電工電子技術課程第04章

第4章半導體電路根底教學根本要求了解PN結的單導游電性；了解二極管、穩(wěn)壓管、三極管和MOS場效應管的根本構造、任務原理和主要特性曲線，了解主要參數(shù)的意義。分析含有二極管的電路。了解根本放大電路的構成與任務原理,并能進展靜態(tài)與動態(tài)分析;掌握微變等效電路的繪制和分析方法。了解功率放大的概念,了解常見功率放大電路的方式與分析方法.了解負反響的概念,了解負反響對放大電路性能的影響,了解反響類別的判別.主要內(nèi)容二極管及運用電路三極管及放大電路場效應管放大電路多級放大電路負反響放大電路差分放大器本章小結二極管及運用電路半導體根本知識半導體二極管二極管的運用本征半導體(1)導電才干介于導體和絕緣體之間的資料稱為半導體。最常用的半導體為硅(Si)和鍺(Ge)。++SiGe本征半導體(2)(可做成溫度敏感元件，如熱敏電阻)。摻雜性：往純真的半導體中摻入某些雜質，導電才干明顯改動(可做成各種不同用途的半導體器件，如二極管、三極管和晶閘管等〕。光敏性：當遭到光照時，導電才干明顯變化(可做成各種光敏元件，如光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等)。熱敏性：當環(huán)境溫度升高時，導電才干顯著加強本征半導體(3)特點是：原子核最外層的價電子是四個，是四價元素，它們陳列成非常整齊的晶格構造。所以半導體又稱為晶體。本征半導體——化學成分純真的半導體。物理構造上呈單晶體形狀。本征半導體(4)電子空穴對——由熱激發(fā)而產(chǎn)生的自在電子和空穴對。自在電子空穴價電子本征半導體(5)價電子與共價鍵在本征半導體的晶體構造中，每一個原子與相鄰的四個原于結合。每一原子的—個價電子與另一原子的一個價電子組成一個電子對。這對價電子是每兩個相鄰原子共有的，它們把相鄰的原子結合在一同，構成所謂共價鍵的構造。共價鍵本征半導體(6)硅原子共價鍵價電子價電子遭到激發(fā)，構成自在電子并留下空穴。半導體中的自在電子和空穴都能參與導電——半導體具有兩種載流子。自在電子和空穴同時產(chǎn)生空穴本征半導體(7)在價電子成為自在電子的同時，在它原來的位置上就出現(xiàn)一個空位，稱為空穴。空穴表示該位置短少一個電子，喪失電子的原子顯正電，稱為正離子。自在電子又可以回到空穴的位置上，使離子恢復中性，這個過程叫復合。硅原子共價鍵價電子自在電子與空穴的產(chǎn)生與復合雜質半導體假設在本征半導體中摻入微量的雜質(某種元素)，這將使摻雜后的半導體(雜質半導體)的導電性能大大加強.

N型半導體P型半導體N型半導體(1)在硅或鍺晶體中摻入磷(或其它五價元素)。在這種半導體中構成了大量自在電子。這種以自在電子導電作為主要導電方式的半導體稱為電子型半導體或N型半導體。SiGe+P=N型P+多余電子SiSiSiSiSiSiP特點在N型半導體中電子是多數(shù)載流子、空穴是少數(shù)載流子。室溫情況下，當磷摻雜量在10–6量級時，電子載流子數(shù)目將添加幾十萬倍P型半導體(1)在硅或鍺晶體中滲入硼(或其它三價元素)。在半導體中構成了大量空穴，這種以空穴導電作為主要導電方式的半導體稱為空穴半導體或P型半導體。SiGe+B=P型SiSiSiSiSiSiB+B空穴摻硼的半導體中，空穴為多數(shù)載流子，自在電子是少數(shù)載流子，這種半導體稱為空穴型半導體或P型半導體普通情況下，摻雜半導體中多數(shù)載流子的數(shù)量可到達少數(shù)載流子的1010倍或更多，電子載流子數(shù)目將添加幾十萬倍。不論是N型半導體還是P型半導體，都只需一種多數(shù)載流子。然而整個半導體晶體仍是電中性的。思索題1：N型半導體中的自在電子多于空穴，P型半導體中的空穴多于自在電子，能否N型半導體帶負電，P型半導體帶正電？PN結及其單導游電性(1)載流子在電場作用下的漂移運動：在電場作用下載流子的運動稱為漂移運動。由漂移運動產(chǎn)生的電流為漂移電流。電場E

+-eqPN結及其單導游電性(2)假設在半導體中兩個區(qū)域自在電子和空穴的濃度存在差別，那么載流子將從濃度大的一邊向濃度小的一邊分散。PN自在電子空穴分散分散由于濃度差引起的載流子運動為分散運動。相應產(chǎn)生的電流為分散電流。PN結及其單導游電性(3)空間電荷區(qū)P區(qū)N區(qū)內(nèi)電場1.多數(shù)載流子的分散運動將構成耗盡層；2.耗盡了載流子的交界處留下不可挪動的離子構成空間電荷區(qū)；〔內(nèi)電場〕3.內(nèi)電場妨礙了多子的繼續(xù)分散。PN結及其單導游電性(4)PN結的構成空間電荷區(qū)P區(qū)N區(qū)對進入空間電荷區(qū)的少子，內(nèi)建電場又將其驅動到對面〔漂移運動〕，在一定溫度下，到達動態(tài)平衡，構成所謂PN結。這時的分散電流等于漂移電流。PN結中沒有凈電流流動。漂移漂移空間電荷區(qū)的叫法很多，有叫耗盡區(qū)的，也有叫阻撓層的。分散與漂移的動態(tài)平衡構成了PN結P型N型++--EPN結PNPN結及其單導游電性(5)當外加電場參與后，假設外電場方向與內(nèi)電場方向一致(即，外加電壓正端接N區(qū),負端接P區(qū))，EUPN結加反向偏壓，不導電〔截止〕內(nèi)建電場得到加強，空間電荷區(qū)加寬，載流子更難經(jīng)過，因此不能導電〔截止〕。PN結及其單導游電性(6)當外電場方向與內(nèi)電場方向相反(即，外加電壓正端接P區(qū),負端接N區(qū))，PNEUPN結加正向偏壓，導電〔導通〕內(nèi)建電場遭到減弱，空間電荷區(qū)變窄，載流子易于經(jīng)過，因此產(chǎn)生導電景象〔導通〕。這種只需一種方導游電的景象稱為PN結的單導游電性。半導體二極管二極管的電路符號與根本構造二極管的伏安特性二極管的電路模型二極管的主要參數(shù)二極管的電路符號與根本構造(1)電路符號如圖：陽極陰極D二極管電路符號根據(jù)PN結的單導游電性，二極管只需當陽極電位高于陰極電位時，才干按箭頭方導游通電流。符號箭頭指示方向為正，色點那么表示該端為正極。為了防止運用時極性接錯，管殼上標有“〞符號或色點，二極管的電路符號與根本構造(2)引線外殼觸絲線基片點接觸型PN結面接觸型二極管的電路符號與根本構造(3)二極管的電路符號與根本構造(4)二極管的電路符號與根本構造(5)二極管的伏安特性(1)U(V)0.400.8-50-25I(mA)204060(A)4020二極管的伏安特性曲線如下圖：DiDuDuDiD0正導游通0.5鍺硅0.2“死區(qū)〞：對應于二極管開場導通時的外加電壓稱為“死區(qū)電壓〞。鍺管約為0.2V,硅管約0.5V。二極管的伏安特性(2)DiDuDuDiD0正導游通反向截止擊穿0.5鍺硅0.2反向飽和電流外加反向電壓不超越一定范圍時經(jīng)過二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運動所構成的很小的反向電流，稱為反向飽和電流或漏電流。該電流受溫度影響很大。擊穿特性外加反向電壓超越某一數(shù)值時，反向電流會忽然增大，這種景象稱為擊穿〔擊穿時，二極管失去單導游電性〕。對應的電壓稱為擊穿電壓。二極管的伏安特性(3)利用MultiSim測試二極管伏安特性二極管的電路模型(1)1.理想二極管的電路模型：iDuD0導通電壓UD與二極管資料有關：硅管為0.6~0.7V，鍺管為0.2~0.3V2.思索導通電壓的二極管模型：iDuD0_+uDiDuDUDuDUD+uDiD_二極管的電路模型(2)3.思索正向伏安特性曲線斜率的二極管電路模型以動態(tài)電阻rD表示曲線的斜率iDuD0UDuDUD+uDiD_rD二極管的電路模型(3)1.限幅電路uiuoRE輸入電壓為一正弦波。電池電壓：E=4V08t40t截止截止導通導通假設思索二極管導通電壓，那么此時輸出電壓應為4.7V。當輸入電壓小于電池電壓時，二極管兩端電壓處于反向偏置，截止，沒有電流流過，所以輸出電壓跟隨輸入電壓變化。當輸入電壓大于電池電壓時，二極管兩端電壓處于正向偏置，導通，二極管兩端電壓為0，所以輸出電壓與電池電壓一樣，為4V。二極管的電路模型(4)2.或門電路假定二極管導通電壓忽略不計，我們用列表的方法來分析輸入信號VA，VB和輸出信號VF的關系：VAVBVFD2D13V3V3V3V0V0V0V0V導通導通導通導通導通導通截止截止3V0V3V3V假設定義3V電平為邏輯1，0V電平為邏輯0，那么，該電路實現(xiàn)邏輯“或〞的功能：F=A+BD1D2R-12VVAVBVF二極管的主要參數(shù)(1)最大整流電流ICM最高反向電壓URM最大反向電流IRM最高任務頻率fMuDiD0URMIRMICMUBR二極管的主要參數(shù)(2)1.最大整流電流ICMuDiD0URMIRMICMUBR——二極管長時間平安任務所允許流過的最大正向平均電流。由PN結結面積和散熱條件決議，超越此值任務能夠導致過熱而損壞。2.最高反向任務電壓URM——為保證二極管不被反向擊穿而規(guī)定的最大反向任務電壓，普通為反向擊穿電壓的一半。二極管的主要參數(shù)(3)3、最大反向電流IRuDiD0URMIRMICMUBR——二極管未被擊穿時，流過二極管的反向電流。此值越小，單導游電性越好。硅管優(yōu)于鍺管。4.最高任務頻率fM——二極管維持單導游電性的最高任務頻率。由于二極管中存在結電容，當頻率很高時，電流可直接經(jīng)過結電容，破壞二極管的單導游電性。二極管的運用二極管的運用鉗位削波隔離整流限幅特殊二極管二極管的運用(1)例1：電路如圖，求：UABD6V12V3kBAUAB+–V陽=－6VV陰=－12V，V陽>V陰二極管導通假設忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB=-6V否那么，UAB低于-6V一個管壓降，為-6.3Ｖ或-6.7V解：取B點作參考點，斷開二極管，分析二極管陽極和陰極的電位。二極管的運用(2)例2：如圖由RC構成微分電路，當輸入電壓ui為矩形波時，試畫出輸出電壓uo的波形。(設uc0=U0)CRDRLuiuRuouitouotoUuRto在這里，二極管起削波作用，削去正尖脈沖。二極管的運用(3)例3：在圖示或門電路中，輸入端A的電位UA=+3V,B的電位UB=0V,求輸出端F的電位UF=?。電阻R接負電源－12V。解：由于A端電位比B端電位高，所以，D1優(yōu)先導通。設二極管的正向壓降是0.3V，那么，UF=2.7V。當D1導通后，D2上加的是反向電壓，所以，D2截止。D1起鉗位作用。將UF鉗制在2.7V。D2起隔離作用D1D2R-12VVAVBVF二極管的運用(4)例4在如下圖的兩個電路中，知ui=30sinωtV，二極管的正向壓降可忽略不計，試分別畫出輸出電壓u0的波形。RDR+-uiu0u0D+-ui+-+-二極管的運用(5)

對13一直存有疑問例5：二極管電路如圖，D1、D2為理想二極管，試畫出10Vui10V范圍內(nèi)的電壓傳輸特性曲線uo=f(ui)。1〕當D1管截止，D2管導通。u0=5V-50+5+10-10ui(V)+5-5uo2〕當D1管截止，D2管截止。u0=ui3〕當D1管導通，D2管截止。u0=+5VuiuoRD15VD25V電路把超越±5V的輸入信號部分限制掉。二極管的運用(6)二極管電路分析小結：定性分析：判別二極管的任務形狀導通截止否那么，正向管壓降硅0.6~0.7V鍺0.2~0.3V分析方法：將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低或所加電壓UD的正負。假設V陽>V陰或UD為正(正向偏置)，二極管導通假設V陽<V陰或UD為負(反向偏置)，二極管截止假設二極管是理想的，正導游通時正向管壓降為零，反向截止時二極管相當于斷開。特殊二極管穩(wěn)壓二極管光敏二極管發(fā)光二極管穩(wěn)壓二極管(1)1.符號UZIZIZMUZIZ2.伏安特性穩(wěn)壓管正常任務時加反向電壓運用時要加限流電阻穩(wěn)壓管反向擊穿后，電流變化很大，但其兩端電壓變化很小，利用此特性，穩(wěn)壓管在電路中可起穩(wěn)壓作用。UIO穩(wěn)壓二極管(3)穩(wěn)壓管構造和伏安特性處于正向偏置時，特性和普通二極管一樣。處于反向偏置時，假設電壓較小，那么二極管處于截止形狀，電流近似為0。擊穿時，電流迅速增大，穩(wěn)壓二極管處于穩(wěn)壓形狀。1〕PN結易于擊穿〔擊穿電壓比普通二極管低很多〕。2〕PN結面積大，散熱條件好，使反向擊穿是可逆的。特點UZIZIZMUZIZUIO穩(wěn)壓二極管(4)穩(wěn)壓電路穩(wěn)定輸出直流電壓的根本思想是：在輸出直流電壓時，在電路中設置一個吸收動搖成分的元件〔調整元件〕，當電源電壓或負載動搖時，調整元件將根據(jù)輸出直流電壓的變動情況，確定調整方向和大小，以保證輸出的直流電壓不發(fā)生變化。R是調整元件RL是負載電阻1〕電源電壓動搖2〕負載變化穩(wěn)壓二極管(5)要使穩(wěn)壓管正常任務，那么其電流必需在IZ~IZM之間。負載電流的變化范圍為ILm~ILM，電源電壓動搖使濾波輸出電壓Ui的變化范圍為Uimin~Uimax限流電阻的取值范圍為R接受的最大能夠電壓R接受的最小能夠電壓R允許流過的最大電流R必需流過的最小電流假設無法由此式確定限流電阻，那么穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路將無法滿足任務要求，必需改換穩(wěn)壓管或采用其它方式穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓二極管(6)UZIZIZM△UZ△IZ1〕穩(wěn)定電壓UZ2〕穩(wěn)定電流IZ〔保證穩(wěn)壓管穩(wěn)壓性能的最小任務電流〕。3〕最大穩(wěn)定電流IZM4〕最大允許耗散功率PZM5〕動態(tài)電阻6〕電壓溫度系數(shù)U穩(wěn)壓管不發(fā)生熱擊穿的最大功率損耗。動態(tài)電阻越小穩(wěn)壓管穩(wěn)壓效果越好穩(wěn)壓管受溫度變化的影響系數(shù)。防止穩(wěn)壓管過流發(fā)生熱擊穿而損。izuz0光敏二極管利用半導體的光敏特性制成的，當光線輻射于PN結時。它的反向電流隨光照強度的添加而加強，所以稱為光敏二極管，或光電二極管。光敏二極管的反向電流與光照度成正比。光敏二極管可以用來做為光控元件。光敏二極管的符號IU照度添加〔b〕發(fā)光二極管發(fā)光二極管通以電流將會發(fā)出光來。它的死區(qū)電壓比普通二極管高，發(fā)光強度與正向電流的大小成正比。發(fā)光二及管常用來做顯示器件。發(fā)光二極管的符號發(fā)光二極管的伏安特性三極管及放大電路半導體三極管根本放大電路共集電極放大電路半導體三極管三極管的構造任務原理與伏安特性三極管的主要參數(shù)三極管的構造(1)雙極型晶體三極管(BJT)由兩個PN構成，有兩種類型:NPN型和PNP型。NNPNPN型EBCNPPPNP型EBC發(fā)射結(Je)集電結(Jc)基極，用B或b表示〔Base〕發(fā)射極，用E或e表示〔Emitter〕集電極，用C或c表示〔Collector〕。發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)BECBECBJT的電路符號常用BJT的外形三極管的構造(2)雙極型晶體三極管(BJT)構造特點：發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高；集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大；基區(qū)很薄，普通在幾個微米至幾十個微米，且摻雜濃度最低。BJT管芯構造剖面圖三極管的構造(3)最常見的構造有平面型和合金型兩種。平面型都是硅管、合金型主要是鍺管。N型硅P型N型二氧化硅維護膜BE平面型構造N型鍺銦球銦球P型P型CEB合金型構造BJT的任務原理伏安特性(1)三極管放大的外部條件BECNNPEBRBECRC發(fā)射結正偏、集電結反偏PNP發(fā)射結正偏VB<VE集電結反偏VC<VBNPN發(fā)射結正偏VB>VE集電結反偏VC>VBBJT的任務原理伏安特性(2)BECNNPEBRBUC發(fā)射結正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)分散，構成發(fā)射極電流IE。IE基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的分散可忽略。IBE進入P區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復合，構成電流IBE，多數(shù)分散到集電結。集電結反偏，有少子構成的反向電流ICBO。ICBO從基區(qū)分散來的電子作為集電結的少子，漂移進入集電結而被搜集，構成ICE。IC=ICE+ICBOICEICEIB=IBE-ICBOIBEIBICE與IBE之比稱為直流電流放大倍數(shù)要使三極管能放大電流，必需使發(fā)射結正偏，集電結反偏。兩者變化之比稱為交流電流放大倍數(shù)BJT的任務原理伏安特性(3)IC=ICE+ICBOICEBECNNPEBRBUCIEIBEICBOICEIBICE與IBE之比稱為直流電流放大倍數(shù)兩者變化之比稱為交流電流放大倍數(shù)BJT的任務原理伏安特性(4)BJT具有放大作用的條件要使晶體管起放大作用，發(fā)射結必需正向偏置、集電結必需反向偏置——具有放大作用的外部條件。放大作用的內(nèi)部條件：基區(qū)很薄且摻雜濃度很低。BJT的任務原理伏安特性(5)1、輸入特性曲線：輸入特性曲線是指當集—射極之間的電壓UCE為某一常數(shù)時，輸入回路中的基極電流iB與加在基—射極間的電壓uBE之間的關系曲線。AVmAVECRBiBUCEuBEICEBBJT的任務原理伏安特性(6)1、輸入特性曲線：0uBEiBUBEUBE0.7V(硅)0.3V(鍺)0V1V10VUCE當UCE=0，晶體管相當于兩個二極管的正向并聯(lián)，其特性曲線與二極管的正向伏安特性曲線類似。BECNNPEBRBECRCBJT的任務原理伏安特性(7)1、輸入特性曲線：0uBEiBUBEUBE0.7V(硅)0.3V(鍺)0V1V10VUCE當UCE1時，曲線僅僅右移一段間隔。只需uBE不變，無論怎樣增大UCE，iB都根本不變，曲線根本重合。因此，通常將UCE=1的特性曲線作為晶體管的輸入特性曲線。BECNNPEBRBECRCBJT的任務原理伏安特性(8)2、輸出特性曲線輸出特性曲線是指當基極電流IB為常數(shù)時，輸出電路中集電極電流iC與集—射極間的電壓uCE之間的關系曲線。AVmAVECRBiBUCEuBEICEBBJT的任務原理伏安特性(9)2、輸出特性曲線0uCEiCNPNIB=0IB3IB2IB1IB3>IB2>IB1>0從輸出特性上，可將三極管分為三個任務區(qū)〔任務形狀〕：截止(Cutoff)、飽和(Saturation)、放大(Active)。截止飽和放大uCE=uBEBJT的任務原理伏安特性(10)1〕截止區(qū)IB=0曲線以下的區(qū)域。條件：發(fā)射結零偏或反偏集電結反偏0uCEiCIB=0IB3IB2IB1IB3>IB2>IB1>0截止飽和放大NPNRCUCCTRBUBBIB=0ICIEBJT的任務原理伏安特性(11)1〕截止區(qū)IB=0,IC=IE=ICEO(穿透電流)ICEO受溫度影響很大,溫度升高,ICEO增大。BECNNPEBRBUCIEIBEICBOICEIBBJT的任務原理伏安特性(12)2〕飽和區(qū)條件：發(fā)射結正偏，集電結正偏。即：UBE>0，UBE>UCE,UC<UB。RCUCCTRBUBBIBICIE0uCEiCIB=0IB3IB2IB1IB3>IB2>IB1>0截止飽和放大NPNBJT的任務原理伏安特性(13)2〕飽和區(qū)飽和時UCE電壓記為UCES，硅管UCES=0.3~0.5V，鍺管UCES=0.1~0.2V。此時IB對IC失去了控制造用，管子處于飽和導通形狀。BECNNPEBRBUCIEIBEICBOICEIBBJT的任務原理伏安特性(14)3〕放大區(qū)條件：發(fā)射結正偏；集電結反偏。RCUCCTRBUBBIBICIE0uCEiCIB=0IB3IB2IB1IB3>IB2>IB1>0截止飽和放大NPNBJT的任務原理伏安特性(15)3〕放大區(qū)特點：②UCE變化時，IC根本不變。這就是晶體管的恒流特性。改動IC的獨一途徑就是改動IB,而這正是IB對IC的控制造用。0uCEiCIB=0IB3IB2IB1IB3>IB2>IB1>0截止飽和放大NPN①IC=IB，因此放大區(qū)又稱為線性區(qū)。③特性曲線的均勻間隔反映了晶體管電流放大作用的才干，間隔大，即△IC大，因此放大才干〔〕也大。BJT的任務原理伏安特性(16)截止放大飽和發(fā)射結反偏正偏正偏集電結反偏反偏正偏放大區(qū)－－此時發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置。截止區(qū)－－即截止時兩個PN結都反向偏置飽和區(qū)－－飽和時，晶體管的發(fā)射結處于正偏、集電結也處于正偏主要參數(shù)(1)晶體管參數(shù)是設計電路和選用器件的根據(jù)。電流放大系數(shù)β，集-基極反向截止電流ICBO集-射極反向截止電流ICEO集電極最大允許電流ICM集-射極反向擊穿電壓U(BR)EOC集電極最大允許耗散功率PCM主要參數(shù)(2)電流放大系數(shù)β(a)直流(靜態(tài))(b)交流(動態(tài))(hfe)器件手冊上給出的是運用時也作為。主要參數(shù)(3)集-基極反向截止電流ICBOICBO是由少數(shù)載流子的漂移運動所構成的電流，受溫度的影響大。溫度ICBOICBOA+–EC集-射極反向截止電流(穿透電流)ICEOAICEOIB=0+–ICEO受溫度的影響大。溫度ICEO，所以IC也相應添加。三極管的溫度特性較差。主要參數(shù)(4)集—射反向擊穿電壓U(BR)CEO當基極開路時，加在集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓。集—射極之間電壓超越U(BR)CEO時，集電極電流會大幅度上升，此時，三極管被擊穿而損壞。U(BR)CEO0uCEiC〔NPN〕集電極最大允許電流ICM集電極電流IC超越一定值時，值要下降，當降到原來值的2/3時，對應的IC稱為ICMICM主要參數(shù)(5)集電極最大允許耗散功率PCM兩個PN結上耗費的功率分

別等于經(jīng)過結的電流乘以加在

結上的電壓，普通集電結上消

耗的功率比發(fā)射結大得多，用

PCM表示，因此集電結的最高任務溫度決議了三極管的最大集電極耗散功率。由U(BR)CEO、PCM、ICM共同確定三極管的平安任務區(qū)，如下圖。U(BR)CEO0uCEiC〔NPN〕ICM平安任務區(qū)UCEIC=PCM過損耗區(qū)主要參數(shù)(6)晶體管參數(shù)與溫度的關系1.溫度每添加10C，ICBO增大一倍。硅管優(yōu)于鍺管。2.溫度每升高1C,UBE將減小–(2~2.5)mV,即晶體管具有負溫度系數(shù)。3.溫度每升高1C，添加0.5%~1.0%。根本放大電路放大電路的組成放大電路的靜態(tài)分析放大電路的動態(tài)分析放大電路的波形失真放大電路的組成(1)輸出信號輸入信號放大電路信號源負載直流電源+_uiii信號功率小輸入、輸出信號表現(xiàn)為電壓或電流，因此，放大電路具有兩個端口。信號功率增大所謂放大,實踐上是一種能量轉換，即經(jīng)過半導體器件的控制造用，將直流電源的能量轉換為信號能量，實現(xiàn)信號功率的加強。轉換+_uoio放大電路的組成(2)共射極放大器的組成iiuBE-+iouo-+iBuCE-+iC++~ui-+放大的條件是：發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置。UCC放大電路的中心交流信號源交流負載與EB一同為三極管提供適宜的基極電流將集電極電流的變化轉換成集射極電壓的變化與EC一同為三極管提供適宜的UCE輸入耦合電容輸出耦合電容放大電路的組成(3)共射極放大器的特點1.交流放大電路中既有直流電源，又有信號源。因此是一個交直流共存的電路；2.晶體管本身是一個非線性元件，因此，放大電路本質上是一個非線性電路。uBE=UBE+uiuCE=UCE+uceiB=IB+ibiC=IC+ic++放大電路的靜態(tài)分析(1)靜態(tài)分析的概念〔1〕靜態(tài)的概念——無信號輸入，電路中只需直流電源作用。〔2〕靜態(tài)等效電路——直流通路：耦合電容開路?！?〕靜態(tài)分析的目的——確定三極管的靜態(tài)任務點IB、IC、UCE、UBE〕+VCCRBRCIBQICQ+_UBE+_UCE〔4〕靜態(tài)分析的方法——圖解法、近似估算法〔等效電路法〕+VCCRBRCC1信號源RSuSRL負載放大電路的靜態(tài)分析(2)放大電路靜態(tài)分析的等效電路法〔1〕晶體管的靜態(tài)等效電路〔放大形狀〕BCEE〔2〕放大電路靜態(tài)等效電路VCCRBRCIBIC+_UBE+_UCE+_VCC+_CUBEB+VCCRBRCIBQICQ+_UBE+_UCE把輸入輸出回路分開處置+_UBEVCCRBRCIC+_UCE+_VCC+_UBEIB〔2〕近似條件：UBE0.7V(硅管)0.3V(鍺管)放大電路的靜態(tài)分析(3)放大電路靜態(tài)分析的等效電路法〔3〕靜態(tài)任務點的近似估算〔4〕檢驗三極管能否處于放大形狀VCCRBRCIC+_UCE+_VCC+_UBEIB問題：既然沒有輸入、輸出信號，為什么電路還需求電壓、電流？——為什么要設置靜態(tài)任務點？放大電路的靜態(tài)分析(4)例1:知UCC＝20V,RB＝480kΩ,RC＝6kΩ,晶體管的β=40,求放大電路的靜態(tài)任務點.放大電路的動態(tài)分析(1)動態(tài)的概念——有信號輸入，電路中有交流信號源作用也有直流電源作用，通常我們主要討論交流信號的作用。動態(tài)分析的目地——確定放大電路的性能目的(áu、ri、ro)動態(tài)分析的方法——微變等效電路法、圖解法。放大電路信號源負載+_uiii+_uoio輸出電阻ro~等效電壓uo輸入電阻ri放大電路的動態(tài)分析(2)放大電路的任務原理uSuBE=UBEQ+ubeVCCRBiB=IBQ+ibic=ibuCE=UCEQ+uceuo=uceUCEQ=VCCRCICQiC=ICQ+icuce=(RL//RC)icuBEiBiCuCEuo+VCCRBRCC1信號源RSuSRL負載C2ui=ube放大電路的動態(tài)分析(3)放大電路的任務原理uBEUBEQiBIBQiCICQuCEUCEQibicuceuitttt0000反相放大放大電路的動態(tài)分析(4)放大電路的等效電路UC2=UCEQ+VCCRBRCC1RSuSRLC2UBEQUCEQUCEQUBEQRLRCRBRSusVCCVCC由于耦合電容容量很大,信號變化一周期電容兩端電壓堅持恒定UC1=UBEQ放大電路的動態(tài)分析(5)放大電路的等效電路UCEQUBEQRLRCRBRSusVCCVCC非線性元件線性電路線性電路iBiCuBEuCE由于三極管是非線性元件，因此，我們不能直接運用疊加原理來分析放大電路，但是，我們可以運用非線性特性線性化的思想，將處于放大形狀的三極管用線性化模型等效來進展分析。放大電路的動態(tài)分析(6)非線性元件的線性化輸入特性的線性化在任務點處，用切線替代輸入特性，那么在任務點附近輸入特性與切線根本重合。由切線的斜率求得:放大電路的動態(tài)分析(7)在設置了靜態(tài)任務點之后，在任務點附近的范圍內(nèi)，就可以用相應的切線替代直線，于是，電壓和電流的增量之間就有了線性關系。所以，當電壓增量ΔUBE按正弦量變化時，電流增量ΔIB也按正弦規(guī)律變化。放大電路的動態(tài)分析(8)所以，僅就交流輸入電壓而言，三極管的輸入端可等效為：——稱為三極管的動態(tài)輸入電阻。放大電路的動態(tài)分析(9)假設放大電路的任務點設置的低至接近截止區(qū)，從輸入特性上看，基極電流不能正比于輸入電壓的變化。等效電阻的關系就不能成立了?？梢姡悍糯笃鞅匦栌羞m宜的靜態(tài)基極電流和電壓，才干保證基極電流隨基極電壓的變化而正比的變化。放大電路的動態(tài)分析(10)輸出特性的線性化處置輸出特性近似程度直線，即：當電壓uce發(fā)生變化時，電流ic近似不變，即近似具有恒流特性。三極管的輸出端可用一個受控電流源來等效。放大電路的動態(tài)分析(11)rce很大，用開路替代放大電路的動態(tài)分析(12)放大電路的交流通路和微變等效電路UCEQUBEQRLRCRBRSusVCCVCCiBiCuBEuCERLRCRBRSusibicuiuoRLRCRBRSusibicuiuoβibrbe令直流電源為零將三極管用線性等效模型替代線性電路交流通路微變等效電路放大電路的動態(tài)分析(13)RLRCRBRSusibicuiuoβibrbe+-rOuiriRLuORSriro放大電路放大電路的動態(tài)分析放大電路的動態(tài)分析(14)+-rOuiriRLuORS源電壓放大倍數(shù)：可見：輸入電阻越大，從電源獲取信號的才干越強。輸出電阻越小，放大器代負載的才干越強。放大電路的動態(tài)分析(15)+VCCRBRCC1RSuSRLC2910k6.8k6004.7k12V=1001.靜態(tài)任務點分析闡明晶體管確實任務在放大區(qū)例：對放大電路進展分析計算放大電路的動態(tài)分析(16)2.動態(tài)分析：畫出小信號等效電路RLRCRBRSusuiuorbeib輸入電阻：輸出電阻：電壓放大倍數(shù)：源電壓放大倍數(shù)：放大電路的動態(tài)分析(17)-VCCRL3kRC4.3kRBC1C2uiuo-6V例2：圖示電路，PNP管的參數(shù)為：=100(1)欲使靜態(tài)任務點集電極電流為1mA,RB=?(2)計算放大電路的電壓放大倍數(shù)靜態(tài)分析根據(jù)要求，集電極靜態(tài)電流為1mA,因此放大電路的動態(tài)分析(18)動態(tài)分析畫出放大電路的微變等效電路RLRCRBuiuorbeib電壓放大倍數(shù)：例3：一單管放大電路如下圖，知晶體管的電流放大系數(shù)β=50，(1)計算放大電路的靜態(tài)任務點；(2)計算負載電阻RL按入或斷開時，放大電路的電壓放大倍數(shù)Au，Auo；(3)計算放大電路的輸入電阻ri、輸出電阻ro；〔4〕假設信號源內(nèi)阻RS=200Ω，試求RL接入或斷開時，放大電路對?S的電壓放大倍數(shù)。解：計算放大電路的靜態(tài)任務點畫出放大電路的直流通路求出靜態(tài)任務點如下計算電壓放大倍數(shù)Au，Auo畫出放大電路的交流通路畫出放大電路的微變等效電路計算電壓放大倍數(shù)空載放大倍數(shù)帶負載的放大倍數(shù)可見接入負載后，放大器的電壓放大倍數(shù)將降低。計算放大電路的輸入電阻ri、輸出電阻ro；要留意：ro是放大器本身的輸出電阻，其大小與外接負載電阻的大小無關。計算放大電路對?S的電壓放大倍數(shù)AuS0,Aus空載放大倍數(shù)帶負載的放大倍數(shù)可見思索信號源內(nèi)阻將降低放大電路的電壓放大倍數(shù)。放大電路的波形失真(1)〔1〕當放大電路的靜態(tài)任務點設置在輸出特性的放大區(qū)時，放大器任務在放大形狀，輸出信號完全不失真的反映輸入量的變化。〔2〕當任務點設置的不適宜時，輸出量就不能復現(xiàn)輸入信號。這時，放大電路出現(xiàn)了失真，假設任務點太低，接近截止區(qū)使輸出產(chǎn)生的失真叫截止失真。假設任務點太高，接近飽和區(qū)使輸出產(chǎn)生的失真叫飽和失真?！?〕即使放大器任務在放大形狀，假設輸入信號太大，輸出信號依然會產(chǎn)生失真，這種失真稱為大信號失真。uBEiB(uA)00tuBEuBEQiBQuCE(V)ic(mA)00tuCE1、根據(jù)ui的波形經(jīng)過輸入特性畫出iB波形2、畫出輸出回路的交流負載線3、經(jīng)過交流負載線畫出iC和uCE的波形uCE(V)ic(mA)00tuCEuCE(V)ic(mA)00tuCEuCE(V)ic(mA)00tuCE由此再一次證明：放大電路要正常任務，必需設置一個適宜的靜態(tài)任務點。任務點適宜，輸出完全復現(xiàn)輸入。任務點過低，產(chǎn)生截止失真。任務點過高，產(chǎn)生飽和失真。共集電極放大電路1.電路構成2.靜態(tài)分析3.動態(tài)分析4.射極輸出器的特點與運用射極輸出器(1)電路構成(1)集電極交流接地——共集電極電路(2)發(fā)射極輸出——射極輸出器射極輸出器(2)靜態(tài)分析直流通路射極輸出器(3)動態(tài)分析畫出射極輸出器的交流通路畫出射極輸出器的微變等效電路射極輸出器(4)交流電壓放大倍數(shù)射極輸出器的輸出電壓和輸入電壓同相，而且電壓放大倍數(shù)接近于1射極輸出器雖然不具有電壓放大才干，但因具有電流放大作用——Ie=(1+β)Ib，因此射極輸出器具有電流放大和功率放大作用。射極輸出器(5)輸入電阻ri可見：射極輸出器的輸入電阻遠大于根本共發(fā)射極放大器的輸入電阻(ri≈rbe)在多級放大電路中，射極輸出器往往用做輸入級，以提高電路獲取信號的才干。射極輸出器(6)輸出電阻ro射極輸出器的輸出電阻很低，也闡明射極輸出器具有恒壓特性。所以，在多級放大電路中，射極輸出器往往用做輸出級，以提高放大器帶負載的才干。射極輸出器(7)結論射極輸出器的電壓放大倍數(shù)略小于1，且輸入輸出電壓同相，所以，也稱射極輸出器為電壓跟隨器。射極輸出器雖然不具有電壓放大才干，但因具有電流放大作用——Ie=(1+β)Ib，因此射極輸出器具有電流放大和功率放大作用。射極輸出器雖然不具有電壓放大才干，但由于其輸出電阻小，輸入電阻大，無論從電源獲取信號的才干還是帶負載才干都很強，所以，在多級放大器中，也用其做中間極，起緩沖隔離作用。場效應管放大電路場效應管場效應管放大電路概述(1)場效應晶體管(FieldEffectTransistor)與雙極性晶體管不同，導電過程中只需一種載流子參與，所以又稱為單極型晶體管。場效應晶體管(FET)按構造分為兩類，EFT結型(JFET)絕緣柵型(JGFET)金屬氧化物場效應管(MOSFET)按導電載流子類型分為N溝道N溝道P溝道P溝道對于MOSFET按溝道的變化，還分為加強型和耗盡型兩種耗盡型加強型耗盡型加強型概述(2)場效應管是利用電場效應來控制半導體中的載流子，使流過半導體內(nèi)的電流大小隨電場強弱的改動而變化的電壓控制電流的放大器件。英文稱號為:MetalOxideSemiconductorFiledEffectTransistor，縮寫為MOSFET概述(3)特點：根本上不需求信號源提供電流.輸入阻抗很高〔可達109~1015?〕受溫度和輻射等外界要素影響小，制造工藝簡單、便于集成化等；只需多數(shù)載流子參與導電，所以又稱其為單極性晶體管.N溝道加強型絕緣柵場效應管(1)構造及電路符號N+N+S源極G柵極D漏極P型硅襯底二氧化硅絕緣層金屬鋁B鋁N溝道加強型絕緣柵場效應管任務原理UGS=0時，ID=0GDSB電路符號N溝道加強型絕緣柵場效應管(2)當UGS≠0時，在柵極下面的二氧化硅中將產(chǎn)生一個指向P型襯底、且垂直襯底外表的電場。N+N+SGDP型硅襯底BUGSEG耗盡層繼續(xù)增大UGS反型層UGS越大，反型層中的自在電子濃度越大，溝道越寬，導電才干越強。將開場構成反型層所需的UGS值稱為開啟電壓UGS(th)，其值約為2~10V之間。在漏源之間加上正向電壓UDS便會產(chǎn)生漏極電流IDUDSIDEDID的大小受UGS控制。利用N型溝道〔P型襯底〕導電，其導電才干依托柵極正偏電壓來加強，故稱N溝道加強型絕緣柵場效應管N溝道加強型絕緣柵場效應管(3)溝道構成后，在UDS作用下，ID沿溝道從漏極流向源極，并產(chǎn)生電壓降，使柵極與溝道內(nèi)各點的電壓不再相等，于是溝道不再均勻，接近源極端寬，接近漏極端窄。增大UDS到一定數(shù)值后，在近漏極端溝道被預夾斷。N+N+SGDP型硅襯底BUGSEG耗盡層UDSIDED繼續(xù)增大UDS，加在夾斷點與源極之間的電壓不再改動，ID根本上維持不變，趨于飽和。N溝道加強型絕緣柵場效應管(4)特性曲線：轉移特性UGSID0UGS(th)輸出特性uDSiD0uGS=7V3V5VUGS(th)線性區(qū)夾斷區(qū)飽和區(qū)場效應管的特性曲線有轉移特性和輸出特性兩組。在恒流區(qū)內(nèi)，NMOS管的ID近似地表示為式中IDO是UGS=2UGS(th)時ID的值，UGS(th)為開啟電壓。N溝道加強型絕緣柵場效應管(5)主要參數(shù)開啟電壓UGS(th)——當UDS為某一固定數(shù)值時，使溝道將漏、源極連結起來的最小的柵源電壓UGS就是開啟電壓UGS(th)它只適用于加強型場效應管。低頻跨導gm——在UDS＝常數(shù)時，漏極電流的微變量與引起這個微變量的柵源電壓的微變量之比稱為跨導，即N溝道加強型絕緣柵場效應管(6)最大漏源電壓UDS——最大漏源電壓是指漏極電流開場急劇上升，發(fā)生雪崩擊穿時所對應的UDS值。漏極最大耗散功率PDSM——場效應管的耗散功率等于UDS和ID的乘積，這些耗散在管子中的功率將變?yōu)闊崮?，使管子的溫度升高。為了限制它的溫度不要升得太高．就要限制它的耗散功率不能超越最大值PDSM。顯然，PDSM受管于的最高任務溫度的限制。PDSM與三極管的PCM意義一樣N溝道耗盡型絕緣柵場效應管(1)耗盡型絕緣柵場效應管在制造時已在二氧化硅絕緣層中摻入了大量的正離子。在UGS=0時就曾經(jīng)在P襯底外表感應出反型層。N+N+S源極G柵極D漏極P型硅襯底二氧化硅絕緣層金屬鋁B鋁N溝道耗盡型絕緣柵場效應管

N溝道〔1〕構造及電路符號電路符號GDSB(襯底)N溝道耗盡型絕緣柵場效應管(2)當UGS負到一定程度，UGS=UGS(OFF)后，N型溝道中的電子耗盡，ID＝0，管子截止，UGS(OFF)稱為管子的夾斷電壓。N+N+SGDP型硅襯底BN溝道耗盡型絕緣柵場效應管

UGSEGUDSEDID〔2〕任務原理當UGS=0時，只需UDS≠0，ID≠0；這時的ID=IDSS當UGS>0時，N溝道變寬，ID增大；當UGS<0時，N溝道變窄，ID減小N溝道耗盡型絕緣柵場效應管(3)轉移特性UGSID0UGS(off)UDS輸出特性ID0UGS=4V0V2V-2V〔3〕特性曲線實驗闡明，在UGS(OFF)UGS0的范圍內(nèi)，耗盡型絕緣柵場效應管的轉移特性可以近似表示為：〔UGS(off)UGS0)IDSS為UGS=0時的漏極電流ID。N溝道耗盡型絕緣柵場效應管(4)運用本卷須知結型場效應管柵源電壓不能接反，但可在開路形狀下保管。絕緣柵場效應管，由于輸入電阻極高，結電容CGS很小，因此絕緣層上只需感應產(chǎn)生很少的電荷就可產(chǎn)生極高的電壓，而絕緣層又很薄，因此，很容易被擊穿，保管時應將各電極短路。焊接時，電烙鐵必需有外接地線，以屏蔽交流電場。特別在焊接絕緣柵場效應管時，要按源—漏—柵的先后次序焊接，且最好在斷電后再焊。結型場效應管可用萬用表定性檢查，但絕緣柵場效應管必需用測試儀器測試，而且要：接入儀表后才干去掉各電極短道路。取下時，先短路再取，防止柵極懸空。場效應管放大器場效應管的偏置電路與靜態(tài)分析場效應管放大電路的動態(tài)分析場效應管的偏置電路與靜態(tài)分析(1)固定偏壓式場效應管的偏置電路與靜態(tài)分析(2)自給偏壓式1.該電路只適用于耗盡型場效應管電路。2.靜態(tài)時，漏極電流不為零。由于偏壓是ID在RS上產(chǎn)生的，故稱為自給偏壓。場效應管的偏置電路與靜態(tài)分析(3)分壓式偏壓1.RG1和RG2構成的分壓式電路給柵極G提供靜態(tài)電位VG，故稱為分壓式偏置。2.調整分壓比,可使UGS>0或使UGS<0,運用靈敏，適用于各種類型的場效應管.場效應管的偏置電路與靜態(tài)分析(4)靜態(tài)計算由于柵極電流為零，所以場效應管放大電路的動態(tài)分析(1)場效應管的微變等效電路電壓控制電流源場效應管放大電路的動態(tài)分析(2)共源極放大器的動態(tài)分析由于源極S是輸入回路和輸出回路的公共端,所以,該電路稱為共源極放大電路.輸入電阻輸入電阻很高場效應管放大電路的動態(tài)分析(3)負號依然闡明輸出與輸入電壓反向電壓放大倍數(shù)場效應管放大電路的動態(tài)分析(4)源極跟隨器的動態(tài)分析由于從源極S取出信號，稱為源極輸出器，在交流通路中，漏極是輸入回路和輸出回路的公共端，因此也稱為共漏極放大器。微變等效電路場效應管放大電路的動態(tài)分析(5)輸入電阻很大??！場效應管放大電路的動態(tài)分析(6)輸出電阻假設RS>>gm由于gm較大,所以,輸出電阻較小.場效應管放大電路的動態(tài)分析(7)電壓放大倍數(shù)Au源極輸出器的輸出電壓與輸入電壓同相，且放大倍數(shù)小于等于1?！步咏?〕多級放大電路多級放大的概念多級放大器的級間耦合多級放大器的性能分析功率放大電路簡介多級放大的概念為了將信號從上一級放大輸出端有效地傳送到下一級放大的輸入端，在兩級放大之間需求思索信號的耦合問題。第1級放大第2級放大第N級放大輸入信號輸出信號多級放大器的級間耦合阻容耦合：高、低頻特性差，要求電容容量大，電路構造簡單，前后級靜態(tài)無影響，適用于中低頻放大。變壓器耦合：電路笨重，高、低頻特性差，具有阻抗變換作用，適用于中低頻放大。直接耦合：電路構造簡單，低頻特性很好，前后級靜態(tài)相互影響存在零點漂移。適用于集成電路。光電耦合：抗干擾才干強，前后級電隔離，高頻特性較差。多級放大器的性能分析(1)多級放大電路的等效模型+-rO1ui1ri1uO1RS+-rONuiNriNuONRL…………總放大倍數(shù)：A=A1·A2·····AN總輸入電阻：ri=ri1總輸出電阻：ro=roN多級放大器的性能分析(2)阻容耦合放大電路的靜態(tài)和動態(tài)分析由于采用阻容耦合，各級放大電路的靜態(tài)任務相互獨立，因此，靜態(tài)分析可分別針對每級單管放大電路進展。多級放大器的性能分析(3)靜態(tài)分析第一級：第二級：多級放大器的性能分析(4)動態(tài)分析eSRSRB1rbe1ib11ib1RB2rbe2ib22ib2RC1uoRL2uo1RC2RL1ui多級放大器的性能分析(5)動態(tài)分析eSRSRB1rbe1ib11ib1RB2rbe2ib22ib2RC1uoRL2uo1RC2RL1多級放大器的性能分析(6)例題分析：知阻容耦合放大電路的參數(shù)如下,試計算電路的靜態(tài)任務點，輸入電阻、輸出電阻和電壓放大倍數(shù)。多級放大器的性能分析(7)靜態(tài)任務點：多級放大器的性能分析(8)靜態(tài)任務點：多級放大器的性能分析(9)動態(tài)計算：eSRSRB1rbe1ib11ib1RB2rbe2ib22ib2RC1uoRL2uo1RC2ui多級放大器的性能分析(10)動態(tài)計算：eSRSRB1rbe1ib11ib1RB2rbe2ib22ib2RC1uoRL2uo1RC2ui多級放大器的性能分析(2)直接耦合放大電路直接耦合放大電路可以放大極低頻率〔甚至直流〕信號，但是存在兩個主要問題：1.靜態(tài)任務點的相互影響，由于沒有隔離直流的電容，因此前后級放大電路之間的直流電位相互影響，這給調試電路帶來不變。2.零點漂移，當環(huán)境〔特別是溫度〕變化引起晶體管參數(shù)發(fā)生變化導致任務點偏離，后級放大將會把這種偏移作為虛偽信號進展放大。顯然第一級放大的漂移影響最大。多級放大器的性能分析(3)零點漂移問題當輸入信號為零時，輸出電壓不堅持恒定，而是在某個范圍隨時間、溫度不斷地緩慢變化，稱這種景象為零點漂移或“零漂〞。1、產(chǎn)生零漂的緣由：2、衡量零漂的目的A〕溫度對晶體管參數(shù)的影響B(tài)〕電源EC的動搖輸出端漂移電壓折合到輸入端的等效漂移電壓只需輸入端等效漂移電壓比輸入信號小許多時，放大后的有用信號才干很好地域分出來。因此抑制零點漂移成為制造高質量直接耦合放大電路的一個重要問題。在輸出的總的零點漂移中，第一級的零點漂移的影響最大。多級放大器的性能分析(4)抑制零點漂移的途徑2.采用高質量的電阻元件和高質量的硅管，并經(jīng)過“老化〞來提高其穩(wěn)定性；采用高穩(wěn)定度的穩(wěn)壓電源。3.采用采用溫度補償電路。4.改動電路的構造，從根本上處理零點漂移。1.可參與深度的負反響。特別要注重對第一級零點漂移的抑制。功率放大電路簡介概述放大器的三種任務形狀互補對稱功率放大器概述〔1〕把完成電壓放大的部分電路稱為電壓放大級，而把完勝利率放大的部分電路稱為功率放大級，這樣的電路也稱為功率放大器。通常功率放大都是由射極輸出器完成。值得留意的是：和電壓放大一樣，功率放大器也并不是真的將功率放大了，而是經(jīng)過三極管的控制造用，將直流電源的能量轉換成交流電的方式供應負載。概述〔2〕功率放大電路的根本要求在不失真的情況下能輸出盡能夠大的功率。晶體管往往任務在極限形狀?！睵CM、ICM、U(BR)CEO〕由于功率較大，那么必需思索效率問題。效率即負載得到的交流信號功率與電源供應的直流功率之比。由于功率較大，在電路設計中要思索散熱問題。(如加散熱片)放大器的三種任務形狀(1)甲類任務形狀設置了適宜的靜態(tài)任務點，輸出波形正負對稱而且不失真。靜態(tài)任務點Q大致設在交流負載線的中點。不論有無輸入信號,電源供應的功率PE=UCCIC總是不變的。效率很低，最高為50%。Q提高效率的途徑：1.增大放大電路的動態(tài)任務范圍來添加輸出功率2.減小電源供應的功率放大器的三種任務形狀(2)乙類任務形狀靜態(tài)任務點設置在截止區(qū)，輸入信號只需正半波可以被輸出，所以輸出波形嚴重失真。Q在UCC不變的條件下使IC減小，即將靜態(tài)任務點Q沿負載線下移，可以使電源供應的功率減小，假設靜態(tài)任務點下移到IC=0處，那么：PE=UCCIC接近于零。放大器的三種任務形狀(3)甲乙類任務形狀靜態(tài)任務點很低，放大器仍處于截止失真形狀，輸出波形負半周不能完全被輸出。靜態(tài)任務點介于甲類任務形狀與乙類任務形狀之間稱為甲乙類任務形狀，這種任務形狀稱為甲乙類任務形狀。Q互補對稱功率放大器(1)設計思想放大器的輸出功率為——放大器輸出電壓uce的有效值——放大器集電極電流ic的有效值放大器的直流電源的輸出功率為放大器在甲類放大時互補對稱功率放大器(2)放大器的效率為放大器的損耗為可見，在同樣的輸出功率下，減小〔降低〕直流電源的輸出功率是提高效率的手段之一。互補對稱功率放大器(3)電路的組成采用射隨器作為根本放大方式。放大器之間采用直接耦合方式.(即:輸入端和輸出端的電容被取消)?；パa對稱功率放大器(4)功率放大電路的任務形狀放大器必需任務在甲類任務形狀.IC較大,直流電源的輸出功率較大,輸出電壓的最大值也只能有0.5UCC,所以,該類電路的效率很低?；パa對稱功率放大器(5)功率放大電路的任務形狀為了提高效率,必需降低放大器的靜態(tài)任務點,在乙類(或甲乙類)任務形狀下。但是,輸出波形的失真.互補對稱功率放大器(6)互補對稱功率放大器互補對稱功率放大器(7)電路的特點T1和T2都是射極輸出器兩個異型管子，輪番導通半個周期，相互彌補了對方的失真，所以稱互補。電路中正負電源對稱，管子參數(shù)和特性也對稱，所以，稱為互補對稱電路?；パa對稱功率放大器(8)存在的問題及改良措施在輸入電壓正負交界處出現(xiàn)了交越失真；為了抑制交越失真，可給管子設置一定的靜態(tài)偏流IB，這時，放大電路任務在甲乙類任務形狀。電路中因需求兩個電源，給運用帶來不便，所以，實踐中只運用一個電源，另一個電源的作用由接在輸出端的電容器完成。互補對稱功率放大器(9)改良的互補對稱功率放大器UCCARE1RE2T2T1RLu0CL+0.5UCCARE1RE2T2T1RLu0ic1ic2交越失真：輸入電壓ui較小時，缺乏以抑制死區(qū)電壓而產(chǎn)生的失真。抑制方法：將靜態(tài)任務點上移一點兒，是進入甲乙類形狀。互補對稱功率放大器(10)UCCARE1RE2T2T1RLu0CL+0.5UCCT1T2+UCCuiAu0R3R2D1D2RLCL+由圖可見，互補對稱放大電路實踐上是由兩組射級輸出器組成的。所以，它還具有輸入電阻高、輸出電阻低的特點。電容C取值足夠大，以保證動態(tài)時，電容兩端電壓根本不變。靜態(tài)時，電容C兩端電壓為0.5UCC，所以，T1，T2兩管的發(fā)射極電位也為0.5UCC?；パa對稱功率放大器(11)具有推進級的互補對稱放大電路T1T2+UCCuiAu0R3R2D1D2RLCL+靜態(tài)時，作為驅動管的T1,它的集電極電路中的二極管D1、D2導通，它們的正向壓降為互補管T3，T4，提供了一定的基極偏置電壓，保證T3，T4任務在甲乙類任務形狀。動態(tài)時，由于二極管D1、D2的動態(tài)電阻很小，動態(tài)電壓可忽略不計,所以,T3,T4兩管的基極電位對輸入信號而言可視為相等?；パa對稱功率放大器(12)任務過程分析在ui的負半周RL作為T2的負載得到在uo的正半周〔C對交流視為短路，電源對電容器充電〕。在ui的正半周RL作為T3的負載得到在uo的負半周〔此時，電容C起電源的作用，負載電流由電容C的放電電流構成〕?；パa對稱功率放大器(13)另一種改良電路UccR3R4R1R2RE3T1T2AT3u0uiCT3的偏置電阻R1不接到UCC的正端而接到A點，是為了獲得電壓負反響，以保證靜態(tài)時A點的電位穩(wěn)定在0.5UCC。T↑→IC3↑→IC3R3↑→VA↓→VB3↓→IC3↓→VA↑互補對稱功率放大器(13)復合管互補對稱功率放大電路中，需求一對異型、特性對稱的NPN和PNP功率管，在輸出功率不太大時，可直接選配管子，但是，當輸出功率在幾十毫瓦以上時，就需求采用中功率管和大功率管，而大功率管卻不易配對，所以，通常采用復合管來實現(xiàn)配對。互補對稱功率放大器(14)復合管互補對稱功率放大器(15)復合管組成的互補對稱放大電路UccR3R4R1T1AT2u0R2RE3T3uiRLD1D2T4T5R6R7R8R9負反響放大電路負反響的根本概念負反響的類型負反響對放大器性能的影響負反響的根本概念(1)正反響與負反響將放大器輸出端的信號〔電壓或電流〕的一部分或者全部，經(jīng)過某種電路(反響電路〕引回到輸入端，稱為反響。假設引回的反響信號減弱輸入信號或與輸入信號作用相反，而使放大電路的放大倍數(shù)下降，那么這種反響為負反響。假設反響信號加強或與輸入信號作用一樣，那么為正反響。負反響的根本概念(2)反響電路的組成包含兩部分：根本放大電路A，反響電路F。根本放大電路比較環(huán)節(jié)反響電路負反響的根本概念(3)沒有反響時，凈輸入就是外部輸入；有反響時，Xd=Xi-Xf假設加反響后Xd<Xi那么稱此反響為負反響，輸出將穩(wěn)定在某一值。假設加反響后Xd>Xi那么稱此反響為正反響，輸出將越來越大，因此放大電路將出現(xiàn)不穩(wěn)定，在放大電路中，不希望出現(xiàn)正反響。凈輸入反響信號外輸入輸出負反響的類型(1)按反響信號和輸出信號的關系分：〔1〕電壓〔2〕電流按反響信號和輸入信號的關系分：〔1〕串聯(lián)〔2〕并聯(lián)并聯(lián)電壓負反響并聯(lián)電流負反響串聯(lián)電流負反響串聯(lián)電壓負反響負反響的類型(2)A=uo/udF=uf/uououiuduf1、電壓串聯(lián)反響2、電壓并聯(lián)反響3、電流串聯(lián)反響4、電流并聯(lián)反響A=io/udF=uf/ioiouiudufRLA=uo/idF=if/uouoiiidifA=io/idF=if/ioioRLiiidif負反響的類型(3)放大電路中反響的判別1.反響存在的判別2.交流反響與直流反響的判別假設在輸入〔回路〕和輸出〔回路〕之間存在除有源器件以外的其它支路，那么該支路構成放大電路的反響，稱為反響支路。交流反響,這種情況普通在反響通路中接有隔直或旁路電容；

直流反響,這種情況普通在反響通路中接有旁路電容；

假設反響在交流、直流通路均存在,那么反響為交直流反響〔反響系數(shù)能夠不同〕。負反響的類型(4)放大電路中反響的判別3.反響組態(tài)的判別〔開路短路法〕反響支路與電壓輸出端(負載端)在同一位置——電壓反響，反響支路與電壓輸出端(負載端)不在同一位置——電流反響反響支路與信號電壓輸入在同一位置——并聯(lián)反響，反響支路與信號電壓輸入不在同一位置——串聯(lián)反響4.反響組態(tài)的判別〔銜接位置判別法〕假設負載短路后反響消逝——電壓反響，假設負載開路后反響消逝——電流反響；假設輸入端開路反響消逝——串聯(lián)反響，假設輸入端短路反響消逝——并聯(lián)反響。負反響的類型(5)放大電路中反響的判別5.反響極性的判別〔瞬時極性法〕假設反響使輸入得到加強——正反響；假設反響使輸入遭到減弱——負反響。瞬時極性法：從輸入端注入某一極性〔增大或減小〕的信號，按照放大電路的任務特性，沿反響環(huán)一周標出各點信號的瞬時極性，直至反響支路在輸入端的銜接點，比較注入信號極性和反響回的信號極性，根據(jù)反響組態(tài)判別反響的極性。負反響的類型(6)對于串聯(lián)反響假設注入極性與反響極性一樣——負反響假設注入極性與反響極性相反——正反響對于并聯(lián)反響假設注入極性與反響極性一樣——正反響假設注入極性與反響極性相反——負反響負反響的類型(7)反響支路電壓反響串聯(lián)反響電壓串聯(lián)負反響負反響負反響的類型(8)反響支路電壓反響并聯(lián)反響電壓并聯(lián)負反響負反響負反響的類型(9)反響支路電流反響串聯(lián)反響電流串聯(lián)負反響負反響負反響的類型(10)反響支路電流反響并聯(lián)反響電流并聯(lián)負反響負反響負反響的類型(11)分壓式偏置電路反響支路電流反響串聯(lián)反響負反響電流串聯(lián)負反響負反響的類型(12)假設分壓偏置的交流放大電路中發(fā)射極回路沒有旁路電容。接有發(fā)射極電阻RE的放大電路C1C2RCRSRB1RL+Ucces++RB2RE+

+

放大電路的交流通道RSR'LesRE+

+

是電流串聯(lián)負反響負反響的類型(13)射極輸出器反響支路電壓反響串聯(lián)反響負反響電壓串聯(lián)負反響負反響的類型(14)集電極與基極間接電阻的放大電路反響支路電壓反響并聯(lián)反響負反響電壓并聯(lián)負反響負反響的類型(15)反響支路電壓反響串聯(lián)反響負反響交流電壓并聯(lián)負反響ESRB21C3RC2RLT2RB22RE2+UCC~RSRB1C1C2RC1T1RB2RE1CE2RE3RF例題判別以下電路的反響類型ESRB21C3RC2RLT2RB2