電路與電子技術(shù)設(shè)計(jì)基本放大電路多級(jí)放大電路

1、上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管基本放大電路的分析與測(cè)試上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管任務(wù)任務(wù)4 4 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路 活動(dòng)活動(dòng)1： 多級(jí)放大電路的組成多級(jí)放大電路的組成 RSRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第第1 級(jí)級(jí)信信 號(hào)號(hào) 源源輸輸入入級(jí)級(jí)中中間間放放大大級(jí)級(jí)輸輸出出級(jí)級(jí)第第2級(jí)級(jí)第第 n-1 級(jí)級(jí)第第n 級(jí)級(jí)+_uSui2Ri2uo2ui n-1Rin-1Ron-1uon-1uinRon上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管輸入級(jí)輸入級(jí)輸入電阻高，噪聲和漂移小。輸入電阻高，噪聲和漂移小。對(duì)各級(jí)電路的要求

2、對(duì)各級(jí)電路的要求輸出級(jí)輸出級(jí) 動(dòng)態(tài)范圍大，輸出功率大，帶載能力強(qiáng)。動(dòng)態(tài)范圍大，輸出功率大，帶載能力強(qiáng)。中間級(jí)中間級(jí) 具有足夠大的放大能力。具有足夠大的放大能力。多級(jí)放大電路的組成多級(jí)放大電路的組成輸入級(jí)輸入級(jí)中間級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)輸出級(jí)上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管多級(jí)放大電路的耦合多級(jí)放大電路的耦合放大電路與信號(hào)源、放大電放大電路與信號(hào)源、放大電路與信號(hào)源、負(fù)載以及電路內(nèi)部各級(jí)之間的連接。路與信號(hào)源、負(fù)載以及電路內(nèi)部各級(jí)之間的連接。常用的耦合方式常用的耦合方式直接耦合直接耦合阻容耦合阻容耦合變壓器耦合變壓器耦合活動(dòng)活動(dòng)2： 多級(jí)放大電路的耦合方式多級(jí)放大電路的耦合方式 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)

3、下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管能對(duì)交流和直流信號(hào)進(jìn)行放大能對(duì)交流和直流信號(hào)進(jìn)行放大RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uo+VBBT11直接耦合直接耦合 特點(diǎn)特點(diǎn)又稱(chēng)之為直流放大電路又稱(chēng)之為直流放大電路上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管直接耦合放大電路存在兩個(gè)特殊的問(wèn)題直接耦合放大電路存在兩個(gè)特殊的問(wèn)題(1) 各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)不獨(dú)立，不便于設(shè)計(jì)和調(diào)試。各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)不獨(dú)立，不便于設(shè)計(jì)和調(diào)試。RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uo+VBBT1上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管常用的解決方法常用的解決方法提高后級(jí)射極電位提高后級(jí)射極電位電平移位電平移位+VCC T

4、2RERC2RC1RBT1+VCC T2RERC2RC1RBT1RDZ上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管兩種管子互補(bǔ)兩種管子互補(bǔ)+VCC T2RC2RE2RC1RB1T1RE1VCC 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管(2) 零點(diǎn)漂移問(wèn)題零點(diǎn)漂移問(wèn)題 當(dāng)輸入當(dāng)輸入ui=0時(shí)，輸出電壓時(shí)，輸出電壓uO并不恒定，而是出現(xiàn)緩慢的、無(wú)并不恒定，而是出現(xiàn)緩慢的、無(wú)規(guī)則的漂動(dòng)。這種現(xiàn)象稱(chēng)為零點(diǎn)漂移，簡(jiǎn)稱(chēng)零漂。規(guī)則的漂動(dòng)。這種現(xiàn)象稱(chēng)為零點(diǎn)漂移，簡(jiǎn)稱(chēng)零漂。零漂實(shí)質(zhì)上就是放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的變化零漂實(shí)質(zhì)上就是放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的變化RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uo+VBBT1上

5、頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管引起零漂的主要原因引起零漂的主要原因(a) 元器件參數(shù)，特別是晶體管的參數(shù)會(huì)隨溫度的元器件參數(shù)，特別是晶體管的參數(shù)會(huì)隨溫度的 變化而變化變化而變化。(b) 元器件會(huì)出現(xiàn)老化，參數(shù)發(fā)生了變化。元器件會(huì)出現(xiàn)老化，參數(shù)發(fā)生了變化。 由溫度引起的零漂稱(chēng)為由溫度引起的零漂稱(chēng)為溫漂溫漂 由元器件老化引起的零漂稱(chēng)為由元器件老化引起的零漂稱(chēng)為時(shí)漂時(shí)漂引起直接耦合放大電路零漂的主要因素是引起直接耦合放大電路零漂的主要因素是溫漂溫漂零漂零漂上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管抑制零點(diǎn)漂移的常用的方法抑制零點(diǎn)漂移的常用的方法(a) 引入直流負(fù)反饋引入直流負(fù)反饋(b)

6、 采用差動(dòng)放大電路采用差動(dòng)放大電路上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管2. 阻容耦合多級(jí)放大電路阻容耦合多級(jí)放大電路主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)a. 各級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立各級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立, 便于設(shè)計(jì)和調(diào)試。便于設(shè)計(jì)和調(diào)試。RC1RC2T2RB1ui+VCCRL+_uoT1RB2+_C1C2C3上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管b. 可以抑制零點(diǎn)漂移?？梢砸种屏泓c(diǎn)漂移。c. 無(wú)法放大低頻信號(hào)和直流信號(hào)。無(wú)法放大低頻信號(hào)和直流信號(hào)。d. 在集成電路中，無(wú)法制造大電容。在集成電路中，無(wú)法制造大電容。RC1RC2T2RB1ui+VCCRL+_uoT1RB2+_C1C2C3上頁(yè)

7、上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管3. 變壓器耦合變壓器耦合 CE1RE1T1Tr1Tr2CB1ui+_CE2RE2T2RL+_uoTr3+VCCRB11+RB12+RB21RB22CB2上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)e. 具有阻抗變換作用，可以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。具有阻抗變換作用，可以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。b. 對(duì)直流信號(hào)起到隔離作用，可以消除零點(diǎn)漂移。對(duì)直流信號(hào)起到隔離作用，可以消除零點(diǎn)漂移。a. 對(duì)直流信號(hào)沒(méi)有放大能力，只能放大交流信號(hào)。對(duì)直流信號(hào)沒(méi)有放大能力，只能放大交流信號(hào)。d. 體積大、重量重、費(fèi)用高、不宜集成化。體積大、重量重、費(fèi)用高、不宜集成化。c. 各級(jí)

8、電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，便于設(shè)計(jì)各級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，便于設(shè)計(jì)和調(diào)試。和調(diào)試。上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管4.4.光電耦合光電耦合 級(jí)與級(jí)之間通過(guò)光電耦合器相連接的方式，稱(chēng)為光電耦合。由級(jí)與級(jí)之間通過(guò)光電耦合器相連接的方式，稱(chēng)為光電耦合。由光敏三極管作為接收管的光電耦合器如圖（光敏三極管作為接收管的光電耦合器如圖（a）所示，由光敏）所示，由光敏二極管作為接收端的光電耦合器如圖（二極管作為接收端的光電耦合器如圖（b）所示。圖中，方框）所示。圖中，方框內(nèi)是光電耦合器。光電耦合器以光為媒介，實(shí)現(xiàn)電信號(hào)從前級(jí)內(nèi)是光電耦合器。光電耦合器以光為媒介，實(shí)現(xiàn)電信號(hào)從前級(jí)向后級(jí)傳輸，它

9、的輸入端和輸出端在電氣上絕緣，具有抗干擾、向后級(jí)傳輸，它的輸入端和輸出端在電氣上絕緣，具有抗干擾、隔噪聲等特點(diǎn)，已得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。隔噪聲等特點(diǎn)，已得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管多級(jí)放大電路的計(jì)算多級(jí)放大電路的計(jì)算 1. 直接耦合電路的直接耦合電路的靜態(tài)分析靜態(tài)分析 阻容耦合、變壓器耦合的各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)獨(dú)立，阻容耦合、變壓器耦合的各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)獨(dú)立，分析方法與前述的單級(jí)放大電路的方法相同。分析方法與前述的單級(jí)放大電路的方法相同。這里只對(duì)直接耦合電路進(jìn)行這里只對(duì)直接耦合電路進(jìn)行靜態(tài)分析靜態(tài)分析上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管BEQ1BBQ1BB

10、URIV 由由得得BBEQ1BBBQ1RUVI BQ11CQ1II 在輸入回路在輸入回路令輸入電壓令輸入電壓ui= =0RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uO+VBBT1+_BQ1IBEQ1U+_CEQ1U+_CEQ2UBQ2ICQ2ICQ1IOIEREQ2I+BEQ2U_上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管C1BQ2CQ1CCCEQ1)(RIIVU EEQ2BEQ2CEQ1RIUU BQ22EQ2)1(II 聯(lián)立求解可得聯(lián)立求解可得 、 、BQ2ICQ2IEQ2I在一、二級(jí)之間在一、二級(jí)之間RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uO+VBBT1+_BQ1IBEQ1U+_C

11、EQ1U+_CEQ2UBQ2ICQ2ICQ1IOIEREQ2I+BEQ2U_上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管EEQ2C2OCQ2CCCEQ2)(RIRIIVU LOEEQ2CEQ2RIRIU 聯(lián)立求解可得聯(lián)立求解可得 、CEQ2UOI在輸出回路在輸出回路RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uO+VBBT1+_BQ1IBEQ1U+_CEQ1U+_CEQ2UBQ2ICQ2ICQ1IOIEREQ2I+BEQ2U_上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管2. 多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析(1) 多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù) RSRo1Ri1

12、Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第第1 級(jí)級(jí)信信 號(hào)號(hào) 源源輸輸入入級(jí)級(jí)中中間間放放大大級(jí)級(jí)輸輸出出級(jí)級(jí)第第2級(jí)級(jí)第第 n-1 級(jí)級(jí)第第n 級(jí)級(jí)+_uSui2Ri2uo2ui n-1Rin-1Ron-1uon-1uinRon上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管ioUUAu -1ooo2o3o1o2io1nnUUUUUUUU RSRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第第1 級(jí)級(jí)信信 號(hào)號(hào) 源源輸輸入入級(jí)級(jí)中中間間放放大大級(jí)級(jí)輸輸出出級(jí)級(jí)第第2級(jí)級(jí)第第 n-1 級(jí)級(jí)第第n 級(jí)級(jí)+_uSui2Ri2uo2ui n-1Rin-

13、1Ron-1uon-1uinRon上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管因?yàn)橐驗(yàn)?ui2=uo1， ui3=uo2， uin=uon-1故故nnuUUUUUUUUAioi3o3i2o2i1o1 unuuuAAAA 321RSRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第第1 級(jí)級(jí)信信 號(hào)號(hào) 源源輸輸入入級(jí)級(jí)中中間間放放大大級(jí)級(jí)輸輸出出級(jí)級(jí)第第2級(jí)級(jí)第第 n-1 級(jí)級(jí)第第n 級(jí)級(jí)+_uSui2Ri2uo2ui n-1Rin-1Ron-1uon-1uinRon上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管放大倍數(shù)的另一種表示方法放大倍數(shù)的另一種表示方法unuuuu

14、AAAAA 321即即Au(dB)=20lg| Au1|+20lg| Au2|+20lg| Au3|+ +20lg| Aun| 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管(2) 輸入電阻輸入電阻(3) 輸出電阻輸出電阻 nRRoo i1iRR RiRoRSRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第第1 級(jí)級(jí)信信 號(hào)號(hào) 源源輸輸入入級(jí)級(jí)中中間間放放大大級(jí)級(jí)輸輸出出級(jí)級(jí)第第2級(jí)級(jí)第第 n-1 級(jí)級(jí)第第n 級(jí)級(jí)+_uSui2Ri2uo2ui n-1Rin-1Ron-1uon-1uinRon上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管多級(jí)放大電路動(dòng)態(tài)分析時(shí)應(yīng)注意的兩

15、個(gè)問(wèn)題多級(jí)放大電路動(dòng)態(tài)分析時(shí)應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題a. 第第i級(jí)放大電路的輸入電阻應(yīng)視為第級(jí)放大電路的輸入電阻應(yīng)視為第i-1級(jí)放大電路級(jí)放大電路的負(fù)載電阻的負(fù)載電阻b.第第i-1級(jí)級(jí)放大電路的輸出電阻應(yīng)視為放大電路的輸出電阻應(yīng)視為第第i級(jí)放大電路的級(jí)放大電路的信號(hào)源內(nèi)阻信號(hào)源內(nèi)阻上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管 例例 試寫(xiě)出圖示放大電路的電壓放大倍數(shù)試寫(xiě)出圖示放大電路的電壓放大倍數(shù)Au、輸入輸入電阻電阻Ri和輸出電阻和輸出電阻Ro的表達(dá)式的表達(dá)式。T2_ui+VCC+_uO+VBBT1E2RE1RLRBRC1R上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管 解解 由圖可知，放大電路是由兩級(jí)

16、放大電路組成。由圖可知，放大電路是由兩級(jí)放大電路組成。第一級(jí)共射極放大電路，第二級(jí)共集電極放大電路。第一級(jí)共射極放大電路，第二級(jí)共集電極放大電路。RiRi2RoRo1T2_ui+VCC+_uO+VBBT1E2RE1RLRBRC1R上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管(1) 求電壓放大倍數(shù)求電壓放大倍數(shù)由于由于E11be1BL11)1()1(RrRR io11UUAu LE22be2i2/)1(RRrR +VCCT2_ui+_uO+VBBT1E2RE1RLRBRC1RRiRi2RoRo1uO1+_ui2+_i2C1L1/ RRR 式中式中上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管L22

17、be2L22)1()1(RrR i2o2UUAu L22be2L22)1()1(RrR E11be1BL11)1()1(RrRR 21uuuAAA 故故+VCCT2_ui+_uO+VBBT1E2RE1RLRBRC1RRiRi2RoRo1uO1+_ui2+_u2u1uAAA LE2L2/ RRR 式中式中上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管(2) 求輸入電阻求輸入電阻RiE11be1Bi)1(RrRR +VCCT2_ui+_uO+VBBT1E2RE1RLRBRC1RRiRi2RoRo1uO1+_ui2+_上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管(3) 求輸出電阻求輸出電阻Ro2o1b

18、e2E2o1/ RrRRC1o1RR 式中式中+VCCT2_ui+_uO+VBBT1E2RE1RLRBRC1RRiRi2RoRo1uO1+_ui2+_上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管任務(wù)任務(wù)5 放大電路中的反饋放大電路中的反饋活動(dòng)活動(dòng)1： 反饋的基本概念及類(lèi)型反饋的基本概念及類(lèi)型工廠工廠用戶(hù)用戶(hù)銷(xiāo)售員銷(xiāo)售員信息員信息員實(shí)際問(wèn)題舉例實(shí)際問(wèn)題舉例上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管1. 反饋的基本概念反饋的基本概念直流電流負(fù)反饋電路直流電流負(fù)反饋電路反饋過(guò)程反饋過(guò)程輸出電流輸出電流ICQ發(fā)生變化發(fā)生變化在在RE上產(chǎn)生壓降上產(chǎn)生壓降UEQ ICQ RE的的變化變化TVCC+RB1

19、I+_UB_RB2RCREICIEIB+UE輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管使放大元件的使放大元件的輸輸入入U(xiǎn)BE產(chǎn)生變化產(chǎn)生變化抑制輸出電流抑制輸出電流ICQ的變化的變化直流電流負(fù)反饋可直流電流負(fù)反饋可以穩(wěn)定輸出電流以穩(wěn)定輸出電流ICQTVCC+RB1I+_UB_RB2RCREICIEIB+UE輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管以影響放大電路性能。以影響放大電路性能。反饋的定義反饋的定義把放大電路的輸出量（電壓或電流）的一部分或全部，把放大電路的輸出量（電壓或電流）的一部分或

20、全部，經(jīng)過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)，返送到輸入回路一個(gè)反饋量（電壓或電流），返送到輸入回路一個(gè)反饋量（電壓或電流），反饋量與原來(lái)的外加輸入量進(jìn)行比較，反饋量與原來(lái)的外加輸入量進(jìn)行比較，得到一個(gè)得到一個(gè)凈輸入量?jī)糨斎肓考拥侥骋环糯笃骷募拥侥骋环糯笃骷恼嬲妮斎攵?，真正的輸入端，上?yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管雙極型晶體管雙極型晶體管 B、E雙極型晶體管組成的差分放大電路雙極型晶體管組成的差分放大電路 B1、B2運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器 同相、反相輸入端同相、反相輸入端放大元件的輸入端放大元件的輸入端上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管基本放大電路基本放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)A.

21、F.Xo.+XidXiXf.反饋信號(hào)反饋信號(hào)輸入信號(hào)輸入信號(hào)輸出信號(hào)輸出信號(hào)凈輸入信號(hào)凈輸入信號(hào)比較環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié)X電壓或電流信號(hào)電壓或電流信號(hào)圖中圖中反饋電路方框圖反饋電路方框圖上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管開(kāi)環(huán)放大電路開(kāi)環(huán)放大電路閉環(huán)放大電路閉環(huán)放大電路閉合環(huán)路閉合環(huán)路基本放大電路基本放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)A.F.Xo.+XidXiXf.上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管圖中圖中開(kāi)環(huán)增益開(kāi)環(huán)增益A=Xo/Xid閉環(huán)增益閉環(huán)增益Af=Xo/Xi反饋系數(shù)反饋系數(shù)F=Xf/Xo凈輸入信號(hào)凈輸入信號(hào)Xid=XiXf2. 負(fù)反饋放大電路的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路的一般表達(dá)式+

22、A.F.Xo.+XidXiXf._方框圖方框圖上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管由以上各式得由以上各式得將將 Xf=FXo 代入上式得代入上式得Xo=A(XiXf) Xo=AXi1+AF 閉環(huán)增益閉環(huán)增益Af=XoXiA1+AF =Xo=A(XiFXo)AF環(huán)路增益環(huán)路增益 +A.F.Xo.+XidXiXf._上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管在圖示電路中在圖示電路中環(huán)路增益環(huán)路增益AF 的意義的意義Xo=A Xid Xf=AF Xid 即反饋信號(hào)是凈輸入信號(hào)的即反饋信號(hào)是凈輸入信號(hào)的AF倍倍 +A.F.Xo.+XidXiXf._上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管

23、即即 電路的閉環(huán)放大倍數(shù)是電路的閉環(huán)放大倍數(shù)是開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)的1/(1+AF)倍倍。D=1+AF 稱(chēng)為反饋深度稱(chēng)為反饋深度Af=A1+AF 負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)的一般表達(dá)式中頻時(shí)中頻時(shí)Af=11+AF上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管a. 放大倍數(shù)下降的原因放大倍數(shù)下降的原因Xf=FXo= FAXid Xid=Xi1+AF 即引入負(fù)反饋之后，電路的凈輸入信號(hào)降為原輸即引入負(fù)反饋之后，電路的凈輸入信號(hào)降為原輸入信號(hào)的入信號(hào)的1/(1+AF) 。由于由于Xid=XiXf故故上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管b. 對(duì)負(fù)反饋放大電

24、路放大倍數(shù)的一般表達(dá)式討論對(duì)負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達(dá)式討論 Af 1 時(shí)時(shí)1+AF 電路引入負(fù)反饋電路引入負(fù)反饋上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管Af Ab. 當(dāng)當(dāng)1 時(shí)時(shí)，稱(chēng)為深反饋。，稱(chēng)為深反饋。1+AF F1Af=A1+AF 此時(shí)此時(shí)閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)Af只取決于反饋系數(shù)只取決于反饋系數(shù)Fa. 便于設(shè)計(jì)、分析和計(jì)算放大電路便于設(shè)計(jì)、分析和計(jì)算放大電路b. 提高了閉環(huán)放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了閉環(huán)放大倍數(shù)的穩(wěn)定性主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管即電路沒(méi)有輸入，但仍有一定的輸出。即電路沒(méi)有輸入，但仍有一定的輸出。XoXi=A1+AF Af=e.

25、 當(dāng)當(dāng)=0 時(shí)時(shí)1+AF 上式成立的條件上式成立的條件Xi=0Xo 0電路產(chǎn)生了自激振蕩電路產(chǎn)生了自激振蕩上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管3交流反饋與直流反饋交流反饋與直流反饋(1) 直流反饋直流反饋反饋?zhàn)饔脙H在直流通路中存在反饋?zhàn)饔脙H在直流通路中存在直流通路直流通路反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)T+ VCCRB1I+_UBQ_RB2RCREICQIEQIBQ+UEQ+_T+_+B1RB2R1CIuCR2CECEROuCCV 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管(2) 交流反饋交流反饋 在交流通路中存在的反饋在交流通路中存在的反饋交流通路交流通路輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路反饋網(wǎng)絡(luò)反

26、饋網(wǎng)絡(luò)+_T+_+B1RB2R1CIuCR2CEROuCCV IuCRTBR+_OuER上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管(1) 正反饋正反饋反饋信號(hào)加強(qiáng)輸入信號(hào)的作用，使反饋信號(hào)加強(qiáng)輸入信號(hào)的作用，使凈輸入信號(hào)大于原輸入信號(hào)。凈輸入信號(hào)大于原輸入信號(hào)。4. 正反饋與負(fù)反饋正反饋與負(fù)反饋正反饋往往把放大器轉(zhuǎn)變?yōu)檎袷幤髡答佂逊糯笃鬓D(zhuǎn)變?yōu)檎袷幤鞣答伨W(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)基本放大電路基本放大電路A.F.Xo.+XidXiXf.上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管(2) 負(fù)反饋負(fù)反饋反饋信號(hào)削弱輸入信號(hào)的作用，使反饋信號(hào)削弱輸入信號(hào)的作用，使凈輸入信號(hào)小于原輸入信號(hào)。凈輸入信號(hào)小于原輸入

27、信號(hào)。負(fù)反饋改善放大電路的性能負(fù)反饋改善放大電路的性能負(fù)反饋廣泛應(yīng)用于電子技術(shù)、自控等領(lǐng)域之中。負(fù)反饋廣泛應(yīng)用于電子技術(shù)、自控等領(lǐng)域之中?；痉糯箅娐坊痉糯箅娐稟.F.Xo.+XidXiXf.上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管a. 在輸入端加入對(duì)地瞬時(shí)極性為正的電壓在輸入端加入對(duì)地瞬時(shí)極性為正的電壓uI。判斷方法判斷方法5. 瞬時(shí)極性法判斷正負(fù)反饋瞬時(shí)極性法判斷正負(fù)反饋 b. 根據(jù)放大電路的工作原理，標(biāo)出電路中各點(diǎn)電壓根據(jù)放大電路的工作原理，標(biāo)出電路中各點(diǎn)電壓 的的 瞬時(shí)極性。瞬時(shí)極性。c. 判斷反饋信號(hào)是增強(qiáng)還是削弱輸入信號(hào)。判斷反饋信號(hào)是增強(qiáng)還是削弱輸入信號(hào)。A.F.+uIuI

28、duOuF反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)基本放大電路基本放大電路上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管d. 反饋信號(hào)削弱了輸入信號(hào)反饋信號(hào)削弱了輸入信號(hào)(uId uI)為正反饋。為正反饋。 A.F.+uIuIduOuF反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)基本放大電路基本放大電路上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管凈輸入信號(hào)小于輸入信號(hào)，所以為負(fù)反饋。凈輸入信號(hào)小于輸入信號(hào)，所以為負(fù)反饋。IFIIduuuu uI例例1 判斷圖示電路反饋判斷圖示電路反饋的極性。的極性。解解 假設(shè)假設(shè)uI的瞬時(shí)極性為正。的瞬時(shí)極性為正。即即uI0那么那么uO0uF0 uO+_R1R2+_+uFuIdFA上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極

29、管晶體三極管凈輸入信號(hào)大于輸入信號(hào)，所以為正反饋。凈輸入信號(hào)大于輸入信號(hào)，所以為正反饋。IFIIduuuu 例例2 判斷圖示電路反饋判斷圖示電路反饋的極性。的極性。解解假設(shè)假設(shè) uI0那么那么uO0uF0時(shí)時(shí)uO0uF0uId=uI uF0時(shí)時(shí)uO0時(shí)時(shí)uO0uF0uId=uI uF0時(shí)時(shí)uO0削弱了輸入信號(hào)削弱了輸入信號(hào)負(fù)反饋負(fù)反饋反饋信號(hào)極性為負(fù)反饋信號(hào)極性為負(fù)RLSu+A+uOuI+R1R2IiIdiFiR3_iO上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管c. 負(fù)反饋的組態(tài)判斷負(fù)反饋的組態(tài)判斷(a) 令令uO=0， iF 0，屬電流反饋。屬電流反饋。(b) iF 與與iI并聯(lián)作用于運(yùn)放

30、的輸入回路，屬并聯(lián)反饋。并聯(lián)作用于運(yùn)放的輸入回路，屬并聯(lián)反饋。電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋+A+uOuI+R1R2IiIdiFiR3_iO上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管穩(wěn)定輸出電流的機(jī)理穩(wěn)定輸出電流的機(jī)理d. 電流并聯(lián)負(fù)反饋的作用電流并聯(lián)負(fù)反饋的作用Io If Iid 穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定輸出電流Io +A+uOuI+R1R2IiIdiFiR3_iO上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管活動(dòng)活動(dòng)1功率放大電路概述功率放大電路概述1特點(diǎn)特點(diǎn) (1) 要有盡可能大的輸出功率要有盡可能大的輸出功率 (2) 效率要高效率要高 (3) 非線(xiàn)性失真要小非線(xiàn)性失真要小 (4) 要加裝散熱和保

31、護(hù)裝置要加裝散熱和保護(hù)裝置 (5) 要用圖解法分析要用圖解法分析 任務(wù)任務(wù)6 功率放大電路功率放大電路上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管 2. 2. 功率放大電路的任務(wù)：功率放大電路的任務(wù)： 功率放大電路是多級(jí)放大電路的最后一級(jí)，其任功率放大電路是多級(jí)放大電路的最后一級(jí)，其任務(wù)是輸出足夠的功率，推動(dòng)負(fù)載工作。功率放大務(wù)是輸出足夠的功率，推動(dòng)負(fù)載工作。功率放大電路和電壓放大電路都是利用三極管的放大作用電路和電壓放大電路都是利用三極管的放大作用將信號(hào)放大，不同的是功率放大電路在信號(hào)失真將信號(hào)放大，不同的是功率放大電路在信號(hào)失真允許范圍內(nèi)，向負(fù)載提供盡可能大的信號(hào)功率。允許范圍內(nèi)，向負(fù)載提

32、供盡可能大的信號(hào)功率。即不但輸出大的信號(hào)電壓，還要輸出大的信號(hào)電即不但輸出大的信號(hào)電壓，還要輸出大的信號(hào)電流，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作，工作在大信號(hào)狀態(tài)；而電流，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作，工作在大信號(hào)狀態(tài)；而電壓放大電路的目的是輸出足夠大的電壓，工作在壓放大電路的目的是輸出足夠大的電壓，工作在小信號(hào)狀態(tài)。小信號(hào)狀態(tài)。 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管3工作狀態(tài)分類(lèi)工作狀態(tài)分類(lèi) (1) 甲類(lèi)放大電路甲類(lèi)放大電路 根據(jù)晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)的位置不同分根據(jù)晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)的位置不同分b. 能量轉(zhuǎn)換效率低能量轉(zhuǎn)換效率低特點(diǎn)特點(diǎn) c. 放大管的導(dǎo)通角放大管的導(dǎo)通角 =2靜態(tài)工作靜態(tài)工作點(diǎn)位置點(diǎn)位置iC1ICQt

33、 =2 O2 集電極電集電極電流波形流波形大大 a. 靜態(tài)功耗靜態(tài)功耗CQCEQCIUP uCEiCOQA上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管(2) 乙類(lèi)放大電路乙類(lèi)放大電路 b. 能量轉(zhuǎn)換效率高能量轉(zhuǎn)換效率高c. 輸出失真大輸出失真大特點(diǎn)特點(diǎn) d. 放大管的導(dǎo)通角放大管的導(dǎo)通角 =tiC22 = O3 集電極電集電極電流波形流波形 a. 靜態(tài)功耗靜態(tài)功耗0CQCEQC IUP靜態(tài)工作靜態(tài)工作點(diǎn)位置點(diǎn)位置uCEiCOQA上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管(3) 甲乙類(lèi)放大電路甲乙類(lèi)放大電路 a. 靜態(tài)功耗較小靜態(tài)功耗較小b. 能量轉(zhuǎn)換效率較高能量轉(zhuǎn)換效率較高c. 輸出失真較大

34、輸出失真較大特點(diǎn)特點(diǎn) d. 放大管的導(dǎo)通角放大管的導(dǎo)通角 2tiC32O3ICQ 0 時(shí)時(shí)T1導(dǎo)通導(dǎo)通T2截止截止輸入信號(hào)輸入信號(hào)ui輸出信號(hào)輸出信號(hào)uo電流電流io方向方向uoui+RLT1ui+_+VCC_iC1iC2T2VCCuo_A上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管c. ui 0 時(shí)時(shí)T2導(dǎo)通導(dǎo)通T1截止截止輸入信號(hào)輸入信號(hào)ui輸出信號(hào)輸出信號(hào)uo電流電流io方向方向uouiRLT1ui+_+VCC_T2VCCuo+_A上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管乙類(lèi)互補(bǔ)推挽電路工作情況類(lèi)互補(bǔ)推挽電路工作情況T1通通T2通通Uopp=2(VCC UCES)uCEQtiCOiC

35、uCEOUopp上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管2. 主要指標(biāo)計(jì)算主要指標(biāo)計(jì)算 (1) 輸出功率輸出功率 oooIUP omom21IU Lom22RU tUu sinomo 設(shè)設(shè)RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管L2CESCCom2)(RUVP L2CCom2RVP 當(dāng)忽略三極管的飽和壓降當(dāng)忽略三極管的飽和壓降UCES時(shí)時(shí)RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_當(dāng)當(dāng)Uom達(dá)到最大值達(dá)到最大值( (VCC UCES)時(shí)時(shí)上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管(2) 電源供給的功率電源供給

36、的功率平均集電極電流平均集電極電流IC(A V)為為tiI d210C1C(AV) ttUR dsin210omL Lom1RU tRu d210Lo RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管兩個(gè)電源供給的總電源功率兩個(gè)電源供給的總電源功率 CCCV2IVP LomCC2RUV (3) 能量轉(zhuǎn)換效率能量轉(zhuǎn)換效率 VoPP LCComL2om221RVURU CCom4VU RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管%5 .784m CCom4VU 當(dāng)當(dāng)CComVU 時(shí)時(shí)

37、RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管(4) 晶體管的耗散功率晶體管的耗散功率oVTPPP 021ddomCCLomT UVRUP令令L2omLomCC212RURUV CCCCom64. 02VVU RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管最大管耗為最大管耗為 omL2CC2Tm4 . 02PRVP 即當(dāng)輸出電壓幅值為即當(dāng)輸出電壓幅值為 CCom2VU 晶體管的管耗最大晶體管的管耗最大每只管子的最大管耗為每只管子的最大管耗為 omTm2Tm12 . 0PPP RL

38、T1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管例例 電路如圖所示，已知電源電壓電路如圖所示，已知電源電壓VCC=15V，RL=8W W。輸入信號(hào)是正弦輸入信號(hào)是正弦波。問(wèn)：波。問(wèn)：(a) 假設(shè)假設(shè) UCES=0 V時(shí)，負(fù)載可時(shí)，負(fù)載可能得到的最大輸出功率和能量能得到的最大輸出功率和能量轉(zhuǎn)換效率最大值分別是多少？轉(zhuǎn)換效率最大值分別是多少？(b) 當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào)ui=10sin t V時(shí)，求此時(shí)負(fù)載得到的功率時(shí)，求此時(shí)負(fù)載得到的功率和能量轉(zhuǎn)換效率。和能量轉(zhuǎn)換效率。RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)

39、返回返回晶體三極管晶體三極管W06.14W8215212L2CCom RVP%5 .784m 解解 (a) RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_(b) 對(duì)每半個(gè)周期來(lái)說(shuō)，電對(duì)每半個(gè)周期來(lái)說(shuō)，電路可等效為共集電極電路，路可等效為共集電極電路，所以所以Au1上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管W25. 6W8210212L2omom RUP%33.521541014. 34CComVOm VUPP uo=ui=10sin tUom=10 V故故上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管當(dāng)當(dāng)ui小于晶體管的死區(qū)電壓小于晶體管的死區(qū)電壓時(shí)，時(shí)，T1、T2都截止。都截止

40、。3. 電路存在的主要缺陷電路存在的主要缺陷a. 產(chǎn)生產(chǎn)生失真的原因失真的原因晶體管存在死區(qū)電壓晶體管存在死區(qū)電壓b. 失真的現(xiàn)象失真的現(xiàn)象輸出電流出現(xiàn)一段輸出電流出現(xiàn)一段“死區(qū)死區(qū)”RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_存在交越失真存在交越失真上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管OtiCiBuBEOuitO交越失真交越失真在兩個(gè)管子交替工作區(qū)域出在兩個(gè)管子交替工作區(qū)域出現(xiàn)的失真稱(chēng)為現(xiàn)的失真稱(chēng)為交越失真交越失真輸入信號(hào)輸入信號(hào)輸出信號(hào)輸出信號(hào)交越失真的產(chǎn)生交越失真的產(chǎn)生上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)返回返回晶體三極管晶體三極管4. 克服交越失真的常用方法克服交越失真的常用方法給功率管（給功率管