第10章基本放大電路

1、電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院1第第1010章章 基本放大電路基本放大電路電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院210.1 10.1 基本放大電路的組成基本放大電路的組成 放大器的目的是將微弱的放大器的目的是將微弱的交流電信號(hào)交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為 較強(qiáng)的電信號(hào)。較強(qiáng)的電信號(hào)。放大器實(shí)現(xiàn)放大的條件：放大器實(shí)現(xiàn)放大的條件： 1. 晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。 2. 正確設(shè)置靜態(tài)工正確設(shè)置靜態(tài)工 作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。 3. 輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)

2、化成變化的集電極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號(hào)?；募姌O電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號(hào)。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院3uiuo 共射極放大電路共射極放大電路1. 晶體管晶體管T的作用的作用RB+UCCRCC1C2 放大元件滿足放大元件滿足 iC= iB，T應(yīng)工作在放大區(qū)，應(yīng)工作在放大區(qū)，即保證集電結(jié)反即保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。偏，發(fā)射結(jié)正偏。ibicie電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院42. 集電極電源集電極電源 UCC作用作用 共射極放大電路共射極放大電路RB+UCCRCC1C2 集電極電集電極電源作用，是為源作用，是為電路提供能量。電路提供能量。并保證集電結(jié)并保證

3、集電結(jié)反偏。反偏。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院53. 集電極負(fù)載電阻集電極負(fù)載電阻 RC作用作用 共射極放大電路共射極放大電路RB+UCCRCC1C2 集電極電集電極電阻的作用是將阻的作用是將變化的電流轉(zhuǎn)變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾娮優(yōu)樽兓碾妷?。壓。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院64. 基極電阻基極電阻RB的作用的作用+UCCRCC1C2TRB 共射極放大電路共射極放大電路 基極電阻能提基極電阻能提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)。并保證發(fā)射結(jié)點(diǎn)。并保證發(fā)射結(jié)正偏。正偏。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院7可以省去可以省去RB+ECEBRCC1C2T電氣與自動(dòng)化工程

4、學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院85. 耦合電容耦合電容C1和和C2作用作用(1) 隔直作用隔直作用 隔離輸入隔離輸入.輸出輸出與電路的直流與電路的直流通道。通道。(2)交流耦合作用交流耦合作用 能使交流信號(hào)能使交流信號(hào)順利通過(guò)。順利通過(guò)。 共射極放大電路共射極放大電路RB+UCCRCC1C2電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院910.2.1 10.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 放大電路中各點(diǎn)的電壓或電流都是在靜態(tài)直流上附加了小的交流信號(hào)。放大電路中各點(diǎn)的電壓或電流都是在靜態(tài)直流上附加了小的交流信號(hào)。電路中電容對(duì)交、直流的作用不同。如果電容容量足夠大，可以認(rèn)為電路中電容對(duì)交、直流的作用不同。如果電容容

5、量足夠大，可以認(rèn)為它對(duì)交流不起作用，即對(duì)交流短路。而對(duì)直流可以看成開(kāi)路，這樣，交直流它對(duì)交流不起作用，即對(duì)交流短路。而對(duì)直流可以看成開(kāi)路，這樣，交直流所走的通道是不同的。所走的通道是不同的。交流通道交流通道-只考慮交流信號(hào)的分電路。只考慮交流信號(hào)的分電路。直流通道直流通道 -只考慮直流信號(hào)的分電路。只考慮直流信號(hào)的分電路。不同的信號(hào)可以在不同的通道進(jìn)行分析。不同的信號(hào)可以在不同的通道進(jìn)行分析。10.2 10.2 放大電路的放大電路的靜態(tài)靜態(tài)分析分析電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院101. 用放大電路直流通路確定靜態(tài)值：用放大電路直流通路確定靜態(tài)值：RB+UCCRCICUCEIBT 將電

6、路中的隔直將電路中的隔直電容電容C1、C2開(kāi)路，直開(kāi)路，直流通道的簡(jiǎn)化電路如流通道的簡(jiǎn)化電路如圖所示。圖所示。直流通道的簡(jiǎn)化電路直流通道的簡(jiǎn)化電路電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院11 IB = UCC - UBERB基極電流基極電流集電極電流集電極電流IC = IB 集集-射極電壓射極電壓UCE= UCC - RCIC當(dāng)當(dāng)UBE UCC時(shí)時(shí)BCCBRUI電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院12解解根據(jù)直流通道可得出根據(jù)直流通道可得出IC = IB =37.5 0.04 = 1.5 mAUCE = UCC ICRC=12 - 1.5 10-3 4103= 6 VRB+UCCRCUCE

7、IBUBE+-+-BCEICT=12300103IB = UCCRBA 已知已知UCC=12V , RC=4k, RB=300k, =37.5 , 試求放大電路的靜態(tài)值。試求放大電路的靜態(tài)值。例題例題10.110.1電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院132. 2. 用圖解法確定靜態(tài)值用圖解法確定靜態(tài)值 電路的工作情況由負(fù)載線與非線性元件的電路的工作情況由負(fù)載線與非線性元件的 伏安特性曲線的交點(diǎn)確定。伏安特性曲線的交點(diǎn)確定。這個(gè)交點(diǎn)稱為工作點(diǎn)。這個(gè)交點(diǎn)稱為工作點(diǎn)。 RC的直流負(fù)載線與晶體管的某條（由的直流負(fù)載線與晶體管的某條（由IB確定）輸出特性曲線的交點(diǎn)確定）輸出特性曲線的交點(diǎn)Q，稱為放

8、大電稱為放大電路的路的靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)，由它確定放大電路的電壓，由它確定放大電路的電壓和電流的靜態(tài)值。和電流的靜態(tài)值。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院14IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ 如圖所示，如圖所示，(IBQ,UBEQ) 和和( ICQ,UCEQ )分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特性曲線分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)，稱為靜態(tài)工作點(diǎn)上的一個(gè)點(diǎn)，稱為靜態(tài)工作點(diǎn)Q。 輸入輸出特性曲線輸入輸出特性曲線1. 輸入輸出特性曲線輸入輸出特性曲線電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院15UCE= UCC ICRCQIBICUCEUCCUCCRC2. 直流負(fù)載線直流負(fù)載線C

9、CCRURUICCEC電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院16QUCC（1）作直流負(fù)載線）作直流負(fù)載線解解IC = 0 時(shí)時(shí) UCE=UCC可在圖上作直流負(fù)載線?？稍趫D上作直流負(fù)載線。ICUCEQ1Q2IB = 20AIB = 0IB = 40AIB = 60AIB = 80AIB = 100A1.531206(V)(mA)3mAA104123CCCCRUIUCE= 0 時(shí)時(shí)根據(jù)根據(jù) UCE=UCC - RCICCCCRU 已知已知UCC=12V, RC=4k, RB=300k, =37.5 。 （1）作直流負(fù)載線；（）作直流負(fù)載線；（2）求靜態(tài)值。）求靜態(tài)值。例題例題10.210.2電氣

10、與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院17（2）求靜態(tài)值）求靜態(tài)值基極電流基極電流= 40 A IB = 40A IC = 1.5mA UCE = 6V由圖中由圖中Q點(diǎn)得點(diǎn)得:集電極電流集電極電流發(fā)射極電流發(fā)射極電流IC = IB =37.5 4010-61=1.5mAIE = ( 1+)IB = 1.5mA63BCCB10401030012*RUI電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院18RB為偏置電阻。為偏置電阻。RB發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)“地地”Q Q RB+ECRCIBUBEICUCE若改變?nèi)舾淖僐B,則則IB 改變改變,Q點(diǎn)在直流負(fù)載曲線上移點(diǎn)在直流負(fù)載曲線上移動(dòng)動(dòng),如圖所示。如圖所示。)(B

11、CBREI ICUCEECCCRE36912123020uA406080100Q IB為偏置電流，簡(jiǎn)稱偏流。產(chǎn)生偏流的電路為偏置電流，簡(jiǎn)稱偏流。產(chǎn)生偏流的電路 為偏置電路，為偏置電路， 其路徑為其路徑為EC電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院UBEIB無(wú)輸入信號(hào)無(wú)輸入信號(hào)(ui = 0)時(shí)時(shí): uo = 0uBE = UBEuCE = UCE？ uCE = UCC iC RC uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoIC+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO10.2.2 10.2.2 動(dòng)

12、態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院+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(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析iCtOiCtICOiCticO靜態(tài)分析靜態(tài)分析電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院21iBUBE 當(dāng)輸入信號(hào)很小時(shí)，在靜態(tài)工作點(diǎn)當(dāng)輸入信號(hào)很小時(shí)，在靜態(tài)工作點(diǎn)Q附近的工作附近的工作段可認(rèn)為是直線。段可認(rèn)為是直線。對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管相當(dāng)于電阻對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管相當(dāng)于電阻rbe，表，表示輸入特性。示輸入特性。 UBE IBCECEUUiuiurbbeBBEbe（1） 晶體管的微變等效電路晶體管的微變等效電路（a）輸入段微變等效）輸入段微變等效Q1

13、、微變等效電路法電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院22iCuCEbcii 輸出端相當(dāng)于一個(gè)受輸出端相當(dāng)于一個(gè)受 ib控制的電控制的電流源流源。 輸出端還等效并聯(lián)一個(gè)大電阻輸出端還等效并聯(lián)一個(gè)大電阻rce。（b）輸出端微變等效輸出端微變等效在線性工作區(qū)是一族平行直線。在線性工作區(qū)是一族平行直線。ibiC電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院23 對(duì)于低頻小功率晶體管的輸入電阻估算為：對(duì)于低頻小功率晶體管的輸入電阻估算為：)mA()mV(26)1 ()(200EbeIr 式中，式中， IE ：發(fā)射極電流的靜態(tài)值發(fā)射極電流的靜態(tài)值; ：晶體管的放大倍數(shù)；：晶體管的放大倍數(shù)； rbe：輸入電阻

14、，其值一般為幾百歐到幾千歐輸入電阻，其值一般為幾百歐到幾千歐(動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻)。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院24iCuCE iC uCECCECCEceiuIUr在小信號(hào)的條件下，在小信號(hào)的條件下， rce也是一個(gè)常數(shù)。阻值很也是一個(gè)常數(shù)。阻值很高，約為幾十到幾百高，約為幾十到幾百k。在后面微變等效電路中，在后面微變等效電路中，可忽略不計(jì)?？珊雎圆挥?jì)。輸出電阻輸出電阻rce電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院25ube ibibicicubeibuce+-+-BCEucerbe rce+-+-CB三極管的微變等效電路如下：三極管的微變等效電路如下：電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自

15、動(dòng)化工程學(xué)院26(2) 放大電路的微變等效電路放大電路的微變等效電路 將放大電路交流通道中的三極管用微變等效電路代替。將放大電路交流通道中的三極管用微變等效電路代替。rbe ibibrceiiicuiuoRBRCRL+-bebirIULboRIULCL/ RRR 電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院27bIrUbeibLLiIRIRU式中式中LCL/RRR故放大電路的電壓放大倍數(shù)故放大電路的電壓放大倍數(shù)beLi0urRUUA輸出端開(kāi)路時(shí)輸出端開(kāi)路時(shí)beCurRA（3）電壓放大倍數(shù)的計(jì)算）電壓放大倍數(shù)的計(jì)算以上圖微變等效電路來(lái)計(jì)算。以上圖微變等效電路來(lái)計(jì)算。 顯然負(fù)載電阻顯然負(fù)載電阻RL越小

16、，放大倍數(shù)越低。越小，放大倍數(shù)越低。Au還與還與和和rBE 有關(guān)。有關(guān)。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院28解解已求得已求得 IC= 1.5mA IERL = RC RL = 2kk867. 01.5(mA)mV)(26)5 .371 (200ber5 .86867. 025 .37beLurRA 已知已知UCC=12V , RC=4k, RB=300k, =37.5， RL=4k ，試求電壓放大倍數(shù)，試求電壓放大倍數(shù)。例題例題10.310.3電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院29（4）放大電路輸入電阻的計(jì)算）放大電路輸入電阻的計(jì)算 放大電路對(duì)信號(hào)源來(lái)說(shuō)，是一個(gè)負(fù)載，可放大電路對(duì)

17、信號(hào)源來(lái)說(shuō)，是一個(gè)負(fù)載，可用一個(gè)電阻等效代替，這個(gè)電阻是信號(hào)源的負(fù)用一個(gè)電阻等效代替，這個(gè)電阻是信號(hào)源的負(fù)載電阻，也就是放大電路的輸入電阻載電阻，也就是放大電路的輸入電阻ri ri ，即，即iiIUri輸入電阻對(duì)交流而言是動(dòng)態(tài)電阻。輸入電阻對(duì)交流而言是動(dòng)態(tài)電阻。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院30iiIUribeBrR /ber 電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源取得的電流越小，因電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的輸入電阻。此一般總是希望得到較大的輸入電阻。rbeRBRCRLiU iI bI cI oU BI 電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院31（

18、5）放大電路輸出電阻的計(jì)算）放大電路輸出電阻的計(jì)算 對(duì)于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于信號(hào)源對(duì)于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于信號(hào)源(可以將它進(jìn)行戴維寧定理等效），可以將它進(jìn)行戴維寧定理等效），等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻，它也是動(dòng)態(tài)電阻。等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻，它也是動(dòng)態(tài)電阻。 (1) 將信號(hào)源短路（將信號(hào)源短路（ Ui=0）和輸出端開(kāi)路從輸出端看進(jìn)去的電）和輸出端開(kāi)路從輸出端看進(jìn)去的電阻。阻。 (2)將信號(hào)源短路（將信號(hào)源短路（ Ui=0）保留受控源，輸入端加電壓（）保留受控源，輸入端加電壓（ U0）以）以產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流 I0。r0 RC 000IUr電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院32解

19、解 放大電路對(duì)負(fù)載來(lái)說(shuō)，是一信號(hào)源，可用等效電放大電路對(duì)負(fù)載來(lái)說(shuō)，是一信號(hào)源，可用等效電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì)E0和內(nèi)阻和內(nèi)阻r0表示。等效電源的內(nèi)阻即為輸出電阻。表示。等效電源的內(nèi)阻即為輸出電阻。0EUo輸出端開(kāi)路時(shí)輸出端開(kāi)路時(shí)輸出端接上負(fù)載電阻時(shí)輸出端接上負(fù)載電阻時(shí)由上列兩式可得出由上列兩式可得出LOL00) 1(RUUr本例中本例中)106() 134(30r2kLLoLRRrEU0o 已知已知U0O=4V , RL=6k, U0L=3V , 求放大電路的輸出電阻。放大電路同上圖。求放大電路的輸出電阻。放大電路同上圖。例題例題10.410.4電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院33 直流負(fù)載線反映

20、靜態(tài)時(shí)電流直流負(fù)載線反映靜態(tài)時(shí)電流IC和和UCE的變化關(guān)系的變化關(guān)系, 由于由于C2的隔直作的隔直作用用, 不考慮負(fù)載電阻不考慮負(fù)載電阻RL。2 2、圖解法、圖解法1.交流負(fù)載線交流負(fù)載線 交流負(fù)載線交流負(fù)載線反映動(dòng)態(tài)時(shí)電流反映動(dòng)態(tài)時(shí)電流 iC和和uCE的變化關(guān)系視的變化關(guān)系視C2為短路，為短路，RL 與與RC并聯(lián)并聯(lián) ，所以交流負(fù)載線比直流負(fù)載線要陡些。為了得到盡量大的輸出，所以交流負(fù)載線比直流負(fù)載線要陡些。為了得到盡量大的輸出信號(hào)，要把信號(hào)，要把Q設(shè)置在交流負(fù)載線的中間部分。如果設(shè)置在交流負(fù)載線的中間部分。如果Q設(shè)置不合適，信號(hào)進(jìn)設(shè)置不合適，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)，會(huì)造成非線性失真入截止區(qū)

21、或飽和區(qū)，會(huì)造成非線性失真。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院34（1）交流負(fù)載）交流負(fù)載RLRBRCRLuiuoicuceLcec1Rui其中：其中：CLL/RRR 電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院35ICUCEUCCQIB交流負(fù)載線比直流負(fù)載線交流負(fù)載線比直流負(fù)載線要陡要陡, 斜率為斜率為:LR1 交流負(fù)載線交流負(fù)載線（2）交流負(fù)載線的作法）交流負(fù)載線的作法CCRE電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院36IBUBEQICUCEuiibibic2. 圖解分析圖解分析Q由圖可見(jiàn)，電壓和電流都含有直流分量和交流分量。由圖可見(jiàn)，電壓和電流都含有直流分量和交流分量。電氣與自動(dòng)化工程

22、學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院37iCuCEuoibQ 合適的靜態(tài)工合適的靜態(tài)工作點(diǎn)可輸出最大的作點(diǎn)可輸出最大的不失真信號(hào)，輸出不失真信號(hào)，輸出電壓與輸入信號(hào)反電壓與輸入信號(hào)反相。相。 2. 圖解分析圖解分析電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院38iCuCEuo稱為截止失真稱為截止失真3.非線性失真非線性失真Q (1) Q點(diǎn)過(guò)低，信點(diǎn)過(guò)低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)號(hào)進(jìn)入截止區(qū)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院39iCuCEuo稱為飽和失真稱為飽和失真Q (2) Q點(diǎn)過(guò)高，點(diǎn)過(guò)高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)3.非線性失真非線性失真電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院40結(jié)結(jié) 論論（1）交流信號(hào)的

23、傳輸情況）交流信號(hào)的傳輸情況ui (即即ube)ibiCu0（即即uce ）（2）電壓和電流都含有直流分量和交流分量）電壓和電流都含有直流分量和交流分量uBE = UBE+ ubeuCE = UCE+ uceiB = IBE+ ibiC = IC+ ic（3）輸入信號(hào)電壓）輸入信號(hào)電壓ui和輸出電壓和輸出電壓u0相位相反相位相反（4）電壓放大倍數(shù)等于圖中輸出正弦電壓的幅值與輸）電壓放大倍數(shù)等于圖中輸出正弦電壓的幅值與輸入正弦電壓的幅值之比。入正弦電壓的幅值之比。RL的阻值愈小，交流負(fù)載線的阻值愈小，交流負(fù)載線愈陡，電壓放大倍數(shù)下降得也愈多。愈陡，電壓放大倍數(shù)下降得也愈多。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電

24、氣與自動(dòng)化工程學(xué)院4110.3 10.3 靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定 為了保證放大電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、穩(wěn)定的靜態(tài)為了保證放大電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)。但是，溫度的變化會(huì)嚴(yán)重影響靜態(tài)工作點(diǎn)工作點(diǎn)。但是，溫度的變化會(huì)嚴(yán)重影響靜態(tài)工作點(diǎn)Q 。 對(duì)于固定偏置電路，靜態(tài)工作點(diǎn)是由對(duì)于固定偏置電路，靜態(tài)工作點(diǎn)是由UBE、 和和ICEO決定，決定，這三個(gè)參數(shù)易隨溫度而變化，所以溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)這三個(gè)參數(shù)易隨溫度而變化，所以溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)Q的影響比的影響比較大。較大。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院421. 溫度對(duì)溫度對(duì)UBE的影響的影響iBuBE25 C50C

25、TUBEIBICBCCBBECCRURUUIB- - - - -UBE1UBE2顯然顯然 UBE2 UBE1IB電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院432. 溫度對(duì)溫度對(duì) 值及值及ICEO的影響的影響T 、 ICEOICiCuCEQQ1 總的效果是：總的效果是： 溫度上升時(shí)，輸溫度上升時(shí)，輸出特性曲線上移，出特性曲線上移，造成造成Q點(diǎn)上移。點(diǎn)上移。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院44RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBB2II B21BCC21RRUIIB22BRIV CC2BB1B2URRR采用分壓式偏置電路采用分壓式偏置電路VB（1）RB2的作用的作

26、用VB不受溫度變化的影響。不受溫度變化的影響。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院45RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBEBEBERUVIIC RE越大，穩(wěn)定越大，穩(wěn)定性越好。但太大將性越好。但太大將使輸出電壓降低。使輸出電壓降低。一般取幾百歐一般取幾百歐幾幾k。ICIEEBRVTUBEIBICVEICEEBEBBERIVUVU（2）RE的作用的作用VBVEVB一定電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院46RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IB（3）CE的的作用作用 CE將將RE短路，短路，RE對(duì)交流不起作對(duì)交流不起作用，放大倍數(shù)不

27、用，放大倍數(shù)不受影響。受影響。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院47RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2 IrbeRCRLiU iI bI cI oU bI BR RE電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院48rbeRCRLiU iI bI cI oU bI BR REEbeibb)1 (RIrIULboRIUEbeL0)1 (RrRA無(wú)電容無(wú)電容CE會(huì)有何結(jié)果？會(huì)有何結(jié)果？無(wú)電容無(wú)電容CE的的微變等效電路。微變等效電路。A0)1 (/EbeBiRrRrCoRr 電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院49 解解 應(yīng)用戴維南定理法應(yīng)用戴維南定理法 將輸入電路在將

28、輸入電路在“”斷開(kāi)斷開(kāi), ,求求BOBO間開(kāi)路間開(kāi)路電電壓壓UBO，即戴維寧等效電路的，即戴維寧等效電路的EB為為a.a.直流通路直流通路= 4V等效電路的等效電路的EBB212RRUREBCCBB3310)1020(121010RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBBCE 分壓式偏置放大電路中分壓式偏置放大電路中, 已知已知UCC =12V， RC =2k， RE =2k， RB1 =20k， RB2=10k， =37.5。試求靜態(tài)值。試求靜態(tài)值。例題例題16.516.5電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院50求求B BO O間的等效內(nèi)阻間的等效內(nèi)阻R Rb(b

29、(將電源短路將電源短路) ) EB = RB IB + UBE + RE IE = RB IB + UBE + (1+)RE IB IC = IB = 37.50.04 mA = 1.5mAUCE = UCC - RC IC - RE IE = UCC - (RC + RE) IC = 12 (2+2)1031.5103 V = 6V= 6.7103 = 6.7kB212121/RRRRRRRBBBBBb或或= 0.04103 A= 0.04mABbBEBBIRRUEIE)1 (電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院5110.4 10.4 射極輸出器射極輸出器RB+UCCRCC1C2RERL

30、uiuouCEuBE 放大電路是從發(fā)射極輸出，在接法上是一個(gè)放大電路是從發(fā)射極輸出，在接法上是一個(gè)共集電極電路共集電極電路（UCC對(duì)交流信號(hào)相當(dāng)于短路）。對(duì)交流信號(hào)相當(dāng)于短路）。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院52RB+UCCREIEEBBECCB)1 (RRUUIBE)1 (IIEECCCERIUU10.4.1 10.4.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析IBTUCEUBE+-+-IC電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院53LEL/RRR LeoRIULb1RI）（LebebiRIrIULbbeb)1 (RIrI1. 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)rbeiU iI bI cI oU bI BRRER

31、L10.4.2 10.4.2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析LbbebLbu)1 ()1 (RIrIRIALbeL)1 (1RrR）（1電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院542. 輸入電阻（輸入電阻（ri)1 (/LbeBiRrRrrbeiU iI bI cI oU bI BRRERL輸入電阻高輸入電阻高其中：其中：LELRRR/電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院55oUoIrbeiU iI bI bI BRRERseI 3、輸出電阻、輸出電阻(ro) 用加壓求流法求輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻r0。將信號(hào)源置。將信號(hào)源置0，求，求各支路電流。各支路電流。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)

32、院5600oIUrEsbe111RRr)()1 ()(sbeSbeEERrRRrRebbIIIIEsbesbeRURrURrUBss/ RRR 其中其中電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院57通常通常sbeE1RrR）（故故1sbeoRrr 射極輸出器的輸出電阻很低，帶負(fù)載能力強(qiáng)射極輸出器的輸出電阻很低，帶負(fù)載能力強(qiáng), 說(shuō)明具有說(shuō)明具有恒壓輸出特性。恒壓輸出特性。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院58結(jié)結(jié) 論論 (1) 將射極輸出器放在電路的首級(jí)，可以提高放大器的輸入電將射極輸出器放在電路的首級(jí)，可以提高放大器的輸入電阻，阻，減少對(duì)前級(jí)的影響減少對(duì)前級(jí)的影響。 (2) 將射極輸出器放

33、在電路的末級(jí)，可以降低放大器的輸出電將射極輸出器放在電路的末級(jí)，可以降低放大器的輸出電阻，阻，提高帶負(fù)載能力提高帶負(fù)載能力。 (3) 將射極輸出器放在電路的兩級(jí)之間，可以起到電路的將射極輸出器放在電路的兩級(jí)之間，可以起到電路的阻抗阻抗變換作用變換作用，這一級(jí)稱為緩沖級(jí)或中間隔離級(jí)。，這一級(jí)稱為緩沖級(jí)或中間隔離級(jí)。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院59+UCCRS1M(+24V)RB120kUi27kC2C3RB3RB2RLRE282k43k10k8kUo10kC1T1RE1CET2US前級(jí)前級(jí)后級(jí)后級(jí)已知已知: 1= 2=50, rbe1 = 2.9k , rbe2 = 1.7k求求:(

34、1):(1)微變等微變等 效效 電路電路; (2) ri 、 r0 （3）Au 。例題例題10.510.5電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院60解解: （1） 微變等效電路微變等效電路RE1R2R3RC2RLRSR1sU iU 1ber2ber1bi1bi 2bi1bi 2bi oU ir2iror電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院61（2）ri 、 r0 21111/1/iEbeBirRrRr其中其中k6 . 1/2322beBBirRRrk58k6 . 1/k27501k9 . 2/M1/1/21111iEbeBirRrRr故故k102CoRr電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工

35、程學(xué)院62（3）Au 146)147(99. 0/1/122221111211beLCiEEuuurRRrRrRAAAbei i2 2r r在計(jì)算多級(jí)放大電路中前級(jí)放大電路的放大倍數(shù)時(shí)一定要注意：后級(jí)放大電路的輸入電阻也是前級(jí)放大電路負(fù)載電阻的一部分！后級(jí)放大電路的輸入電阻電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院631.零點(diǎn)漂移的抑制零點(diǎn)漂移的抑制對(duì)稱放大電路對(duì)稱放大電路10.5.1 10.5.1 差動(dòng)放大電路的工作情況差動(dòng)放大電路的工作情況uoui1+UCCRCR1T1RBRCR1T2RBui210.5 10.5 差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院64uo= u

36、i1 - ui2 = 0uo= (VC1 + VC1 ) - (VC2 + VC2 ) = 0當(dāng)當(dāng)ui1 = ui2 = 0 時(shí)：時(shí)：當(dāng)溫度變化時(shí)當(dāng)溫度變化時(shí)：IC1=IC2 ；VC1 =VC2u0=VC1 VC2=0IC1 =IC2 ； VC1 =VC2 零點(diǎn)漂移被完全抑制。零點(diǎn)漂移被完全抑制。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院652. 2. 信號(hào)輸入信號(hào)輸入(1)(1)共模輸入共模輸入 兩個(gè)兩個(gè)信號(hào)輸入電壓的信號(hào)輸入電壓的大小相等大小相等, ,極性相同極性相同, ,即即uiui1= 1= uiui2 2 , ,這樣的輸入這樣的輸入稱為稱為共模輸入共模輸入。(2)(2)差模輸入差模輸入

37、 兩個(gè)兩個(gè)信號(hào)輸入電壓的信號(hào)輸入電壓的大小相等大小相等, ,極性相反極性相反, ,即即uiui1= -1= -uiui2 2 , ,這樣的輸這樣的輸入稱為入稱為差模輸入差模輸入。u0= VC1 -VC2(3)(3)比較輸入比較輸入 兩個(gè)兩個(gè)輸入信號(hào)電壓既非共模，又非差模。它們的輸入信號(hào)電壓既非共模，又非差模。它們的大小和相對(duì)極性任意，大小和相對(duì)極性任意，稱為稱為比較輸入比較輸入。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院66放大原理放大原理 為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位器器R P 。10.5.2 10.5.2 典型差動(dòng)放大電路典型差動(dòng)放大電路 RP+UCCRCT1

38、RBRCT2RBEEREui1ui2u0+-RP電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院67 零點(diǎn)漂移的抑制零點(diǎn)漂移的抑制ui1 = ui2 = 0RE : 對(duì)對(duì)共模信號(hào)有很共模信號(hào)有很強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔脧?qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔? 抑制溫度漂移。抑制溫度漂移。 對(duì)對(duì)差模信號(hào)差模信號(hào)基本上基本上不影響放大效果。不影響放大效果。溫度溫度IC1IC2IE UBEUBE1UBE2IB2IB1IC1IC2電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院681.1.雙端輸入雙端輸入- -雙端輸出雙端輸出iiuu211iiuu212差模信號(hào)差模信號(hào)ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE+_-+ui電氣與自動(dòng)化工

39、程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院69IEICIB-+UBET1RBRERCEE+UCCUCE+-（1）靜態(tài)分析）靜態(tài)分析IB1= IB2= IBIC1= IC2= IC= IB EEECREII2IC1= IC2= ICEEEBEBBEIRUIR2UE1= UE2 =IBRBUBE UCE1= UCE2 = UC1UE1EECBREII2UC1= UC2= UCCICRC 電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院70（2 2）動(dòng)態(tài)分析）動(dòng)態(tài)分析 R RE E 對(duì)差模信號(hào)不起作用，其單管差模電壓放大倍數(shù)為：對(duì)差模信號(hào)不起作用，其單管差模電壓放大倍數(shù)為：beBCbeBbCbidrRRrRiRiuuA)(

40、2011iBiCu01ui1RCT1RB+-12022dbeBCidArRRuuAiduidididuAuuAuAuAuuu1211221102010)(雙端輸出電壓雙端輸出電壓電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院71差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù)beBLddrRRAuuA120式中式中LCLRRR21/差模輸入電阻為差模輸入電阻為)(2beBirRr差模輸出電阻為差模輸出電阻為CRr20電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院722.2.單端輸入單端輸入- -單端輸出單端輸出+UCCRCT1RBRCT2RBuiEEREui1ui2uC1uC2+-RBRBui+-rberbeiiuu21

41、1iiuu212+-對(duì)稱理想的對(duì)稱理想的單端輸入的單端輸入的等效輸入電等效輸入電路如圖所示。路如圖所示。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院73 單端輸入信號(hào)為：?jiǎn)味溯斎胄盘?hào)為：iiuu211iiuu212RE 足夠大時(shí)，兩管取得的信號(hào)認(rèn)為是一對(duì)足夠大時(shí)，兩管取得的信號(hào)認(rèn)為是一對(duì)差模信號(hào)差模信號(hào). .同相輸出同相輸出beBCiidrRRuuuuA21210101單端輸出的電壓放大倍數(shù)為雙端輸出的一半單端輸出的電壓放大倍數(shù)為雙端輸出的一半. .反相輸出反相輸出beBCiidrRRuuuuA21220202共模抑制比共模抑制比CdCMRRAAK)(20dBAAIKCdgCMR或或電氣與自動(dòng)化工

42、程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院74電電源源供供給給的的直直流流功功率率率率負(fù)負(fù)載載得得到到的的交交流流信信號(hào)號(hào)功功 電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院75ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶體管在輸入信號(hào)晶體管在輸入信號(hào)的整個(gè)周期都導(dǎo)通的整個(gè)周期都導(dǎo)通靜態(tài)靜態(tài)IC較大，波形好較大，波形好, 管耗大管耗大效率低。效率低。晶體管只在輸入信號(hào)晶體管只在輸入信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通，的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通， 靜態(tài)靜態(tài)IC=0，波形嚴(yán)重失真波形嚴(yán)重失真, 管耗小效率高。管耗小效率高。晶體管導(dǎo)通的時(shí)間大于半個(gè)周期，靜晶體管導(dǎo)通的時(shí)間大于半個(gè)周期，靜態(tài)態(tài)IC 0，一般功放常采用。，一

43、般功放常采用。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院76 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(guò)容量較大的互補(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(guò)容量較大的電容與負(fù)載耦合時(shí)，由于省去了變壓器而被稱為無(wú)輸出變壓器電容與負(fù)載耦合時(shí)，由于省去了變壓器而被稱為無(wú)輸出變壓器()電路，簡(jiǎn)稱電路，簡(jiǎn)稱OTL電路。若互補(bǔ)對(duì)稱電路直接與負(fù)載相連，輸出電路。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(wú)輸出電容電容也省去，就成為無(wú)輸出電容(電路，簡(jiǎn)稱電路，簡(jiǎn)稱OCL電路。電路。 OTL電路采用單電源供電，電路采用單電源供電， OCL電路采用雙電源供電。電路采用雙電源供電

44、。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院77T1、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。ui= 02 CCCUu 2CCAUV , IC1 0， IC2 0OTL原理電路原理電路RLuIT1T2+UCCCAuo+ +- -+ +- -電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院78RLuiT1T2Auo+ +- -+ +- - 設(shè)輸入端在設(shè)輸入端在UCC/2 直流直流基礎(chǔ)上加入正弦信號(hào)。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，則負(fù)載上得到的交流信

45、號(hào)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)正負(fù)半周對(duì)稱。正負(fù)半周對(duì)稱。ic1ic2交流通路交流通路uo電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院79 當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào)ui為正弦波時(shí)，為正弦波時(shí)，輸出信號(hào)在過(guò)零前后出現(xiàn)的輸出信號(hào)在過(guò)零前后出現(xiàn)的失真稱為交越失真。失真稱為交越失真。 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 0 時(shí)，時(shí)，P P型襯底中的電子受到電場(chǎng)力的吸引到達(dá)表層，填補(bǔ)空穴形型襯底中的電子受到電場(chǎng)力的吸引到達(dá)表層，填補(bǔ)空穴形成負(fù)離子的耗盡層；成負(fù)離子的耗盡層；N型導(dǎo)電溝道型導(dǎo)電溝道電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院88EGP型硅襯底型

46、硅襯底N+N+GSD+UGSED+N型導(dǎo)電溝道型導(dǎo)電溝道當(dāng)當(dāng)UGS UGS(th(th）后，場(chǎng)效應(yīng)管才）后，場(chǎng)效應(yīng)管才形成導(dǎo)電溝道，開(kāi)始導(dǎo)通，形成導(dǎo)電溝道，開(kāi)始導(dǎo)通，若漏若漏源源之間加上一定的電壓之間加上一定的電壓UDS，則有漏極，則有漏極電流電流ID產(chǎn)生。在一定的產(chǎn)生。在一定的UDS下下漏極電漏極電流流ID的大小與柵源電壓的大小與柵源電壓UGS有關(guān)。所有關(guān)。所以，場(chǎng)效應(yīng)管是一種電壓控制電流的以，場(chǎng)效應(yīng)管是一種電壓控制電流的器件。器件。 在一定的漏在一定的漏源電壓源電壓UDS下，使管子由不導(dǎo)通變?yōu)閷?dǎo)通的臨界柵源電壓稱下，使管子由不導(dǎo)通變?yōu)閷?dǎo)通的臨界柵源電壓稱為開(kāi)啟電壓為開(kāi)啟電壓UGS(thth

47、）。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院89有導(dǎo)電溝道有導(dǎo)電溝道無(wú)導(dǎo)電無(wú)導(dǎo)電溝道溝道UDSUGS/ID/mAUDS/Vo oUGS= 1VUGS= 2VUGS= 3VUGS= 4V2GS(th)GSD0D1)-(UUII 電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院90N型襯底型襯底P+P+GSD符號(hào)：符號(hào)：結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)SiO2絕緣層絕緣層加電壓才形成加電壓才形成 P型導(dǎo)電溝道型導(dǎo)電溝道 增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管只有當(dāng)增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管只有當(dāng)時(shí)才形成導(dǎo)電溝道。時(shí)才形成導(dǎo)電溝道。電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院91GSD符號(hào)：符號(hào)：SiO2絕緣層中絕緣層中摻有正離子摻有正離子予埋了予埋了N型型 導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院92 由于耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管預(yù)埋了導(dǎo)電溝道，所以在由于耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管預(yù)埋了導(dǎo)電