06模擬電子技術(shù)第六章-放大器單元電路

第六章放大器的單元電路

1晶體管的特性與溫度有關(guān)，β、E、ICBO、ICEO等都是溫度的函數(shù)，所以靜態(tài)工作點(diǎn)也是隨溫度變化的；溫度每升高1℃，β約增加0.5％～1.0％，BE約減小2V；溫度每升高10℃，ICBO、ICEO的值增大一倍；2式 置R 1CC2路RIBCE∴I1RLIE RB V3靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定過I1C21IUB VCC BBCERI2RLIE于加了RE了負(fù)反饋過T由輸入特4UB被認(rèn)為較穩(wěn)UUB EReIEI=I 電容開路,UBE5UCE=VCC-ICRC-ICIE=（UB-UBE）/ 及微變效電6交7rr300()(1)IEIII微變等效電BrIU U電壓放大倍RL=RC// Au=Cr輸出電輸入電8Rin=Rb1//Rb2//三、有射極電阻RE的共射放大電路9去掉CE后的交流通路和微變等效因?yàn)椋簎iibrbe(1)ib uoibRL所以 R RR//[r(1)RAur(1L 問題2:如果電路如下圖所示，如靜態(tài)分動(dòng)態(tài)分例題解題思路：直流通路→Q→rbe→電路，Vcc=12V，晶 微變等效電路→求靜態(tài)工作點(diǎn)電壓放大倍數(shù) 6.3共集放射極跟隨一、結(jié) 2 VCCUBR(1be二、直流通道及靜態(tài)工作點(diǎn)分IC=UCEVCCIEVCC=IBRb+UBE=IBRb+UBE+(1+ B BRBE11 RLRe// IUoIeLe RLUiIbrbeIeIbrbe(1)IbAuU(1)Ib（1iIbrbe(1)Ib (1L （1urbe(11rbe(1)RLAu1，UUiIbrbeIeIbrbe(1)Ib rRB3、輸出電阻保 置 用加壓求流法求輸出電阻輸出電阻輸出電阻（加壓求流法RR// ssBRIUIIbIbU Ursr EsrUoI11rbeE//rbe111+當(dāng)RS=0射極輸出器的特點(diǎn)：電壓放大倍數(shù)將射極輸出器放在電路的末級(jí)，可以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。將射極輸出器放在電路的兩級(jí)間，可以起到阻抗匹配作用。四、進(jìn)一步提高輸入阻抗的方法1.提高偏置電R' // //R// uiii(R3//rbe)(iiibLii(R3//rbe) iR u R// 1 i R L be uiR// 1 R3rbe 當(dāng)R3Rinrbe1LuBuEuAuo則輸入阻抗2.復(fù)合管復(fù)合管的極性=前面以圖（a）為例ICIC1IC21IB12IE11IB112IC/IB1112rberbe111rbe2rbe11rbe2rbe1 1 1 12 12 E 12 I6.4共基放大電路1.靜態(tài)工作V IIVBVBE eVCEVCCICRcIEReVCCIC(RcReI 2.動(dòng)態(tài)分析輸入回路：viib輸出回路：voicRL RLRc//電壓增益：AvoibRL i b R 1 viR//r R//rbe 1 1③輸出電 Rout6.5三種組態(tài)的比較電壓增益：(Rc//RL (1)(Re//RL (Rc//RL rbe(1)(Re//RL R//r R//r(1)(R//R) R//rbe e1輸出電阻 (R//R) Re// 1 ②共集電路輸入阻抗最高，輸出阻抗最低，電壓增益小于而接近1，輸入、輸出同相位，廣泛應(yīng)用于輸入級(jí)、輸出級(jí)和級(jí)間緩沖；③共基電路，輸入阻抗最低，輸出阻抗最高，6.6源負(fù)載放大一、問題的提Au CQ要提高增益，希望用大的Rc,另一方面，要保證有一定的VCEQ，從而有足夠的動(dòng)態(tài)輸出范圍，則電源電壓必須提高；在一定的電源電壓下，提高Rc和VCEQ是的。rcΔVC/Δc很大，且只要C若放大管是NPN，則負(fù)載管一定是PNP;若放大管是PNP，則Rirbe1rb111re1RinRb1//Rb2rbe1ICQ1ICQ2VAPVAN不考慮 ib2 ib2 A'u0 1ib1rce1//rce2rce1// i b1 Rorce1// ICQVAPVANA' 2 CQ6.76.7級(jí)放大電功率放輸一.多級(jí)放大器的耦1.缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)2.2.二二.多級(jí)放大器的分1. +-++-++---2.電壓放大V V2nVi AV V+-++-+AA+---Ri=Ri（最前級(jí)）(一般情況下Ro=Ro（最后級(jí)(一般情況下舉例1：兩級(jí)放大電路如下圖示，求Q、AVRi、設(shè)：1=2==100，VBE1=VBE2=0.7V解（1）VCCUB1= =UB1VBE3.380.7= IBQ1ICQ1/9.9VCEQ1VccICQ1IB2Rc1IEQ1Re1VC1VB2Vcc(ICQ1IB2)Rc112(0.99IB2)5.16.955.1IB2VE2VB2VBE26.955.1IB20.77.655.1IB2(1)IB2Re2VCCVE2I10 IC2IB21VC2ICQ2Rc21.04.34.3VCEQ1VccICQ1IB2Rc1IEQ1Re1R =255R =255（2）求電壓放大倍數(shù)先計(jì)算三極管的輸入 = (1 )26(mV)30010126?3.1 = (1)26(mV)30010126?2.9 電壓增A(Rc1Ri2100(5.12.8) 式中R =(Rc2//RL)1004.3 AvAv1Av258.3(148.3)Ri1=rbe1//Rb1//Rb2=3.1//51//20=2.55 A (58.3) R 1 AvsAvs1Av241.9(148.3) RO=RC2=4.3舉例2：電路如下圖示，求Q、AV、Ri、設(shè)求：A、ri、1.靜態(tài)：Q2.2.動(dòng)態(tài)方法ri2 U微變等效riR1//[rbe1(1)RL1 RLRE1//ri2RE1//R2//R3//1RE1//rbe227//1.7ri1000//(2.9511.7)roRC26.86.8.1共 共1自偏壓電注意：該電路產(chǎn)生負(fù)的柵源電壓，所以只能用于需要負(fù)柵源電壓的(1)靜態(tài)分析（Q：VGS、ID、已知VP、 據(jù)圖可寫出下列方程VGS=VG－VS=－IDRID=IDSS[1－(VGS/VP)]2VDS=VDD－ID(Rd+R) o(2)(2)o gmR'LR'LRd//iV.RiiRIi.god2分壓式偏壓電路已知VPV VIGSR VDS=VDD- I (1vGS)2 可解出Q點(diǎn)的VGS、ID、 VDDID 注：該電路產(chǎn)生的柵 的場效應(yīng)Vp2VIDSS1mA IR 182I11 R (111ID)2I2 81/ ID10.5mA,ID2VDS1=VDD-VDS2VDD-ID(Rd+R)<0V舍去所以VGSVDS>VGS–VP交流分析（1）求電壓放大rgs由輸入輸出回路VVgVRV(1g m VgmV Agm 1gm求輸入電由于 RiRg3(Rg1//Rg2求輸出電 Ro 6.8.2漏放大電共 共(1VGS=VG－VS=VG－IDRID=IDSS[1－(VGS/VP)]2VDS=VDD－IDR分壓式直流偏置電(2①電壓放大倍 gmV(R//RL gm (RR//R VgV(R//R 1g m RiRg(Rg1//Rg2③輸出電阻R RV'oR//1 6.8.36.8.3三種組態(tài)放大電路gmCSCS/CG/CD:ACS:Avgmgmv1g CG:AvgmCS：Rg1//Rg2CD：Rg+(Rg1//Rg2)CS：Rdes +Rb//CCRCE:RbCC:Rb//[rbe(1)R'L]CB:Re//[rbe/(1)]rvCB:L(1r(1vCC:ArvCE:CE/CB/6.96.9功率輸出一、概1功率放大器？在電子系統(tǒng)中，模擬信大后，往往要去推動(dòng)一個(gè)實(shí)際的負(fù)載。如使揚(yáng)聲 、電器動(dòng)作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。推動(dòng)一個(gè)實(shí)際負(fù)載需要的功率例：信取電大功大2、功放電路的特點(diǎn)輸出功率Po意電路參數(shù)過晶體管的極限值:IcmUcemPcm電源提供的能量應(yīng)盡可能多地轉(zhuǎn)換給負(fù)載，盡量減少晶體管及線的損失。即注意提高電路的POPo:負(fù)載上得到的交流信號(hào)功率PE電源提供的直（5）3、功放電路分功放電路分類比較表 特類甲較效率乙最較180甲類：Q點(diǎn)適中，在正弦信號(hào)整個(gè)周期內(nèi)均有電流流過T。乙類：靜態(tài)電流為0，T只在正弦信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)均導(dǎo)通。甲乙類：介于兩者之間，導(dǎo)通° 1.電源提供的平均功PEVCC三極管功耗：PTUCEQ若 1 2CC則P 2 三極管和負(fù)載電阻RL的靜態(tài)功輸出功率（當(dāng)輸入信號(hào)Ui時(shí)iCPomUIMo2122omIIQN要想POV大，即必須使Iom最大輸出功率和1(12 )14CC3.電源提供P1 id(t)1 ( sint)dt 此電路的最高效率Pomii三、三、 結(jié)ui體管：NPN、PNP各出器(推挽輸出)2、工作原理（設(shè)ui為正弦波靜態(tài)時(shí) +ui0Vic1、ic2均=0（類工作狀態(tài)）uo= 動(dòng)態(tài)時(shí) ui> T1導(dǎo)通，T2截 iL=ic1 ui T1截止，T2導(dǎo) - T1、T2uoＴ１uouiuo組組合特性分析——圖解Ｔ１UuU—負(fù)載上的最大不失真電壓為3、分析計(jì)（1）.輸出功率 Po=UoIo om 2 最大不失真輸出功率 ) Pomax 2 2—（2）.管耗一個(gè)管子的管 =1π u)uod(t o L1π(V U sint)Uomsintd(t)2π0 L VCCU Uom P= ( omom （3）.電源供給的功率 =P 當(dāng) 時(shí)，PEm 4.效率 =Po 最高效率 78.5 PPT1max0.2CCV24、三極管的最大管P=πV( sint)Uomsintd(t0 RL1 U2 (CComom4問：Uom=？PT1最大,用PT1對(duì)Uom求導(dǎo)，并令導(dǎo)數(shù)=0P發(fā)生在2 CC處將Uom=0.64VCC代入PT1表達(dá)式1.PCMPT1max2PLＴ１2．U(BR ui乙乙類互補(bǔ)對(duì)稱功放的缺存在交越失交越失D2t-四、甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放 甲乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱電（1）.基本原電路中增R、D、D、R 靜態(tài)時(shí):T1、T2兩管發(fā)射結(jié)電壓別為二極管D1、D2的正向?qū)▔航?，致使兩管均處于微弱?dǎo)ui通狀態(tài)——甲乙類工作狀周T2截止，T1基極電位進(jìn)一步半周T1截止，T2基極電位進(jìn)一步R—波形關(guān)系：tUTICQ、IBQ。t QVCCee復(fù)合PNP T1復(fù)合NPNbTeccbbe增加復(fù)合管的目的：擴(kuò)大電流的驅(qū)動(dòng)能（2）.帶前置放大級(jí)的功率放大uiR1R2 IDT+TU T（（3）.電路中增 帶復(fù)合管的OCL互補(bǔ)輸出功放電路ＣＣT1：電壓推動(dòng)級(jí)（前置級(jí) uT2、R1、R2：UBE擴(kuò)大電 R1R CE BE 2合理選擇R1、R2，b3、b5 2可得UBE2任意倍的電壓T3、T4、T5、 復(fù)合管構(gòu)成互補(bǔ)對(duì)稱功 （1）、a、靜態(tài)偏 R調(diào)整RW阻值的小，可 1 此時(shí)電容 1 +UCb、動(dòng)態(tài)分Ui負(fù)半周時(shí)T1導(dǎo)通、T2Ui正半周時(shí)T1截止、T2導(dǎo)通（電容起到了負(fù) 源的作用 +R Pcc、輸出功率及若忽略交越失真的影+U2oRUCPuO (Uomax) VRToRW2L8LTRL4max此電路存在的問輸出電壓正方向變化的幅度受到限制，達(dá)不到VCC/2（2）.帶自舉電路的單電源功C1、R7為自舉電靜態(tài)時(shí) 1 動(dòng)態(tài)+T3CUuuiR（（3）.帶運(yùn)放前置放大級(jí)的功率放大電+T T —+A∞+D TTRR24-運(yùn)放A接成同相輸入方式作前置放大級(jí)。引入了串聯(lián)負(fù)反饋。整個(gè)電路的電壓放大倍A＝uo1uia又又稱OCL（無輸出電容又稱OTL（無輸出變壓器VV2RL8RL五、D類放大器D類放大器采用技術(shù)，它可控制固定頻率的占空比，并且由占空比來表示輸入值。由于可獲得較高的效就放大器而言，D類放大器的效率確實(shí)很高（一般可達(dá)到90%）。由于電晶體幾乎總是處于要么導(dǎo)通，要么截止的狀態(tài)，只有從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)向另一個(gè)