电子技术第8章

1、第八章第八章 基本放大电路基本放大电路1. 1. 理解单管交流放大电路的放大作用和共发射极、理解单管交流放大电路的放大作用和共发射极、 共集电极放大电路的性能特点。共集电极放大电路的性能特点。掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等 效电路分析法。效电路分析法。3. 3. 了解放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念，了解放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念， 了解放大电路的频率特性、互补功率放大电路的了解放大电路的频率特性、互补功率放大电路的 工作原理。工作原理。ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEECRS

2、esRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEUBEIBICUCE无输入信号无输入信号(ui = 0)时时: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOICUCEOIBUBEO结论：结论：QIBUBEQUCEICUBEIB无输入信号无输入

3、信号(ui = 0)时时: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE？ uCE = UCC iC RC uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoIC+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO静态分析静态分析+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iCtOiCtICOiCticOuitOuotO直流通路直流通路( IB 、IC 、UCE )对直流信号对直流信号, 电容电容 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+UCCRBRC

4、T+UBEUCEICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiERBRCuiuORLRSes+ X XC C 0 0，C C 可看可看作短路。忽略电源的作短路。忽略电源的内阻，电源的端电压内阻，电源的端电压恒定，直流电源对交恒定，直流电源对交流可看作短路。流可看作短路。短路短路短路短路对地短路对地短路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE放大电路无信号输入（放大电路无信号输入（ui = 0）时的工作状态。）时的工作状态。估算法、图解法。估算法、图解法。各极电压各极电压、电流的直流分量。电流的直流分量。放大电路的直流通

5、路。放大电路的直流通路。 (1)(1)( (静态工作点静态工作点Q：IB、IC、UCE 。静态分析：静态分析：确定放大电路的静态值。确定放大电路的静态值。BBECCB RUUI 所以所以BCCBRUI 根据电流放大作用根据电流放大作用CEOBC III BI 当当UBE0，ui20， IC20；因而因而 VC10。进而输出电压进而输出电压uo= VC1- VC2 为两管各自输出电压变化为两管各自输出电压变化量的量的2倍。差动放大电路对差模信号具有放大能力。倍。差动放大电路对差模信号具有放大能力。2. 信号输入信号输入比较输入是最常见的信号。比较输入是最常见的信号。(3) 比较输入比较输入两个输

6、入信号电压既非共模，又非差模，两个输入信号电压既非共模，又非差模， ui1 ui2 为此，设两个信号的分别由共模信号和差模信号构成，为此，设两个信号的分别由共模信号和差模信号构成，即即 ui1=uic+uid 及及ui2=uicuid，则，则共模信号共模信号uic =(ui1+ui2 )/2 及差模信号及差模信号uid =(ui1ui2 )/2所以，对比较输入信号的放大作用可分解为对共模信号所以，对比较输入信号的放大作用可分解为对共模信号分量和差模信号分量的处理。分量和差模信号分量的处理。例如，例如，ui1=10mV, ui2 =6mV。可分解成。可分解成共模信号为共模信号为uic =（10+

7、6）/2= 8mV，及差模信号及差模信号uid =（10-6）/2=2mV。2. 信号输入信号输入前面指出差动放大电路是靠对称性来抑制零点漂移的，前面指出差动放大电路是靠对称性来抑制零点漂移的，但实际上的对称性是不存在的。因而零点漂移并不能但实际上的对称性是不存在的。因而零点漂移并不能完全被抑制，为此采用下面的典型电路：完全被抑制，为此采用下面的典型电路： +ui1-RC+Ucc+ uo-T2RB1RCRB1T1+ui2-RpUEERE8.7.3 典型差动放大电路典型差动放大电路RB2RB2共模抑共模抑制电阻制电阻 调调零零电电阻阻 负电源负电源 +ui1-RC+Ucc+ uo-T2RB1RC

8、RB1T1+ui2-RpUEERER RE E的作用是稳定静态工作点，限制单管的零漂。的作用是稳定静态工作点，限制单管的零漂。 TIC1IC2IEUBE1UBE2IC1IB1IC2IB28.7.3 典型差动放大电路典型差动放大电路当温度升高时当温度升高时共模抑共模抑制电阻制电阻 +ui1-RC+Ucc+ uo -T2RB1RCRB1T1+ui2-RpUEERER RE E愈大抑制零点漂移的作用愈显著，但愈大抑制零点漂移的作用愈显著，但U UCCCC一定时，一定时， R RE E过大将使集电极电流过小而影响电压放大倍数。过大将使集电极电流过小而影响电压放大倍数。为此，接入负电源为此，接入负电源U

9、 UEEEE来抵偿来抵偿R RE E两端的直流压降，以两端的直流压降，以获得合适的静态工作点。获得合适的静态工作点。调零电阻调零电阻R Rp p作用是调平衡，作用是调平衡，因实际电路不完全对称，因实际电路不完全对称，可用可用R Rp p调节静态时输出电调节静态时输出电压。压。R Rp p对差模信号有反馈作用，对差模信号有反馈作用，不宜过大，阻值一般在不宜过大，阻值一般在10101 1-10-102 2 。8.7.3 典型差动放大电路典型差动放大电路差模信号差模信号+UCC-UEEuiuoRCT1RBRCT2RBRERRui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE1. 静态分析静

10、态分析（ui=0）由于电路对称，只需计算一个由于电路对称，只需计算一个管的静态值即可管的静态值即可 。因为因为R RP P很小，略去很小，略去 。EEEEBEBBURIURI 2ECEECCCERRUUU2 EEEECRUII2 EEECBRUII 2 小而忽略小而忽略+ui1-RC+Ucc+ uo -T2RB1RCRB1T1+ui2-RpUEEREVE=0 RC+UccRB1T1+uCE-UEERE2IEICIBuBE+- -beBCbeBbCbiodrRRrRiRiuuA )(111RRE E对差模信号对差模信号( (u ui1i1= - u= - ui2i2) )不起作用，不起作用，单管

11、差模电压单管差模电压放大倍数：放大倍数：同理同理1222dbeBCiodArRRuuA 双端输出电压放大倍数双端输出电压放大倍数2. 动态分析动态分析RC+UccT2RBRCRBT1RpUEERE+-+uo1uo2(1) (1) 双端输入双端输入双端输出双端输出+ui1-+ui2-RC+uo1-RB1T1+ui1-iCiBiE111212122dioiiooiodAuuuuuuuuA T1单边微变等效电路 ui2 ui1RR uod1 uod2 uodC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBib2ib1ic1ic2RBui1ib1uod1RC ib1RBc1b1erbe1uOdui当两管集电

12、极之间接入负载当两管集电极之间接入负载R RL L时，差时，差模电压放大倍数：模电压放大倍数：beBLdrRRA 其中其中LCLRRR21/ 两输入端之间的差模输入电阻：两输入端之间的差模输入电阻：)(2beBirRr两集电极之间的差模输出电阻：两集电极之间的差模输出电阻：CoRr2(1) (1) 双端输入双端输入双端输出双端输出因为当输入差模信号时，一管因为当输入差模信号时，一管V VC C下下降，另一管的降，另一管的V VC C增高，在增高，在R RL L中点相中点相位相当于位相当于“零零”电位（接电位（接“地地”），），所以每管各带一半负载电阻。所以每管各带一半负载电阻。RC+uo1-R

13、B+ui1-iCiBrberi1ro1RC+uo1-RBT1+ui1-iCiBiE0.5RLbeBCioiiodrRRuuuuuA 212112111如果从如果从T T1 1集电极或集电极或T T2 2集集电极单端输出电极单端输出beBCioiiodrRRuuuuuA 212222122电压放大倍数（空载）电压放大倍数（空载）分别为：分别为：2. 动态分析动态分析RC+UccT2RBRCRBT1RpUEERE+-uo1+uo2(2) 双端输入双端输入单端输出单端输出+ui1-+ui2-反相输出反相输出同相输出同相输出单端输出的差动放大电路的电压放大倍数只有双端输出单端输出的差动放大电路的电压放

14、大倍数只有双端输出差动放大电路的一半。差动放大电路的一半。差动放大器各点差动放大器各点极性极性：ui1uo+UCCRCRBRCRBui2-UEEREuo1uo2+u ui1 i1 与与u uo1 o1 、u ui2 i2 u uO O 反相反相 。与。与u uo 2 o 2 、同相同相u ui2i2与与u uo2 o2 、u ui1 i1 反相反相 。与。与u uo 1 o 1 、 u uo o 同相同相共模抑制比共模抑制比对差动放大电路来说，希望有较大的差模放大倍数及对差动放大电路来说，希望有较大的差模放大倍数及很小共模放大倍数。这表明零点漂移将被抑制得更好，很小共模放大倍数。这表明零点漂移

15、将被抑制得更好，抗干扰能力强。抗干扰能力强。为衡量放大差模信号和抑制共模信号的能力，引入为衡量放大差模信号和抑制共模信号的能力，引入共共模抑制比模抑制比 K KCMRRCMRR来表示这种能力。来表示这种能力。或用或用对数对数表示：表示：cdCMRRAAK )(lg20dBAAKcdCMR 理想情况下，理想情况下，A Ac c=0 =0 则则 K KCMRRCMRR ，而实际电路不可能完全，而实际电路不可能完全对称，其共模抑制比也不能趋于无穷大。对称，其共模抑制比也不能趋于无穷大。提高双端输出差动放大电路共模抑制比途径有：提高双端输出差动放大电路共模抑制比途径有：尽量使电路对称，加大共模抑制电阻

16、尽量使电路对称，加大共模抑制电阻R RE E的阻值。的阻值。总结总结直接耦合放大电路以差动放大器的性能为最好。直接耦合放大电路以差动放大器的性能为最好。尽量选择对称电路参数，更好地抑制零点漂移。尽量选择对称电路参数，更好地抑制零点漂移。R RE E的存在对提高共模抑制比具有很好的效果。的存在对提高共模抑制比具有很好的效果。双入双入双出的电压放大倍数与单管放大电路的放大倍数双出的电压放大倍数与单管放大电路的放大倍数相同；单端输出的电压放大倍数又减小为一半。相同；单端输出的电压放大倍数又减小为一半。8.8.1 对功率放大电路的基本要求对功率放大电路的基本要求电电源源供供给给的的直直流流功功率率率率

17、负负载载得得到到的的交交流流信信号号功功 iCuCEOQiCtOiCuCEOQiCtOiCuCEOQiCtO晶体管在输入信号晶体管在输入信号的整个周期都导通的整个周期都导通,静态静态IC较大，波形好，较大，波形好，管耗大效率低。管耗大效率低。晶体管只在输入信号晶体管只在输入信号的半个周期内导通，的半个周期内导通， 静静态态IC=0 ，波形严重失真，波形严重失真，管耗小效率高。管耗小效率高。晶体管导通的时间大于半晶体管导通的时间大于半个周期，静态个周期，静态IC 0，一般，一般功放常采用。功放常采用。 互补对称电路是集成功率放大电路输出级的基本形式。互补对称电路是集成功率放大电路输出级的基本形式

18、。当它通过容量较大的电容与负载耦合时，由于省去了变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压器而被称为无输出变压器()电电路，简称路，简称OTL电路。若互补对称电路直接与负载相连，电路。若互补对称电路直接与负载相连，输出电容也省去，就成为无输出电容输出电容也省去，就成为无输出电容(电路，简称电路，简称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电路采用双电源供电。电路采用双电源供电。uiuo+UCCT1T2+UCCRLic1ic2uoT1、T2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；输出端有大电容；输出端有大电容；单电源供电。单电源供电。ui= 02 CCCUu 2CCAUV