第15章--基本放大電路下

1、RB1TiBiCiEuBERSuSC1C2RCui+-+-+uCEuoRL+UCCRB2RECE分壓式偏置放大電分壓式偏置放大電路可以使靜態(tài)工作路可以使靜態(tài)工作點基本穩(wěn)定。其中點基本穩(wěn)定。其中RB1、RB2稱為偏置電稱為偏置電阻，阻，RE稱為發(fā)射極稱為發(fā)射極電阻，電阻，CE稱為發(fā)射稱為發(fā)射極交流旁路電容。極交流旁路電容。分壓式偏置放大電路分壓式偏置放大電路RB1TIBICIEUBERC+-+UCE+UCCRB2REVBI1I2RB1TiBiCiEuBERSuSC1C2RCui+-+-+uCEuoRL+UCCRB2RECE直流通路直流通路RB1TIBICIEUBERC+-+UCE+UCCRB2R

2、EVBI1I2BIII21BII 2若使2121BBCCRRUII則21222BBCCBBBRRURIRVEEBEBBEIRVVVUBEBUV 若使EBEBEBECRVRUVIIRB1TIBICIEUBERC+-+UCE+UCCRB2REVBI1I2溫度溫度 IC VE=REIEREIC UBE=VB -VE IB IC 分壓式偏置放大電路穩(wěn)定靜分壓式偏置放大電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點的過程：態(tài)工作點的過程：以上穩(wěn)定靜態(tài)工作點的實質(zhì)是：以上穩(wěn)定靜態(tài)工作點的實質(zhì)是：IC的變化的變化引起引起RE上電壓的變化，而后引回到輸入端上電壓的變化，而后引回到輸入端和和VB比較，使比較，使UBE變化，再牽制變化，再牽

3、制IC的變化。的變化。RB1TiBiCiEuBERSuSC1C2RCui+-+-+uCEuoRL+UCCRB2RECERE的接入，起自動的接入，起自動穩(wěn)定靜態(tài)工作點的穩(wěn)定靜態(tài)工作點的作用；作用；CE的接入，的接入，不影響放大電路的不影響放大電路的電壓放大倍數(shù)。電壓放大倍數(shù)。RB1TiBiCiEuBERSuSC1C2RCui+-+-+uCEuoRL+UCCRB2RECE例例已知已知UCC=12V， RC =2k ， RE =2k ，RB1=20k ，RB2=10k ， =37.5。求（求（1）靜態(tài)值）靜態(tài)值 （2） Au 、 ri 、 ro 解解 （1）由直流通路求靜態(tài)值）由直流通路求靜態(tài)值RB

4、1TiBiCiEuBERSuSC1C2RCui+-+-+uCEuoRL+UCCRB2RECERB1TIBICIEUBERC+-+UCE+UCCRB2REVBI1I2直流通路直流通路RB1TIBICIEUBERC+-+UCE+UCCRB2REVBI1I2)V( 41020121021222BBCCBBBRRURIRV)mA( 7 . 126 . 04EBEBECRUVII)mA(045. 05 .377 . 1CBII)V( 2 . 57 . 1) 22(12)(CECCCCEIRRUU（2）由微變等效電路求）由微變等效電路求Au 、 ri 、 ro RB1TiBiCiEuBERSuSC1C2R

5、Cui+-+-+uCEuoRL+UCCRB2RECERSuSui+-uoRLRCRB2RB1rbe ibibic微變等效電路微變等效電路RSuSui+-uoRLRCRB2RB1rbe ibibic（2）由微變等效電路求）由微變等效電路求Au 、 ri 、 ro rirobLcLCoiRiRRu)/(bbeiiru beLbbebLiourRiriRuuAbebeBBirrRRr/21CoRr f2耦合電耦合電容造成容造成三極管結(jié)三極管結(jié)電容造成電容造成通頻帶通頻帶f115.5 15.5 放大電路的頻率特性放大電路的頻率特性uARB1TiBiCiEuBERSuSC1C2RCui+-+-+uCEu

6、oRL+UCCRB2RECERBTiBiCiEuBERSuSC1REuiuo+-+-+uCERL+UCCC2+ 分壓式偏置放大分壓式偏置放大電路是共射極接法，電路是共射極接法，從集電極輸出。射極從集電極輸出。射極輸出器是共集電極接輸出器是共集電極接法，從發(fā)射極輸出。法，從發(fā)射極輸出。15.6 15.6 射極輸出器射極輸出器RBTiBiCiEuBERSuSC1REuiuo+-+-+uCERL+UCCC2+1. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析直流通路直流通路RBTRE+UCCIBICIEUBEUCE+-+BEBEBBEEBEBBCCIRUIRIRUIRU)1 (BEII)1 (EECCCERIUUEBBECCB

7、RRUUI)1 (RBTiBiCiEuBERSuSC1REuiuo+-+-+uCERL+UCCC2+2. 動態(tài)分析動態(tài)分析RSuS+-RBrbeRERLeIcIbIiUoUbI微變等效電路微變等效電路2.1 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)bLeLEoIRIRRU)1 ()/()1)1)1)1（LbeLbLbbebLiouRrRIRIrIRUUAbLbbeeLbbeiIRIrIRIrU)1 (RSuS+-RBrbeRERLeIcIbIiUoUbI)1)1（LbeLiouRrRUUA結(jié)論：結(jié)論：)1 （LbeRr（1） Au接近于接近于1，但恒小于，但恒小于1。ioioUUUU略小于但 所以射極輸出器沒

8、有電壓放大作用，但所以射極輸出器沒有電壓放大作用，但具有一定的電流放大作用和功率放大作用。具有一定的電流放大作用和功率放大作用。beII)1 (又（2）輸出電壓和輸入）輸出電壓和輸入電壓不僅大小近似相電壓不僅大小近似相等，且同相位，所以等，且同相位，所以輸出電壓跟隨輸入電輸出電壓跟隨輸入電壓的變化而變化，射壓的變化而變化，射極輸出器又稱射極跟極輸出器又稱射極跟隨器。隨器。2.2 輸入電阻輸入電阻RSuS+-RBrbeRERLeIcIbIiUoUbIbLbebLbbeeLbbeiIRrIRIrIRIrU)1 ()1 ()1（LbebiiRrIUr)1/（LbeBiBiRrRrRririr ri的

9、兩部分都比較大，所以的兩部分都比較大，所以ri是很大是很大的，可達幾十千歐至幾百千歐。的，可達幾十千歐至幾百千歐。RSRBrbeRE2.3 輸出電阻輸出電阻oUeIcIbIbIoIorRSuS+-RBrbeRERLeIcIbIiUoUbI 求輸出電阻的電路求輸出電阻的電路RSRBrbeREeIcIbIoUbIoIorEoSbeoSbeoebboRURrURrUIIIISBSRRR/)()1 ()(111SbeESbeEESbeoooRrRRrRRRrIUrSbeERrR)1 (1SbeoRrr 通常通常rbe、RS都較小，所以都較小，所以ro是很低的，由此說明射極輸出器是很低的，由此說明射極輸

10、出器具有恒壓輸出的特性。具有恒壓輸出的特性。結(jié)論：結(jié)論： （1）因為射極輸出器的輸入電阻高，所以常用作多）因為射極輸出器的輸入電阻高，所以常用作多級放大電路的輸入級，這對高內(nèi)阻的信號源更有意義。級放大電路的輸入級，這對高內(nèi)阻的信號源更有意義。Rsesriui （2）因為射極輸出器的輸出電阻低，所以也常用作）因為射極輸出器的輸出電阻低，所以也常用作多級放大電路的輸出級。多級放大電路的輸出級。rouoriuL 總之：射極輸出器的特點是：電壓放大倍數(shù)接近于總之：射極輸出器的特點是：電壓放大倍數(shù)接近于1，但恒小于，但恒小于1；輸入電阻高；輸出電阻低。；輸入電阻高；輸出電阻低。 射極輸出器雖沒有電壓放大

11、作用，但接在多級放大射極輸出器雖沒有電壓放大作用，但接在多級放大電路中，可以改善放大電路的工作性能。電路中，可以改善放大電路的工作性能。 （3）有時還將射極輸出器接在兩極共發(fā)射極放大）有時還將射極輸出器接在兩極共發(fā)射極放大電路之間，對前級而言，它的高輸入電阻對前級影響甚電路之間，對前級而言，它的高輸入電阻對前級影響甚??；對后級而言，它的低輸出電阻對后級影響甚小，這?。粚蠹壎?，它的低輸出電阻對后級影響甚小，這就是射極輸出器的阻抗變換作用。這一級射極輸出器也就是射極輸出器的阻抗變換作用。這一級射極輸出器也稱緩沖級或中間隔離級。稱緩沖級或中間隔離級。 第第1級級第第2級級第第n-1級級第第n級級

12、輸輸入入輸輸出出前置級前置級電壓放大電壓放大末前級末前級末級末級功率放大功率放大在多級放大電路中，級與級在多級放大電路中，級與級之間的聯(lián)結(jié)方式稱為耦合。之間的聯(lián)結(jié)方式稱為耦合。阻容耦合阻容耦合直接耦合直接耦合常用的耦合方式常用的耦合方式3 阻容耦合多級放大電路阻容耦合多級放大電路 阻容耦合阻容耦合一般用于分立元件的交流放大電路中。一般用于分立元件的交流放大電路中。（1）阻容耦合只能用于放大交流信號，不能用于放）阻容耦合只能用于放大交流信號，不能用于放大直流信號；（大直流信號；（2）在集成電路中，還難于制造容量）在集成電路中，還難于制造容量較大的電容，因此這種耦合方式一般不用于集成電路較大的電容

13、，因此這種耦合方式一般不用于集成電路中。中。 直接耦合直接耦合多用于集成電路中，它不僅可以放大交多用于集成電路中，它不僅可以放大交流信號，還可以放大直流信號。流信號，還可以放大直流信號。典型電路典型電路由于由于C2的隔直作用，所以前后級之間沒有直的隔直作用，所以前后級之間沒有直流通路，各自的靜態(tài)工作點可以單獨考慮。流通路，各自的靜態(tài)工作點可以單獨考慮。T1RSuSC1ui+-+RB12RE1CE1T2uoRLRB22RE2CE2RB11C2RC1+RB21C3RC2+UCCuo1= ui2電路的電壓放大倍數(shù)為電路的電壓放大倍數(shù)為unuuuAAAA212121uuioioiouAAuuuuuuA

14、推而廣之：推而廣之：對多級阻容耦合放大電路有對多級阻容耦合放大電路有例例已知：已知：RB11=100k ，RB12=24k ， RC1=15k ， RE1=5.1k ， RB21=33k ，RB22=6.8k ， RC2=7.5k ， RE2=2k ， 1=60， 2=80， RL=5k ，UCC=20V。求求:（1）兩級各自的靜態(tài)值。）兩級各自的靜態(tài)值。 （2）兩級各自的）兩級各自的Au 、 ri 、 ro 。 （3）若已知）若已知RS=1k ，US=1.5V，求，求Uo=？T1RSuSC1ui+-+RB12RE1CE1T2uoRLRB22RE2CE2RB11C2RC1+RB21C3RC2+

15、UCC解解靜態(tài)分析靜態(tài)分析第一級第一級)V(87. 32410020241211121BBCCBBRRURV)mA(64. 01 . 56 . 087. 311111EBEBECRUVII)A( 7 .106064. 0111CBII)V(14. 764. 0)12. 515(20)(1111CECCCCEIRRUUT1RSuSC1ui+-+RB12RE1CE1T2uoRLRB22RE2CE2RB11C2RC1+RB21C3RC2+UCC第二級第二級)V(42. 38 . 633208 . 62221222BBCCBBRRURV)mA(41. 126 . 042. 322222EBEBECRU

16、VII)A( 6 .178041. 1222CBII)V(61. 641. 1) 25 . 7 (20)(2222CECCCCEIRRUUT1RSuSC1ui+-+RB12RE1CE1T2uoRLRB22RE2CE2RB11C2RC1+RB21C3RC2+UCC解解靜態(tài)分析靜態(tài)分析解解動態(tài)分析動態(tài)分析微變等微變等效電路效電路T1RSuSC1ui+-+RB12RE1CE1T2uoRLRB22RE2CE2RB11C2RC1+RB21C3RC2+UCCRS+-RC1RB12RB11rbe1RLRC2RB22RB21rbe2SUiU1bI2bI1cI2cIoU11 bI22 bIRS+-RC1RB12

17、RB11rbe1RLRC2RB22RB21rbe2SUiU1bI2bI1cI2cIoU11 bI22 bIk78. 226)1 (300111EbeIrk79. 126)1 (300222EbeIrk35. 1/2222121beBBiLrRRrRk24. 1/111LCLRRRk03. 3/22LCLRRR21iLrR 1LR2LRk44. 2/112111beBBiirRRrrk5 . 722CooRrrRS+-RC1RB12RB11rbe1RLRC2RB22RB21rbe2SUiU1bI2bI1cI2cIoU11 bI22 bI1 iirr 21iLrR 1LR2LR2oorr RS+-

18、RC1RB12RB11rbe1RLRC2RB22RB21rbe2SUiU1bI2bI1cI2cIoU11 bI22 bI1 iirr 271111beLurRA1352222beLurRA3645)135)(27(21uuuAAA21iLrR 1LR2oorr 2LRRS+-RC1RB12RB11rbe1RLRC2RB22RB21rbe2SUiU1bI2bI1cI2cIoU11 bI22 bI)mV(06. 15 . 144. 2144. 2SiSiiUrRrU)mV(86. 306. 13645iuoUAU1 iirr 21iLrR 1LR2oorr 2LR作業(yè)：作業(yè)：P8515.2.3 、

19、15.2.4 、15.3.5 、15.4.24 直接耦合放大電路直接耦合放大電路 直接耦合放大電路把前級的輸出端直接接到后直接耦合放大電路把前級的輸出端直接接到后級的輸入端。級的輸入端。 直接耦合放大電路存在兩個比較突出的問題：直接耦合放大電路存在兩個比較突出的問題： （1）前后級靜態(tài)工作點相互影響的問題；）前后級靜態(tài)工作點相互影響的問題； （2）零點漂移問題。）零點漂移問題。 直接耦合放大電路主要用于放大緩慢變化的信號直接耦合放大電路主要用于放大緩慢變化的信號或直流信號；另外，直接耦合放大電路主要用于集成或直流信號；另外，直接耦合放大電路主要用于集成電路中。電路中。零點漂移零點漂移 當輸入信

20、號為當輸入信號為0時時,由于受溫度或電源電壓變化等由于受溫度或電源電壓變化等因素的影響，前級工作狀態(tài)的任何不穩(wěn)定，都會傳送因素的影響，前級工作狀態(tài)的任何不穩(wěn)定，都會傳送到后級，而且會象信號一樣被逐級放大。到后級，而且會象信號一樣被逐級放大。 這樣，即使輸入信號為這樣，即使輸入信號為0，輸出電壓也會偏離原，輸出電壓也會偏離原來的起始數(shù)值而上下波動，這種現(xiàn)象稱為零點漂移。來的起始數(shù)值而上下波動，這種現(xiàn)象稱為零點漂移。直接耦合直接耦合放大電路放大電路uiuotuo15.7 差分放大電路（差動放大電路）差分放大電路（差動放大電路） 在直接耦合放大電路中，抑制零點漂移的最有效措施在直接耦合放大電路中，抑

21、制零點漂移的最有效措施是采用差動放大電路。另外直接耦合放大電路，尤以第一是采用差動放大電路。另外直接耦合放大電路，尤以第一級零點漂移的影響最為嚴重，所以直接耦合放大電路的前級零點漂移的影響最為嚴重，所以直接耦合放大電路的前置級廣泛采用差動放大電路。置級廣泛采用差動放大電路。1. 基本差動放大電路基本差動放大電路 差動放大電路是差動放大電路是由兩個完全對稱的共由兩個完全對稱的共發(fā)射極接法的單管放發(fā)射極接法的單管放大電路組成。輸入信大電路組成。輸入信號由兩管的基極輸入，號由兩管的基極輸入，輸出電壓取自兩管的輸出電壓取自兩管的集電極之間。集電極之間。+UCCRB2T1RB1RCui1RB2T2RB1

22、RCui2uouo1uo21.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析靜態(tài)時：靜態(tài)時：ui1=ui2=0由于電路結(jié)構(gòu)對稱，由于電路結(jié)構(gòu)對稱，兩管的靜態(tài)工作點必兩管的靜態(tài)工作點必然相同。然相同。VC1=VC2uo=VC1-VC2=0IC1=IC2 當外界因素變化，比如溫度升高時，兩管的集電極電流都增大，當外界因素變化，比如溫度升高時，兩管的集電極電流都增大，集電極電位都下降，并且對應(yīng)的變化量都相等。所以，雖然每個管集電極電位都下降，并且對應(yīng)的變化量都相等。所以，雖然每個管都產(chǎn)生了零點漂移，但由于兩管集電極電位的變化相同，所以輸出都產(chǎn)生了零點漂移，但由于兩管集電極電位的變化相同，所以輸出電壓依然為電壓依然為0，零點漂

23、移被完全抑制了。，零點漂移被完全抑制了。+UCCRB2T1RB1RCui1RB2T2RB1RCui2uouo1uo21.2 動態(tài)分析動態(tài)分析（1）共模輸入）共模輸入動態(tài)時：動態(tài)時：ui10ui20分幾種情況討論分幾種情況討論（若（若ui1=ui2 ，這樣的輸入稱為共模輸入），這樣的輸入稱為共模輸入） 可見差動放大電路對共模可見差動放大電路對共模輸入信號沒有放大作用。實際輸入信號沒有放大作用。實際上，該電路對零點漂移的抑制上，該電路對零點漂移的抑制就是對共模輸入信號的抑制。就是對共模輸入信號的抑制。+UCCRB2T1RB1RCui1RB2T2RB1RCui2uouo1uo20221121iuiu

24、ooouAuAuuu)(21uuAA021ioiocuuuuA（2）差模輸入）差模輸入（若（若ui1=-ui2，這樣的，這樣的輸入稱為差模輸入）輸入稱為差模輸入）+UCCRB2T1RB1RCui1RB2T2RB1RCui2uouo1uo2+UCCRB2T1RB1RCui1RB2T2RB1RCui2uouo1uo2+-ui若在兩輸入端加一信號若在兩輸入端加一信號uiiiiiuuuu212121，iuiuiuooouAuAuAuuu12121)21()21(121uiioiodAuuuuuA 可見差動放大電路對差模輸入信號可見差動放大電路對差模輸入信號的放大倍數(shù)等于單管放大電路的電壓放的放大倍數(shù)等

25、于單管放大電路的電壓放大倍數(shù)。這里用了一倍的元件，放大倍大倍數(shù)。這里用了一倍的元件，放大倍數(shù)并沒有提高，但換來了對零點漂移的數(shù)并沒有提高，但換來了對零點漂移的抑制。抑制。（3）比較輸入）比較輸入（若（若ui1、ui2，既非共，既非共模，又非差模，它們模，又非差模，它們的大小和相對極性是的大小和相對極性是任意的，這樣的輸入任意的，這樣的輸入稱為比較輸入）稱為比較輸入）例如：例如：ui1=10mV，ui2=6mV 為了便于分析，為了便于分析，可以將比較輸入信號可以將比較輸入信號分解為一對共模分量分解為一對共模分量和一對差模分量。和一對差模分量。所以：所以：ui1=8mV+2mV=uc1+ud1 u

26、i2=8mV-2mV=uc2+ud2 令：令：ui1=uc+ud=10mV ui2=uc-ud=6mV 則：則：uc=8mV，ud=2mVuc1、 uc2為一對共模信號為一對共模信號ud1、ud2為一對差模信號為一對差模信號+UCCRB2T1RB1RCui1RB2T2RB1RCui2uouo1uo2)()(212121iiddddoddoduuAuuAuuuuA得：根據(jù)： 對于差動放大電對于差動放大電路，差模信號是有用路，差模信號是有用信號，要求對其有較信號，要求對其有較大放大倍數(shù)；共模信大放大倍數(shù)；共模信號反映零點漂移，是號反映零點漂移，是需要抑制的，對其放需要抑制的，對其放大倍數(shù)越小越好（

27、理大倍數(shù)越小越好（理想情況下為想情況下為0）。）。 為了全面衡量差動放大電路放大差模信號和抑制共模信號的為了全面衡量差動放大電路放大差模信號和抑制共模信號的能力，定義能力，定義cdCMRRAAKKCMRR：共模抑制比共模抑制比Ad：差模差模放大倍數(shù)放大倍數(shù)Ac：共模共模放大倍數(shù)放大倍數(shù))dB(lg20cdCMRAAK 用對數(shù)表示為用對數(shù)表示為 共模抑制比越大，差動放大電共模抑制比越大，差動放大電路分辯差模信號的能力越強，而受路分辯差模信號的能力越強，而受共模信號的影響越小。共模信號的影響越小。+UCCRB2T1RB1RCui1RB2T2RB1RCui2uouo1uo22. 典型差動放大電路典型

28、差動放大電路 差動放大電路所以能抑制零點漂移，是由于電路結(jié)構(gòu)的對稱性，差動放大電路所以能抑制零點漂移，是由于電路結(jié)構(gòu)的對稱性，實際上完全對稱的理想情況并不存在，所以還需要對每個單管的零實際上完全對稱的理想情況并不存在，所以還需要對每個單管的零點漂移進行抑制，為此實際應(yīng)用的是典型差動放大電路。點漂移進行抑制，為此實際應(yīng)用的是典型差動放大電路。+UCCT1RBRCui1T2RBRCui2uoRPREEERE的作用的作用: 穩(wěn)定電路的工作穩(wěn)定電路的工作點，使每個管子的漂點，使每個管子的漂移得到抑制。移得到抑制。溫度溫度 IC1 IC2 IE URE UBE1 UBE2 IB1 IB2 IC1 IC2

29、 +UCCT1RBRCui1T2RBRCui2uoRPREEE 對于共模輸入信號，對于共模輸入信號， RE使兩個信號的放大倍數(shù)都下降，即使每個管子的零使兩個信號的放大倍數(shù)都下降，即使每個管子的零點漂移都得到了抑制，進一步減小了雙端輸出的零點漂移。點漂移都得到了抑制，進一步減小了雙端輸出的零點漂移。 對于差模輸入信號，對于差模輸入信號， 兩個信號使兩個信號使RE中的電流產(chǎn)生異向變化。只要電路結(jié)構(gòu)中的電流產(chǎn)生異向變化。只要電路結(jié)構(gòu)的對稱性足夠好，通過的對稱性足夠好，通過RE中的電流就近于不變，因此中的電流就近于不變，因此RE基本上不影響差模輸入基本上不影響差模輸入信號的放大效果。信號的放大效果。

30、RE能夠區(qū)別對待共模輸入信號和差模輸入信號，這正是所期望的。能夠區(qū)別對待共模輸入信號和差模輸入信號，這正是所期望的。EE的作用的作用: RE越大，其抑制零點漂移的作用越強。但是在越大，其抑制零點漂移的作用越強。但是在UCC一一定時，過大的定時，過大的RE會使集電極電流過小，要影響靜態(tài)工作會使集電極電流過小，要影響靜態(tài)工作點和電壓放大倍數(shù)。接入負電源點和電壓放大倍數(shù)。接入負電源EE用來抵償用來抵償RE兩端的直兩端的直流壓降，從而獲得合適的靜態(tài)工作點。流壓降，從而獲得合適的靜態(tài)工作點。+UCCT1RBRCui1T2RBRCui2uoRPREEERP的作用的作用: RP是調(diào)零電位器。因為電路結(jié)構(gòu)不可

31、能完全對稱，當是調(diào)零電位器。因為電路結(jié)構(gòu)不可能完全對稱，當輸入信號為輸入信號為0時（時（ui1=ui2=0），輸出電壓），輸出電壓uo不一定為不一定為0。這。這時可以通過調(diào)節(jié)時可以通過調(diào)節(jié)RP來改變兩管的初始工作狀態(tài)，使來改變兩管的初始工作狀態(tài)，使uo=0。這里這里RP不宜過大。不宜過大。+UCCT1RBRCui1T2RBRCui2uoRPREEE3. 差動放大電路差動放大電路 的輸入輸出方式的輸入輸出方式+UCCT1RBRCui1T2RBRCui2uoRPREEE雙端輸入雙端輸入雙端輸出雙端輸出 若若ui1、ui2是一對差模信號，這時差動放大是一對差模信號，這時差動放大電路的差模電壓放大倍數(shù)

32、與單管放大電路的電電路的差模電壓放大倍數(shù)與單管放大電路的電壓放大倍數(shù)相同。壓放大倍數(shù)相同。+UCCT1RBRCui1T2RBRCui2RPREEEuo雙端輸入雙端輸入單端輸出單端輸出 若若ui1、ui2是一對差模信號，這時差動放大電路的差是一對差模信號，這時差動放大電路的差模電壓放大倍數(shù)是單管放大電路電壓放大倍數(shù)的一半。模電壓放大倍數(shù)是單管放大電路電壓放大倍數(shù)的一半。 uo與與ui1極性相反，與極性相反，與ui2極性相同，所以極性相同，所以ui1輸入端稱為輸入端稱為反相輸入端，反相輸入端， ui2輸入端稱為同相輸入端。輸入端稱為同相輸入端。+UCCT1RBRCuiT2RBRCuoRPREEE單

33、端輸入單端輸入雙端輸出雙端輸出 這時輸入信號盡管是單端輸入，但由于這時輸入信號盡管是單端輸入，但由于RE的耦合作的耦合作用，實際上相當于雙端輸入，且雙端輸入信號是一對差模用，實際上相當于雙端輸入，且雙端輸入信號是一對差模信號，大小各為信號，大小各為ui的一半。與雙端輸入雙端輸出相同，這的一半。與雙端輸入雙端輸出相同，這時差動放大電路的差模電壓放大倍數(shù)與單管放大電路的電時差動放大電路的差模電壓放大倍數(shù)與單管放大電路的電壓放大倍數(shù)相同。壓放大倍數(shù)相同。+UCCT1RBRCuiT2RBRCuoRPREEE單端輸入單端輸入單端輸出單端輸出 與雙端輸入單端輸出相同，這時差動放大電路的差模與雙端輸入單端輸

34、出相同，這時差動放大電路的差模電壓放大倍數(shù)是單管放大電路電壓放大倍數(shù)的一半。電壓放大倍數(shù)是單管放大電路電壓放大倍數(shù)的一半。單端輸入和雙端輸入效果一樣，放大效果取決于單端輸入和雙端輸入效果一樣，放大效果取決于輸出方式。書上輸出方式。書上P69 表表15.7.1 15.8 功率放大電路功率放大電路 多級放大電路的末級或末前級一般都是功多級放大電路的末級或末前級一般都是功率放大電路，以將前置電壓放大級送來的信號率放大電路，以將前置電壓放大級送來的信號進行功率放大，去推動負載工作。電壓放大電進行功率放大，去推動負載工作。電壓放大電路和功率放大電路都是利用三極管的電流放大路和功率放大電路都是利用三極管的

35、電流放大作用將信號放大，所不同的是：前者是輸出足作用將信號放大，所不同的是：前者是輸出足夠大的電壓，而后者是輸出足夠大的功率；前夠大的電壓，而后者是輸出足夠大的功率；前者工作在小信號狀態(tài)，而后者工作在大信號狀者工作在小信號狀態(tài)，而后者工作在大信號狀態(tài)。兩者對放大電路各自考慮的側(cè)重點不同。態(tài)。兩者對放大電路各自考慮的側(cè)重點不同。1. 對功率放大電路的基本要求對功率放大電路的基本要求 對功率放大電路的基本要求有兩個：對功率放大電路的基本要求有兩個： （1）在不失真的情況下應(yīng)盡可能輸出較大的功率。）在不失真的情況下應(yīng)盡可能輸出較大的功率。為了輸出較大的功率，往往讓功率放大電路工作于極限狀為了輸出較大

36、的功率，往往讓功率放大電路工作于極限狀態(tài)，但不超過三極管的極限參數(shù)態(tài)，但不超過三極管的極限參數(shù)（PCM、ICM、U(BR)CEO）。 （2）要提高工作效率。功率放大電路的功率較大，）要提高工作效率。功率放大電路的功率較大，所以要盡可能提高工作效率。所以要盡可能提高工作效率。 放大電路的效率是指放大電路輸出給負載的交流信號功率和電放大電路的效率是指放大電路輸出給負載的交流信號功率和電源供給的直流功率的比值，即源供給的直流功率的比值，即%100%100oToEoPPPPP 當有輸入信號時， PE的一部分轉(zhuǎn)換為Po，另一部分消耗在管子和電阻上。2. 放大電路的工作類型放大電路的工作類型 放大電路根據(jù)

37、工作狀態(tài)的不同，分三種類型。放大電路根據(jù)工作狀態(tài)的不同，分三種類型。（1）甲類放大）甲類放大iC(mA)uCE(V)Q（2）乙類放大）乙類放大iC(mA)uCE(V)icQiC(mA)uCE(V)Q（3）甲乙類放大）甲乙類放大 乙類放大：靜態(tài)工作點位于交流負載線的截乙類放大：靜態(tài)工作點位于交流負載線的截止點。若輸入信號為正弦信號，三極管在輸入信止點。若輸入信號為正弦信號，三極管在輸入信號的正半周處于導通狀態(tài)，而在負半周處于截止號的正半周處于導通狀態(tài)，而在負半周處于截止狀態(tài)，輸出信號嚴重失真。這時由于狀態(tài)，輸出信號嚴重失真。這時由于IC=0（ic的平的平均值不為均值不為0） ，三極管的功率損耗最

38、小，使放大電，三極管的功率損耗最小，使放大電路的效率大大提高。路的效率大大提高。 甲乙類放大：靜態(tài)工作點介于甲類和乙類甲乙類放大：靜態(tài)工作點介于甲類和乙類之間，三極管有不大的靜態(tài)偏流。這時輸出信之間，三極管有不大的靜態(tài)偏流。這時輸出信號的失真及號的失真及 放大電路的效率都介于甲乙類之間。放大電路的效率都介于甲乙類之間。 比較功率放大電路的三種工作類型：甲類雖然輸出信比較功率放大電路的三種工作類型：甲類雖然輸出信號波形不失真，但效率低；乙類和甲乙類雖然輸出信號波號波形不失真，但效率低；乙類和甲乙類雖然輸出信號波形失真，但效率高。綜合考慮，一般采用互補對稱功率放形失真，但效率高。綜合考慮，一般采用

39、互補對稱功率放大電路，即可以使輸出信號波形不失真，又可以提高工作大電路，即可以使輸出信號波形不失真，又可以提高工作效率。效率。3. 互補對稱功率放大電路互補對稱功率放大電路電路特點：電路特點： T1、T2特性相同，但類型不同。特性相同，但類型不同。 在靜態(tài)時，在靜態(tài)時，A、B點點電位為電位為UCC /2，輸出耦，輸出耦合電容合電容CL兩端的電壓也兩端的電壓也為為UCC /2 。兩管都處于。兩管都處于截止狀態(tài)，放大電路工截止狀態(tài)，放大電路工作于乙類。作于乙類。RE2T1uoRLCL+UCCRE1AT2CCU21ui+-B交流通路交流通路RE2T1uoRLCL+UCCRE1AT2CCU21ui+-

40、uoRE2T1RLRE1AT2ui+-ie1 在在ui的正半周，的正半周， T1導通，而導通，而T2截止，這時截止，這時T1的發(fā)射極的發(fā)射極電流電流ie1從左至右流過從左至右流過RL ，RL 上的電壓為正向電壓；上的電壓為正向電壓；交流通路交流通路RE2T1uoRLCL+UCCRE1AT2CCU21ui+-RE2T1RLRE1AT2ui+-ie2交流通路交流通路uoie1 在在ui的負半周，的負半周， T1截止，而截止，而T2導通，這時導通，這時T2的發(fā)射極的發(fā)射極電流電流ie2從右至左流過從右至左流過RL ，RL 上的電壓為反向電壓；所以上的電壓為反向電壓；所以在在ui的一個周期內(nèi)，合成了一

41、個輸出信號的一個周期內(nèi)，合成了一個輸出信號uo。RE2T1uoRLCL+UCCRE1AT2CCU21ui+- 在上述放大電路中，當在上述放大電路中，當T1導通時，導通時， CL被充電，其上電壓為被充電，其上電壓為UCC /2 ；當；當T2導通時，導通時，CL代替電源向代替電源向T2供電，供電，CL要放電。要使輸出波形要放電。要使輸出波形對稱，需要對稱，需要ie1 =- ie2 ，所以必須保持，所以必須保持CL上的電壓為上的電壓為UCC /2 ，即在放，即在放電過程中，其上電壓不能下降過多，因此的電容值必須足夠大。電過程中，其上電壓不能下降過多，因此的電容值必須足夠大。交流通路交流通路RE2T1

42、RLRE1AT2ui+-交流通路交流通路uoie2ie1RE2T1uoRLCL+UCCRE1AT2CCU21ui+- 在上述放大電路中，兩只特性相同的管子交替導通，互相補充，在上述放大電路中，兩只特性相同的管子交替導通，互相補充，所以稱為互補對稱功率放大電路。該電路實際上由兩組射極輸出器所以稱為互補對稱功率放大電路。該電路實際上由兩組射極輸出器組成，所以具有輸入電阻高，輸出電阻低的特點。組成，所以具有輸入電阻高，輸出電阻低的特點。 RE1、RE2兩個電兩個電阻的作用是：限流保護作用。阻的作用是：限流保護作用。交流通路交流通路RE2T1RLRE1AT2ui+-交流通路交流通路uoie2ie1RE

43、2T1uoRLCL+UCCRE1AT2CCU21ui+- 上述放大電路的輸出信號上述放大電路的輸出信號uo失真，是由于電路工作于乙類狀態(tài)。失真，是由于電路工作于乙類狀態(tài)。當輸入信號當輸入信號ui尚小而不足以克服死區(qū)電壓時，三極管基本截止，因尚小而不足以克服死區(qū)電壓時，三極管基本截止，因此在這段死區(qū)內(nèi)輸出為此在這段死區(qū)內(nèi)輸出為0。這種失真稱為交越失真。這種失真稱為交越失真。交流通路交流通路RE2T1RLRE1AT2ui+-交流通路交流通路uoie2ie1克服交越失真的措施克服交越失真的措施電路中增加電路中增加R1、D1、 R2、 D2支路。支路。R1D1D2R2+USC-USCULuiiLRLT

44、1T2靜態(tài)時靜態(tài)時T1、T2兩管發(fā)射結(jié)電兩管發(fā)射結(jié)電位分別為二極管位分別為二極管D1， D2的正的正向?qū)▔航?，致使兩管均處向?qū)▔航?，致使兩管均處于微弱導通狀態(tài)；于微弱導通狀態(tài)；放大電路放大電路工作于甲乙類。工作于甲乙類。 動態(tài)時，設(shè)動態(tài)時，設(shè)ui加入正弦信加入正弦信號。正半周號。正半周T2截止，截止，T1基極電基極電位進一步提高，進入良好的導位進一步提高，進入良好的導通狀態(tài)。；負半周通狀態(tài)。；負半周T1截止，截止，T2 基極電位進一步提高，進入良基極電位進一步提高，進入良好的導通狀態(tài)。好的導通狀態(tài)。*書上書上P72、P74電路簡介電路簡介電路中采用復合管電路中采用復合管增加復合管的目的是：

45、擴大電流的驅(qū)動能力增加復合管的目的是：擴大電流的驅(qū)動能力復合管的構(gòu)成復合管的構(gòu)成cbeT1T2ibicbecibicic1 = 1 ib , ib2= ie1=(1+ 1) ib,ic2=2 ib2,ic=ic1+ic2= 1+ 2(1+1)ib.方式方式 1cbeT1T2ibicbecibic 復合管構(gòu)成方式很多。不論哪種等效方式，等效復合管構(gòu)成方式很多。不論哪種等效方式，等效后晶體管的性能均如下確定：后晶體管的性能均如下確定： 1 2晶體管的類型由復合管中的第一支管子決定。晶體管的類型由復合管中的第一支管子決定。方式方式 2 場效應(yīng)晶體管是電壓控制元件，它的輸出電流決定于場效應(yīng)晶體管是電壓

46、控制元件，它的輸出電流決定于輸入端電壓的大小，基本上不需要信號源提供電流，它的輸入端電壓的大小，基本上不需要信號源提供電流，它的輸入電阻很高，可高達輸入電阻很高，可高達1091014歐姆。歐姆。15.9 場效應(yīng)晶體管及其放大電路場效應(yīng)晶體管及其放大電路 場效應(yīng)晶體管的外形與普通晶體管相似，但二者控制場效應(yīng)晶體管的外形與普通晶體管相似，但二者控制特性卻截然不同。特性卻截然不同。 普通晶體管是電流控制元件，通過控制基極電流達到普通晶體管是電流控制元件，通過控制基極電流達到控制集電極電流的目的，信號源必須提供一定的電流才能控制集電極電流的目的，信號源必須提供一定的電流才能工作，它的輸入電阻低，約為工

47、作，它的輸入電阻低，約為102104歐姆。歐姆。場效應(yīng)晶體管場效應(yīng)晶體管結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)型場效應(yīng)管絕緣柵場效應(yīng)管絕緣柵場效應(yīng)管增強型增強型耗盡型耗盡型N溝道溝道P溝道溝道N溝道溝道P溝道溝道場效應(yīng)晶體管的分類：場效應(yīng)晶體管的分類：1.1 結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖1. 增強型絕緣柵場效應(yīng)管增強型絕緣柵場效應(yīng)管N溝道溝道 N+N+P型硅襯底型硅襯底源極源極S漏極漏極D柵極柵極GSiO2絕緣層絕緣層P溝道溝道 P+P+N型硅襯底型硅襯底源極源極S漏極漏極D柵極柵極GSiO2絕緣層絕緣層 注意：柵極和其它電極及襯底之間是絕緣的，所以稱為絕緣柵注意：柵極和其它電極及襯底之間是絕緣的，所以稱為絕緣柵場效應(yīng)管，或

48、稱場效應(yīng)管，或稱Metal Oxide Semiconductor，簡稱，簡稱 MOS場效應(yīng)管。場效應(yīng)管。由于柵極是絕緣的，柵極電流幾乎為零，柵源電阻（輸入電阻）由于柵極是絕緣的，柵極電流幾乎為零，柵源電阻（輸入電阻）RGS很高，最高可達很高，最高可達1014 。N+N+P型硅襯底型硅襯底SDG+-UGSUDS+-當當UGS=0時時相當于相當于兩個反接的兩個反接的PNPN結(jié)結(jié)ID=01.2 工作原理工作原理（以（以N溝道為例說明）溝道為例說明）N+N+P型硅襯底型硅襯底SDG+-UGSUDS+-ID垂直于襯底表面垂直于襯底表面產(chǎn)生電場產(chǎn)生電場電場吸引襯底中電場吸引襯底中電子到表層電子到表層電子

49、填補空穴電子填補空穴形成負空間電荷區(qū)形成負空間電荷區(qū)當當UGS0時時N溝道溝道溝通源區(qū)與漏區(qū)溝通源區(qū)與漏區(qū)與襯底間被耗盡層絕緣與襯底間被耗盡層絕緣耗盡層耗盡層N+N+P型硅襯底型硅襯底SDG+-UGSUDS+-IDN+N+P型硅襯底型硅襯底SDG+-UGSUDS+-ID導電溝道形成后，導電溝道形成后，UDS越大，越大，ID越大。越大。UGS越大，電場越越大，電場越強，溝道越寬，溝強，溝道越寬，溝道等效電阻越小。道等效電阻越小。1.3 特性曲線特性曲線常數(shù)DSUGSDUfI| )(轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線開啟電壓：開啟電壓：當當UGSUGS(th)時，時，導電溝道已形成，導電溝道已形成，隨著隨著

50、UGS的增大，的增大，ID也增大。也增大。IDUGSOUGS(th)無溝道無溝道有溝道有溝道常數(shù)GSUDSDUfI| )(輸出特性曲線輸出特性曲線IDUDSUGS=1V2V3V4V2. 耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管1.1 結(jié)構(gòu)特點（以結(jié)構(gòu)特點（以 N溝道為例）溝道為例）N+N+P型硅襯底型硅襯底源極源極S漏極漏極D柵極柵極GSiO2絕緣層絕緣層 在制造管子時，即在在制造管子時，即在SiO2絕緣層絕緣層中摻入大量正中摻入大量正離子，因而在兩個離子，因而在兩個 N+區(qū)區(qū)之間感應(yīng)出許多電子，形之間感應(yīng)出許多電子，形成原始導電溝道。成原始導電溝道。+-UGSUDS+-IDN+N+P型硅襯底

51、型硅襯底SDG 由于有原始導由于有原始導電溝道的存在，當電溝道的存在，當UGS=0時，在時，在UDS的的作用下，也會有電作用下，也會有電流流ID。1.2 工作特點工作特點N+N+P型硅襯底型硅襯底SDG+-UGSUDS+-ID 當當UGS0時，時，UGS越大，導電溝越大，導電溝道越寬，等效電阻道越寬，等效電阻越小，在同樣的越小，在同樣的UDS作用下，作用下，ID也就也就越大。越大。 當當UGS0時，時，UGS負值越大，導負值越大，導電溝道越窄，等效電溝道越窄，等效電阻越大，在同樣電阻越大，在同樣的的UDS作用下，作用下，ID也也就越小。就越小。N+N+P型硅襯底型硅襯底SDG-+UGSUDS+-IDN+N+P型硅襯底型硅襯底SDG-+UGSUDS+-ID 當當UGS小于某一小于某一負值時，導電溝道負值時，導電溝道被夾斷，這時不管被夾斷，這時不管UDS為多大，為多大，ID=0。1.3 特性曲線特性曲線常數(shù)DSUGSDUfI| )(轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線夾斷電壓：夾斷電壓：當當UGSUGS(off)時，時，隨著隨