電工電子技術(shù)課件 第七章 放大器基礎(chǔ)

第七章放大器基礎(chǔ)本章知識點1．掌握PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕w管的電流分配和電流放大作用。2．了解二極管、穩(wěn)壓管和三極管的基本構(gòu)造、工作原理和特性曲線，理解主要參數(shù)的意義。3.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。4.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。5.掌握放大電路輸入、輸出電阻和多級放大的概念；掌握互補功率放大電路的工作原理。6.理解差動放大電路的工作原理和性能特點。7.了解場效應(yīng)管的電流放大作用、主要參數(shù)的意義。7.1半導(dǎo)體二極管及其模型7.1.1半導(dǎo)體的基本知識1.半導(dǎo)體的特點和分類半導(dǎo)體是指導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)，常見的如四價元素硅、鍺、硒等，在外界溫度升高、光照或摻入適量雜質(zhì)時，它們的導(dǎo)電能力大大增強。因此半導(dǎo)體被用來制成熱敏器件、光敏器件和半導(dǎo)體二極管、三極管、場效應(yīng)管等電子元器件。在純凈的半導(dǎo)體中摻入適量雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體，如果摻入的是三價元素，稱為P型半導(dǎo)體，如果摻入的是五價元素，稱為N型半導(dǎo)體。7.1半導(dǎo)體二極管及其模型7.1.1半導(dǎo)體的基本知識2.PN結(jié)及其單向?qū)щ娞匦?)PN結(jié)的形成在一塊完整的硅片上，用不同的摻雜工藝使其一邊形成N型半導(dǎo)體，另一邊形成P型半導(dǎo)體，那么在兩種半導(dǎo)體交界面附近就形成了PN結(jié)。2)PN結(jié)的單向?qū)щ娦寓偻饧诱螂妷篜N結(jié)外加正向偏置電壓簡稱正偏。P區(qū)接電源正極，N區(qū)接電源負極，外電場削弱了內(nèi)電場。②外加反向電壓PN結(jié)外加反向偏置電壓簡稱反偏。綜上所述，PN結(jié)正偏導(dǎo)通，反偏截止，即為PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴?.1半導(dǎo)體二極管及其模型7.1.2半導(dǎo)體二極管1.半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)、符號及類型在PN結(jié)的P區(qū)和N區(qū)兩側(cè)各引出一根電極，加以封裝，便形成半導(dǎo)體二極管，由P區(qū)引出的電極稱為陽極或正極，由N區(qū)引出的電極稱為陰極或負極。2.半導(dǎo)體二極管的伏安特性伏安特性反映了二極管外加電壓和流過二極管的關(guān)系，伏安特性是二極管的固有屬性。圖7-4示出了二極管伏安特性關(guān)系曲線的一般形狀。圖7-4二極管伏安特性曲線圖7-3二極管的符號7.1半導(dǎo)體二極管及其模型7.1.2半導(dǎo)體二極管3.半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)二極管的參數(shù)反映了二極管的性能優(yōu)劣和使用條件，二極管參數(shù)是正確選擇和使用二極管的依據(jù)。1)最大整流電流IF2)最高反向工作電壓URM3)反向飽和電流IR7.1半導(dǎo)體二極管及其模型7.1.2半導(dǎo)體二極管4.二極管的簡易測試將萬用表置于R×100或R×1k(Ω)檔（R×1檔電流太大,用R×10k(Ω)檔電壓太高,都易損壞管子）。7.1半導(dǎo)體二極管及其模型7.1.３特殊二極管1.穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管是一種特殊的面接觸型硅二極管，其符號和伏安特性曲線如右圖所示。正常情況下穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)，由于曲線很陡，反向電流在很大范圍內(nèi)變化時，穩(wěn)壓管兩端的電壓卻幾乎穩(wěn)定不變，穩(wěn)壓管就是利用這一特性在電路中起穩(wěn)壓作用的。與一般二極管不同，穩(wěn)壓管的主要參數(shù)如下：1）穩(wěn)定電壓。2）穩(wěn)定電流。3）最大穩(wěn)定電流。7.1半導(dǎo)體二極管及其模型7.1.３特殊二極管2.發(fā)光二極管發(fā)光二極管簡稱LED，是一種把電能直接轉(zhuǎn)換成光能的固體發(fā)光器件。發(fā)光二極管也是由PN結(jié)構(gòu)成的，具有單向?qū)щ娦浴?.2半導(dǎo)體三極管及其模型7.2.1三極管的結(jié)構(gòu)、符號及類型1.三極管的結(jié)構(gòu)、符號及類型三極管是通過一定的工藝，將兩個PN結(jié)結(jié)合在一起的器件，它是電子電路中的核心器件。三極管有NPN和PNP兩種類型，無論是NPN型還是PNP型三極管，它們內(nèi)部都含有三個區(qū)，分別稱為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，三個區(qū)引出的電極分別是發(fā)射極（E或e）、基極（B或b）和集電極（C或c），發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，集電區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)稱為集電結(jié)。下圖所示為三極管的外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖及符號。三極管內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特點是：發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，即多子濃度高；基區(qū)很薄且摻雜濃度低；集電區(qū)面積大于發(fā)射區(qū)面積，摻雜濃度低。7.2半導(dǎo)體三極管及其模型7.2.1三極管的結(jié)構(gòu)、符號及類型1.三極管的結(jié)構(gòu)、符號及類型三極管內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特點是：發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，即多子濃度高；基區(qū)很薄且摻雜濃度低；集電區(qū)面積大于發(fā)射區(qū)面積，摻雜濃度低。7.2半導(dǎo)體三極管及其模型7.2.1三極管的結(jié)構(gòu)、符號及類型2.三極管的放大原理三極管能夠?qū)崿F(xiàn)放大所需要的外部條件是：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，為簡要說明三極管的電流分配關(guān)系和放大作用，忽略一些次要因素，以NPN型三極管為例，通過實驗來了解三極管的放大原理和其中的電流分配情況，實驗電路如下圖所示。7.2半導(dǎo)體三極管及其模型7.2.1三極管的結(jié)構(gòu)、符號及類型2.三極管的放大原理將三極管接成兩條電路，一條是由電源電壓UBB的正極經(jīng)過電阻RP（通常為幾百千歐的可調(diào)電阻）、、基極、發(fā)射極到電源UBB的負極，稱為基極回路。另一條是由電源UCC的正極經(jīng)過電阻、集電極、發(fā)射極再回到電源UCC的負極，稱為集電極回路?？梢姡l(fā)射極是兩個回路所共用的，所以這種接法稱為共發(fā)射極電路。由實驗及測試結(jié)果可得出如下結(jié)論。IE=IC+IB一般把集電極靜態(tài)電流IC和基極靜態(tài)電流IB之比稱為直流電流放大系數(shù)把集電極動態(tài)電流ΔiC（集電極電流的變化量）和基極動態(tài)電流ΔiB（基極電流的變化量）之比稱為交流電流放大系數(shù)7.2半導(dǎo)體三極管及其模型7.2.1三極管的結(jié)構(gòu)、符號及類型3.三極管的伏安特性曲線三極管的伏安特性曲線是指各個電極間電壓與電流之間的關(guān)系，它們是三極管內(nèi)部載流子運動規(guī)律在管子外部的表現(xiàn)。（1）輸入特性曲線輸入特性曲線是指三極管集電極與發(fā)射極間電壓UCE為常數(shù)時，輸入回路中IB隨UBE變化的曲線。由圖7-10可見，輸入特性曲線也有一個“死區(qū)”，與二極管正向特性曲線形狀一樣。在“死區(qū)”內(nèi)，雖已大于零，但幾乎為零。（2）輸出特性曲線輸出特性曲線表示輸入電流固定時，輸出回路中與的關(guān)系，即7.2半導(dǎo)體三極管及其模型7.2.1三極管的結(jié)構(gòu)、符號及類型圖為NPN型硅管共射極輸出特性曲線，當(dāng)改變時，可得一簇曲線。由特性曲線可見，輸出特性曲線劃分為放大區(qū)、飽和區(qū)和截止區(qū)三個區(qū)域。1)截止區(qū)=0的特性曲線以下區(qū)域為截止區(qū)。此時三極管的集電結(jié)處于反偏，發(fā)射結(jié)電壓≤0，發(fā)射結(jié)也反偏。這時，≈UCC，三極管的c-e之間呈現(xiàn)高電阻，相當(dāng)于一個斷開的開關(guān)。2)飽和區(qū)指曲線上升和彎曲處的陰影部分。此時﹤，集電極處于正偏狀態(tài)。3)放大區(qū)指曲線族的平直部分，此時﹥0，﹥1V。7.2半導(dǎo)體三極管及其模型7.2.1三極管的結(jié)構(gòu)、符號及類型圖7-10三極管的特性曲線7.2半導(dǎo)體三極管及其模型7.2.1三極管的結(jié)構(gòu)、符號及類型4．三極管的主要參數(shù)主要參數(shù)是設(shè)計三極管電路和選用三極管的依據(jù)（1)電流放大系數(shù)常用的小功率三極管，β值在40～150。（2)極間反向飽和電流ICBO和ICEO兩者的關(guān)系為：ICEO=（1+β）ICBO。（3)極限參數(shù)1)集電極最大允許電流ICM2)集電極最大耗散功率PCM3)反向擊穿電壓U(BR)CEO7.2半導(dǎo)體三極管及其模型7.2.1三極管的結(jié)構(gòu)、符號及類型5.三極管的質(zhì)量粗判及代換方法1）判斷三極管的質(zhì)量好壞若測得兩PN結(jié)的正向電阻均很小，反向電阻均很大，則三極管一般為正常，否則已損壞。2）三極管的代換方法（1）更換時，盡量更換相同型號的三極管。（2）無相同型號更換時，新?lián)Q三極管的極限參數(shù)應(yīng)等于或大于原三極管的極限參數(shù)。（3）性能好的三極管可代替性能差的三極管。（4）在集電極耗散功率允許的情況下，可用高頻管代替低頻管。（5）開關(guān)三極管可代替普通三極管。7.2半導(dǎo)體三極管及其模型7.2.1三極管的結(jié)構(gòu)、符號及類型6.三極管的小信號等效模型1)三極管基極與發(fā)射極間的等效放大電路正常工作時，發(fā)射結(jié)導(dǎo)通，即基極與發(fā)射極之間相當(dāng)于一個導(dǎo)通的PN結(jié)，三極管的輸入二端口等效為一個交流電阻rbe根據(jù)三極管輸入回路結(jié)構(gòu)分析，rbe的數(shù)值可以用下列公式計算：式中，r'bb是基區(qū)體電阻，對于低頻小功率管，r'bb約為100～500Ω，如果無特別說明，一般取r'bb=300Ω；IEQ為發(fā)射極靜態(tài)電流。2)三極管集電極與發(fā)射極間的等效當(dāng)三極管工作在放大區(qū)時，ic的大小只受ib的控制，ic=βib，即實現(xiàn)了三極管的受控恒流特性。7.2半導(dǎo)體三極管及其模型7.2.1三極管的結(jié)構(gòu)、符號及類型6.三極管的小信號等效模型圖7-11三極管微變等效過程7.3放大電路的基本知識7.3.1放大電路的一般概念1.放大的概念 放大電路的作用是將微弱的電信號放大到能夠驅(qū)動負載工作所需的數(shù)值，從表面上看是將信號由小變大，實質(zhì)上，放大的過程是實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的過程。放大電路一般由電壓放大和功率放大兩部分組成。2.放大器的動態(tài)性能指標(1)放大倍數(shù)：放大倍數(shù)是衡量放大電路放大能力的指標。放大電路的輸出電壓uo和輸入電壓ui之比，稱為電壓放大倍數(shù)Au，即放大電路的輸出電流io和輸入電流ii之比，稱為電流放大倍數(shù)Ai，即放大電路的輸出功率Po和輸入功率Pi之比，稱為功率放大倍數(shù)Ap，即(2)輸入電阻ri放大電路的輸入電阻是從輸入端1-2向放大電路看進去的等效電阻，它等于放大電路輸出端接實際負載電阻RL后，輸入電壓ui與輸入電流ii之比，即

圖7-14放大電路輸入等效電路3)輸出電阻ro從輸出端向放大電路看入的等效電阻，稱為輸出電阻ro，如圖7-15所示。由圖可得等效輸出電阻用戴維南定理分析：將輸入信號源us短路（電流源開路），但要保留其信號源內(nèi)阻rs，用電阻串并聯(lián)方法加以化簡，計算放大電路的等效輸出電阻。

圖7-15放大電路輸出等效電路實驗方法計算輸出電阻的步驟：(1)將負載RL開路，測放大電路輸出端的開路電壓，即放大電路3-4端的開路電壓，測得有效值為U'。(2)將負載RL接入，測量放大電路3-4端的電壓，測得有效值為Uo。(3)放大電路的輸出電阻為

7.3放大電路的基本知識7.3.1放大電路的一般概念3.基本放大器的組成原則及工作原理下圖所示為基本共射放大電路，本電路采用的是NPN管。為保證放大電路能夠不失真地放大交流信號，放大電路的組成應(yīng)遵循以下原則：(1)保證三極管工作在放大區(qū)下圖中，直流電源UCC和基極偏置電阻Rb為了保證三極管發(fā)射結(jié)正偏，直流電源UCC和集電極電阻Rc為了保證三極管集電結(jié)反偏，此時為保證三極管集電結(jié)反偏，基極偏置電阻Rb（一般為幾十千歐至幾百千歐）應(yīng)遠大于集電極電阻Rc（一般為幾千歐至幾十千歐）。圖7-16基本共發(fā)射極放大電路7.3放大電路的基本知識7.3.1放大電路的一般概念(2)保證信號有效的傳輸圖7-16中，電容C1、C2為耦合電容，起隔直流、通交流的作用，即隔斷放大電路與信號源、放大電路與負載之間的直流通路，溝通交流信號源、放大電路、負載三者之間的交流通路。耦合電容一般采用有極性的電解電容，使用時注意正、負極性。放大電路由直流電源提供偏置，保證三極管正常工作在放大區(qū)，因此電路中存在一組直流分量。放大電路要放大的是交流信號，電路中存在一組交流分量，即電路中交、直流分量并存。7.3放大電路的基本知識7.3.1放大電路的一般概念4.基本放大電路的工作原理

(1）靜態(tài)工作情況所謂直流通路，是指當(dāng)輸入信號ui=0時，電路在直流電源UCC的作用下，直流電流所流過的路徑。在畫直流通路時，將電路中的電容開路，電感短路。圖所對應(yīng)的直流通路如下圖所示。7.3放大電路的基本知識7.3.1放大電路的一般概念所謂靜態(tài)，是指交流輸入信號ui=0時放大電路的工作狀態(tài)，此時電路中只有直流分量。在直流電源的作用下，三極管的基極回路和集電極回路均存在著直流電流和直流電壓，即IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ。這四個數(shù)值分別對應(yīng)于三極管輸入、輸出特性曲線上的一個點“Q”，即輸入特性曲線上的點Q（UBEQ，IBQ），輸出特性曲線上的點Q（UCEQ，ICQ），如上圖所示，習(xí)慣上稱這個“Q”點為放大電路的靜態(tài)工作點。由直流通路得基極靜態(tài)電流IBQ：其中，UBEQ為發(fā)射結(jié)正向電壓，三極管導(dǎo)通時，UBEQ的變化很小，可近似認為硅管UBEQ=0.6～0.8V，取0.7V;鍺管UBEQ=0.1～0.3V，取0.3V;當(dāng)UCC>>UBEQ時，IBQ≈UCC/Rb。根據(jù)三極管的電流放大特性，得集電極靜態(tài)電流ICQ：再根據(jù)集電極回路可求出集電極-發(fā)射極之間的電壓UCEQ：7.3放大電路的基本知識7.3.1放大電路的一般概念(2)動態(tài)工作情況：當(dāng)放大電路中加入正弦交流信號ui時，電路中各極的電壓、電流產(chǎn)生一組交流量。在交流輸入信號ui的作用下，只有交流電流所流過的路徑，稱為交流通路。畫交流通路時，放大電路中的耦合電容短路；由于直流電源UCC的內(nèi)阻很?。ɡ硐腚妷涸磧?nèi)阻近似為零），對交流變化量幾乎不起作用，所以直流電源對交流視為短路。輸入信號ui通過耦合電容C1傳送到三極管的基極與發(fā)射極之間，使得基極與發(fā)射極之間的電壓為輸入信號ui變化時，會引起uBE隨之變化，相應(yīng)的基極電流也在原來IBQ的基礎(chǔ)上疊加了因ui變化產(chǎn)生的變化量ib。這時，基極的總電流則為直流和交流的疊加，即經(jīng)三極管放大后得集電極電流7.3放大電路的基本知識7.3.1放大電路的一般概念集電極-發(fā)射極之間的電壓可以看出，電壓uCE由兩部分組成，一部分為靜態(tài)電壓UCEQ=UCC-ICQRc，另一部分為交流動態(tài)電壓uce=-icRc，其中靜態(tài)電壓被耦合電容C2隔斷，交流電壓經(jīng)C2耦合到輸出端，得uo=uce=-icRc

式中“-”表示uo與ui反相，即共發(fā)射放大電路的輸出與輸入信號的相位相反。共發(fā)射放大電路也稱反相器或倒相器。圖7-18基本共射放大電路的交流通路7.4放大電路的三種基本組態(tài)7.4.1共發(fā)射極放大器1.電路基本組成及各元件作用電路如圖中(a)所示，圖中(b)、(c)分別是它的直流通路和微變等效電路。由微變等效電路可以看到，信號從基極輸入、集電極輸出，發(fā)射極是交流接地，是輸入回路和輸出回路的公共端，故該電路稱為共射極放大電路。2．靜態(tài)分析當(dāng)三極管工作在放大區(qū)時，IBQ很小。當(dāng)滿足I1>>IBQ時，I1≈I2，則有：7.4放大電路的三種基本組態(tài)7.4.1共射極放大器當(dāng)滿足I1>>IBQ時，UBQ固定，假如溫度上升，3．動態(tài)分析1)電壓放大倍數(shù)（有載）2)輸入電阻ri當(dāng)Rb>>rbe時，3)輸出電阻ro

圖7-20共發(fā)射級放大電路7.4放大電路的三種基本組態(tài)7.4.2共集電極放大電路1.電路基本組成及各元件作用電路如圖7-21(a)所示，圖7-21(b)、(c)分別是它的直流通路和交流通路。圖7-21共集電極放大電路(a)共集電極放大器；(b)直流通路；(c)交流通路；(d)微變等效電路7.4放大電路的三種基本組態(tài)7.4.2共集電極放大電路2.靜態(tài)分析1)共集電極放大電路的直流通路如圖7-21(b)所示。2)靜態(tài)工作點的估算7.4放大電路的三種基本組態(tài)7.4.2共集電極放大電路3.動態(tài)分析共集電極放大電路的交流通路如圖7-21(c)所示，微變等效電路如圖7-21(d)所示。(1)電壓放大倍數(shù)Au的估算(2)輸入電阻ri的估算。由圖7-21(d)可得(3)輸出電阻ro的估算綜上所述，射極輸出器是一個具有高輸入電阻、低輸出電阻、電壓放大倍數(shù)近似為1的放大電路。射極輸出器在多級放大電路中常用作輸入級，提高電路的帶負載能力，也可作為緩沖級，用來隔離前后兩級電路的相互影響。7.4放大電路的三種基本組態(tài)7.4.3共基極放大電路1.電路基本組成及各元件作用 共基極放大電路如圖7-23所示，圖7-24、7-25分別是它的直流通路和微變等效電路。圖7-23共基極放大電路圖7-24共基極防大電路的直流通路圖7-25共基極放大電路的微變等效電路7.4放大電路的三種基本組態(tài)7.4.3共基極放大電路2.靜態(tài)工作情況 3.動態(tài)工作情況電壓放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻7.5工程實用放大電路的構(gòu)成原理及特點7.5.1差動放大電路集成運放的輸入級由差分式放大電路（差動放大電路）組成1.電路組成下圖左圖所示為基本差動放大電路，它由兩個參數(shù)對稱、特性相同的單管共發(fā)射極放大電路組成。電路中有兩個電源+UCC和-UEE。兩管的發(fā)射極連在一起并接電阻Re。集成運放內(nèi)的差動放大電路，Re用恒流源代替，如下圖右圖所示。恒流源的交流電阻ro很大，在理想情況下為無窮大。圖中所示電路有兩個輸入端和兩個輸出端，稱為雙端輸入、雙端輸出差動放大電路。圖7-26差動放大電路(a)(b)7.5工程實用放大電路的構(gòu)成原理及特點7.5.1差動放大電路2.工作原理（恒流源差放電路）（1)靜態(tài)分析輸入信號電壓為零（ui1-ui2=0）時，輸出信號電壓uo也為零。（2)動態(tài)分析當(dāng)在電路的兩個輸入端各加一個大小相等、極性相反的信號電壓時，一管電流將增加，另一管電流則減小，所以輸出信號電壓不為0，即在兩輸出端間有信號電壓輸出。這種大小相等、極性相反的輸入信號稱為差模信號，用uid表示。這種輸入方式稱為差模輸入。3.抑制零點漂移的原理7.5工程實用放大電路的構(gòu)成原理及特點7.5.1差動放大電路4.主要技術(shù)指標的計算在圖7-26(b)所示電路中，若輸入為差模信號，即ui1=-ui2=uid/2，則因一管的電流增加，另一管的電流減小，在電路完全對稱的條件下，iC1的增加量等于iC2的減小量，所以流過恒流源的電流I不變，ue=0，故交流通路如圖7-27所示。

圖7-27差動放大電路交流通路可以看出，差動放大電路的差模電壓放大倍數(shù)與單管共射放大電路的電壓放大倍數(shù)相同?？梢?，差動放大電路是用成倍的元器件以換取抑制零點漂移的能力。7.6功率放大器多級放大器一般包括三部分：輸入級、中間級、輸出級。7.6.1雙電源互補對稱功率放大電路（OCL電路）1.電路組成及工作原理如圖7-30是乙類雙電源互補對稱功率放大電路，又稱無輸出電容的功率放大電路，簡稱OCL電路。V1為NPN型管，V2為PNP型管，兩管參數(shù)完全對稱，稱為互補對稱管。圖7-30乙類雙電源互補對稱功率放大電路7.6功率放大器7.6.1雙電源互補對稱功率放大電路（OCL電路）（1)靜態(tài)分析由于電路無靜態(tài)偏置通路，故兩管的靜態(tài)參數(shù)IBQ、ICQ、IEQ均為零，即兩個三極管靜態(tài)時都工作在截止區(qū)，無管耗，電路屬于乙類工作狀態(tài)。負載上無電流，輸出電壓uo=0。（2)動態(tài)分析(1)當(dāng)輸入信號為正半周時，ui>0，三極管V1導(dǎo)通，V2截止，等效電路如圖7-31(a)所示。管V1的射極電流ie1經(jīng)+UCC自上而下流過負載，在RL上形成正半周輸出電壓，uo>0。(2)當(dāng)輸入信號為負半周時，ui<0，三極管V2導(dǎo)通，V1截止，等效電路如圖7-31(b)所示。管V2的射極電流ie2經(jīng)－UCC自下而上流過負載，在RL上形成負半周輸出電壓，uo<0。7.6功率放大器7.6.1雙電源互補對稱功率放大電路（OCL電路）如果忽略三極管的飽和壓降和開啟電壓，在負載RL上能夠獲得與輸入信號ui變化規(guī)律相同的、幾乎完整的正弦波輸出信號uo，如圖7-31(c)所示。由于這種電路中兩個三極管交替工作，即一個“推”，一個“挽”，互相補充，故這類電路又稱為互補對稱推挽電路。（a)(b)(c)圖7-31工作原理7.6功率放大器7.6.1雙電源互補對稱功率放大電路（OCL電路）2.性能指標的估算（1)輸出功率Po（2)直流電源提供的功率PE（3)效率η（4)管耗PV7.6功率放大器7.6.1雙電源互補對稱功率放大電路（OCL電路）(5)功率管的選擇1)功率管的最大功耗應(yīng)大于單管的最大功耗，即2)功率管的最大耐壓(3)功率管的最大集電極電流7.6功率放大器7.6.1雙電源互補對稱功率放大電路（OCL電路）3.交越失真及其消除在乙類互補對稱功率放大電路中，靜態(tài)時三極管處于截止區(qū)。由于三極管存在死區(qū)電壓，當(dāng)輸入信號小于死區(qū)電壓時，三極管V1、V2仍不導(dǎo)通，輸出電壓uo也為零。因此在輸入信號正、負半周交接的附近，無輸出信號，輸出波形出現(xiàn)一段失真，如圖7-32所示，這種失真稱為交越失真。為了消除交越失真，通常給功率放大管加適當(dāng)?shù)撵o態(tài)偏置，使其靜態(tài)時處于微導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)通角在1800~3600之間，電路屬于甲乙類功放電路。由于三極管處于微導(dǎo)通狀態(tài)，靜態(tài)電流與信號電流相比較，可忽略不計，所以甲乙類功率放大電路的效率接近于乙類功率放大電路。圖7-33所示是常用的甲乙類偏置電路。7.6功率放大器圖7-32交越失真7.7場效應(yīng)管放大電路7.7.1場效應(yīng)管的種類及其特性晶體三極管是利用輸入電流控制輸出電流的半導(dǎo)體器件，因而稱為電流控制型器件。場效應(yīng)管是一種利用電場效應(yīng)來控制其電流大小的半導(dǎo)體器件，稱為電壓控制型器件。1.場效應(yīng)管的類型及結(jié)構(gòu)場效應(yīng)管類型較多，電壓極性要求和特性曲線各不相同，工程上可方便靈活選用，以適合不同的場合和要求。按結(jié)構(gòu)的不同，場效應(yīng)管可分為絕緣柵型和結(jié)型兩大類，絕緣柵型制造工藝簡單，便于集成化，在分立元件或是在集成電路中，其應(yīng)用范圍遠廣于結(jié)型場效應(yīng)管，本節(jié)以介紹絕緣柵型場效應(yīng)管為主。按導(dǎo)電溝道類型的不同，場效應(yīng)管可分為N型溝道和P型溝道兩種，分別簡稱為NMOS管和PMOS管。7.7場效應(yīng)管放大電路7.7.1場效應(yīng)管的種類及其特性圖7-35N溝道增強型MOS場效應(yīng)管(a)N溝道結(jié)構(gòu)圖；(b)N溝道電路符號；(c)P溝道電路符號7.7場效應(yīng)管放大電路7.7.1場效應(yīng)管的種類及其特性2.場效應(yīng)管的特性曲線輸出特性的恒流區(qū)是場效應(yīng)管的放大工作區(qū)。在恒流區(qū)工作時，漏極電流iD與uGS之間的關(guān)系可用下式近似表示：(uGS≥UGS(th))式中，ID0是uGS=2UGS(th)時的值。圖7-37為N溝道耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)圖，其結(jié)構(gòu)與增強型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)相似。這種管子的uGS不論是正是負或者是零都可以控制iD，這使它的使用更具有較大的靈活性。在uGS≥UGS(off)時，iD與uGS的關(guān)系可用下式表示：7.7場效應(yīng)管放大電路7.7.1場效應(yīng)管的種類及其特性2.場效應(yīng)管的特性曲線圖7-36N溝道增強型場效應(yīng)管特性曲線(a)轉(zhuǎn)移特性；(b)輸出特性圖7-37耗盡型MOS管結(jié)構(gòu)及符號圖(a)N溝道結(jié)構(gòu)圖；(b)N溝道符號；(c)P溝道符號7.7場效應(yīng)管放大電路7.7.1場效應(yīng)管的種類及其特性3.場效應(yīng)管的主要參數(shù)(1)直流參數(shù)1)夾斷電壓UGS(off)或開啟電壓UGS(th)2)飽和漏極電流IDSS3)直流輸入電阻RGS(2)交流參數(shù)1)跨導(dǎo)gmgm是表征柵源電壓對漏極電流控制作用大小的一個參數(shù)。2)極間電容圖7-38N溝道耗盡型場效應(yīng)管特性曲線(a)轉(zhuǎn)移特性；(b)輸出特性7.7場效應(yīng)管放大電路7.7.1場效應(yīng)管的種類及其特性(3)極限參數(shù)1)最大漏極電流IDM是管子工作時允許的最大漏極電流。2)最大耗散功率PDM是由管子工作時允許的最高溫升所決定的參數(shù)。3)漏源擊穿電壓U(BR)DS是UDS增大時使ID急劇上升時的UDS值。4)柵源擊穿電壓U(BR)GS是使二氧化硅絕緣層擊穿時對應(yīng)的電壓，一旦絕緣層擊穿，將造成短路現(xiàn)象，使管子損壞。4.場