第2章 放大电路

1、 2.1 2.1 基本放大电路基本放大电路三极管放三极管放大电路有大电路有三种形式三种形式共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器共射放大器共射放大器以共射放以共射放大器为例大器为例讲解工作讲解工作原理原理1 1. .RsRBus+ui+UBBRL+uo+UCCRCC1C2V+ 基本放大电路又称作单管放大电路，它是构基本放大电路又称作单管放大电路，它是构成复杂放大电路的基本单元。成复杂放大电路的基本单元。一、基本放大电路的一般形式一、基本放大电路的一般形式RB+ECRCC1C2TRL+-ui+-uo正电源正电源基极基极电阻电阻集电极集电极电阻电阻输入耦输入耦合电容合电容输出耦输出耦合电容合电容

2、输入输入电压电压输出输出电压电压负载负载电阻电阻三极管三极管+1.三极管三极管T是放大电路核心元件是放大电路核心元件,起电流放大作用起电流放大作用2.基极电阻基极电阻RB:使三极管发射结使三极管发射结正向偏置正向偏置,并为三极管提供合并为三极管提供合适的基极电流适的基极电流IB.3.电源电源EC:为电路提供能量为电路提供能量4.集电极负载电阻集电极负载电阻RC:与与RB阻值配合阻值配合,保证三极管集保证三极管集电结反向偏置电结反向偏置,即即UCEUBE；将变化的集电极电流；将变化的集电极电流变换成变化的输出电压。变换成变化的输出电压。CBEBBEURIBBECBRUEI各元件的作用：各元件的作

3、用：RB+ECRCC1C2uiiBiCuCEuouo比比ui幅幅度放大且度放大且相位相反相位相反uBE放大电路的分析方法放大电路的分析方法放大放大电路电路分析分析静态分析静态分析估算法估算法图解法图解法动态分析动态分析微变等效电路法微变等效电路法图解法图解法计算机仿真计算机仿真2 2.2.2一、一、静态工作点静态工作点：静态时静态时三极管各极电流和电压三极管各极电流和电压值称为静态工作点值称为静态工作点Q（主主要指要指IBQ、ICQ和和UCEQ）。）。静态分析静态分析：主要是确定主要是确定放大电路中的静态值放大电路中的静态值IBQ、ICQ和和UCEQ。直流通路直流通路:对直流信号对直流信号的等

4、效电路的等效电路(耦合电容可耦合电容可视为开路视为开路)共发射极基本放大电路共发射极基本放大电路静态静态：指无交流信号输入时，电路中的电流、电压都不指无交流信号输入时，电路中的电流、电压都不变的状态。变的状态。RC+UCCVRB+UCEQ+UBEQ ICQIBQBBEQCCBQRUUIBQCQIICCQCCCEQRIUU估算法估算法：耦合电容可视为开路。BCCBQRUIRB称为称为偏置电阻偏置电阻IB称为称为偏置电流偏置电流图解法图解法(IB,UBE) 和和( IC,UCE )分别对应于输入输出特性曲线分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。上的一个点称为静态工作点。IBUBEQI

5、BUBEQUCEICICUCEIB（1）用估算法求出 基极电流基极电流IBQ（如40A）。（2）根据IBQ在输出特性 曲线中找到对应的曲线找到对应的曲线。（3）作直流负载线作直流负载线。根据集电极电流IC与集、射间电压UCE的关系式UCE=UCCICRC可画出一条直线，该直线在纵轴上的截距为UCC/RC，在横轴上的截距为UCC，其斜率为1/ RC ，只与集电极负载电阻RC有关，称为直流负载线直流负载线。（4）求静态工作点求静态工作点Q，并确定UCEQ、ICQ的值。IB=00UCE/V20A40A60A80AIC/mAQICQUCEQUCCRCUCCIB=40A的输出特性曲线由由UCE=UCCI

6、CRC所决定的直流负载线所决定的直流负载线过Q点作水平线，在纵轴上的截距即为ICQ过Q点作垂线，在横轴上的截距即为UCEQ二、二、 是指有交流信号输入时，电路中的电流、电压随输入信号作相应变化的状态。由于动态时放大电路是在直流电源UCC和交流输入信号ui共同作用下工作，电路中的电压uCE、电流iB和iC均包含两个分量。RsRBus+uiRL+uoVRCibic：（ui单独作用下的电路）。由于电容C1、C2足够大，容抗近似为零（相当于短路），直流电源UCC去掉（短接）。IBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么变化怎么变化假设假设uBE静态工作点的基础静态工作点的基础上有一微小的变化上有一

7、微小的变化 uiQ图解分析图解分析ICUCEicuCE的变化沿一条线的变化沿一条线交流负载线交流负载线（当无负载电（当无负载电阻阻RL时，交流负载线就是时，交流负载线就是直流负载线）直流负载线）RB+ECRCC1C2+-ui+-uouCE-+QuCEtt图解分析图解分析图解步骤图解步骤：（1）根据静态分析方法，求出静态工作点）根据静态分析方法，求出静态工作点Q。（2）根据）根据ui在输入特性上求在输入特性上求uBE和和iB。（3）作交流负载线。）作交流负载线。（4）由输出特性曲线和交流负载线求）由输出特性曲线和交流负载线求iC和和uCE。0 (a) 输入回路 (b) 输出回路uCEiCQICQ

8、UCCuBEiB0uBEtiBt0iCt0tQQQQQIBQUBEQuCEUCEQ直流负载线交流负载线00化学工业出版社化学工业出版社 n 交流负载线交流负载线icuce其中：其中：CLLR/RR uce=-ic（RC/RL） = -ic RLRBRCRLuiuo化学工业出版社化学工业出版社 n 交流量交流量i ic c和和u ucece的的关系：关系：这就是说，交流信号的变化沿着斜率为：这就是说，交流信号的变化沿着斜率为：LR1 的直线。的直线。这条直线这条直线通过通过Q点点，称为，称为交流负载线交流负载线。uce=-ic（RC/RL） = -ic RL或或ic=（-1/ RL） uce化学

9、工业出版社化学工业出版社 n 交流负载线的作法交流负载线的作法(1)(1)ICUCEECCCREQIB过过Q点作一条直线点作一条直线,斜率为斜率为:LR1 交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线LcceRiuceCEQCEuUu)(1CQLCEQCELCIRUuRicCQCiIiLCLCLCLRRRRRRR/交流负载线的作法交流负载线的作法(2)(2)（1）放大器中的各个量uBE，iB，iC和uCE都由直流分直流分量和交流分量量和交流分量两部分组成。图解分析结论：图解分析结论：（2）由于C2的隔直作用，放大器的输出电压uo等于uCE的交流分量uce，且输出电压输出电压u uo o与输入电压与

10、输入电压u ui i反相反相。（3）放大器的电压放大倍数可由uo与ui的幅值之比或有效值之比求出。负载电阻负载电阻R RL L越小越小，交流负载电阻RL也越小，交流负载线就越陡，使Uom减小，电压放电压放大倍数下降大倍数下降。图解分析波形图解分析波形三、静态工作点的设置及信号失真分析三、静态工作点的设置及信号失真分析 为保证放大电路能正常工作，放大输入信号，为保证放大电路能正常工作，放大输入信号，必须设置合适的静态工作点。若信号进入截止区或必须设置合适的静态工作点。若信号进入截止区或饱和区，会造成饱和区，会造成非线性失真非线性失真。1.饱和失真饱和失真Q点过高，在信号的正半周时，三极管点过高，

11、在信号的正半周时，三极管有一段时间工作在饱和区，失去电流放大作用。有一段时间工作在饱和区，失去电流放大作用。2.截止失真截止失真：Q点过低，在输入信号的负半周，三点过低，在输入信号的负半周，三极管工作在截止区。极管工作在截止区。020 A40 A80 A123IB = 0Qt00uce (uo) ic正正半周变平半周变平Q2Q1uCE /V IB = 60 A uo波形波形tuce负负半周变平半周变平饱和失真饱和失真uCE /ViC / mAiC / mAuBE / V0Q5ibube0tt0iB / AiB / AuBE / Vt1t2t1t2在在ube负半周负半周t1 t2时时间内，间内，

12、 uBE小于死区小于死区电压，电压， iB =0设静态值设静态值 IB = 5 AQ2Q10IB = 5 A20608031. 5612t00Q 2.250.752.251.50.75icuce (uo)394000.250.25正半周正半周变平变平uCE /VuCE /Vt截止失真截止失真uo波形波形iC = iBQ1Q2iC / mAiC / mA结论 静态工作点Q设置得不合适设置得不合适，会对放大电路的性能造成影响。 若Q点偏高，称为饱和失真饱和失真； 若Q点偏低，称为截止失真截止失真。 饱和失真和截止失真统称为非线性失真非线性失真。uo波形波形注：以上波形以注：以上波形以NPN三极管为

13、例三极管为例化学工业出版社化学工业出版社 n 小信号条件小信号条件下把放大电路中的下把放大电路中的非线性元件非线性元件三极管或场效应管三极管或场效应管线性化线性化，然后应用分析线性电路，然后应用分析线性电路的方法来分析和计算放大电路的性能和参数的方法来分析和计算放大电路的性能和参数2.32.3微变等效电路分析法微变等效电路分析法CECEubbeuBBEbeiuiur|小功率三极管的输入电阻小功率三极管的输入电阻:)()(26)1 (300mAImVrEQbe式中，式中， ：发射极静态电流；：发射极静态电流； :三极管的放大倍数三极管的放大倍数EQIber：输入电阻：输入电阻1.1.输入特性曲线

14、输入特性曲线 一、三极管的微变等效电路一、三极管的微变等效电路CECEubcuBCiiii|bcii式中，式中，ib和和ic均为交流分量均为交流分量输出端相当于一个受输出端相当于一个受ib控制的电流源。控制的电流源。2.2.输出特性曲线输出特性曲线在静态工作点附近输出在静态工作点附近输出特性曲线是一族近似平特性曲线是一族近似平行横坐标且相互间隔相行横坐标且相互间隔相等的直线。等的直线。 一、三极管的微变等效电路一、三极管的微变等效电路ubeibuceic uceuberbe ibibic 注意：注意：微变等效电路只是用于分析和计算放大电路的微变等效电路只是用于分析和计算放大电路的动态性能指标，

15、不能用来分析放大电路的静态工作情动态性能指标，不能用来分析放大电路的静态工作情况。况。 一、三极管的微变等效电路一、三极管的微变等效电路二、放大电路的微变等效电路二、放大电路的微变等效电路将交流通道中的三极管用微变等效电路代替将交流通道中的三极管用微变等效电路代替rbe ibibiiicuiuoRBRCRLRBRCRLuiuo交流通道交流通道目的目的将电子问题将电子问题化为受控源化为受控源电路的问题电路的问题来解来解a.先画出先画出交流通路交流通路。b.用三极管的微变用三极管的微变等效等效电路电路代替代替交流通路中的三极管交流通路中的三极管c.在等效电路图中标出电流和电压的在等效电路图中标出电

16、流和电压的参考方向参考方向，然后应用线性电路的理论分析计算。然后应用线性电路的理论分析计算。小结：放大电路的微变等效电路画法小结：放大电路的微变等效电路画法1.1.电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算a.设设RS=0bbeiSIrUUbLcLoIRIRU三、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻三、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻LCLCLCLRRRRRRR/beLiosourRUUUUAbeCiosourRUUUUA若若LR)(beLisiuisiiosisourRrRrArRrUUUUUUAs0SRb.若若式中式中beBbeBbeBirRrRrRr/beBrR 通常通常则则bebeBirrRr/

17、besLurRRAs1.1.电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算 电路如图所示，若电路如图所示，若 ，其余参数如图中所示，其余参数如图中所示，试用微变等效电路计算：（试用微变等效电路计算：（1） 时的时的 50LRuA和和 时的时的 kRL5 . 5uA，设，设 。(2) 时的时的0sR0sR和和 时的时的 ，设，设 。 kRs1suAkRL5 .5suA例：例： kRL5 . 5解：解：(1)0sRARUIBCCBQ4010300123mAIIIBQCQEQ21040506krbe96. 0226)501 (300LR17296. 03 . 350beCurRAkRRRLCL23 . 35

18、. 53 . 35 . 5/10496. 0250beLiourRUUA(2)0sR5196. 01250beSLurRRAs kRs1104uuAAsbeBrkR 300结论：结论：共发射极放大电路的共发射极放大电路的 电压放大倍数不但电压放大倍数不但与与RL有关，而且还与信号源内阻有关，而且还与信号源内阻RS有关。有关。提高放大电路电压放大倍数的方法：提高放大电路电压放大倍数的方法：a.选择较大选择较大 值的三极管值的三极管 b.适当增加静态工作点适当增加静态工作点 值值EQIc.使负载尽量大使负载尽量大IiiIUr2. 2. 放大电路输入电阻的计算放大电路输入电阻的计算放大电路对信号源来

19、说，是一个负载，可用一个电放大电路对信号源来说，是一个负载，可用一个电阻等效代替，这个电阻是阻等效代替，这个电阻是信号源的负载电阻信号源的负载电阻，也就，也就是放大电路的输入电阻是放大电路的输入电阻ri，即，即输入电阻对交流输入电阻对交流而言是而言是动态电阻动态电阻beBrR 因因 ，故，故 ，通常通常 约为约为1k左右，因此共左右，因此共发射极放大电路的输入电阻都比较小。发射极放大电路的输入电阻都比较小。beirr ber对负载来讲，放大电路相当于信号源。（可将它进行对负载来讲，放大电路相当于信号源。（可将它进行戴维南戴维南定理定理等效等效），等效的），等效的内阻内阻就是输出电阻，用就是输出

20、电阻，用ro表示，它也是表示，它也是动态电阻。动态电阻。共发射极放大电路的输出电阻共发射极放大电路的输出电阻roRC，因此其输出电阻比，因此其输出电阻比较大。较大。LSRUoIUr, 03. 3. 放大电路输出电阻的计算放大电路输出电阻的计算 所有独立电源置所有独立电源置零，保留受控源，零，保留受控源，加压求流法加压求流法。00r ri i和和r ro o对放大电路性能的影响对放大电路性能的影响从放大电路的输入端看，从放大电路的输入端看，ri相当于信号源的负载，所以相当于信号源的负载，所以ri越越大越好大越好;从输出端看，放大器相当于一个信号源，其内阻就从输出端看，放大器相当于一个信号源，其内

21、阻就是放大电路的输出电阻。希望是放大电路的输出电阻。希望ro越小越好。越小越好。化学工业出版社化学工业出版社 n 小结：小结：温度对工作点的影响温度对工作点的影响温度升高温度升高UBE减小减小ICBO增大增大增大增大IC增大增大2.6 2.6 放大电路的通频带及多级放大电路放大电路的通频带及多级放大电路一、放大电路的通频带一、放大电路的通频带)( fFAAuu1.放大电路的电压放大倍数（包括输出与输入之放大电路的电压放大倍数（包括输出与输入之间的相位差）是频率的函数，可表示为间的相位差）是频率的函数，可表示为单管放大电路考虑各单管放大电路考虑各电容影响时的微变等电容影响时的微变等效电路。效电路

22、。化学工业出版社化学工业出版社 n 幅频特性幅频特性：放大倍数的幅值与频率的关系。示于放大倍数的幅值与频率的关系。示于下图（下图（a）相频特性相频特性：输入、输出电压相位与频率的的关系。输入、输出电压相位与频率的的关系。示于上图（示于上图（b).化学工业出版社化学工业出版社 n 中频段：中频段：由于耦合电容和发射极电阻旁路电容的容抗值较大，由于耦合电容和发射极电阻旁路电容的容抗值较大，故对中频段信号来讲其容抗很小，可视作短路，电压放大倍故对中频段信号来讲其容抗很小，可视作短路，电压放大倍数于信号频率无关。数于信号频率无关。低频段：低频段：fffff f H H , ,耦合电容和旁路电容容抗更小

23、，仍可视为耦合电容和旁路电容容抗更小，仍可视为短路，而结电容短路，而结电容C Cbebe、C Ccece的容抗增大到与的容抗增大到与r rbebe、R RC C相当的程度，相当的程度，不可视为开路，其分流作用将使输出电压减小，放大倍数下不可视为开路，其分流作用将使输出电压减小，放大倍数下降，同时相位亦有所改变。降，同时相位亦有所改变。2.2.通频带：通频带：f =ff =fH H f fL L化学工业出版社化学工业出版社 n 多级放大电路中前后级多级放大电路中前后级的关系是：的关系是：前级是后级的信号源；前级是后级的信号源；后级是前级的负载后级是前级的负载二、多级放大电路的耦合方式二、多级放大

24、电路的耦合方式第一级第一级第二级第二级第第n-1级级第第n级级输入输入输出输出耦合耦合A总总=A1A2A3An耦合方式：耦合方式：(1)直接耦合直接耦合 (2)阻容耦合阻容耦合(3)变压器耦合变压器耦合 (4)光电耦合光电耦合化学工业出版社化学工业出版社 n （1 1）变压器耦合多级放大电路）变压器耦合多级放大电路化学工业出版社化学工业出版社 n （2 2）阻容耦合多级放大电路）阻容耦合多级放大电路特点：特点：1.电路简单，前后级静态工作点各自独立。电路简单，前后级静态工作点各自独立。2.不能放大变化缓慢的信号即低频响应差。不能放大变化缓慢的信号即低频响应差。3.由于耦合电容体积较大，因而不易

25、集成。由于耦合电容体积较大，因而不易集成。化学工业出版社化学工业出版社 n 1.1.静态分析静态分析 由于由于各级静态工作是独立互不影响各级静态工作是独立互不影响的，因此静态的，因此静态工作点可分级独立分析计算。工作点可分级独立分析计算。2.2.动态分析动态分析图为两级阻容耦合放大电路的微变等效电路。图为两级阻容耦合放大电路的微变等效电路。21ioUU2121uuioioiouAAUUUUUUA1111beLurRA211/iCLrRR2222beLurRALCLRRR/22输入电阻输入电阻121/beBBirRRr CoRr 输出电阻输出电阻（3 3）直接耦合放大电路）直接耦合放大电路1 1

26、、前后级静态工作点相互牵制、影响。、前后级静态工作点相互牵制、影响。由图（由图（b）可得如下关系式）可得如下关系式212ECRBERUUU2.2.零点漂移零点漂移 当当ui0时，输出端电压缓慢而无规则变化的现象，时，输出端电压缓慢而无规则变化的现象，就称为就称为零点漂移零点漂移。 衡量放大电路的零漂，通常用等效输入漂移电压衡量放大电路的零漂，通常用等效输入漂移电压 作为放大电路的温度漂移指标，作为放大电路的温度漂移指标，idUTAUUuodid化学工业出版社化学工业出版社 n 2.7 2.7 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈一、反馈的基本概念一、反馈的基本概念 反馈就是把放大电路反馈就是把

27、放大电路输出输出回路回路信号（电压或电流）信号（电压或电流）的一部分或全部通过一定的电路（称为的一部分或全部通过一定的电路（称为反馈电路反馈电路）返送到放大电路的返送到放大电路的输入输入回路回路,以影响净输入。以影响净输入。化学工业出版社化学工业出版社 n 反馈电路的基本关系：反馈电路的基本关系：开环放大倍数：开环放大倍数：dooXXA反馈系数：反馈系数：ofXXF比较：比较：fidXXX闭环放大倍数闭环放大倍数iOfXXA基本放大基本放大电路电路AooX 反馈电路反馈电路FfX iX +dX化学工业出版社化学工业出版社 n 二、反馈的分类二、反馈的分类负反馈：负反馈：反馈到输入回路的信号消弱

28、净输入信号而反馈到输入回路的信号消弱净输入信号而使电路的放大倍数降低。使电路的放大倍数降低。1.1.按反馈的影响分：按反馈的影响分：正反馈：正反馈：反馈到输入回路的信号增强净输入信号而反馈到输入回路的信号增强净输入信号而使使电路的电路的放大倍数增加。放大倍数增加。xd=xi xf xi 化学工业出版社化学工业出版社 n 二、反馈的分类二、反馈的分类2.2.按取样分：按取样分：电流反馈：电流反馈：反馈信号取自电流信号。反馈信号取自电流信号。电压反馈电压反馈 ： 反馈信号取自电压信号。反馈信号取自电压信号。与与 成正比，为电压反馈；成正比，为电压反馈；fXOU与与 成正比，为电流反馈；成正比，为电

29、流反馈；fXOI化学工业出版社化学工业出版社 n 二、反馈的分类二、反馈的分类串联型串联型 反馈电压反馈电压 与输入电压与输入电压 及净输入信号及净输入信号 是是串联分压关系，满足串联分压关系，满足 关系式关系式 fUbefiUUUiUbeU3.3.按输入端的连接方式分：按输入端的连接方式分：并联型并联型 反馈电流反馈电流 与输入电流与输入电流 及净输入信号及净输入信号 是是并联分流关系，满足并联分流关系，满足 关系式关系式 fIdfiIIIiIdI化学工业出版社化学工业出版社 n 负反馈的类型小结负反馈的类型小结负负反反馈馈交流负反馈交流负反馈直流负反馈直流负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈

30、电压并联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈作用：稳定静态工作点作用：稳定静态工作点三、反馈类型的判别三、反馈类型的判别（1）电压反馈和电流反馈）电压反馈和电流反馈 (在输出回路中判别）在输出回路中判别） 与与 输出电压成正比为电压反馈，输出电压成正比为电压反馈， 若输出端短路若输出端短路 为零。为零。fXfX 与与 输出电流成正比为电流反馈，输出电流成正比为电流反馈， 若输出端短路若输出端短路 依然依然存在。存在。fXfXA0FRLiouiudufuo0uoifRL三、反馈类型的判别三、反馈类型的判别（2）串联反馈和并联反馈）串联反馈和并联反馈 (在输

31、入回路中判别）在输入回路中判别） 与与 分别接在两个输入端为串联反馈分别接在两个输入端为串联反馈 fXiX与与 接在同一个输入端为并联反馈接在同一个输入端为并联反馈fXiX 与与 串联为串联反馈，串联为串联反馈， 必以电压形式出现必以电压形式出现fXiXdXdXfXiX与与 并联为并联反馈，并联为并联反馈， 必以电流形式出现必以电流形式出现fXiXdXfXA0FRLiouiudufuo0uoifRL化学工业出版社化学工业出版社 n 1.在输入端加入一个对地（参考点）为（）的阶在输入端加入一个对地（参考点）为（）的阶跃信号；跃信号；反馈性质的判断：反馈性质的判断：瞬时极性法瞬时极性法 2.按该信

32、号的正向放大过程，由输入端判断反馈电按该信号的正向放大过程，由输入端判断反馈电路在输出端的连接点的信号对参考点为何种极性路在输出端的连接点的信号对参考点为何种极性（或）；再由该点出发沿反馈电路的信号逆向（或）；再由该点出发沿反馈电路的信号逆向传递过程，判断到反馈电路与输入回路连接点的信传递过程，判断到反馈电路与输入回路连接点的信号对参考点为何极性（或）。号对参考点为何极性（或）。3.若反馈到发射极的信号极型为（）或反馈到基若反馈到发射极的信号极型为（）或反馈到基极的信号极性为（），则为负反馈；否则为正反极的信号极性为（），则为负反馈；否则为正反馈。馈。化学工业出版社化学工业出版社 n +UCC

33、RBC1C2RSvRLui REuS+uo uf = uo ，输出电压输出电压全部反馈到输入端。全部反馈到输入端。ube =ui uf，E是串联连接，是串联连接，且三者同相，且三者同相， uf 削弱了削弱了ube ，uf ube化学工业出版社化学工业出版社 n +UCCRB1RCC1C2RSVRLuO uSRB2RE+CEui +ubeuf化学工业出版社化学工业出版社 n rbe RLRB1RB2 RE ib ibufuOuiubeicuf = REiC ，与输出电流成正比，是电流反馈。，与输出电流成正比，是电流反馈。 ube= ui uf ， 是串联连接，且三者同相，是串联连接，且三者同相，

34、 uf 削弱了削弱了ube。 RE引入了引入了化学工业出版社化学工业出版社 n 判断反馈类型判断反馈类型此电路为电压并联负反馈此电路为电压并联负反馈FoFoifRURUUIfifbIIIfbiIIIFAAXXAiof1iofXXA四、负反馈对放大电路的影响四、负反馈对放大电路的影响1.1.降低放大倍数降低放大倍数doXXA其中，其中，：开环放大倍数：开环放大倍数：闭环放大倍数：闭环放大倍数FA1称为反馈深度，其值越大，负反馈越强，称为反馈深度，其值越大，负反馈越强， 闭环放大倍数也越小。闭环放大倍数也越小。 化学工业出版社化学工业出版社 n ofXXFFAAXXXAXXXXXXAooifiii

35、iiof100Ao开环放大倍数开环放大倍数Af闭环放大倍数闭环放大倍数fiiXXXiXXAoo000iffiXXXXXXFAiOfXXAfX其中和iX同相，因此A0F是正实数则有：则有：ofAA 2.2.提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性AFAAf1引入负反馈后，电路的稳定性提高了引入负反馈后，电路的稳定性提高了1+AF倍倍 AF1-反馈深度反馈深度1FAFAf1深度负反馈深度负反馈FAAAof01FAAAdAAdoff0011在深度负反馈的情况下，在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。放大倍数只与反馈网络有关。化学工业出版社化学工业出版社 n A0ufuouiuiuoui负反

36、馈负反馈改善了波形失真改善了波形失真FA0加入加入负反馈负反馈无负反馈无负反馈3.3.减小非线性失真减小非线性失真化学工业出版社化学工业出版社 n 无负反馈无负反馈0.707AuAufffLfH有负反馈有负反馈AuAufAu0.707AuffLffHfBWfBW加入负反馈使放大器加入负反馈使放大器的通频带展宽的通频带展宽0A0FfXiXOXiXiXfXOXOX4.4.展宽通频带展宽通频带a.串联负反馈使电路的输入电阻增加串联负反馈使电路的输入电阻增加无反馈时：无反馈时：iiiIUriiiIUr引入负反馈后：引入负反馈后：b.并联负反馈使放大电路的输入电阻降低并联负反馈使放大电路的输入电阻降低无

37、反馈时：无反馈时：引入负反馈后：引入负反馈后：iifIIiifiifrIUriifIIiifiifrIUra.电压负反馈使放大电路的输出电阻减小。电压负反馈使放大电路的输出电阻减小。b.电流负反馈电（不含集电极负载电阻电流负反馈电（不含集电极负载电阻）的输）的输出电阻较高，但与出电阻较高，但与并联后近似等于并联后近似等于。5.5.负反馈对输入电阻和输出电阻的影响负反馈对输入电阻和输出电阻的影响2.8 2.8 差动放大电路差动放大电路一、差动放大电路的工作原理一、差动放大电路的工作原理21CCII.抑制零点漂移抑制零点漂移当当ui1=ui2=0时，时，21CCUU021CCoUUu差动放大电路是

38、一种差动放大电路是一种直接耦合放大电路直接耦合放大电路；特点是能有效抑制零漂特点是能有效抑制零漂.当温度变化时当温度变化时,21CCII21CCUU21CCoUUu电路的对称性越好电路的对称性越好,抑制零漂的作用越强抑制零漂的作用越强.2.信号输入信号输入(1)共模输入共模输入大小相大小相 等等,极性相同的两个输入信号极性相同的两个输入信号,即即ui1=ui2,这种这种信号输入方式就称为共模输入信号输入方式就称为共模输入.(2)差模输入差模输入两个大小相等两个大小相等,极性相反的输入信号就称为差模信号极性相反的输入信号就称为差模信号,即即ui1= - ui2,这种信号输入方式就称为差模输入这种

39、信号输入方式就称为差模输入.差模电压放大倍数差模电压放大倍数bebCdddrRRAAA21LRLRbebLdrRRA2/LCLRRR (3)任意输入方式任意输入方式 两个输入信号既非共模两个输入信号既非共模,又非差模又非差模.它们的数值它们的数值和极性都是任意的和极性都是任意的,这种信号称为任意信号这种信号称为任意信号.这种信号这种信号输入方式就是任意输入方式输入方式就是任意输入方式.输入电阻输入电阻)(2bebirRrCoRr2输出电阻输出电阻共模抑制比共模抑制比edCMRRAAKedCMRAAKlg20或或dA:差模放大倍数差模放大倍数eA:共模放大倍数共模放大倍数化学工业出版社化学工业出

40、版社 n 二二典型的差动放大电路及输入输出方式典型的差动放大电路及输入输出方式当电路并不完当电路并不完全对称时；或全对称时；或采用单端输出采用单端输出时，零漂还是时，零漂还是存在的。存在的。RW：调零电位器，用于调平衡。：调零电位器，用于调平衡。RE:稳定静态工作点，利用很强的负反馈作用稳定静态工作点，利用很强的负反馈作用抑制抑制 零漂零漂。抑制共模、对。抑制共模、对差模信号不产生反馈差模信号不产生反馈 。零点漂移抑制过程零点漂移抑制过程221121CBCBBERECCIIIIUUIIITE化学工业出版社化学工业出版社 n 例：例： 扩音系统扩音系统电电 压压 放放 大大功功 率率 放放 大大

41、 信信 号号 提提 取取执行机构执行机构举例：举例： 功率放大器的作用：做放大电路的功率放大器的作用：做放大电路的输出级输出级，以以驱动驱动 执行机构。如使扬声器发声、继电器动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、作、 仪表指针偏转等。仪表指针偏转等。 在多级在多级放大电路的末级或末前级是功率放大级放大电路的末级或末前级是功率放大级2.9 2.9 功率放大电路功率放大电路化学工业出版社化学工业出版社 n (1)在不失真的条件下输出最大的功率在不失真的条件下输出最大的功率(2)有较高的效率有较高的效率(3)功率管要散热并保护电路功率管要散热并保护电路效率定义为效率定义为一、对功率放大器的基本要求

42、一、对功率放大器的基本要求%100maxEoPPPomax三极管交流输出最大功率；三极管交流输出最大功率；PE电源供给的直流功率电源供给的直流功率提高效率的方法：提高效率的方法：a.增加放大电路的动态工作范围。增加放大电路的动态工作范围。 b.减小电源供给的功率减小电源供给的功率化学工业出版社化学工业出版社 n tuCEiCiCIB=0Q00(2)乙类工作状态乙类工作状态(3)甲乙类工作状态甲乙类工作状态(1)甲类工作状态甲类工作状态tuCEiCiCQ00IB=0tuCEiCiCQ00IB=0化学工业出版社化学工业出版社 n OTL: Output TransformerLessOCL: Ou

43、tput CapacitorLess 互补对称功放的类型互补对称功放的类型 无输出变压器形式无输出变压器形式 （ OTL电路）电路）无输出电容形式无输出电容形式 （ OCL电路）电路）化学工业出版社化学工业出版社 n 1.特点：特点：单电源供电；单电源供电；输出加有大电容。输出加有大电容。2.静态时：静态时：V1、V2特性对称，特性对称，UCC/2RLV1V2+UCCCAUL+-UC2CCBAUUU2CCCUU没加信号时：没加信号时：B在输出信号的一个周期在输出信号的一个周期内，两个管子交替导通内，两个管子交替导通而互相补足，因此称为而互相补足，因此称为互补对称放大电路。互补对称放大电路。NP

44、N型型PNP型型化学工业出版社化学工业出版社 n 3.动态时：动态时： 设输入端在设输入端在UCC /2直流电平直流电平基础上加入正弦信号基础上加入正弦信号,正正弦信号被驼载在直流上。弦信号被驼载在直流上。时，时，V1导通、导通、V2截止；截止；若输出电容足够大，其若输出电容足够大，其上电压基本保持不变，上电压基本保持不变，则负载上得到的交流信则负载上得到的交流信号正负半周对称。号正负半周对称。ui 2CCUic1ic2RLuiV1V2+UCCAUL+-时，时， V1截止、截止、 V2导通。导通。 ui 0VT1导通，导通，T2截止截止iL= ic1 ;ui-UCCT1T2uo+UCCRLiL

45、iL=ic2注意：注意：T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的两个晶体管都只在半个周期内工作的方式。方式。化学工业出版社化学工业出版社 n ui-USCT1T2uo+USCRLiL输入输出波形图输入输出波形图uiuououo 交越失真交越失真死区电压死区电压化学工业出版社化学工业出版社 n ui-USCT1T2uo+USCRLiL(1) 静态电流静态电流 ICQ、IBQ等于零；等于零；(2) 每管导通时间于半个周期每管导通时间于半个周期 ； (3) 存在交越失真。存在交越失真。 特点：特点：化学工业出版社化学工业出版社 n 2.2.最大输出功率及效率的计算最大输出功率及效率的计算假设假设

46、ui 为正弦波且幅度足够为正弦波且幅度足够大，大，T1、T2导通时均能饱和，此时导通时均能饱和，此时输出达到最大值。输出达到最大值。Uomax负载上得到的最大功率为：负载上得到的最大功率为：iO-UCCRLuiT1T2UO+UCC若忽略晶体管的饱和若忽略晶体管的饱和压降，压降，则负载（则负载（RL)上的电上的电压和电流分别为：压和电流分别为：LCCoCCoRUIUUmaxmaxLCCLCCCCoRURUUP21222max化学工业出版社化学工业出版社 n 电源提供的直流平均功率计算：电源提供的直流平均功率计算： 每个电源中的电流为半个正弦波，其平均值为每个电源中的电流为半个正弦波，其平均值为:

47、两个电源提供的总功率为：两个电源提供的总功率为：UCC1 =UCC2 =UCC01)(sin21LCCLCCavRUttdRUILCCavavRUII12LCCLCCCCEEERURUUPPP22122 tic1LCCRU 2 化学工业出版社化学工业出版社 n %5 .7842222maxLCCLCCEoRURUPP效率为：效率为：化学工业出版社化学工业出版社 n 增加对称的负增加对称的负电源电源-UCC，使，使静态时的静态时的A点点电位为电位为0RLuiT1T2+UCCCAUL+-UC+UCC-UCCuiiLRLT1T2AOTL电路电路OCL电路电路最大不失真功率最大不失真功率LCComRU

48、P82LCComRUP22化学工业出版社化学工业出版社 n tuo交越失真交越失真ui t+UCC-UCCuiiLRLT1T2A交越失真交越失真OCL电路电路化学工业出版社化学工业出版社 n 克服交越失真的措施：克服交越失真的措施：R1D1D2R2 静态时静态时: T1、T2两管发射结电位两管发射结电位分别为二极管分别为二极管D1、 D2的正向的正向导通压降，致使两管均处于导通压降，致使两管均处于微弱导通状态；微弱导通状态；动态时：动态时：设设 ui 加入正弦信号。加入正弦信号。正半周正半周 T2 截止，截止，T1 基极电位基极电位进一步提高，进入良好的导进一步提高，进入良好的导通状态；负半周

49、通状态；负半周T1截止，截止，T2 基极电位进一步降低，进入基极电位进一步降低，进入良好的导通状态。良好的导通状态。+UCC-UCCULuiiLRLT1T2电路中增加电路中增加 R1、D1、D2、R2支路支路化学工业出版社化学工业出版社 n uB1tUTtiBIBQ波形关系：波形关系：ICQiCuBEiBib特点：特点：存在较小的静态存在较小的静态电流电流 ICQ 、IBQ 。每管导通时间大每管导通时间大于半个周期，基于半个周期，基本不失真。本不失真。 iCQuceUCC /RLUCCIBQ化学工业出版社化学工业出版社 n 电路中增加复合管电路中增加复合管增加复合管的目的是：扩大电流的驱动能力增加复合管的目的是：扩大电流的驱动能力复合管的构成复合管的构成cbeV1V2ibicbecibic方式方式 1化学工业出版社化学工业出版社 n cbeV1V2ibicbecibic 复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效后晶体管的性能均如下确定：后晶体管的性能均如下确定