電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)與技能講義第三章

1、電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)與技能講義第三章理解反饋的概念，了解負(fù)反饋應(yīng)用于放大器中的類(lèi)型；理解反饋的概念，了解負(fù)反饋應(yīng)用于放大器中的類(lèi)型；了解集成運(yùn)放電路結(jié)構(gòu)及抑制零點(diǎn)漂移的方法，理解差模與共模、共模抑制了解集成運(yùn)放電路結(jié)構(gòu)及抑制零點(diǎn)漂移的方法，理解差模與共模、共模抑制比的概念；比的概念；掌握集成運(yùn)放的符號(hào)及器件的引腳功能；掌握集成運(yùn)放的符號(hào)及器件的引腳功能；了解集成運(yùn)放的主要參數(shù)、理想集成運(yùn)放的特點(diǎn)；了解集成運(yùn)放的主要參數(shù)、理想集成運(yùn)放的特點(diǎn)；能識(shí)讀由理想集成運(yùn)放構(gòu)成的常用電路（反相輸入、同相輸入、差分輸入運(yùn)能識(shí)讀由理想集成運(yùn)放構(gòu)成的常用電路（反相輸入、同相輸入、差分輸入運(yùn)放電路和加法、減法運(yùn)算電路）

2、，會(huì)估算輸出電壓值；放電路和加法、減法運(yùn)算電路），會(huì)估算輸出電壓值；了解集成運(yùn)放的使用常識(shí)，會(huì)根據(jù)要求正確選用元器件；了解集成運(yùn)放的使用常識(shí)，會(huì)根據(jù)要求正確選用元器件；會(huì)安裝和使用集成運(yùn)放組成的應(yīng)用電路。會(huì)安裝和使用集成運(yùn)放組成的應(yīng)用電路。放大器中的負(fù)反饋放大器中的負(fù)反饋反饋放大器的一般形式反饋放大器的一般形式反饋系數(shù)反饋系數(shù) 開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)開(kāi)環(huán)放大倍數(shù) 閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù) ofXXF ioXXA AFAXXA1iof一、反饋放大器的組成一、反饋放大器的組成 反饋放大器的一般形式如圖所示。反饋放大器的一般形式如圖所示。3.1.1 3.1.1 放大器中的負(fù)反饋放大器中的負(fù)反饋二、反饋類(lèi)型二、

3、反饋類(lèi)型 1. 1. 直流反饋和交流反饋直流反饋和交流反饋 根據(jù)反饋量是直流量還是交流量，可將反饋分為直流反饋和交流反饋。根據(jù)反饋量是直流量還是交流量，可將反饋分為直流反饋和交流反饋。 若將直流量反饋到輸入端，稱(chēng)為直流反饋。直流反饋多用于穩(wěn)定靜態(tài)若將直流量反饋到輸入端，稱(chēng)為直流反饋。直流反饋多用于穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。工作點(diǎn)。 若將交流量反饋到輸入端，稱(chēng)為交流反饋。交流反饋多用于改善放大若將交流量反饋到輸入端，稱(chēng)為交流反饋。交流反饋多用于改善放大器的動(dòng)態(tài)性能。器的動(dòng)態(tài)性能。 2. 2. 正反饋和負(fù)反饋正反饋和負(fù)反饋 根據(jù)反饋的效果可以區(qū)分反饋的極性。根據(jù)反饋的效果可以區(qū)分反饋的極性。 當(dāng)輸入量不變時(shí)

4、，引入反饋后使凈輸入量增加，放大倍數(shù)增加的反饋稱(chēng)當(dāng)輸入量不變時(shí)，引入反饋后使凈輸入量增加，放大倍數(shù)增加的反饋稱(chēng)為正反饋。正反饋多用于振蕩電路和脈沖電路。為正反饋。正反饋多用于振蕩電路和脈沖電路。當(dāng)輸入量不變時(shí)，引入反饋后使凈輸入量減小，導(dǎo)致電路放大倍數(shù)減小的反當(dāng)輸入量不變時(shí)，引入反饋后使凈輸入量減小，導(dǎo)致電路放大倍數(shù)減小的反饋稱(chēng)為負(fù)反饋。負(fù)反饋多用于改善放大器的性能。饋稱(chēng)為負(fù)反饋。負(fù)反饋多用于改善放大器的性能。3.1.1 3.1.1 放大器中的負(fù)反饋放大器中的負(fù)反饋三、負(fù)反饋放大器的四種組態(tài)三、負(fù)反饋放大器的四種組態(tài) 放大器引入交流負(fù)反饋后，稱(chēng)為負(fù)反饋放大器。在負(fù)反饋放大器中，根放大器引入交流

5、負(fù)反饋后，稱(chēng)為負(fù)反饋放大器。在負(fù)反饋放大器中，根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)與放大器輸出端連接方式的不同，可分為電壓和電流反饋，當(dāng)反據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)與放大器輸出端連接方式的不同，可分為電壓和電流反饋，當(dāng)反饋量取自輸出電壓時(shí)稱(chēng)為電壓反饋，取自輸出電流時(shí)稱(chēng)為電流反饋；根據(jù)反饋量取自輸出電壓時(shí)稱(chēng)為電壓反饋，取自輸出電流時(shí)稱(chēng)為電流反饋；根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)與放大器輸入端連接方式不同，可分為串聯(lián)和并聯(lián)反饋，當(dāng)反饋量與饋網(wǎng)絡(luò)與放大器輸入端連接方式不同，可分為串聯(lián)和并聯(lián)反饋，當(dāng)反饋量與輸入量以電壓方式相疊加時(shí)稱(chēng)為串聯(lián)反饋，以電流方式相疊加時(shí)稱(chēng)為并聯(lián)反輸入量以電壓方式相疊加時(shí)稱(chēng)為串聯(lián)反饋，以電流方式相疊加時(shí)稱(chēng)為并聯(lián)反饋。饋。 這樣，交流負(fù)反

6、饋放大器有四種組態(tài)，即電壓串聯(lián)、電壓并聯(lián)、電流串這樣，交流負(fù)反饋放大器有四種組態(tài)，即電壓串聯(lián)、電壓并聯(lián)、電流串聯(lián)、電流并聯(lián)，不同組態(tài)的負(fù)反饋對(duì)放大器輸入、輸出電阻的影響也不一樣。聯(lián)、電流并聯(lián)，不同組態(tài)的負(fù)反饋對(duì)放大器輸入、輸出電阻的影響也不一樣。3.1.2 3.1.2 集成運(yùn)放的符號(hào)及引腳功能集成運(yùn)放的符號(hào)及引腳功能 一、圖形符號(hào)一、圖形符號(hào) 圖形符號(hào)如圖所示。圖形符號(hào)如圖所示。表示運(yùn)放表示運(yùn)放表示開(kāi)環(huán)增益極高表示開(kāi)環(huán)增益極高 3.1.2 3.1.2 集成運(yùn)放的符號(hào)及引腳功能集成運(yùn)放的符號(hào)及引腳功能 二、引腳功能二、引腳功能 在實(shí)際應(yīng)用中，集成運(yùn)放除了輸入和輸出端，還有電源端，有些運(yùn)在實(shí)際應(yīng)用

7、中，集成運(yùn)放除了輸入和輸出端，還有電源端，有些運(yùn)放還有調(diào)零和相位補(bǔ)償端。實(shí)物及引腳排列如圖所示。放還有調(diào)零和相位補(bǔ)償端。實(shí)物及引腳排列如圖所示。3.1.3 3.1.3 集成運(yùn)放的組成和主要參數(shù)集成運(yùn)放的組成和主要參數(shù) 一、集成運(yùn)放的組成框圖一、集成運(yùn)放的組成框圖集成運(yùn)放由四部分組成，包括輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)以及偏置集成運(yùn)放由四部分組成，包括輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)以及偏置電路。如圖所示。電路。如圖所示。3.1.3 3.1.3 集成運(yùn)放組成和主要參數(shù)集成運(yùn)放組成和主要參數(shù) 一、集成運(yùn)放的組成框圖一、集成運(yùn)放的組成框圖 1. 1.輸入級(jí)輸入級(jí) 由于集成運(yùn)放是采用高增益多級(jí)直接耦合的放大電路，由于集

8、成運(yùn)放是采用高增益多級(jí)直接耦合的放大電路， 前級(jí)放大電路產(chǎn)前級(jí)放大電路產(chǎn)生的零點(diǎn)漂移會(huì)被逐級(jí)放大，在末級(jí)輸出端形成大的漂移電壓，嚴(yán)重時(shí)甚至生的零點(diǎn)漂移會(huì)被逐級(jí)放大，在末級(jí)輸出端形成大的漂移電壓，嚴(yán)重時(shí)甚至淹沒(méi)信號(hào)電壓，使放大電路無(wú)法正常工作。因此解決零點(diǎn)漂移成為集成運(yùn)放淹沒(méi)信號(hào)電壓，使放大電路無(wú)法正常工作。因此解決零點(diǎn)漂移成為集成運(yùn)放的首要任務(wù)，為此運(yùn)放輸入級(jí)都采用差分放大電路。的首要任務(wù)，為此運(yùn)放輸入級(jí)都采用差分放大電路。 2.2.中間級(jí)中間級(jí)中間級(jí)的作用是提供高的放大倍數(shù)，通常由一或兩級(jí)有源負(fù)載放大電路中間級(jí)的作用是提供高的放大倍數(shù)，通常由一或兩級(jí)有源負(fù)載放大電路構(gòu)成。構(gòu)成。 3.1.3

9、3.1.3 集成運(yùn)放組成和主要參數(shù)集成運(yùn)放組成和主要參數(shù) 一、集成運(yùn)放的組成框圖一、集成運(yùn)放的組成框圖 3. 3.輸出級(jí)輸出級(jí)集成運(yùn)放的輸出級(jí)一般由互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路或準(zhǔn)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路構(gòu)成，以提高集成運(yùn)放的輸出級(jí)一般由互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路或準(zhǔn)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路構(gòu)成，以提高運(yùn)放的輸出功率和帶負(fù)載能力。運(yùn)放的輸出功率和帶負(fù)載能力。 4.4.偏置電路偏置電路為各級(jí)提供穩(wěn)定的靜態(tài)工作電流，確保靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。為各級(jí)提供穩(wěn)定的靜態(tài)工作電流，確保靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。二、二、集成運(yùn)放的主要參數(shù)集成運(yùn)放的主要參數(shù) 3.1.3 3.1.3 集成運(yùn)放組成和主要參數(shù)集成運(yùn)放組成和主要參數(shù) 1. 1. 開(kāi)環(huán)差模增益開(kāi)環(huán)差模增益 指集成運(yùn)放

10、本身的差模增益，即指集成運(yùn)放本身的差模增益，即 。它體現(xiàn)了集成運(yùn)放的電。它體現(xiàn)了集成運(yùn)放的電壓放大能力，一般在壓放大能力，一般在 之間。之間。 2. 2. 開(kāi)環(huán)共模增益開(kāi)環(huán)共模增益 指集成運(yùn)放本身的共模增益，它反映集成運(yùn)放抗溫漂、抗共模干擾的能指集成運(yùn)放本身的共模增益，它反映集成運(yùn)放抗溫漂、抗共模干擾的能力，優(yōu)質(zhì)的集成運(yùn)放力，優(yōu)質(zhì)的集成運(yùn)放 應(yīng)接近于零。應(yīng)接近于零。 3. 3. 共模抑制比共模抑制比 用來(lái)綜合衡量集成運(yùn)放的放大能力和抗溫漂、抗共模干擾的能力，一般用來(lái)綜合衡量集成運(yùn)放的放大能力和抗溫漂、抗共模干擾的能力，一般應(yīng)大于應(yīng)大于80dB80dB。odA uuuAodO741010ocAo

11、cACMRK 4. 4. 差模輸入電阻差模輸入電阻 指差模信號(hào)作用下集成運(yùn)放的輸入電阻。指差模信號(hào)作用下集成運(yùn)放的輸入電阻。 5. 5. 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓 指為使輸出電壓為零，在輸入級(jí)所加的補(bǔ)償電壓值。指為使輸出電壓為零，在輸入級(jí)所加的補(bǔ)償電壓值。 6. 6. 失調(diào)電壓溫度系數(shù)失調(diào)電壓溫度系數(shù) 指溫度變化指溫度變化 時(shí)所產(chǎn)生的失調(diào)電壓變化時(shí)所產(chǎn)生的失調(diào)電壓變化 的大小，它直接影響集的大小，它直接影響集成運(yùn)放的精確度，一般為幾十微伏成運(yùn)放的精確度，一般為幾十微伏/ /度。度。 7. 7. 轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換速率 衡量集成運(yùn)放對(duì)高速變化信號(hào)的適應(yīng)能力，一般為幾伏衡量集成運(yùn)放對(duì)高速變化信號(hào)的適應(yīng)能

12、力，一般為幾伏/ /微秒。微秒。 idRioUTU/ioioUTSR3.1.4 3.1.4 集成運(yùn)放的理想特性集成運(yùn)放的理想特性一、理想運(yùn)放的概念一、理想運(yùn)放的概念 (1) (1) 開(kāi)環(huán)差模放大倍數(shù)趨于無(wú)窮大開(kāi)環(huán)差模放大倍數(shù)趨于無(wú)窮大 它將可以放大幾乎所有的輸入信它將可以放大幾乎所有的輸入信號(hào)。號(hào)。 (2) (2) 兩輸入端之間的輸入電阻趨于無(wú)窮大兩輸入端之間的輸入電阻趨于無(wú)窮大 具有這樣的輸入阻抗，運(yùn)具有這樣的輸入阻抗，運(yùn)放就不消耗信號(hào)源的能量。放就不消耗信號(hào)源的能量。 (3) (3) 輸出電阻為零輸出電阻為零 這時(shí)，運(yùn)放就可以接任何負(fù)載。這時(shí)，運(yùn)放就可以接任何負(fù)載。 (4) (4) 共模抑

13、制比趨于無(wú)窮大。共模抑制比趨于無(wú)窮大。 (5) (5) 漂移為零。漂移為零。二、理想運(yùn)放特點(diǎn)二、理想運(yùn)放特點(diǎn) 3.1.4 3.1.4 集成運(yùn)放的理想特性集成運(yùn)放的理想特性工作在線(xiàn)性放大狀態(tài)的理想運(yùn)放具有兩個(gè)重要特點(diǎn)：工作在線(xiàn)性放大狀態(tài)的理想運(yùn)放具有兩個(gè)重要特點(diǎn)： 1. 1. 虛短：兩輸入端電位相等，即虛短：兩輸入端電位相等，即 對(duì)于理想運(yùn)放，由于對(duì)于理想運(yùn)放，由于 , ,而輸出而輸出電壓電壓 為有限值，則有差模輸入電壓為有限值，則有差模輸入電壓 相當(dāng)于兩輸入端短路，但又不是真正的相當(dāng)于兩輸入端短路，但又不是真正的短路，故稱(chēng)為短路，故稱(chēng)為“虛短虛短”。如圖所示。如圖所示。 11uuodAou 1

14、1110uuuuuuu或或OdOId 2. 2. 虛斷：凈輸入端電流等于零，即虛斷：凈輸入端電流等于零，即 理想運(yùn)放的差模輸入電阻理想運(yùn)放的差模輸入電阻 , ,流經(jīng)運(yùn)流經(jīng)運(yùn)放兩輸入端的電流放兩輸入端的電流 相當(dāng)于兩輸入端斷開(kāi)，但又不是真正的斷開(kāi)，相當(dāng)于兩輸入端斷開(kāi)，但又不是真正的斷開(kāi)，故稱(chēng)為故稱(chēng)為“虛斷虛斷”。如圖所示。如圖所示。0 iiidR011111 idRuuiii3.1.5 3.1.5 集成運(yùn)放的基本運(yùn)用集成運(yùn)放的基本運(yùn)用一、反相輸入放大器一、反相輸入放大器反相輸入放大器是將輸入信號(hào)反相輸入放大器是將輸入信號(hào) 加到運(yùn)放的反相輸入端。加到運(yùn)放的反相輸入端。如圖所示。如圖所示。iu 根據(jù)

15、理想運(yùn)放的根據(jù)理想運(yùn)放的 ，有，有則輸出電壓為則輸出電壓為 反相放大器的電壓放大反相放大器的電壓放大倍數(shù)為倍數(shù)為 1110uui和和fOfF和RuiRuiii 1111，11uRRufO 11RRuuAfOu 二、同相輸入放大器二、同相輸入放大器3.1.5 3.1.5 集成運(yùn)放的基本運(yùn)用集成運(yùn)放的基本運(yùn)用同相輸入放大器是將輸入信號(hào)同相輸入放大器是將輸入信號(hào) 是通過(guò)是通過(guò) 加到運(yùn)放的同相輸入端。加到運(yùn)放的同相輸入端。 iu利用理想運(yùn)放利用理想運(yùn)放“虛斷虛斷”與與“虛短虛短”的概念，那么，同相放大器中的概念，那么，同相放大器中111uuu由于由于 ，則，則 ，即，即輸出電壓為輸出電壓為0 iiFi

16、ii 同相放大器的電壓放大倍數(shù)為同相放大器的電壓放大倍數(shù)為）（1RRuuAfiOu1 i1fOuRRu)1 ( 1R三、差分輸入放大器三、差分輸入放大器3.1.5 3.1.5 集成運(yùn)放的基本運(yùn)用集成運(yùn)放的基本運(yùn)用 差分輸入放大器有兩個(gè)輸入信號(hào)差分輸入放大器有兩個(gè)輸入信號(hào) 和和 ， 通過(guò)通過(guò) 加到運(yùn)放加到運(yùn)放的反相輸入端。如圖所示。的反相輸入端。如圖所示。 1Iu2IuI1u1R當(dāng)當(dāng) 單獨(dú)作用時(shí)，單獨(dú)作用時(shí)， ，電路為反相輸入方式，輸出電壓為，電路為反相輸入方式，輸出電壓為02 Iu1Iu11If1OuRRu 23231)1 (If2OuRRRRRu 當(dāng)當(dāng) 單獨(dú)作用時(shí)，單獨(dú)作用時(shí)， ，電路為同相

17、輸入方式，電路為同相輸入方式，輸出電壓為輸出電壓為2Iu01Iu 差分輸入放大器可以實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算。當(dāng)圖差分輸入放大器可以實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算。當(dāng)圖中中 時(shí)，輸出電壓為時(shí)，輸出電壓為 fRRRR 321。12IIOuuu 3.1.6 3.1.6 集成運(yùn)放的使用常識(shí)集成運(yùn)放的使用常識(shí)一、集成運(yùn)放的調(diào)零一、集成運(yùn)放的調(diào)零 集成運(yùn)放調(diào)零的作用，是保證運(yùn)放實(shí)現(xiàn)零輸入時(shí)的零輸出。當(dāng)選用的集成運(yùn)放調(diào)零的作用，是保證運(yùn)放實(shí)現(xiàn)零輸入時(shí)的零輸出。當(dāng)選用的運(yùn)放有調(diào)零端，應(yīng)查閱集成電路手冊(cè)，按接線(xiàn)圖正確接上調(diào)零電位器進(jìn)行運(yùn)放有調(diào)零端，應(yīng)查閱集成電路手冊(cè)，按接線(xiàn)圖正確接上調(diào)零電位器進(jìn)行調(diào)零。集成運(yùn)放實(shí)物如圖所示。調(diào)零。集成運(yùn)放

18、實(shí)物如圖所示。集成運(yùn)放實(shí)物集成運(yùn)放實(shí)物3.1.6 3.1.6 集成運(yùn)放的使用常識(shí)集成運(yùn)放的使用常識(shí)二、集成運(yùn)放的保護(hù)二、集成運(yùn)放的保護(hù)1R 1. 1. 輸入保護(hù)輸入保護(hù) 為了防止由于集為了防止由于集成運(yùn)放輸入電壓過(guò)高而引起的運(yùn)放損成運(yùn)放輸入電壓過(guò)高而引起的運(yùn)放損壞，輸入保護(hù)電路在運(yùn)放輸入端加限壞，輸入保護(hù)電路在運(yùn)放輸入端加限幅保護(hù)，圖中所示的是反相輸入保護(hù)幅保護(hù)，圖中所示的是反相輸入保護(hù)電路。由圖可知，兩個(gè)二極管電路。由圖可知，兩個(gè)二極管VDVD1 1、VDVD2 2和電阻和電阻 構(gòu)成了限幅電路，這樣，構(gòu)成了限幅電路，這樣，運(yùn)放的輸入電壓的幅度被限制在二極運(yùn)放的輸入電壓的幅度被限制在二極管的正

19、向?qū)▔航担行У胤乐沽瞬罟艿恼驅(qū)▔航?，有效地防止了差模信?hào)過(guò)大的現(xiàn)象出現(xiàn)。模信號(hào)過(guò)大的現(xiàn)象出現(xiàn)。 2. 2. 輸出保護(hù)輸出保護(hù) 為了防止輸出端可能接到外部過(guò)高的電壓上而造成的為了防止輸出端可能接到外部過(guò)高的電壓上而造成的運(yùn)放損壞，可在輸出端接入雙向穩(wěn)壓管，如圖所示。運(yùn)放損壞，可在輸出端接入雙向穩(wěn)壓管，如圖所示。 3. 3. 電源端反接保護(hù)電源端反接保護(hù) 圖示是利用二極管的單圖示是利用二極管的單向?qū)щ娦詷?gòu)成的電源端保護(hù)電路。一旦電源接反，向?qū)щ娦詷?gòu)成的電源端保護(hù)電路。一旦電源接反，二極管二極管VDVD1 1、VDVD2 2反向截止，切斷電源，而電源極性反向截止，切斷電源，而電源極性連接正確

20、時(shí)二極管因正偏，從而保護(hù)集成運(yùn)放不受連接正確時(shí)二極管因正偏，從而保護(hù)集成運(yùn)放不受損壞。損壞。了解低頻功率放大器的基本要求和分類(lèi)；了解低頻功率放大器的基本要求和分類(lèi)；能識(shí)讀能識(shí)讀OTLOTL、OCLOCL功率放大器的電路圖；功率放大器的電路圖；了解功放器件的安全使用知識(shí)；了解功放器件的安全使用知識(shí)； 了解典型功放集成電路的引腳功能，能按工藝要求裝接典型電路。了解典型功放集成電路的引腳功能，能按工藝要求裝接典型電路。3.2.1 3.2.1 功率放大器的要求與分類(lèi)功率放大器的要求與分類(lèi)一、功率放大器的基本要求一、功率放大器的基本要求 1. 1. 盡可能大的輸出功率盡可能大的輸出功率功率放大功率放大器

21、器提供給負(fù)載的信號(hào)功率稱(chēng)為輸出功率提供給負(fù)載的信號(hào)功率稱(chēng)為輸出功率 。 2. 2. 盡可能高的效率盡可能高的效率功率放大功率放大器器的最大輸出功率與電源所提供的功率之比稱(chēng)為效的最大輸出功率與電源所提供的功率之比稱(chēng)為效率率 。oooUIP %100voPP3.2.1 3.2.1 功率放大器的要求與分類(lèi)功率放大器的要求與分類(lèi)一、功率放大器的基本要求一、功率放大器的基本要求 3. 3. 較小的非線(xiàn)性失真較小的非線(xiàn)性失真處在大信號(hào)工作狀態(tài)的功率放大處在大信號(hào)工作狀態(tài)的功率放大器器，不可避免地會(huì)產(chǎn)生非線(xiàn)性失真。，不可避免地會(huì)產(chǎn)生非線(xiàn)性失真。因此，必須將功率放大因此，必須將功率放大器器的非線(xiàn)性失真限制在允

22、許范圍內(nèi)。的非線(xiàn)性失真限制在允許范圍內(nèi)。 4. 4. 較好的散熱裝置較好的散熱裝置由于功放管工作在極限運(yùn)用狀態(tài)，管耗大。其中大部分被集電結(jié)承受由于功放管工作在極限運(yùn)用狀態(tài)，管耗大。其中大部分被集電結(jié)承受轉(zhuǎn)化為熱量，使集電結(jié)溫度升高。轉(zhuǎn)化為熱量，使集電結(jié)溫度升高。 (1) (1)功放管靜態(tài)工作點(diǎn)選擇在放大區(qū)內(nèi)的稱(chēng)為甲類(lèi)功放電路功放管靜態(tài)工作點(diǎn)選擇在放大區(qū)內(nèi)的稱(chēng)為甲類(lèi)功放電路 在工作過(guò)程中功放管處于導(dǎo)通狀態(tài)，輸出波形無(wú)失真。由于設(shè)置的靜在工作過(guò)程中功放管處于導(dǎo)通狀態(tài)，輸出波形無(wú)失真。由于設(shè)置的靜態(tài)電流大，放大器的效率較低，最高只能達(dá)到態(tài)電流大，放大器的效率較低，最高只能達(dá)到50%50%。如圖所示。

23、如圖所示。3.2.1 3.2.1 功率放大電路的要求與分類(lèi)功率放大電路的要求與分類(lèi)二、功率放大電路的分類(lèi)二、功率放大電路的分類(lèi) (2) (2) 功放管靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在截止區(qū)邊緣的稱(chēng)為乙類(lèi)功放電路功放管靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在截止區(qū)邊緣的稱(chēng)為乙類(lèi)功放電路 在工作過(guò)程中功放管僅在輸入信號(hào)的正半周導(dǎo)通，負(fù)半周時(shí)功放管截在工作過(guò)程中功放管僅在輸入信號(hào)的正半周導(dǎo)通，負(fù)半周時(shí)功放管截止，只有半波輸出。由于幾乎無(wú)止，只有半波輸出。由于幾乎無(wú)靜態(tài)電流，電路的功率損耗減到靜態(tài)電流，電路的功率損耗減到最少，使效率大大提高。在實(shí)際最少，使效率大大提高。在實(shí)際使用中，乙類(lèi)功放電路采用兩個(gè)使用中，乙類(lèi)功放電路采用兩個(gè)功放管組合

24、起來(lái)交替工作，就可功放管組合起來(lái)交替工作，就可輸出完整的信號(hào)。輸出完整的信號(hào)。 如圖所示。如圖所示。 (3) (3)功放管的靜態(tài)工作點(diǎn)介于甲類(lèi)和乙類(lèi)之間的稱(chēng)為甲乙類(lèi)功放電路功放管的靜態(tài)工作點(diǎn)介于甲類(lèi)和乙類(lèi)之間的稱(chēng)為甲乙類(lèi)功放電路 它的波形失真情況和效率介于上述兩類(lèi)之間。是實(shí)用功放電路經(jīng)常采它的波形失真情況和效率介于上述兩類(lèi)之間。是實(shí)用功放電路經(jīng)常采用的方式。用的方式。 如圖所示。如圖所示。3.2.2 OCL3.2.2 OCL電路電路 一、電路構(gòu)成一、電路構(gòu)成 OCL OCL基本電路結(jié)構(gòu)如圖所示。圖中基本電路結(jié)構(gòu)如圖所示。圖中VTVT1 1、VTVT2 2是一對(duì)特性對(duì)稱(chēng)的是一對(duì)特性對(duì)稱(chēng)的NPNN

25、PN管和管和PNPPNP管，電路工作在乙類(lèi)狀態(tài)。管，電路工作在乙類(lèi)狀態(tài)。 3.2.2 OCL3.2.2 OCL電路電路 二、工作原理二、工作原理 1. 1. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 時(shí)，由于電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，無(wú)偏時(shí)，由于電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，無(wú)偏置電壓，置電壓， ，A A點(diǎn)的靜態(tài)電位點(diǎn)的靜態(tài)電位 ，流過(guò)流過(guò) 的靜態(tài)電流為零。的靜態(tài)電流為零。 2. 2. 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 設(shè)輸入信號(hào)設(shè)輸入信號(hào) 為正弦信號(hào)。在為正弦信號(hào)。在 正半周內(nèi)，正半周內(nèi)，VTVT1 1導(dǎo)通，導(dǎo)通，VTVT2 2截止，截止，VTVT1 1的的集電極電流集電極電流 流經(jīng)方向如圖，在流經(jīng)方向如圖，在 負(fù)半周內(nèi)，負(fù)半周內(nèi)，VTVT2 2導(dǎo)通，導(dǎo)通，

26、VTVT1 1截止，截止，VTVT2 2的集的集電極電流電極電流 流經(jīng)方向如圖。由于流經(jīng)方向如圖。由于VTVT1 1和和VTVT2 2管型相反，特性對(duì)稱(chēng)，在管型相反，特性對(duì)稱(chēng)，在 整個(gè)整個(gè)周期，周期，VTVT1 1、VTVT2 2交替工作，互相補(bǔ)充，向負(fù)載提供了完整的輸出信號(hào)。交替工作，互相補(bǔ)充，向負(fù)載提供了完整的輸出信號(hào)。LR0 iu0 BI0 AUiuiu1cIiu2cIiu3.2.2 OCL3.2.2 OCL電路電路 三、輸出功率和效率三、輸出功率和效率 在在OCLOCL電路中，負(fù)載上輸出電壓和電流的最大值為電路中，負(fù)載上輸出電壓和電流的最大值為則最大輸出功率為則最大輸出功率為 在理想條

27、件下，可以推得在理想條件下，可以推得OCLOCL電路的最大效率為電路的最大效率為78.578.5。LCCLOMOMCCCESCCOMRVRUIVUVU ，LCCCCOMOMOMRVVIUP2222 LCCOMRVP22 3.2.2 OCL3.2.2 OCL電路電路 四、交越失真四、交越失真 在在OCLOCL基本電路中，當(dāng)輸入電壓小于基本電路中，當(dāng)輸入電壓小于三極管的開(kāi)啟電壓時(shí)，三極管的開(kāi)啟電壓時(shí)，VTVT1 1、VTVT2 2均截止，均截止，從而出現(xiàn)如圖所示的交越失真現(xiàn)象。一從而出現(xiàn)如圖所示的交越失真現(xiàn)象。一旦音頻功率放大器出現(xiàn)交越失真，會(huì)使旦音頻功率放大器出現(xiàn)交越失真，會(huì)使聲音質(zhì)量明顯下降。

28、為了避免交越失真，聲音質(zhì)量明顯下降。為了避免交越失真，在實(shí)際使用的在實(shí)際使用的OCLOCL電路中，必須設(shè)置合適電路中，必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。的靜態(tài)工作點(diǎn)。單電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路單電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路 單電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路，又稱(chēng)無(wú)輸出變壓器功率放大電路，簡(jiǎn)稱(chēng)單電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路，又稱(chēng)無(wú)輸出變壓器功率放大電路，簡(jiǎn)稱(chēng)OTL電路。電路。 一一電路構(gòu)成電路構(gòu)成 電路為電路為OTL電原理圖。與電原理圖。與OCL電路不同的是，電路有雙電源改為單電源電路不同的是，電路有雙電源改為單電源供電，輸出端經(jīng)大電容供電，輸出端經(jīng)大電容CL與負(fù)載與負(fù)載RL耦合。耦合。 電路原理圖如圖所示。電路原理

29、圖如圖所示。OTL 電路原理圖電路原理圖單電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路單電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路 二工作原理二工作原理 1靜態(tài)分析靜態(tài)分析 ui=0時(shí)，時(shí)，IB=0，由于兩管特性對(duì)稱(chēng)，由于兩管特性對(duì)稱(chēng)， A點(diǎn)的靜態(tài)電位點(diǎn)的靜態(tài)電位UA= ，則，則CL上充上充有左正右負(fù)的靜態(tài)電壓有左正右負(fù)的靜態(tài)電壓，由于，由于CL容量很大，相當(dāng)于一個(gè)電壓為容量很大，相當(dāng)于一個(gè)電壓為 的直流電源。此外，在輸出端耦合電容的直流電源。此外，在輸出端耦合電容CL的隔直作用下，流過(guò)的隔直作用下，流過(guò)RL的靜態(tài)電流為的靜態(tài)電流為零。零。 CC21VCCCL21VUCC21V2動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 在在ui正、負(fù)周期，電路與正、負(fù)周

30、期，電路與OCL電路相似，電路相似，VT1、VT2交替工作，互相補(bǔ)充，交替工作，互相補(bǔ)充，通過(guò)通過(guò)CL的耦合，向負(fù)載的耦合，向負(fù)載RL提供完整的輸出信號(hào)。提供完整的輸出信號(hào)。 單電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路單電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路 三輸出功率和效率三輸出功率和效率 cc21V由于由于OTL電路采用單電源供電，各管電源工作電壓是電路采用單電源供電，各管電源工作電壓是 ，負(fù)載，負(fù)載RL上輸出上輸出電壓和電流的最大值為電壓和電流的最大值為 CC21VCCCESCCom2121VUVULCCLomom2RVRUI，則最大輸出功率為則最大輸出功率為 LCCCComomom222222RVVIUPL2CCL

31、2CCom82)21(RVRVPOTL電路的最大效率也為電路的最大效率也為。 3.2.4 3.2.4 集成功率放大器集成功率放大器 集成功率放大器以其輸出功率大、外圍連接元件少、使用方便等優(yōu)集成功率放大器以其輸出功率大、外圍連接元件少、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，使其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，點(diǎn)，使其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，OTLOTL、OCLOCL均有各種不同輸出功率和不均有各種不同輸出功率和不同電壓的多種型號(hào)的集成電路。使用應(yīng)注意輸出引腳外接電路的特征。同電壓的多種型號(hào)的集成電路。使用應(yīng)注意輸出引腳外接電路的特征。 LM386 LM386是一種目前應(yīng)用是一種目前應(yīng)用較多的小功率音頻放大電路，較多的小功率音頻

32、放大電路，其內(nèi)部電路為其內(nèi)部電路為OTLOTL電路。電路。單單聲道集成功放輸出引腳外電聲道集成功放輸出引腳外電路如圖所示。路如圖所示。3.2.4 3.2.4 集成功率放大器集成功率放大器 一、一、LM386LM386的引腳功能的引腳功能 LM386LM386電路功耗低、增益可調(diào)、允許的電源電壓范圍寬、通頻帶寬、電路功耗低、增益可調(diào)、允許的電源電壓范圍寬、通頻帶寬、外接元件少，廣泛應(yīng)用于收錄機(jī)、電視伴音等系統(tǒng)中，是專(zhuān)為低損耗電源外接元件少，廣泛應(yīng)用于收錄機(jī)、電視伴音等系統(tǒng)中，是專(zhuān)為低損耗電源所設(shè)計(jì)的所設(shè)計(jì)的集成集成功率放大器電路。實(shí)物及引腳功能如圖所示。功率放大器電路。實(shí)物及引腳功能如圖所示。3

33、.2.4 3.2.4 集成功率放大器集成功率放大器 二、二、LM386LM386的主要性能的主要性能 LM386LM386額定電源電壓范圍為額定電源電壓范圍為 ，無(wú)作動(dòng)時(shí)僅消耗，無(wú)作動(dòng)時(shí)僅消耗4mA4mA電流，極適合電流，極適合電池供電，且失真低。電池供電，且失真低。LM386LM386內(nèi)建增益為內(nèi)建增益為26dB26dB，在第，在第1 1引腳和第引腳和第8 8引腳之間電引腳之間電容的作用下，增益最高可達(dá)容的作用下，增益最高可達(dá)46dB46dB。其外形如圖所示。其外形如圖所示。V124了解場(chǎng)效晶體管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)、電壓放大作用和主要參數(shù)；了解場(chǎng)效晶體管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)、電壓放大作用和主要參數(shù)；了解場(chǎng)

34、效晶體管放大器的特點(diǎn)及應(yīng)用。了解場(chǎng)效晶體管放大器的特點(diǎn)及應(yīng)用。 圖所示是另一種能夠進(jìn)行電信號(hào)放大的半導(dǎo)體器件圖所示是另一種能夠進(jìn)行電信號(hào)放大的半導(dǎo)體器件場(chǎng)效晶體管。場(chǎng)效晶體管。場(chǎng)效晶體管僅依靠半導(dǎo)體中的多子實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電，故又稱(chēng)為單極型晶體管。圖場(chǎng)效晶體管僅依靠半導(dǎo)體中的多子實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電，故又稱(chēng)為單極型晶體管。圖中的場(chǎng)效晶體管從外形上來(lái)看與三極管非常相似，也有三個(gè)引腳：漏極中的場(chǎng)效晶體管從外形上來(lái)看與三極管非常相似，也有三個(gè)引腳：漏極（D D）、源極（）、源極（S S）、柵極（）、柵極（G G）, ,分別對(duì)應(yīng)于三極管的集電極（分別對(duì)應(yīng)于三極管的集電極（c c）、發(fā)射）、發(fā)射極（極（e e）和基極（）和基

35、極（b b）。）。 與三極管不同是，場(chǎng)效晶體管是利用與三極管不同是，場(chǎng)效晶體管是利用電壓控制電流大小的放大器件，稱(chēng)為電電壓控制電流大小的放大器件，稱(chēng)為電壓控制器件。壓控制器件。 根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理的不同，場(chǎng)效根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理的不同，場(chǎng)效應(yīng)管分為結(jié)型和絕緣柵型兩大類(lèi)。應(yīng)管分為結(jié)型和絕緣柵型兩大類(lèi)。3.3.1 3.3.1 絕緣柵型場(chǎng)效晶體管絕緣柵型場(chǎng)效晶體管一、結(jié)構(gòu)與符號(hào)一、結(jié)構(gòu)與符號(hào)3.3.1 3.3.1 絕緣柵型場(chǎng)效晶體管絕緣柵型場(chǎng)效晶體管二、二、N N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效晶體管特性曲溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效晶體管特性曲線(xiàn)線(xiàn)場(chǎng)效晶體管的特性同樣可以通過(guò)轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)和輸出特性曲線(xiàn)來(lái)描場(chǎng)效晶體管的特性同樣可以通

36、過(guò)轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)和輸出特性曲線(xiàn)來(lái)描述，如圖所示。述，如圖所示。 3.3.1 3.3.1 絕緣柵型場(chǎng)效晶體管絕緣柵型場(chǎng)效晶體管三、三、N N溝道溝道耗盡耗盡型場(chǎng)效晶體管特性曲型場(chǎng)效晶體管特性曲線(xiàn)線(xiàn)N N溝道耗盡型場(chǎng)效晶體管輸出特性曲線(xiàn)也可分為變阻區(qū)、恒流區(qū)和擊溝道耗盡型場(chǎng)效晶體管輸出特性曲線(xiàn)也可分為變阻區(qū)、恒流區(qū)和擊穿區(qū)。其轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)和輸出特性曲線(xiàn)如圖所示。穿區(qū)。其轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)和輸出特性曲線(xiàn)如圖所示。3.3.2 3.3.2 結(jié)型場(chǎng)效晶體管結(jié)型場(chǎng)效晶體管 一、結(jié)構(gòu)和符號(hào)一、結(jié)構(gòu)和符號(hào) N N溝道結(jié)型場(chǎng)效晶體管是在溝道結(jié)型場(chǎng)效晶體管是在N N型半導(dǎo)體硅片的兩側(cè)各制造一個(gè)型半導(dǎo)體硅片的兩側(cè)各制造一個(gè)PN