第15章--基本放大电路下

1、RB1TiBiCiEuBERSuSC1C2RCui+-+-+uCEuoRL+UCCRB2RECE分压式偏置放大电分压式偏置放大电路可以使静态工作路可以使静态工作点基本稳定。其中点基本稳定。其中RB1、RB2称为偏置电称为偏置电阻，阻，RE称为发射极称为发射极电阻，电阻，CE称为发射称为发射极交流旁路电容。极交流旁路电容。分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路RB1TIBICIEUBERC+-+UCE+UCCRB2REVBI1I2RB1TiBiCiEuBERSuSC1C2RCui+-+-+uCEuoRL+UCCRB2RECE直流通路直流通路RB1TIBICIEUBERC+-+UCE+UCCRB2R

2、EVBI1I2BIII21BII 2若使2121BBCCRRUII则21222BBCCBBBRRURIRVEEBEBBEIRVVVUBEBUV 若使EBEBEBECRVRUVIIRB1TIBICIEUBERC+-+UCE+UCCRB2REVBI1I2温度温度 IC VE=REIEREIC UBE=VB -VE IB IC 分压式偏置放大电路稳定静分压式偏置放大电路稳定静态工作点的过程：态工作点的过程：以上稳定静态工作点的实质是：以上稳定静态工作点的实质是：IC的变化的变化引起引起RE上电压的变化，而后引回到输入端上电压的变化，而后引回到输入端和和VB比较，使比较，使UBE变化，再牵制变化，再牵

3、制IC的变化。的变化。RB1TiBiCiEuBERSuSC1C2RCui+-+-+uCEuoRL+UCCRB2RECERE的接入，起自动的接入，起自动稳定静态工作点的稳定静态工作点的作用；作用；CE的接入，的接入，不影响放大电路的不影响放大电路的电压放大倍数。电压放大倍数。RB1TiBiCiEuBERSuSC1C2RCui+-+-+uCEuoRL+UCCRB2RECE例例已知已知UCC=12V， RC =2k ， RE =2k ，RB1=20k ，RB2=10k ， =37.5。求（求（1）静态值）静态值 （2） Au 、 ri 、 ro 解解 （1）由直流通路求静态值）由直流通路求静态值RB

4、1TiBiCiEuBERSuSC1C2RCui+-+-+uCEuoRL+UCCRB2RECERB1TIBICIEUBERC+-+UCE+UCCRB2REVBI1I2直流通路直流通路RB1TIBICIEUBERC+-+UCE+UCCRB2REVBI1I2)V( 41020121021222BBCCBBBRRURIRV)mA( 7 . 126 . 04EBEBECRUVII)mA(045. 05 .377 . 1CBII)V( 2 . 57 . 1) 22(12)(CECCCCEIRRUU（2）由微变等效电路求）由微变等效电路求Au 、 ri 、 ro RB1TiBiCiEuBERSuSC1C2R

5、Cui+-+-+uCEuoRL+UCCRB2RECERSuSui+-uoRLRCRB2RB1rbe ibibic微变等效电路微变等效电路RSuSui+-uoRLRCRB2RB1rbe ibibic（2）由微变等效电路求）由微变等效电路求Au 、 ri 、 ro rirobLcLCoiRiRRu)/(bbeiiru beLbbebLiourRiriRuuAbebeBBirrRRr/21CoRr f2耦合电耦合电容造成容造成三极管结三极管结电容造成电容造成通频带通频带f115.5 15.5 放大电路的频率特性放大电路的频率特性uARB1TiBiCiEuBERSuSC1C2RCui+-+-+uCEu

6、oRL+UCCRB2RECERBTiBiCiEuBERSuSC1REuiuo+-+-+uCERL+UCCC2+ 分压式偏置放大分压式偏置放大电路是共射极接法，电路是共射极接法，从集电极输出。射极从集电极输出。射极输出器是共集电极接输出器是共集电极接法，从发射极输出。法，从发射极输出。15.6 15.6 射极输出器射极输出器RBTiBiCiEuBERSuSC1REuiuo+-+-+uCERL+UCCC2+1. 静态分析静态分析直流通路直流通路RBTRE+UCCIBICIEUBEUCE+-+BEBEBBEEBEBBCCIRUIRIRUIRU)1 (BEII)1 (EECCCERIUUEBBECCB

7、RRUUI)1 (RBTiBiCiEuBERSuSC1REuiuo+-+-+uCERL+UCCC2+2. 动态分析动态分析RSuS+-RBrbeRERLeIcIbIiUoUbI微变等效电路微变等效电路2.1 电压放大倍数电压放大倍数bLeLEoIRIRRU)1 ()/()1)1)1)1（LbeLbLbbebLiouRrRIRIrIRUUAbLbbeeLbbeiIRIrIRIrU)1 (RSuS+-RBrbeRERLeIcIbIiUoUbI)1)1（LbeLiouRrRUUA结论：结论：)1 （LbeRr（1） Au接近于接近于1，但恒小于，但恒小于1。ioioUUUU略小于但 所以射极输出器没

8、有电压放大作用，但所以射极输出器没有电压放大作用，但具有一定的电流放大作用和功率放大作用。具有一定的电流放大作用和功率放大作用。beII)1 (又（2）输出电压和输入）输出电压和输入电压不仅大小近似相电压不仅大小近似相等，且同相位，所以等，且同相位，所以输出电压跟随输入电输出电压跟随输入电压的变化而变化，射压的变化而变化，射极输出器又称射极跟极输出器又称射极跟随器。随器。2.2 输入电阻输入电阻RSuS+-RBrbeRERLeIcIbIiUoUbIbLbebLbbeeLbbeiIRrIRIrIRIrU)1 ()1 ()1（LbebiiRrIUr)1/（LbeBiBiRrRrRririr ri的

9、两部分都比较大，所以的两部分都比较大，所以ri是很大是很大的，可达几十千欧至几百千欧。的，可达几十千欧至几百千欧。RSRBrbeRE2.3 输出电阻输出电阻oUeIcIbIbIoIorRSuS+-RBrbeRERLeIcIbIiUoUbI 求输出电阻的电路求输出电阻的电路RSRBrbeREeIcIbIoUbIoIorEoSbeoSbeoebboRURrURrUIIIISBSRRR/)()1 ()(111SbeESbeEESbeoooRrRRrRRRrIUrSbeERrR)1 (1SbeoRrr 通常通常rbe、RS都较小，所以都较小，所以ro是很低的，由此说明射极输出器是很低的，由此说明射极输

10、出器具有恒压输出的特性。具有恒压输出的特性。结论：结论： （1）因为射极输出器的输入电阻高，所以常用作多）因为射极输出器的输入电阻高，所以常用作多级放大电路的输入级，这对高内阻的信号源更有意义。级放大电路的输入级，这对高内阻的信号源更有意义。Rsesriui （2）因为射极输出器的输出电阻低，所以也常用作）因为射极输出器的输出电阻低，所以也常用作多级放大电路的输出级。多级放大电路的输出级。rouoriuL 总之：射极输出器的特点是：电压放大倍数接近于总之：射极输出器的特点是：电压放大倍数接近于1，但恒小于，但恒小于1；输入电阻高；输出电阻低。；输入电阻高；输出电阻低。 射极输出器虽没有电压放大

11、作用，但接在多级放大射极输出器虽没有电压放大作用，但接在多级放大电路中，可以改善放大电路的工作性能。电路中，可以改善放大电路的工作性能。 （3）有时还将射极输出器接在两极共发射极放大）有时还将射极输出器接在两极共发射极放大电路之间，对前级而言，它的高输入电阻对前级影响甚电路之间，对前级而言，它的高输入电阻对前级影响甚小；对后级而言，它的低输出电阻对后级影响甚小，这小；对后级而言，它的低输出电阻对后级影响甚小，这就是射极输出器的阻抗变换作用。这一级射极输出器也就是射极输出器的阻抗变换作用。这一级射极输出器也称缓冲级或中间隔离级。称缓冲级或中间隔离级。 第第1级级第第2级级第第n-1级级第第n级级

12、输输入入输输出出前置级前置级电压放大电压放大末前级末前级末级末级功率放大功率放大在多级放大电路中，级与级在多级放大电路中，级与级之间的联结方式称为耦合。之间的联结方式称为耦合。阻容耦合阻容耦合直接耦合直接耦合常用的耦合方式常用的耦合方式3 阻容耦合多级放大电路阻容耦合多级放大电路 阻容耦合阻容耦合一般用于分立元件的交流放大电路中。一般用于分立元件的交流放大电路中。（1）阻容耦合只能用于放大交流信号，不能用于放）阻容耦合只能用于放大交流信号，不能用于放大直流信号；（大直流信号；（2）在集成电路中，还难于制造容量）在集成电路中，还难于制造容量较大的电容，因此这种耦合方式一般不用于集成电路较大的电容

13、，因此这种耦合方式一般不用于集成电路中。中。 直接耦合直接耦合多用于集成电路中，它不仅可以放大交多用于集成电路中，它不仅可以放大交流信号，还可以放大直流信号。流信号，还可以放大直流信号。典型电路典型电路由于由于C2的隔直作用，所以前后级之间没有直的隔直作用，所以前后级之间没有直流通路，各自的静态工作点可以单独考虑。流通路，各自的静态工作点可以单独考虑。T1RSuSC1ui+-+RB12RE1CE1T2uoRLRB22RE2CE2RB11C2RC1+RB21C3RC2+UCCuo1= ui2电路的电压放大倍数为电路的电压放大倍数为unuuuAAAA212121uuioioiouAAuuuuuuA

14、推而广之：推而广之：对多级阻容耦合放大电路有对多级阻容耦合放大电路有例例已知：已知：RB11=100k ，RB12=24k ， RC1=15k ， RE1=5.1k ， RB21=33k ，RB22=6.8k ， RC2=7.5k ， RE2=2k ， 1=60， 2=80， RL=5k ，UCC=20V。求求:（1）两级各自的静态值。）两级各自的静态值。 （2）两级各自的）两级各自的Au 、 ri 、 ro 。 （3）若已知）若已知RS=1k ，US=1.5V，求，求Uo=？T1RSuSC1ui+-+RB12RE1CE1T2uoRLRB22RE2CE2RB11C2RC1+RB21C3RC2+

15、UCC解解静态分析静态分析第一级第一级)V(87. 32410020241211121BBCCBBRRURV)mA(64. 01 . 56 . 087. 311111EBEBECRUVII)A( 7 .106064. 0111CBII)V(14. 764. 0)12. 515(20)(1111CECCCCEIRRUUT1RSuSC1ui+-+RB12RE1CE1T2uoRLRB22RE2CE2RB11C2RC1+RB21C3RC2+UCC第二级第二级)V(42. 38 . 633208 . 62221222BBCCBBRRURV)mA(41. 126 . 042. 322222EBEBECRU

16、VII)A( 6 .178041. 1222CBII)V(61. 641. 1) 25 . 7 (20)(2222CECCCCEIRRUUT1RSuSC1ui+-+RB12RE1CE1T2uoRLRB22RE2CE2RB11C2RC1+RB21C3RC2+UCC解解静态分析静态分析解解动态分析动态分析微变等微变等效电路效电路T1RSuSC1ui+-+RB12RE1CE1T2uoRLRB22RE2CE2RB11C2RC1+RB21C3RC2+UCCRS+-RC1RB12RB11rbe1RLRC2RB22RB21rbe2SUiU1bI2bI1cI2cIoU11 bI22 bIRS+-RC1RB12

17、RB11rbe1RLRC2RB22RB21rbe2SUiU1bI2bI1cI2cIoU11 bI22 bIk78. 226)1 (300111EbeIrk79. 126)1 (300222EbeIrk35. 1/2222121beBBiLrRRrRk24. 1/111LCLRRRk03. 3/22LCLRRR21iLrR 1LR2LRk44. 2/112111beBBiirRRrrk5 . 722CooRrrRS+-RC1RB12RB11rbe1RLRC2RB22RB21rbe2SUiU1bI2bI1cI2cIoU11 bI22 bI1 iirr 21iLrR 1LR2LR2oorr RS+-

18、RC1RB12RB11rbe1RLRC2RB22RB21rbe2SUiU1bI2bI1cI2cIoU11 bI22 bI1 iirr 271111beLurRA1352222beLurRA3645)135)(27(21uuuAAA21iLrR 1LR2oorr 2LRRS+-RC1RB12RB11rbe1RLRC2RB22RB21rbe2SUiU1bI2bI1cI2cIoU11 bI22 bI)mV(06. 15 . 144. 2144. 2SiSiiUrRrU)mV(86. 306. 13645iuoUAU1 iirr 21iLrR 1LR2oorr 2LR作业：作业：P8515.2.3 、

19、15.2.4 、15.3.5 、15.4.24 直接耦合放大电路直接耦合放大电路 直接耦合放大电路把前级的输出端直接接到后直接耦合放大电路把前级的输出端直接接到后级的输入端。级的输入端。 直接耦合放大电路存在两个比较突出的问题：直接耦合放大电路存在两个比较突出的问题： （1）前后级静态工作点相互影响的问题；）前后级静态工作点相互影响的问题； （2）零点漂移问题。）零点漂移问题。 直接耦合放大电路主要用于放大缓慢变化的信号直接耦合放大电路主要用于放大缓慢变化的信号或直流信号；另外，直接耦合放大电路主要用于集成或直流信号；另外，直接耦合放大电路主要用于集成电路中。电路中。零点漂移零点漂移 当输入信

20、号为当输入信号为0时时,由于受温度或电源电压变化等由于受温度或电源电压变化等因素的影响，前级工作状态的任何不稳定，都会传送因素的影响，前级工作状态的任何不稳定，都会传送到后级，而且会象信号一样被逐级放大。到后级，而且会象信号一样被逐级放大。 这样，即使输入信号为这样，即使输入信号为0，输出电压也会偏离原，输出电压也会偏离原来的起始数值而上下波动，这种现象称为零点漂移。来的起始数值而上下波动，这种现象称为零点漂移。直接耦合直接耦合放大电路放大电路uiuotuo15.7 差分放大电路（差动放大电路）差分放大电路（差动放大电路） 在直接耦合放大电路中，抑制零点漂移的最有效措施在直接耦合放大电路中，抑

21、制零点漂移的最有效措施是采用差动放大电路。另外直接耦合放大电路，尤以第一是采用差动放大电路。另外直接耦合放大电路，尤以第一级零点漂移的影响最为严重，所以直接耦合放大电路的前级零点漂移的影响最为严重，所以直接耦合放大电路的前置级广泛采用差动放大电路。置级广泛采用差动放大电路。1. 基本差动放大电路基本差动放大电路 差动放大电路是差动放大电路是由两个完全对称的共由两个完全对称的共发射极接法的单管放发射极接法的单管放大电路组成。输入信大电路组成。输入信号由两管的基极输入，号由两管的基极输入，输出电压取自两管的输出电压取自两管的集电极之间。集电极之间。+UCCRB2T1RB1RCui1RB2T2RB1

22、RCui2uouo1uo21.1 静态分析静态分析静态时：静态时：ui1=ui2=0由于电路结构对称，由于电路结构对称，两管的静态工作点必两管的静态工作点必然相同。然相同。VC1=VC2uo=VC1-VC2=0IC1=IC2 当外界因素变化，比如温度升高时，两管的集电极电流都增大，当外界因素变化，比如温度升高时，两管的集电极电流都增大，集电极电位都下降，并且对应的变化量都相等。所以，虽然每个管集电极电位都下降，并且对应的变化量都相等。所以，虽然每个管都产生了零点漂移，但由于两管集电极电位的变化相同，所以输出都产生了零点漂移，但由于两管集电极电位的变化相同，所以输出电压依然为电压依然为0，零点漂

23、移被完全抑制了。，零点漂移被完全抑制了。+UCCRB2T1RB1RCui1RB2T2RB1RCui2uouo1uo21.2 动态分析动态分析（1）共模输入）共模输入动态时：动态时：ui10ui20分几种情况讨论分几种情况讨论（若（若ui1=ui2 ，这样的输入称为共模输入），这样的输入称为共模输入） 可见差动放大电路对共模可见差动放大电路对共模输入信号没有放大作用。实际输入信号没有放大作用。实际上，该电路对零点漂移的抑制上，该电路对零点漂移的抑制就是对共模输入信号的抑制。就是对共模输入信号的抑制。+UCCRB2T1RB1RCui1RB2T2RB1RCui2uouo1uo20221121iuiu

24、ooouAuAuuu)(21uuAA021ioiocuuuuA（2）差模输入）差模输入（若（若ui1=-ui2，这样的，这样的输入称为差模输入）输入称为差模输入）+UCCRB2T1RB1RCui1RB2T2RB1RCui2uouo1uo2+UCCRB2T1RB1RCui1RB2T2RB1RCui2uouo1uo2+-ui若在两输入端加一信号若在两输入端加一信号uiiiiiuuuu212121，iuiuiuooouAuAuAuuu12121)21()21(121uiioiodAuuuuuA 可见差动放大电路对差模输入信号可见差动放大电路对差模输入信号的放大倍数等于单管放大电路的电压放的放大倍数等

25、于单管放大电路的电压放大倍数。这里用了一倍的元件，放大倍大倍数。这里用了一倍的元件，放大倍数并没有提高，但换来了对零点漂移的数并没有提高，但换来了对零点漂移的抑制。抑制。（3）比较输入）比较输入（若（若ui1、ui2，既非共，既非共模，又非差模，它们模，又非差模，它们的大小和相对极性是的大小和相对极性是任意的，这样的输入任意的，这样的输入称为比较输入）称为比较输入）例如：例如：ui1=10mV，ui2=6mV 为了便于分析，为了便于分析，可以将比较输入信号可以将比较输入信号分解为一对共模分量分解为一对共模分量和一对差模分量。和一对差模分量。所以：所以：ui1=8mV+2mV=uc1+ud1 u

26、i2=8mV-2mV=uc2+ud2 令：令：ui1=uc+ud=10mV ui2=uc-ud=6mV 则：则：uc=8mV，ud=2mVuc1、 uc2为一对共模信号为一对共模信号ud1、ud2为一对差模信号为一对差模信号+UCCRB2T1RB1RCui1RB2T2RB1RCui2uouo1uo2)()(212121iiddddoddoduuAuuAuuuuA得：根据： 对于差动放大电对于差动放大电路，差模信号是有用路，差模信号是有用信号，要求对其有较信号，要求对其有较大放大倍数；共模信大放大倍数；共模信号反映零点漂移，是号反映零点漂移，是需要抑制的，对其放需要抑制的，对其放大倍数越小越好（

27、理大倍数越小越好（理想情况下为想情况下为0）。）。 为了全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的为了全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力，定义能力，定义cdCMRRAAKKCMRR：共模抑制比共模抑制比Ad：差模差模放大倍数放大倍数Ac：共模共模放大倍数放大倍数)dB(lg20cdCMRAAK 用对数表示为用对数表示为 共模抑制比越大，差动放大电共模抑制比越大，差动放大电路分辩差模信号的能力越强，而受路分辩差模信号的能力越强，而受共模信号的影响越小。共模信号的影响越小。+UCCRB2T1RB1RCui1RB2T2RB1RCui2uouo1uo22. 典型差动放大电路典型

28、差动放大电路 差动放大电路所以能抑制零点漂移，是由于电路结构的对称性，差动放大电路所以能抑制零点漂移，是由于电路结构的对称性，实际上完全对称的理想情况并不存在，所以还需要对每个单管的零实际上完全对称的理想情况并不存在，所以还需要对每个单管的零点漂移进行抑制，为此实际应用的是典型差动放大电路。点漂移进行抑制，为此实际应用的是典型差动放大电路。+UCCT1RBRCui1T2RBRCui2uoRPREEERE的作用的作用: 稳定电路的工作稳定电路的工作点，使每个管子的漂点，使每个管子的漂移得到抑制。移得到抑制。温度温度 IC1 IC2 IE URE UBE1 UBE2 IB1 IB2 IC1 IC2

29、 +UCCT1RBRCui1T2RBRCui2uoRPREEE 对于共模输入信号，对于共模输入信号， RE使两个信号的放大倍数都下降，即使每个管子的零使两个信号的放大倍数都下降，即使每个管子的零点漂移都得到了抑制，进一步减小了双端输出的零点漂移。点漂移都得到了抑制，进一步减小了双端输出的零点漂移。 对于差模输入信号，对于差模输入信号， 两个信号使两个信号使RE中的电流产生异向变化。只要电路结构中的电流产生异向变化。只要电路结构的对称性足够好，通过的对称性足够好，通过RE中的电流就近于不变，因此中的电流就近于不变，因此RE基本上不影响差模输入基本上不影响差模输入信号的放大效果。信号的放大效果。

30、RE能够区别对待共模输入信号和差模输入信号，这正是所期望的。能够区别对待共模输入信号和差模输入信号，这正是所期望的。EE的作用的作用: RE越大，其抑制零点漂移的作用越强。但是在越大，其抑制零点漂移的作用越强。但是在UCC一一定时，过大的定时，过大的RE会使集电极电流过小，要影响静态工作会使集电极电流过小，要影响静态工作点和电压放大倍数。接入负电源点和电压放大倍数。接入负电源EE用来抵偿用来抵偿RE两端的直两端的直流压降，从而获得合适的静态工作点。流压降，从而获得合适的静态工作点。+UCCT1RBRCui1T2RBRCui2uoRPREEERP的作用的作用: RP是调零电位器。因为电路结构不可

31、能完全对称，当是调零电位器。因为电路结构不可能完全对称，当输入信号为输入信号为0时（时（ui1=ui2=0），输出电压），输出电压uo不一定为不一定为0。这。这时可以通过调节时可以通过调节RP来改变两管的初始工作状态，使来改变两管的初始工作状态，使uo=0。这里这里RP不宜过大。不宜过大。+UCCT1RBRCui1T2RBRCui2uoRPREEE3. 差动放大电路差动放大电路 的输入输出方式的输入输出方式+UCCT1RBRCui1T2RBRCui2uoRPREEE双端输入双端输入双端输出双端输出 若若ui1、ui2是一对差模信号，这时差动放大是一对差模信号，这时差动放大电路的差模电压放大倍数

32、与单管放大电路的电电路的差模电压放大倍数与单管放大电路的电压放大倍数相同。压放大倍数相同。+UCCT1RBRCui1T2RBRCui2RPREEEuo双端输入双端输入单端输出单端输出 若若ui1、ui2是一对差模信号，这时差动放大电路的差是一对差模信号，这时差动放大电路的差模电压放大倍数是单管放大电路电压放大倍数的一半。模电压放大倍数是单管放大电路电压放大倍数的一半。 uo与与ui1极性相反，与极性相反，与ui2极性相同，所以极性相同，所以ui1输入端称为输入端称为反相输入端，反相输入端， ui2输入端称为同相输入端。输入端称为同相输入端。+UCCT1RBRCuiT2RBRCuoRPREEE单

33、端输入单端输入双端输出双端输出 这时输入信号尽管是单端输入，但由于这时输入信号尽管是单端输入，但由于RE的耦合作的耦合作用，实际上相当于双端输入，且双端输入信号是一对差模用，实际上相当于双端输入，且双端输入信号是一对差模信号，大小各为信号，大小各为ui的一半。与双端输入双端输出相同，这的一半。与双端输入双端输出相同，这时差动放大电路的差模电压放大倍数与单管放大电路的电时差动放大电路的差模电压放大倍数与单管放大电路的电压放大倍数相同。压放大倍数相同。+UCCT1RBRCuiT2RBRCuoRPREEE单端输入单端输入单端输出单端输出 与双端输入单端输出相同，这时差动放大电路的差模与双端输入单端输

34、出相同，这时差动放大电路的差模电压放大倍数是单管放大电路电压放大倍数的一半。电压放大倍数是单管放大电路电压放大倍数的一半。单端输入和双端输入效果一样，放大效果取决于单端输入和双端输入效果一样，放大效果取决于输出方式。书上输出方式。书上P69 表表15.7.1 15.8 功率放大电路功率放大电路 多级放大电路的末级或末前级一般都是功多级放大电路的末级或末前级一般都是功率放大电路，以将前置电压放大级送来的信号率放大电路，以将前置电压放大级送来的信号进行功率放大，去推动负载工作。电压放大电进行功率放大，去推动负载工作。电压放大电路和功率放大电路都是利用三极管的电流放大路和功率放大电路都是利用三极管的

35、电流放大作用将信号放大，所不同的是：前者是输出足作用将信号放大，所不同的是：前者是输出足够大的电压，而后者是输出足够大的功率；前够大的电压，而后者是输出足够大的功率；前者工作在小信号状态，而后者工作在大信号状者工作在小信号状态，而后者工作在大信号状态。两者对放大电路各自考虑的侧重点不同。态。两者对放大电路各自考虑的侧重点不同。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 对功率放大电路的基本要求有两个：对功率放大电路的基本要求有两个： （1）在不失真的情况下应尽可能输出较大的功率。）在不失真的情况下应尽可能输出较大的功率。为了输出较大的功率，往往让功率放大电路工作于极限状为了输出较大

36、的功率，往往让功率放大电路工作于极限状态，但不超过三极管的极限参数态，但不超过三极管的极限参数（PCM、ICM、U(BR)CEO）。 （2）要提高工作效率。功率放大电路的功率较大，）要提高工作效率。功率放大电路的功率较大，所以要尽可能提高工作效率。所以要尽可能提高工作效率。 放大电路的效率是指放大电路输出给负载的交流信号功率和电放大电路的效率是指放大电路输出给负载的交流信号功率和电源供给的直流功率的比值，即源供给的直流功率的比值，即%100%100oToEoPPPPP 当有输入信号时， PE的一部分转换为Po，另一部分消耗在管子和电阻上。2. 放大电路的工作类型放大电路的工作类型 放大电路根据

37、工作状态的不同，分三种类型。放大电路根据工作状态的不同，分三种类型。（1）甲类放大）甲类放大iC(mA)uCE(V)Q（2）乙类放大）乙类放大iC(mA)uCE(V)icQiC(mA)uCE(V)Q（3）甲乙类放大）甲乙类放大 乙类放大：静态工作点位于交流负载线的截乙类放大：静态工作点位于交流负载线的截止点。若输入信号为正弦信号，三极管在输入信止点。若输入信号为正弦信号，三极管在输入信号的正半周处于导通状态，而在负半周处于截止号的正半周处于导通状态，而在负半周处于截止状态，输出信号严重失真。这时由于状态，输出信号严重失真。这时由于IC=0（ic的平的平均值不为均值不为0） ，三极管的功率损耗最

38、小，使放大电，三极管的功率损耗最小，使放大电路的效率大大提高。路的效率大大提高。 甲乙类放大：静态工作点介于甲类和乙类甲乙类放大：静态工作点介于甲类和乙类之间，三极管有不大的静态偏流。这时输出信之间，三极管有不大的静态偏流。这时输出信号的失真及号的失真及 放大电路的效率都介于甲乙类之间。放大电路的效率都介于甲乙类之间。 比较功率放大电路的三种工作类型：甲类虽然输出信比较功率放大电路的三种工作类型：甲类虽然输出信号波形不失真，但效率低；乙类和甲乙类虽然输出信号波号波形不失真，但效率低；乙类和甲乙类虽然输出信号波形失真，但效率高。综合考虑，一般采用互补对称功率放形失真，但效率高。综合考虑，一般采用

39、互补对称功率放大电路，即可以使输出信号波形不失真，又可以提高工作大电路，即可以使输出信号波形不失真，又可以提高工作效率。效率。3. 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路电路特点：电路特点： T1、T2特性相同，但类型不同。特性相同，但类型不同。 在静态时，在静态时，A、B点点电位为电位为UCC /2，输出耦，输出耦合电容合电容CL两端的电压也两端的电压也为为UCC /2 。两管都处于。两管都处于截止状态，放大电路工截止状态，放大电路工作于乙类。作于乙类。RE2T1uoRLCL+UCCRE1AT2CCU21ui+-B交流通路交流通路RE2T1uoRLCL+UCCRE1AT2CCU21ui+-

40、uoRE2T1RLRE1AT2ui+-ie1 在在ui的正半周，的正半周， T1导通，而导通，而T2截止，这时截止，这时T1的发射极的发射极电流电流ie1从左至右流过从左至右流过RL ，RL 上的电压为正向电压；上的电压为正向电压；交流通路交流通路RE2T1uoRLCL+UCCRE1AT2CCU21ui+-RE2T1RLRE1AT2ui+-ie2交流通路交流通路uoie1 在在ui的负半周，的负半周， T1截止，而截止，而T2导通，这时导通，这时T2的发射极的发射极电流电流ie2从右至左流过从右至左流过RL ，RL 上的电压为反向电压；所以上的电压为反向电压；所以在在ui的一个周期内，合成了一

41、个输出信号的一个周期内，合成了一个输出信号uo。RE2T1uoRLCL+UCCRE1AT2CCU21ui+- 在上述放大电路中，当在上述放大电路中，当T1导通时，导通时， CL被充电，其上电压为被充电，其上电压为UCC /2 ；当；当T2导通时，导通时，CL代替电源向代替电源向T2供电，供电，CL要放电。要使输出波形要放电。要使输出波形对称，需要对称，需要ie1 =- ie2 ，所以必须保持，所以必须保持CL上的电压为上的电压为UCC /2 ，即在放，即在放电过程中，其上电压不能下降过多，因此的电容值必须足够大。电过程中，其上电压不能下降过多，因此的电容值必须足够大。交流通路交流通路RE2T1

42、RLRE1AT2ui+-交流通路交流通路uoie2ie1RE2T1uoRLCL+UCCRE1AT2CCU21ui+- 在上述放大电路中，两只特性相同的管子交替导通，互相补充，在上述放大电路中，两只特性相同的管子交替导通，互相补充，所以称为互补对称功率放大电路。该电路实际上由两组射极输出器所以称为互补对称功率放大电路。该电路实际上由两组射极输出器组成，所以具有输入电阻高，输出电阻低的特点。组成，所以具有输入电阻高，输出电阻低的特点。 RE1、RE2两个电两个电阻的作用是：限流保护作用。阻的作用是：限流保护作用。交流通路交流通路RE2T1RLRE1AT2ui+-交流通路交流通路uoie2ie1RE

43、2T1uoRLCL+UCCRE1AT2CCU21ui+- 上述放大电路的输出信号上述放大电路的输出信号uo失真，是由于电路工作于乙类状态。失真，是由于电路工作于乙类状态。当输入信号当输入信号ui尚小而不足以克服死区电压时，三极管基本截止，因尚小而不足以克服死区电压时，三极管基本截止，因此在这段死区内输出为此在这段死区内输出为0。这种失真称为交越失真。这种失真称为交越失真。交流通路交流通路RE2T1RLRE1AT2ui+-交流通路交流通路uoie2ie1克服交越失真的措施克服交越失真的措施电路中增加电路中增加R1、D1、 R2、 D2支路。支路。R1D1D2R2+USC-USCULuiiLRLT

44、1T2静态时静态时T1、T2两管发射结电两管发射结电位分别为二极管位分别为二极管D1， D2的正的正向导通压降，致使两管均处向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态；于微弱导通状态；放大电路放大电路工作于甲乙类。工作于甲乙类。 动态时，设动态时，设ui加入正弦信加入正弦信号。正半周号。正半周T2截止，截止，T1基极电基极电位进一步提高，进入良好的导位进一步提高，进入良好的导通状态。；负半周通状态。；负半周T1截止，截止，T2 基极电位进一步提高，进入良基极电位进一步提高，进入良好的导通状态。好的导通状态。*书上书上P72、P74电路简介电路简介电路中采用复合管电路中采用复合管增加复合管的目的是：

45、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cbeT1T2ibicbecibicic1 = 1 ib , ib2= ie1=(1+ 1) ib,ic2=2 ib2,ic=ic1+ic2= 1+ 2(1+1)ib.方式方式 1cbeT1T2ibicbecibic 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： 1 2晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。方式方式 2 场效应晶体管是电压控制元件，它的输出电流决定于场效应晶体管是电压

46、控制元件，它的输出电流决定于输入端电压的大小，基本上不需要信号源提供电流，它的输入端电压的大小，基本上不需要信号源提供电流，它的输入电阻很高，可高达输入电阻很高，可高达1091014欧姆。欧姆。15.9 场效应晶体管及其放大电路场效应晶体管及其放大电路 场效应晶体管的外形与普通晶体管相似，但二者控制场效应晶体管的外形与普通晶体管相似，但二者控制特性却截然不同。特性却截然不同。 普通晶体管是电流控制元件，通过控制基极电流达到普通晶体管是电流控制元件，通过控制基极电流达到控制集电极电流的目的，信号源必须提供一定的电流才能控制集电极电流的目的，信号源必须提供一定的电流才能工作，它的输入电阻低，约为工

47、作，它的输入电阻低，约为102104欧姆。欧姆。场效应晶体管场效应晶体管结型场效应管结型场效应管绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管增强型增强型耗尽型耗尽型N沟道沟道P沟道沟道N沟道沟道P沟道沟道场效应晶体管的分类：场效应晶体管的分类：1.1 结构示意图结构示意图1. 增强型绝缘栅场效应管增强型绝缘栅场效应管N沟道沟道 N+N+P型硅衬底型硅衬底源极源极S漏极漏极D栅极栅极GSiO2绝缘层绝缘层P沟道沟道 P+P+N型硅衬底型硅衬底源极源极S漏极漏极D栅极栅极GSiO2绝缘层绝缘层 注意：栅极和其它电极及衬底之间是绝缘的，所以称为绝缘栅注意：栅极和其它电极及衬底之间是绝缘的，所以称为绝缘栅场效应管，或

48、称场效应管，或称Metal Oxide Semiconductor，简称，简称 MOS场效应管。场效应管。由于栅极是绝缘的，栅极电流几乎为零，栅源电阻（输入电阻）由于栅极是绝缘的，栅极电流几乎为零，栅源电阻（输入电阻）RGS很高，最高可达很高，最高可达1014 。N+N+P型硅衬底型硅衬底SDG+-UGSUDS+-当当UGS=0时时相当于相当于两个反接的两个反接的PNPN结结ID=01.2 工作原理工作原理（以（以N沟道为例说明）沟道为例说明）N+N+P型硅衬底型硅衬底SDG+-UGSUDS+-ID垂直于衬底表面垂直于衬底表面产生电场产生电场电场吸引衬底中电场吸引衬底中电子到表层电子到表层电子

49、填补空穴电子填补空穴形成负空间电荷区形成负空间电荷区当当UGS0时时N沟道沟道沟通源区与漏区沟通源区与漏区与衬底间被耗尽层绝缘与衬底间被耗尽层绝缘耗尽层耗尽层N+N+P型硅衬底型硅衬底SDG+-UGSUDS+-IDN+N+P型硅衬底型硅衬底SDG+-UGSUDS+-ID导电沟道形成后，导电沟道形成后，UDS越大，越大，ID越大。越大。UGS越大，电场越越大，电场越强，沟道越宽，沟强，沟道越宽，沟道等效电阻越小。道等效电阻越小。1.3 特性曲线特性曲线常数DSUGSDUfI| )(转移特性曲线转移特性曲线开启电压：开启电压：当当UGSUGS(th)时，时，导电沟道已形成，导电沟道已形成，随着随着

50、UGS的增大，的增大，ID也增大。也增大。IDUGSOUGS(th)无沟道无沟道有沟道有沟道常数GSUDSDUfI| )(输出特性曲线输出特性曲线IDUDSUGS=1V2V3V4V2. 耗尽型绝缘栅场效应管耗尽型绝缘栅场效应管1.1 结构特点（以结构特点（以 N沟道为例）沟道为例）N+N+P型硅衬底型硅衬底源极源极S漏极漏极D栅极栅极GSiO2绝缘层绝缘层 在制造管子时，即在在制造管子时，即在SiO2绝缘层绝缘层中掺入大量正中掺入大量正离子，因而在两个离子，因而在两个 N+区区之间感应出许多电子，形之间感应出许多电子，形成原始导电沟道。成原始导电沟道。+-UGSUDS+-IDN+N+P型硅衬底

51、型硅衬底SDG 由于有原始导由于有原始导电沟道的存在，当电沟道的存在，当UGS=0时，在时，在UDS的的作用下，也会有电作用下，也会有电流流ID。1.2 工作特点工作特点N+N+P型硅衬底型硅衬底SDG+-UGSUDS+-ID 当当UGS0时，时，UGS越大，导电沟越大，导电沟道越宽，等效电阻道越宽，等效电阻越小，在同样的越小，在同样的UDS作用下，作用下，ID也就也就越大。越大。 当当UGS0时，时，UGS负值越大，导负值越大，导电沟道越窄，等效电沟道越窄，等效电阻越大，在同样电阻越大，在同样的的UDS作用下，作用下，ID也也就越小。就越小。N+N+P型硅衬底型硅衬底SDG-+UGSUDS+-IDN+N+P型硅衬底型硅衬底SDG-+UGSUDS+-ID 当当UGS小于某一小于某一负值时，导电沟道负值时，导电沟道被夹断，这时不管被夹断，这时不管UDS为多大，为多大，ID=0。1.3 特性曲线特性曲线常数DSUGSDUfI| )(转移特性曲线转移特性曲线夹断电压：夹断电压：当当UGSUGS(off)时，时，随着随