電工學(xué)秦曾煌主編第六下冊(cè)電子技術(shù)基本放大電路課件學(xué)習(xí)教案

會(huì)計(jì)學(xué)1電工學(xué)秦曾煌主編第六下冊(cè)電子技術(shù)基本放大電路(15-2)第十五章基本放大電路§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(dòng)態(tài)分析§15.4靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定§15.5放大電路的頻率特性§15.6射極輸出器§15.7差分放大電路§15.8互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路§15.9場(chǎng)效應(yīng)管及其放大電路第1頁(yè)/共145頁(yè)(15-3)§15.1共發(fā)射極放大電路的組成三極管放大電路有三種形式共射放大器共基放大器共集放大器以共射放大器為例講解工作原理

在生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，常要求用微弱的信號(hào)去控制較大功率的負(fù)載，而晶體管的主要用途之一就是利用其電流放大作用組成放大電路，以實(shí)現(xiàn)上述功能。第2頁(yè)/共145頁(yè)(15-4)共射接法共集接法共基接法放大電路的三種接法第3頁(yè)/共145頁(yè)(15-5)放大概念:

把微弱變化的信號(hào)放大成較大變化的信號(hào)。放大實(shí)質(zhì):

用小能量信號(hào)，借助于三極管的電流控制作用，把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。其它技術(shù)指標(biāo)：輸入電阻、輸出電阻、通頻帶等。放大對(duì)象:變化的量。第4頁(yè)/共145頁(yè)(15-6)電壓放大倍數(shù)：Au=Uo/Ui

輸入電阻：ri=Ui/Ii

輸出電阻：內(nèi)阻ro放大電路示意圖第5頁(yè)/共145頁(yè)(15-7)輸入輸出？參考點(diǎn)-+RB一、基本放大電路的組成放大元件為晶體管，它工作在放大區(qū)，應(yīng)保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。iC=iB-+uiuo+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-第6頁(yè)/共145頁(yè)(15-8)

集電極電源，為電路提供能量，并保證集電結(jié)反偏。-+uiuoRB+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-集電極電源：一般為幾伏到幾十伏。第7頁(yè)/共145頁(yè)(15-9)-+uiuoRB+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。集電極電阻：一般為幾千歐到幾十千歐。第8頁(yè)/共145頁(yè)(15-10)作用：使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)?；鶚O電源與基極電阻。-+uiuoRB+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-基極電阻：一般為幾十千歐到幾百千歐。第9頁(yè)/共145頁(yè)(15-11)-+uiuoRB+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-作用：隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時(shí)能使信號(hào)順利輸入輸出。耦合電容：常為電解電容，有極性。大小為幾

F到幾十

F第10頁(yè)/共145頁(yè)(15-12)-+uiuo+UCCRCC1C2TRses+-RL+-RBRBEB可以省去電路改進(jìn)：采用單電源供電。第11頁(yè)/共145頁(yè)(15-13)－＋二、基本放大電路的工作原理ui=0時(shí)由于電源UCC的存在IB0IC0IBQICQIEQ=IBQ+ICQRB+UCCRCC1C2TUBEQUCEQ(ICQ,UCEQ)(IBQ,UBEQ)第12頁(yè)/共145頁(yè)(15-14)ui=0時(shí)ui=0時(shí)，各點(diǎn)波形RB+UCCRCC1C2TiCiB第13頁(yè)/共145頁(yè)(15-15)(IBQ,UBEQ)

和(ICQ,UCEQ

)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)。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ第14頁(yè)/共145頁(yè)(15-16)－＋RB+UCCRCC1C2TUi≠0時(shí)IBUBEQuBE有一微小的變化ibtuit第15頁(yè)/共145頁(yè)(15-17)－＋I(xiàn)CUCEuCE怎么變化？ibtictRB+UCCRCC1C2TUi≠0時(shí)沿一條直線變化ucetuCE=UCC-iCRC第16頁(yè)/共145頁(yè)(15-18)－＋ui≠0時(shí)，各點(diǎn)波形RB+UCCRCC1C2uituiiCuCEuoiBuo與ui反相！iCtiBtuCEtuot第17頁(yè)/共145頁(yè)(15-19)ui=0→uBE=UBE，uCE=UCE，

uo=0？uCE=UCC－iC

RCui

0→

uBE=UBE+ui，uCE=UCE+uo，

uo

0uitOUBEIBICuBEtOiBtOiCtOuCEtOUCEuotO共射電路電壓放大作用總結(jié)

若參數(shù)選取得當(dāng)，輸出電壓可比輸入電壓大，且兩者相位相差1800，。第18頁(yè)/共145頁(yè)(15-20)

外加輸入信號(hào)輸入后，各電流和電壓的大小均發(fā)生了變化，但均是在直流量的基礎(chǔ)上變化。+集電極電流直流分量交流分量動(dòng)態(tài)分析iCtICOiCticO靜態(tài)分析iCtO第19頁(yè)/共145頁(yè)(15-21)放大電路實(shí)現(xiàn)放大的條件1.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)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。3.輸入回路可將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。4.輸出回路可將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號(hào)。第20頁(yè)/共145頁(yè)(15-22)如何判斷一個(gè)電路是否能實(shí)現(xiàn)放大？3.

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。4.正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。1.輸入信號(hào)能否輸入到放大電路中。2.輸出信號(hào)能否輸出。方法：應(yīng)與實(shí)現(xiàn)放大的條件相對(duì)應(yīng)

如果電路參數(shù)已給定，則應(yīng)通過計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)來判斷；如果電路參數(shù)未給定，則假設(shè)參數(shù)設(shè)置正確。第21頁(yè)/共145頁(yè)(15-23)§15.2放大電路的靜態(tài)分析放大電路分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法計(jì)算機(jī)仿真靜態(tài)：放大電路無(wú)輸入信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài)動(dòng)態(tài)：放大電路有輸入信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài)第22頁(yè)/共145頁(yè)(15-24)放大電路中的電容對(duì)交、直流信號(hào)的作用是不同的。如果電容容量足夠大，可以認(rèn)為它對(duì)交流信號(hào)不起作用，即對(duì)交流信號(hào)相當(dāng)于短路，而對(duì)直流信號(hào)相當(dāng)于開路。這樣交、直流信號(hào)所走的通路是不同的。直流通路：只考慮直流信號(hào)的分電路。交流通路：只考慮交流信號(hào)的分電路。在放大電路中信號(hào)的不同分量可以分別在不同的通路中分析。第23頁(yè)/共145頁(yè)(15-25)

符號(hào)規(guī)定：UA大寫字母、大寫下標(biāo)，表示直流分量。Ua大寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量有效值。uA小寫字母、大寫下標(biāo)，表示總瞬時(shí)值?？偹矔r(shí)值ua交流分量UA直流分量uAt0ua小寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量。第24頁(yè)/共145頁(yè)(15-26)分析對(duì)象：各電極電壓電流的直流分量。設(shè)置Q點(diǎn)的目的：

使放大電路的放大信號(hào)不失真；使放大電路工作在較好的工作狀態(tài)，靜態(tài)是動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)。靜態(tài)分析：確定放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)Q。即IBQ、ICQ、UCEQ

。用放大電路的直流通路確定靜態(tài)值所用電路：放大電路的直流通路。第25頁(yè)/共145頁(yè)(15-27)直流通路畫法：令輸入信號(hào)為零，電容相當(dāng)于開路。開路開路RB+UCCRCC1C2T直流通路RB+UCCRC第26頁(yè)/共145頁(yè)(15-28)估算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)：IBQ、ICQ、UCEQ

根據(jù)直流通路估算IBQIBQUBERB稱為偏置電阻，IBQ稱為偏置電流。+UCC直流通路RBRC第27頁(yè)/共145頁(yè)(15-29)

根據(jù)直流通路估算UCEQ、ICQICQUCEQ直流通路RBRC+UCC第28頁(yè)/共145頁(yè)(15-30)例：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：UCC=12V，RC=4k

，

RB=300k，

=37.5。解：請(qǐng)注意電路中IB和IC的數(shù)量級(jí)。P36例第29頁(yè)/共145頁(yè)(15-31)步驟：

1.用估算法確定IBQ

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ICQ和UCEQ用圖解法確定靜態(tài)值第30頁(yè)/共145頁(yè)(15-32)ICUCEUCE~IC滿足什么關(guān)系？1.三極管的輸出特性。2.UCE=UCC–ICRC。UCC直流負(fù)載線與輸出特性的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)IBQ直流通路RB+UCCRCICUCE0Q第31頁(yè)/共145頁(yè)(15-33)§15.3放大電路的動(dòng)態(tài)分析

當(dāng)放大電路有輸入信號(hào)時(shí)，各點(diǎn)的電壓或電流通常都既含有直流分量，又含有交流分量。

直流分量通常為靜態(tài)值（不失真情況下），而交流分量是信號(hào)分量。

動(dòng)態(tài)分析是在靜態(tài)值確定后，對(duì)信號(hào)的傳輸情況進(jìn)行分析。第32頁(yè)/共145頁(yè)(15-34)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：各電極電壓和電流的交流分量。目的：分析Au、ri、ro與電路參數(shù)的關(guān)系，為電路的設(shè)計(jì)打基礎(chǔ)。第33頁(yè)/共145頁(yè)(15-35)微變等效電路法

微變等效電路：

將非線性的晶體管進(jìn)行線性化，從而將由其組成的放大電路等效為一個(gè)線性電路。線性化的條件：

晶體管工作于小信號(hào)（微變量）情況。此時(shí)，特性曲線在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的小范圍內(nèi)，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。第34頁(yè)/共145頁(yè)(15-36)一、晶體管的微變等效電路1.輸入回路iBuBE當(dāng)輸入信號(hào)很小時(shí)，可將三極管輸入特性在Q點(diǎn)附近近似線性化。

uBE

iB對(duì)輸入的交流小信號(hào)而言，晶體管的輸入回路可用電阻rbe等效。rbe值約幾百歐到幾千歐，手冊(cè)中常用hie表示。對(duì)于小功率三極管：輸入電阻第35頁(yè)/共145頁(yè)(15-37)2.輸出回路iCuCE輸出端相當(dāng)于一個(gè)受ib控制的電流源。

近似平行等距考慮uCE對(duì)iC的影響，輸出端還要并聯(lián)一個(gè)大電阻rce。晶體管輸出電阻：iC

uCErce愈大,曲線越水平,其恒流特性愈好。其值約幾十千歐到幾百千歐。第36頁(yè)/共145頁(yè)(15-38)ubeibuceicubeuceicrce很大一般忽略3.晶體管的微變等效電路rbeibibrcerbeibibbce等效cbe第37頁(yè)/共145頁(yè)(15-39)短路短路置零RB+UCCRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路二、放大電路的微變等效電路

交流通路畫法：令直流電源為零，電容相當(dāng)于短路。第38頁(yè)/共145頁(yè)(15-40)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交流通路RBRCRLuiuouirbeibibiiicuoRBRCRL第39頁(yè)/共145頁(yè)(15-41)Ui和Uo分別是輸入和輸出電壓的有效值。Au是復(fù)數(shù)，反映了輸出和輸入的幅值比與相位差。三、電壓放大倍數(shù)的計(jì)算1.電壓放大倍數(shù)的定義：電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網(wǎng)絡(luò)表示如圖：uiuoAu第40頁(yè)/共145頁(yè)(15-42)2、電壓放大倍數(shù)的計(jì)算特點(diǎn)：負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRBRCRL第41頁(yè)/共145頁(yè)(15-43)

增大β→Au增大？

在IE一定的條件下，β增大→rbe

增大，但不成正比，隨β增大→β/rbe將越來越小，當(dāng)β足夠大時(shí)，Au幾乎與β無(wú)關(guān)。

在β一定時(shí)，略微增大IE

可使

Au在一定范圍內(nèi)明顯提高。第42頁(yè)/共145頁(yè)(15-44)

輸入電阻是衡量放大電路從信號(hào)源索取電流大小的參數(shù)，它是動(dòng)態(tài)電阻。放大電路的輸入電阻越大，它從信號(hào)源索取的電流就越小，從而對(duì)信號(hào)源的影響就越小，因此一般希望得到較大的輸入電阻。Au~US1、輸入電阻的定義即：ri越大，ii就越小，ui就越接近uS。四、輸入電阻的計(jì)算第43頁(yè)/共145頁(yè)(15-45)2、輸入電阻的計(jì)算對(duì)于為放大電路提供信號(hào)的信號(hào)源來說，放大電路是負(fù)載，這個(gè)負(fù)載的大小可以用輸入電阻來表示。rbeRBRCRL第44頁(yè)/共145頁(yè)(15-46)Au~US

因放大電路對(duì)其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號(hào)源，故可將其等效為戴維南等效電路，此戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。它也是動(dòng)態(tài)電阻。~roUS'五、輸出電阻的計(jì)算1、輸出電阻的定義第45頁(yè)/共145頁(yè)(15-47)步驟：1.去掉負(fù)載電阻，令電路中所有的獨(dú)立電源為零。2.在輸出端加電壓求電流。a：計(jì)算方法（加壓求流法）2、輸出電阻的求解方法第46頁(yè)/共145頁(yè)(15-48)Uo1.測(cè)量負(fù)載電阻開路時(shí)的開路電壓。~roUs'2.測(cè)量接入負(fù)載后的輸出電壓。~roUs'RLUo'步驟：3.計(jì)算。b：測(cè)量方法第47頁(yè)/共145頁(yè)(15-49)rbeRBRCRL003、放大電路輸出電阻的計(jì)算

在放大電路的微變等效電路中，去掉負(fù)載電阻，令ui=0，并在輸出端加電壓求電流。第48頁(yè)/共145頁(yè)(15-50)ic其中：uceRBRCRLuiuo交流通路圖解法一、交流負(fù)載線：反映動(dòng)態(tài)時(shí)iC和uCE的變化關(guān)系。第49頁(yè)/共145頁(yè)(15-51)交流分量

ic和

uce與總的瞬時(shí)值

iC

和uCE有如下關(guān)系：所以：即：1、交流信號(hào)沿著斜率為：的直線變化。2、此直線通過Q點(diǎn)，稱為交流負(fù)載線。第50頁(yè)/共145頁(yè)(15-52)交流負(fù)載線的畫法ICUCEUCCQIB過Q點(diǎn)作一條直線，斜率為：交流負(fù)載線直流負(fù)載線第51頁(yè)/共145頁(yè)(15-53)QuCE/VttiB/

AIBtiC/mAICiB/

AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQiCQ1Q2ibuiuo

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)。

二、圖解分析交流負(fù)載線第52頁(yè)/共145頁(yè)(15-54)三、放大電路的非線性失真在放大電路中，輸出信號(hào)應(yīng)該成比例地放大輸入信號(hào)（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號(hào)不能反映輸入信號(hào)的情況，放大電路產(chǎn)生非線性失真。為了得到盡量大的輸出信號(hào)，要把Q設(shè)置在交流負(fù)載線的中間部分。如果Q設(shè)置不合適，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)，則造成非線性失真。

下面分析失真的原因。為簡(jiǎn)化分析，假設(shè)負(fù)載為空載(RL=)。第53頁(yè)/共145頁(yè)(15-55)iCuCEuo可輸出最大不失真信號(hào)1、靜態(tài)工作點(diǎn)Q在交流負(fù)載線的中間：ib第54頁(yè)/共145頁(yè)(15-56)iCuCEuo2、Q點(diǎn)過低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)放大電路產(chǎn)生截止失真輸出波形輸入波形ib削頂

適當(dāng)增加基極電流可消除失真。第55頁(yè)/共145頁(yè)(15-57)iCuCE3、Q點(diǎn)過高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)放大電路產(chǎn)生飽和失真ib輸入波形uo輸出波形削底

適當(dāng)減小基極電流可消除失真。第56頁(yè)/共145頁(yè)(15-58)

具有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)：

Q應(yīng)大致選在交流負(fù)載線的中心；輸入信號(hào)Ui的幅值不能太大。放大電路不產(chǎn)生非線性失真條件第57頁(yè)/共145頁(yè)(15-59)§15.4靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定

為保證放大電路穩(wěn)定工作，電路必須具有合適的、穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)。但是，溫度的變化將會(huì)嚴(yán)重地影響靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。

對(duì)前面分析的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點(diǎn)由UBE、

和ICEO決定，而這三個(gè)參數(shù)會(huì)隨溫度而變化，溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響主要體現(xiàn)在這一方面。TUBE

ICEOQ第58頁(yè)/共145頁(yè)(15-60)一、溫度對(duì)Q點(diǎn)的影響iBuBE25oC50oCTUBEIBIC1、溫度對(duì)UBE的影響第59頁(yè)/共145頁(yè)(15-61)2、溫度對(duì)

值及ICEO的影響T

、ICEOICiCuCEQQ′在輸出特性曲線上總的效果是：

溫度上升時(shí),輸出特性曲線上移,會(huì)造成Q點(diǎn)上移。第60頁(yè)/共145頁(yè)(15-62)3、小結(jié)TIC

固定偏置電路的Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的。Q點(diǎn)不穩(wěn)定可能會(huì)導(dǎo)致其靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而造成非線性失真。為此，需要改進(jìn)偏置電路，當(dāng)溫度升高、IC增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少IB，從而抑制Q點(diǎn)的變化，使Q點(diǎn)基本保持穩(wěn)定。常用的分壓式偏置電路可穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。第61頁(yè)/共145頁(yè)(15-63)二、分壓式偏置電路：RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo1、靜態(tài)分析I1I2IBRB1+UCCRCTRB2RE直流通路RE射極直流負(fù)反饋電阻CE

交流旁路電容第62頁(yè)/共145頁(yè)(15-64)TUBEIBICUEIC

本電路的穩(wěn)壓過程實(shí)際是因?yàn)榧恿薘E引入了負(fù)反饋。a.靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的原理I1I2IBRB1+UCCRCTRB2REBEBUV>>B2II>>電路組成條件：第63頁(yè)/共145頁(yè)(15-65)I1I2IBQRB1+UCCRCTRB2RE直流通路Bb.求靜態(tài)工作點(diǎn)→第64頁(yè)/共145頁(yè)(15-66)可以認(rèn)為與溫度無(wú)關(guān)。I1I2IBQRB1+UCCRCTRB2RE直流通路似乎I2、VB越大越好。但I(xiàn)2↑→RB1、RB2太小，會(huì)增加損耗，降低輸入電阻，故其阻值一般取幾十k

。而VB過高會(huì)令VE增高，當(dāng)UCC一定時(shí)，將令UCE減小，導(dǎo)致放大電路輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍減小。B第65頁(yè)/共145頁(yè)(15-67)例：已知：

=50，UCC=12V，RB1=7.5k

，

RB2=2.5k

，RC=2k

，RE=1k

，試求：該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo解：第66頁(yè)/共145頁(yè)(15-68)2、動(dòng)態(tài)分析+UCCuoRB1RCC1C2RB2CERERLuiuoRB1RCRLuiRB2交流通路第67頁(yè)/共145頁(yè)(15-69)rbeRCRLR'B微變等效電路uoRB1RCRLuiRB2交流通路第68頁(yè)/共145頁(yè)(15-70)問題1：如果去掉CE，放大倍數(shù)如何變化？I1I2IBRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoCE的作用：

交流通路中,它可將

RE短路，使

RE對(duì)交流信號(hào)不起作用,放大倍數(shù)不受影響。第69頁(yè)/共145頁(yè)(15-71)去掉CE后：交流通路和微變等效電路：rbeRCRLRER'BRB1RCRLuiuoRB2REri’第70頁(yè)/共145頁(yè)(15-72)rbeRCRER'BRS結(jié)論：去掉CE后，Au減小、ri增大、ro不變。輸出電阻：用加壓求流法求解。rbeRCRLRER'B第71頁(yè)/共145頁(yè)(15-73)無(wú)旁路電容CE有旁路電容CE分壓式偏置電路減小提高不變第72頁(yè)/共145頁(yè)(15-74)RB1+UCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2問題2：如果電路如下圖所示，如何分析？第73頁(yè)/共145頁(yè)(15-75)I1I2IBRB1+UCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+UCCRCTRB2RE1RE2a、靜態(tài)分析：直流通路第74頁(yè)/共145頁(yè)(15-76)RB1+UCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2b、動(dòng)態(tài)分析：交流通路RB1RCRLuiuoRB2RE1第75頁(yè)/共145頁(yè)(15-77)交流通路：RB1RCRLuiuoRB2RE1微變等效電路：rbeRCRLRE1R'B第76頁(yè)/共145頁(yè)(15-78)問題：Au和Aus的關(guān)系如何？放大電路的放大倍數(shù)定義放大電路RLRSri第77頁(yè)/共145頁(yè)(15-79)§15.5放大電路的頻率響應(yīng)

由于在放大電路中一般有耦合電容、旁路電容、晶體管極間電容、聯(lián)線分布電容的存在，其容抗值隨頻率的變化而變化，所以放大電路對(duì)不同的頻率信號(hào)在幅度和相位

上所產(chǎn)生的放大效果不同。

當(dāng)輸入信號(hào)包含許多頻率分量時(shí)，輸出信號(hào)不可完全重現(xiàn)，從而產(chǎn)生幅度失真

和相位失真，它們均稱為頻率失真。第78頁(yè)/共145頁(yè)(15-80)頻率特性：幅頻特性、相頻特性。幅頻特性：┃Au┃與頻率的關(guān)系。相頻特性：Uo相對(duì)于Ui的相位差ψ與頻率的關(guān)系。放大電路的頻率特性-90o-180o|Au0|-270o|Au|通頻帶第79頁(yè)/共145頁(yè)(15-81)下限頻率f1：┃Au┃下降至0.707┃Auo┃時(shí)所對(duì)應(yīng)的較低的頻率。上限頻率f2：┃Au┃下降至0.707┃Auo┃時(shí)所對(duì)應(yīng)的較高的頻率。通頻帶：

f1至f2之間的頻率范圍。

放大電路的頻率特性-90o-180o|Au0|-270o|Au|通頻帶第80頁(yè)/共145頁(yè)(15-82)中頻段：┃Auo┃與頻率無(wú)關(guān)。電容不起作用。低頻段：┃Au┃下降。受耦合電容、旁路電容影響。

晶體管極間電容、聯(lián)線分布電容可視為開路。高頻段：┃Au┃下降。受晶體管極間電容、聯(lián)線分布電容影響。耦合電容、旁路電容可視為短路。

放大電路的頻率特性-90o-180o|Au0|-270o|Au|通頻帶第81頁(yè)/共145頁(yè)(15-83)§15.6射極輸出器RB+UCCC1C2RERLuiuoRB+UCCRE直流通路

對(duì)交流信號(hào)而言，由于集電極是輸入與輸出回路的公共端，故為共集電極放大電路。因從發(fā)射極輸出，又稱射極輸出器。第82頁(yè)/共145頁(yè)(15-84)一、靜態(tài)分析IBIE折算RB+UCCRE直流通路第83頁(yè)/共145頁(yè)(15-85)二、動(dòng)態(tài)分析RB+UCCC1C2RERLuiuoRBRERLuiuo交流通路第84頁(yè)/共145頁(yè)(15-86)RBRERLuiuo交流通路rbeRERLRB微變等效電路第85頁(yè)/共145頁(yè)(15-87)1.電壓放大倍數(shù)rbeRERLRB第86頁(yè)/共145頁(yè)(15-88)1.通常所以雖然電壓沒放大，但輸出電流Ie增加了。2.輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓跟隨器。結(jié)論：第87頁(yè)/共145頁(yè)(15-89)2.輸入電阻

輸入電阻較大。若作為前級(jí)的負(fù)載，對(duì)前級(jí)的放大倍數(shù)影響較小，且取得的輸入信號(hào)大。rbeRERLRBri’第88頁(yè)/共145頁(yè)(15-90)3.輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻。rbeRERBRSrbeRERLRBRS第89頁(yè)/共145頁(yè)(15-91)通常：所以：射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。

所謂帶負(fù)載能力強(qiáng)，是指當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，放大倍數(shù)基本不變。第90頁(yè)/共145頁(yè)(15-92)射極輸出器的應(yīng)用1.可將射極輸出器放在電路的首級(jí)，以提高輸入電阻。2.可將射極輸出器放在電路的末級(jí)，以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。3.可將射極輸出器放在電路的兩級(jí)之間，以起到電路的匹配作用。第91頁(yè)/共145頁(yè)(15-93)RB+UCCC1C2RERLuiuo例1：已知射極輸出器的參數(shù)如下：RB=570k

，

RE=5.6k

，RL=5.6k

，

=100，UCC=12V求Au、

ri和ro

。設(shè)：RS=1k

，

求：Aus、ri和ro

。3.RL=1k

和∞時(shí)，

求Au。第92頁(yè)/共145頁(yè)(15-94)RB+UCCC1C2RERLuiuoRB=570k

，RE=5.6k

，RL=5.6k

，

=100，UCC=12V第93頁(yè)/共145頁(yè)(15-95)RB=570k

，RE=5.6k

，RL=5.6k

，

=100，UCC=12V1.求Au、

ri和ro

。rbeRERLRB微變等效電路rbe=2.8k

，RS=0第94頁(yè)/共145頁(yè)(15-96)rbeRERLRB微變等效電路2.設(shè)：RS=1k

，求：Aus、ri和roRB=570k

，RE=5.6k

，RL=5.6k

，

=100，UCC=12Vrbe=2.8k

，RS=1k

第95頁(yè)/共145頁(yè)(15-97)RL=1k

時(shí)3.RL=1k

和時(shí)，求Au。比較：空載時(shí),Au=0.995

RL=5.6k

時(shí),Au=0.990

RL=1k

時(shí),Au=0.967RL=

時(shí)結(jié)論：射極輸出器帶負(fù)載能力強(qiáng)。第96頁(yè)/共145頁(yè)(15-98)+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2例2：阻容耦合電路如圖,設(shè)：

1=

2=50,rbe1=2.9k,

rbe2=1.7k

。試求：Aus、ri、ro

。前級(jí)后級(jí)耦合：

每?jī)蓚€(gè)單級(jí)放大電路之間的連接方式。第97頁(yè)/共145頁(yè)(15-99)關(guān)鍵:考慮級(jí)間影響。一.靜態(tài):

Q點(diǎn)同單級(jí)。二.動(dòng)態(tài)性能:方法:ri2=RL1+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2電路的性能分析ri2第98頁(yè)/共145頁(yè)(15-100)微變等效電路:ri2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2RE1R2R3RC2RLRSR1第99頁(yè)/共145頁(yè)(15-101)ri

=R1//ri’∵RL1

=RE1//

ri2=RE1//

[R2//R3

//rbe2]

27//1.7

1.7k

ri

=1000//(2.9+51×1.7)

82k

2.輸出電阻：1.

輸入電阻：RE1R2R3RC2RLRSR1ri’RL1’=R1//[rbe1

+（1+

)RL1']ro

=RC2=10k

第100頁(yè)/共145頁(yè)(15-102)3.中頻電壓放大倍數(shù):RE1R2R3RC2RLRSR1U01Ui2第101頁(yè)/共145頁(yè)(15-103)RE1R2R3RC2RLRSR1第一級(jí)放大倍數(shù)：Au1RL1’第102頁(yè)/共145頁(yè)(15-104)第二級(jí)放大倍數(shù)：Au2RE1R2R3RC2RLRSR1第103頁(yè)/共145頁(yè)(15-105)耦合方式：直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合；光電耦合。多級(jí)放大電路對(duì)耦合電路要求：1.靜態(tài)：保證各級(jí)Q點(diǎn)設(shè)置合適。2.動(dòng)態(tài):傳送信號(hào)。要求：波形不失真,減少壓降損失?！?5.7差分放大電路輸入級(jí)輸入輸出第二級(jí)輸出級(jí)…多級(jí)放大電路方框圖第104頁(yè)/共145頁(yè)(15-106)uiRC1R1T1措施：增加R2

、RE2

，用于設(shè)置合適的Q點(diǎn)。問題1：前后級(jí)Q點(diǎn)相互影響。+UCCuoRC2T2R2RE2直接耦合電路存在的特殊問題

前后極間直接連接。它既可放大交流信號(hào)，也可放大直流信號(hào)。第105頁(yè)/共145頁(yè)(15-107)=0問題2：零點(diǎn)漂移。原因：如溫度和參數(shù)的變化等。其中溫度的影響最嚴(yán)重。在多級(jí)電路中，尤以首級(jí)零漂的影響最嚴(yán)重，因其可逐級(jí)放大。uiRC1R1T1+UCCuoRC2T2R2RE2uot0有時(shí)會(huì)將信號(hào)淹沒措施：首級(jí)采用差分放大電路。≠0第106頁(yè)/共145頁(yè)(15-108)一、原理電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對(duì)稱。差分放大電路ui1ui2uoRCR1T1RBRCR1T2RB集成差分對(duì)管第107頁(yè)/共145頁(yè)(15-109)二、抑制零漂的原理uo=UC1-UC2

=0uo=(UC1+

uC1

)-(UC2+

uC2)=0當(dāng)ui1

=

ui2=0

時(shí)：當(dāng)溫度變化時(shí)：+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2第108頁(yè)/共145頁(yè)(15-110)三、共模電壓放大倍數(shù)AC+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2共模輸入信號(hào)：

ui1=ui2=uC

（大小相等，極性相同）理想情況：ui1=ui2

uC1=uC2

uo=0,等量同向變化共模電壓放大倍數(shù)：（很小,<1)實(shí)際情況：因兩側(cè)不完全對(duì)稱，uo

0，但很小第109頁(yè)/共145頁(yè)(15-111)uoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2四、差模電壓放大倍數(shù)Ad差模輸入信號(hào)：

ui1=-ui2=ud

（大小相等，極性相反）(很大,>1)設(shè)uC1=UC1+

uC1

，uC2=UC2+

uC2

。因ui1=-ui2，

uC1=-

uC2，等量異向變化

uo=uC1-uC2=

uC1-

uC2=2

uC1

差模電壓放大倍數(shù)：+UCC單管的Au第110頁(yè)/共145頁(yè)(15-112)五、共模抑制比(CMRR)的定義例:

Ad=-200，Ac=0.1

KCMR=20lg(-200)/0.1=66dBCMRR—CommonModeRejectionRatioKCMRR=KCMR

(dB)=(分貝)

其值越大，表明差放對(duì)差模信號(hào)的分辨能力越強(qiáng)，對(duì)共模信號(hào)的抑制作用越好。第111頁(yè)/共145頁(yè)(15-113)六、信號(hào)輸入

共模輸入：輸入共模信號(hào)。

差模輸入：輸入差模信號(hào)。

比較輸入：ui1、ui2大小和極性是任意的，但均可分解為共模分量和差模分量。

電路僅放大兩輸入信號(hào)的差值--差分放大電路。差模信號(hào)共模信號(hào)第112頁(yè)/共145頁(yè)(15-114)1、結(jié)構(gòu)為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位器:七、典型電路：雙電源長(zhǎng)尾式差放。特點(diǎn)：加入射極電阻RE；加入負(fù)電源-UEE

，采用正負(fù)雙電源供電。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEE第113頁(yè)/共145頁(yè)(15-115)2、雙電源的作用：

IB1、IB2由負(fù)電源–UEE提供。使信號(hào)變化幅度加大。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEE第114頁(yè)/共145頁(yè)(15-116)3、RE的作用溫度TICIE

≈2ICUEUBEIBICa、靜態(tài)時(shí)設(shè)ui1

=ui2

=0自動(dòng)穩(wěn)定RE具有強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔?/p>

抑制溫度漂移，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEEIBRB+UBE+0.5IERP+2IERE–UEE=0RP第115頁(yè)/共145頁(yè)(15-117)b、動(dòng)態(tài)時(shí)RE對(duì)差模信號(hào)作用ui1ui2ib1

,ic1ib2

,ic2ic1

=-ic2iRE

=ie1+

ie2

=0uRE

=0RE對(duì)差模信號(hào)不起作用RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RBRE–UEEib2ib1ic2ic1iRE交流通路：

RE相當(dāng)于短路；

0.5RL處相當(dāng)于接地。第116頁(yè)/共145頁(yè)(15-118)RE對(duì)共模信號(hào)有抑制作用（原理同靜態(tài)分析。即由于RE的負(fù)反饋?zhàn)饔?，使IE基本不變）

。uC

ic1、

ic2

iRE

、uRE

c、動(dòng)態(tài)時(shí)RE對(duì)共模信號(hào)作用+UCCuocRCT1RBRCT2RBRE–UEEuCuoc2uoc1ic1ic2iREuRE第117頁(yè)/共145頁(yè)(15-119)八、四種差分電路uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEE1、雙端輸入雙端輸出：Ad同單管Au2、雙端輸入單端輸出：Ad為單管±0.5Au3、單端輸入雙端輸出：Ad同單管Au4、單端輸入單端輸出：Ad為單管±0.5Au見P69表第118頁(yè)/共145頁(yè)(15-120)例：

擴(kuò)音系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)功率放大器的作用：用作放大電路的輸出級(jí)，以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如使揚(yáng)聲器發(fā)聲、繼電器動(dòng)作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。功率放大電壓放大信號(hào)提取§15.8互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路第119頁(yè)/共145頁(yè)(15-121)一、對(duì)功率放大電路的基本要求在不失真的情況下能輸出盡可能大的功率。功放電路常工作在極限狀態(tài)，其電流、電壓都比較大，必須防止波形失真，注意電路參數(shù)不能超過晶體管的極限值:PCM

、ICM

、U(BR)CEO

。ICMPCMU(BR)CEOIcuce第120頁(yè)/共145頁(yè)(15-122)由于功率較大，所以必須提高效率。電源提供的能量，應(yīng)盡可能地轉(zhuǎn)換給負(fù)載，以減少晶體管及線路上的損失。。Pomax

:負(fù)載上得到的交流信號(hào)功率。PE：電源提供的功率。提高效率方法：1、增大放大電路的動(dòng)態(tài)工作范圍。

2、減小電源供給的功率。第121頁(yè)/共145頁(yè)(15-123)甲類：靜態(tài)工作點(diǎn)Q大致在交流負(fù)載線的中點(diǎn)。

管耗大，理想情況下，ηmax=50%。乙類：靜態(tài)工作點(diǎn)Q位于Ic≈0處。管耗更小，效率較高，但會(huì)產(chǎn)生交越失真。甲乙類：靜態(tài)工作點(diǎn)Q偏下，靠近截止區(qū)。管耗較小，效率較高，但會(huì)產(chǎn)生失真。放大電路的三種工作狀態(tài)第122頁(yè)/共145頁(yè)(15-124)如何解決效率低的問題？辦法：降低Q點(diǎn)。

既降低Q點(diǎn)又不會(huì)引起截止失真的辦法：

采用互補(bǔ)對(duì)稱射極輸出器，或推挽輸出電路。缺點(diǎn)：但又會(huì)引起截止失真。第123頁(yè)/共145頁(yè)(15-125)

互補(bǔ)對(duì)稱功放的類型無(wú)輸出電容形式（OCL電路）無(wú)輸出變壓器形式（OTL電路）OCL:OutputCapacitorLessOTL:OutputTransformerLess互補(bǔ)對(duì)稱：電路中采用兩支晶體管，NPN、

PNP各一支；兩管特性一致。類型：二、互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路第124頁(yè)/共145頁(yè)(15-126)1、無(wú)輸出變壓器的互補(bǔ)對(duì)稱功放電路（OTL）A、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)RLuiT1T2+UCCCAuO++-+-1)由NPN型、PNP型三極管構(gòu)成兩個(gè)對(duì)稱的射極輸出器對(duì)接而成。2)單電源供電。3)輸出端加有大電容。第125頁(yè)/共145頁(yè)(15-127)B、靜態(tài)分析因T1、T2特性對(duì)稱令：RLuiT1T2+UCCCAuO++-+-故：T1、T2均截止，IC10，IC20T1、T2均不工作！第126頁(yè)/共145頁(yè)(15-128)RLuiT1T2+UCCCAuO++-+-C、動(dòng)態(tài)分析令：輸入端在UCC/2直流基礎(chǔ)上加入正弦信號(hào)。

若輸出電容足夠大,其電壓基本維持UCC/

2,負(fù)載可得正負(fù)半周對(duì)稱的交流信號(hào),但波形存在交越失真。交越失真T1導(dǎo)通、T2截止T1截止、T2導(dǎo)通0.5UCCuitic2uoic1同時(shí)電容被充電電容放電，相當(dāng)于電源第127頁(yè)/共145頁(yè)(15-129)D、電路的改進(jìn)：克服交越失真產(chǎn)生原因：晶體管特性存在非線性，ui

<死區(qū)電壓時(shí)晶體管截止。交越失真：當(dāng)輸入信號(hào)ui為正弦波時(shí)，輸出信號(hào)在過零前后出現(xiàn)的失真?？朔胧菏构茏屿o態(tài)工作點(diǎn)稍高于截止點(diǎn)，令其工作于甲乙類狀態(tài)。第128頁(yè)/共145頁(yè)(15-130)靜態(tài)：

R1、D1、D2上的壓降可使管T1、T2處于微導(dǎo)通，令其工作在甲乙類狀態(tài)。Ot