1、2022-12-27陇东学院电气工程学院12022-12-27陇东学院电气工程学院2第一章第一章 总结总结1.1.半导体的基本知识半导体的基本知识2.Pn2.Pn结的单向导电性结的单向导电性3.3.二极管的单向导电性及两种模型二极管的单向导电性及两种模型4.4.二极管电路分析与计算二极管电路分析与计算5.5.三极管分类、内部结构、特性曲线三极管分类、内部结构、特性曲线.三极管参数、电极判断三极管参数、电极判断.稳压管参数、工作原理稳压管参数、工作原理2022-12-27陇东学院电气工程学院3一、两种半导体和两种载流子一、两种半导体和两种载流子两种载流两种载流子的运动子的运动电子电子 自由电子自
2、由电子空穴空穴 价电子价电子两两 种种半导体半导体N 型型 (多电子多电子)P 型型 (多空穴多空穴)二极管二极管单向单向正向电阻小正向电阻小(理想为理想为 0)，反向电阻大反向电阻大()。)1e(DSD TUuIi)1e(,0DSDD TUuIiu0 ,0SD IIu2022-12-27陇东学院电气工程学院4iDO uDU(BR)I FURM正向正向 最大平均电流最大平均电流 IF反向反向 最大反向工作电压最大反向工作电压 U(BR)(超过则击穿超过则击穿)反向饱和电流反向饱和电流 IR (IS)(受温度影响受温度影响)IS2022-12-27陇东学院电气工程学院53.二极管的等效模型二极管
3、的等效模型理想模型理想模型 (大信号状态采用大信号状态采用)uDiD正偏导通正偏导通 电压降为零电压降为零 相当于理想开关闭合相当于理想开关闭合反偏截止反偏截止 电流为零电流为零 相当于理想开关断开相当于理想开关断开恒压降模型恒压降模型UD(on)正偏电压正偏电压 UD(on)时导通时导通 等效为恒压源等效为恒压源UD(on)否则截止，相当于二极管支路断开否则截止，相当于二极管支路断开UD(on)=(0.6 0.8)V估算时取估算时取 0.7 V硅管：硅管：锗管：锗管：(0.1 0.3)V0.2 V折线近似模型折线近似模型相当于有内阻的恒压源相当于有内阻的恒压源 UD(on)2022-12-2
4、7陇东学院电气工程学院64.二极管的分析方法二极管的分析方法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法5.特殊二极管特殊二极管工作条件工作条件主要用途主要用途稳压二极管稳压二极管反反 偏偏稳稳 压压发光二极管发光二极管正正 偏偏发发 光光光敏二极管光敏二极管反反 偏偏光电转换光电转换2022-12-27陇东学院电气工程学院7三、两种半导体放大器件三、两种半导体放大器件双极型半导体三极管双极型半导体三极管(晶体三极管晶体三极管 BJT)单极型半导体三极管单极型半导体三极管(场效应管场效应管 FET)两种载流子导电两种载流子导电单一载流子导电单一载流子导电晶体三极管晶体三极管1.形式与结构形式与结构
5、NPNPNP三区、三极、两结三区、三极、两结2.特点特点基极电流控制集电极电流并实现基极电流控制集电极电流并实现放大放大2022-12-27陇东学院电气工程学院8放放大大条条件件内因：发射区载流子浓度高、内因：发射区载流子浓度高、基区薄、集电区面积大基区薄、集电区面积大外因：外因：发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏3.电流关系电流关系IE=IC+IBIC=IB+ICEO IE=(1+)IB+ICEOIE=IC+IBIC=IB IE=(1+)IB 2022-12-27陇东学院电气工程学院94.特性特性iC/mAuCE /V100 A80 A60 A40 A20 AIB=0O 3 6 9
6、 124321O0.4 0.8iB/AuBE/V60402080死区电压死区电压(Uth)：0.5 V(硅管硅管)0.1 V(锗管锗管)工作电压工作电压(UBE(on)：0.6 0.8 V 取取 0.7 V(硅管硅管)0.2 0.3 V 取取 0.3 V(锗管锗管)饱饱和和区区截止区截止区2022-12-27陇东学院电气工程学院10iC/mAuCE /V100 A80 A60 A40 A20 AIB=0O 3 6 9 124321放大区放大区饱饱和和区区截止区截止区放大区特点：放大区特点：1)iB 决定决定 iC2)曲线水平表示恒流曲线水平表示恒流3)曲线间隔表示受控曲线间隔表示受控2022-
7、12-27陇东学院电气工程学院115.参数参数特性参数特性参数电流放大倍数电流放大倍数 =/(1 )=/(1+)极间反向电流极间反向电流ICBOICEO极限参数极限参数ICMPCMU(BR)CEOuCEOICEOiCICMU(BR)CEOPCM安安 全全 工工 作作 区区=(1+)ICBO过损耗区过损耗区2022-12-27陇东学院电气工程学院12 例例.在晶体管放大电路中，测得三个晶体管的各个电极的在晶体管放大电路中，测得三个晶体管的各个电极的电位如图所示。试判断各晶体管的类型（是电位如图所示。试判断各晶体管的类型（是PNP管还是管还是NPN管，是硅管还是锗管），并区分管，是硅管还是锗管），
8、并区分e、b、c三个电极。三个电极。2022-12-27陇东学院电气工程学院13小小 结结第一节第一节 放大电路组成及工作原理放大电路组成及工作原理一、一、基本放大电路定义基本放大电路定义 由由一个放大元件一个放大元件所构成的简单放大电路。所构成的简单放大电路。放大元件：放大元件：三极管、场效应管三极管、场效应管二、二、基本放大电路基本放大电路组成组成第二章第二章 放大电路基础放大电路基础2022-12-27陇东学院电气工程学院14(共射级放大电路共射级放大电路)_C2_uiT+RCRBRLuoUCCC1+2022-12-27陇东学院电气工程学院15三、各元件作用三、各元件作用 四四.放大电路
9、的组成原则放大电路的组成原则1.1.电路中要有放大元件，而且电源的设电路中要有放大元件，而且电源的设置应与三极管的类型相匹配，使三极管的置应与三极管的类型相匹配，使三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，以保发射结正向偏置，集电结反向偏置，以保证三极管工作在放大状态。证三极管工作在放大状态。对于对于NPNNPN管，必须使：管，必须使：U UBEBE00，U UBCBC0IIB B ，则，则UBQ URB1RB1RB2UEQ UBQUBEQ直流通路直流通路RERcRB1RB2UBI1I2+UccIIIEUEIEQ=UEQ REUBQUBEQ RE2022-12-27陇东学院电气工程学院27直流通
10、路直流通路RERcRB1RB2UBI1I2+UccIIIEUEICQ IEQ=UBQUBEQ REUCEQ=UCCICQRC IEQRE =UCCICQ(RC+RE)IBQ=ICQ Q值仅与电阻和电源数值有值仅与电阻和电源数值有关，而基本与管子的参数无关关，而基本与管子的参数无关。注意：注意：该电路计算该电路计算Q Q点应从点应从U UB B入手：入手：UBQUEQIEQICQIBQ、UCEQ2022-12-27陇东学院电气工程学院28=RL rbe Auri=RB1 RB2 rberO RC.RLUo.e.Ii+RCRB+Ui.bcrbeIbIb.2022-12-27陇东学院电气工程学院29
11、IiIbUo.+RLRCrbe+RE1IbIe.Ui.ebc.RBEbeLiOuR)1(rRUUA R)1(r/RIUrEbeBiiicoRIUr2022-12-27陇东学院电气工程学院30 基本放大电路的三种组态基本放大电路的三种组态3.4.1 共集电极放大电路共集电极放大电路 射极输出器射极输出器1、电路结构、电路结构+C1C2RBRLRE+RsUs+UccUiUO2022-12-27陇东学院电气工程学院312、静态分析、静态分析RBRE+UccIBQ=UCCUBEQRB+(1+)REUCEQ=UCCIEQRE=UCCICQREICQ=IBQ+C1C2RBRLRE+RsUs+UccUiUO
12、2022-12-27陇东学院电气工程学院323、动态分析、动态分析1）求电压放大倍数）求电压放大倍数Au+C1C2RBRLRE+RsUs+UccUiUOUo=Ie(RE RL)=(1+)IbREUi=Ib rbe+Ie RE =Ib rbe+(1+)Ib RE (1+)RE rbe+(1+)REAu UoUi 1Ic+Ui-+UO-RLRBrbe IbIiIbb cRERsUsI12022-12-27陇东学院电气工程学院332）求输入电阻）求输入电阻riUi=Ib rbe+Ie REIc+Ui-+UO-RLRBrbe IbIiIbb cRERsUsI1Ii=I1+Ib=+Ui rbe+(1+)
13、RE Ui RBri=RB rbe+(1+)Ui IiREUi=I1 RBI1=Ui RBIb=Ui rbe+(1+)RERE=Ib rbe+(1+)Ib射极输出器的输入电阻较大射极输出器的输入电阻较大2022-12-27陇东学院电气工程学院34Ic+Ui-+UO-RLRBrbe IbIiIbb cRERsUsI1）求输出电阻）求输出电阻roIc+RBrbe IbIbb cRERsUIIReI=IRe+Ib+Ib=(1+)URE Urbe+RS射极输出器的输出电阻很小。射极输出器的输出电阻很小。(RE )rbe+RS 1+rbe+RS 1+=RE rbe+RS 1+ro2022-12-27陇东
14、学院电气工程学院35（a）作多级放大电路的输入极。）作多级放大电路的输入极。（b）作多级放大电路的输出极。）作多级放大电路的输出极。）特点和应用）特点和应用（c）作多级放大电路的缓冲级）作多级放大电路的缓冲级由于由于ro较小，可提高电路的带载能力。较小，可提高电路的带载能力。由于由于ri较大，可提高输入信号的利用率。较大，可提高输入信号的利用率。特点特点:ri较大，较大，ro较小，较小，Au 1应用应用:2022-12-27陇东学院电气工程学院363.4.2、共基极放大电路、共基极放大电路1、电路结构、电路结构C2+UccRB1RB2CBRCRE+UoRL+UiRsUsC1（习惯划法）（习惯划
15、法）RL+UiRsUs+UoRB1RB2RERCC1C2CB+UCC（基本电路）（基本电路）2022-12-27陇东学院电气工程学院372、静态分析、静态分析C2+UccRB1RB2CBRCRE+UoRL+UiRsUsC1直流通路直流通路RERcRB1RB2UBI1I2+UccIIIEUEICQ IEQ=UBQUBEQ REUCEQ=UCCICQRC IEQRE =UCCICQ(RC+RE)IBQ=ICQ 2022-12-27陇东学院电气工程学院383、动态分析、动态分析C2+UccRB1RB2CBRCRE+UoRL+UiRsUsC1IcRcRERLRsUs+UoIeIiIb+Ui（交流通路）
16、（交流通路）RcRERLRsUs+UoIi+UiIbIcIerbecbe（微变等效电路）（微变等效电路）2022-12-27陇东学院电气工程学院391）求电压放大倍数）求电压放大倍数Ui=Ib rbeUo=Ic RL RL rbeAuUoUi 2）求输入电阻）求输入电阻RcRERLRsUs+UoIi+UiIbIcIerbecbeI1I1=Ii+IeIb=UirbeIi=I1Ie=(1+)()Ui rbe Ui RE=RE rbe1+ri2022-12-27陇东学院电气工程学院403）求输出电阻）求输出电阻RcRERLRsUs+UoIi+UiIbIcIerbecbeI1Us=0，则，则 Ib=0
17、,Ic=0ro=Rc4、三极管共基极电流放大倍数、三极管共基极电流放大倍数 在共基极接法中，三极管的输入电流为在共基极接法中，三极管的输入电流为Ie，输出电流为输出电流为Ic，因此，因此 1IcIe 1+2022-12-27陇东学院电气工程学院412.4.3、三种组态的比较（总结）、三种组态的比较（总结）ri高，高，ro低，低，Au小于接近于小于接近于1，无电压放大，无电压放大作用作用,具有电压跟随的特点；有电流放大作用。具有电压跟随的特点；有电流放大作用。常用作电压放大电路的输入级与输出级常用作电压放大电路的输入级与输出级 三种接法的主要特点和应用三种接法的主要特点和应用 具有较大的电压、电
18、流放大倍数，同时具有较大的电压、电流放大倍数，同时ri高，高，ro比较适中，比较适中，故常用作放大电路的输入故常用作放大电路的输入/输出输出/中中间级；具有倒相作用。间级；具有倒相作用。1共射电路：共射电路：2射随射随:2022-12-27陇东学院电气工程学院423共基电路共基电路作输出级（输出阻抗低，带负载能力强）作输出级（输出阻抗低，带负载能力强）ri低，结电容影响小，频率特性好，常用低，结电容影响小，频率特性好，常用于宽带放大器；于宽带放大器；ro高，可用作恒流源（在运放高，可用作恒流源（在运放内部结构中可以看到它的应用）；无电流放大内部结构中可以看到它的应用）；无电流放大作用，有电压放
19、大作用，且作用，有电压放大作用，且Uo与与Ui同相。同相。由于其输入阻抗高，对前级取由于其输入阻抗高，对前级取电流小，对信号或前级无影响。电流小，对信号或前级无影响。多级放大电路的输入级多级放大电路的输入级/中间隔离级中间隔离级2022-12-27陇东学院电气工程学院432.4.3、三种组态的比较（总结）、三种组态的比较（总结）ri高，高，ro低，低，Au小于接近于小于接近于1，无电压放大，无电压放大作用作用,具有电压跟随的特点；有电流放大作用。具有电压跟随的特点；有电流放大作用。常用作电压放大电路的输入级与输出级常用作电压放大电路的输入级与输出级 三种接法的主要特点和应用三种接法的主要特点和
20、应用 具有较大的电压、电流放大倍数，同时具有较大的电压、电流放大倍数，同时ri高，高，ro比较适中，比较适中，故常用作放大电路的输入故常用作放大电路的输入/输出输出/中中间级；具有倒相作用。间级；具有倒相作用。1共射电路：共射电路：2射随射随:2022-12-27陇东学院电气工程学院4410080604020AIB=0uCE(V)543210 5 10 15 iC（mA）UiC1RcRB1RB2REUBI1I2C2UOUECE+UccII1K2K11K39K15V2K 如图所示放大电路，试：如图所示放大电路，试：3）定出对应于）定出对应于iB由由0100 A时，时，UCE的变化范围，的变化范围
21、，并由此计算并由此计算Uo（正弦电压有效值）。（正弦电压有效值）。1）画出直流负载线；求出）画出直流负载线；求出Q点；点；2）画出交流负载线；）画出交流负载线；502022-12-27陇东学院电气工程学院45解解:1）UB UCCRB2RB1RB2=15=3.3 V11391110080604020AIB=0uCE(V)543210 5 10 15 iC（mA）QICQ IEQ=UBQUBEQ RE=2.6 mA2.6UCEQ=7.2 V7.2UiC1RcRB1RB2REUBI1I2C2UOUECE+UccII1K2K11K39K15V2K2022-12-27陇东学院电气工程学院46UCEM
22、UCEQ ICQ RL =9.8 V10080604020AIB=0uCE(V)543210 5 10 15 iC（mA）4.89.8Q2.67.2UiC1RcRB1RB2REUBI1I2C2UOUECE+UccII1K2K11K39K15V2KUOM1UCEQUCES=7.24.8=2.4 VUOM2UCEMUCEQ=9.87.2=2.6 VUOM min(UOM1，UOM2)=2.4VUO=U UOMOM2=1.7V2022-12-27陇东学院电气工程学院47UiC1RcRBUBC2UO+UccII3K500K(+12V)RL2K如图电路，如图电路，=100，试用微变等效电路法求解：，试用
23、微变等效电路法求解：1)不接负载电阻时的电压放大倍数；不接负载电阻时的电压放大倍数；2)接负载电阻时的电压放大倍数；接负载电阻时的电压放大倍数；3)ri、rO；4)信号源内阻信号源内阻RS 500的电压放大倍数。的电压放大倍数。2022-12-27陇东学院电气工程学院48v多级放大电路的分析和动态参数的计算多级放大电路的分析和动态参数的计算1、电压放大倍数、电压放大倍数Au：各级电压放大倍数之积。：各级电压放大倍数之积。2、输入电阻：第一级放大电路的输入电阻。、输入电阻：第一级放大电路的输入电阻。3、输出电阻：最后一级的输出电阻。、输出电阻：最后一级的输出电阻。Au=Au1 Au2 Aun=A
24、uknk=1ri=ri1ro=ron在分析多级放大电路时，要考虑在分析多级放大电路时，要考虑前、后级前、后级之间的之间的相互相互影响。影响。通常把后一级的通常把后一级的输入电阻输入电阻看作前一级的看作前一级的交流负交流负载电阻载电阻，即令：，即令：rLk=ri,k+1。2022-12-27陇东学院电气工程学院49例例1：如图所示两级阻容耦合放大电路，已知：如图所示两级阻容耦合放大电路，已知：1=2=50，计算该电路的总的电压放大倍数、输，计算该电路的总的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。入电阻、输出电阻。C1RB1 100KRB2 200KRE13KC2RB433KRB515KRE21.5KR
25、c2 2K+Ucc+12VuoRs2KusRB3 200KRL 6.2K+2022-12-27陇东学院电气工程学院50UB1 UCCRB2RB1RB2 =12 200 100 200=8 VIB1=UB1UBE1RB3+(1+)RE1 0.02mA20AC1RB1 100KRB2 200KRE13KC2RB433KRB515KRE21.5KRc2 2K+Ucc+12VuoRs2KusRB3 200KRL 6.2K+ICQ=IBQ 1mAUCE1=UCC-IC1RE1=9 V2022-12-27陇东学院电气工程学院51UB2 UCCRB5RB4RB5 =12 15 3315=3.7 VIE2=2
26、mAUB2UBE2 RE2C1RB1 100KRB2 200KRE13KC2RB433KRB515KRE21.5KRc2 2K+Ucc+12VuoRs2KusRB3 200KRL 6.2K+IB2=0.04mA=40 AIC2 UCE2 UCCIC2(RC 2+RE 2)=122(2+1.5)=5V2022-12-27陇东学院电气工程学院52rbe1=300+(1+)()=1626=1.6K26mVIE1mArbe2=300+(1+)()=960=0.96K26mVIE2mAic1ic2RLRB3RB2RB1RE1+uo Rc2RB5rbe2 2ib2ib2+ui1+uo1 rbe1 1Ib1
27、ib1Rsus+ui2 RB42022-12-27陇东学院电气工程学院53RL1=RE1 RL1=RE1 ri2=0.67K (1+)RL1 rbe1+(1+)RL1Au1 Uo1Ui 0.95RL1=ri2=RB4 RB5 rbe2=0.87Kic1ic2RLRB3RB2RB1RE1+uo Rc2RB5rbe2 2ib2ib2+ui1+uo1 rbe1 1Ib1ib1Rsus+ui2 RB42022-12-27陇东学院电气工程学院54=RL2 rbe2Au2=78RL2=RC2 RL=1.5KAu=Au1 Au2=0.95(78)75ic1ic2RLRB3RB2RB1RE1+uo Rc2RB
28、5rbe2 2ib2ib2+ui1+uo1 rbe1 1Ib1ib1Rsus+ui2 RB42022-12-27陇东学院电气工程学院55ro=ro2 RC2 2Kri=ri1=(RB3+RB1 RB2)rbe1+(1+)RE1 31.5 Kic1ic2RLRB3RB2RB1RE1+uo Rc2RB5rbe2 2ib2ib2+ui1+uo1 rbe1 1Ib1ib1Rsus+ui2 RB42022-12-27陇东学院电气工程学院56v基本差动放大电路基本差动放大电路一、基本差动放大电路一、基本差动放大电路UoR2R1R3R4UCCRBRcRSRBRcRSui1ui2uo1uo2uo+UccT1T
29、22022-12-27陇东学院电气工程学院57二、抑制零点漂移原理二、抑制零点漂移原理 当当T iC1 iC2，由于两管对称，由于两管对称，iC1=iC2，uC1=uC2，理想情况下，电路理想情况下，电路对称，对称，ui=0时，时，IC1=IC2，UC1=UC2，所以所以uo=UC1-UC2=0故：故：零漂移被抑制。零漂移被抑制。即即RBRcRSRBRcRSui1ui2uo1uo2uo+UccT1T22211)CCCCOuUuUu021CCOuuu2022-12-27陇东学院电气工程学院58由于电路完全对称，两管由于电路完全对称，两管uC的变化相同，所以的变化相同，所以uo=0，从而，从而AC
30、=0（实际上两管不可能完全对称，（实际上两管不可能完全对称，即即 Uo0，但，但AC很小很小）。）。三、当有信号输入时（三、当有信号输入时（ui=0）对称差放的工作情况对称差放的工作情况分成以下几种来讨论：分成以下几种来讨论：1 1、ui1=ui2（大小、（大小、相位均相同）相位均相同）称为共模输入称为共模输入RBRcRSRBRcRSui1ui2uo1uo2uo+UccT1T22022-12-27陇东学院电气工程学院592 2、ui1=ui2（大小（大小相同、极性相反）相同、极性相反）称为差模输入称为差模输入RBRcRSRBRcRSui1ui2uo1uo2uo+UccT1T221CCII21C
31、CUU12102CCCUUUU1112121022uiCiiCCidAUUUUUUUUA差模放大倍数：差模放大倍数：（设（设ui1为正）为正）即：即：与单管放大倍数相同与单管放大倍数相同。2022-12-27陇东学院电气工程学院603、ui1 ui2(两个输入信号的大小和极性任意的两个输入信号的大小和极性任意的)称为比较输入。称为比较输入。问题：问题：为什么要引入差放呢？为什么要引入差放呢？引入差动电路的主要目的是多用一个放大管引入差动电路的主要目的是多用一个放大管来换取对零漂的抑制。来换取对零漂的抑制。可可分解分解为为共模分量共模分量和和差模分量差模分量dCiUUU1221iiCUUUdCi
32、UUU2221iidUUU2022-12-27陇东学院电气工程学院61四、共模抑制比四、共模抑制比CMRR：差模电压放大倍数差模电压放大倍数Ad对共模电压放大倍数对共模电压放大倍数Ac之比的绝对值。之比的绝对值。CMRR越高的差动放大电路，越高的差动放大电路，抑制零点漂移的能力越强。抑制零点漂移的能力越强。例：例：电路如图（见下页），已知电路如图（见下页），已知 Rc=10k，RB=300k，RS=2k，rbe1=rbe2=1k，1=2=50。1）此电路若采用单端输出，能抑制零漂吗？）此电路若采用单端输出，能抑制零漂吗？2）若结构上完全对称，求差模电压放大倍数）若结构上完全对称，求差模电压放大
33、倍数Ad和共模电压放大倍数和共模电压放大倍数Ac。2022-12-27陇东学院电气工程学院62RBRcRSRBRcRSui1ui2uo1uo2uo+UccT1T2AC=0BbeSLdiOdRrRRAUUA/1icui1Rcuo1+RSR/2RB2022-12-27陇东学院电气工程学院63v典型差动放大电路典型差动放大电路长尾式差放长尾式差放+UCCRcRSRcRSui1ui2uo1uo2uoT1T2RERP-UEE1、利用差动抑制零漂、利用差动抑制零漂一、工作原理一、工作原理2、利用、利用RP调校对称性调校对称性由于长尾电路的偏流由于长尾电路的偏流由负电源由负电源UEE提供，提供，所以所以RB
34、可以不用可以不用，而保留而保留RS采用该电路的优点：采用该电路的优点：2022-12-27陇东学院电气工程学院643、利用、利用RE稳定静态工作点，抑制共模信号零漂。稳定静态工作点，抑制共模信号零漂。1）对于共模输入，对于共模输入，iC1、iC 2同时增加，同时增加，iR E增增加加,uE升高，升高，uBE减小，减小，从而限制从而限制iC1、iC2的增的增加，加，RE起起共模电流负共模电流负反馈反馈作用作用,RE共模反馈共模反馈电阻。电阻。+UCCRcRSRcRSui1ui2uo1uo2uoT1T2RERP-UEEIRE2）对于差模输入，对于差模输入，iC1=iC2,iRE保持不变，保持不变，
35、UE=0，RE不起作用。不起作用。2022-12-27陇东学院电气工程学院65可见，可见，RE引入的共引入的共模负反馈使模负反馈使AC减小减小了，降低了每个管子了，降低了每个管子的零漂；但对的零漂；但对Ad没有没有影响，因此提高了电影响，因此提高了电路的共模抑制比。路的共模抑制比。+UCCRcRSRcRSui1ui2uo1uo2uoT1T2RERP-UEEIRERE愈大，共模负反馈愈强，零漂越小。但是随着愈大，共模负反馈愈强，零漂越小。但是随着RE的增大，其上的直流压降也愈大，故引入一个负电的增大，其上的直流压降也愈大，故引入一个负电源源UEE来补偿来补偿RE上的压降，以免输出电压范围减小；上
36、的压降，以免输出电压范围减小；同时也保证同时也保证UB近似近似“0”电位。电位。2022-12-27陇东学院电气工程学院66两管对称两管对称 二、性能分析二、性能分析ICQIBQRCRS+UCCUEERERP/2IEIRE1静态分析（静态分析（Ui=0）：IB1=IB2=IB IE1=IE2=IE=IRE/2IC1=IC2=IC+UCCRcRSRcRSui1ui2uo1uo2uoT1T2RERP-UEEIRE2022-12-27陇东学院电气工程学院67EEEREEQCQRUIII22EEECQBQRUII22EECCEQCCQCECEURUEIRUERICQIBQRCRS+UCCUEERERP
37、/2IEIRE0)(EEEREBESBURIURIEEERERUI根据电路：根据电路：2022-12-27陇东学院电气工程学院68+UCCRcRSRcRSui1ui2uo1uo2uoT1T2RERP-UEEIRE2动态分析（动态分析（ui1=ui2）：对于差模输入信号，由对于差模输入信号，由于两管的输入信号幅度于两管的输入信号幅度相等而极性相反，所以相等而极性相反，所以 iC1=iC2,流过流过RE的的电流电流iRE保持不变，保持不变，则则 uE=0，uE相当于一个固相当于一个固定电位，可等效作电源定电位，可等效作电源同样考虑，则在画交流同样考虑，则在画交流通路时可看作交流地，通路时可看作交流
38、地，故得单管交流通路如下：故得单管交流通路如下：1）等效电路：）等效电路：icui1Rcuo1+RSRP/2R/22022-12-27陇东学院电气工程学院69）放大倍数：）放大倍数：icui1Rcuo1+RSRP/2R/2当在两管的集电极间接入负载当在两管的集电极间接入负载RL时，由于差动输入，时，由于差动输入，一管一管uC升高，另一管升高，另一管uC降低，降低，RL中点的电位不变中点的电位不变，相当于交流地，故可以认为每管各带一负载相当于交流地，故可以认为每管各带一负载RL/2，所以所以 RL=RC/（RL/2）。2/)1(1PbeSLdiOdRrRRAUUAbeSLddrRRAA12022
39、-12-27陇东学院电气工程学院70ui=ui1-ui2，输入信号以电，输入信号以电压的形式相加减，故可以压的形式相加减，故可以认为两输入端口之间为串认为两输入端口之间为串联的关系，所以差模输入联的关系，所以差模输入电阻为：电阻为：icui1Rcuo1+RSRP/2R/23）差动输入电阻）差动输入电阻ri4）差模输出电阻）差模输出电阻rori=2（RS+rbe）+（1+）RPro=2RC2022-12-27陇东学院电气工程学院71 3.7 图P3.7所示电路参数理想对称，晶电路参数理想对称，晶体管的均为50，bbr=100，UBEQ0.7。试计算。试计算RW滑动端在中点时滑动端在中点时T1管和
40、管和T2管的发射极静态电流管的发射极静态电流IEQ，以及动态参，以及动态参数数Ad和和Ri。2022-12-27陇东学院电气工程学院72 解：解：RW滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流分析如下：mA517.02222eWBEQEEEQEEeEQWEQBEQRRUVIVRIRIU Ad和Ri分析如下：k5.20)1(2972)1(k18.5mV26)1(WbeiWbecdEQbbbeRrRRrRAIrr2022-12-27陇东学院电气工程学院73 1.若在基本差动放大电路中增若在基本差动放大电路中增加两个电阻加两个电阻Re（如图所示）。则如图所示）。则动态指标将有何变化？动态指标将有何
41、变化？答：答：双端输出差模增益双端输出差模增益差模输入电阻差模输入电阻 beLc)21/(rRR VDA idR 2beroLc2/rRR 单端输出共模增益单端输出共模增益VC1Ae)1(R e)1(R eR 增加了增加了Re增加了增加了Re2022-12-27陇东学院电气工程学院74 2.差动放大电路如图所示。分析差动放大电路如图所示。分析下列输入和输出的相位关系：下列输入和输出的相位关系：反相反相vC1与与vi1end同相同相vC2与与vi1同相同相vC1与与vi2反相反相vC2与与vi2反相反相vO与与vi1同相同相vO与与vi23.静态时，两个输入端是否有静态偏置电流？静态时，两个输入
42、端是否有静态偏置电流？2022-12-27陇东学院电气工程学院75功功 放放 复复 习习2022-12-27陇东学院电气工程学院76v功率放大电路的相关概念功率放大电路的相关概念一、对功放的一般要求（特点）一、对功放的一般要求（特点）1、输出功率尽可能大。、输出功率尽可能大。对共射接法：对共射接法：CMCEMCMcemoIUIUp2122max2、非线性失真要小。、非线性失真要小。3、效率要高、效率要高RcooccoPPPPPPmaxmaxmax2022-12-27陇东学院电气工程学院77二、功放分类二、功放分类1甲类功放甲类功放Q点位于交流负载线的中点（点位于交流负载线的中点（Q1）2乙类功
43、放乙类功放Q点位于截止边缘点位于截止边缘（Q2此时只此时只 有信号的正半周起作用）有信号的正半周起作用）3甲乙类功放甲乙类功放Q点处于甲类和乙类之间（点处于甲类和乙类之间（Q3 靠近截止区）靠近截止区）功放的内部损耗主要是功放的内部损耗主要是静态管耗静态管耗（P PC C=I=ICQCQU UCEQ CEQ），），从效率角度考虑，从效率角度考虑，P PC C越小越好，显然乙类功放越小越好，显然乙类功放管耗最小，其次是甲乙类，但却都易引起失真。管耗最小，其次是甲乙类，但却都易引起失真。2022-12-27陇东学院电气工程学院78v互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路一、一、OTL电路电路（O
44、utput Transformerless）RL+UCCT1T2ACL1静态时静态时，两管都工作于乙类状态；，两管都工作于乙类状态；2当当Ui在在UCC/2上下变化时上下变化时正半周时，正半周时，T1导通，导通，T2截止截止,CL充电，电流由电源提供充电，电流由电源提供；负半周时，负半周时，T1截止截止,T2导通，导通，CL放电，电流由电容放电，电流由电容CL提供。提供。3.电路缺点：信号较小时，有交越失真电路缺点：信号较小时，有交越失真2022-12-27陇东学院电气工程学院79二、二、OTL甲乙类互补对称电路甲乙类互补对称电路RL+UCCT1T2CL三、三、OCL甲乙类互补对称功放甲乙类互
45、补对称功放RL+UCCT1T2UCC2022-12-27陇东学院电气工程学院80v采用复合管的功率输出级采用复合管的功率输出级复合管（达林顿管）复合管（达林顿管）复合管的类型由第一管决定，第一管的类型相同复合管的类型由第一管决定，第一管的类型相同（若第一管为（若第一管为PNP管，则复合管为管，则复合管为PNP型），且型），且b、c、e各极与第一管相同。各极与第一管相同。T2T1T1T2T1T22022-12-27陇东学院电气工程学院81运运 放放 复复 习习2022-12-27陇东学院电气工程学院82v运放结构特点：运放结构特点：、因硅片上不能制作大电容，故级间采用直接耦合；、因硅片上不能制作
46、大电容，故级间采用直接耦合；、为减少环境温度和干扰等影响，多采用对称电路、为减少环境温度和干扰等影响，多采用对称电路（如差动电路）和复合电路来改善电路性能；（如差动电路）和复合电路来改善电路性能；、因为硅片上不易制作高阻值电阻，所以大量采用、因为硅片上不易制作高阻值电阻，所以大量采用电流源代替大电阻；电流源代替大电阻；、集成晶体管和场效应管因制作工艺不同，性能上、集成晶体管和场效应管因制作工艺不同，性能上有较大差异，所以在集成运放中常采用复合形式。有较大差异，所以在集成运放中常采用复合形式。2022-12-27陇东学院电气工程学院83v集成运放的组成集成运放的组成输入电阻大，输出电阻小，抑制零
47、漂能力强，可输出输入电阻大，输出电阻小，抑制零漂能力强，可输出较大的功率。较大的功率。v理想运算放大器理想运算放大器1.开环放大倍数开环放大倍数Auo2.差模输入电阻差模输入电阻rid3.开环输出电阻开环输出电阻ro04.共模抑制比共模抑制比CMRR 5失调电失调电UOS、失调电流、失调电流IOS及它们的温漂均为零及它们的温漂均为零6输入偏置电流输入偏置电流IB1=IB2=0uo u-u+一、理想运算放大器性能指标一、理想运算放大器性能指标2022-12-27陇东学院电气工程学院841.运放工作在线性区时，有两条重要结论运放工作在线性区时，有两条重要结论：即：输入电流等于即：输入电流等于0 0
48、虚断虚断。同相输入端和反相输入端近似等电位同相输入端和反相输入端近似等电位虚短虚短。二、开环电压传输特性二、开环电压传输特性2非线性区（饱和区）非线性区（饱和区）(1)当当u+u，uo=+Uo(sat)(2)当当u+u，uo=Uo(sat)由于由于rid，所以此时仍有，所以此时仍有 IB1=IB2=02022-12-27陇东学院电气工程学院85v比例运算电路比例运算电路一、反相比例运算电路一、反相比例运算电路-+R1RRfuo+uii1if1RRuuAfiou二、同相比例运算电路二、同相比例运算电路11RRuuAfiou-+R1RRfuo+uiIfI12022-12-27陇东学院电气工程学院8
49、6三、差动比例运算电路三、差动比例运算电路121RRuuuAfiiou-+R1Rfuo+ui2ifi1R1Rfui1四、反相求和电路四、反相求和电路-+R12RRfuo+ui2R11ui1)(2121110ififuRRuRRu2022-12-27陇东学院电气工程学院87v积分电路和微分电路积分电路和微分电路一、积分电路一、积分电路-+R1RCuo+uiifi10011tottiudtuCRuo二、二、比例积分调节器（比例积分调节器（PIPI调节器）调节器）-+R1RCuo+uiIfIiR200121tottifudtuCRiRuoR2uiR12022-12-27陇东学院电气工程学院88三、微
50、分电路三、微分电路-+RRCuo+uiificdtduRCiRuifo2022-12-27陇东学院电气工程学院89例：例：运放电路如图所示，设各级电阻已平衡，运放电路如图所示，设各级电阻已平衡，t=0时，时，输入输出电压均为零，求输入输出电压均为零，求Uo与输入电压之间的关系。与输入电压之间的关系。-+RC+Ui1-+UoUi2R1R2Ui3R3RRRFUo1例：例：设计一个能实现设计一个能实现Uo=2Ui1-5Ui2+0.1Ui3的求和电路。的求和电路。2022-12-27陇东学院电气工程学院90电路如图所示，要求（2）若RF1=R1，RF2=R2，R3=R4，写出此时uo与u11，u12的
