基本放大電路知識

1、第十五章第十五章 基本放大電路基本放大電路 (15-0)第十五章第十五章 基本放大電路基本放大電路15.1 共發(fā)射極放大電路的組成共發(fā)射極放大電路的組成15.2 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析15.3 放大電路的動態(tài)分析放大電路的動態(tài)分析15.4 靜態(tài)工作點的穩(wěn)定靜態(tài)工作點的穩(wěn)定15.5 放大電路的頻率特性放大電路的頻率特性15.6 射極輸出器射極輸出器15.7 差分放大電路差分放大電路15.8 互補對稱功率放大電路互補對稱功率放大電路15.9 場效應管及其放大電路場效應管及其放大電路(15-1) 15.1 共發(fā)射極放大電路的組成共發(fā)射極放大電路的組成三極管放三極管放大電路有大電路有三種

2、形式三種形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放以共射放大器為例大器為例講解工作講解工作原理原理 在生產(chǎn)和科學實驗中，常要求用微弱的信號去控制較大在生產(chǎn)和科學實驗中，常要求用微弱的信號去控制較大功率的負載，而晶體管的主要用途之一就是利用其電流放功率的負載，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，以實現(xiàn)上述功能。大作用組成放大電路，以實現(xiàn)上述功能。(15-2)IIIIIIIIIEEEBBBCCC共射接法共射接法共集接法共集接法共基接法共基接法放大電路的三種接法放大電路的三種接法(15-3)放大概念放大概念: : 把微弱變化的信號放大成較大變化的信

3、號。把微弱變化的信號放大成較大變化的信號。放大實質放大實質: : 用小能量信號，借助于三極管的電流控制作用，把用小能量信號，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化成交流能量輸出。放大電路中直流電源的能量轉化成交流能量輸出。對放大電路的基本要求對放大電路的基本要求 ： 1. 1. 要有足夠的放大倍數(shù)要有足夠的放大倍數(shù)( (電壓、電流、功率電壓、電流、功率) )。 2. 2. 盡可能小的波形失真。盡可能小的波形失真。 其它技術指標：輸入電阻、輸出電阻、通頻帶等。其它技術指標：輸入電阻、輸出電阻、通頻帶等。放大對象放大對象: :變化的量。變化的量。 (15-4)電壓放大倍數(shù)：電壓

4、放大倍數(shù)：Au= Uo / Ui 輸入電阻：輸入電阻： ri = Ui / Ii 輸出電阻：輸出電阻： 內阻內阻 ro放大電路示意圖放大電路示意圖(15-5)輸入輸入輸出輸出參考點參考點-+RB一、基本放大電路的組成一、基本放大電路的組成放大元件為晶體放大元件為晶體管管，它工作在放，它工作在放大區(qū)，應保證集大區(qū)，應保證集電結反偏，發(fā)射電結反偏，發(fā)射結正偏。結正偏。 iC= iB-+uiuo+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-(15-6) 集電極電源，為集電極電源，為電路提供能量，并電路提供能量，并保證集電結反偏。保證集電結反偏。-+uiuoRB+UCCEBRCC1C2TRses+-R

5、L+-集電極電源：一般為幾伏到幾十伏。集電極電源：一般為幾伏到幾十伏。(15-7)-+uiuoRB+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-集電極電阻，將集電極電阻，將變化的電流轉變變化的電流轉變?yōu)樽兓碾妷骸樽兓碾妷?。集電極電阻：一般為幾千歐到幾十千歐。集電極電阻：一般為幾千歐到幾十千歐。(15-8)作用作用：使發(fā)射結正使發(fā)射結正偏，并提供適當?shù)钠?，并提供適當?shù)撵o態(tài)工作點。靜態(tài)工作點。基極電源與基極電源與基極電阻?；鶚O電阻。-+uiuoRB+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-基極電阻：一般為幾十千歐到幾百千歐?；鶚O電阻：一般為幾十千歐到幾百千歐。(15-9)-+uiuoRB

6、+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-作用作用：隔離輸入隔離輸入輸出與電路直流輸出與電路直流的聯(lián)系，同時能的聯(lián)系，同時能使信號順利輸入使信號順利輸入輸出。輸出。耦合電容：常為電解耦合電容：常為電解電容，有極性。大小電容，有極性。大小為幾為幾 F到幾十到幾十 F(15-10)-+uiuo+UCCRCC1C2TRses+-RL+-RBRBEB可以省去可以省去電路改進：電路改進：采用單電源供電。采用單電源供電。(15-11)二、基本放大電路的工作原理二、基本放大電路的工作原理ui=0時時由于電源由于電源UCC的存在的存在 IB 0IC 0IBQICQIEQ=IBQ+ICQRB+UCCRCC1

7、C2TUBEQUCEQ( ICQ,UCEQ )(IBQ,UBEQ)(15-12)ui=0時時ui = 0時，各點波形時，各點波形RB+UCCRCC1C2TiCiB(15-13) (IBQ,UBEQ) 和和( ICQ,UCEQ )分別對應于輸入輸分別對應于輸入輸出特性曲線上的一個點稱為出特性曲線上的一個點稱為靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ(15-14)RB+UCCRCC1C2TUi0時時IBUBEQuBE有一微小的變化有一微小的變化ibtuit(15-15)ICUCEuCE怎么變化怎么變化ibtictRB+UCCRCC1C2TUi0時時沿一條直線變化沿

8、一條直線變化ucetuCE = UCC - iCRC(15-16)ui0時，各點波形時，各點波形RB+UCCRCC1C2uituiiCuCEuoiB uo與與ui反相！反相！iCtiBtuCEtuot(15-17)ui = 0 uBE = UBE ，uCE = UCE ， uo = 0？ uCE = UCC iC RC ui 0 uBE = UBE+ ui ，uCE = UCE+ uo ， uo 0uitOUBEIBICuBEtOiBtOiCtOuCEtOUCEuotO(15-18)+集電極電流集電極電流直流分量直流分量交流分量交流分量動態(tài)分析動態(tài)分析iCtICOiCticO靜態(tài)分析靜態(tài)分析i

9、CtO(15-19)放大電路實現(xiàn)放大的條件放大電路實現(xiàn)放大的條件1. 晶體管必須工作在放大區(qū)。發(fā)射結正偏，集電結晶體管必須工作在放大區(qū)。發(fā)射結正偏，集電結反偏。反偏。2. 正確設置靜態(tài)工作點，使整個波形處于放大區(qū)。正確設置靜態(tài)工作點，使整個波形處于放大區(qū)。3. 輸入回路可將變化的電壓轉化成變化的基極電流。輸入回路可將變化的電壓轉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化成變化的集輸出回路可將變化的集電極電流轉化成變化的集電極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號。電極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號。(15-20)如何判斷一個電路是否能實現(xiàn)放大？如何判斷一個電路是否能實現(xiàn)放大？3. 晶體

10、管必須工作在放大區(qū)。發(fā)射結正偏，集電結晶體管必須工作在放大區(qū)。發(fā)射結正偏，集電結反偏。反偏。4. 正確設置靜態(tài)工作點，使整個波形處于放大區(qū)。正確設置靜態(tài)工作點，使整個波形處于放大區(qū)。1. 輸入信號能否輸入到放大電路中。輸入信號能否輸入到放大電路中。2. 輸出信號能否輸出。輸出信號能否輸出。 方法：應與實現(xiàn)放大的條件相對應方法：應與實現(xiàn)放大的條件相對應 如果電路參數(shù)已給定，則應通過計算靜態(tài)工如果電路參數(shù)已給定，則應通過計算靜態(tài)工作點來判斷；如果電路參數(shù)未給定，則假設參作點來判斷；如果電路參數(shù)未給定，則假設參數(shù)設置正確數(shù)設置正確。(15-21)15.2 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析放大電放

11、大電路分析路分析靜態(tài)分析靜態(tài)分析動態(tài)分析動態(tài)分析估算法估算法圖解法圖解法微變等效電路法微變等效電路法圖解法圖解法計算機仿真計算機仿真靜態(tài)：靜態(tài)：放大電路放大電路無無輸入信號時的工作狀態(tài)輸入信號時的工作狀態(tài)動態(tài)：動態(tài)：放大電路放大電路有有輸入信號時的工作狀態(tài)輸入信號時的工作狀態(tài)(15-22)放大電路中的電容對交、直流信號的作用是放大電路中的電容對交、直流信號的作用是不同的。如果電容容量足夠大，可以認為它對交不同的。如果電容容量足夠大，可以認為它對交流信號不起作用，即對交流信號相當于短路，而流信號不起作用，即對交流信號相當于短路，而對直流信號相當于開路。這樣交、直流信號所走對直流信號相當于開路。這

12、樣交、直流信號所走的通路是不同的。的通路是不同的。直流通路：直流通路：只考慮直流信號的分電路。只考慮直流信號的分電路。交流通路：交流通路：只考慮交流信號的分電路。只考慮交流信號的分電路。 在放大電路中信號的不同分量可以分別在在放大電路中信號的不同分量可以分別在不同的通路中分析。不同的通路中分析。(15-23) 符號規(guī)定：符號規(guī)定：UA大寫字母、大寫下標，表示大寫字母、大寫下標，表示 直流分量。直流分量。Ua大寫字母、小寫下標，表示大寫字母、小寫下標，表示 交流分量有效值。交流分量有效值。uA小寫字母、大寫下標，表示小寫字母、大寫下標，表示 總瞬時值?？偹矔r值?？偹矔r值總瞬時值ua交流分量交流分

13、量UA直流分量直流分量 uAt0ua小寫字母、小寫下標，表示小寫字母、小寫下標，表示 交流分量。交流分量。(15-24)各電極電壓電流的直流分量。各電極電壓電流的直流分量。 確定放大電路靜態(tài)工作點確定放大電路靜態(tài)工作點 Q 。 即即 IBQ、ICQ、UCEQ 。15.2.1 用放大電路的直流通路確定靜態(tài)值用放大電路的直流通路確定靜態(tài)值放大電路的直流通路。放大電路的直流通路。(15-25)直流通路畫法：直流通路畫法：令輸入信號為零，電容相當于開路。令輸入信號為零，電容相當于開路。開路開路開路開路RB+UCCRCC1C2T直流通路直流通路RB+UCCRC(15-26)估算電路的靜態(tài)工作點：估算電路

14、的靜態(tài)工作點：IBQ、ICQ、UCEQ 根據(jù)直流通路估算根據(jù)直流通路估算IBQIBQUBEBBECCQBRUUIBCCRU7 . 0BCCRU RB稱為稱為偏置電阻偏置電阻，IBQ稱稱為為偏置電流偏置電流。+UCC直流通路直流通路RBRC(15-27) 根據(jù)直流通路估算根據(jù)直流通路估算UCEQ、ICQICQUCEQCEOQBQCIIICQCCCCEQRIUUQBI直流通路直流通路RBRC+UCC(15-28)例：例：用估算法計算靜態(tài)工作點。用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：已知：UCC = 12V，RC = 4k ， RB = 300k ， = 37.5。解：解：A40mA04. 030012BC

15、CBQRUImA5 . 104. 05 .37BQBQCQIIIV641.512CCQCCCEQRIUU請注意電路中請注意電路中IB 和和IC 的數(shù)量級。的數(shù)量級。P36例例15.2.1(15-29)15.2.2 用圖解法確定靜態(tài)值用圖解法確定靜態(tài)值(15-30)ICUCEUCEIC滿足什么關系？滿足什么關系？1. 三極管的三極管的輸出特性。輸出特性。2. UCE = UCC IC RC 。UCCCCCRU直流直流負載線負載線與輸出特與輸出特性的交點性的交點就是就是Q點點IBQ直流通路直流通路RB+UCCRCICUCE0BBECCBQRUUIBQBIICECUfI)(Q(15-31)15.3

16、放大電路的動態(tài)分析放大電路的動態(tài)分析 當放大電路有輸入信號時，各點的電壓當放大電路有輸入信號時，各點的電壓或電流通常都既含有直流分量，又含有交流或電流通常都既含有直流分量，又含有交流分量。分量。 直流分量通常為靜態(tài)值（不失真情況直流分量通常為靜態(tài)值（不失真情況下），而交流分量是信號分量。下），而交流分量是信號分量。 動態(tài)分析是在靜態(tài)值確定后，對信號的動態(tài)分析是在靜態(tài)值確定后，對信號的傳輸情況進行分析。傳輸情況進行分析。(15-32)(15-33) 15.3.1 微變等效電路法微變等效電路法 將非線性的晶體管進行線性化，從而將由其組成將非線性的晶體管進行線性化，從而將由其組成的放大電路等效為一個

17、線性電路。的放大電路等效為一個線性電路。 晶體管工作于小信號（微變量）情況。此時，特晶體管工作于小信號（微變量）情況。此時，特性曲線在靜態(tài)工作點附近的小范圍內，可用直線近性曲線在靜態(tài)工作點附近的小范圍內，可用直線近似代替。似代替。 利用放大電路的微變等效電路分析、計算放大電利用放大電路的微變等效電路分析、計算放大電路電壓放大倍數(shù)路電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻、輸入電阻ri、輸出電阻、輸出電阻ro等。等。(15-34)一、晶體管的微變等效電路一、晶體管的微變等效電路1. 輸入回路輸入回路iBuBE當輸入信號很小時，可將三極管輸當輸入信號很小時，可將三極管輸入特性在入特性在Q點附近近似線性化。點附近

18、近似線性化。 uBE iB對輸入的交流小信號而言，晶體對輸入的交流小信號而言，晶體管的輸入回路可用電阻管的輸入回路可用電阻rbe等效。等效。(mA)(mV)()(EbeI1r26200rbe值約幾百歐到幾千歐，手冊中常用值約幾百歐到幾千歐，手冊中常用hie表示。表示。對于小功率三極管：對于小功率三極管：輸入輸入電阻電阻CECEUbbeUBBEbeiuiur(15-35)2. 輸出回路輸出回路iCuCE輸出端相當于一個受輸出端相當于一個受ib 控制控制的電流源。的電流源。 近似平行等距近似平行等距考慮考慮 uCE對對 iC的影響，輸出的影響，輸出端還要并聯(lián)一個大電阻端還要并聯(lián)一個大電阻rce。晶

19、體管輸出電阻晶體管輸出電阻： iC uCEBBIcceICCEceiuiur rce愈大愈大, 曲線越水平曲線越水平,其其恒流特性愈好。其值約恒流特性愈好。其值約幾十千歐到幾百千歐。幾十千歐到幾百千歐。CECEUbcUBCiiii(15-36)ubeibuceicubeuceicrce很大很大一般忽略一般忽略3. 晶體管的微變等效電路晶體管的微變等效電路rbe ibibrcerbe ibibbce等等效效cbe(15-37)短路短路短路短路置零置零RB+UCCRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路交流通路二、放大電路的微變等效電路二、放大電路的微變等效電路 交流通路畫法：交流通路畫法：令直

20、流電源為零，電容相當于短路。令直流電源為零，電容相當于短路。(15-38)放大電路的微變等效電路：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將交流通路中的三極管用微變等效電路代替交流通路交流通路RBRCRLuiuouirbe ibibiiicuoRBRCRL(15-39)iouUUA |Ui 和和Uo 分別是輸入和輸出電壓分別是輸入和輸出電壓的有效值。的有效值。iouUUAAu是復數(shù)，反映了輸出和輸入的是復數(shù)，反映了輸出和輸入的幅值比與相位差。幅值比與相位差。三、電壓放大倍數(shù)的計算三、電壓放大倍數(shù)的計算1. 電壓放大倍數(shù)的定義：電壓放大倍數(shù)的定義：電壓放大電路可以用有輸入

21、口和輸出口的四電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網(wǎng)絡表示如圖：端網(wǎng)絡表示如圖：uiuoAu(15-40)2、電壓放大倍數(shù)的計算、電壓放大倍數(shù)的計算bebirIULboRIUbeLurRALCLRRR/特點：特點：負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI(15-41)beLurRA 增大增大 Au 增大？增大？ 在在 IE一定的條件下，一定的條件下，增大增大 rbe 增增大，但不成正比，隨大，但不成正比，隨增大增大 / rbe將越將越來越小，當來越小，當足夠大時足夠大時， Au 幾乎與幾乎與無關。無關。(mA)(mV)()(EbeI

22、1r26200 在在 一定時，略微增大一定時，略微增大 IE 可使可使 Au 在在一定范圍內明顯提高。一定范圍內明顯提高。(15-42) 輸入電阻輸入電阻是衡量放大電路從信號源索取電流是衡量放大電路從信號源索取電流大小的參數(shù)，它大小的參數(shù)，它是動態(tài)電阻。是動態(tài)電阻。放大電路的輸入電放大電路的輸入電阻越大，它從信號源索取的電流就越小，從而對阻越大，它從信號源索取的電流就越小，從而對信號源的影響就越小，因此一般希望得到較大的信號源的影響就越小，因此一般希望得到較大的輸入電阻。輸入電阻。AuUSiiiIUr1、輸入電阻的定義、輸入電阻的定義即：即：ri 越大，越大，ii 就越小，就越小，ui 就越接

23、近就越接近 uS 。iIiU四、輸入電阻的計算四、輸入電阻的計算(15-43)2、輸入電阻的計算、輸入電阻的計算對于為放大電路提供信號的信號源來說，放大電路對于為放大電路提供信號的信號源來說，放大電路是負載，這個負載的大小可以用輸入電阻來表示。是負載，這個負載的大小可以用輸入電阻來表示。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbIbebeBiiirrRIUr / (15-44)AuUS 因放大電路對其因放大電路對其而言，相當于信號源，故而言，相當于信號源，故可將其等效為戴維南等效電路，此可將其等效為戴維南等效電路，此就是輸出電阻。它也是動態(tài)電阻。就是輸出電阻。它也是動態(tài)電阻。 roUS五、輸出電

24、阻的計算五、輸出電阻的計算1、輸出電阻的定義、輸出電阻的定義(15-45)步驟：步驟：1.去掉負載電阻，令電路中所有的獨立電源為零。去掉負載電阻，令電路中所有的獨立電源為零。2. 在輸出端加電壓求電流。在輸出端加電壓求電流。IUroa：計算方法（加壓求流法）：計算方法（加壓求流法）UI2、輸出電阻的求解方法、輸出電阻的求解方法(15-46)Uo1. 測量負載電阻開路時的開路電壓。測量負載電阻開路時的開路電壓。roUs2. 測量接入負載后的輸出電壓。測量接入負載后的輸出電壓。LOSoRUUr) 1(roUsRLUo步驟：步驟：3. 計算。計算。b：測量方法：測量方法SLoLoURrRU(15-4

25、7)rbeRBRCiIbIcIbIRLCoooRIUr003、放大電路輸出電阻的計算、放大電路輸出電阻的計算 在放大電路的微變等效電路中，去掉負載在放大電路的微變等效電路中，去掉負載電阻，令電阻，令ui=0，并在輸出端加電壓求電流。，并在輸出端加電壓求電流。oUoI(15-48)icLcecRui1其中：其中：CLLRRR/uceRBRCRLuiuo交交流流通通路路15.3.2 圖解法圖解法一、交流負載線：一、交流負載線：(15-49)交流分量交流分量 ic 和和 uce 與總的瞬時值與總的瞬時值 iC 和和 uCE 有如下關系：有如下關系：CciiCEceuu所以：所以：LCECRui1即：

26、即：1、交流信號沿著斜率為：、交流信號沿著斜率為：LR1的直線變化。的直線變化。2、此直線通過、此直線通過Q點，稱為點，稱為交流負載線。交流負載線。(15-50)交流負載線的畫法交流負載線的畫法ICUCEUCCCCCRUQIB過過Q點作一條直線，斜率為：點作一條直線，斜率為：LR1交流交流 負載線負載線直流直流 負載線負載線(15-51)QuCE/VttiB/ AIBtiC/mAICiB/ AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQiCQ1Q2ibuiuo 二、圖解分析二、圖解分析交流負載線交流負載線(15-52)三、放大電路的非線性失真三、放大電路的非線性失真在放

27、大電路中，輸出信號應該成比例地放大輸入在放大電路中，輸出信號應該成比例地放大輸入信號（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號不能反映輸入信號的情況，放大電路產(chǎn)生信號不能反映輸入信號的情況，放大電路產(chǎn)生非線非線性失真性失真。為了得到盡量大的輸出信號，要把為了得到盡量大的輸出信號，要把Q設置在交流設置在交流負載線的中間部分。如果負載線的中間部分。如果Q設置不合適，信號進入截設置不合適，信號進入截止區(qū)或飽和區(qū)，則造成非線性失真。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。為簡化分析，假設負載下面分析失真的原因。為簡化分析，假設負載為空載為空載

28、(RL= )。(15-53)iCuCEuo可輸出最可輸出最大不失真大不失真信號信號1、靜態(tài)工作點、靜態(tài)工作點 Q 在在：ib(15-54)iCuCEuo2、Q點過低，信號進入截止區(qū)點過低，信號進入截止區(qū)放大電路產(chǎn)生放大電路產(chǎn)生截止失真截止失真輸出波形輸出波形輸入波形輸入波形ib削頂削頂 適當適當基極電基極電流可消除失真。流可消除失真。(15-55)iCuCE3、Q點過高，信號進入飽和區(qū)點過高，信號進入飽和區(qū)放大電路產(chǎn)生放大電路產(chǎn)生飽和失真飽和失真ib輸入波形輸入波形uo輸出波形輸出波形削底削底 適當適當基極電基極電流可消除失真。流可消除失真。(15-56) 具有合適的靜態(tài)工作點：具有合適的靜態(tài)

29、工作點： Q應大致選在應大致選在； 輸入信號輸入信號Ui 的幅值不能太大。的幅值不能太大。放大電路不產(chǎn)生非線性放大電路不產(chǎn)生非線性失真條件失真條件(15-57)15.4 靜態(tài)工作點的穩(wěn)定靜態(tài)工作點的穩(wěn)定 為保證放大電路穩(wěn)定工作，電路必須具有合適為保證放大電路穩(wěn)定工作，電路必須具有合適的、穩(wěn)定的靜態(tài)工作點。但是，溫度的變化將會嚴的、穩(wěn)定的靜態(tài)工作點。但是，溫度的變化將會嚴重地影響靜態(tài)工作點的穩(wěn)定。重地影響靜態(tài)工作點的穩(wěn)定。 對前面分析的電路（固定偏置電路）而言，靜對前面分析的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點由態(tài)工作點由UBE、 和和 ICEO 決定，而這三個參數(shù)會決定，而這三個參數(shù)會隨溫度而

30、變化，溫度對靜態(tài)工作點的影響主要體現(xiàn)隨溫度而變化，溫度對靜態(tài)工作點的影響主要體現(xiàn)在這一方面。在這一方面。TUBE ICEOQ(15-58)一、溫度對一、溫度對Q點的影響點的影響iBuBE25C50CTUBEIBICBBECCBRUUI1、溫度對、溫度對UBE的影響的影響(15-59)2、溫度對、溫度對 值及值及ICEO的影響的影響T 、 ICEOICiCuCEQQ 在輸出特性曲線上總的效果是：在輸出特性曲線上總的效果是： 溫度上升溫度上升時時, 輸出特輸出特性曲線上移性曲線上移,會造成會造成Q點點上移。上移。(15-60)3、小結、小結TIC 固定偏置電路的固定偏置電路的Q點是不穩(wěn)定的。點是不

31、穩(wěn)定的。 Q點不點不穩(wěn)定可能會導致其靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而穩(wěn)定可能會導致其靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而造成非線性失真。為此，需要改進偏置電路，造成非線性失真。為此，需要改進偏置電路，當溫度升高、當溫度升高、 IC增加時，能夠自動減少增加時，能夠自動減少IB，從，從而抑制而抑制Q點的變化，使點的變化，使Q點基本保持穩(wěn)定。點基本保持穩(wěn)定。常用的分壓式偏置電路可穩(wěn)定靜態(tài)工作點。常用的分壓式偏置電路可穩(wěn)定靜態(tài)工作點。(15-61)二、分壓式偏置電路：二、分壓式偏置電路：RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo1、靜態(tài)分析、靜態(tài)分析I1I2IBRB1+UCCRCTRB2RE直流通路直流通路RE

32、射極直流射極直流負反饋電阻負反饋電阻CE 交流交流旁旁路電容路電容(15-62)TUBEIBICUEIC 本電路的穩(wěn)壓過程本電路的穩(wěn)壓過程實際是因為加了實際是因為加了RE引引入了入了負反饋。負反饋。a. 靜態(tài)工作點穩(wěn)定的原理靜態(tài)工作點穩(wěn)定的原理I1I2IBRB1+UCCRCTRB2REBEBUVB2II 電路組成條件：電路組成條件：(15-63)BQII 221II CCBBBBURRRV212EBEBEBEQCQRVRUVIII1I2IBQRB1+UCCRCTRB2RE直流通路直流通路)( ECCQCCEEQCCQCCCEQRRIURIRIUUBb. 求靜態(tài)工作點求靜態(tài)工作點(15-64)E

33、BCQRVI可以認為與溫度無關?？梢哉J為與溫度無關。I1I2IBQRB1+UCCRCTRB2RE直流通路直流通路似乎似乎I2、VB越大越好。越大越好。但但 I2 RB1、RB2太小，會太小，會增加損耗，降低輸入電阻，故增加損耗，降低輸入電阻，故其阻值一般取幾十其阻值一般取幾十k 。而而VB 過高會令過高會令VE 增高，當增高，當UCC 一定時，將令一定時，將令 UCE 減小，減小，導致放大電路輸出電壓的動態(tài)導致放大電路輸出電壓的動態(tài)范圍減小。范圍減小。B(15-65)例：例：已知：已知： = 50， UCC = 12V， RB1= 7.5k ， RB2 = 2.5k ，RC = 2k ， RE

34、 = 1k ， 試求：該電路的靜態(tài)工作點。試求：該電路的靜態(tài)工作點。RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoV3212CCBBBBURRRV解：解：3mA. 2 EBEBEQCQRUVII5.1V )(ECCQCCCEQRRIUU(15-66)2、動態(tài)分析、動態(tài)分析+UCCuoRB1RCC1C2RB2CERERLuiuoRB1RCRLuiRB2交流通路交流通路(15-67)rbeRCRLoUiUiIbIcIbIRB微變等效電路微變等效電路uoRB1RCRLuiRB2交流通路交流通路bebeBirrRr|CoRr beLurRA(15-68)問題問題1：如果去掉如果去掉CE，放大倍數(shù)

35、如何變化？，放大倍數(shù)如何變化？I1I2IBRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoCE的作用：的作用： 交流通路中交流通路中, 它它可可將將 RE 短路，使短路，使 RE 對交流信號不對交流信號不起作用起作用, 放大倍數(shù)放大倍數(shù)不受影響。不受影響。(15-69)去掉去掉 CE 后：后：交流通路和微變等效電路交流通路和微變等效電路： )1 ( / /EbeBiBiRrRrRrrbeRCRLoUREiUiIbIcIbIRBEbbebiRIrIU)1 (LboRIU )1 (EbeLuRrRARB1RCRLuiuoRB2REri(15-70)IUbIcIrbeRCREbIRBRSbI)1

36、 (0)1 ()/(21EbbeBBSbRIrRRRI0bI0cICoRr 結論：結論：去掉去掉CE 后，后，Au 減小、減小、 ri 增大、增大、 ro 不變。不變。輸出電阻：用加壓求流法求解。輸出電阻：用加壓求流法求解。rbeRCRLoUREiUiIbIcIbIRB(15-71)EbeLuRrRA) 1 ( beLurRAEbeB2B1iRRRrr)1 (/CRrobeBirRr/CRro(15-72)RB1+UCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2問題問題2：如果電路如下圖所示，如何分析？如果電路如下圖所示，如何分析？(15-73)I1I2IBRB1+UCCRCC1C2TR

37、B2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+UCCRCTRB2RE1RE2a、靜態(tài)分析：、靜態(tài)分析：直流通路直流通路(15-74)RB1+UCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2b、動態(tài)分析：、動態(tài)分析：交流通路交流通路RB1RCRLuiuoRB2RE1(15-75)交流通路：交流通路：RB1RCRLuiuoRB2RE1微變等效電路：微變等效電路：rbeRCRLoURE1iUiIbIcIbIRB(15-76)問題：問題：Au 和和 Aus 的關系如何？的關系如何？放大電路的放大倍數(shù)定義放大電路的放大倍數(shù)定義iouUUA sousUUA 放放大大電電路路RLRSoUiUsU

38、siiosousUUUUUUASiSiiUrRrU uiSiusArRrA ri(15-77)15.6 射極輸出器射極輸出器RB+UCCC1C2RERLuiuoRB+UCCRE直流通路直流通路(15-78)一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析IBIEEBBECCBQRRUUI)1 (BQEQII)1 (EEQCCCEQRIUU折算折算RB+UCCRE直流通路直流通路(15-79)二、動態(tài)分析二、動態(tài)分析RB+UCCC1C2RERLuiuoRBRERLuiuo交流通路交流通路(15-80)RBRERLuiuo交流通路交流通路rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微變等效電路微變等效電路(15-81)Lb

39、LeoRIRIU）（1 LELRRR/LbbebLebebiRIrIRIrIU)1 ( LbeLLbbebLbuRrRRIrIRIA)1 (1)1 ()1 (）（1. 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI(15-82)1. 通常通常,)1 (LbeRr所以所以。1uA雖然電壓沒放大，但輸出電流雖然電壓沒放大，但輸出電流Ie增加了。增加了。2.輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱故稱電壓跟隨器電壓跟隨器。結論：結論：LbeLuRrRA)1 (）1（(15-83)2. 輸入電阻輸入電阻 輸入電阻較大。若作為前級的負載，對前級輸入

40、電阻較大。若作為前級的負載，對前級的放大倍數(shù)影響較小，且取得的輸入信號大。的放大倍數(shù)影響較小，且取得的輸入信號大。)1 (/ /iLbeBBiRrRrRrrbeiUbIRERLRBoUcIbIiILbeRrr)1 (iriLELRRR/(15-84)3. 輸出電阻輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻。用加壓求流法求輸出電阻。rbeRERBRSbIcIbIiIeIUIEsbeebbRURrUIIII)1 (BssRRR/1/)11/(1sbeEEsbeoRrRRRrIUrrbeiUbIRERLRBoUcIbIiISURS(15-85)通常：通常：1sbeERrR所以：所以：1sbeoRrr射極輸出器的

41、輸出電阻很小，帶負載能力強。射極輸出器的輸出電阻很小，帶負載能力強。1/sbeEoRrRr 所謂所謂，是指當負載變化時，放大，是指當負載變化時，放大倍數(shù)基本不變。倍數(shù)基本不變。(15-86)射極輸出器的應用射極輸出器的應用1. 可將射極輸出器放在電路的可將射極輸出器放在電路的首級首級，以，以提高輸入電阻。提高輸入電阻。2. 可將射極輸出器放在電路的可將射極輸出器放在電路的末級末級，以降，以降 低輸出電阻，提高帶負載能力。低輸出電阻，提高帶負載能力。3. 可將射極輸出器放在電路的可將射極輸出器放在電路的兩級之間兩級之間，以起到電路的匹配作用。以起到電路的匹配作用。(15-87)RB+UCCC1C

42、2RERLuiuo例例1：已知射極輸出器的參數(shù)如下：已知射極輸出器的參數(shù)如下：RB=570k ， RE=5.6k ，RL=5.6k ， =100，UCC=12V1. 求求Au 、 ri 和和 ro 。2. 設：設：RS=1 k ， 求：求：Aus 、 ri 和和 ro 。3 . RL=1k 和和時，時， 求求Au 。(15-88)EBBECCBQRRUUI)1 (mA01. 1)1 (BQEQIIRB+UCCC1C2RERLuiuoRB=570k ，RE=5.6k ，RL=5.6k ， =100，UCC=12V2.8k1.0126101200(mA)I26(mV)(1200Erbe)(15-8

43、9)RB=570k ，RE=5.6k ，RL=5.6k ， =100，UCC=12V1. 求求Au 、 ri和和ro 。rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微變等效電路微變等效電路rbe=2.8 k ，RS=0LbeLuRrRA)1 (1）（)1 (/LbeBiRrRr2.8100)(1570/2.8190k1/SbeEoRrRr0.992.81012.82.810110102.85.6/28(15-90)rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微變等效電路微變等效電路2. 設：設：RS=1 k ， 求：求：Aus 、 ri和和roRB=570k ，RE=5.6k ，RL=5.6k ，

44、 =100，UCC=12Vrbe=2.8 k ，RS=1 k uSiiusARrrA0.9850.991190190)1 (/LbeBiRrRr190k 1/SbeEoRrRr101570/12.85.6/38(15-91) RL=1k 時時3. RL=1k 和和 時，時，求求Au 。比較：比較：空載時空載時, Au=0.995 RL=5.6k 時時, Au=0.990 RL=1k 時時, Au=0.967 RL= 時時LbeLuRrRA)1 (1）（0.967(5.6/1)1012.9(5.6/1)101uA0.9955.61012.95.6101uA結論：結論：射極輸出器射極輸出器帶負載能

45、力強。帶負載能力強。(15-92)+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2SUoUiU例例2：阻容耦合電路阻容耦合電路如圖如圖, 設：設： 1= 2=50, rbe1 = 2.9k , rbe2 = 1.7 k 。試求：。試求：Aus、 ri、ro 。前級前級后級后級耦合：耦合： 每兩個每兩個單級放大單級放大電路之間電路之間的連接方的連接方式。式。(15-93)關鍵關鍵: :考慮級間影響?？紤]級間影響。一一. 靜態(tài)靜態(tài): Q點同單級。點同單級。二二. 動態(tài)性能動態(tài)性能:方法方法:ri2 = RL121ioUU

46、+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2SUoUiU1oU2iU電路的性能分析電路的性能分析ri2(15-94)微變等效電路微變等效電路: :ri2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2SUoUiU1oU2iURE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2iror(15-95)ri = R1 / ri RL1 = RE1/ ri2= RE1/ R2 / R3 /rbe2 27 /

47、 1.7 1.7k ri =1000/(2.9+511.7) 82k 2. 輸出電阻：輸出電阻：1. 輸入電阻：輸入電阻：RE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2irorriRL1= R1 / rbe1 +（1+ )RL1ro = RC2= 10k (15-96)3. 中頻電壓放大倍數(shù)中頻電壓放大倍數(shù):212121uusiiuusiososousAARrrAAUUUUUUARE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2irorU01Ui2(15-97)RE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2

48、ber1bi1bi2bi2biOUir2iror21111111/)()1 (iELLbeLurRRRrRA0.9681.7512.91.75112ir第一級放大倍數(shù)：第一級放大倍數(shù)：Au1RL1(15-98)1471.7(10/10)502222beLurRA第二級放大倍數(shù)：第二級放大倍數(shù)：Au2RE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2iror(15-99)耦合方式：耦合方式：直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合；光電耦合。直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合；光電耦合。多級放大電路對耦合電路要求：多級放大電路對耦合電路要求：1. 靜態(tài)：保證各級靜態(tài)：保

49、證各級Q點設置合適。點設置合適。2. 動態(tài)動態(tài): 傳送信號。傳送信號。要求：要求：波形不波形不失真失真, 減少壓減少壓降損失。降損失。15.7 差分放大電路差分放大電路輸輸入入級級輸輸 入入 輸輸 出出第第二二級級輸輸出出級級多級放大電路方框圖多級放大電路方框圖(15-100)uiRC1R1T1措措 施：施：增加增加R2 、RE2 ，用于設置合適的用于設置合適的Q點。點。問題問題1：前后級前后級Q點相互影響。點相互影響。+UCCuoRC2T2R2RE2 直接耦合電路存在的特殊問題直接耦合電路存在的特殊問題 前后極間直前后極間直接連接。它既接連接。它既可放大交流信可放大交流信號，也可放大號，也可

50、放大直流信號。直流信號。(15-101)= 0問題問題2：零點漂移。零點漂移。原原 因：因：如溫度和參數(shù)的變化等。其中溫度的影響如溫度和參數(shù)的變化等。其中溫度的影響 最嚴重。在多級電路中，尤以首級零漂最嚴重。在多級電路中，尤以首級零漂的的 影響最嚴重，因其可逐級放大。影響最嚴重，因其可逐級放大。uiRC1R1T1+UCCuoRC2T2R2RE2uot0有時會將有時會將信號淹沒信號淹沒措措 施：施：首級采用差分放大電路。首級采用差分放大電路。0(15-102)一、原理電路結構一、原理電路結構特點：特點：結構對稱。結構對稱。差分放大電路差分放大電路ui1ui2uoRCR1T1RBRCR1T2RB集

51、成差集成差分對管分對管(15-103)二、二、 抑制零漂的原理抑制零漂的原理uo= UC1 - UC2 = 0uo= (UC1 + uC1 ) - (UC2 + uC2 ) = 0當當 ui1 = ui2 =0 時：時：當溫度變化時：當溫度變化時：+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2(15-104)三、三、 共模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù) AC+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2共模輸入信號：共模輸入信號： ui1 = ui2 = uC （大小相等，極性相同）（大小相等，極性相同）理想情況：理想情況：ui1 = ui2 uC1 = uC2 uo= 0,

52、 等量同向變化等量同向變化 共模電壓放大倍數(shù)：共模電壓放大倍數(shù)：（很?。ê苄? 1)設設 uC1 =UC1 + uC1 ， uC2 =UC2 + uC2 。因因 ui1 = - ui2， uC1 = - uC2 ，等量異向變化，等量異向變化 uo= uC1 - uC2 = uC1- uC2 = 2 uC1 差模電壓放大倍數(shù)：差模電壓放大倍數(shù)：dC1i1oi2i1oduuuuuuuA2+UCC單管的單管的Au(15-106)五、共模抑制比五、共模抑制比(CMRR)的定義的定義例例: Ad = - 200， Ac = 0.1 KCMR = 20 lg (-200) / 0.1 = 66 dBCMR

53、R Common Mode Rejection Ratio KCMRR =cdAAKCMR (dB) =(分貝分貝)cdAAlog20 其值越大，表明差其值越大，表明差放對差模信號的分辨放對差模信號的分辨能力越強，對共模信能力越強，對共模信號的抑制作用越好。號的抑制作用越好。(15-107)六、信號輸入六、信號輸入 共模輸入：輸入共模信號。共模輸入：輸入共模信號。 差模輸入：輸入差模信號。差模輸入：輸入差模信號。 比較輸入：比較輸入： 2222i2i1i2i1i2i2i1i2i1i1uuuuuuuuuu 電路僅電路僅放大兩輸放大兩輸入信號的入信號的差值差值-差差分放大電分放大電路。路。(15-

54、108)1、結構、結構為了使左右平衡，可為了使左右平衡，可設置調零電位器設置調零電位器: 七、典型電路：雙電源長尾式差放。七、典型電路：雙電源長尾式差放。特點：加入射極電阻特點：加入射極電阻RE ；加入負電源；加入負電源 -UEE ， 采用正負雙電源供電。采用正負雙電源供電。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEE(15-109)2、雙電源的作用：、雙電源的作用： IB1、IB2由負電源由負電源 UEE 提供。提供。 使信號變化幅度加大。使信號變化幅度加大。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEE(15-110)3、RE的作用的作用溫度溫度TICIE 2IC

55、UEUBEIBIC a、靜態(tài)時、靜態(tài)時 設設 ui1 = ui2 = 0自動穩(wěn)定自動穩(wěn)定RE 具有強具有強負反饋作用負反饋作用 抑制溫度抑制溫度漂移，穩(wěn)定漂移，穩(wěn)定靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEIBRB + UBE + 0.5IERP + 2IERE UEE =0RP(15-111)b、動態(tài)時動態(tài)時RE 對對差模信號差模信號作用作用ui1 ui2ib1 , ic1ib2 , ic2ic1 = - ic2iRE = ie1+ ie2 = 0uRE = 0RE對差模信號對差模信號不起不起作用作用RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RBREUEEi

56、b2ib1ic2ic1iRE交流通路：交流通路： RE相當于相當于短路；短路； 0.5RL處相處相當于接地。當于接地。(15-112) RE對共模信號有抑制作用對共模信號有抑制作用（原理同靜態(tài)分析。（原理同靜態(tài)分析。即由于即由于RE的負反饋作用，使的負反饋作用，使IE基本不變）基本不變） 。uC ic1 、 ic2 iRE 、 uRE c、動態(tài)時動態(tài)時RE 對對共模信號共模信號作用作用+UCCuocRCT1RBRCT2RBREUEEuC uoc2 uoc1ic1 ic2iREuRE(15-113)八、四種差分電路八、四種差分電路uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEE1、雙端

57、輸入雙端輸出：、雙端輸入雙端輸出：Ad 同單管同單管Au2、雙端輸入單端輸出：、雙端輸入單端輸出：Ad 為單管為單管0.5Au3、單端輸入雙端輸出：、單端輸入雙端輸出：Ad 同單管同單管Au4、單端輸入單端輸出：、單端輸入單端輸出：Ad 為單管為單管0.5Au見見P69表表(15-114)例：例： 擴音系統(tǒng)擴音系統(tǒng)執(zhí)行機構執(zhí)行機構功率放大器的作用：功率放大器的作用： 用作放大電路的用作放大電路的輸出級輸出級，以，以驅動驅動執(zhí)行機構。如使揚執(zhí)行機構。如使揚聲器發(fā)聲、繼電器動作、聲器發(fā)聲、繼電器動作、 儀表指針偏轉等。儀表指針偏轉等。 功功率率放放大大電電壓壓放放大大信信號號提提取取15.8 互補對稱功率放大電路互補對稱功率放大電路(15-115)一、對功率放大電路的基本要求一、對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。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數(shù)不能超過晶體管的極限值: PCM 、ICM 、 U(BR)CEO 。ICMPCMU(BR)CE