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1、本章要求:本章要求:重點(diǎn):重點(diǎn): 放大電路靜態(tài)值的計(jì)算,微變等效電路分放大電路靜態(tài)值的計(jì)算,微變等效電路分析方法,分壓式偏置電路,射級(jí)輸出器的析方法,分壓式偏置電路,射級(jí)輸出器的特點(diǎn)和用途。特點(diǎn)和用途。難點(diǎn):微變等效電路的分析。難點(diǎn):微變等效電路的分析。微弱信號(hào)微弱信號(hào)數(shù)伏量級(jí)數(shù)伏量級(jí)數(shù)百毫伏量級(jí)數(shù)百毫伏量級(jí)放大:放大: 放大的兩個(gè)要求:信號(hào)增強(qiáng)、波形不失真放大的兩個(gè)要求:信號(hào)增強(qiáng)、波形不失真+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE+UCCRSesRBRCC1C2V+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+
2、uBEuCEiCiBiE信號(hào)源的兩種形式信號(hào)源的兩種形式VSRSISRS電壓源:電壓源:電流源:電流源: 理想電壓源理想電壓源與內(nèi)阻相串聯(lián)。與內(nèi)阻相串聯(lián)。 理想電流源理想電流源與內(nèi)阻相并聯(lián)。與內(nèi)阻相并聯(lián)。SSSRVI 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換IbIb 大寫字母、小寫下標(biāo),大寫字母、小寫下標(biāo),表示交流分量的有效值。表示交流分量的有效值。iB 小寫字母、大寫下標(biāo),小寫字母、大寫下標(biāo),表示總量瞬時(shí)值)。表示總量瞬時(shí)值)。ib 小寫字母、小寫下標(biāo),小寫字母、小寫下標(biāo),表示交流分量。表示交流分量。符號(hào)規(guī)定符號(hào)規(guī)定IBIB 大寫字母、大寫下標(biāo),大寫字母、大寫下標(biāo),表示直流分量。表示直流分量。三、放大電路中靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析三
3、、放大電路中靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析iBt直流分量直流分量IB交流分量交流分量 ibiBt瞬時(shí)值瞬時(shí)值 iB0靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q:IB、IC、UCE 。靜態(tài)分析:確定放大電路的靜態(tài)值。靜態(tài)分析:確定放大電路的靜態(tài)值。BBECCB RUUI 所所以以BCCBRUI 根據(jù)電流放大作用根據(jù)電流放大作用CEOBC III BB II 當(dāng)當(dāng)UBE UCC時(shí),時(shí),+UCCRBRCT+UBEUCEICIB知:知:UCC=12VUCC=12V,RC=4kRC=4k,RB=300kRB=300k, =37.5 =37.5。解:解:mAmABCCB04030012. RUImAmABC51040537. II VV C
4、CCCCE645112 .RIUU+UCCRBRCT+UBEUCEICIB常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfIUCE = UCC ICRC +UCCRBRCT+UBEUCEICIBUCE /VIC/mAOBBECCBRUUI CtanR1 ICQUCEQCCCRUUCC常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfI直流負(fù)載線直流負(fù)載線Q由由IBIB確定的確定的那條輸出特那條輸出特性與直流負(fù)性與直流負(fù)載線的交點(diǎn)載線的交點(diǎn)就是就是Q Q點(diǎn)點(diǎn)UCE /VIC/mAOICQUCEQCCCRUUCCQ截止區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)截止區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū) 交流通路畫法:交流通路畫法:( Cb1、Cb2 、 VCC 短短路)路)+U
5、CCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE (小信號(hào)模型法)小信號(hào)模型法))mA()mV(26)1()(200EbeIr CEBBEbeUIUr CEbbeUiu OCEBCUII CEbcUii OibicicBCEib ib晶體三極管晶體三極管微變等效電路微變等效電路ube+ +- -uce+ +- -ube+ +- -uce+ +- -rbeBEC 晶體管的晶體管的B、E之間之間可用可用rbe等效代替。等效代替。 晶體管的晶體管的C、E之間可用一之間可用一受控電流源受控電流源ic=ib等效代替。等效代替。ibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+ +-
6、 -uo+ +- -+ +- -RSiiRBRCuiuORL+ + +- - -RSeS+ +- -ibicBCEiiibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+ +- -uo+ +- -+ +- -RSiiiUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSbebirIU LcoRIU beLrRAu LCL/ RRR io :UUAu 定義定義Lb RI beCrRAu iUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiii IUr 輸入電阻輸入電阻SESRiIiUirSESRiIiUiiIUri be
7、B/rR 時(shí)時(shí),當(dāng)當(dāng)beBrR bRiBIIU beirr iUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSriBRIoUoEoooIUr 輸出電阻:輸出電阻:oUSEiUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSCoooRIUr 例例3:求求roro的步驟:的步驟:(1) (1) 斷開負(fù)載斷開負(fù)載RLRLoroI bcII 0 0 cb II所所以以 (2) 令令 或或0i U0S ERb+VCCRcC1C2( (課堂練習(xí)課堂練習(xí)) )綜合例題:知綜合例題:知 VCC=12V VCC=12V,Rc=3K
8、Rc=3K,Rb=470K Rb=470K ,=100 , =100 , 試求:試求:(1 1靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)(2 2AuAu(3 3riri、roro(4 4接接RLRL2K2K后的后的AuAu+(1 1靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)ICUCERb+VCCRcIBA25.547012m m IB5mA5 . 2IC V4.353122.55 UCE ib bevi r obLvi R (2AurbeRbRciviibiciovb i 1001.223 2462.5526101200 rbe 1.22 (k) |bbeRr ber (3ri、ro 1.22 1.22 (k)rbeRbRciviibi
9、ciovb irirO 1001.223| 2 98rbeRbRciviibiciovbi RL(4接接RL2K 后的后的AuRbRc RLvivoibic交交 流流 通通 路路cLLcLcLR RRR |RRR Lceocvvi R DC交流負(fù)載線交流負(fù)載線 直流負(fù)載線直流負(fù)載線L1tanR 流流負(fù)負(fù)載載線線更更陡陡。交交流流負(fù)負(fù)載載線線比比直直所所以以因因?yàn)闉?LCRR IC/mA4321O4812162080mAA60mA40mA20mAUCE/VQ 動(dòng)態(tài)分析作動(dòng)態(tài)分析作圖應(yīng)在交流負(fù)圖應(yīng)在交流負(fù)載線上進(jìn)行!載線上進(jìn)行!QuCE/VttiB/AIBtiC/mAICiB/AuBE/VtuBE
10、/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQiCQ1Q2ibuiuo 緣由:緣由:失真失真uouo不能復(fù)現(xiàn)不能復(fù)現(xiàn)ui ui 。 飽和區(qū):飽和失真飽和區(qū):飽和失真截止區(qū):截止失真截止區(qū):截止失真當(dāng)動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)入當(dāng)動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)入非線性區(qū)非線性區(qū) (1) (1) 飽和失真飽和失真 a.a.緣由:緣由:Q Q ,或,或 ui ui Q1進(jìn)入飽和區(qū),進(jìn)入飽和區(qū), iC 、 uo失真失真uo負(fù)半周削平下削平)負(fù)半周削平下削平) b.如何消除飽和失真?如何消除飽和失真? 須使須使Q Q ,那么,那么 bCCRV調(diào)調(diào) Rb Rb (2 2截止失真截止失真 a.a.緣由:緣由:Q Q ,或,或 ui ui
11、動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)入截止區(qū),動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)入截止區(qū), iB 、 iC 、 uo 失真失真uo 正半周削平上削平)正半周削平上削平) b.如何消除截止失真?如何消除截止失真? 須使須使Q Q ,那么,那么 bCCRV調(diào)調(diào) Rb Rb (3) (3) 若信號(hào)若信號(hào) ui ui太大太大(10mV(10mV變成變成50mV)50mV), 出現(xiàn)截止、飽和失真出現(xiàn)截止、飽和失真 飽和失真飽和失真 調(diào)調(diào) Rb Rb 截止失真截止失真 調(diào)調(diào) Rb Rb 飽和、截止失真飽和、截止失真 調(diào)調(diào) ui ui 例:通過例:通過uo波形分析失真波形分析失真(NPN管管) 留意:對(duì)于PNP管,由于是負(fù)電源供電,失真的表現(xiàn)形式,與NPN
12、管正好相反。 放大電路分析步驟放大電路分析步驟畫直流通路,計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)畫直流通路,計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)QIB、IC、UCE)畫交流通路畫交流通路畫微變等效電路畫微變等效電路計(jì)算計(jì)算 rbe計(jì)算電壓放大倍數(shù)計(jì)算電壓放大倍數(shù) Au計(jì)算輸入電阻計(jì)算輸入電阻 ri計(jì)算輸出電阻計(jì)算輸出電阻 ro 所謂Q點(diǎn)穩(wěn)定,是指ICQ和UCEQ在溫度變化時(shí)基本不變,這是靠IBQ的變化得來的。 若溫度升高時(shí)要若溫度升高時(shí)要Q回到回到Q,則只有減小則只有減小IBQT( )ICQ QICEO若若UBEQ不變不變IBQQB2II 若若滿滿足足: 基極電位基本恒定,基極電位基本恒定,不隨溫度變化。不隨溫度變化。2B2BRIV 2B
13、1BCC21RRUII CC2B1B2BBURRRV VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+VBEBEBECRUVII BEBUV 若若滿滿足足:EBEBEBEC RVRUVII RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+TUBEIBICVEICVB 固定固定CC2B1B2BBURRRV EBEBECRUVII CBII VBRB1RCC
14、1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+)(ECCCCEECCCCCERRIURIRIUU 對(duì)交流:旁路電容對(duì)交流:旁路電容 CE 將將RE 短路,短路, RE不不起作用,起作用, Au,ri,ro與固定偏置電路相同。與固定偏置電路相同。旁路電容旁路電容RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+ib bevi r obLvi R LvbeRAr RiRb1 | Rb2 | rberbe ibibiiicvivoRbRcRL+_+_Ro=RcRB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+2B1BB/ RRR iUiIbIcIoU
15、bISEeIBRI(1)bbibeevi ri R obLvi R (1)LvbeeRArR 12|(1)ibbbeeRRRrR ocRR +_+_rbeRcRLiviibiciovbi bRReEbeL) 1(RrRAu beLrRAu EbeB2B1i)1 (R/R/Rrr CoRr beBir/Rr CoRr ( (例例12.4.2)12.4.2)在圖示放大電路中,已知在圖示放大電路中,已知UCC=12V, UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300RC= 6k, RE1= 300, RE2= 2.7k RE2= 2.7k, RB1= 60k RB1= 60k, RB2= 20k
16、,RL= 6k RB2= 20k,RL= 6k ,晶體管,晶體管=50=50, UBE=0.6V, UBE=0.6V, 試求試求: :(1) (1) 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) IB IB、IC IC 及及 UCE UCE;(2) (2) 畫出微變等效電路;畫出微變等效電路;(3) (3) 輸入電阻輸入電阻riri、roro及及 Au Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL+UCCuiuo+RE2V3V12206020CCB2B1B2B URRRVmA8 . 0 mA36 . 032E1EBEBEC RRUVII A16 A500.8CB IIV8 . 4V38 . 068 . 012)(2E
17、1EECCCCCE RRIRIUURB1RCRB2RE1+UCCRE2+UCEIEIBICVBk6Co Rrk86. 18 . 02651200I26) 1(200Ebe rk 15/2B1BB RRR其其中中 1EbeBi) 1 (/RrRr k03.8 1EbeL) 1 (RrRAu 69. 8 SEiUiIbIcIoUbIeIBRIRB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS共集電共集電極電路極電路EBBECCB)1(RRUUI BE)1(II EECCCERIUU +UCCRBRE+UCE+UBEIEIBICRB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RSRB+UCCC1C2R
18、ERLui+uo+es+RSrbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIRELEL/ RRR LeoRIU Lb1RI )( LebebiRIrIU Lbbeb)1 (RIrI LbbebLb)1()1(RIrIRIAu LbeL)1(1RrR )(rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIRErbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiBi/rRr LbeBi)1 (/RrRr LbebLEebebbii)1 (/RrIRRIrIIUr LEL/RRR
19、irir ERbbo IIII EoSBbeoSBbeoRUR/RrUR/RrU ESbeo1/11RRRrr rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiI外加外加oIorERISBS/RRR 令令:RrRr 1/sbeEo 1sbeoRrr 1 sbeERRr通通常常:RrRr 1/sbeEorbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiIorLbeL) 1 () 1 (RrRAu LbeBi) 1(/RrRr Rrrsbeo . 在圖示放大電路中,已知在圖示放大電路中,已知UCC=12V,
20、RE= 2k, UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k RB= 200k, RL= 2k RL= 2k ,晶體管,晶體管=60=60, UBE=0.6V, UBE=0.6V, 信號(hào)源內(nèi)阻信號(hào)源內(nèi)阻RS= 100RS= 100,試求,試求: :(1) (1) 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) IB IB、IE IE 及及 UCE UCE;(2) (2) 畫出微變等效電路;畫出微變等效電路;(3) Au(3) Au、ri ri 和和 ro ro 。RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RSmA035. 0mA260)(12006 . 012) (1EBBECCB RRUUImA14. 2
21、0.035mA60)(1 )(1BE II V727V142212EECCCE.RIUU +UCCRBRE+UCE+UBEIEIBIC3 .176010094. 0Sbeo Rrrk94. 024. 1266120026) (1200Ebe Ir LbeBi) 1 (/RrRr k7 .41 LbeL) 1()(1RrRAu 98.0 rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREIIIRLuiCCCIIIRLui+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2+RE212. 6. 1 直接耦合與零點(diǎn)漂移直接耦合與零點(diǎn)漂移 由于不采用電容,所以直接耦合
22、放大電路具有由于不采用電容,所以直接耦合放大電路具有良好的低頻特性。良好的低頻特性。f|Au |0.707| Auo |OfH| Auo | 適合于集成化的要求,在集成運(yùn)放的內(nèi)部,級(jí)間適合于集成化的要求,在集成運(yùn)放的內(nèi)部,級(jí)間都是直接耦合。都是直接耦合。uotO(1) 前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響 電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱,特性、參數(shù)相同。電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱,特性、參數(shù)相同。差分放大電路差分放大電路: :抑制零點(diǎn)漂移。抑制零點(diǎn)漂移。兩個(gè)輸入、兩個(gè)輸入、兩個(gè)輸出兩個(gè)輸出兩管靜態(tài)工兩管靜態(tài)工作點(diǎn)相同作點(diǎn)相同+UCC+UCCuououi1ui1RCRCT1T1RBRBRCRCui2ui2RERER
23、BRB+ + + +T2T2UEEUEE+ +12. 6. 2 靜態(tài)分析靜態(tài)分析uo= VC1 VC2 = 0,零入零出,零入零出uo= (VC1 + VC1 ) (VC2 + VC2 ) = 0靜態(tài)時(shí)靜態(tài)時(shí):ui1 = ui2 = 0當(dāng)當(dāng)T IC1 = IC2 VC1 = VC2 (兩管變(兩管變化量相等)化量相等)IC1= IC2 ,VC1 = VC2UEE:補(bǔ)償:補(bǔ)償RE直流壓降直流壓降(UCE ),獲合適,獲合適Q點(diǎn)。點(diǎn)。+UCCuoui1RCT1RBRCui2RERB+T2UEE+TIB1IC1IC1UREIEIC2UBE1UBE2IB2IC2+UCCuoui1RCT1RBRCui2
24、RERB+T2UEE+2.靜態(tài)值計(jì)算靜態(tài)值計(jì)算 靜態(tài)靜態(tài) ui1 = ui2 =0 時(shí),時(shí),設(shè)設(shè) IB1 = IB2 = IB, IC1= IC2 = IC ,分析單管分析單管EEUIRUIR EEBEBB2EEEEC2RUII 發(fā)射極電位發(fā)射極電位 VE 0每管的基極電流每管的基極電流EEECB2 RUII 每管的集每管的集-射極電壓射極電壓CCCCCEIRUU RC+UCCRB1T1RE -UEEIB2IEICIE+UCE+UBE+單管直流通路單管直流通路共模信號(hào)共模信號(hào) 需要抑制需要抑制+UCCuoui1RCT1RBRCui2RERB+T2UEE+uod1 = uod2 ,+差模信號(hào)差模
25、信號(hào)是有用信號(hào)是有用信號(hào)+UCCuoui1RCT1RBRCui2RERB+T2UEE+單管差模信號(hào)通路單管差模信號(hào)通路 RE :對(duì)差模信號(hào)不起作用。兩管的集電極電流一增對(duì)差模信號(hào)不起作用。兩管的集電極電流一增 一減,其變化量相等,經(jīng)過一減,其變化量相等,經(jīng)過 RE 的電流近于不的電流近于不 變,變,RE 上沒有差模信號(hào)壓降,上沒有差模信號(hào)壓降,分析方法:分析單管差模信號(hào)通路分析方法:分析單管差模信號(hào)通路 (UCC、UEE短路接地短路接地)。單管差模電壓放大倍數(shù)單管差模電壓放大倍數(shù)beBCbeBbCbi1o1d1rRR)rR(iRiuuA 同理可得同理可得d1beBCi2o2d2ArRRuuA
26、T1RCibic+uo1RB+ ui1 雙端輸入雙端輸入-雙端輸出差分電路的差模電壓放大倍數(shù)為雙端輸出差分電路的差模電壓放大倍數(shù)為beBCd1i2i1odrRRAuuuA 當(dāng)在兩管當(dāng)在兩管c1-c2接入負(fù)載電阻時(shí)接入負(fù)載電阻時(shí)beBLdrRRA 式中式中LCL21/RRR 兩輸入端之間的差模輸入電阻為兩輸入端之間的差模輸入電阻為)( 2beBirRr 兩集電極之間的差模輸出電阻為兩集電極之間的差模輸出電阻為Co2Rr T1RCibic+uo1RB+ ui1 輸入差模信號(hào)時(shí),兩集電極電壓的輸入差模信號(hào)時(shí),兩集電極電壓的變化大小相等、相位相反,負(fù)載電變化大小相等、相位相反,負(fù)載電阻阻RL的中點(diǎn)電位
27、始終不變,相當(dāng)于的中點(diǎn)電位始終不變,相當(dāng)于交流接地。交流接地。uo1T1+UCCuoui1RCRBRCui2RERB+T2UEE+uo2 例例1:圖示的差分放大電路中圖示的差分放大電路中,已知已知UCC=12V, UEE = 12V, = 50, RC = 10 k , RE =10 k , RB = 20 k , RP =100 , 并在輸出端接負(fù)載電阻并在輸出端接負(fù)載電阻RL = 20k , 試求試求電路的靜態(tài)值和差模電壓放大倍數(shù)。電路的靜態(tài)值和差模電壓放大倍數(shù)。 例例1:在前圖所示的差分放大電路中在前圖所示的差分放大電路中,已知已知UCC=12V, EE = 12V, = 50, RC
28、= 10 k , RE =10 k , RB = 20 k , RP =100 , 并在輸出端接負(fù)載電阻并在輸出端接負(fù)載電阻RL = 20k , 試求試求電路的靜態(tài)值和差模電壓放大倍數(shù)。電路的靜態(tài)值和差模電壓放大倍數(shù)。解解: :mA0.6A101021223EEC REImA0.012mA500.6CB IIV6V)100.6101012(33CCCCCE IRUU112.4120550beBLd rRRA 式中式中 k521/LCLRRR k 2.41)0.626(20026)1()(200EbeIr 單端輸出時(shí)差分電路的差模電壓放大倍數(shù)為單端輸出時(shí)差分電路的差模電壓放大倍數(shù)為)(beBCi
29、1o1i2i1o1d212反反相相輸輸出出rRRuuuuuA )(212beBCi2o2i2i1o2d同同相相輸輸出出rRRuuuuuA 即:?jiǎn)味溯敵霾罘蛛娐返碾妷悍糯蟊稊?shù)只有雙端輸出即:?jiǎn)味溯敵霾罘蛛娐返碾妷悍糯蟊稊?shù)只有雙端輸出差分電路的一半。差分電路的一半。221iiicuuu uo= uod + uoc2221211iiiiiuuuuu 2221212iiiiiuuuuu 221iiiduuu例例1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV 2 mV 例例2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV 可分解成可分解成: ui1 = 18 mV + 2
30、 mV : ui1 = 18 mV + 2 mV ui2 = 18 mV 2 mV 可分解成可分解成: ui1 = 8 mV + 2 mV: ui1 = 8 mV + 2 mV 這種輸入常作為比較放大來應(yīng)用,在自動(dòng)控制這種輸入常作為比較放大來應(yīng)用,在自動(dòng)控制系統(tǒng)中是常見的。系統(tǒng)中是常見的。 (Common Mode Rejection Ratio)CdCMRAAK ) (lg20(dB)CdCMR分貝AAK KCMR越大,說明差放分辨越大,說明差放分辨差模信號(hào)的能力越強(qiáng),而抑制差模信號(hào)的能力越強(qiáng),而抑制共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。 若電路完全對(duì)稱,理想情況下共模放大倍數(shù)若電路完全對(duì)
31、稱,理想情況下共模放大倍數(shù) Ac = 0 輸出電壓輸出電壓 uo = Ad (ui1 ui2 ) = Ad uid 若電路不完全對(duì)稱,那么若電路不完全對(duì)稱,那么 Ac 0,實(shí)際輸出電壓實(shí)際輸出電壓 uo = Ac uic + Ad uid 即共模信號(hào)對(duì)輸出有影響即共模信號(hào)對(duì)輸出有影響 。例:擴(kuò)音系統(tǒng)例:擴(kuò)音系統(tǒng)電電 壓壓 放放 大大功功 率率 放放 大大 信信 號(hào)號(hào) 提提 取取功率放大電路的作用功率放大電路的作用 功放作為放大電路的輸出級(jí),直接驅(qū)動(dòng)功放作為放大電路的輸出級(jí),直接驅(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、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。儀表指針偏轉(zhuǎn)等。 電流
32、、電壓信號(hào)幅度比較大,容易進(jìn)入電流、電壓信號(hào)幅度比較大,容易進(jìn)入非線性區(qū),必須注意防止波形失真。非線性區(qū),必須注意防止波形失真。 功放電路中電流、電壓要求都比較大,功放電路中電流、電壓要求都比較大,在不失真的情況下輸出盡可能大的功率在不失真的情況下輸出盡可能大的功率, ,工作工作在大信號(hào)狀態(tài)。必須注意電路參數(shù)不能超過在大信號(hào)狀態(tài)。必須注意電路參數(shù)不能超過晶體管的極限值晶體管的極限值: ICM : ICM 、V(BR)CEOV(BR)CEO、 PCM PCM 。(1 1輸出功率要大輸出功率要大(2 2非線性失真要小非線性失真要小1. 1. 功率放大電路的特點(diǎn)功率放大電路的特點(diǎn) 直流電源提供的能量
33、盡可能轉(zhuǎn)換給負(fù)載,減少直流電源提供的能量盡可能轉(zhuǎn)換給負(fù)載,減少晶體管及線路上的損失。即要提高電路的效率晶體管及線路上的損失。即要提高電路的效率()。)。 = = Po PoPVPV100 %100 %Po : Po : 負(fù)載上得到的交流信號(hào)功率。負(fù)載上得到的交流信號(hào)功率。PV PV :電源提供的直流功率。:電源提供的直流功率。(3 3效率要高效率要高ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO 互補(bǔ)對(duì)稱電路是集成功率放大電路輸出級(jí)的基本互補(bǔ)對(duì)稱電路是集成功率放大電路輸出級(jí)的基本形式。當(dāng)它通過容量較大的電容與負(fù)載耦合時(shí),由形式。當(dāng)它通過容量較大的電容與負(fù)載耦合時(shí),由于省去了
34、變壓器而被稱為無輸出變壓器于省去了變壓器而被稱為無輸出變壓器(Output Transformerless)電路,簡(jiǎn)稱電路,簡(jiǎn)稱OTL電路。若互補(bǔ)對(duì)稱電路。若互補(bǔ)對(duì)稱電路直接與負(fù)載相連,輸出電容也省去,就成為無電路直接與負(fù)載相連,輸出電容也省去,就成為無輸出電容輸出電容(Output Capacitorless)電路,簡(jiǎn)稱電路,簡(jiǎn)稱OCL電電路。路。 OTL電路采用單電源供電,電路采用單電源供電, OCL電路采用雙電源電路采用雙電源供電。供電。思緒:一個(gè)乙類放大電路,只工作半個(gè)周期思緒:一個(gè)乙類放大電路,只工作半個(gè)周期兩個(gè)乙類放大電路,分別工作在正負(fù)半周,兩個(gè)乙類放大電路,分別工作在正負(fù)半周,
35、 uo得到得到一個(gè)周期完整波形一個(gè)周期完整波形T1、T2的特性一致;的特性一致;一個(gè)一個(gè)NPN型、一個(gè)型、一個(gè)PNP型型兩管均接成射極輸出器;兩管均接成射極輸出器;輸出端有大電容;輸出端有大電容;單電源供電。單電源供電。2 CCCUu 2CCAUV , IC1 0, IC2 0OTL原理電路原理電路RLuiT1T2+UCCCAuO+ +- -+ +- -RLuiT1T2Auo+ +- -+ +- - 設(shè)輸入端在設(shè)輸入端在UCC/2 UCC/2 直流基礎(chǔ)上加入正弦信號(hào)。直流基礎(chǔ)上加入正弦信號(hào)。 若輸出電容足夠大,其上電壓基本保持不變,若輸出電容足夠大,其上電壓基本保持不變,則負(fù)載上得到的交流信號(hào)
36、正負(fù)半周對(duì)稱。則負(fù)載上得到的交流信號(hào)正負(fù)半周對(duì)稱。ic1ic2交流通路交流通路uoCCIiV2vv (4) 交越失真交越失真 當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào)uiui為正弦波時(shí),為正弦波時(shí),輸出信號(hào)在過零前后出現(xiàn)的輸出信號(hào)在過零前后出現(xiàn)的失真稱為交越失真。失真稱為交越失真。 交越失真產(chǎn)生的原因交越失真產(chǎn)生的原因 由于晶體管特性存在非線性,由于晶體管特性存在非線性, ui ui 死區(qū)電壓晶體管導(dǎo)通不好。死區(qū)電壓晶體管導(dǎo)通不好。交越失真交越失真克服交越失真的措施克服交越失真的措施ui tuo t(5) 克服交越失真的克服交越失真的OTL互補(bǔ)對(duì)稱放大電路互補(bǔ)對(duì)稱放大電路 兩個(gè)晶體管兩個(gè)晶體管T1 (NPN型型)
37、和和T2(PNP型型)的特性基本相同。的特性基本相同。靜態(tài)時(shí)靜態(tài)時(shí), 調(diào)理調(diào)理 R3 ,使使 A 點(diǎn)的電位點(diǎn)的電位為為 ;CC21U 輸出電容輸出電容CL上上的電壓也等于的電壓也等于 ;CC21U R1 和和 D1、D2 上的壓降使兩上的壓降使兩管獲得合適的偏壓,管獲得合適的偏壓,工作在甲乙類狀態(tài)。工作在甲乙類狀態(tài)。OTL互補(bǔ)對(duì)稱放大電路互補(bǔ)對(duì)稱放大電路 OtuiOtuoiC2iC1 R1RLR3R2D1D2T1T2+UCCAC+uo+ +CL+b. 單電源單電源UCC供電,供電,每個(gè)每個(gè)T管供電電源為管供電電源為 UCCOTL原理電路原理電路c. RL與大電容與大電容CL 接;接;互補(bǔ)射極互
38、補(bǔ)射極輸出器輸出器T1 :NPNT2 :PNPa.+UCCRLT1T2CLAuo+-R1uI+-R2D1D2R3C+d. R1 、D1 、 D2 :UBE 擴(kuò)大電路,使擴(kuò)大電路,使T1 、 T2工作于甲工作于甲乙類狀態(tài),避免交越失真乙類狀態(tài),避免交越失真2 CCCLUu 2CCAUV T1 、 T2工作于工作于甲乙類狀態(tài),甲乙類狀態(tài),+UCCRLT1T2CLAuo+-R1uI+-R2D1D2R3C+調(diào)調(diào)R3 ,+UCCRLT1T2CLAuo+-R1uI+-R2D1D2R3C+加入正弦信號(hào)加入正弦信號(hào)ui ui 一個(gè)周期內(nèi),兩一個(gè)周期內(nèi),兩T管交替導(dǎo)通,互相補(bǔ)足,構(gòu)成一管交替導(dǎo)通,互相補(bǔ)足,構(gòu)成
39、一完整波形完整波形互補(bǔ)對(duì)稱放大電路。互補(bǔ)對(duì)稱放大電路。ic1ic2uoOCL原理電路原理電路b. 無無RL與與CL 接便于集成);接便于集成);兩電源兩電源a.c. R1 、 D1 、 D2 :UBE 擴(kuò)大電路擴(kuò)大電路+UCC 供供T1 UCC 供供T2+UCCRLT1T2Auo+-R1uIR2D1D2R3C+ UCC+UCCRLT1T2Auo+-R1uIR2D1D2R3C+ UCCic1ic2加入加入uiuiuo在輸出功率較大時(shí)常采用復(fù)合管在輸出功率較大時(shí)常采用復(fù)合管復(fù)合管的構(gòu)成復(fù)合管的構(gòu)成ic1= 1 ib1 ,ic2=2 ib2 = 2 (1+1 ) ib1,ic = ic1+ ic2 =1+2 (1+1 ) ib1 1 2 ib1 方式方式 1ib2=
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