理學(xué)放大電路基礎(chǔ)PPT課件

1、放大電路的組成放大電路的結(jié)構(gòu)示意框圖見圖3 31 1。圖31 放大結(jié)構(gòu)示意圖第1頁/共117頁 放大電路的主要性能指標(biāo)一、一、 放大倍數(shù)放大倍數(shù) 輸出信號的電壓和電流幅度得到了放大，所以輸出功率也會有所放大。對放大電路而言有電壓放大倍數(shù)、電流放大倍數(shù)和功率放大倍數(shù),通常它們都是按正弦量定義的。放大倍數(shù)定義式中各有關(guān)量如圖32所示。圖32 放大倍數(shù)的定義第2頁/共117頁功率放大倍數(shù)定義為 (3.03)iiooio/IVIVPPAp電壓放大倍數(shù)定義為 (3.01)io/VVAv電流放大倍數(shù)定義為 (3.02)io/IIAi第3頁/共117頁二、二、 輸入電阻輸入電阻 Ri 輸入電阻是表明放大電路

2、從信號源吸取電流大小的參數(shù)，Ri大放大電路從信號源吸取的電流小，反之則大。Ri的定義見圖33和式(3.04)(3.04)iiiIVR圖 33 輸入電阻的定義第4頁/共117頁三、三、 輸出電阻輸出電阻Ro 輸出電阻是表明放大電路帶負(fù)載的能力，Ro大表明放大電路帶負(fù)載的能力差，反之則強(qiáng)。Ro的定義見式(3.05)(3.05)。 (3.05) 0,.o.ooSL=VRIVR第5頁/共117頁四、四、 通頻帶通頻帶00HL7.02)()(AAfAfA(3.06)相應(yīng)的頻率fL稱為下限頻率，fH稱為上限頻率。圖 34 通頻帶的定義 放大電路的增益A(f) 是頻率的函數(shù)。在低頻段和高頻段放大倍數(shù)都要下降

3、。當(dāng)A(f)下降到中頻電壓放大倍數(shù)A0的 1/ 時，即2第6頁/共117頁3.2 三種基本組態(tài)放大電路 共發(fā)射極放大電路一、電路的組成RcRbRLUCCiBiCiEC1C2uiVUCC : 直流電源,向 RL提供能量,給V提供適當(dāng)?shù)钠肰 : 三極管,根據(jù)輸入信號的變化規(guī)律,控制直流電源所給出的電流,使在RL上獲得較大的電壓或功率Rc : 集電極電阻,將集電極電流轉(zhuǎn)換成集電極電壓，并影響放大器的電壓放大倍數(shù)Rb : 基極偏置電阻,為三極管基極提供合適的正向偏流C1、 C2 : 耦合電容(電解電容),有效地構(gòu)成交流信號的通路;避免信號源與放大器之間直流電位的互相影響uo 圖35 基本共(發(fā))射(

4、極)放大電路第7頁/共117頁 電路中各元件的作用如下: （1）集電極電源UCC: 其作用是為整個電路提供能源, 保證三極管的 發(fā)射結(jié)正向偏置, 集電結(jié)反向偏置。 （2）基極偏置電阻Rb: 其作用是為基極提供合適的偏置電流。 （3）集電極電阻Rc: 其作用是將集電極電流的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變 （4）耦合電容C1、 C2: 其作用是隔直流、 通交流。 （5）符號“”為接地符號, 是電路中的零參考電位。 第8頁/共117頁基本知識： (1) (1) 靜態(tài)和動態(tài)靜態(tài)和動態(tài) 靜態(tài) 時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱直流工作狀態(tài)。0iv 放大電路建立正確的靜態(tài)，是保證動態(tài)工作的前提。分析放大電路必須要正確地區(qū)分

5、靜態(tài)和動態(tài)，正確地區(qū)分直流通道和交流通道。 動態(tài) 時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱交流工作狀態(tài)。0iv第9頁/共117頁 直流通道 交流通道 直流電源和耦合電容對交流相當(dāng)于短路 即能通過直流的通道。從C、B、E向外看，有直流負(fù)載電阻， Rc 、Rb 。 能通過交流的電路通道。如從C、B、E向外看，有等效的交流負(fù)載電阻， Rc/RL和偏置電阻Rb 。 若直流電源內(nèi)阻為零，交流電流流過直流電源時，沒有壓降。設(shè)C1、 C2 足夠大，對信號而言，其上的交流壓降近似為零。在交流通道中，可將直流電源和耦合電容短路。(2) (2) 直流通道和交流通道直流通道和交流通道 (a)直流通道 (b)交流通道 圖 36

6、基本放大電路的直流通道和交流通道第10頁/共117頁(3) (3) 放大原理放大原理 輸入信號通過耦合電容加在三極管的發(fā)射結(jié)于是有下列過程：o2ccc)b(cbbe1ivCvRiiiivCv三極管放大作用 變化的 通過 轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓妮敵鯿icR第11頁/共117頁 二、直流分析直流分析即靜態(tài)（ui=0）分析。 所謂靜態(tài),是指輸入信號為零時放大電路的工作狀態(tài)。 靜態(tài)分析的目的是通過直流通路分析放大電路中三極管的工作狀態(tài)。 靜態(tài)分析有計(jì)算法和圖解分析法兩種。（1）靜態(tài)工作狀態(tài)的計(jì)算分析法（2）靜態(tài)工作狀態(tài)的圖解分析法第12頁/共117頁 （1）靜態(tài)工作狀態(tài)的計(jì)算分析法）靜態(tài)工作狀態(tài)的計(jì)算分析法cC

7、CCCEBCbBECCBRIVVIIRVVI IB、IC和VCE這些量代表的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)，用Q表示。在測試基本放大電路時，往往測量三個電極對地的電位VB、VE和VC即可確定三極管的靜態(tài)工作狀態(tài)。根據(jù)直流通道可對放大電路的靜態(tài)進(jìn)行計(jì)算第13頁/共117頁（2）靜態(tài)工作狀態(tài)的圖解分析法）靜態(tài)工作狀態(tài)的圖解分析法圖 37 放大電路靜態(tài)工作狀態(tài)的圖解分析放大電路的靜態(tài)工作狀態(tài)的圖解分析如圖37所示。第14頁/共117頁1. 由直流負(fù)載列出方程 VCE=VCCICRc2. 在輸出特性曲線上確定兩個特殊點(diǎn),即可 畫出直流負(fù)載線。 直流負(fù)載線的確定方法：VCC 、 VCC /Rc3. 在輸入回路列

8、方程式VBE =VCCIBRb4. 在輸入特性曲線上，作出輸入負(fù)載線，兩 線的交點(diǎn)即是Q。5. 得到Q點(diǎn)的參數(shù)IBQ、ICQ和VCEQ。第15頁/共117頁三、動態(tài)分析（性能指標(biāo)分析） 所謂動態(tài),是指放大電路輸入信號不為零時的工作狀態(tài)。當(dāng)放大電路加入交流信號ui時,電路中各電極的電壓、電流都是由直流量和交流量疊加而成的。1、放大電路的動態(tài)圖解分析法（1）交流負(fù)載線 交流負(fù)載線確定方法： A.通過輸出特性曲線上的Q點(diǎn)做一條直線，其斜 率為-1/RL 。 圖 38 放大電路的動態(tài) 工作狀態(tài)的圖解分析第16頁/共117頁B.RL= RLRc， 是交流負(fù)載電阻。 C.交流負(fù)載線是有交流輸入信號時Q點(diǎn)的

9、運(yùn) 動軌跡。 D.交流負(fù)載線與直流負(fù)載線相交Q點(diǎn)。圖 39 放大電路的動態(tài)圖解分析通過圖解分析，可得如下結(jié)論： 1. vi vBE iB iC vCE |-vo| 2. vo與vi相位相反； 3. 可以測量出放大電路的電壓放大倍數(shù)； 4. 可以確定最大不失真輸出幅度。(2)交流工作狀態(tài)的圖解分析第17頁/共117頁波形的失真飽和失真截止失真 由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的飽和區(qū)而引起的非線性失真。對于NPN管，輸出電壓表現(xiàn)為底部失真。 由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的截止區(qū)而引起的非線性失真。對于NPN管，輸出電壓表現(xiàn)為頂部失真。(3) 最大不失真輸出幅度 注意：對于PNP管，由于是負(fù)電

10、源供電，失真的表現(xiàn)形式，與NPN管正好相反。第18頁/共117頁2、放大電路的動態(tài)計(jì)算分析法（1）三極管的微變等效電路ubeucecbeibicibubeucecbeicib(a)(d )ibceuceicibubebrberbee(b)(c)圖310三極管的微變等效電路第19頁/共117頁 三極管集(電)-(發(fā))射極間的等效 當(dāng)三極管工作于放大區(qū)時,ic的大小只受ib控制,而與uCE無關(guān),即實(shí)現(xiàn)了三極管的受控恒流特性,ic=ib。所以,當(dāng)輸入回路的ib給定時,三極管輸出回路的集電極與發(fā)射極之間,可用一個大小為ib的理想受控電流源來等效,如圖310(c)所示。 iuiurbbeBBEbeuCE

11、常數(shù) 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(jì)算:)()(26)1 (mVmVIrrEQbbbe第20頁/共117頁 （2） 放大電路的微變等效電路 把交流通路中的三極管,用微變等效電路代換,則可得到放大電路的微變等效電路,如圖311所示。總結(jié)畫放大電路微變等效電路的方法和步驟： (1）畫出放大電路的交流通路。 (2）用三極管的微變等效電路代替交流通路中的三極管,畫出放大電路的微變等效電路,如圖311(a)所示。rbeRbuiuoriroibRcRLibicbc(a)第21頁/共117頁rbeRbuiuoriroibRcRLrsusibiccb(b)圖311共射放大電路的微變等

12、效電路(a)不考慮信號源內(nèi)阻的等效電路；(b)考慮信號源內(nèi)阻時的等效電路第22頁/共117頁（3）共射放大電路基本動態(tài)參數(shù)的估算 1）電壓放大倍數(shù) （a）求有載電壓放大倍數(shù)Au。 RiRiuLbLcoriuRRRbebiLCL/rRriRiAbeLbebLbu式中“-”表示輸入信號與輸出信號相位反相。(b）求空載電壓放大倍數(shù)Au。即不接負(fù)載RL,RL,第23頁/共117頁RRRRCLCL/rRAbeCLRRLC)/(RRRLCL 2）輸入電阻rirRIurbebiii/)/(21RRRbBbrrRrbebebi/當(dāng)Rbrbe時 3）輸出電阻ro 在圖3-11中,根據(jù)戴維南定理可得RrCo第24

13、頁/共117頁 4）源電壓放大倍數(shù) 圖3-11(b)為考慮信號源內(nèi)阻時所畫出的微變等效電路,可以得出rrrurrruubesisisisi考慮信號源內(nèi)時的源電壓放大倍數(shù)Aus rrrAuuuuuuAbesbeusiiosousrrRuuAbesLsous稱Aus為源電壓放大倍數(shù)。 第25頁/共117頁 共集電極放大電路ReUCCRbUSbReC1VC2RL UCCUi.ecRb.Uo(a)RSICQUCEIEQUBEIBQ(b) 圖3-12 共集電極放大電路(a)共集電極放大電路; (b)直流通路 第26頁/共117頁USbReVUi.ec(c)RbRLUo.RSRb(d)rbeeIbUo.b

14、Ic.ReIe.RLUSUi.RSc 圖3-12 共集電極放大電路 (c)交流通路; (d)微變等效電路 第27頁/共117頁 共集電極電路分析: 1) 靜態(tài)分析 由圖3-12（b）的直流通路可得出： eEQCCCEQCQBQbeBEQCCEQCQeEQBEQbBQCCRIUUIIRRUUIIRIURIU1即得 第28頁/共117頁 2) 動態(tài)分析 （1）電壓放大倍數(shù)可由圖3-12（d）所示的微變等效電路得出。 因?yàn)?LbebLebebiLeLLbLoRIrIRIrIURRRRIRIU)1 (/)1 (所以 1)1 ()1 ()1 ()1 (LbeLLbbebLbioRrRRIrIRIUUA第

15、29頁/共117頁 由于式中的（1+）RLrbe，因而 略小于1，又由于輸出、輸入同相位，輸出跟隨輸入，且從發(fā)射極輸出，故又稱射極輸出器或射極跟隨器，簡稱射隨器。 （2）輸入電阻ri可由微變等效電路得出，由 ri=Rb/rbe+（1+）RL可見，共集電極電路的輸入電阻很高，可達(dá)幾十千歐到幾百千歐。 （3）輸出電阻ro可由圖3-13的等效電路來求得。將信號源短路，保留其內(nèi)阻，在輸出端去掉RL，加一交流電壓 ，產(chǎn)生電流 ，則： uAoUoI第30頁/共117頁RbrbeeIbUo.bReIb.RSIe.Io.c 圖3-13 計(jì)算ro等效電路 第31頁/共117頁bSbeobSbeebSbeebSb

16、eeooobSbeobeobSbeobSbeobbboRRrrRRrRRRrRRRrRIUrRRrUIRURRrURRrUIIII/)/()1 ()/()1 ()/(/)1 (式中 所以 通常 故 第32頁/共117頁 由上式可見，射極輸出器的輸出電阻很小，若把它等效成一個電壓源，則具有恒壓輸出特性。 3）射極輸出器的特點(diǎn)及應(yīng)用 雖然射極輸出器的電壓放大倍數(shù)略小于1，但輸出電流 是基極電流的（1+）倍。它不但具有電流放大和功率放大的作用，而且具有輸入電阻高、輸出電阻低的特點(diǎn)。 由于射極輸出器輸入電阻高，向信號源汲取的電流小，對信號源影響也小，因而一般用它作輸入級。又由于它的輸出電阻小，負(fù)載能力

17、強(qiáng)，當(dāng)放大器接入的負(fù)載變化時，可保持輸出電壓穩(wěn)定，適用于多級。 eI第33頁/共117頁 同時它還可作為中間隔離級。在多級共射極放大電路耦合中，往往存在著前級輸出電阻大，后級輸入電阻小而造成的耦合中的信號損失，使得放大倍數(shù)下降。利用射極輸出器輸入電阻大、輸出電阻小的特點(diǎn)，可與輸入電阻小的共射極電路配合，將其接入兩級共射極放大電路之間，在隔離前后級的同時，起到阻抗匹配的作用。第34頁/共117頁 共基極放大電路1. 靜態(tài)分析 在圖2.21所示的共基極放大電路中，如果忽略IBQ對Rb1、Rb2分壓電路中電流的分流作用，則)(1)(212212ceCQCCCEQEQBQebbbCCeBEQBeEEQ

18、CQbbbCCBRRIUUIIRRRRURUURUIIRRRUU第35頁/共117頁ReRb2C2CbC1ReUCCRLRSUSRb1Ui.eVcUo.(a)b 圖314 共基極放大電路（a）共基極放大電路;（b）交流通路;（c）微變等效電路 第36頁/共117頁 圖314 共基極放大電路（a）共基極放大電路;（b）交流通路;（c）微變等效電路 Ie.Ic.(b)ReRcRLRSUSUi.VcUo.ebIb.第37頁/共117頁 圖314 共基極放大電路（a）共基極放大電路;（b）交流通路;（c）微變等效電路 Re(c)rorbecRceririIbIc.bUo.RLUSRSUi.Ib.Io.

19、ro第38頁/共117頁 2. 動態(tài)分析 （1）放大倍數(shù)。利用圖314（c）的微變等效電路，可得 式中 beLioubeciLcLLbLcorRUUArIURRRRIRIU/第39頁/共117頁 共基極放大電路的電壓放大倍數(shù)在數(shù)值上與共射極電路相同，但共基極放大電路的輸入與輸出是同相位的。 （2）輸入電阻。當(dāng)不考慮Re的并聯(lián)支路時， eiibebbbeeiiRrrrIIrIUr/1)1 ( 當(dāng)考慮Re時， 第40頁/共117頁 （3）輸出電阻。在圖314（c）的微變等效電路中，電流源 開路， roRc 3. 共基極放大電路的特點(diǎn)及應(yīng)用 共基極放大電路的特點(diǎn)是輸入電阻很小，電壓放大倍數(shù)較高。這類

20、電路主要用于高頻電壓放大電路。 bI第41頁/共117頁附：三極管放大電路三種基本組態(tài)的比較 共發(fā)射極電路共集電極電路共基極電路電路形式AuriroC1RcC2RL UCCUi.Rb2ReCeUo.Rb1RoriC1C2RL UCCUSReUo.RbriRSUi.brocCbRcC2RLUCCRb2ReC1Uo.Rb1RiRoUi.beLrR1)1 ()1 (LbeLRrRbeLrRbebbRRR/21大）()1 (/LbebRrR?。?(1/(beerRcR小）()1/(SbbeeRRrRcR第42頁/共117頁應(yīng)用一般放大，多級放大器的中間級輸入級、輸出級或阻抗變換、緩沖（隔離）級高頻放大

21、、寬頻帶放大震蕩及恒流電源場效應(yīng)管放大電路 由于場效應(yīng)管具有輸入電阻高的特點(diǎn)，它適用于作為多級放大電路的輸入級，尤其對高內(nèi)阻的信號源，采用場放管才能有效地放大。場效應(yīng)管與晶體三極管比較，源極、漏極、柵極相當(dāng)于發(fā)射極、集電極、基極，即Se，Dc，Gb。場效應(yīng)管有共源極放大電路和源極輸出器兩種電路。下面就這兩種電路進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)分析。第43頁/共117頁一、場效應(yīng)管放大電路的靜態(tài)分析 場效應(yīng)管是電壓控制器件，它沒有偏流，關(guān)鍵是建立適當(dāng)?shù)臇旁雌珘篣GS。 1. 自偏壓電路分析 結(jié)型場效應(yīng)管常用的自偏壓電路如圖315所示。在漏極電源作用下 )(0SDDDDDSSDSDSGGSRRIUURIRIUUU

22、這種電路不宜用增強(qiáng)型MOS管，因?yàn)殪o態(tài)時該電 路不能使管子開啟（即ID=0）。第44頁/共117頁C1RDVC2RL UDDUi.GRGRSCSDSIDUo. 圖315 自偏壓電路圖 第45頁/共117頁 2. 分壓式自偏壓電路 分壓式偏置電路如圖316所示，其中RG1和RG2為分壓電阻， SDGGGDDSDGGSRIRRRURIUU212 式中UG為柵極電位，對N溝道耗盡型管，UGS0，所以，IDRSUG；對N溝道增強(qiáng)型管，UGS0，所以IDRS0, 三極管V1導(dǎo)通, V2截止, V1管的射極電流ie1經(jīng)CC自上而下流過負(fù)載, 在RL上形成正半周輸出電壓, uo0。 （2） 當(dāng)輸入信號為負(fù)半

23、周時, ui0, 三極管V2導(dǎo)通, V1截止, V2管的射極電流ie2經(jīng)CC自下而上流過負(fù)載, 在RL上形成負(fù)半周輸出電壓, uo0。 第82頁/共117頁 2. 功率和效率的估算 1） 輸出功率Po LCCCESCCLomCCoCESCCoLomomomoooRUUURPUUUUURUUIUIP22maxmax221)(212121（） （）若忽略UCES, 則 第83頁/共117頁 2） 直流電流提供的功率PDC LCCDCaxCComLCComDCLomomomDCRUPUURUIPRIItdtII20222)()sin(21 （ ） （ ） 3） 效率 %5 .78%1004%100m

24、axDComPP（ ） 第84頁/共117頁4） 管耗PC maxmaxmax2max1maxmax222max22 . 0214 . 042212OCCCOOLCCCCCLomCCLODCCPPPPPPRUPURUURPPP 可求得當(dāng)Uom=0.63UCC 時, 三極管消耗的功率最大, 其值為 （ ） （ ） 每個管子的最大功耗為 第85頁/共117頁 3. 交越失真及其消除 1) 電路演示 演示電路如圖332（a）所示, 在放大器的輸入端加入一個1000 Hz正弦信號, 用示波器觀察輸出端的信號波形, 發(fā)現(xiàn)輸出波形在正、 負(fù)半周的交界處發(fā)生了失真, 觀察到的輸出波形如圖332(b)所示。

25、第86頁/共117頁 12 VV1V2ui 12 VuoRL1000 Hz(a)uot交越失真(b)O 圖 332交越失真波形（a）演示電路; （b） 輸出波形 第87頁/共117頁 產(chǎn)生這種失真的原因是: 在乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路中, 沒有施加偏置電壓, 靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在零點(diǎn), UBEQ=0, IBQ=0, ICQ=0, 三極管工作在截止區(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為零, 這樣在輸入信號正、 負(fù)半周的交界處, 無輸出信號, 使輸出波形失真, 這種失真叫交越失真。 為了解決交越失真, 可給三極管加適當(dāng)?shù)幕鶚O偏置電壓,

26、使之工作在甲乙類工作狀態(tài), 如圖333 所示。 第88頁/共117頁 UCCV3V4ui UCCuoRLR3V2V1R2R1 圖333 甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路 第89頁/共117頁二、 復(fù)合互補(bǔ)對稱功率放大電路 1、 復(fù)合管 復(fù)合管是由兩個或兩個以上三極管按一定的方式連接而成的。 復(fù)合管又稱為達(dá)林 頓管。圖334是四種常見的復(fù)合管, 其中圖（a）、 （b）是由兩只同類型三極管構(gòu)成的復(fù)合管, 圖（c）、 （d）是由不同類型三極管構(gòu)成的復(fù)合管。 組成復(fù)合管時要注意兩點(diǎn): 串接點(diǎn)的電流必須連續(xù); 并接點(diǎn)電流的方向必須保持一致。 甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路 第90頁/共117頁ibbie1 ib2

27、V2ic1icic2ieibicieVV1ecbce(a)ibbie1 ib2V2ic1icic2ieibicieVV1ecbce(b)ibbic1 ib2V2ie1icic2ieibicieVV1ecbce(c)ibbic1 ib2V2ie1icic2ieibicieVV1ecbce(d) 圖 334 復(fù)合管(a) NPN型(一); (b) PNP型(一); (c) NPN型(二); (d) PNP型(二)第91頁/共117頁 復(fù)合管的電流放大系數(shù), 近似為組成該復(fù)合管各三極管的乘積, 其值很大。 由圖 334(a)可得21212111121112211121)1 (bbbbbbbccbci

28、iiiiiiiiii 復(fù)合管雖有電流放大倍數(shù)高的優(yōu)點(diǎn), 但它的穿透電流較大, 且高頻特性變差。為了減小穿透電流的影響, 常在兩只晶體管之間并接一個泄放電阻R, 如圖335所示, 第92頁/共117頁 R的接入可將V1管的穿透電流分流, R越小, 分流作用越大, 總的穿透電流越小。 當(dāng)然, R的接入同樣會使復(fù)合管的電流放大倍數(shù)下降。 V1RV2ICEO1 圖 335 接有泄放電阻的復(fù)合管 第93頁/共117頁三、單電源互補(bǔ)對稱功率放大電路（OTL電路） 雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路由于靜態(tài)時輸出端電位為零, 負(fù)載可以直接連接, 不需要耦合電容, 因而它具有低頻響應(yīng)好、 輸出功率大、 便于集成等優(yōu)點(diǎn)

29、, 但需要雙電源供電, 使用起來有時會感到不便, 如果采用單電源供電, 只需在兩管發(fā)射極與負(fù)載之間接入一個大容量電容C2即可。 這種電路通常又稱無輸出變壓器的電路, 簡稱OTL電路。 第94頁/共117頁 圖中R1、 R2為偏置電阻。 適當(dāng)選擇R1、 R2阻值, 可使兩管靜態(tài)時發(fā)射極電壓為UCC/2, 電容C兩端電壓也穩(wěn)定在UCC/2, 這樣兩管的集、 射極之間如同分別加上了UCC/2和-UCC/2的電源電壓。 在輸入信號正半周, V3導(dǎo)通, V4截止, V3以射極輸出器形式將正向信號傳送給負(fù)載, 同時對電容C2充電; 在輸入信號負(fù)半周時, V3截止, V4導(dǎo)通, 電容C2放電, 充當(dāng)V4管直

30、流工作電源, 使V4也以射極輸出器形式將負(fù)向信號傳送給負(fù)載。 這樣, 負(fù)載RL上得到一個完整的信號波形。 第95頁/共117頁 電容C2的容量應(yīng)選得足夠大, 使電容C2的充放電時間常數(shù)遠(yuǎn)大于信號周期, 由于 該電路中的每個三極管的工作電源已變?yōu)?UCC, 已不是OCL電路的 UCC了, 請同學(xué)們自行推出該電路的最大輸出功率的表達(dá)式。 與OCL電路相比, OTL電路少用了一個電源, 但由于輸出端的耦合電容容量大, 則電容器內(nèi)鋁箔卷繞圈數(shù)多, 呈現(xiàn)的電感效應(yīng)大, 它對不同頻率的信號會產(chǎn)生不同的相移, 輸出信號有附加失真, 這是OTL電路的缺點(diǎn)。 21第96頁/共117頁電路舉例 1. OTL互補(bǔ)對

31、稱功率放大電路 圖 336 為一典型OTL功率放大電路。 該電路工作原理簡述如下: 靜態(tài)時, 由R4、 R5、 V1、 V2、 V3提供的偏置電壓使V4V7微導(dǎo)通, 且ie6=ie7, 中點(diǎn)電位為UCC/2, uo=0 V。 當(dāng)輸入信號ui為負(fù)半周時, 經(jīng)集成運(yùn)放對輸入信號進(jìn)行放大, 使互補(bǔ)對稱管基極電位升高, 推動V4、 V6管導(dǎo)通, V5、 V7管趨于截止, ie6自上而下流經(jīng)負(fù)載, 輸出電壓uo為正半周。 第97頁/共117頁圖 336 集成運(yùn)放驅(qū)動的OTL功率放大器 R410 kV1V2V3R510 kR8240 V5V4R622 V6V7R100.5 R7210 R90.5 R236

32、 kR122 kC110 F / 50 VuiR336 k2436 VAR11100 kC210 F / 50 V8 uo第98頁/共117頁 當(dāng)輸入信號ui 為正半周時, 由運(yùn)放對輸入信號進(jìn)行放大, 使互補(bǔ)對稱管基極電位降低, V4、 V6管趨于截止, V5、 V7管依靠C2上的存儲電壓（UCC/2）進(jìn)一步導(dǎo)通, ie7自下而上流經(jīng)負(fù)載, 輸出電壓uo為負(fù)半周。 這樣, 就在負(fù)載上得到了一個完整的正弦電壓波形。 第99頁/共117頁R410 kV1V2V3R510 kR8240 V5V4R622 V6V7R100.5 8 R7210 R90.5 R3100 kR122 kC25 F / 25

33、 VC15 F / 25 Vu1R222 k18 V18 VAuo集成運(yùn)放驅(qū)動的OCL功率放大器 第100頁/共117頁多級放大電路的放大倍數(shù)： niinAAAAAA1=321耦合形式零點(diǎn)漂移 問題提出 前面所述的單管放大電路，在實(shí)際運(yùn)用中各項(xiàng)性能指標(biāo)很難滿足要求，所以需要采用多級放大電路，來滿足實(shí)際要求。 多級放大器級間耦合的條件是把前級的輸出信號盡可能多地傳給后級，同時要保證前后級晶體管均處于放大狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)不失真的放大。3.4 多級放大電路 第101頁/共117頁耦合形式 多級放大電路的連接，產(chǎn)生了單元電路間的級聯(lián)問題，即耦合問題。放大電路的級間耦合必須要保證信號的傳輸，且保證各級的靜態(tài)工

34、作點(diǎn)正確。 耦合電路采用直接連接或電阻連接，不采用電抗性元件。級間采用電容或變壓器耦合。電抗性元件耦合，只能傳輸交流信號，漂移信號和低頻信號不能通過。直接耦合電路可傳輸?shù)皖l甚至直流信號，因而緩慢變化的漂移信號也可以通過直接耦合放大電路。直接耦合電抗性元件耦合根據(jù)輸入信號的性質(zhì)，就可決定級間耦合電路的形式。第102頁/共117頁 耦合電路的簡化形式如圖3 33737所示。 直接耦合或電阻耦合使各放大級的工作點(diǎn)互相影響，應(yīng)認(rèn)真加以解決；阻容耦合使前后級相對獨(dú)立，靜態(tài)工作點(diǎn)Q互不影響，可抑制溫漂；變壓器耦合可實(shí)現(xiàn)阻抗變換（不常用）。 (a)阻容耦合 (b)直接耦合 (c)變壓器耦合 圖337 耦合電

35、路的形式第103頁/共117頁零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移 是三極管的工作點(diǎn)隨時間而逐漸偏離原有靜態(tài)值的現(xiàn)象。產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因是溫度的影響，所以有時也用溫度漂移或時間漂移來表示。工作點(diǎn)參數(shù)的變化往往由相應(yīng)的指標(biāo)來衡量。 一般將在一定時間內(nèi)，或一定溫度變化范圍內(nèi)的輸出級工作點(diǎn)的變化值除以放大倍數(shù)，即將輸出級的漂移值歸算到輸入級來表示的。例如 V/ C 或 V/min 。第104頁/共117頁直接耦合放大電路的構(gòu)成 直接耦合或電阻耦合使各放大級的工作點(diǎn)互相影響，這是構(gòu)成直接耦合多級放大電路時必須要加以解決的問題。電位移動直接耦合放大電路電位移動直接耦合放大電路NPN+PNP組合電平移組合電平移動直接耦合

36、放大電路動直接耦合放大電路電流源電平移動放大電路電流源電平移動放大電路(1)(1)(2)(2)(3)(3)第105頁/共117頁電位移動直接耦合放大電路(1)(1) 于是 VC1=VB2 VC2= VB2+ VCB2VB2（ VC1 ）這樣，集電極電位就要逐級提高，為此后面的放大級要加入較大的發(fā)射極電阻，從而無法設(shè)置正確的工作點(diǎn)。這種方式只適用于級數(shù)較少的電路。 如果將基本放大電路去掉耦合電容，前后級直接連接，如圖3 33838所示。 圖338 前后級的直接耦合 第106頁/共117頁(2)(2)NPN+PNP組合電平移動直接耦合放大電路 級間采用NPN管和PNP管搭配的方式，如圖3 3393

37、9所示。由于NPNNPN管集電極電位高于基極電位，PNP管集電極電位低于基極電位，它們的組合使用可避免集電極電位的逐級升高。 圖339 NPN和PNP管組合第107頁/共117頁電流源電平移動放大電路(3)(3) 電流源在電路中的作用實(shí)際上是個有源負(fù)載，其上的直流壓降小，通過R1上的壓降可實(shí)現(xiàn)直流電平移動。但電流源交流電阻大，在R1上的信號損失相對較小，從而保證信號的有效傳遞。同時, ,輸出端的直流電平并不高，實(shí)現(xiàn)了直流電平的合理移動。 在模擬集成電路中常采用一種電流源電平移動電路，如圖3 34040所示。 圖340 電流源電平移動電路 第108頁/共117頁多級放大電路電壓放大倍數(shù)的計(jì)算 在

38、求分立元件多級放大電路的電壓放大倍數(shù)時有兩種處理方法。輸入電阻法開路電壓法 一是將后一級的輸入電阻作為前一級的負(fù)載考慮，即將第二級的輸入電阻與第一級集電極負(fù)載電阻并聯(lián)。 二是將后一級與前一級開路，計(jì)算前一級的開路電壓放大倍數(shù)和輸出電阻，并將其作為信號源內(nèi)阻加以考慮，共同作用到后一級的輸入端。第109頁/共117頁 現(xiàn)以圖3 34141的兩級放大電路為例加以說明，有關(guān)參數(shù)示于圖3 34141中。三極管的參數(shù)為 1= 2= =100，VBE1=VBE2=0.7=0.7 V。計(jì)算總電壓放大倍數(shù)。用輸入電阻法計(jì)算。 圖341 兩級放大電路計(jì)算例 第110頁/共117頁用輸入電阻法求電壓增益（1 1）求靜態(tài)工作點(diǎn)）求