电路分析第6章 交流放大电路

1、第6章 交流放大电路问问 题题1.1.什么是什么是放大？放大？2.2.放大电路的放大电路的组成原则组成原则是什么？是什么？3.3.放大电路的放大电路的基本组成基本组成，分析方法分析方法4.4.如何评价放大电路的如何评价放大电路的性能性能5.5.放大电路的放大电路的耦合方式耦合方式第6章 交流放大电路放大的概念放大的概念* 放大的实质是用一个小的变化量去控制一个较大的变化* 放大的对象都是变化量* 放大电路放大的本质是能量的控制与转换* 放大电路的基本特征是功率放大第6章 交流放大电路扩音机扩音机话筒话筒扬声器扬声器 ii信信号号源源放放大大器器负负载载io +uoui 将微弱电信号进行放大，使

2、接在放大电将微弱电信号进行放大，使接在放大电路输出端负载上得到的输出信号，与输入端所加信号源信号的路输出端负载上得到的输出信号，与输入端所加信号源信号的变化规律相同，而输出信号的幅度和功率比输入信号大得多。变化规律相同，而输出信号的幅度和功率比输入信号大得多。扩音机能够将较小的声音信号放大到足以推动扬声器工作。扩音机能够将较小的声音信号放大到足以推动扬声器工作。 第6章 交流放大电路按频率分：低频按频率分：低频; 高频高频; 宽带宽带按接法分：共射按接法分：共射; 共集共集;共基共基按功能分：电压放大按功能分：电压放大; 功率放大功率放大2.1第6章 交流放大电路(1) 电压放大倍数电压放大倍

3、数(2) 电流放大倍数电流放大倍数(4) 输入电阻输入电阻(5) 输出电阻输出电阻 (去掉负载去掉负载)(6) 通频通频带带(3) 功率放大倍数功率放大倍数 AP = Po / Pi = Au Ai(7) 失真失真 (非线性失真、频率失真非线性失真、频率失真)iou/ UUAri =ii/ IU U+ IriroRLioI/ IIAro = IU/i U+i Io Uo I2.1第6章 交流放大电路 U+oIriroRL信号源信号源负载负载iU+iI这个参数是多少？第6章 交流放大电路(1)为了不失真的放大交流电压信号，必须给放大电路设置为了不失真的放大交流电压信号，必须给放大电路设置合适的静

4、态工作点；合适的静态工作点；(2)在输入回路加入输入信号在输入回路加入输入信号ui 应能引起应能引起 uBE 的变化，从的变化，从而而 引起引起 基极电流基极电流 iB 和集电极电流和集电极电流 iC 的变化；的变化；(3)输出回路的接法应当将集电极电流的变化，尽可能多地输出回路的接法应当将集电极电流的变化，尽可能多地 转化为电压的变化送到输出端的负载转化为电压的变化送到输出端的负载RL中去。中去。静态值：静态值： IB IC IE UBE UCE交流有效值：交流有效值：Ib Ic Ie Ube Uce交流瞬时值：交流瞬时值：ib ic ie ube uce交直流总量：交直流总量：iB iC

5、iE uBE uCE2.1第6章 交流放大电路2 sin(2)BBbBbiIiIIft BI2bI第6章 交流放大电路RB RC T+UCC简单画法简单画法UBBUCC省去一个直流电源省去一个直流电源共发射极接法放大电路共发射极接法放大电路RCRBT2.1第6章 交流放大电路RLRS uS+UCCRBRCT耦合电容耦合电容偏置电阻偏置电阻集电极负载电阻集电极负载电阻直流电源直流电源C2uo+C1ui+负载负载信号源信号源放大器放大器CX 1C 2.1第6章 交流放大电路负载负载信号源信号源放大器放大器在放大器内部在放大器内部 ( C1, C2之间之间 ) 各电压电流均为直流各电压电流均为直流+

6、交流；交流；在放大器外部在放大器外部 ( C1左边左边, C2右边右边 ) 输入、输出电压只有交流。输入、输出电压只有交流。uo+UCCRBRCC2TC1ui+RLRS uS+uBE +uCEiB iC uBE ube UBE tiB ib IB tuCE uce UCEtuS tuotiC ic IC t2.1第6章 交流放大电路三极管三极管不导通不导通0iB/AuBE/V604020006040200.580.60.62IBUBEttiBib ib= iB = iB IBube= uiuBE/VuiQQ1Q2iB/A设设UBE = 0.6V ui = 0.02 sin t V ube= u

7、BE = uBE UBE2.1第6章 交流放大电路 的任务是根据电路参数和三极管的特性的任务是根据电路参数和三极管的特性（直流量）（直流量）。 可用放大电路的直流通路来分析。可用放大电路的直流通路来分析。放大电路没有输入信号放大电路没有输入信号 (ui = 0) 时的工作状态称为时的工作状态称为。ui = 0C1TRLRCRB+UCCC2+2.1第6章 交流放大电路画出直流通路画出直流通路UCE = VCC IC RCIC = IB的的UBE 约为约为 的的UBE 约为约为 三极管的三极管的 UBE 可估计为可估计为RCICUCEUBERBIB+UCCIE+Tui = 0C1TRLRCRB+U

8、CCC2+BBECCBRUUI 2.1第6章 交流放大电路静态分析时的晶体管模型IBIBBECUBE+_ICRCRB+UCCUCE = VCC IC RCIC = IBBBECCBRUUI 的的UBE 约为约为 的的UBE 约为约为 三极管的三极管的 UBE 可估计为可估计为第6章 交流放大电路 在同一坐标系中，作出三极管的输入特性和电源的伏安在同一坐标系中，作出三极管的输入特性和电源的伏安特性特性 (直线直线)，交点为，交点为 和和 的静态值的静态值(误差较大误差较大)； 在同一坐标系中，作出三极管的输出特性和电源的伏安在同一坐标系中，作出三极管的输出特性和电源的伏安特性特性 (直线直线)，

9、交点为，交点为 和和 的静态值。的静态值。直流通路直流通路RCICUCEUBERBIB+UCCIE+T+UCC+UCCTRCRBICIB+ UCE+ UBE2.1第6章 交流放大电路在在基本交流放大电路中，基本交流放大电路中，已知已知 UCC = 12V, RC = 4k ，RB = 280k ，试求静态值。，试求静态值。 先估算先估算 IB 将方程将方程 UCE = UCC ICRC 所表示的直线，所表示的直线，画在画在三极管输出特性曲线的坐标平面上。三极管输出特性曲线的坐标平面上。 直线的两个端点直线的两个端点：IC = UCC / RC = 3 mA，UCE = 0：IC = 0 , U

10、CE = UCC = 12VA402806 . 012 BBECCBRUUI 2.1第6章 交流放大电路60IB=0A20A40 A60 A80 A1231.524681012Q求得静态值为：求得静态值为：IC = 1.5mA，UCE = 6V，IB = 40AIC /mAUCE /VUCCCCCRU2.1第6章 交流放大电路（1）UCC和和RC不变不变, ,RB增大为增大为RB20AQ 60IB=0A40 A60 A80 A1231.524681012QIC /mAUCE /VUCCCCCRU20A2.1第6章 交流放大电路（2）UCC和和 RB不变不变, RC增大为增大为RCN QCCCR

11、U Q20A60IB=0A40 A60 A80 A1231.524681012IC /mAUCE /VUCCCCCRU2.1第6章 交流放大电路（3）RC和和RB不变不变, UCC 减小为减小为UCC时时CCCRUQ20ACCCRU60IB=0A40 A60 A80 A1231.524681012IC /mAUCE /VUCCQIB2.1第6章 交流放大电路 放大电路有输入信号放大电路有输入信号 (ui 0) 时的工作状态称为时的工作状态称为。放大器中各电压和电流都是直流分量和交流分量的叠加放大器中各电压和电流都是直流分量和交流分量的叠加。1. 画出放大电路的交流通路；画出放大电路的交流通路；

12、2. 画出三极管微变等效电路；画出三极管微变等效电路；3. 画出放大电路的微变等效电路；画出放大电路的微变等效电路；4. 利用放大电路的微变等效电路，进行动态分析，即利用放大电路的微变等效电路，进行动态分析，即求电压放大倍数求电压放大倍数 、输入电阻、输入电阻 ri、输出电阻、输出电阻 ro。uA2.1第6章 交流放大电路icuceuberbe ib ib三极管微变等效电路的三极管微变等效电路的：(2) 分析交流量：不能用于求静态值分析交流量：不能用于求静态值;(1) 分析小信号分析小信号(微变微变)：信号较大时，参数将发生变化；：信号较大时，参数将发生变化；(3) 分析低频信号：分析低频信号

13、：200 Hz 300 kHz。icuceubeibT2.1第6章 交流放大电路RCRBicii+uoTRLib+uiRSuS+uce+ C1, C2对交流可对交流可视为视为短路；短路；UCC 对交流可对交流可视视为短路，据此画出放大为短路，据此画出放大电路的交流通路。电路的交流通路。因为交流电流通过因为交流电流通过UCC时，不产生交流压降。时，不产生交流压降。T+C1+UCCC2RCRB+uoRLRSuS+ui2.1第6章 交流放大电路bIbI +iU+oUrbe RCRLRBRS+SURCRBicii+uoTRLib+uiRSuS+uce+2.1第6章 交流放大电路beLbebLbiour

14、RrIRIUUA beBiii/ rRIUr rbe RCRLRBRS+bIbI iUoUSUiIuSiiSouSARrrUUA 输出与输入反相输出与输入反相2.1/ /LCLRRR 第6章 交流放大电路I 从放大器的输出端，可将放大器看作负载的信号源，从放大器的输出端，可将放大器看作负载的信号源，输出电阻即是信号源的内阻。输出电阻即是信号源的内阻。oU+U+利用外加电源法，从输出端求受控源电路的等效电阻。利用外加电源法，从输出端求受控源电路的等效电阻。首先将负载去掉，信号源除源，求得首先将负载去掉，信号源除源，求得RLriRCSU+RS= 0SUI bIbIUr o2.1第6章 交流放大电路

15、+Urbe RCRBRSbI I 由由 在在 rbe 中引起的电流为中引起的电流为0，受控电流也为，受控电流也为0，受控电流源视为开路。受控电流源视为开路。Uro = RC 0S U0b I 输出电阻输出电阻bI= 02.1第6章 交流放大电路放大电路有输入信号放大电路有输入信号 (ui 0) 时的工作状态称为时的工作状态称为。1. 画出放大电路的交流通路；画出放大电路的交流通路；2. 在输入特性上作图，确定在输入特性上作图，确定 uBE 和和 iB 的的变化范围；变化范围；3. 在输出特性上作直流负载线在输出特性上作直流负载线(放大器输出端开路时放大器输出端开路时) 或交流负载线或交流负载线

16、(放大器输出端接负载时放大器输出端接负载时)，根据，根据 iB的的 变化范围，确定变化范围，确定 iC 和和 uCE的变化范围；的变化范围；4. 求电压放大倍数求电压放大倍数 。imomuUUA 2.1第6章 交流放大电路RCRBicii+uoTRLib+uiRSuS+uce+ 根据根据C1, C2对交流对交流可可视为短路；视为短路；UCC 对交对交流可视为短路，画出流可视为短路，画出交流通路。交流通路。T+C1+UCCC2RCRB+uoRLRSuS+因为交流电流通过因为交流电流通过UCC时，不产生交流压降。时，不产生交流压降。2.1第6章 交流放大电路0uBE/VQ6040200060402

17、00.580.60.62IBUBEttiB /AiBibui = ubeuBE/ViB /AQ1Q2iB 的的变化范围变化范围为为20 60 A。2.1第6章 交流放大电路tUBE /V00.6uBE = UBE +ui=UBEUim sin t+= 0.6 + 0.02 sin t (V)ube tui /V00.02 0.02 (ube/V) Ubem直流分量直流分量交流分量交流分量交直流总量交直流总量根据输入回路的根据输入回路的KVL方程：方程：可看成直流分量和交流分量的叠加。可看成直流分量和交流分量的叠加。tuBE/V 00.60.620.58ube UBE 2.1第6章 交流放大电路

18、iC / mAiC / mA0IB=40 A2060803Q1.56120t002.250.752.251.50.75ic39uCE /VuCE /Vt电压放大倍数电压放大倍数369Q2Q1ioimomuUUUUA iC 的的变化范围为变化范围为0.752.25mA。uCE 的的变化范围变化范围为为39V。2.1第6章 交流放大电路iC / mAiC / mA020608031.56120t002.250.752.251.50.75ic39uCE /VuCE /Vt369空载输出电压空载输出电压交流负载线交流负载线负载输出电压负载输出电压IB=40 A2.1第6章 交流放大电路（1）静态工作点

19、偏高引起饱和失真）静态工作点偏高引起饱和失真iC / mAiC / mA020 A40 A80 A123t00 IB=60 AuCE /VuCE /VQQ2Q1612390设静态值设静态值 IB = 60 Aic2.1第6章 交流放大电路uBE / V05ibui0tt0iB / A（a）工作点偏低引起）工作点偏低引起 ib失真失真iB / AuBE / V（2）工作点偏低引起截止失真）工作点偏低引起截止失真t1t2t1t2在在 ube 负半周负半周 t1 t2区间内，区间内，uBE小于小于死区电压，死区电压，iB = 0。设静态值设静态值 IB = 5 AQ2Q12.1第6章 交流放大电路（

20、b）工作点偏低引起）工作点偏低引起 ic、uce (uo)失真失真0IB= 5 A206080316t0020.750.75394000.250.25tQ1Q2Q iC /mAiC /mAuCE /VuCE /V设静态值设静态值 IB= 5 Auo 的的波形波形（2）工作点偏低引起截止失真）工作点偏低引起截止失真2.1第6章 交流放大电路（3）输入信号过大引起非线性失真）输入信号过大引起非线性失真tiC / mAiC / mA020 A40 A80 A123t00 IB = 60 AuCE /VuCE /VQQ2Q1612390设静态值设静态值IB= 40 Aic两边同时两边同时发生失真发生失

21、真2.1第6章 交流放大电路放大电路的组成原则放大电路的组成原则(1) (1) 为了不失真的放大交变电压信号为了不失真的放大交变电压信号, , 必必须给放大电路设置合适的静态工作点。须给放大电路设置合适的静态工作点。 (2) (2) 在输入回路加入在输入回路加入u ui i 应能引起应能引起 u uBEBE 的变化的变化, , 从而引起从而引起i iB B和和 i ic c 的变化。的变化。(3) (3) 输出回路的接法应当使输出回路的接法应当使i ic c 尽可能多地流尽可能多地流到负载到负载R RL L中去中去, , 或者说应将集电极电流的变化或者说应将集电极电流的变化转化为电压的变化送到

22、输出端。转化为电压的变化送到输出端。课堂讨论题：课堂讨论题：下面各电路能否放大交流电压信号？下面各电路能否放大交流电压信号？第6章 交流放大电路VCCRCC1C2TRLuoui(a)图图(a)(a)中，没中，没有设置静态有设置静态偏置，不能偏置，不能放大。放大。第6章 交流放大电路RBVCCRCC1C2TRLuouiEB(b)图图(b)(b)中，有中，有静态偏置静态偏置, ,但但u ui i被被E EB B短路，短路，不能引起不能引起i iB B的的变化，所以不变化，所以不能放大。能放大。第6章 交流放大电路VCCC2TRLuouiRB(c)C1图图(c)(c)中，有静中，有静态偏置态偏置,

23、,有变化有变化的的i iB B和和i ic c, , 但因但因没有没有R RC C ，不能把，不能把集电极电流的变集电极电流的变化转化为电压的化转化为电压的变化送到输出端变化送到输出端, ,所以不能放大交所以不能放大交流电压信号。流电压信号。第6章 交流放大电路VCCC2TRLuouiRB10K(d)C1RC100K因为因为 i iB BiiC C ，三，三极管工作在饱极管工作在饱和区，所以不和区，所以不能放大。能放大。第6章 交流放大电路UCE/VUCE/VICEO40AQQ2040AIB= 02060608012332125 C60 C温度升高引起温度升高引起ICEO和和 增加增加 而而

24、IC = IB + ICEO，所以温度升高时将引起，所以温度升高时将引起 IC 增加。增加。 工作点上移，工作点上移，靠近饱和区。靠近饱和区。IC/mAIC/mA固定不变，固定不变，在基本交流放大电路中，在基本交流放大电路中，BBECCBRUUI 00IB= 02.2第6章 交流放大电路RB2CE+UCCRCC1C2TRL+RB1uoRSuS+ui+ 与基本放大电路相与基本放大电路相比，增加了三个元件：比，增加了三个元件：RB2、RE、CE 。VB IBI1I2由由 UBE = VB VE，有调整过程有调整过程温度升高温度升高 IC IE VE UBE IB IC 设电路满足设电路满足I1 I

25、B， I2 IB，有基极电位基本不变有基极电位基本不变B2B1CCB2BRRURV RE2.2第6章 交流放大电路+UCCRCTRB1RB2RE12V30k 10k 2.2k 4k （2）用估算法求静态值）用估算法求静态值 IB、IC 和和UCE。 （1）画出直流通路；）画出直流通路；UCE = UCC ICRC IEREEBEBECRUVII B2B1CCB2BRRURV CBII 解：解：UCEVBIBICIE+V310301210 mA09. 12 . 26 . 03 A8 .215009. 1 = UCC IC ( RC+RE)= 12 1.09 ( 4 + 2.2) = 5.24V2

26、.2第6章 交流放大电路ro = RC（1）画出微变等效电路；）画出微变等效电路；（2）求）求 、ri 、ro 。 uArbe RCRLRB1RS+bIbI iUoUSUiIRB2beLurRA ri = RB1/RB2/rbe)mA()mV(26)1(300EbeIr = 4 k 解：解：94.6552. 1)4/4(50 5 .151609. 126)501(300 = 30 / 10 / 1.52= 1.26 k RL= 4k ， = 50， IE= 1.09mA。已知：已知：若令若令RB=RB1/RB2，与基本放大电路的与基本放大电路的微变等效电路相同微变等效电路相同30k 10k 4

27、k 4k 2.2求求 、ri 、ro 。 u A第6章 交流放大电路 将发射极电阻分为两个电阻将发射极电阻分为两个电阻RE1和和 RE2的串联，的串联，旁路电容旁路电容CE与与RE2并联，并联，RB2CE+UCCRCC1C2TRL+RB1uo+ui+RE1RE2 这样即可减小负反馈对电这样即可减小负反馈对电压放大倍数的影响，又可保证静态工作点不变。压放大倍数的影响，又可保证静态工作点不变。2.2第6章 交流放大电路画出微变等效电路画出微变等效电路rbe RCRLRB1+bIbI iUoURB2RE1eILboRIU E1ebebiRIrIU E1beLiou)1(RrRUUA ri = RB1

28、/RB2/ rbe+ ( 1+ )RE1ro = RCbI rbe+ ( 1+ )RE1电压放大倍数电压放大倍数，beLurRA 与与 相比，相比，输入电阻输入电阻。2.2第6章 交流放大电路RCC1C2TRLRB2RE+CE+RB1uoRSusVCC 分压偏置电路中，换一个大的三极管，问电路的静态值是否变化？电压放大倍数是否随着成比例增加？思考：思考：EBECCBBBEBEBCRUVRRRRUVI212故，IC，UCE不变/26300 (1)CLCLubeERRRRArI电压放大倍数不随成比例增加第6章 交流放大电路 从发射极和从发射极和地之间取输出地之间取输出电压，亦称为电压，亦称为射极输

29、出器。射极输出器。UCE = UCC IEREIE = (1+ ) IB+UCCTRBREIBUCEIE+EBBECCB)1(RRUUI 画出直流通路画出直流通路+UCCC1C2TRL+RBuo+ui+RERSuS+15V150k 3k 3k 0.5k =60A24.433)601(1506 . 015 = (1+ 60 ) 43.24 = 2.64 mA = 15 2.64 3 = 7.08 V 2.3第6章 交流放大电路微变等效电路微变等效电路 由图可见，输入回由图可见，输入回路与输出回路以集电路与输出回路以集电极为公共点，故称为极为公共点，故称为共集电极电路。共集电极电路。Lbo)1(R

30、IU LbeLiou)1()1(RrRUUA ri = RB / rbe+ (1+ )RLuA 0： 与与 同相同相oUiU接近接近 1： 跟随跟随 变化，变化，uAoUiUrbe RLRB+bIbI oURE+iURS+SUbLebebiIRIrIU rbe+ (1+ )RL2.3第6章 交流放大电路式中式中 RS = RS / RB RBrbe RSRE +bIbI II UbeBSb/rRRUI beSbb)1(rRUIII 1beSorRIUrEbeSEoo/1/RrRRrIUr 输出电阻较小，阻值为几十输出电阻较小，阻值为几十 几百欧姆。几百欧姆。 用外加电源法求等效用外加电源法求等

31、效电阻电阻, 重画微变等效电路重画微变等效电路输入电阻较大，阻值为几输入电阻较大，阻值为几 几百千欧。几百千欧。电压放大倍数小，数值为电压放大倍数小，数值为 0.9 0.99。2.3第6章 交流放大电路LbeLu)1()1(RrRA ri = RB / rbe+ (1+ )RL解：解：IE= 2.64mA。已知：已知： = 60，EbeBSo/1/RrRRr 150 k 3k 3k 0.5k rbe RLRB+bIbI oURE+iURS+SUEbe26)1(300Ir 0.9k76.90064. 226)601(300 (1 60)3/ /30.99120.9(1 60)3/ /3=150

32、/ 0.9+(1+60) 3/3 = 56.8k 75.223/6019 . 0150/5 . 0 2.3求：求： 、ri 、ro 。 u A第6章 交流放大电路可用射极输出器作多级放大器的输入级、输出级或中间级。可用射极输出器作多级放大器的输入级、输出级或中间级。用射极输出器作输入级时，因其输入电阻高，可以减小放大电用射极输出器作输入级时，因其输入电阻高，可以减小放大电路对信号源的影响；作输出级时，利用它输出电阻低的特点，路对信号源的影响；作输出级时，利用它输出电阻低的特点，可以稳定输出电压，提高带负载能力；将射极输出器接在两级可以稳定输出电压，提高带负载能力；将射极输出器接在两级共发射级放

33、大电路之间作为中间级，可以起阻抗变换作用，改共发射级放大电路之间作为中间级，可以起阻抗变换作用，改善整个放大电路的性能。善整个放大电路的性能。 2.3第6章 交流放大电路 提高放大倍数提高放大倍数阻容耦合阻容耦合 交流电压放大电路交流电压放大电路 变压器耦合变压器耦合 率放大电路率放大电路光电耦合光电耦合 较强的抗干扰能力较强的抗干扰能力 直接耦合直接耦合 集成电路集成电路(1)各级电路的静态工作点互不影响；各级电路的静态工作点互不影响；(2)不失真地传输信号；不失真地传输信号；(3)有效地传输信号有效地传输信号 尽量减小在耦合电路上的损失。尽量减小在耦合电路上的损失。2.4第6章 交流放大电

34、路以两级阻容耦合放大电路为例以两级阻容耦合放大电路为例+RSRLuoRC1C2C1RB1uS+CERE1RB2+UCCT1T2+C3RB3RC2+两级分别计算。两级分别计算。 u2u1i2o2i1o1o1o2i1o1iouAAUUUUUUUUUUA ri = ri1 ro = ro2 电压放大倍数电压放大倍数输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻或或 RL1= ri21o2iUU 例例: :画出微变画出微变等效电路，等效电路，求求: ,: ,ri , ro uA12V3.9k 3.9k 300k 3.9k 30k 10k 2.2k 1=502=40rbe1=1.6krbe2=1k2.4第6章 交流放

35、大电路b2Ib22I b1Ib11I + + oUo1UiUi2o1UU RC1RB1rbe1RB2RC2RLrbe2RB3RS+SUri2 = RB3 / rbe2ro = ro2 = RC2be1i2C11u1/rrRA ri = ri1 = RB1/RB2/rbe1be2LC22u2/rRRA u2u1uAAA 2.4第6章 交流放大电路b2Ib22I b1Ib11I + + oUo1UiUi2o1UU RC1RB1rbe1RB2RC2RLrbe2RB3RS+SUri2 = RB3 / rbe2ro = ro2 = RC2be1i2C11u1/rrRA ri = ri1 = RB1/RB

36、2/rbe1= 3.9 k be2LC22u2/rRRA u2u1uAAA 3.9k3.9k300k3.9k30k10k1=50，2=401.6k1k= 300 / 1 k 1 k87.246 . 11/9 . 350 7819 . 3/9 . 340 = 24.87(78)= 1939.9= 30/10/1.6 = 1.32 k 2.4第6章 交流放大电路 实际的实际的ui往往是含有不同频率往往是含有不同频率分量的信号电压。此时，分量的信号电压。此时，C1、C2和和CE等大电容，三极管的等大电容，三极管的结电容和负载的电容效应结电容和负载的电容效应Co等，都会对不同的频率等，都会对不同的频率

37、分量产生不同的容抗，造分量产生不同的容抗，造成电压放大倍数成电压放大倍数 的模和的模和相位均随频率产生变化。相位均随频率产生变化。 放大电路放大电路放大倍数的幅值随放大倍数的幅值随频率变化的关系称为频率变化的关系称为幅频特性；输出信号与输入信号的相位差幅频特性；输出信号与输入信号的相位差 随随频率变频率变化的关系称为相频特性。化的关系称为相频特性。 C1TRLRCRB+UCCC2+CoCiuo ui +uA2.4第6章 交流放大电路fLfH90 180 270通频带定义为通频带定义为fBW = fH fL2.4 ff00AuAu00.707Au0第6章 交流放大电路uoRC1RB1ui+UCC

38、T2RE2RC2T1RB2+在集成电路中，通常采用直接耦合的多级放大电路。在集成电路中，通常采用直接耦合的多级放大电路。直接耦合：各级放大电路之间用导线直接相连。直接耦合：各级放大电路之间用导线直接相连。直接耦合放大电路具有较宽的通频带。直接耦合放大电路具有较宽的通频带。fBW = 0 f02.5ff00AuAu00.707Au0第6章 交流放大电路+Vui=0+uotuo0 利用测试电路，可测得利用测试电路，可测得放大电路放大电路 uo 的零点漂移。的零点漂移。 当输入信号当输入信号ui=0 时，时，输输出电压出电压 uo 常数，常数，随时间随时间呈现不规则的变化。呈现不规则的变化。主要是温

39、度变化引起的。主要是温度变化引起的。（1）直流负反馈：减小温度变化对静态工作点的影响；）直流负反馈：减小温度变化对静态工作点的影响；（2）温度补偿：热敏元件补偿三极管参数随温度的变化；）温度补偿：热敏元件补偿三极管参数随温度的变化；（3）差动放大电路：可有效地抑制零点漂移的电路形式。）差动放大电路：可有效地抑制零点漂移的电路形式。2.5第6章 交流放大电路 由由T1和和T2为核心的两个为核心的两个共发射极电路组成。要求两共发射极电路组成。要求两个管子的特性和参数相同，个管子的特性和参数相同，两边的电路结构对称，因此两边的电路结构对称，因此静态工作点也相同。静态工作点也相同。 Tuo= VC1V

40、C2 = 0IB1IC1VC1IB2IC2VC2设设零点漂移为温度漂移，零点漂移为温度漂移，当当温度温度 T 升高，调整过程为：升高，调整过程为：当电路结构对称时，当电路结构对称时，零点漂移得到了完全的抑制。零点漂移得到了完全的抑制。RBuoRBui1RC+UCCT1+RCT2ui2+2.5第6章 交流放大电路ui1= ui2 = uidui1= ui2 = uic任意信号可以分解为一对差模信号和一对共模信号任意信号可以分解为一对差模信号和一对共模信号RBuoRBui1RC+UCCT1+RCT2ui2+ui1= 7mV，ui2 = 3mV，求：，求：uid 和和 uic 。uid= (ui1

41、ui2) = 5mV,21uic = (ui1+ ui2) = 2mV21uid= (ui1 ui2)21uic = (ui1+ ui2)212.5第6章 交流放大电路双端输入双端输入单端输入单端输入双端输出双端输出单端输出单端输出RBRBuiRC+UCCT1+RCT2ui2+RERPUEEuo2uo1三个元件的作用三个元件的作用RP：调零电位器调零电位器( (阻值较小阻值较小),),当电路不完全对称时，当电路不完全对称时， 调整调整RP，使电路满足，使电路满足 ui= 0 时，时，uo= 0；RE：共模负反馈电阻。共模负反馈电阻。 UEE：负电源，为电路提供静态工作点，并补偿发射极：负电源，

42、为电路提供静态工作点，并补偿发射极 电阻电阻RE上的直流压降。上的直流压降。 2.5第6章 交流放大电路uo2 = uo1uo = uo1 uo2 = 2uo1由电路结构的对称性由电路结构的对称性, ,有有 rbe RCRB+ ib ibui1uo12LR画出单边差模微变等效电路，画出单边差模微变等效电路，ui1= ui2 = ui,21RBRBuiRC+UCC+RCui2+RERPUEERLuo2uo1ui1+ie1ie2RE上没有差模分量上没有差模分量, 不再画出。不再画出。RP较小较小, ,可忽略不计可忽略不计, ,ie1= ie2 , , d1i1o1iod22AuuuuA beBLd

43、rRRA 2/LCLRRR 2.5第6章 交流放大电路RBRBuiRC+UCC+RCui2+RERPUEEuo = uo1 uo2 = 2uo1由电路结构的对称性由电路结构的对称性, ,有有 RLuo2uo1画出单边差模微变等效电路，画出单边差模微变等效电路，ui1= ui2 = ui,21ui1+ie1ie2RE上没有差模分量上没有差模分量, 不再画出。不再画出。RP较小较小, ,可忽略不计可忽略不计, ,ie1= ie2 , , d1i1o1iod22AuuuuA beBLdrRRA uo2 = uo12.5第6章 交流放大电路 通过信号分解，可将单端输入通过信号分解，可将单端输入电路等效

44、成双端输入：两管分别电路等效成双端输入：两管分别取得了差模信号和共模信号。取得了差模信号和共模信号。ui+uid+uiduic+uic+ iiid21021uuu 差模输入信号差模输入信号共模输入信号共模输入信号 iiic21021uuu 输出输出 uo= uod + uoc =Ad uid +Ac uic RBRBuiRC+UCCT1RCT2+RERPUEEuo2uo12.5第6章 交流放大电路uid+uiduic+uic+d1i1o1io1d212AuuuuA LCL/ RRR d1i1o2io2d212AuuuuA )(2beBLdrRRA 写成一个表达式写成一个表达式RBRBuiRC+

45、UCCT1RCT2+REUEEuo2uo1RP2.5第6章 交流放大电路EbeBLicocc)1(2RrRRuuA 画出单管共模微变等效电路画出单管共模微变等效电路rbe RCRB+ ib ibuicuocRL2RE ie当当 2(1+ ) RE (RB + rbe) 时，时，ELEL2)1(2RRRR 忽略忽略RP , ,ie1= ie2= ie , ,2ie 流过流过 RE，可视为可视为 ie 流过流过 2RE。RBRBuiRC+UCCT1RCT2+REUEEuo2uo1RP2.5第6章 交流放大电路KCMR 表示差动放大电路对差模信号的放大能力和对表示差动放大电路对差模信号的放大能力和对

46、 共模信号的抑制能力。共模信号的抑制能力。 ELELC2)1(2RRRRA cdCMRAAK )dB(lg20cdCMRAAK 定义：定义：或或2.5第6章 交流放大电路1. 能够放大差模信号，抑制共模信号能够放大差模信号，抑制共模信号 2. 典型差动放大器抑制共模信号和零点漂移的措施：典型差动放大器抑制共模信号和零点漂移的措施： 3. 输入输出方式：输入输出方式： 输入：反馈电阻输入：反馈电阻RE：可将单端输入耦合为双端输入：可将单端输入耦合为双端输入 输出：计算输出：计算Ad时时, 只与输出方式有关只与输出方式有关, 而与输入方式无关而与输入方式无关 单端输出的单端输出的Ad1为双端输出为

47、双端输出Ad的的1/2。双端输出时：双端输出时：(1) 利用电路的对称性抵消利用电路的对称性抵消uoc ; (2) 利用利用RE的共模负反馈作用减小的共模负反馈作用减小uoc 。单端输出时：只有利用单端输出时：只有利用RE的共模负反馈作用减小的共模负反馈作用减小uoc2.5第6章 交流放大电路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。（1）输出功率尽可能大）输出功率尽可能大（2）效率要高）效率要高（3）非线性失真要小）非线性失真要小 通常采用互补对称式功率放大电路，分为无通常采用互补对称式功率放大电路，分为无输出电容输出电容 (OCL) 和有输出电容和

48、有输出电容 (OTL) 两种形式。两种形式。 效率定义为效率定义为 =交流输出功率交流输出功率直流电源功率直流电源功率%100io PP2.6第6章 交流放大电路功率放大电路中的三极管 在极限状态，集电极电流最大时接近ICM，管压降最大接近U(BR)CEO，耗散功率接近PCM，分析方法 因为输出电压和输出电流幅值都很大，攻放管特性的非线性不可忽略，故不能采用小信号时的交流电路的等效电路，而应采用图解法。第6章 交流放大电路 tuCEiCiCIB=0Q00tuCEiCiC00IB=0QQ点位于负载线的中点点位于负载线的中点Q点位于负载线的下端点位于负载线的下端Q点位于负载线点位于负载线的下端点偏

49、上的下端点偏上tuCEiCiCQ00IB=02.6第6章 交流放大电路ttuiiL00在在ui正半周正半周, T1导通导通, T2截止截止, T1的集电极电流的集电极电流 iC1,流过负载流过负载RL。 在在ui负半周负半周, T1截止截止, T2导通导通, T2的集电极电流的集电极电流 iC2,流过负载流过负载RL。 交越交越失真失真iC1iC2+UCCRLuiT1T2uo + UCCiL2.6第6章 交流放大电路iB2 由于三极管由于三极管T1、T2没没有静态偏压，当发射结有静态偏压，当发射结电压小于死区电压时，电压小于死区电压时，产生交越失真。产生交越失真。t t1t2t3t4uBE2u

50、BE1iBiB1uBE2t0t4t1t2t3uBE1交越交越失真失真002.6第6章 交流放大电路iCtuCE20tiC1QuCE1000uCEiC2交越交越失真失真交越交越失真失真2.6第6章 交流放大电路 偏置电路由偏置电路由二二极管极管D1和和D2、电电阻阻R1、R2和电位和电位器器RP组成，可消组成，可消除交越失真，并除交越失真，并具有温度补偿的具有温度补偿的作用。作用。ui+UCCUCCuoT1T2RLB1B2iC2iC1R1RPD1D2R2+ +2.6第6章 交流放大电路 OTL电路的结构和工作原电路的结构和工作原理与理与OCL电路基本相同，只是电路基本相同，只是用大容量电容用大容

51、量电容 C 代替了负电源代替了负电源UCC。在。在 ui 的正半周的正半周, 由正电由正电源源+UCC 供电供电, 形成形成 iC1 ; 在在 ui 的的负半周负半周, 由电容由电容 C供电供电, 形成形成 iC2。 iC1iC2uo + UC +UCCRLuiT1T2+ 为了保证负载电流正负半周为了保证负载电流正负半周对称，在静态时对称，在静态时, 使电容使电容C上的上的电压电压 UC 等于等于VCC / 2。iL+2.6第6章 交流放大电路icibieic= ic1+ ic2= 1ib1+ 2 ib2= 1 ib1+ 2 ie1= 1ib1+ 2(1+ 1) ib1= 1ib1+ 2ib1+ 1 2 ib1 复合管的等效电流放大系数为复合管的等效电流放大系数为 1 2 ib1 = 1 2 ib（1）T1为为NPN型小功率型小功率管管 T2为为NPN型大功率型大功率管管复合管