第2章基本放大電路

第2章基本放大電路教學(xué)基本要求

理解共射極單管放大電路的工作原理和性能特點(diǎn)，了解輸入電阻和輸出電阻的概念。(2)掌握靜態(tài)工作點(diǎn)的估算和簡(jiǎn)化微變等效電路的分析方法。(3)理解射極輸出器的基本特點(diǎn)。(4)理解多級(jí)放大的概念。(5)了解差分放大電路的工作原理。(6)理解基本的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路的工作原理。(7)了解集成運(yùn)算放大器的基本概念、電壓傳輸特性和主要參數(shù)；掌握理想運(yùn)算放大器的基本分析方法?！?.1放大器概述§2.2單管放大電路靜態(tài)分析§2.3單管放大電路動(dòng)態(tài)分析§2.4工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大電路§2.5射極跟隨器§2.6場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路§2.7多級(jí)放大電路§2.8差分放大器§2.9功率放大器§2.10集成運(yùn)算放大器§2.1放大器概述實(shí)質(zhì)：起能量控制的作用，用較小的能量控制較大的能量。作用：用于放大微弱信號(hào)（電壓、電流、功率）分類：用途－－電壓（電流）放大器，功率放大器。信號(hào)類型－－直流放大器，交流放大器。頻率范圍－－低頻、中頻、高頻放大器。組成結(jié)構(gòu)－－分立元件、集成放大器。s放大器的主要技術(shù)指標(biāo)：1.輸入電阻ri結(jié)論:

ri越大越好2.輸出電阻ro結(jié)論:

ro越小越好s

3.電壓放大倍數(shù)Au

4.輸出動(dòng)態(tài)范圍UOPP

在無明顯失真的情況下，放大器輸出的峰－峰電壓。s一、單管放大電路的組成

§2.2單管放大電路靜態(tài)分析電源UCC

、UBB

：使晶體管的發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏,也是放大器的能量來源。

電容C1、C2

：起“耦合”和隔直流的作用。晶體管T：電流放大器件集電極負(fù)載電阻RC

：將變化的電流變成變化的電壓。偏置電阻RB：為晶體管提供一個(gè)合適的工作點(diǎn)二、放大電路靜態(tài)分析無輸入信號(hào)時(shí)，電路的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)。1.估算法靜態(tài)電壓、電流值

直流通道

（1）通過輸入特性曲線求出基極電流IBQ

利用放大器的結(jié)構(gòu)約束曲線和晶體管的伏安特性曲線求解靜態(tài)值。2.圖解法

（3）作直流負(fù)載線（2）根據(jù)IBQ在輸出特性曲線中找到所對(duì)應(yīng)的曲線Q（4）確定靜態(tài)工作點(diǎn)ICQ

、UCEQ。輸入信號(hào)不等于零時(shí)()的工作狀態(tài)稱為動(dòng)態(tài)。直流分量交流分量§2.3單管放大電路動(dòng)態(tài)分析1.小信號(hào)模型

當(dāng)僅考慮電壓、電流的微小變化量時(shí)，可將晶體管等效為一個(gè)線性網(wǎng)絡(luò)。+－2.小信號(hào)模型分析法（1）電壓放大倍數(shù)（2）輸入電阻（3）輸出電阻

3.圖解分析法QQ飽和失真Q截止失真

（1）靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器影響很大。（2）工作點(diǎn)偏高，出現(xiàn)飽和失真，工作點(diǎn)偏低，出現(xiàn)截止失真。（3）為避免輸出電壓出現(xiàn)失真，必須選擇合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。（4）當(dāng)工作點(diǎn)選擇在交流負(fù)載線的中間時(shí)，可獲得最大不失真電壓。小結(jié)一、工作點(diǎn)受溫度的影響§2.4工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大電路二、工作點(diǎn)穩(wěn)定電路1.靜態(tài)分析工作原理：如（1）電壓放大倍數(shù)（2）輸入電阻2.動(dòng)態(tài)分析（3）輸出電阻（1）電壓放大倍數(shù)（2）輸入電阻（3）輸出電阻

（1）使靜態(tài)工作點(diǎn)趨于穩(wěn)定。

（2）提高輸入電阻。

（3）降低電壓放大倍數(shù)，提高放大器的工作穩(wěn)定性。小結(jié)§2.5射極跟隨器結(jié)構(gòu)：輸出電壓從發(fā)射極取出，集電極直接接直流電源。一、靜態(tài)分析二、動(dòng)態(tài)分析前一頁后一頁節(jié)目錄退出（1）電壓放大倍數(shù)（2）輸入電阻（3）輸出電阻共集電極放大電路（1）輸出電壓近似等于輸入電壓，具有跟隨作用。（2）具有較高的輸入電阻，用于多級(jí)放大電路的輸入級(jí)。（3）輸出電阻低，帶負(fù)載能力強(qiáng)，可用于多級(jí)放大電路的輸出級(jí)。小結(jié)§2.6場(chǎng)效晶體管放大電路一、靜態(tài)分析自給偏壓電路N溝道耗盡型N溝道增強(qiáng)型1.小信號(hào)模型

場(chǎng)效晶體管的輸入電阻極大，輸入端口可視為開路。二、動(dòng)態(tài)分析（1）電壓放大倍數(shù)（2）輸入電阻（3）輸出電阻2.小信號(hào)模型分析法（1）場(chǎng)效應(yīng)晶體管是電壓控制元件。（2）場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路具有自給偏壓電路和偏置穩(wěn)定電路。（3）具有較高的輸入電阻，適用于對(duì)高內(nèi)阻信號(hào)源的放大，通常用于多級(jí)放大電路的輸入級(jí)。小結(jié)一、多級(jí)放大電路的耦合方式§2.7多級(jí)放大電路直接耦合二、多級(jí)放大電路的分析1.中頻段，放大電路中所有的電容影響都可以忽略，放大器的各項(xiàng)指標(biāo)與頻率無關(guān)。2.頻率偏低，耦合電容和射極旁路電容的容抗增大，不可視為短路，放大倍數(shù)降低。3.頻率過高，晶體管的結(jié)電容及電路中的分布電容的容抗減小，不可視為開路，放大倍數(shù)降低。4.頻率過高或過低，輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的相位移也要隨著頻率改變。

三、阻容耦合放大電路的頻率分析和頻率失真零點(diǎn)漂移－－當(dāng)溫度變化時(shí)，放大器在無輸入信號(hào)的情況下，輸出電壓發(fā)生不規(guī)則變化的現(xiàn)象。零點(diǎn)漂移是直接耦合放大器必須解決的突出問題。通常是將輸出電壓的漂移折合為輸入電壓的漂移來衡量放大電路的零漂大小。只有當(dāng)輸入電壓的漂移遠(yuǎn)小于輸入信號(hào)時(shí)，放大電路才有實(shí)際意義。§2.8差分放大器一、直接耦合放大器的零點(diǎn)漂移抑制漂移的方法：1.將第一級(jí)置于恒溫箱中2.采用工作點(diǎn)穩(wěn)定電路3.采用溫度補(bǔ)償

4.利用差分放大器二、差分放大器的工作原理1.抑制零點(diǎn)漂移2.差模輸入3.共模輸入4.共模抑制比三、典型差分放大器1.靜態(tài)分析忽略2.動(dòng)態(tài)分析電壓放大倍數(shù)以恒流源代替電阻RE，由于靜態(tài)電阻小，VEE不需要太高，就可以得到合適的工作電流；動(dòng)態(tài)電阻大，對(duì)差模信號(hào)相當(dāng)于短路，對(duì)零點(diǎn)漂移和共模信號(hào)具有極強(qiáng)的抑制作用。四、差分放大器的輸入和輸出方式1.雙入雙出2.雙入單出3.單入雙出4.單入單出1.要求輸出功率盡可能大功率放大電路是一種大信號(hào)工作放大電路2.效率要高效率－－負(fù)載得到的有用信號(hào)功率與電源供給的直流功率的比值3.非線性失真要小4.要考慮晶體管的散熱問題§2.9功率放大器一、功率放大器的特點(diǎn)1.甲類功率放大器特點(diǎn):

工作點(diǎn)在交流負(fù)載線的中間，無失真，效率低。2.乙類功率放大器特點(diǎn):

工作點(diǎn)在交流負(fù)載線的截止點(diǎn)，失真嚴(yán)重，效率高。3.甲乙類功率放大器特點(diǎn):

工作點(diǎn)介于甲類和乙類之間，失真和效率也介于上述兩類之間。二、功率放大器的類型ICQICQ前一頁后一頁節(jié)目錄退出三、無輸出變壓器功率放大器（OTL）1.互補(bǔ)對(duì)稱電路電路特點(diǎn)：（1）T1、T2是特性相近的互補(bǔ)管（2）電路由兩個(gè)射極跟隨器組成輸出電阻低，可與低阻負(fù)載匹配。（3）容量足夠大的電容，可保證兩個(gè)射極連接點(diǎn)的靜態(tài)電位基本不變。

（4）放大器工作在乙類狀態(tài)2.

工作原理理想狀態(tài)實(shí)際狀態(tài)產(chǎn)生交越失真3.實(shí)用OTL調(diào)節(jié)R2可改變靜態(tài)偏流的大小，減小交越失真。調(diào)節(jié)R1可改變T3的集電極電位。四、功率放大器的輸出功率和效率1.輸出功率P2.效率η理想情況下，

集成運(yùn)算放大器是一種高電壓放大倍數(shù)的多級(jí)直接耦合放大器。

特點(diǎn)：可靠性高，重量輕，體積小，功耗和成本低，生產(chǎn)過程簡(jiǎn)捷。§2.10集成運(yùn)算放大器一、集成運(yùn)算放大器組成：（1）輸入級(jí)要求：零漂小，共模抑制比高，輸入電阻高。

選用電路：射極帶恒流源的差分放大器或場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大器。（2）中間級(jí)要求：有較高的電壓增益。

選用電路：采用有源負(fù)載放大電路。（3）輸出級(jí)要求：低輸出電阻，有功率放大作用。

選用電路：互補(bǔ)對(duì)稱射極跟隨器。（4）偏置電路為各級(jí)提供所需穩(wěn)定的靜態(tài)工作電流。二、集成運(yùn)算放大器的特性1.符號(hào)2.特