模拟电子技术第二章课件.ppt

1、三极管放大电路三极管放大电路第一节第一节 放大电路的基本概念放大电路的基本概念第二节第二节 单管共射放大电路单管共射放大电路第三节第三节 共集电极电路和共基极电路共集电极电路和共基极电路第四节第四节 场效晶体管放大电路场效晶体管放大电路第五节第五节 差动放大电路差动放大电路第六节第六节 功率放大电路功率放大电路技能训练技能训练2 基本放大电路的调整与测试基本放大电路的调整与测试技能训练技能训练3 功率放大电路的调整与测试功率放大电路的调整与测试第第 2 章小结章小结三极管放大电路一、概述二、放大电路的主要性能指标一、概述 把微弱的电信号转换成较强电信号的电路称为放大电路，简称放大器。直流电源信

2、号源放大电路负载第 2 章三极管放大电路 放大电路必须对电信号有功率放大作用，即：放大电路的输出功率应比输入信号的功率大。二、放大电路的主要性能指标电压增益 Au(dB)=20lg|Au|1.放大倍数电压放大倍数 Au=Uo/Ui电流放大倍数 Ai=Io/Ii功率放大倍数 AP=Po/Pi电流增益 Ai(dB)=20lg|Ai|功率增益 AP(dB)=10lg AP.Io.Ii.1122放大电路RSRL+Ui.+Uo.Us.+_.第 2 章三极管放大电路2.输入电阻1+usRS+uiiiRiiSisiRRRuu Ri 越大，ui 与 us 越接近iiiIUR测量：Ri信号发生器放大电路RPRi

3、Ui.Us.+_Ii.调节RP使：Ui=0.5Us则有：Ri=Rp第 2 章三极管放大电路3.输出电阻放大电路的输出相当于负载的信号源，该信号源的内阻称为电路的输出电阻。计算：0LsoRUIURI2211UsRS+U放大电路=0Ro测量：LoL/ooRRRUULo/oo)1(RUURUo/负载开路时的输出电压；Uo 带负载时的输出电压，Ro 越小，Uo/和 Uo 越接近。2211+usRS+ui+uoRLRo+uo/Ri第 2 章三极管放大电路4.通频带电抗元件(主要是电容)使放大电路对不同频率输入信号有着不同的放大能力。即：放大倍数随信号频率的改变而改变。fAu(f)O频带宽度(带宽)BWA

4、um2/muAfLfH下限频率 上限频率 中频段低频段高频段BWBW=fH fL 一般在中频段的一定范围内，放大倍数不变，用Aum表示，在低频段和高频段放大倍数都下降。fH和fL之间的频率范围称为放大电路的通频带，用BW表示。BW越宽，表示放大电路对信号频率变化的适应能力越强。第 2 章三极管放大电路5.非线性失真由于三极管等放大器件具有非线性的特性，放大电路的输出波形总有一定程度的失真，这种由放大器件特性的非线性引起的失真，通常称为非线性失真。非线性失真越小越好。此外，放大电路还有最大不失真输出电压Uom、最大输出功率Pom、效率等性能指标。第 2 章三极管放大电路一、放大电路的基本组成一、

5、放大电路的基本组成二、放大电路的分析方法二、放大电路的分析方法三、典型的静态工作稳定电路三、典型的静态工作稳定电路第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路一、放大电路的基本组成一、放大电路的基本组成(一一)单管共射放大电路单管共射放大电路VCC(直流电源直流电源)：使发射结正偏，使发射结正偏，集电结反偏集电结反偏 向负载和各元件向负载和各元件提供功率提供功率C1、C2(耦合电容耦合电容)：隔直流、通交流隔直流、通交流RB1、RB2(基极偏置电阻基极偏置电阻)：提供合适的基极电流提供合适的基极电流RC(集电极负载电阻集电极负载电阻)：将将 IC UC，使电流放大，使电流放大 电压放大电压放大第

6、第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路+VCCRCC2RL+RB+uo C1+ui+VBB V+VCCRCC2RL+RB+uo C1+ui V注意：注意：电解电容的正极接电路的电解电容的正极接电路的高电位端，负极接低电位高电位端，负极接低电位端。端。(二二)放大电路的组成原则放大电路的组成原则1.应有为放大器提供能源的直流电源。电源的极性应有为放大器提供能源的直流电源。电源的极性应满足使管子工作于放大区的条件。应满足使管子工作于放大区的条件。第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路2.让输入信号电压让输入信号电压ui在基极产生电流在基极产生电流ib以控制集电极以控制集电极电流电流ic，且在

7、输入端应能最大限度地获取信号。，且在输入端应能最大限度地获取信号。3.在输出端应能方便地把放大的信号以尽可能小的在输出端应能方便地把放大的信号以尽可能小的损耗输送到负载。损耗输送到负载。4.为对信号进行不失真地放大，偏置电路应保证放为对信号进行不失真地放大，偏置电路应保证放大电路静态工作点合适而稳定。大电路静态工作点合适而稳定。说明：说明：电量的符号表示规则电量的符号表示规则A AA大写大写表示电量与时间无关表示电量与时间无关(直流、平均值、有效值直流、平均值、有效值)；A小写小写表示电量随时间变化表示电量随时间变化(瞬时值瞬时值)。大写大写表示直流量或总电量表示直流量或总电量(总最大值，总瞬

8、时值总最大值，总瞬时值)；小写小写表示交流分量。表示交流分量。总瞬时值总瞬时值直流量直流量交流瞬时值交流瞬时值beU交流有效值交流有效值直流量往往在下标中加注直流量往往在下标中加注 QA 主要符号；主要符号；A 下标符号。下标符号。tuOBEuBEUbeubeUuBE=UBE+ube第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路(三三)静态工作点设置及放大原理静态工作点设置及放大原理如：如：IBQ、ICQ、UCEQ等等 当输入交流信号为零时，称放大电路处于当输入交流信号为零时，称放大电路处于静态静态。+VCC为三极管提供发射结正偏压为三极管提供发射结正偏压UBE、基极电流、基极电流IB、集、集电极

9、电流电极电流IC、集电极与发射极间电压、集电极与发射极间电压UCE等直流量，它们决定等直流量，它们决定了放大器的直流工作状态。这些量在输入输出特性曲线上表了放大器的直流工作状态。这些量在输入输出特性曲线上表示成一个点，因而叫做示成一个点，因而叫做静态工作点静态工作点，用，用Q表示。即静态工作表示。即静态工作点表示为点表示为UBEQ、IBQ、ICQ、UCEQ。第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路1.设置静态工作点的必要性设置静态工作点的必要性 为使放大器能对输入信号进行为使放大器能对输入信号进行不失真地放大不失真地放大，必须设，必须设置合适的静态工作点。置合适的静态工作点。2.放大原理放大

10、原理 由于三极管具有较强的电流放大作用，可使由于三极管具有较强的电流放大作用，可使iB（IBQ+ib）控制控制iC（iB=ICQ+ic）作更大的变化。只要电路参数选择合作更大的变化。只要电路参数选择合适，输出电压适，输出电压uo比输入电压比输入电压ui要大得多，从而实现电压放大要大得多，从而实现电压放大作用。作用。图解法图解法 用微变等效电路法分析计算电路动态参数用微变等效电路法分析计算电路动态参数，分分析放大电路的交流性能指标析放大电路的交流性能指标。主要计算放大电路的。主要计算放大电路的Au、Ri、Ro等等 。第第 2 章章三极管三极管二、放大电路的分析方法二、放大电路的分析方法放大电路分

11、析放大电路分析静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法静态分析：静态分析：动态分析：动态分析：主要是计算放大电路的静态工作点，并判断放主要是计算放大电路的静态工作点，并判断放大器件是否工作在放大状态大器件是否工作在放大状态 。+VCCRCC2RL+RB+uo C1+ui V(一一)直流通路与交流通路直流通路与交流通路1.直流通路画法：直流通路画法：电容开路；电感短路；信号源保留内阻，且电容开路；电感短路；信号源保留内阻，且电压源视为短电压源视为短路，电流源应视为开路路，电流源应视为开路。第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路共射放大电路共射放大电

12、路直流通路直流通路交流通路交流通路2.交流通路画法：交流通路画法：电容视为短路；无内阻电容视为短路；无内阻电源视为短路电源视为短路。+VCCRCC2RLRB+uo C1+ui V+VCCRCC2RL+RB+uo C1+ui V+VCCRCRBVRCRLRB+uo+ui V第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路+VCCRCRBVIBQICQUBEQ_+UCEQ+_(二二)放大电路的分析方法放大电路的分析方法1、静态工作点的分析静态工作点的分析(静态分析静态分析)(1)估算法估算法BBEQCCBQRUVIBQBQCQIIICCQCCCEQRIVU根据直流通路可得：根据直流通路可得：调节调节 R

13、B，可调节放大电路的静态工作点。，可调节放大电路的静态工作点。UBEQ为为已知已知 量量，硅管取硅管取0.7V，锗，锗管取管取0.2V。(2)图解法图解法输入直流负载线方程：输入直流负载线方程：uCE=VCC iC RCuBE=VBB iBRB输出直流负载线方程：输出直流负载线方程：输入回路图解输入回路图解QuBE/ViB/A静态工作点静态工作点VCC(VCC-UBEQ)/RBUBEQIBQ0.730输出回路图解输出回路图解uCE/ViC/mAVCCVCC/RCOQ33UCEQICQOiB=30 A第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路+VCCRCRBVIBQICQUBEQ_+UCEQ+_

14、6V1K176K硅管硅管=100=100uBE/ViB/AO0.7 V30QuiOt tuBE/VO tiBIBQ(交流负载线交流负载线)uCE/ViC/mA41O23iB=10 A20304050505Q6直流负载线直流负载线Q Q 6O tiCICQUCEQOt tuCE/VUcemibicuceL1R 第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路2、交流分析、交流分析(动态分析动态分析)(1)图解法图解法/LcoceRiuu/LC/LRRR ceCEQCEuUucCQCEiIiCQCEQCE/LC)(1IUuRiibRCRLRB+uo+ui ViCiCE当当 ui=0 uBE=UBEQ i

15、B=IBQ iC=ICQ uCE=UCEQ 当当 ui=Uim sin t ib=Ibmsin t ic=Icmsin t uce=Ucem sin t uo=uceiB =IBQ +Ibmsin tiC =ICQ +Icmsin tuCE=UCEQ Ucem sin t =UCEQ+Ucem sin(180 t)uBE/ViB/A0.7 V30Quit tuBE/VtiBIBQ(交流负载线交流负载线)uCE/ViC/mA4123iB=10 A20304050605Q6直流负载线直流负载线Q Q 6tiCICQUCEQ Qt tuCE/VUcemibicuceOOOOOOiouu 第第 2 章

16、三极管放大电路章三极管放大电路基本共发射极基本共发射极电路的波形：电路的波形：IBQuiOt iB OtuCEOtuoOt iC OtICQUCEQ第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路+VCCRCC2RL+RB+uo C1+ui V放大电路的非线性失真问题放大电路的非线性失真问题因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。出了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。1.“Q”过低引起截止失真过低引起截止失真Q点点过低过低时，输出信号出现时，输出信号出现顶部顶部失真称为失真称为截

17、止失真截止失真。不发生截止失真的条件：不发生截止失真的条件：IBQ Ibm。OQibOttOuBE/ViBuBE/ViBui uCEiCict OOiCOtuCEQuce交流负载线交流负载线第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路2.“Q”过高引起饱和失真过高引起饱和失真ICS集电极临界集电极临界饱和电流饱和电流Q点点过高过高时，输出信号时，输出信号出现出现底部底部失真称为失真称为饱饱和失真和失真。uCEiCt OOiCO tuCEQV CC第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路不接负载时，交、不接负载时，交、直流负载线重合，直流负载线重合，V CC=VCC合理设置静态工作点可合理设置静

18、态工作点可以避免放大电路产生非以避免放大电路产生非线性失真。线性失真。注意：注意：信号过大时，可能即信号过大时，可能即发生发生饱和失真饱和失真，又产生，又产生截止截止失真失真。消除的方法：。消除的方法：减小信减小信号幅度号幅度。选择工作点选择工作点Q的原则：的原则：当当 ui 较小时，为减少功耗和噪声，较小时，为减少功耗和噪声，“Q”可设可设得低一些；得低一些；为提高电压放大倍数，为提高电压放大倍数，“Q”可以设得高一些；可以设得高一些；为获得最大输出，为获得最大输出，“Q”可设在交流负载线中点。可设在交流负载线中点。第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路特别提醒：特别提醒：无论无论Q点设

19、在何处，都要确保信号点设在何处，都要确保信号不失真。不失真。(2)微变等效微变等效电路法电路法(小信号等效分析法小信号等效分析法)1.晶体三极管电路小信号等效电路分析法晶体三极管电路小信号等效电路分析法三极管电路三极管电路可当成双口可当成双口网络来分析网络来分析晶体三极管晶体三极管 H(Hybrid)参数微变等效电路模型参数微变等效电路模型C CE bbebe uIUr从输入端口看进去，相当于电阻从输入端口看进去，相当于电阻 rbemAmV26)1(300EQBQbb IIUrT 从输出端口看进去为一个从输出端口看进去为一个受受 ib 控制的电流源控制的电流源 ic=ib，电流放大系数电流放大

20、系数+uce+ube ibicCBErbe Eibic ic+ube+uce BCrbb 三极管基区体电阻三极管基区体电阻第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路(2)晶体三极管交流分析晶体三极管交流分析步骤：步骤：分析直流电路，求出分析直流电路，求出“Q”，计算，计算 rbe。画电路的交流通路画电路的交流通路。在交流通路上把三极管画成在交流通路上把三极管画成 H 参数模型。参数模型。分析计算叠加在分析计算叠加在“Q”点上的各极交流量。点上的各极交流量。第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路例例 2-1 共射电路中，共射电路中，=0，UBEQ=0.7V，求求：(1)静态工作点；静态工作点

21、；(2)画出微变等效电路；画出微变等效电路；(3)计算计算Au、Ri、Ro。12 V3 k510 k3k 解解 令令 ui=0，求静态电流，求静态电流 IBQ 求求“Q”，计算，计算 rbeBBEQCCBQRUVI EQbe 26)1(300Ir ICQ=IBQUCEQ=VCC-ICRC)K(49.177.126)801(300 第第 2 章章三极管三极管+VCCRCC2RL+RB+uo C1+ui V22.22mA)(0222.05107.012 800.0222mA=1.77 mA=12 1.77 3=6.69(V)交流通路交流通路+uo+iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+RS

22、+uCE+uBE ubeuce微变等效电路微变等效电路+uo+RBRLRSrbe Eibic icBCusRC+ube 根据放大电路性能指标定义得：根据放大电路性能指标定义得：be L cbeb/Lbiou /rRRrIRIUUAbebe i/rrRIURbii coRR K49.1 81K49.1K3/K380 第第 2 章章三极管三极管K3“-”号表示输出信号与输入信号反相。号表示输出信号与输入信号反相。第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路+VCCRCC2RL+RB+uo C1+ui V三、典型的静态工作点稳定电路三、典型的静态工作点稳定电路缺点：缺点：T()(UBE、ICBQ、)Q

23、点上移点上移UCEQICQ IBQ+us+VCCRCC1C2RLRE+CE+RB1RB2RS+uo 优点：优点：电源电压波动、环境温电源电压波动、环境温度变化、元件老化等，度变化、元件老化等，可稳定工作点可稳定工作点Q。第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路1、电路组成及稳定工作点的原理、电路组成及稳定工作点的原理+us+VCCRCC1C2RLRE+CE+RB1RB2RS+uo UBQ当当Rb1、Rb2参数选择适当，参数选择适当，满足满足I1IB，I2I1时，时，CCb2b1b2BQVRRRU 为定值为定值。该电路稳定静态工作点的原理是：该电路稳定静态工作点的原理是：T()ICQ(IEQ)

24、UBEQ UEQ (因因UBQ 基本不变基本不变)IBQ ICQ+VCCRCRERB1RB2+UCEQ IBQI1ICQIEQ要求：硅管要求：硅管I1 (5 10)IBQUBQ (3 5)V估算方法：估算方法：CCB2B1B2BQVRRRU EBEQBQEQRUUI EQCQII /EQBQII)(ECCQCCCEQRRIVU 第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路2、静态工作点的估算、静态工作点的估算UBEQ+_锗管锗管I1 (10 20)IBQUBQ (1 3)V+us+VCCRCC1C2RLRE+CE+RB1RB2RS+uo 交流通路交流通路小信号等效电路小信号等效电路 ib(1)电

25、压放大倍数电压放大倍数ioUUAubeLbebLb rRrIRI源电压放大倍数源电压放大倍数uuAUUUUUUUUAsisiiososuARRRisi(2)输入电阻输入电阻RiiiiIURbeB2B1/rRR(3)输出电阻输出电阻RoRo=RC第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路3、动态参数估算、动态参数估算RCRB1RB2+ui+uo RLibiciirbe当没有旁路电容当没有旁路电容 CE 时：时：小信号等效电路小信号等效电路(1)电压放大倍数电压放大倍数ioUUAu)1(EbebLbRrIRI源电压放大倍数源电压放大倍数isiiosisosRRARUUUUUUAuu(2)输入电阻输

26、入电阻(3)输出电阻输出电阻Ro=RC交流通路交流通路RCRB1RB2+ui+uo RLibiciiRERCRB1RB2+ui+uo RLibiciirbe ibRERiR i/i/Bi/RRR 第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路B2B1/B/RRR 其中：其中：Ebe/i)1(RrR 例例 2-2 已知已知RB1=10 k，RB2=2.5 k,RE=750，RL=2 k，VCC=15 V，=80，若，若CE开路，求开路，求：(1)“Q”；(2)画出微变等效电路；画出微变等效电路；(3)计算计算Au，Ri，Ro。解解(1)求求“Q”CCB2B1B2BQVRRRU EBEQBQEQCQR

27、UUII CQBQII)(ECCQCCCEQRRIVU +VCCRCC1C2RLRE+CE+RB1RB2RS+us+uo 第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路EQbe26)1(300Ir )V(3155.62105.2 )mA(375.07.03 A)(5.37mA)(0375.0803 )V(.75 6)75.02(315 )K(1326)801(300 (2)电容电容 CE 开路时，微变等效电路为：开路时，微变等效电路为：RCRB1RB2+ui+uo RLibiciirbe ibREEbeLCiou)1(/RrRRUUA 3.175.08112/280 )1(/Ebe B2B1iRr

28、RRR 75.0811/5.2/10 )(k 2 Ro RC第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路(3)(3)求求 Au，Ri，Ro)/(LCb/LboRRIRIU Ebbebi)1(RIrIU =3 k 一、共集电极放大电路一、共集电极放大电路二、二、共基极放大电路共基极放大电路第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路一、一、共集电极放大电路共集电极放大电路(射极输出器、射极跟随器射极输出器、射极跟随器)1、电路组成、电路组成第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路输入信号输入信号ui加在基加在基极和地（集电极交极和地（集电极交流接地）之间，输流接地）之间，输出信号出信号uo从发射极

29、从发射极和地之间取出，集和地之间取出，集电极是输入、输出电极是输入、输出回路的共同端，称回路的共同端，称共集电极电路。共集电极电路。IBQIEQ+C1RSuiRERB+VCCC2RL+uo+us+ICQ2、电路性能分析、电路性能分析第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路（1）静态分析）静态分析IBQIEQ+C1RSuiRERB+VCCC2RL+uo+us+ICQ共射放大电路共射放大电路直流通路直流通路+VCCIBQIEQRERBICQUBEQEEQBEQBBQCCRIURIV EBBEQCCBQ)1(RRUVI BQCQII ECQCCCEQRIVU 交流通路交流通路RsRB+uo RLi

30、biciiRE小信号等效电路小信号等效电路usRB+uo RLibiciirbe ibRERs+其中：其中：R L=RE/RL（2）电压放大倍数）电压放大倍数LbeLLEbbebLEbio)1()1()/()1()/(1RrRRRIrIRRIUUAu ）（1第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路当当(1)R L rbe时，时，1u A )1(LbeiBiii iiRrURUUIUR 小信号等效电路小信号等效电路(3)输入电阻输入电阻第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路RiRousRB+uo RLibiciirbe ibRERs+-ui+)1(/LbeBRrR (4)输出电阻：输出电阻

31、：RBibiciirbe ibRERsus=0+u iiRER S=Rs/RB 0LoSRIURUEbeEbeSBo/1/1)/(RrRrRRR 0LoSRIURUusRB+uo RLibiciirbe ibRERs+RBibiciirbe ibRERsus=0+u iiRESbeE)1(RruRu R S=Rs/RBi=iRE ib ib 1)(/)1/()(SbeESbeEoRrRRruRuuiuR射极输出器射极输出器特点特点Au 1 输入输出同相输入输出同相Ri 高高Ro 低低用途：用途：输入级输入级 输出级输出级 中间隔离级中间隔离级第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路二、二、共

32、基极放大电路共基极放大电路1、电路组成、电路组成 (略略)(1)静态工作点静态工作点beLbebLbio rRrIRIUUAu RiR i 1)1(be bbebeiirIrIIUR)1(/beEi rRRRoRo=RC特点：特点：1.Au 大小与共射电路相同。大小与共射电路相同。2.输入电阻小，输入电阻小，Aus 小。小。RCRERS+us RL+uo RCRERS+us RLrBEioicieiiib ib+ui+VCCRCC2C3RLRE+RB1RB2RS +us +uo C1第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路2、电路性能分析、电路性能分析与共射极电路相同与共射极电路相同(2)动

33、态分析动态分析一、一、静态分析静态分析二、二、动态分析动态分析第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路SDQSG2G1G2DDGQ RIURRRVU ；SDQG2G1G2DDSQGQGSQ RIRRRVUUU 1.分压式自偏压电路分压式自偏压电路调整电阻的大小，可获得：调整电阻的大小，可获得：UGSQ 0UGSQ=0UGSQ 0RL+VDDRDC2CS+uo C1+ui RG2RSGSDRG1RG3一、一、静态分析静态分析三种组态：三种组态：共源、共漏、共栅共源、共漏、共栅特点：特点：输入电阻极高，输入电阻极高，噪声低，热稳定性好噪声低，热稳定性好2TGSQDODQ)1(UUII)(SDDQ

34、DDDSQRRIVU 第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路 2.自给偏压电路自给偏压电路+VDDRDC2CS+uo C1+ui RGRSGSDSDQSQGQGSQRIUUU 2PGSQDSSDQ)1(UUII SDQDDDSQRIVU 第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路二、动态分析二、动态分析 1.小信号等效模型小信号等效模型GDSG+-rDSDSUGS.gmUGS.ID.N沟道沟道增强型增强型MOS管管小信号等效模型小信号等效模型2.基本共源放大电路的动态分析基本共源放大电路的动态分析RL+VDDRDC2CS+uo C1+ui RG2RSGSDRG1RG3LmGSLDDSGmi

35、o)/(RgURRrUgUUASu G2G1G3i/RRRR Do/RrRDS 第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路RoRLRD+uo+ui RG2GSDRG3RG1+ugs gmugsidiirDSRi一、差动放大电路的结构与工作原理二、差动放大电路的几种接法第 2 章三极管放大电路一、差动放大电路的基本结构与工作原理 特点：a.两个输入端，两个输出端；b.元件参数对称；c.双电源供电；d.ui1=ui2 时，uo=0能有效地克服零点漂移差动放大电路的组成及特点V1VCCV2VEERCRCREEui1ui2uo第 2 章三极管放大电路1.基本型差动放大电路第 2 章三极管放大电路V1V

36、2VCCVEERC1RC2ui1ui2uoRB1RB2 输入共模信号时：(ui1=ui2)iB1=iB2，iC1=iC2，uC1=uC2，uo=0 输入差模信号(ui1=-ui2)时：iB1=-iB2，iC1=-iC2，uC1=-uC2，uo=uC2-uC1=2uC2=-2uC1基本型第 2 章三极管放大电路RP为调零电位器，引入RE降低了Auc，Aud不变。提高了KCMR长尾型RPREV1V2+VCC-VEERC1RC2ui1ui2uoRB1RB2RPIEV1V2+VCC-VEERC1RC2ui1ui2uoRB1RB2恒流源式RE换为IE后，对共模信号有了更好的抑制。使KCMR更高二、差动放

37、大电路的几种接法1、双端输入、双端输出方式ud1ioudAUUA cdCMRuuAAK 2、双端输入、单端输出方式oo121uu REV1V2+VCC-VEERCRCuiuoRBRBRL与单管共射放大电路相同ud1ud21AA为双端输出时的一半REV1V2+VCC-VEERCRCuiuoRBRBRL第 2 章三极管放大电路3、单端输入、双端输出方式为双端输入的特例REV1V2+VCC-VEERCRCuiuoRBRBRLud1ioudAUUA与双端输入、双端输出相同4、单端输入、单端输出方式REV1V2-VEERCRCuiuoRBRBRLoo121uu ud1ud21AA为双端输出时的一半为双端

38、输入的特例第 2 章三极管放大电路 一、功率放大电路的特点一、功率放大电路的特点五、集成对称功率放大电路五、集成对称功率放大电路四四、单、单电源互补对称功率放大电路电源互补对称功率放大电路 二、功率放大电路的工作状态二、功率放大电路的工作状态三、双电源互补对称功率放大电三、双电源互补对称功率放大电路路第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路一、功率放大的特点一、功率放大的特点特点：特点：1.要求输出功率尽可能大要求输出功率尽可能大2.非线性失真要小非线性失真要小3.功率要高功率要高4.三极管的散热问题三极管的散热问题要求功放管的电压和电流有足够大的输出幅度。要求功放管的电压和电流有足够大的输

39、出幅度。要求把非线性失真限制在允许范围之内。要求把非线性失真限制在允许范围之内。要求功放电路输出功率大。要求功放电路输出功率大。要求功放管有良好的散热环境。要求功放管有良好的散热环境。第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路二、放大电路的工作状态二、放大电路的工作状态甲类甲类(2 )tiCO Icm 2 ICQ tiCO Icm 2 ICQ乙类乙类()tiCO Icm ICQ2 甲乙类甲乙类(0 V1 导通导通 V2 截止截止iC1io=iE1=iC1,uO=iC1RLui 0 V2 导通导通 V1 截止截止iC1io=iE2=iC2,uO=iC2RL问题：问题：当输入电压小于死区电压时，当

40、输入电压小于死区电压时，三极管截止，引起三极管截止，引起 交越失真交越失真。交越失真交越失真输入信号幅度越小失真越明显。输入信号幅度越小失真越明显。ui=0 V1、V2 截止截止第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路2、OCL甲乙类互补推挽功放电路甲乙类互补推挽功放电路 tiC0 ICQ1ICQ2克服交越失真思路：克服交越失真思路：(1)电路：电路：当当 ui=0 时，时，V1、V2 微导通。微导通。当当 ui 0(至至 )，V2 微导通微导通 充分导通充分导通 微导通；微导通；V1 微导通微导通 截止截止 微导通。微导通。RLR1V3V4V1V2+VCC+ui+uo VEER3iLiC1

41、iC2第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路二、功率和效率二、功率和效率RLV1V2+VCC+ui+uo VEEcmom21cm21om21cooIUIUIUP L2om21Lom221/RIRU 最大不失真输出电压、电流幅度：最大不失真输出电压、电流幅度：CE(sat)CCommUVU LCCLommcmm/RVRUI 最大输出功率最大输出功率 omPL2CC)(21RV L2CE(sat)CC2)(RUV 最大输出功率最大输出功率L2L2CE(sat)CC212)(omRVRUVPCC 2.电源功率电源功率 cm0cmC1C1)(d sin21IttIiI PE=IC1VCC+IC2V

42、EE=2IC1VCC=2VCCUom/RL最大输出功率时：最大输出功率时：PE=2V 2CC/RL,/Lom221oRUP PDC=2VCCIcm/DCoPP LcmCCom2 4RIVU 4CComVU 3.效率效率%5.784max 实际约为实际约为 60%最大输出功率时：最大输出功率时：PDC=2V 2CC/RL1.输出功率输出功率第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路)oDCC2C1(21PPPP )22(21Lom2LCComRURVU )4(omCCLomUVRU 令令02ddLomLCComC1 RURVUP CCom2VU则：则：时时管耗最大管耗最大，即：，即：L2CC2C

43、1mRVP om2C1m2PP LCC2om21RVP om2.0P 每只管子最大管耗为每只管子最大管耗为 0.2Pom5.选管原则选管原则PCM 0.2 PomU(BR)CEO 2VCCICM VCC/RLRLV1V2+VCC+ui+uo VEE4.管耗管耗第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路1.复合管复合管(达林顿管达林顿管)目的：实现管子参数的配对目的：实现管子参数的配对ib1(1+1)ib1(1+1)(1+2)ib1=(1+1+2+1 2)ib1 1 2 rbe=rbe1+(1+1)rbe2 2(1+1)ib1 1 ib1ibicie(1+2+1 2)ib1V1V23、OCL甲乙

44、类准互补推挽功放电路甲乙类准互补推挽功放电路第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路V1V2NPN+NPNNPNV1V2PNP+PNPPNPV1V2NPN+PNPNPNV1V2PNP+NPNPNP构成复合管的规则：构成复合管的规则：1)B1 为为 B，C1 或或 E1 接接 B2，C2、E2 为为 C 或或 E；2)应保证发射结正偏，集电结反偏；应保证发射结正偏，集电结反偏；3)复合管类型与第一只管子相同。复合管类型与第一只管子相同。第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路2.OCL 甲乙类准互补推挽功率放大电路甲乙类准互补推挽功率放大电路V2RLR2V6V7V1V3+VCC+ui+uo

45、VEEV5V4R1R3给复合管提供静态电压V1、V2复合后组成复合后组成NPN型管；型管；V3、V4复合后组成复合后组成PNP型管。型管。第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路四、单电源互补对称放大电路四、单电源互补对称放大电路 OTL电路电路(Output Transformerless)E电容电容 C 的作用：的作用：1)充当充当 VCC/2 电源电源2)耦合交流信号耦合交流信号 2 CCE/VU 当当 ui=0 时，时，2 CCC/VU 当当 ui 0 时时：V2 导通，导通，C 放电放电，V2 的等效电源电压的等效电源电压 0.5VCC。当当 ui 0 时时：V1导通，导通，C 充

46、充电，电，V1 的等效电源电压的等效电源电压+0.5VCC。应用应用 OCL 电路有关公式时，要用电路有关公式时，要用 VCC/2 取代取代 VCC。RLRBV4+VCCV5V1V2CERERB1RB2+uo+ui+C第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路OCL 电路和电路和 OTL 电路的比较电路的比较OCLOTL 电源电源双电源双电源单电源单电源信号信号交、直流交、直流交流交流频率响应频率响应好好fL 取决于输出耦合电容取决于输出耦合电容 C电路结构电路结构较简单较简单较复杂较复杂PomaxLCC2Lom22121RVRU LCC2L2om8121RVRU 第第 2 章三极管放大电路章

47、三极管放大电路五、集成功率放大电路五、集成功率放大电路LM368音频集成功放音频集成功放引脚排列功能引脚排列功能增益增益设定设定12345678LM386增益增益设定设定旁路旁路电容电容反相反相输入输入同相同相输入输入输出输出地地+VCC第第 2 章三极管放大电路章三极管放大电路小小 结结第第 2 章章 一、多级放大电路一、多级放大电路Au=Au1 Au2 Aun计算前级计算前级 Au 时，把后级的输入电阻做为其负载。时，把后级的输入电阻做为其负载。计算各级电压放大倍数时，应考虑级间的相互影响。计算各级电压放大倍数时，应考虑级间的相互影响。方法方法 1：方法方法 2：计算后级电压放大倍数时，把

48、前级的输出电阻做计算后级电压放大倍数时，把前级的输出电阻做为其信号源内阻，计算为其信号源内阻，计算 Aus。注意：两种方法只能取其一，一般注意：两种方法只能取其一，一般采用法采用法 1。第第 2 章小结章小结两个基本问题两个基本问题静态静态(Q)动态动态(Au)解决不失真的问题解决不失真的问题“Q”偏高引起饱和失真偏高引起饱和失真“Q”偏低引起截止失真偏低引起截止失真解决能放大的问题解决能放大的问题两种分析方法两种分析方法1.计算法计算法1)直流通路求直流通路求“Q”(从发射结导通电压从发射结导通电压UBE(on)出发出发)2)交流通路分析性能交流通路分析性能 交流通路画法交流通路画法：VCC

49、 接地，接地，耦合电容短路耦合电容短路小信号小信号电路模型电路模型+uce+ube ibicCBErbe Eibic ic+ube+uce BCEQbbbe26)1(Irr isisosio,RRRAUUAUUAuuu iiiIUR0sLoURIUR第第 2 章小结章小结二、晶体管电路的分析方法二、晶体管电路的分析方法2.图解法图解法 观察失真观察失真 计算计算 U omax直流负载线：直流负载线：uCE=VCC iC RC(+RE)uCE/ViC/mAVccQUCEQ Q直流负载线直流负载线1/RC交流负载线：交流负载线：过过 Q 点，斜率为点，斜率为 1/R L直流负载线直流负载线1/R

50、LUom1Uom2Uomax=min Uom1,Uom2 三种基本组态三种基本组态判判 定：定：交流输入和输出的公共极，为共交流输入和输出的公共极，为共 极电路极电路共射电路：基极输入，集电极输出；电压、电流都放大共射电路：基极输入，集电极输出；电压、电流都放大共集电路：基极输入，发射极输出；电流放大，电压不放大共集电路：基极输入，发射极输出；电流放大，电压不放大共基电路：发射极输入，集电极输出；电压放大，流不放大共基电路：发射极输入，集电极输出；电压放大，流不放大共集电路：共集电路：Au 1，R i 高，高，Ro 低；低；输入、输出级输入、输出级、隔离级、隔离级第第 2 章小结章小结两种典型