基本放大電路

基本放大電路電路的一種01單極型管功效放大多級(jí)放大雙極型管失真形式目錄03050204基本信息基本放大電路是電路的一種，可以應(yīng)用在電路施工中?；痉糯箅娐份斎腚娮韬艿停话阒挥袔讱W到幾十歐，但其輸出電阻卻很高?；局狈糯箅娐芳瓤梢苑糯蠼涣餍盘?hào)，也可放大直流信號(hào)和變化非常緩慢的信號(hào)，且信號(hào)傳輸效率高，具有結(jié)構(gòu)簡單、便于集成化等優(yōu)點(diǎn)，集成電路中多采用這種耦合方式。單極型管單極型管單極型管的單極放大電路，用場效應(yīng)管作為放大器件組成的放大電路，稱為場效應(yīng)管放大電路。場效應(yīng)管和雙極型晶體管一樣是電路的核心器件，在電路中起以小控大的作用。在場效應(yīng)管的放大電路中，為實(shí)現(xiàn)電路對(duì)信號(hào)的放大作用，必須要建立偏置電路以提供合適的偏置電壓，使場效應(yīng)管工作在特性的恒流區(qū)。自給偏壓電路自給偏壓電路N溝道耗盡型MOS管組成的共源極放大電路場效應(yīng)管的柵極通過電阻Rg接地，源極通過電阻Rs接地。這種偏置方法靠漏極電流Id在源極電阻Rs上產(chǎn)生的電壓為柵源極提供一個(gè)偏置電壓Ugs，故稱為自偏壓電路。場效應(yīng)管場效應(yīng)管也是非線性器件，在輸入信號(hào)電壓很小的條件下，也可將其用小信號(hào)模型等效。與建立雙極型三極管小信號(hào)模型相似，將場效應(yīng)管也看成一個(gè)兩端口絡(luò)，以結(jié)型場效應(yīng)管為例，柵極與源極之間為輸入端口，漏極與源極之間為輸出端口。無論是哪種類型的場效應(yīng)管，均可以認(rèn)為柵極電流為零，輸入端口視為開路，柵源極間只有電壓存在。雙極型管共發(fā)射極共基極共集電極雙極型管共發(fā)射極共源極放大電路1.放大電路的核心元件晶體管工作在放大狀態(tài)，即要求其發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏。2.輸入回路的設(shè)置應(yīng)當(dāng)使輸入信號(hào)耦合到晶體管的輸入電極，并形成變化的基極電流Ib，進(jìn)而產(chǎn)生晶體管的電流控制關(guān)系，變成集電極電流Ic的變化。3.輸出回路的設(shè)置應(yīng)當(dāng)保證晶體管放大后的電流信號(hào)能夠轉(zhuǎn)換成負(fù)載需要的電壓形式。4.信號(hào)通過放大電路時(shí)不允許出現(xiàn)失真。共發(fā)射極放大電路各器件作用1.晶體管（VT）晶體管是放大電路的核心元件。利用其基極小電流控制集電極較大電流的作用，使輸入的微弱電信號(hào)通過直流電源Ucc提供能量，獲得一個(gè)能量較強(qiáng)的輸出電信號(hào)。2.集電極電源（Ucc）共發(fā)射極放大電路實(shí)用中通常采用單電源供電方式，在這個(gè)電路中，直流電源常用Ucc表示。Ucc的作用有兩個(gè)：一是為放大電路提供能量，二是保證晶體管的發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。交流信號(hào)下的Ucc呈交流接地狀態(tài)，Ucc的數(shù)值一般為幾伏至幾十伏。共集電極共集電極放大電路把輸入信號(hào)由晶體管的基極輸入，而把負(fù)載電阻接在發(fā)射極上。特點(diǎn)：電壓增益（放大倍數(shù)）小于1但近似等于1，輸出電壓與輸入電壓同相位，輸入電阻高、輸出電阻低。雖然共集電極放大電路的電壓增益小于1，但是它的輸入電阻高，當(dāng)信號(hào)源（或前極）提供給放大電路同樣大小的信號(hào)電壓時(shí)，由于具有較高的輸入電阻，使所需提供的電流減小，從而減輕了信號(hào)源的負(fù)載。共基極共基極放大電路特點(diǎn)：共基極放大電路的輸入電阻很低，一般只有幾歐到幾十歐，但其輸出電阻卻很高。另外，共基放大電路允許的工作頻率較高，高頻特性比較好，所以它多用于高頻和寬頻帶電路或恒流源電路中。功效放大工作狀態(tài)功能分類特點(diǎn)技術(shù)要求功效放大工作狀態(tài)甲類放大器甲類放大電路這種功放的工作原理是輸出器件晶體管始終工作在傳輸特性曲線的線性部分，在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)輸出器件始終有電流連續(xù)流動(dòng)，這種功放失真小，但效率低，約為50%，功率損耗大，一般應(yīng)用在家庭的高檔機(jī)中。乙類放大器兩只晶體管交替工作，每只晶體管在信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通，另外半個(gè)周期內(nèi)截止。該機(jī)效率高，約為78%，但缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生交越失真（兩只晶體管分別導(dǎo)通時(shí)發(fā)生的失真）。甲乙類放大器乙類放大電路甲乙類放大電路甲乙類放大器兼有甲類放大器音質(zhì)好和乙類放大器效率高的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于家庭、專業(yè)、汽車音響系統(tǒng)中。功能分類前級(jí)功放其主要作用是對(duì)信號(hào)源傳輸過來的節(jié)目信號(hào)進(jìn)行必要的處理和電壓放大后，再輸出到后級(jí)放大器。后級(jí)功放其對(duì)前級(jí)放大器送出的信號(hào)進(jìn)行不失真放大，以強(qiáng)勁的功率驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器系統(tǒng)。除放大電路外，還設(shè)計(jì)有各種保護(hù)電路，如短路保護(hù)、過壓保護(hù)、過熱保護(hù)、過流保護(hù)等。前級(jí)功放和后級(jí)功放一般只在高檔機(jī)或?qū)I(yè)的場合采用。合并式放大器將前級(jí)放大器和后級(jí)放大器合并為一臺(tái)功放，兼有前二者的功能，通常所說的放大器都是合并式的，應(yīng)用范圍較廣。特點(diǎn)功率放大器電路實(shí)物圖(12張)功放電路和前面介紹的基本放大電路都是能量轉(zhuǎn)換電路，從能量控制的角度來看，功率放大器和電壓放大器并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。但是，從完成任務(wù)的角度和對(duì)電路的要求來看，它們之間有著很大的差別。低頻電壓是在小信號(hào)狀態(tài)下工作，動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)擺動(dòng)范圍小，非線性失真小，因此可用微變等效電路法分析、計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻等性能指標(biāo)，一般不考慮輸出功率。而功率放大電路是在大信號(hào)情況下工作，具有動(dòng)態(tài)工作范圍大的特點(diǎn)，通常只能采用圖解法分析，而分析的主要性能指標(biāo)是輸出功率和效率。技術(shù)要求功率放大器主要考慮獲得最大的交流輸出功率，而功率是電壓與電流的乘積，因此功放電路不但要有足夠大的輸出電壓，而且還應(yīng)有足夠大的輸出電流。因此，對(duì)功放電路具有以下幾點(diǎn)要求。效率盡可能高功放是以輸出功率為主要任務(wù)的放大電路。由于輸出功率較大，造成直流電源消耗的功率也大，效率的問題突顯。在允許的失真范圍內(nèi)，期望功放管除了能夠滿足所要求的輸出功率外，應(yīng)盡量減小其損耗，首先應(yīng)考慮盡量提高管子的工作效率。具有足夠大的輸出功率為了獲得盡可能大的功率輸出，要求功放管工作在接近“極限運(yùn)用”的狀態(tài)。選管子時(shí)應(yīng)考慮管子的三個(gè)極限參數(shù)Icm、Pcm和UbrCEO。非線性失真盡可能小功放工作在大信號(hào)狀態(tài)下，不可避免地會(huì)產(chǎn)生非線性失真，而且同一功放管的失真情況會(huì)隨著輸出功率的增大而越發(fā)嚴(yán)重。技術(shù)上常常對(duì)電聲設(shè)備要求其非線性失真盡量小，最好不發(fā)生失真。而在控制電動(dòng)機(jī)和繼電器等方面，則要求以輸出較大功率為主，對(duì)非線性失真的要求不是太高。失真形式飽和失真交越失真截止失真失真形式飽和失真靜態(tài)工作點(diǎn)過大，在信號(hào)正半周進(jìn)入了輸出特性曲線的飽和區(qū)。方法是提高工作電壓、適當(dāng)調(diào)小靜態(tài)工作點(diǎn)，輸入信號(hào)幅度。截止失真靜態(tài)工作點(diǎn)過低，信號(hào)負(fù)半周進(jìn)入了輸出特性曲線的截止區(qū)。方法是提高靜態(tài)工作點(diǎn)、適當(dāng)減小輸入信號(hào)幅度。交越失真又稱小信號(hào)失真，在輸入信號(hào)幅度很小時(shí)，進(jìn)入了輸入特性的彎曲段，是乙類推挽功放電路中靜態(tài)電流過小所致。方法是適當(dāng)提高靜態(tài)電流。小功率放大器靜態(tài)電流在2-4mA(如收音機(jī)功放)，大功率功放可選十多mA。乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路的交越失真理想情況下，乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路的輸出沒有失真。實(shí)際的乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路（圖），由于沒有直流偏置，只有當(dāng)當(dāng)輸入信號(hào)vi大于管子的門坎電壓（NPN硅管約為0.6V，PNP鍺管約為0.2V）時(shí)，管子才能導(dǎo)通。當(dāng)輸入信號(hào)vi低于這個(gè)數(shù)值時(shí)，T1和T2都截止，ic1和ic2基本為零，負(fù)載RL上無電流通過，出現(xiàn)一段死區(qū)，如圖1所示。這種現(xiàn)象稱為交越失真。多級(jí)放大耦合方式組成多級(jí)放大組成組成多級(jí)放大電路的每一個(gè)基本放大電路稱為一級(jí)；一級(jí)和一級(jí)之間的連接稱為級(jí)間耦合。多級(jí)放大電路的耦合方式通常有直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合等。耦合方式直接耦合直接耦合如圖所示，兩個(gè)放大器之間不采用任何其它的器件連接，這種耦合方式稱為“直接耦合”。直接耦合的多級(jí)放大電路，各級(jí)間的靜態(tài)工作點(diǎn)將互不影響。如圖中VT1管的Uce1受到Ube2的限制，僅有0.7V左右。因此，第一級(jí)輸出電壓的幅值將很小。為了保證第一級(jí)有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，必須提高VT2管的發(fā)射極電位，為此，常在VT2的發(fā)射極接入電阻、二極管或穩(wěn)壓管等。缺點(diǎn)：存在著各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互牽制和零點(diǎn)漂移問題。阻容耦合將放