第八放大电路ppt课件

1、 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 第一节第一节 晶体管晶体管第二节第二节 晶体管基本放大电路晶体管基本放大电路第三节第三节 功率放大器功率放大器第四节第四节 集成运算放大器及其应用集成运算放大器及其应用第八章第八章 放大电路放大电路 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 第一节第一节 晶体管晶体管 晶体管又称三极管，它具有电流放大晶体管又称三极管，它具有电流放大作用，在电子电路中应用十分广泛。常用作用，在电子电路中应用十分广泛。常用的一些晶体管外型如图的一些晶体管外型如

2、图8-1所示。所示。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 1. 晶体管的结构和符号 晶体管由三个导电区、两个PN结构成，有三个电极。如下图。中间的导电区称基区，引出的电极为基极B。两边是发射区和集电区，分别引出的电极为发射极E和集电极C。两个PN结分别称发射结和集电结。如果两边是N区，中间为P区，称为NPN型晶体管；如果两边是P区，中间是N区，称为PNP型晶体管。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 2.晶体管内部结构特点晶体管内部结构特点 基区做得很薄，仅为基区做得很薄

3、，仅为110m；发；发射区掺杂浓度多数载流子浓度比基射区掺杂浓度多数载流子浓度比基区和集电区的掺杂浓度高的多；集电结区和集电区的掺杂浓度高的多；集电结的面积比发射结的面积大。作放大器件的面积比发射结的面积大。作放大器件使用时发射极和集电极是不能互换的。使用时发射极和集电极是不能互换的。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 一、晶体管的结构、符号和特点一、晶体管的结构、符号和特点1. 晶体管的结构和符号晶体管的结构和符号NNPBECBECIBIEICBECIBIEIC 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编

4、 高等教育出版社高等教育出版社 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 BCII_ BCII 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 ICBO A+EC AICEOIB=0+ 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 4集电极最大允

5、许电流集电极最大允许电流 集电极最大允许电流是指集电极最大允许电流是指晶体管工作时，对其集电极电流的限制。当晶体管集电极晶体管工作时，对其集电极电流的限制。当晶体管集电极电流超过电流超过 时，晶体管的参数时，晶体管的参数(如电流放大系数如电流放大系数 )将会明将会明显下降，并容易造成损坏。显下降，并容易造成损坏。 5集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率 晶体管工作时集电极晶体管工作时集电极电流引起的功率损耗电流引起的功率损耗 会使反向偏置的集电结发热。为会使反向偏置的集电结发热。为了限制集电结温升不超过允许值而规定了最大值了限制集电结温升不超过允许值而规定了最大值,该值除该值除了与集电

6、极电流有关外，还与集电极和发射极之间的电压了与集电极电流有关外，还与集电极和发射极之间的电压有关。晶体管工作时若集电结上损耗超过有关。晶体管工作时若集电结上损耗超过 ,会因集电结会因集电结温度过高而烧毁晶体管。温度过高而烧毁晶体管。 6集电极、发射极之间反向击穿电压集电极、发射极之间反向击穿电压 这是指这是指晶体管基极开路时，集电极和发射极之间能够承受的最大晶体管基极开路时，集电极和发射极之间能够承受的最大电压。实际值超过此值时，将会导致晶体管被击穿而损坏。电压。实际值超过此值时，将会导致晶体管被击穿而损坏。CMICMICMPCMPCMP(BR)CE0U 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承

7、荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 四、晶体管的三种工作状态四、晶体管的三种工作状态 晶体管工作状态的不同是因其集电结和发射晶体管工作状态的不同是因其集电结和发射结偏置不同造成的，它可以分成放大状态、饱和结偏置不同造成的，它可以分成放大状态、饱和状态及截止状态。这些不同工作状态表现出来的状态及截止状态。这些不同工作状态表现出来的特性是不同的，所以，它们被应用于不同的场合。特性是不同的，所以，它们被应用于不同的场合。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、

8、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 1放大状态放大状态 处于放大状态的晶体管，各极之间电流关系为处于放大状态的晶体管，各极之间电流关系为 即即CBEIIIBCIIBBBE)1 (IIII晶体管处于放大晶体管处于放大状态的条件是发状态的条件是发射结正向偏置，射结正向偏置，集电结反向偏置。集电结反向偏置。图示为处于放大图示为处于放大状态的晶体管电状态的晶体管电流和电压示意图。流和电压示意图。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 图图8-5 (a)所示电路采用一个电源供电，所示电路采用一个电源供电，它是在图它是在图8-4电路的基础上，

9、将电阻电路的基础上，将电阻 接到接到 正极的一端改接到正极的一端改接到 的正极上，这样可以省的正极上，这样可以省去去 。为了进一步简化电路，图。为了进一步简化电路，图8-5(a)中电源中电源省去省去 未画，只标出它对地电位值和极性。未画，只标出它对地电位值和极性。 BRBBUCCUBBUCCU 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 图图8-5(a)中，基极电流中，基极电流 增大时，集电极增大时，集电极电流电流 也会按也会按 倍关系增大；基极电流倍关系增大；基极电流 减小减小时，集电极电流时，集电极电流 也会按也会按 倍关系减小。放大倍

10、关系减小。放大状态的这个重要特征是集电极电流状态的这个重要特征是集电极电流 受基极电受基极电流流 的控制作用，实质上所说的放大就是这种的控制作用，实质上所说的放大就是这种以较小以较小 的控制较大的的控制较大的 ，其控制量是，其控制量是 倍。倍。 BICIBICICIBIBICI 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 图图8-5(b)中标出发射结的正向偏置电压中标出发射结的正向偏置电压 和集电结的反向偏置电压和集电结的反向偏置电压 ，由于发射极接，由于发射极接地，所以集电极与发射极之间电压地，所以集电极与发射极之间电压 为上正为上正下负

11、，即下负，即C极电位比极电位比E极电位高，极电位高， 的数值大的数值大小可由图小可由图8-5 (a)所示电路求得，所示电路求得， 。将。将晶体管三极引脚各点电位比较发现，处于放大晶体管三极引脚各点电位比较发现，处于放大状态的晶体管，集电极电位最高，基极电位次状态的晶体管，集电极电位最高，基极电位次之，最低的是发射极电位。之，最低的是发射极电位。 BEUCBUCEUCEUCIRUUCCCCE 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 图图8-5 (c)示意晶体管处于放大状态时，示意晶体管处于放大状态时，集电极集电极C和发射极和发射极E之间相

12、当于通路，用一个之间相当于通路，用一个变化的电阻表示其间电压降，变化情况可认为变化的电阻表示其间电压降，变化情况可认为是受基极电流控制的。是受基极电流控制的。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 2饱和状态饱和状态 处于饱和状态的晶体管，基极电流处于饱和状态的晶体管，基极电流 增大增大时，集电极电流时，集电极电流 增大很小或不再增大，基极增大很小或不再增大，基极电流电流 失去对集电极电流失去对集电极电流 的控制作用，因而晶的控制作用，因而晶体管饱和时没有放大作用。体管饱和时没有放大作用。 晶体管处于饱和状态的条件是发射结正向偏晶体管

13、处于饱和状态的条件是发射结正向偏置，集电结也正向偏置，图置，集电结也正向偏置，图8-6所示为处于饱和状所示为处于饱和状态晶体管的电流、电压示意图。态晶体管的电流、电压示意图。 BICIBICI 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 2饱和状态饱和状态 图图8-6 (a)中，若减小中，若减小 ,使发射结正向电压使发射结正向电压 增加，这一阶段晶体管还是工作在放大状态。基增加，这一阶段晶体管还是工作在放大状态。基极电流极电流 对集电极电流对集电极电流 仍然有控制作用，并且仍然有控制作用，并且 增加，增加， 也增加，也增加， 减小。当减小到

14、减小。当减小到接近为零时接近为零时(硅管约硅管约0.3V，锗管约，锗管约0.1V，称为饱和，称为饱和压降压降)，集电极电流已达到最大，集电极电流已达到最大值值 ，此时若再增加，此时若再增加 , 已已不可能再增加，即晶体管已经饱和。不可能再增加，即晶体管已经饱和。CIBIBRBICI)(CCCCECIRUUCCCCCECCRURUUICBICI 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 图图8-6(b)中标出发射结中标出发射结 和集电结的和集电结的 正正向偏置，考虑到饱和时晶体管向偏置，考虑到饱和时晶体管 V左右，左右，将晶体管三根引脚各点

15、电位比较发现，处于饱和将晶体管三根引脚各点电位比较发现，处于饱和状态的晶体管，基极电位最高，集电极电位次之，状态的晶体管，基极电位最高，集电极电位次之，发射极电位最低。发射极电位最低。 图图8-6(c)示意晶体管处于饱和状态时，集电示意晶体管处于饱和状态时，集电极极C和发射极和发射极E之闻若略去很小的电压降之闻若略去很小的电压降 (0.3 V)，如同一个开关处于闭合状态，相当于短路。如同一个开关处于闭合状态，相当于短路。BEUCBU3 . 0CEU 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 3截止状态截止状态 图图8-7处于截止状态的晶体

16、管，各极电流处于截止状态的晶体管，各极电流( 、 和和 )都为零或极小，因而，晶体管截止时没有放大作用。都为零或极小，因而，晶体管截止时没有放大作用。 晶体管处于截止状态的条件是发射结反向偏置，集电晶体管处于截止状态的条件是发射结反向偏置，集电结也反向偏置，图结也反向偏置，图8-7所示为处于截止状态的晶体管电流、所示为处于截止状态的晶体管电流、电压示意图。电压示意图。 BICIEI 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 3截止状态截止状态 图图8-7(a)中，由于发射结和集电结都反向偏置，基极中，由于发射结和集电结都反向偏置，基极电流

17、和集电极电流电流和集电极电流 那么集电极电阻那么集电极电阻 上就没有电压降，晶体管集电极上就没有电压降，晶体管集电极C和发射极和发射极E之间电压之间电压0BI0CICRCCCCCCEUIRUUC 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 图图8-7(b)中标出了发射结和集电结的反向偏置中标出了发射结和集电结的反向偏置电压电压 和和 ，考虑到在截止时，考虑到在截止时 ，将，将晶体管三极引脚各点电位比较发现，处于截止状晶体管三极引脚各点电位比较发现，处于截止状态的晶体管，集电极电位最高，发射极电位次之，态的晶体管，集电极电位最高，发射极电位次

18、之，基极电位最低。基极电位最低。 BEUCBUCCCEUU 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 图图8-7 (c)示意晶体管处于截止状态时，示意晶体管处于截止状态时，集电极集电极C和发射极和发射极E之间电压降为电源电压，之间电压降为电源电压，如同一个开关处于断开状态，相当于开路。如同一个开关处于断开状态，相当于开路。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 晶体管三种状态各有其特点，一般情晶体管三种状态各有其特点，一般情况下，在模拟电子电路中，晶体管主要工况下，在模拟电子电路

19、中，晶体管主要工作在放大状态，避免其工作在饱和或截止作在放大状态，避免其工作在饱和或截止状态，否则会使被放大的交流信号出现失状态，否则会使被放大的交流信号出现失真。在数字电子电路中，晶体管主要工作真。在数字电子电路中，晶体管主要工作在饱和或截止两种状态，起开关作用。在饱和或截止两种状态，起开关作用。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 五、晶体管的检测五、晶体管的检测 1判定基极和管型判定基极和管型 测试原理，三极管由两个测试原理，三极管由两个PN结组成，根据结组成，根据PN结正向电阻小，反向电阻大结正向电阻小，反向电阻大的特点，可

20、用万用表的欧姆挡来判断基极和管型。的特点，可用万用表的欧姆挡来判断基极和管型。 测试方法：将万用表转换开关旋至测试方法：将万用表转换开关旋至“ ”挡，选择挡，选择R100或或R1 k挡，挡，用黑表笔用黑表笔(内接表内电池的正极内接表内电池的正极)接三极管的任意一只管脚，再用红表笔接三极管的任意一只管脚，再用红表笔(内接内接表内电池的负极表内电池的负极)接触其余两只管脚，接触其余两只管脚，如果两次测量的电如果两次测量的电阻值都很小阻值都很小(或都很或都很大大)，则黑表笔接的，则黑表笔接的管脚是基极，且这管脚是基极，且这只三极管是只三极管是NPN型型管。若两次测量的管。若两次测量的电阻都很大则是电

21、阻都很大则是PNP型管。型管。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 五、晶体管的检测五、晶体管的检测 1判定基极和管型判定基极和管型 若测试结果不符合两次若测试结果不符合两次电阻均很小或两次电阻均电阻均很小或两次电阻均很大的条件，则黑表笔接很大的条件，则黑表笔接的不是基极，需另换一个的不是基极，需另换一个管脚再进行测试，直到确管脚再进行测试，直到确定基极为止。定基极为止。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 2判定集电极和发射极判定集电极和发射极 测试方法：如图测试方法：

22、如图8-8所示，对于所示，对于NPN型管，型管，测定基极后，假设其余的两只管脚中的一只为集测定基极后，假设其余的两只管脚中的一只为集电极电极C，在，在B、C之间接入一个电阻之间接入一个电阻 =10100 k，或用手指或用手指(替代替代 ) 捏住基极捏住基极B和假定的集电极和假定的集电极C(两极不能接触两极不能接触)，用黑表笔接触，用黑表笔接触C极，红表笔接极，红表笔接触触E极，读出一个阻值，极，读出一个阻值，BRBR然后将上述假定的然后将上述假定的C、E极对调一下，用同样方法极对调一下，用同样方法再测一次阻值，比较两次再测一次阻值，比较两次读数的大小，读数较小读数的大小，读数较小 (即电流较大

23、即电流较大)的一次为正的一次为正确的假设，即黑表笔接的确的假设，即黑表笔接的是集电极是集电极C，红表笔接的，红表笔接的是发射极是发射极E。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 2判定集电极和发射极判定集电极和发射极 对于对于PNP管，则将图管，则将图8-8中的红、黑表笔位置对调，仍用上述方法测中的红、黑表笔位置对调，仍用上述方法测两次两次C、E间的阻值，读数较小的一次，红表笔接的便是集电极间的阻值，读数较小的一次，红表笔接的便是集电极C。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版

24、社 一、放大电路的组成及各元件的作用一、放大电路的组成及各元件的作用 放大电路能把微弱的输入信号，转换成一放大电路能把微弱的输入信号，转换成一定强度的、随输入信号变化的输出信号。基本定强度的、随输入信号变化的输出信号。基本共射放大电路如图共射放大电路如图8-9所示。所示。 1.晶体管晶体管VT 它是放大电路的核心元件，它是放大电路的核心元件，起电流放大作用。起电流放大作用。 2.电源电源UCC 是放大器的能源，同时它与是放大器的能源，同时它与适当阻值的适当阻值的RB、RC配合，使发配合，使发射结正偏、集电结反偏，以满足射结正偏、集电结反偏，以满足晶体管放大的外部条件。晶体管放大的外部条件。 电

25、工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 一、放大电路的组成及各元件的作用一、放大电路的组成及各元件的作用 3.基极偏流电阻基极偏流电阻RB 图图8-9RB和和UCC一一起给基极提供一个合适起给基极提供一个合适的基极偏流的基极偏流IB。晶体管。晶体管只有建立了合适的基极只有建立了合适的基极偏流偏流IB，输出信号才不，输出信号才不会失真。会失真。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 4.集电极负载电阻集电极负载电阻RC RC的作用是将放大后的的作用是将放大后的ic电流变化转变成电流

26、变化转变成RC上电压上电压变化，从而引起变化，从而引起uCE的变化，这个变化电压就是输出电压的变化，这个变化电压就是输出电压uO，且，且uO= 即把晶体管的电流放大变为电压放大。即把晶体管的电流放大变为电压放大。CRCi 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 5.耦合电容耦合电容C1和和C2 C1和和C2的作用是的作用是“隔隔直通交直通交”，利用电容的容，利用电容的容抗与频率成反比的特点实抗与频率成反比的特点实现耦合交流信号，隔断直现耦合交流信号，隔断直流信号，从而避免信号源流信号，从而避免信号源与放大电路之间、放大电与放大电路之间、

27、放大电路与负载之间直流电流的路与负载之间直流电流的相互影响，又使交流信号相互影响，又使交流信号顺利通过。顺利通过。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 UBEIBICUCE无输入信号无输入信号(ui = 0)时时: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtO 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 ICUCEOIBUBEO结论：结论：QIBUBEQUCEIC 电工电子技术

28、基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 UBEIB无输入信号无输入信号(ui = 0)时时: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE？ uCE = UCC iC RC uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoIC+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 +集电极电流集电极电流直流分量直流分量交流分量交流分量动态分析动态分析iCtOiCtICO

29、iCticO静态分析静态分析 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 uitOuotO 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 直流通路直流通路对直流信号电容对直流信号电容 C 可看作开路即将电容断开）可看作开路即将电容断开）断开断开断开断开+UCCRBRCVT+UBEUCEICIBIE

30、+UCCRSesRBRCC1C2VT+RLui+uo+uBE uCEiCiBiE 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 RBRCuiuORLRSes+ XC 0，C 可看可看作短路。忽略电源作短路。忽略电源的内阻，电源的端的内阻，电源的端电压恒定，直流电电压恒定，直流电源对交流可看作短源对交流可看作短路。路。短路短路短路短路对地短路对地短路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 静态工作点静态工作点Q

31、 Q：IBIB、ICIC、UCE UCE 。静态分析：确定放大电路的静态值。静态分析：确定放大电路的静态值。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 BBECCB RUUI 所所以以BCCBRUI 根据电流放大作用根据电流放大作用CEOBC III BB II 当当UBE UCC时，时，+UCCRBRCVT+UBEUCEICIB 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 知：知：UCC=12VUCC=12V，RC=4kRC=4k，RB=300kRB=300k， =37.5 =37.

32、5。解：解：mAmABCCB04030012. RUImAmABC51040537. II VV CCCCCE645112 .RIUU+UCCRBRCVT+UBEUCEICIB 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 EECCCCCERIRIUU EBBECCB) 1(RRUUI BC II EEBEBBCCRIURIU EBBEBB) 1 (RIURI 由由KVLKVL可得：可得：由由KVLKVL可得：可得：IE+UCCRBRCVT+UBEUCEICIB 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版

33、社高等教育出版社 放大电路的动态分析放大电路的动态分析 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 beLrRAu io :UUAu 定义定义beCrRAu 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 iii IUr 输输入入电电阻阻SuSRiIiUirSuSRiIiU 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 oUo/uoooIUr 输输出出电电阻阻：oUSu 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高

34、等教育出版社高等教育出版社 CoooRIUr 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 Q2uoUCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ1 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 uiuotiB/AiB/AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC/mAuCE/VOOUCE 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育

35、出版社高等教育出版社 在固定偏置放大电路中，当温度升高时，在固定偏置放大电路中，当温度升高时，UBEUBE、 、 ICBO ICBO 。 上式表明，当上式表明，当UCC和和 RB一定时，一定时， IC与与 UBE、 以及以及 ICEO 有关，而这三个参数随温度而变化。有关，而这三个参数随温度而变化。CBOBBECCCEOBC)1( IRUUIII 温度升高时，温度升高时， ICIC将增加，使将增加，使Q Q点沿负载线上移。点沿负载线上移。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 iCuCEQQ 固定偏置电路的工作点固定偏置电路的工作点Q

36、 Q点是不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升高点是不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升高使使 IC IC 增加时，能够自动减少增加时，能够自动减少IBIB，从而抑制，从而抑制Q Q点的变化，点的变化，保持保持Q Q点基本稳定。点基本稳定。O 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 B2II 若若满满足足： 基极电位基本恒定，基极电位基本恒定，不随温度变化。不随温度变化。2B2BRIV 2B1BCC21RRUII CC2B1B2BBURRRV VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+ 电

37、工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 VBEBEBECRUVII BEBUV 若若满满足足：EBEBEBEC RVRUVII RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+ 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 从从Q Q点稳定的角度来点稳定的角度来看似乎看似乎I2I2、VBVB越大越好。越大越好。但但 I2 I2 越大，越大，RB1RB1、RB2RB2必须取得较小，将必须取得较小，将增加损耗，降低输入电增加损耗，降低输入电阻。阻。而而VBVB

38、过高必使过高必使VEVE也增也增高，在高，在UCCUCC一定时，势一定时，势必使必使UCEUCE减小，从而减减小，从而减小放大电路输出电压的小放大电路输出电压的动态范围。动态范围。VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+ 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+TUBEIBICVEICVB 固定固定 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 电电源

39、源供供给给的的直直流流功功率率率率负负载载得得到到的的交交流流信信号号功功 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 互补推挽功率放大器是集成功率放大电路输出级互补推挽功率放大器是集成功率放大电路输出级的基本形式。当它通过容量较大的电容与负载耦合的基本形式。当它通过容量较大的电容与负载耦合时，由于省去了变压器而被称为无输出变压器时，由于省去了变压器而被称为无输出变压器(Out

40、put Transformerless)电路，简称电路，简称OTL电路。若电路。若互补对称电路直接与负载相连，输出电容也省去，互补对称电路直接与负载相连，输出电容也省去，就成为无输出电容就成为无输出电容(Output Capacitorless)电路，简电路，简称称OCL电路。电路。 OTL电路采用单电源供电，电路采用单电源供电， OCL电路采用双电源电路采用双电源供电。供电。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 VT1、VT2的特性一致；的特性一致；一个一个NPN型、一个型、一个PNP型型两管均接成射极输出器；两管均接成射极输出器

41、；输出端有大电容；输出端有大电容；单电源供电。单电源供电。2 CCCUu 2CCAUV , IC1 0， IC2 0OTL原理电路原理电路RLuiVT1VT2+UCCCAuo+ +- -+ +- - 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 RLuiVT1VT2Auo+ +- -+ +- - 设输入端在设输入端在UCC/2 UCC/2 直流基础上加入正弦信号。直流基础上加入正弦信号。 若输出电容足够大，其上电压基本保持不变，若输出电容足够大，其上电压基本保持不变，则负载上得到的交流信号正负半周对称。则负载上得到的交流信号正负半周对称。ic

42、1ic2交流通路交流通路uo 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 当输入信号当输入信号uiui为正弦波时，为正弦波时，输出信号在过零前后出现的输出信号在过零前后出现的失真称为交越失真。失真称为交越失真。 交越失真产生的原因交越失真产生的原因 由于晶体管特性存在非线性，由于晶体管特性存在非线性， ui ui 死区电压晶体管导通不好。死区电压晶体管导通不好。交越失真交越失真ui tuo t 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 R1RLuiVT1VT2+UCCCAuo+ +-

43、-+ +- -R2VD1VD2 静态时静态时VT1VT1、VT2 VT2 两管发射结电压分别为二极管两管发射结电压分别为二极管VD1VD1、VD2VD2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态。通状态。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 uiuo+UCCVT1VT2+UCCRLic1ic2uo 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦

44、合放大电路。是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。路。是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。 一、集成运算放大器的外形和符号一、集成运算放大器的外形和符号 集成运算放大器的外形通常有三种：圆壳式、双列直插式和扁平集成运算放大器的外形通常有三种：圆壳式、双列直插式和扁平式，如图式，如图8-23所示。所示。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 国产集成运放的引出端一般有国产集成运放的引出端一般有8到到14根，使用时可根据说明书进根，使用时可根据说明书进行查对和辨认。一般可以从顶视图看去，从标有特殊记号的地方开始行查对和辨认。一般

45、可以从顶视图看去，从标有特殊记号的地方开始按逆时针方向依次编号。例如圆筒式运放的标记为凸出头，让凸出头按逆时针方向依次编号。例如圆筒式运放的标记为凸出头，让凸出头朝向自己，其右方第一个引出端为管脚朝向自己，其右方第一个引出端为管脚1其余按逆时针围绕，依次为其余按逆时针围绕，依次为2、3、4双列直插式运放的标记为缺口，让缺口朝向自己，其缺口右双列直插式运放的标记为缺口，让缺口朝向自己，其缺口右边为第一引线端；扁平式运放在引线中有一根形状特殊，并标有记号边为第一引线端；扁平式运放在引线中有一根形状特殊，并标有记号的为引出端的为引出端1，如图，如图8-23所示。所示。 电工电子技术基础电工电子技术基

46、础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 国产集成运放的主要引出端有五个：反相国产集成运放的主要引出端有五个：反相输入端、同相输入端、正电源端、负电源端和输入端、同相输入端、正电源端、负电源端和输出端。根据国家有关标准规定，集成运放用输出端。根据国家有关标准规定，集成运放用图中的符号表示，一般线路图中，正负电源通图中的符号表示，一般线路图中，正负电源通常不予画出。除此之外，在多数产品中还有调常不予画出。除此之外，在多数产品中还有调零端、频率补偿端及偏置端等，但一般在符号零端、频率补偿端及偏置端等，但一般在符号中不予画出。中不予画出。 电工电子技术基础电工电子技术基础

47、赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 表表8-2主要引出端排列规律外引线数目主要引出端反相输入同相输主要引出端排列规律外引线数目主要引出端反相输入同相输入负电源正电源输出端入负电源正电源输出端.表表8-2主要引出端排列规律主要引出端排列规律外外引引线线数数目目主要引出端主要引出端反相输入反相输入同相输入同相输入负电源负电源 正电源正电源输出端输出端82347610345871245698 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 集成运算放大器的主要参数集成运算放大器的主要参数 1. 开环电压放大倍数开环电压放大

48、倍数Aod 运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。 Aod愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。 2.共模抑制比共模抑制比KCMR 共模抑制比共模抑制比KCMR是差模电压放大倍数是差模电压放大倍数Aod与共模电与共模电压放大倍数压放大倍数Aoc之比，之比，KCMR越大表示集成运放抑制共模信号越大表示集成运放抑制共模信号能力越强。共模电压一般是指加在反相输入端和同相输入端能力越强。共模电压一般是指加在反相输入端和同相输入端的干扰信号电压。的干扰信号电压。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主

49、编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 集成运算放大器的主要参数集成运算放大器的主要参数 3.输入电阻输入电阻rid 输入电阻输入电阻rid是指输入差模信号时集成运放的开环输入是指输入差模信号时集成运放的开环输入电阻，集成运放的电阻，集成运放的rid很大。很大。 4.输出电阻输出电阻rod 输出电阻输出电阻rod是指运放本身输出级的开环输出电阻，是指运放本身输出级的开环输出电阻，rod越小表示集成运放带负载能力越强。越小表示集成运放带负载能力越强。 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 因为因为 uo = Aod(u+ u

50、)所以所以(1) 差模输入电压约等于差模输入电压约等于 0 即即 u+= u ,称称“虚短虚短” (2) 输入电流约等于输入电流约等于 0 即即 i+= i 0 ,称称“虚断虚断” 电压传输特性电压传输特性 Aod越大，运放的越大，运放的 线性范围越小，必线性范围越小，必 须加负反馈才能使须加负反馈才能使 其工作于线性区。其工作于线性区。+uouu+i+i u+ u uo线性区线性区Uo(sat)+Uo(sat) O 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 1i1Ruui FoFRuui（1电路组成电路组成 以后如不加说明，输入、输出的

51、另一端均为地()。（2电压放大倍数电压放大倍数因虚短因虚短, 所以所以u=u+= 0，称反相输入端称反相输入端“虚虚地地” 反相输入的重要反相输入的重要特点特点因虚断，因虚断，i+= i = 0 ， i1FouRRu iFiiii+1FiofRRuuAu uoRFuiR/R1+ 所以所以 i1 iF 因要求静态时u+、 u 对地电阻相同， 所以平衡电阻 R/ = R1 / RF 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 i1FouRRu 1FiofRRuuAu uoRFuiR/R1+ 反馈电路直接从输反馈电路直接从输出端引出出端引出电压反馈电压反馈输入信号和反馈信号加在输入信号和反馈信号加在同一输入端同一输入端并联反馈并联反馈反馈信号使净输入反馈信号使净输入信号减小信号减小负反馈负反馈 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲