進行研究。直流通路:用于靜態(tài)分析,計算靜態(tài)工作點,分析靜態(tài)工作點與波形失真的關系。交流通路:用于動態(tài)分析,計算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等性能指標。2.1.2靜態(tài)分析與計算(固定值)將電容視為開路直流通路固定偏置式共射極放大電路在VT輸入/輸出特性曲線上對應一點——靜態(tài)工作點Q
2.1.3放大電路的動態(tài)性能指標反映:放大電路的放大能力、帶負載能力、對信號源的大小和頻率影響等。
(1)電壓放大倍數(shù)Au衡量放大電路對輸入信號放大能力。越大,放大能力越強。當輸入信號為正弦交流信號Au大小取決于放大電路的結(jié)構(gòu)和組成電路各個元器件的參數(shù)。在工程上,Au常用以10為底的對數(shù)增益表示,基本單位:B(貝爾,Bel),十分之一單位dB(分貝)。(2)輸入電阻ri
放大電路對信號源來說是一個負載,可用一個電阻等效代替。放大電路的輸入電阻ri:從放大電路輸入端看進去的等效電阻。放大電路輸入端從信號源所獲得的信號電壓為、RS一定時,ri越大,輸入電壓越大,輸出電壓也將越大;同時從信號源獲取的電流越小,可減輕信號源的負擔。輸入電阻ri:衡量放大電路向信號源索取信號大小的能力。值越大,放大電路索取信號的能力越強。一般希望輸入電阻遠遠大于信號源內(nèi)阻。(3)輸出電阻ro
放大電路的輸出信號給負載,對負載來說,放大電路相當于負載的信號源,可用一個等效電壓源來代替。輸出電阻ro
:等效電壓源內(nèi)阻,等于負載開路時,從放大電路的輸出端看進去的等效電阻,用戴維寧定理中求電源內(nèi)阻的開路短路法計算。輸出電阻ro:衡量放大電路帶負載的能力。值越小,負載變化時,輸出電壓變化越小,帶負載能力越強。輸出端開路電壓輸出端短路電流(4)通頻帶
描述放大電路頻率特性的重要指標。輸入信號:非單一頻率正弦波,包括不同頻率的正弦分量。輸入信號的頻帶:輸入信號所包含的正弦分量的頻率范圍。放大電路中有電容,晶體管的PN結(jié)存在結(jié)電容,電容容抗隨頻率變化而變化,因此放大電路的輸出電壓隨頻率變化而變化,造成同一放大電路對不同頻率輸入信號的電壓放大倍數(shù)不同。幅頻特性:電壓放大倍數(shù)的大小隨頻率的變化規(guī)律。(4)通頻帶
幅頻特性:電壓放大倍數(shù)的大小隨頻率的變化規(guī)律。中頻段:最大,且?guī)缀跖c頻率無關;低頻段、高頻段:下降。通頻帶寬,輸入信號中更多的正弦分量放大倍數(shù)相同或變化較小,輸出信號重現(xiàn)輸入信號波形。下限截止頻率上限截止頻率通頻帶2.1.4動態(tài)分析與計算動態(tài)分析:分析放大電路對交流信號的放大能力及性能指標。一般采用微變等效電路法。微變等效電路法:當交流信號比較?。ㄎ⒆兞浚r,晶體管各電壓、電流在靜態(tài)工作點附近的小范圍內(nèi)變化。將晶體管看作一個線性器件,進而將放大電路等效為一個線性電路,用線性電路理論來分析計算晶體管放大電路。微變等效電路法的分析步驟:(1)畫出放大電路的交流通路;(2)畫出放大電路的微變等效電路;(3)計算放大電路主要的性能指標。1.晶體管的微變等效電路晶體管的輸入特性曲線非線性,輸入信號很小時,在靜態(tài)工作點Q附近一段曲線可視為直線。晶體管的輸入電阻:晶體管基極、發(fā)射極間相當于一個電阻rbe低頻小功率晶體管:
(幾百~幾千歐)1.晶體管的微變等效電路晶體管基極、發(fā)射極間相當于一個電阻rbe低頻小功率晶體管:
(幾百~幾千歐)晶體管工作于放大狀態(tài),集電極電流的交流分量與基極電流的交流分量成線性關系,即ic=
ib,集電極、發(fā)射極之間等效為一個受ib控制的恒流源。晶體管的微變等效電路2.放大電路的交流通路交流信號的流通路徑。耦合電容值大,容抗很小,對交流信號的電壓降忽略不計。交流通路畫法:將放大電路中的耦合電容、直流電壓源短路。3.放大電路的微變等效電路及其計算晶體管用其微變等效電路代替→放大電路的微變等效電路(1)放大電路的電壓放大倍數(shù):負號:共射極放大電路的輸出電壓與輸入電壓的相位相反??蛰d電壓放大倍數(shù):輸出端開路(未接負載電阻RL)接負載電阻時,RL越大,Au越大。為提高Au
,選大RL。(比有載時增大)(2)放大電路的輸入電阻:(較?。?)放大電路的輸出電阻:(較大)(1)放大電路的電壓放大倍數(shù):例1已知,UCC=12V,RB=300k
,RC=3k
,RL=3k
,
=50。試求:(1)放大電路的靜態(tài)值;(2)電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。解:(1)例1已知,UCC=12V,RB=300k
,RC=3k
,RL=3k
,
=50。試求:(1)放大電路的靜態(tài)值;(2)電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。解:(2)2.1.5圖解法分析*利用晶體管的特性曲線和已知輸入信號的波形作圖,對放大電路的靜態(tài)和動態(tài)進行分析。1.直流負載線與靜態(tài)工作點直流負載線:對應晶體管輸出特性曲線坐標系中的一條直線。斜率:?1/RC橫軸截距:UCC縱軸截距:UCC/RC直流負載線2.1.5圖解法分析*利用晶體管的特性曲線和已知輸入信號的波形作圖,對放大電路的靜態(tài)和動態(tài)進行分析。1.直流負載線與靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點畫法:(1)根據(jù)直流通路求出IB;(2)由IB確定的某條輸出特性曲線與直流負載線的交點→靜態(tài)工作點Q。直流負載線:對應晶體管輸出特性曲線坐標系中的一條直線。2.交流負載線與動態(tài)工作范圍放大電路加交流信號后,晶體管的各個電壓和電流均是在靜態(tài)值的基礎上疊加一個交流量,電路的工作點將在靜態(tài)工作點Q附近變化。交流負載線:對應的直線斜率為。交流信號為零時,工作點一定是靜態(tài)工作點Q,交流負載線一定也過靜態(tài)工作點Q,但比直流負載線陡。當負載開路時,交流負載線與直流負載線重合。輸入電壓ui=ube→使uBE在輸入特性曲線的Q1~Q2之間變化→iB隨之變化→依次畫出iC、uCE的波形。動態(tài)工作范圍:直線段Q1Q2,工作點移動的軌跡。此時因靜態(tài)工作點適當,輸出信號無失真放大?!谳敵鎏匦郧€上對應得到iC、uCE的變化范圍交流信號的傳輸過程:ui(ube)→uBE→iB→iC→RCiC→uo(uce);電壓放大倍數(shù):輸出電壓的幅值與輸入電壓的幅值之比;晶體管具有反相放大作用:輸出電壓uo與輸入電壓ui相位相反集電極電位變化與基極電位變化極性相反
3.非線性失真失真:輸出波形與輸入波形不完全一致。引起失真的原因有多種。非線性失真:因晶體管特性的非線性而引起的失真。主要原因:靜態(tài)工作點Q設置不合適,或信號過大,放大電路的工作范圍超出了晶體管特性曲線的線性區(qū)。靜態(tài)工作點適當,輸出信號無失真放大。截止失真:Q太低→ui負半周進入截止區(qū)→iC、uCE失真→uo失真減小RB消除截止失真飽和失真:Q太高→ui正半周進入飽和區(qū)→iC、uCE失真→uo失真增大RB消除飽和失真設置合適的靜態(tài)工作點:一般選在交流負載線的中間,不產(chǎn)生非線性失真。同時輸入信號ui的幅值不要過大:以免發(fā)生“雙向”失真。圖解法直觀、形象,便于理解放大電路的工作原理;但作圖過程較繁瑣、誤差大,不適合分析較復雜的電路。
2.2分壓式偏置放大電路合理設置靜態(tài)工作點是保證放大電路正常工作的先決條件。固定偏置放大電路簡單、容易調(diào)整,但外界條件變化(溫度變化、三極管老化、電源電壓波動等)的影響下,將引起靜態(tài)工作點的變動,嚴重時將使放大電路不能正常工作。溫度變化的影響最大:溫度↑→晶體管的發(fā)射結(jié)電壓UBE↓→
、ICEO均↑→IC↑→靜態(tài)工作點上移;反之,則靜態(tài)工作點下移。改進電路——分壓式偏置放大電路:當溫度升高使IC
增加時,能自動減少IB,從而抑制Q點的變化,保持Q點基本穩(wěn)定。1.直流通路及靜態(tài)值的估算若I2>>IB,一般取I2=(5~10)IB,則基極電位:若VB>>UBE,一般取VB=(5~10)UBE,則不受溫度影響使VB基本不變使IC基本不變使Au不下降不受溫度影響1.直流通路及靜態(tài)值的估算若I2>>IB,VB>>UBE,則2.穩(wěn)定工作點的過程發(fā)射極電阻RE:反饋電阻,將輸出電流的變化反饋至輸入端。溫度↑靜態(tài)工作點基本穩(wěn)定。RE越大,穩(wěn)定性能越好。RE太大,發(fā)射極電位VE增高,減小輸出電壓的大小。RE選擇:小電流情況下為幾百歐~幾千歐,大電流情況下為幾歐~幾十歐。交流旁路電容CE:使發(fā)射極電流的交流分量旁路,避免了電壓放大倍數(shù)的下降,一般為幾十微法~幾百微法?!鶬C↑→IE↑→VE=REIE↑→UBE=VB-VE
↓IB↓←IC↓←固定3.動態(tài)性能指標的計算與固定偏置式共射極放大電路的微變等效電路相似微變等效電路未接旁路電容CE:交流通路微變等效電路未接旁路電容CE:交流通路微變等效電路無旁路電容CE有旁路電容CE分壓式偏置放大電路減小增大不變無旁路電容時,電路中引入串聯(lián)電流負反饋(第3.4節(jié))。雖然放大倍數(shù)降低了,但改善了放大電路的工作性能,其中包括提高了放大電路的輸入電阻。例2已知,UCC=24V,RB1=33k
,RB2=10k
,
RC=3.3k
,RE=3.3k
,
RL=5.1k
,
=40。試求:(1)靜態(tài)估算值;(2)電壓放大倍數(shù),輸入電阻,輸出電阻;(3)當RE兩端未并聯(lián)旁路電容CE時,電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。解:(1)(2)(3)
2.3射極輸出器交流通路交流通路:從基極輸入信號,從發(fā)射極輸出信號。集電極為公共端——共集電極放大電路。利用微變等效電路法,對電路動態(tài)分析,得電路特點:(1)電壓放大倍數(shù)接近1,但恒小于1,無電壓放大作用,但有一定的電流放大和功率放大作用。(2)輸出電壓與輸入電壓同相,故,電路具有跟隨作用,因此又稱為射極跟隨器。(3)輸入電阻高,輸出電阻低。電路應用:(1)多級放大電路或電子測量儀器的輸入級:減小信號源內(nèi)阻壓降,大部分信號電壓送到放大電路輸入端;減小儀器從信號源吸取的電流,減小儀器接入時對被測電路產(chǎn)生的影響。(2)多級放大電路的輸出級:提高帶負載的能力。(3)緩沖級或中間隔離級:兩級共發(fā)射極放大電路之間,阻抗匹配作用,提高前級、后級的電壓放大倍數(shù),改善多級放大電路的工作性能。
2.4多級放大電路由一個晶體管構(gòu)成的單級放大電路,電壓放大倍數(shù)一般只有幾十至幾百倍,往往不能滿足實際的需求。多級放大電路:把若干單級放大電路組合起來。前一級輸出是后一級輸入,信號逐級放大。電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等都能達到所需要求。輸入級:第1級,對輸入級的要求與輸入信號有關;中間級:幾級放大電路組成,進行信號放大,提供足夠大的放大倍數(shù);輸出級:最后一級,與負載相接,對輸出級的要求要考慮負載的性質(zhì)。1.耦合方式及特點級間耦合:多級放大電路級與級之間的連接。耦合方式:阻容耦合、直接耦合、變壓器耦合和光電耦合等。對級間耦合電路的基本要求:(1)要保證各級都能在合適的靜態(tài)工作點工作;(2)盡量減小信號在傳遞過程中的損耗和失真。
阻容耦合:利用耦合電容把兩級連接起來。電容隔直作用,各級的直流通路互不相通,靜態(tài)工作點互相獨立。當耦合電容足夠大時,前一級的輸出信號可以幾乎不衰減地加到后一級的輸入端。集成電路中很難制造大容量電容,所以在集成電路中不采用。應用于分立元件組成的多級放大電路中。第一級第二級負載信號源兩級之間通過耦合電容
C2與下級輸入電阻連接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––VT1VT2直接耦合:前級的輸出端直接接到后級的輸入端。耦合電路簡單,信號無失真?zhèn)鬟f,常用于集成電路中。放大緩慢變化的信號或直流信號。+UCCuoRC2VT2uiRC1R1VT1R2––++RE2直接耦合存在問題:(1)前后級靜態(tài)工作點互相影響;(2)存在零點漂移現(xiàn)象:輸入端短接(ui=0)時,輸出端電壓不保持恒定,緩慢地、無規(guī)則地變化。引起原因:電源電壓波動、元件老化、半導體元件參數(shù)隨溫度變化使靜態(tài)工作點波動等(溫度漂移)。零點漂移會淹沒真正的輸出信號,使電路無法正常工作。零點漂移的大小是衡量直接耦合放大器性能的一個重要指標。前級靜態(tài)工作點的微小波動能像信號一樣被后面逐級放大并且輸出,故整個放大電路零點漂移大小主要由第一級電路零點漂移決定。為了提高放大器放大微弱信號的能力,提高放大倍數(shù)的同時,減小輸入級的零點漂移。差分放大電路是抑制零點漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)。變壓器耦合:變壓器做耦合元件。各級靜態(tài)工作點互不影響,并可實現(xiàn)阻抗匹配。變壓器體積大、費用高,且電路低頻特性差、損耗多,現(xiàn)已較少采用。光電耦合:用發(fā)光器件將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?,再通過光敏器件把光信號變?yōu)殡娦盘杹韺崿F(xiàn)級間耦合。如在第1.3節(jié)中介紹過的光電耦合器件。2.分析方法簡介多級放大電路的分析:靜態(tài)分析、動態(tài)分析。靜態(tài)分析:分析求解各級電路的直流靜態(tài)工作點。阻容耦合的多級放大電路:各級直流互不影響,各級靜態(tài)工作點分別計算。直接耦合的多級放大電路:各級直流互相影響,一般要列方程計算。動態(tài)分析:求解整個多級放大電路的動態(tài)性能指標。動態(tài)分析步驟:(1)畫出放大電路交流通路和微變等效電路;(2)計算每一級的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻;(3)計算總的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。計算某一級放大電路的性能指標時,考慮前后級之間的關系:后級看作前級的負載,后級的輸入電阻看作前級的負載電阻。前級看作后級的信號源,前級的輸出電阻看作后級信號源的內(nèi)阻??偟碾妷悍糯蟊稊?shù)、輸入電阻、輸出電阻計算方法:(1)總的電壓放大倍數(shù)等于各級電壓放大倍數(shù)的乘積
Au=Au1Au2……Aun(2)總的輸入電阻等于輸入級即第一級的輸入電阻
ri=ri1(3)總的輸出電阻等于輸出級即最后一級的輸出電阻
ro=ron
2.5差分放大電路在直接耦合放大電路中抑制零點漂移的措施很多:選取溫度特性比較穩(wěn)定的硅管作為放大元件,利用熱敏元件進行溫度補償,以抵消由于溫度變化使晶體管參數(shù)變化帶來的影響等,最有效的抑制方式是改進電路的結(jié)構(gòu)形式。差分放大電路是能很好地抑制零點漂移的電路形式,通常用于多級直接耦合放大電路的輸入級。1.基本差分放大電路的組成對稱電路結(jié)構(gòu):兩個共射極放大電路。理想情況下,兩個晶體管特性、對應電阻參數(shù)值都相同,靜態(tài)工作點相同。輸入電壓ui1、ui2:兩個晶體管的基極輸入,輸出電壓uo:兩個晶體管的集電極之間輸出。2.零點漂移的抑制靜態(tài):ui1=ui2=0,電路對稱,兩個晶體管各極電流及電位分別對應相等,IC1=IC2
,VC1=VC2
輸出電壓為零,uo=VC1–VC2=0
溫度變化時,兩管參數(shù)變化,引起各極電流和電位發(fā)生變化。電路對稱,變化量大小相等、方向相同,ΔIC1=ΔIC2
,ΔVC1=ΔVC2
輸出電壓為零:uo=(VC1+ΔVC1)–(VC2+ΔVC2)=0抑制因溫度變化(或其他原因)而引起的兩管同向零點漂移。2.零點漂移的抑制發(fā)射極電阻RE可限制每個管子的漂移范圍,進一步減小零點漂移,穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點。溫度↑→IC1↑IC2↑→IE↑→URE↑→UBE1↓UBE2↓→IB1↓IB2↓
IC1↓IC2↓負反饋作用RE越大,抑制作用越顯著。RE過大:+UCC一定時,集電極電流過小,影響靜態(tài)工作點和電壓放大倍數(shù)。負電源-UEE:抵償RE兩端的直流電壓降,從而獲得合適的靜態(tài)工作點。3.信號的輸入方式(1)共模輸入
ui1=ui2
大小相等、極性相同兩管各極電流和電位的變化相同,輸出電壓為零。電路對共模信號無放大作用,有很強的抑制作用,共模放大倍數(shù)Auc=0。(2)差模輸入ui1=–ui2
大小相等、極性相反兩管各極電流和電位的變化大小相等、反相,輸出電壓uo=ΔVC1–ΔVC2=2ΔVC1≠0。電路對差模信號有放大作用,差模放大倍數(shù)Aud≠0。3.信號的輸入方式(3)比較輸入
兩個輸入信號大小、極性任意。將比較信號分解為共模信號uic和差模信號uid的疊加:ui1=uic+uid
ui2=uic–uid電路對共模分量無放大作用,對差模分量有放大作用。例如:ui1=10mV,ui2=6mVui2=8mV-2mV可分解成:
ui1=8mV+2mV4.共模抑制比差分放大電路中,差模信號是有用信號,對差模信號應有較大的放大倍數(shù);共模放大倍數(shù)越小越好,電路對零點漂移的抑制能力越強。共模抑制比KCMRR
:差模電壓放大倍數(shù)Aud與共模電壓放大倍數(shù)Auc之比共模抑制比越大,差分放大電路分辨有用的差模信號的能力越強,而受共模信號的影響越小。理想情況:KCMRR→∞。
2.6功率放大電路多級放大電路的最終目的是要有一定的功率放大能力,以推動負載的工作,如揚聲器發(fā)聲、電動機旋轉(zhuǎn)、繼電器動作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。多級放大電路的輸出級一般為功率放大電路,將中間級的輸出信號進行功率放大。2.6.1對功率放大電路的基本要求(1)在不失真的情況下輸出盡可能大的功率。功放中的晶體管工作在極限狀態(tài),信號的動態(tài)范圍大,易產(chǎn)生非線性失真,要求非線性失真一定在允許范圍內(nèi);(2)具有較高的效率。同等輸出功率,效率越高,直流電源需要供給的能量越少。負載得到的交流信號有功功率電源供給的直流功率放大電路按照靜態(tài)工作點設置的不同,分為三種工作狀態(tài):甲類工作狀態(tài):靜態(tài)工作點Q大致在交流負載線的中點。靜態(tài)電流IC大,晶體管消耗的功率大,電路的效率低。甲乙類工作狀態(tài):Q沿交流負載線下移,效率提高。波形部分失真。乙類工作狀態(tài):Q下移到IC≈0處,管耗更小,效率更高。波形嚴重失真。為了提高效率,同時減小信號波形的失真,常采用工作于甲乙類或乙類狀態(tài)的互補對稱功率放大電路。2.6.2互補對稱功率放大電路乙類放大OCL電路:正、負等值的雙電源供電,VT1:NPN型,VT2:PNP型,兩管的其他特性和參數(shù)一致,構(gòu)成射極輸出器電路。靜態(tài)(ui
=0):VB=0,VE=0,偏置電壓為零,VT1、VT2均截止,IC=0,乙類工作狀態(tài),負載中沒有電流,uo=0。動態(tài)(ui≠0):ui
>0時,VT1導通、VT2截止,電流iC1通過負載RL,得正半周uo;ui
<0時,VT2導通、VT1截止,電流iC2通過負載RL,得負半周uo。1.無輸出電容(OCL)的互補對稱功率放大電路uoiC1互補對稱電路:在輸入信號的整個周期內(nèi),VT1、VT2輪流導通,互相補充,從而輸出完整的信號波形。電路采用射極輸出器的形式,具有電流和功率放大作用,并且提高了輸入電阻和帶負載的能力。理想情況下,乙類互補對稱電路的輸出沒有失真。由于沒有直流偏置電流,實際上只有當輸入信號ui的數(shù)值大于晶體管的死區(qū)電壓(NPN型硅管約為0.5V,PNP型鍺管約為0.2V)時晶體管才能導通。交越失真:輸入信號ui的數(shù)值小于死區(qū)電壓時,VT1、VT2均截止,負載電阻上輸出電壓為零,uo波形在正、負半周交接處出現(xiàn)失真。
克服交越失真的辦法:采用甲乙類放大OCL電路。二極管VD1、VD2組成偏置電路,導通壓降使晶體管靜態(tài)時略微導通,在輸入信號的過零處晶體管可以導通,克服了交越失真。IC很小,電路工作在甲乙類狀態(tài)。2.無輸出變壓器(OTL)的互補對稱功率放大電路甲乙類放大OTL電路:單電源供電,通過耦合電容C與負載電阻RL相連。靜態(tài):兩管對稱,兩管發(fā)射極電位即電容兩端電壓為1/2UCC。動態(tài):ui
>0時,VT1導通、VT2截止,電源向電容C充電,并得正半周uo;ui
<0時,VT2導通、VT1截止,電容C放電,作為VT2的直流電源,并得負半周uo。只要電容C的容量足夠大,其兩端電壓可認為近似1/2UCC不變,VT1、VT2的集-射極之間所加的電源電壓都是1/2UCC。2.6.3集成功率放大電路集成功率放大電路種類和型號很多,使用時只需在電路外部接入規(guī)定數(shù)值的直流電源、電阻、電容及負載,即可正常工作。由LM386組成的一種應用電路。R2、C4:電源去耦電路,濾掉電源中的高頻交流分量;R3、C3:相位補償電路,消除自激振蕩,并改善高頻時的負載特性;C2:防止自激振蕩。
2.7場效應管放大電路場效應晶體管與雙極型晶體管在功能和應用上基本相同,都具有放大作用和開關作用。將場效應管的柵極G、漏極D和源極S與晶體管的基極B、集電極C和發(fā)射極E對應,則兩者的放大電路很相似。與晶體管相比,
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