第7章基本放大电路_电路与模拟电子技术

1、7.1 7.1 双极型晶体三极管双极型晶体三极管7.2 7.2 晶体管放大电路晶体管放大电路7.3 7.3 多级放大电路多级放大电路7.6 7.6 场效应晶体管场效应晶体管第第 7 7章章 基本放大电路基本放大电路7.4 7.4 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈7.5 7.5 功率放大电路功率放大电路7.7 7.7 场效应管放大电路场效应管放大电路27.1.1 基本结构基本结构7.1.2 放大原理放大原理7.1.3 特性曲线特性曲线7.1.4 主要参数主要参数由两个由两个PNPN结构成的结构成的具有电流放大作用和开关作用具有电流放大作用和开关作用的半导体器件的半导体器件7. 1 双极性晶体

2、三极管双极性晶体三极管3三极管三极管频率频率：高频管、低频管：高频管、低频管功率功率：小、中、大功率管小、中、大功率管材料材料：硅管、锗管：硅管、锗管类型类型：NPN型、型、PNP型型48.1.1 三极管的基本结构三极管的基本结构由两个由两个PNPN结组成结组成NPN型型BEC基极基极发射极发射极集电极集电极NNPPNP型型PPNBEC发射极发射极集电极集电极基极基极5BEC基极基极发射极发射极集电极集电极NNP发射结发射结集电结集电结发射区：掺发射区：掺杂浓度较高杂浓度较高基区：较薄，基区：较薄，掺杂浓度低掺杂浓度低集电区：集电区：面积较大面积较大61. 放大状态放大状态BECNNPEBRB

3、EcRC7.1.2 三极管的工作原理三极管的工作原理放大的条件：放大的条件：发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏EB保证发射结正偏，保证发射结正偏，ECEB保证集电结反偏。保证集电结反偏。共发射共发射极电路极电路7进入进入P区的电子区的电子少部分与基区的少部分与基区的空穴复合（形成空穴复合（形成基极电流基极电流IB）外）外，多数继续扩散，多数继续扩散到集电结。到集电结。BECNNPEBRBEc发射结正发射结正偏，发射偏，发射区电子不区电子不断向基区断向基区扩散，形扩散，形成发射极成发射极电流电流IE。IEIBRCIB8从基区扩散来从基区扩散来的电子作为集的电子作为集电结的少子，电结的少

4、子，漂移进入集电漂移进入集电结而被收集，结而被收集，形成形成IC，基本，基本上等于上等于IE。BECNNPEBRBEcIEICICRCIBBCII EBCIII ICBO很小的基极电流很小的基极电流IB，就，就可以控制较大的集电极可以控制较大的集电极电流电流IC，从而实现了放，从而实现了放大作用。大作用。IB9IC与与IB之比称为之比称为电流放大倍数电流放大倍数BCII 静态电流放大系数：静态电流放大系数：动态电流放大系数：动态电流放大系数：BCII 通常：通常： 10BECIBIEICNPN型三极管型三极管BECIBIEICPNP型三极管型三极管注意注意！只有：只有：发射结正偏，集电结反偏，

5、发射结正偏，集电结反偏，晶体管才能工作在晶体管才能工作在放大状态放大状态。内部。内部条件是条件是制造时使基区薄且掺杂浓度制造时使基区薄且掺杂浓度低，发射区掺杂浓度远高于集电区。低，发射区掺杂浓度远高于集电区。EBCVVV EBCVVV 112. 饱和状态饱和状态当三极管的当三极管的UCEUBE时，时，BC结处于正向偏置结处于正向偏置，此时，此时，即使再增加，即使再增加IB，IC也不也不会增加了。会增加了。饱和状态饱和状态饱和的三极饱和的三极管相当于一管相当于一个闭合的开个闭合的开关关V.UUREI ,IICESCECCCBC3010 3. 截止状态截止状态当三极管的当三极管的UBEIC，UCE

6、 0.3V称为饱和区。称为饱和区。16IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域中此区域中 : IB=0, IC=ICEO0,UBE0， UCE UBE 发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏IC = IB 电流放大作用电流放大作用UBE0， UCE VB VEVC VB IB基极电位几乎仅决基极电位几乎仅决定于定于Rb1与与Rb1对对VCC的分压，而与的分压，而与晶体管参数无关，晶体管参数无关，即当温度变化时，即当温度变化时，UB基本不变。基本不变。T() IC (IE) UE UBE IBIC(因为因为UB基本不变）基本不变）

7、94Rb2Rb1UBQI2I1BIBRc+VCCTReIEICUE这种将输出量这种将输出量 (IC) 通过一定的方式通过一定的方式(利用利用 Re 将将 IC的变化的变化转化成电压的变化转化成电压的变化)引回到输入回路来影响输入量引回到输入回路来影响输入量 (UBE) 的措施称为反馈的措施称为反馈;由于反馈的结果使输出量的变化减小，由于反馈的结果使输出量的变化减小，故称为负反馈故称为负反馈；又；又由于反馈出现在直流通路之中，故称由于反馈出现在直流通路之中，故称为直流负反馈为直流负反馈。 Re为负反馈电阻为负反馈电阻在稳定的过程中，在稳定的过程中，Re起着重要作用，起着重要作用，当晶体管的输出回

8、路电流当晶体管的输出回路电流IC 变化时，变化时，通过发射极电阻通过发射极电阻Re上产生电压的变化上产生电压的变化来影响间来影响间b-e间电压，从而使间电压，从而使IB向相反向相反方向变化，达到稳定方向变化，达到稳定Q 点的目的。点的目的。95 复习复习放大电路的动态分析放大电路的动态分析1. 微变等效电路法微变等效电路法画出放大电路的画出放大电路的交流通路交流通路，根据交流通路，根据交流通路画出画出微变等效电路微变等效电路。berbI-BECE+-uBEiBiC+-uCE+beUbIBE+-cIceUC晶体管微变等效电路晶体管微变等效电路96rbeRBRCRLUiIiIbIcUoIb共发射极

9、放大电路的微变等效电路共发射极放大电路的微变等效电路beLurRAbeirr CoRr Au RL Au 输出与输入反相位输出与输入反相位Q rbe Au 972. 用图解法进行动态分用图解法进行动态分析析画出放大电路画出放大电路的交流通路的交流通路在晶体管的输在晶体管的输出特性上做出特性上做交交流负载线流负载线在图中分析：在图中分析：电压放大倍数电压放大倍数及失真情况及失真情况在静态工作点已知的前提在静态工作点已知的前提下，叠加一交流小信号下，叠加一交流小信号1. 必过必过Q点；点；2. 斜率为：斜率为：LCR/R1 98在图示电路中，已知在图示电路中，已知VCC=12V,Rb=510k ,

10、Rc=3k ；晶体管的晶体管的rbe=1.33k ， =80，导通时的，导通时的UBEQ=0.7V；RL=3 3k 。求解：。求解：（1）求出电路的）求出电路的 、 和和 ；（2）若所加信号源内阻）若所加信号源内阻RS为为2k ，求出，求出oiuRRA ?UUAsous 例例Rc+VCCuiT+-+-uoRbRLC1+-+-C2画出直流通路画出直流通路利用微变等效电路计算利用微变等效电路计算电压放大倍数，输入输电压放大倍数，输入输出电阻。出电阻。99A.mA.mA.RUVIbBEQCCBQ 222022205107012 mAmAIIBQCQ1.770.0222)(80 解：解：画出直流通路画

11、出直流通路RbRc+VCCTIBQICQ100)/( )/(LcbLccoRRIRRIU bebirIU )R/RR(rRUUALcLbeLiou 代入数据代入数据90331333380 .Au+-+-iUoURc微变等效电路微变等效电路berbIRbRLRSSU+-画出微变等效电路计算画出微变等效电路计算电压放大倍数，输入输电压放大倍数，输入输出电阻。出电阻。101 krrRIrRIIURbebebibebiiii1.33/)/(kRRco3放大电路的输入电阻与信号源内放大电路的输入电阻与信号源内阻无关，输出电阻与负载无关。阻无关，输出电阻与负载无关。(2) (2) 根据根据 的定义的定义u

12、sAuisiiosisousARRRUUUUUUA 代入数据代入数据36903312331 )(.Aus|uA|usA 的数值总是小于的数值总是小于 的数值，输入电阻愈大，的数值，输入电阻愈大， 愈接近愈接近 ， 也就愈接近也就愈接近 。|iU|sU|usA|uA+-+-iUoURc微变等效电路微变等效电路berbIRbRLRSSU+-102分压式电流负反馈静态工作点稳定电路分压式电流负反馈静态工作点稳定电路RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBRB1和和RB2构成偏置电路。构成偏置电路。1、Re的直流负反馈作用；的直流负反馈作用；2、在、在I1IB的情况下，的情况下

13、， UB在温度变化时基本不变。在温度变化时基本不变。Q点稳定的原因点稳定的原因103静态工作点的估算静态工作点的估算已知已知I1IBCCbbbBURRRU 211发射极电流发射极电流eBEBERUUI 由于由于IC IE，管压降，管压降 基极电流基极电流 1EBIIRb2Rb1UBI2I1BIBRc+VCCTReIEICUE直流通路直流通路)(ecCCCCERRIVU 应该指出，不管电路参数是否满足应该指出，不管电路参数是否满足I1IB ， Re的的反馈作用都存在。反馈作用都存在。104RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBCE将将RE短路，短路，RE对交流不起作对交流

14、不起作用，放大倍数不受影响。用，放大倍数不受影响。如果去掉如果去掉CE，放大，放大倍数怎样？倍数怎样？交流旁路交流旁路电容电容105三、动态参数的估算三、动态参数的估算Rb2Rc+VCCuiT+-+-uoC1+C2Rb1ReCeP+RL交流通路交流通路Rb2RcT+-+-Rb1OUiURLRb1T+_iURcRb2+_OURL106微变等效电路微变等效电路(Rb= Rb1/ Rb2)+-iUberbIRbbI+-oURciIRL)R/R(IULcbo 求放大倍数求放大倍数bebLcbiourI)R/R(IUUA bebirIU )R/RR(rRr)R/R(LcLbeLbeLc Rb1T+_iU

15、RcRb2+_OURL107输入电阻输入电阻bebibebiiiirRIrRIIUR/)/( 输出电阻输出电阻coRR RiRo+-iUberbIRbbI+-oURciIRLRb2Rc+VCCuiT+-+-uoC1+C2Rb1ReCeP+RL由于由于CE的存的存在，交流性在，交流性能不受影响能不受影响108若去掉若去掉CERb2Rc+VCCuiT+-+-uoC1+C2Rb1ReRLRb1T+_iURcRb2+_OURLRe交流通路交流通路Rb2RcT+-+-Rb1OUiURLRe109微变等效电路微变等效电路(Rb= Rb1/ Rb2)+-iUberbIRbbI+-oURciIRLRe)R/R

16、(IULcbo 求放大倍数求放大倍数iouUUA ebbebiRI)(rIU 1ebbebLcbRIrIRRI )(1)/( )/()(1LcLebeLRRRRrRRb1T+_iURcRb2+_OURLRe其中，若其中，若(1+ )Re rbe，且，且 1，则，则)/(cLLeLiouRRRRRUUA 虽然虽然Re 使使 减小了，但由于减小了，但由于仅决定于电阻取值，所以不受环境仅决定于电阻取值，所以不受环境温度的影响。温度的影响。uA|uA110输入电阻输入电阻)(1/21ebebbibiRrRRRRR RiRiRo输出电阻输出电阻coRR ebebebbebbiiRrIRIrIIUR)(1

17、)(1 +-iUberbIRbbI+-oURciIRLReCE的存在使的存在使得放大倍数得放大倍数下降，输入下降，输入电阻提高电阻提高111Rb2Rc+VCCuiT+-+-uoC1+C2Rb1R eCeP+RLR e为了既稳定静态工作点又能提高输入电阻，可为了既稳定静态工作点又能提高输入电阻，可以将以将Re分为两段，一段被分为两段，一段被CE旁路，一段保留旁路，一段保留112七、七、 射极输出器射极输出器RB+ECC1C2RERLuiuo从发射极从发射极输出输出共集电极放大电路共集电极放大电路集电极是输入集电极是输入与输出电路的与输出电路的公共端。公共端。113静态分析：静态分析：RB+UCC

18、REIBIEEBBECCB)R(1RUUIBEI )1 (I EECCCERIUU折算折算114动态分析：动态分析：rbeiU iI bI cI oU bI BRRERLRB+ECC1C2RERLuiuo微变等效电路微变等效电路115LeoRIU LELR/RR LbRI1 ）（LebebiRIrIU LbbebRI )1 (rI LbbebLbuRI)1(rIRI)1(A LbeLR)1(rR1 ）（1、电压放大倍数、电压放大倍数动态分析：动态分析：rbeiU iI bI cI oU bI BRRERLeI1161、,R)1(rLbe 所以所以，1Au 电压放大倍数接近于电压放大倍数接近于1

19、，但恒小于，但恒小于1；输出电流输出电流Ie增加了，即仍具有一定的电流放大增加了，即仍具有一定的电流放大和功率放大作用。和功率放大作用。2、输入输出同相，输出电压跟随输入电压，输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故又称故又称射极跟随器射极跟随器。讨论讨论LbeLuR)(1rR)(1A1172、输入电阻、输入电阻R)1(r/RrLbeBi 输入电阻高，输入电阻高，对前级有利。对前级有利。rirbeiU iI bI cI oU bI BRRERL1183、输出电阻、输出电阻用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。iI bI cI rbeiU sU bI BRRERsro置置0119ebbI

20、III EsbesbeRURrURrU BssR/RR Rs U IrbeiU iI bI bI BRREeI 120 IUroEsbeR1Rr11 1Rr/RsbeERs U IrbeiU iI bI bI BRREeI 121一般一般sbeERrR1 ）（所以所以Rr1Rrrsbesbeo射极输出器的输出电阻很小，射极输出器的输出电阻很小，具有恒压输出特性，带负载能力强。具有恒压输出特性，带负载能力强。1Rr/RrsbeEo122归纳：归纳：输入、输出以集电极为公共点；输入、输出以集电极为公共点；电压放大倍数小于电压放大倍数小于1 1，近似为，近似为1 1；射极跟随器；射极跟随器；一般作多

21、级放大器的输入级（输入电阻高）；一般作多级放大器的输入级（输入电阻高）；输出级（输出电阻低）；中间级（减少电路输出级（输出电阻低）；中间级（减少电路间直接相连所带来的影响，起缓冲作用间直接相连所带来的影响，起缓冲作用）输入电阻高，向信号源索取电流小；输入电阻高，向信号源索取电流小；输出电阻低，带负载能力强；输出电阻低，带负载能力强；电流放大能力强（输出电流电流放大能力强（输出电流Ie）；）；123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功放级功放级耦合耦合耦合方式：耦合方式：直接耦合；阻容耦合直接耦合；阻容耦合；变压器耦合。；变压器耦合。对耦合电对耦合电路要求路要求动态

22、动态: 传送信号传送信号减少压降损失减少压降损失 静态：静态：保证保证各级各级Q点点设置设置波形不失真波形不失真多级放大及耦合：多级放大及耦合：124将放大电路的前级输出端通过电容接到将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，称为后级输入端，称为阻容耦合阻容耦合。R1R3+VccuiT1+-C1+C2R2R4C3+-uoRLC4T2+R5R6阻容耦合阻容耦合 125阻容耦合放大电路的优点：阻容耦合放大电路的优点：1、各级的静态工作点相互独立，便于计算和调整。、各级的静态工作点相互独立，便于计算和调整。R1R3+VccuiT1+-C1+C2R2R4C3+-uoRLC4T2+R5R6 两级阻容

23、耦合放大电路的直流通路两级阻容耦合放大电路的直流通路T2R5R6R1R3T1R2R4+Vcc126低频特性差，不能放大变化缓慢的信号。低频特性差，不能放大变化缓慢的信号。在集成电路中，因难于制造容量较大的电容而无法采用在集成电路中，因难于制造容量较大的电容而无法采用2 2、只要输入信号频率较、只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，高，耦合电容容量较大，前级的输出信号就可以几前级的输出信号就可以几乎没有衰减地传递到后级乎没有衰减地传递到后级的输入端，因此，在一般的输入端，因此，在一般多级分立元件交流放大电多级分立元件交流放大电路中阻容耦合方式得到非路中阻容耦合方式得到非常广泛的应用。常广泛的应

24、用。阻容耦合放大电路的主要缺点：阻容耦合放大电路的主要缺点：R1R3+VccuiT1+-C1+C2R2R4C3+-uoRLC4T2+R5R6127采用放大器级连的方法，可取得大电压放采用放大器级连的方法，可取得大电压放大倍数。大倍数。uiuoAu1Au2AunAu3uo1ui2uo2ui3Au = Au1 Au2 Au3 Aun多级放大多级放大Auj是考虑了后级的负载效应的单级放大倍数！是考虑了后级的负载效应的单级放大倍数！（即后一级的输入电阻是前一级的负载。）（即后一级的输入电阻是前一级的负载。）1282、输入电阻输入电阻 ri多级放大电路输入电阻就是从第一级看进去的输入电阻。多级放大电路输

25、入电阻就是从第一级看进去的输入电阻。多级放大电路输出电阻就是从最后一级看进去的输出电阻。多级放大电路输出电阻就是从最后一级看进去的输出电阻。3 3、输出电阻、输出电阻rori = ri 1ro = ro n129射极输出器归纳射极输出器归纳输入、输出以集电极为公共点；输入、输出以集电极为公共点；电压放大倍数小于电压放大倍数小于1 1，近似为，近似为1 1；射极跟随器；射极跟随器；一般作多级放大器的输入级（输入电阻高）；一般作多级放大器的输入级（输入电阻高）；输出级（输出电阻低）；中间级（减少电路输出级（输出电阻低）；中间级（减少电路间直接相连所带来的影响，起缓冲作用间直接相连所带来的影响，起缓

26、冲作用）输入电阻高，向信号源索取电流小；输入电阻高，向信号源索取电流小；输出电阻低，带负载能力强；输出电阻低，带负载能力强；电流放大能力强（输出电流电流放大能力强（输出电流Ie）；）； 复习复习130阻容耦合放大电路的优点：阻容耦合放大电路的优点：1、各级的静态工作点相互独立，便于计算和调整。、各级的静态工作点相互独立，便于计算和调整。低频特性差，不能放大变化缓慢的信号。低频特性差，不能放大变化缓慢的信号。在集成电路中，因难于制造容量较大的电容而无法采用在集成电路中，因难于制造容量较大的电容而无法采用2、只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前、只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的

27、输出信号就可以几乎没有衰减地传递到后级的级的输出信号就可以几乎没有衰减地传递到后级的输入端，因此，在一般多级分立元件交流放大电路输入端，因此，在一般多级分立元件交流放大电路中阻容耦合方式得到非常广泛的应用。中阻容耦合方式得到非常广泛的应用。阻容耦合放大电路的主要缺点：阻容耦合放大电路的主要缺点：131直接耦合直接耦合交流放大电路：放大交流信号。交流放大电路：放大交流信号。直流放大电路：放大直流信号。直流放大电路：放大直流信号。阻容耦合阻容耦合直接耦合直接耦合直流放大电路能否采用阻容耦合？直流放大电路能否采用阻容耦合？为什么为什么？因为电容具有隔直作用，采用阻容耦合，前一级输因为电容具有隔直作用

28、，采用阻容耦合，前一级输出的信号不能进入后一级的输入端出的信号不能进入后一级的输入端！思考思考132Rc1T1Rb2+Vccui+-Rb1uo+-Rc2T2将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端，将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端， 称为称为直接耦合。直接耦合。存在问题存在问题:1. 前后级前后级Q点相互影响点相互影响:给电路的分析、设计和给电路的分析、设计和调试带来一定的困难。调试带来一定的困难。UCE1=UBE2 =0.7V，T1处于饱和状态处于饱和状态133第一级电路与第二第一级电路与第二级电路直接连接级电路直接连接Rb2Rc1+VccuiT1+-+-uoRb1Rc2T2第二级电

29、路加射极电阻第二级电路加射极电阻R Rb1b1Rb2Rc1+VccuiT1+-+-uoRc2T2Re2解决方法：提高解决方法：提高E E2 2的电位。的电位。1342.零点漂移零点漂移:uot0 当当 ui= 0 时的时的 uO 有时会将信号淹没有时会将信号淹没!零漂产生的原因零漂产生的原因：主要是温度漂移主要是温度漂移。温漂温漂: 由于温度变化使晶体管参数由于温度变化使晶体管参数 变化引起的。变化引起的。 第一级的温漂最严重第一级的温漂最严重!解决方法：解决方法：改变电路结构改变电路结构135具有良好的低频特性，可以放大变化缓具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号；并且由于电路中没有大容

30、量慢的信号；并且由于电路中没有大容量电容，所以易于将全部电路集成在一片电容，所以易于将全部电路集成在一片硅片上，构成集成放大电路。硅片上，构成集成放大电路。直接耦合放大电路的优点：直接耦合放大电路的优点：136具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号；并具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号；并且由于电路中没有大容量电容，所以易于将全部电路且由于电路中没有大容量电容，所以易于将全部电路集成在一片硅片上，构成集成放大电路。集成在一片硅片上，构成集成放大电路。直接耦合放大电路的优点：直接耦合放大电路的优点：存在问题存在问题:1. 前后级前后级Q点相互影响点相互影响:给电路的分析、设计和调试给

31、电路的分析、设计和调试带来一定的困难。带来一定的困难。解决方法：提高解决方法：提高E E2 2的电位。的电位。2.零点漂移零点漂移:主要是温度漂移，且第一级温漂最为严主要是温度漂移，且第一级温漂最为严重重解决方法：采用差分放大电路。解决方法：采用差分放大电路。1371.结构特点结构特点:对称对称 、双端输入，双端输出、双端输入，双端输出uo =uo1 - uo215.7 差分放大电路差分放大电路uoui1+UCCRCRB2T1RB1RCRB2T2RB1ui2uo1uo2一、一、 差分放大电路的工作原理差分放大电路的工作原理1382.抑制零漂的原理抑制零漂的原理:uo= uC1 - uC2 =

32、0uo= (uC1 + uC1 ) - (uC2 + uC2 ) = 0当当ui1 = ui2 = 0 时：时：当温度变化时：当温度变化时：uoui1+UCCRCRB2T1RB1RCRB2T2RB1ui2uo1uo2139(1). 静态静态: ui1 = ui2 = 03、工作原理、工作原理IC2IC1uc1uc2ui1uo+UCCRCT1RB1RCT2RB1ui2RB2RB2UC1 = UC2UO = UC1 - UC2 =0IC1 = IC21401 1） 输入信号分类输入信号分类ui1 = -ui2= uidui1 = ui2 = uiC1差模输入差模输入: :(differential

33、 mode)共模输入共模输入: :2( common mode) 3比较输入比较输入: ui1 , ui2差模分量差模分量:共模分量共模分量:uiduiC分解分解2ui1 - ui2 =2ui1 + ui2=(2). (2). 动态动态: :141任意输入任意输入: ui1 , ui2ui1 = uC + udui2 = uC - ud 叠加叠加2ui1 - ui2=差模分量差模分量:共模分量共模分量:uduC分解分解2ui1 + ui2=例题例题: ui1 = 20 mv , ui2 = 10 mv ui1 = 15mv + 5mv,ui2= 15mv - 5mv则：则：ud = + 5mv

34、 , uc = 15mv 142143差模电压放大倍数差模电压放大倍数:共模电压放大倍数共模电压放大倍数: : 共模抑制比共模抑制比:（Common - Mode Rejection Ratio)odduiduA occuicuA cdAA=KCMRR=2 2） 主要性能指标主要性能指标大！大！ 0！两边完两边完全对称全对称差分放大电路放差分放大电路放大差模信号，抑大差模信号，抑制共模信号。制共模信号。注意！注意！零漂是一种零漂是一种共模信号，共模信号，差分放大电差分放大电路能很好地路能很好地抑制零漂抑制零漂144ui1= - ui2 = uid差模输入差模输入ui1uo+UCCRCT1RB1

35、RCT2RB1ui2RB2RB2设设ui1为为“+”UB1IC1UC1 - UC1UB2IC2UC2 + UC2设设ui2为为“-”UOd = - UC1 -+ UC2 =-2 UC1 iodduuA 大大145ui1= ui2 = uic共模输入共模输入ui1uo+UCCRCT1RB1RCT2RB1ui2RB2RB2设设ui1为为“+”UB1IC1UC1 - UC1则则ui2也也为为“+”UOC = - UC1 - - UC2 = 0 UB2IC2UC2 - UC2AC 0KCMRR 146归纳：差分放大电路在差分放大电路在两边完全对称两边完全对称时：时：1、放大差模信号：差模放大倍数大、放

36、大差模信号：差模放大倍数大2、抑制共模信号：共模放大倍数为、抑制共模信号：共模放大倍数为0 因为零漂是共模信号，所以，抑制零漂的能因为零漂是共模信号，所以，抑制零漂的能力很强。力很强。？思考？思考如果电路做不到两边完全对称，还能保持上如果电路做不到两边完全对称，还能保持上述功能吗？述功能吗？147uoui1+UCCRCRB2T1RB1RCRB2T2RB1ui2uo1uo2差分放大电路差分放大电路差分放大电路在差分放大电路在两边完全对称两边完全对称时：时：1、放大差模信号：差模放大倍数大、放大差模信号：差模放大倍数大2、抑制共模信号：共模放大倍数为、抑制共模信号：共模放大倍数为0 因为零漂是共模

37、信号，所以，抑制零漂的能力很强。因为零漂是共模信号，所以，抑制零漂的能力很强。148RP : 调零电位器。调整左右平衡调零电位器。调整左右平衡二、典型差分放大电路二、典型差分放大电路+UCCui1uoRCT1RBRCT2RBui2-UEERERP-UEE : 抵消掉抵消掉RE上的直流压降，保证工作点合适。上的直流压降，保证工作点合适。149RE的作用的作用 : 温度温度TICIE = 2ICUEUBEIBIC1). 抑制共模信号抑制共模信号 如：如：温度漂移温度漂移自动稳定自动稳定IC2IC1uc1uc2ui1uo+UCCRCT1RB1RCT2RB1ui2-UEEREIE限制每个管的漂移范围，

38、进一步减小零漂，限制每个管的漂移范围，进一步减小零漂，稳定电路的工作点，防止进入非线性区。稳定电路的工作点，防止进入非线性区。因因RP很小，分析时可忽略。很小，分析时可忽略。RE对共模信号作用对共模信号作用:150长尾式差分放大电路长尾式差分放大电路CQCQCQUUU 21由于电路对称：由于电路对称：021 CQCQOUUu所以静态时：所以静态时：Rb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1iE2-VEEiB1iB2iC1iC2uC1uC2静态分析：静态分析：估算静态工作点估算静态工作点动态分析：动态分析：估算差摸放大倍数，共摸放大倍估算差摸放大倍数，共摸放大倍数及共

39、摸抑制比数及共摸抑制比。BQBQBQIII 21CQCQCQIII 21151 1EQBQII1. 1.静态分析静态分析EQEQEQRIIIIe221 EEeEQBEQbBQVRIURI 2BEQEQUU eBEQEEEQRUVI2 BEQcCQCCEQCQCEQURIVUUU Rb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2-VEEUC1UC2IEQ1IEQ2IBQ1IBQ2ICQ1ICQ21522. 2.对共模信号的抑制作用对共模信号的抑制作用1 1）利用了电路参数对称性利用了电路参数对称性所起的补偿作用，使两只晶所起的补偿作用，使两只晶体管的集电极电位变化相等体管的集电极

40、电位变化相等0 )()(2211 CCCCuUuU21 CCOcuuu21 CCuu21 CCii21 BBiiRb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1iE2-VEEiB1iB2iC1iC2uC1uC21532）利用了射极电阻利用了射极电阻Re对共对共模信号的负反馈作用。模信号的负反馈作用。 对于每边晶体管而言，发对于每边晶体管而言，发射极等效电阻为射极等效电阻为2Re。 Re阻值阻值愈大，负反馈作用愈强，集电愈大，负反馈作用愈强，集电极电流变化愈小，因而集电极极电流变化愈小，因而集电极电位的变化也就愈小。电位的变化也就愈小。 iC1uIc iB1 iC1(iE1

41、 ) uE uBE1 iB1 uIc iB2 iC2(iE2 ) uE uBE2 iB2 iC22. 2.对共模信号的抑制作用对共模信号的抑制作用Rb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1iE2-VEEiB1iB2iC1iC2uC1uC2154共模放大倍数共模放大倍数AcIcOccuuA uIc共模输入电压共模输入电压 uOc uIc作用下的输出电压作用下的输出电压差分放大电路中，在电路参数理差分放大电路中，在电路参数理想对称的情况下，想对称的情况下， Ac =0。2. 2.对共模信号的抑制作用对共模信号的抑制作用Rb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VC

42、CuI2T2iE1iE2-VEEiB1iB2iC1iC2uC1uC21553. 对差模信号的放大作用对差模信号的放大作用差分放大电路加差模信号差分放大电路加差模信号Rb1Rc1T1+uOd-Rb2Rc2+VCCT2iE1iE2Re-VEEiB1iB2iC1iC2uI1uI2+-EuC1uC2+-2Idu2Idu+-IduRL差模信号作用差模信号作用下的等效电路下的等效电路rbe1Rb2Rc2 2 iB2 uId+-2LRRb1Rc12LRrbe2+- uOd 1 iB1 iB2 iB1156差模放大倍数差模放大倍数Ad：IdOdduuA uId差模输入电压差模输入电压 uOd uId作用下的输

43、出电压作用下的输出电压)(2)2/(21111bebBLcBIdOddrRiRRiuuA )(21bebBIdrRiu )2/(2111LcBOdRRiu )rR(Rbebi 2输入电阻：输入电阻：12coRR 输出电阻：输出电阻：rbe1Rb2Rc2 2 iB2 uId+-2LRRb1Rc12LRrbe2+- uOd 1 iB1 iB2 iB1bebLcdrRRRA )2/(11 157为了综合考察差分放大电路对差模信号的放大能力为了综合考察差分放大电路对差模信号的放大能力和对共和对共 模信号的抑制能力，特引入的一个指标参数。模信号的抑制能力，特引入的一个指标参数。cdCMRAAK KCMR

44、愈大，说明电路性能愈好。对于差分放愈大，说明电路性能愈好。对于差分放大电路，在电路参数理想对称的情况下，大电路，在电路参数理想对称的情况下，KCMR= 。共模抑制比：共模抑制比：KCMR158三、差分放大电路的四种接法三、差分放大电路的四种接法1. 双端输入双端输出电路双端输入双端输出电路RbRcT1+-RbRc+VCCT2Re-VEEuI1uI2+uC1uC2-IuRLOu)rR(Rbebi 2输入电阻：输入电阻：coRR2 输出电阻：输出电阻：bebLcIdOddrR)R/R(uuA 2 电压放大倍数：电压放大倍数：静态计算同前静态计算同前159差分放大电路的输入输出方式差分放大电路的输入

45、输出方式1、双端输入双端输出双端输入双端输出IC2IC1uc1uc2ui1uo+UCCRCT1RB1RCT2RB1ui2-UEEREIEuo=uc1- uc2= Ad（ui2- ui1 ）uo与与ui2同相位，与同相位，与ui1反相位反相位称称B1为反相输入端，为反相输入端， B2为同相输入端为同相输入端放大的是差模信号！放大的是差模信号！1601612、双端输入单端输出双端输入单端输出uc1uc2ui1uo+UCCRCT1RB1RCT2RB1ui2-UEEREIEuo与与ui1反相位，反相位， 与与ui2同相位同相位反相输入端反相输入端同相输入端同相输入端1623、单端输入双端输出、单端输入

46、双端输出4、单端输入单端输出、单端输入单端输出 差分放大电路任何一种接法时差分放大电路任何一种接法时，输，输出均为差模信号的放大，出均为差模信号的放大，两输入端中一两输入端中一个为个为同相输入端，同相输入端，一个为一个为反相输入端。反相输入端。163长尾式差分放大电路长尾式差分放大电路CQCQCQUUU 21由于电路对称：由于电路对称：021 CQCQOUUu所以静态时：所以静态时：Rb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1iE2-VEEiB1iB2iC1iC2uC1uC2静态分析：静态分析：估算静态工作点估算静态工作点动态分析：动态分析：估算差摸放大倍数，共摸放大

47、倍估算差摸放大倍数，共摸放大倍数及共摸抑制比数及共摸抑制比。BQBQBQIII 21CQCQCQIII 21164 1EQBQII1. 1.静态分析静态分析EQEQEQRIIIIe221 EEeEQBEQbBQVRIURI 2BEQEQUU eBEQEEEQRUVI2 BEQcCQCCEQCQCEQURIVUUU Rb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2-VEEUC1UC2IEQ1IEQ2IBQ1IBQ2ICQ1ICQ21652. 2.对共模信号的抑制作用对共模信号的抑制作用1 1）利用了电路参数对称性利用了电路参数对称性所起的补偿作用，使两只晶所起的补偿作用，使两只晶

48、体管的集电极电位变化相等体管的集电极电位变化相等0 )()(2211 CCCCuUuU21 CCOcuuu21 CCuu21 CCii21 BBiiRb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1iE2-VEEiB1iB2iC1iC2uC1uC21662）利用了射极电阻利用了射极电阻Re对共对共模信号的负反馈作用。模信号的负反馈作用。 对于每边晶体管而言，发对于每边晶体管而言，发射极等效电阻为射极等效电阻为2Re。 Re阻值阻值愈大，负反馈作用愈强，集电愈大，负反馈作用愈强，集电极电流变化愈小，因而集电极极电流变化愈小，因而集电极电位的变化也就愈小。电位的变化也就愈小。

49、iC1uIc iB1 iC1(iE1 ) uE uBE1 iB1 uIc iB2 iC2(iE2 ) uE uBE2 iB2 iC22. 2.对共模信号的抑制作用对共模信号的抑制作用Rb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1iE2-VEEiB1iB2iC1iC2uC1uC21673. 对差模信号的放大作用对差模信号的放大作用差分放大电路加差模信号差分放大电路加差模信号Rb1Rc1T1+uOd-Rb2Rc2+VCCT2iE1iE2Re-VEEiB1iB2iC1iC2uI1uI2+-EuC1uC2+-2Idu2Idu+-IduRL差模信号作用差模信号作用下的等效电路下的

50、等效电路rbe1Rb2Rc2 2 iB2 uId+-2LRRb1Rc12LRrbe2+- uOd 1 iB1 iB2 iB1168差模放大倍数差模放大倍数Ad：IdOdduuA uId差模输入电压差模输入电压 uOd uId作用下的输出电压作用下的输出电压)(2)2/(21111bebBLcBIdOddrRiRRiuuA )(21bebBIdrRiu )2/(2111LcBOdRRiu )rR(Rbebi 2输入电阻：输入电阻：12coRR 输出电阻：输出电阻：rbe1Rb2Rc2 2 iB2 uId+-2LRRb1Rc12LRrbe2+- uOd 1 iB1 iB2 iB1bebLcdrRR

51、RA )2/(11 169差分放大电路的输入输出方式差分放大电路的输入输出方式1、双端输入双端输出双端输入双端输出IC2IC1uc1uc2ui1uo+UCCRCT1RB1RCT2RB1ui2-UEEREIEuo=uc1- uc2= Ad（ui2- ui1 ）uo与与ui2同相位，与同相位，与ui1反相位反相位称称B1为反相输入端，为反相输入端， B2为同相输入端为同相输入端放大的是差模信号！放大的是差模信号！1702. 双端输入单端输出电路双端输入单端输出电路uI1uI2+-IuRbT1RbT2Re-VEERcRc+VCCuC1uC2+-OuRL1713. 3. 单端输入、双端输出电路单端输入

52、、双端输出电路RbRcT1+-RbRc+VCCT2Re-VEEuI1uI2uC1uC2RLuO+-uI172RbT1RbT2Re-VEERc+VCCuC1uC2+-OuRLuI1uI2+-Iu. .单端输入、单端输出电路单端输入、单端输出电路173四种接法的动态参数特点归纳四种接法的动态参数特点归纳bebLcdrR)R/R(A 2 coRR2 0 cA（1）输入电阻均为）输入电阻均为2(Rb+rbe)。（2）Ad、 Ac 、 Ao与输出方式有关，与输出方式有关，单端输出时单端输出时bebLcdrR)R/R(A 21ebebLccR)(rR)R/R(A 12coRR 双端输出时双端输出时2IcI

53、dOuAuAu （3）单端输入时，若输入信号为）单端输入时，若输入信号为 uI，其差模输入电压，其差模输入电压uId= uI；而与此同时，共模输入电压而与此同时，共模输入电压 ，输出电压表达式为，输出电压表达式为2Iu 174例例1： 扩音系统扩音系统电电 压压 放放 大大功功 率率 放放 大大 信信 号号 提提 取取执行机构执行机构概述：概述： 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。 15.8 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路1

54、75一、一、 分析功放电路应注意的问题分析功放电路应注意的问题功放电路中电流、电压要求都比较大，功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值极限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。 ICMPCMUCEMIcuce176 电流、电压信号比较大，必须注意防止电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。波形失真。电源提供的能量尽可能转换给负载，减电源提供的能量尽可能转换给负载，减少晶体管及线路上的损失。即注意提高少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的电路的 效率（效率（ ）。）。 =PomaxPE100 %Pomax ：负载上得到的交

55、流信号功率。负载上得到的交流信号功率。PE ：电源提供的直流功率。：电源提供的直流功率。177uoibQicuce放大电路的三种工作状态：放大电路的三种工作状态：输出功率输出功率小，效率小，效率低低甲类甲类工作工作状态状态工作点在工作点在中间，不中间，不失真。失真。uot178uCEiCQ0甲乙类工甲乙类工作状态作状态输出功率输出功率较大，效较大，效率较高率较高工作点低工作点低，有失真，有失真。179QuCE1iC10t乙类乙类工作工作状态状态输出功率输出功率大，效率大，效率高高无工作无工作点，失点，失真大。真大。180二、互补对称功率放大电路二、互补对称功率放大电路 互补对称功放的类型互补对

56、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）OTL: Output TransformerLessOCL: Output CapacitorLess互补对称：电路中采用两支晶体管，互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、 PNP各一支；两管特性一致。各一支；两管特性一致。类型：类型：1811、 无输出变压器的互补对称功放电路（无输出变压器的互补对称功放电路（OTL电路）电路）（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：T1、T2特性对称，特性对称，RLuiT1T

57、2+UCCCLAUL+UC2CCAUU 。2CCCUU 前级应使基极电位为前级应使基极电位为UCC/2182（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。若输出电容足够大，其上电若输出电容足够大，其上电压基本保持不变，则负载上压基本保持不变，则负载上得到的交流信号正负半周对得到的交流信号正负半周对称，但存在交越失真。称，但存在交越失真。时，时，T1导通、导通、T2截止；截止；ui 0 ic1ic2交越失真交越失真 T1截止、截止、 ui 0T2导通。（导通。（UC相当于电源）相当于电源）时，时，RLuiT1T2+UCCCLAU

58、L+183交越失真的含义交越失真的含义 tuo交越失真交越失真ui t 当输入信号当输入信号ui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便为交越失真。失真便为交越失真。iBiBuBEtuitUT 交越失真产生的原因交越失真产生的原因 在于晶体管特性存在非线性，在于晶体管特性存在非线性， Ui 0vT1导通导通T2截止截止iL=Ic1 ;ui-UCCT1T2uo+UCCRLiLiL=Ic2 。T1截止截止T2导通导通（2）（1）特点：）特点：双电源供电；双电源供电；没有电容，便于集成。没有电容，便于集成。正电源供电正电源供电负电源供电负电源供电电路为射极输出形式，电路为射极输出形式，uo ui，电路