分立元件组成的基本放大电路

1、电工电子技术电工电子技术福建工程学院福建工程学院2013年年陈佳新陈佳新 主编主编周理周理 陈炳煌陈炳煌 卢光宝卢光宝 鄢仁武鄢仁武 编编第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(2)第第7章章 分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7.2 射极输出器射极输出器7.1 共发射极放大电路共发射极放大电路7.3 差分放大电路差分放大电路7.4 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路7.5 场效应晶体管放大电路场效应晶体管放大电路第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(3) 模拟电子电路中的晶体三极管通常都工作在放大状态，模拟电子电路

2、中的晶体三极管通常都工作在放大状态，它和其他元件构成了各种用途的放大电路，而基本放大电路它和其他元件构成了各种用途的放大电路，而基本放大电路又是构成各种复杂放大电路和线性集成电路的基本单元。又是构成各种复杂放大电路和线性集成电路的基本单元。 将微弱的电信号（电压、电流、功率）增强以满足负载将微弱的电信号（电压、电流、功率）增强以满足负载需要的电路称为放大电路。晶体管低频放大电路有共发射需要的电路称为放大电路。晶体管低频放大电路有共发射极、共集电极和共基极极、共集电极和共基极3种组态。最常用的小信号低频交流种组态。最常用的小信号低频交流放大电路多采用共发射极接法。放大电路多采用共发射极接法。第第

3、7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(4)7.1 共发射极放大电路共发射极放大电路 7.1.1 电路组成及电压放大原理电路组成及电压放大原理 1放大电路基本工作情况放大电路基本工作情况 放大电路未加输入信放大电路未加输入信号号ui时的工作状态称为静时的工作状态称为静态，加入态，加入ui后的工作状态后的工作状态称为动态。称为动态。 当输入信号当输入信号ui不为不为0时，产生时，产生动态的基极电流动态的基极电流iB、集电极电流、集电极电流iC；iC的变化使管压降的变化使管压降uCE产生变化，产生变化，管压降的变化量就是输出动态电管压降的变化量就是输出动态电压压uo，从而实现

4、了电压放大。直，从而实现了电压放大。直流电源流电源UCC为输出提供了所需能为输出提供了所需能量。量。 第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(5) 2放大电路的组成元件及其作用放大电路的组成元件及其作用 UCC是放大电路的能源，晶体管是放大电路的能源，晶体管VT是放大电路的核心元件。是放大电路的核心元件。 RC是集电极负载电阻，将电流变化转换为电压变化，实现是集电极负载电阻，将电流变化转换为电压变化，实现电压放大作用。基极电阻电压放大作用。基极电阻RB使晶体管有合适的静态工作点。使晶体管有合适的静态工作点。耦合电容耦合电容C1、C2起隔直流通交流的作用。起隔直流通交流

5、的作用。 在实际应用中，将基极和集电在实际应用中，将基极和集电极两个电源合并成一个，同时简化极两个电源合并成一个，同时简化电路的画法，如图所示。电路的画法，如图所示。第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(6) 7.1.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析 放大电路的静态分析就是确定静态工作点，用放大电路的静态分析就是确定静态工作点，用Q（IB、IC、UCE）表示。）表示。 1由放大电路的直流通路确定静态工作点由放大电路的直流通路确定静态工作点 画出共发射极放大电路的直流通路，由电路可得画出共发射极放大电路的直流通路，由电路可得CCBECCBBBCBCECCCC

6、UUUIRRIIUUI R 由式可近似估算静态工作点。在晶体管由式可近似估算静态工作点。在晶体管导通后，硅管导通后，硅管UBE约为约为0.60.7V（锗管约为（锗管约为0.20.3V）。）。第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(7)2由图解法求静态工作点由图解法求静态工作点Q （1）用输入特性曲线确定）用输入特性曲线确定IBQ和和UBEQ 由输入回路，晶体管输入特性由输入回路，晶体管输入特性曲线，有曲线，有 用作图法，则两曲线的交点就是静态工作点用作图法，则两曲线的交点就是静态工作点Q，Q点坐点坐标就是静态时的基极电流标就是静态时的基极电流IBQ和基和基-射极间电压

7、射极间电压UBEQ。 CCBBBEUI RUCEBBE()UIf U常数 基极电流的大小影响静态工作点的位置。若基极电流的大小影响静态工作点的位置。若IBQ偏低，则偏低，则静态工作点静态工作点Q靠近截止区；若靠近截止区；若IBQ偏高，则偏高，则Q靠近饱和区。靠近饱和区。第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(8) （2）用输出特性曲线确定）用输出特性曲线确定ICQ和和UCEQ 由输出回路，以及晶体管的输出特性曲线，有由输出回路，以及晶体管的输出特性曲线，有 作图法得静态工作点作图法得静态工作点Q，Q点的坐标就是静态时晶体点的坐标就是静态时晶体管的集电极电流管的集电极电

8、流ICQ和集和集-射极间电压射极间电压UCEQ。CCCCCEUI RUBCCE()IIf U常数第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(9)7.1.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析 动态分析就是对放大电路中信号动态分析就是对放大电路中信号的传输过程、放大电路的性能指标等的传输过程、放大电路的性能指标等问题进行分析讨论。微变等效电路法问题进行分析讨论。微变等效电路法和图解法是动态分析的基本方法。和图解法是动态分析的基本方法。第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(10) 1信号在放大电路中的传输与放大信号在放大电路中的传输与放大 （1）

9、无输入信号时，晶体管的电压、电流都是直流分量。）无输入信号时，晶体管的电压、电流都是直流分量。有输入信号后，都在静态值的基础上叠加一个交流分量。有输入信号后，都在静态值的基础上叠加一个交流分量。瞬时值是变化的，但方向始终不变，即均为脉动直流量。瞬时值是变化的，但方向始终不变，即均为脉动直流量。 （2）输出）输出uo与输入与输入ui频率相同、反相，且频率相同、反相，且uo幅度大。幅度大。即共发射极放大电路具有即共发射极放大电路具有“倒相倒相”的作用。的作用。 2微变等效电路法微变等效电路法（1）晶体管的微变等效电路）晶体管的微变等效电路 即晶体管在小信号（微变量）的情况下工作在特性曲线即晶体管在

10、小信号（微变量）的情况下工作在特性曲线直线段时，将晶体管（非线性元件）用一个线性电路来代直线段时，将晶体管（非线性元件）用一个线性电路来代替。替。第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(11) 在小信号作用下，静态工作点在小信号作用下，静态工作点Q邻近工作范围内的曲线邻近工作范围内的曲线可视为直线，两变量的比值称为晶体管的输入电阻，即可视为直线，两变量的比值称为晶体管的输入电阻，即CEbeBEbeBbUuUrIi常数工程中低频小信号下的工程中低频小信号下的rbe可用下式来估算可用下式来估算beEQ26(mV)300()(1)(mA)rI 由晶体管的特性曲线求由晶体管的

11、特性曲线求rbe、 和和rce第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(12)晶体管的输出电阻晶体管的输出电阻rce，即，即BCEceceCcIUurIi常数简化后的晶体管的微变等效电路简化后的晶体管的微变等效电路 第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(13)（2）共射放大电路的微变等效电路）共射放大电路的微变等效电路 对于图示的共射放大电对于图示的共射放大电路，将交流通路中的晶体管路，将交流通路中的晶体管用微变等效电路来代替，可用微变等效电路来代替，可得共射放大电路的微变等效得共射放大电路的微变等效电路。电路。第第7章章分立元件组成的基本放

12、大电路分立元件组成的基本放大电路7(14) 3动态性能指标的计算动态性能指标的计算（1）电压放大倍数）电压放大倍数Au 设输入为正弦信号，用相量法计算，可列出设输入为正弦信号，用相量法计算，可列出 Au为复数，反映了输出电压与输入电压之间的大小和相位关为复数，反映了输出电压与输入电压之间的大小和相位关系，负号表示共射放大电路的输出电压与输入电压相位相反。系，负号表示共射放大电路的输出电压与输入电压相位相反。当放大电路输出端开路时，可得空载时的电压放大倍数当放大电路输出端开路时，可得空载时的电压放大倍数Auo 则则obCLLubeib be(/) UIRRRArUI r CuobeRAr beb

13、iLCbo )/(rIURRIU第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(15)在实际应用中，在实际应用中，RB rbe，所以，所以rirbe。（3）输出电阻）输出电阻ro 一般输出电阻越小越好。输出内阻就是从一般输出电阻越小越好。输出内阻就是从放大电路输出端看进去的戴维宁等效电路的等放大电路输出端看进去的戴维宁等效电路的等效内阻。采用外加电源法时，则有效内阻。采用外加电源法时，则有（2）放大电路的输入电阻）放大电路的输入电阻ri 一般输入电阻越高越好。由等效电路可知一般输入电阻越高越好。由等效电路可知iiBbei/UrRrIooCoUrRIooLo(1)UrRU 计算

14、输出电阻的另一种方法是假设放大电计算输出电阻的另一种方法是假设放大电路负载开路（空载）时的输出电压为路负载开路（空载）时的输出电压为 ，接上，接上负载后的输出电压为负载后的输出电压为 ，则，则oU0U第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(16)【例【例7.1.1】 在图示的共射放大电路中，已知在图示的共射放大电路中，已知UCC=12V，RB=300k，RC=4k，RL=4k，RS=100，晶体管的，晶体管的 =40。（1）估算静态工作点；（）估算静态工作点；（2）计算电压放大倍数；（）计算电压放大倍数；（3）计算）计算输入电阻和输出电阻。输入电阻和输出电阻。解解（1

15、）估算静态工作点）估算静态工作点。由直流通路得。由直流通路得CCBBCBCECCCC12mA40A30040 40A1.6mA12 1.6 45.6VUIRIIUUI R（2）计算电压放大倍数）计算电压放大倍数。由交流通路和微变等效电路可得。由交流通路和微变等效电路可得beE2626300(1)200410.966k1.6rI 第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(17)（3）计算输入电阻和输出电阻。）计算输入电阻和输出电阻。由由 ，得，得obCLib be(/)UIRRUI r ，obCLuib be(/)24082.820.966UIRRAUI r iiBbei

16、/0.966kUrRrIoC4krR第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(18) 7.1.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定（a）分压式偏置共射放大电路）分压式偏置共射放大电路 （b）直流通路）直流通路 （c）交流通路）交流通路（d）含）含CE 的微变等效电路的微变等效电路 （e）不含）不含CE 的微变等效电路的微变等效电路RB=RB1/RB2第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(19) 1静态工作点的稳定原理静态工作点的稳定原理 晶体管参数随温度变化对工作点的影响，设法使晶体管参数随温度变化对工作点的影响，设法使IC在温在温度变化时能

17、维持恒定，则静态工作点就可以得到稳定。度变化时能维持恒定，则静态工作点就可以得到稳定。（1）利用）利用RB1、RB2的分压式偏置为基极提供一个固定电压。的分压式偏置为基极提供一个固定电压。（2）在发射极串接电阻）在发射极串接电阻RE，当温度发生变化时起稳定作用。，当温度发生变化时起稳定作用。 由于由于RE的存在，使得的存在，使得uo减小，造成减小，造成Au的减小，故在的减小，故在RE两两端并联一个旁路电容端并联一个旁路电容CE。 2静态工作点分析静态工作点分析 由分压式偏置放大电路的直流通路得由分压式偏置放大电路的直流通路得B2BBEBBCCCEB1B2EE RUUUUUIIRRRRCECCC

18、CEECCCCE()UUI RI RUIRR则则第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(20) 3动态分析动态分析 （1）电路中接交流旁路电容）电路中接交流旁路电容CE 输出电阻输出电阻 ro = RC obLLubeib beUI RRArUI r 电压放大倍数电压放大倍数 （2）电路中不接交流旁路电容）电路中不接交流旁路电容CE 对于交流信号而言，对于交流信号而言，RE保留在电路中保留在电路中 输入电阻输入电阻iBbeB1B2bebe/rRrRRrr 电压放大倍数电压放大倍数obLLubeEib bebE(1)(1)UI RRArRUI rI R 输入电阻输入电阻

19、iB1B2beE/(1)rRRrR 输出电阻输出电阻 ro = RC 第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(21) 【例【例7.1.2】 在分压式偏置共射放大电路中，已知在分压式偏置共射放大电路中，已知UCC=24V，RB1=33k，RB2=10k，RC=3.3k，RE =1.5k，RL =5.1k，晶体管的晶体管的 =66，设，设RS=0。（。（1）估算静态工作点；（）估算静态工作点；（2）计算）计算电压放大倍数、输入电阻和输出电阻；（电压放大倍数、输入电阻和输出电阻；（3）当）当RE两端未并联两端未并联旁路电容时，计算电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。旁路电容时

20、，计算电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。解解 （1）估算静态工作点）估算静态工作点BEB2BCCB1B2BBEBCEEECECCCCE0.7V10245.6V33 105.6mA3.8mA1.5()243.8 (3.3 1.5)5.76VURUURRUUUIIRRUUIRR第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(22)（2）由微变等效电路得）由微变等效电路得 输出电阻输出电阻 ro = RC = 3.3k 电压放大倍数电压放大倍数oLCubei(/)66 (5.1/3.3)17426300(166)3.8URRArU 输入电阻输入电阻iB1B2be/33/10/0.7

21、58k0.69krRRr （3）当）当RE两端未并联旁路电容时，由微变等效电路得两端未并联旁路电容时，由微变等效电路得 输出电阻输出电阻 ro = RC = 3.3k 电压放大倍数电压放大倍数be26300(166)0.758k3.8r oLCubeEi(/)66 (5.1/3.3)1.3(1)0.758(166) 1.5URRArRU 输入电阻输入电阻iB1B2beE/(1)33/10/0.758(1 66) 1.5k7.66krRRrR 第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(23)7.1.5 多级放大电路多级放大电路 1多级放大电路的组成多级放大电路的组成 2多

22、级放大电路的级间耦合多级放大电路的级间耦合 耦合方式是指信号源和放大器之间、放大器中各级之间、耦合方式是指信号源和放大器之间、放大器中各级之间、放大器与负载之间的连接方式。常用的耦合方式有放大器与负载之间的连接方式。常用的耦合方式有3种：阻种：阻容耦合、直接耦合和变压器耦合。阻容耦合应用于分立元件容耦合、直接耦合和变压器耦合。阻容耦合应用于分立元件多级交流放大电路中；放大缓慢变化的信号或直流信号则采多级交流放大电路中；放大缓慢变化的信号或直流信号则采用直接耦合的方式；变压器耦合在放大电路中的应用逐渐减用直接耦合的方式；变压器耦合在放大电路中的应用逐渐减少。少。第第7章章分立元件组成的基本放大电

23、路分立元件组成的基本放大电路7(24) 由于后级的输入电阻就是前级放大电路的负载电阻，因由于后级的输入电阻就是前级放大电路的负载电阻，因此计算各级电压放大倍数时必须考虑后级的输入电阻对前级此计算各级电压放大倍数时必须考虑后级的输入电阻对前级的负载效应。的负载效应。 多级放大电路的电压放大倍数为各级电压放大倍数的乘多级放大电路的电压放大倍数为各级电压放大倍数的乘积。若多级放大电路的级数为积。若多级放大电路的级数为n，则总的电压放大倍数为，则总的电压放大倍数为uu1u2u3unAA A AA第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(25) 3阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路

24、 两级间的连接通过电容两级间的连接通过电容C2将前将前级的输出电压加在后级的输入电阻级的输出电压加在后级的输入电阻上（即前级的负载电阻）。上（即前级的负载电阻）。 由于电容有隔直作用，每一级由于电容有隔直作用，每一级的静态工作点各自独立。多级放大的静态工作点各自独立。多级放大电路的静态和动态分析与单级放大电路的静态和动态分析与单级放大电路一样。只能放大交流信号。电路一样。只能放大交流信号。第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(26)【例【例7.1.3】 图示为一阻容耦合两级放大电路，其中图示为一阻容耦合两级放大电路，其中 RB1=300k，RE1=3k，RB2=40

25、k，RC2=2k，RB3=20k，RE2=3.3k，RL=2k，UCC=12V。晶体管。晶体管VT1和和VT2的的 = 50，UBE=0.7V。各电容容量足够大。（。各电容容量足够大。（1）计算各级电路的）计算各级电路的静态工作点；（静态工作点；（2）计算）计算Au、ri 和和 ro。（a）放大电路）放大电路 （b）直流通路）直流通路第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(27)第一级第一级解（解（1）由各级直流通路计算其静态工作点。）由各级直流通路计算其静态工作点。 CCBEB1QB1E1120.7mA0.025mA(1)30051 3UUIRR第二级第二级C1QB

26、1Q1.25mAIIE1QB1QCE1QCCE1QE1(1)1.27mA12 1.27 38.18VIIUUIRB3CCB2B2B320 124V4020R UURRB2BEE2QE2E2QB2Q40.7mA1mA3.31mA0.0196mA151UUIRIIC2QB2QCE2QCCCQC2E250 0.0196mA0.98mA(120.98 (23.3)6.8VIIUUIRR）第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(28) （2）由两级放大电路的微变等效电路有）由两级放大电路的微变等效电路有 （c）微变等效电路）微变等效电路be1E1Qbe2E2Q2651 2630

27、0(1)3001.34k1.272651 2630(1)3001.63k1rIrI 放大电路第二级的输入电阻就是第一级的负载电阻，有放大电路第二级的输入电阻就是第一级的负载电阻，有i2B2B3be2/40/20/1.63k1.45krRRr 第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(29)则各级电压放大倍数则各级电压放大倍数o1E1i2u1be1E1i2i(1)(/)1503/1.450.974(1)(/)1.34150(3/1.45)URrArRrU（） （）（）C2Lu2be2(/)50 (2/2)30.71.63RRAr 总的电压放大倍数总的电压放大倍数 uu1u

28、20.974 ( 30.7)29.9AAA 输入电阻输入电阻k8 .43k)45. 1/3(5134. 1/300 )/)(1 (/21Ebe11BiiiirRrRIUr输出电阻输出电阻oC22krR第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(30) 7.2 射极输出器射极输出器 （a）共集电极放大电路）共集电极放大电路 （b）直流通路）直流通路 （c）交流通路）交流通路由直流通路可确定静态值，有由直流通路可确定静态值，有 7.2.1 静态分析静态分析 由交流通路可见，射极输出器为共集电极放大电路。由交流通路可见，射极输出器为共集电极放大电路。EEECCCEEBBECCE

29、EBBECCB)1 (1 )1 (RRIUURRUUIRRUUI第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(31)7.2.2 动态分析动态分析 1电压放大倍数电压放大倍数 由射极输出器的微变等效电由射极输出器的微变等效电路及电压放大倍数的定义得路及电压放大倍数的定义得 可以看出，射极输出器的电压放大倍数恒小于可以看出，射极输出器的电压放大倍数恒小于1，但接，但接近于近于1。输出电压紧紧跟随输入电压的变化而变化，因此，。输出电压紧紧跟随输入电压的变化而变化，因此，射极输出器也称为电压跟随器。射极输出器也称为电压跟随器。obELib beob bebEL(1)(/) (1)(

30、/)UIRRUI rUI rIRR则则obELuib bebEL(1)(/) (1)(/)UIRRAUI rIRRELbeEL(1)(/) (1)(/)RRrRR第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(32) 2输入电阻输入电阻3输出电阻输出电阻外加电源法来计算输出电阻有外加电源法来计算输出电阻有iiiBbeELiiiBbeEL /(1)(/)(1)(/)UUrRrRRIUURrRRooebeEoobeBSE(1)(1)(/)UIIIIRUUrRRR 输出电阻输出电阻obeBSoEo(/)/1UrRRrRI第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路

31、7(33) 7.3 差分放大电路差分放大电路 差分放大器也称为差动放大器。差分放大电路是抑制零差分放大器也称为差动放大器。差分放大电路是抑制零点漂移最有效的电路，又是集成运算放大器的基本组成单元。点漂移最有效的电路，又是集成运算放大器的基本组成单元。 7.3.1 静态分析静态分析抑制零点漂移的过程抑制零点漂移的过程 差分放大电路利用电路的对称性、采用双端输出的方式差分放大电路利用电路的对称性、采用双端输出的方式抑制零点漂移，又利用发射极公共电阻抑制零点漂移，又利用发射极公共电阻RE的作用抑制每个三的作用抑制每个三极管的零点漂移，稳定静态工作点。即使采用单端输出，零极管的零点漂移，稳定静态工作点

32、。即使采用单端输出，零点漂移也能得到有效抑制。点漂移也能得到有效抑制。第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(34)7.3.2 动态分析动态分析（1）共模输入）共模输入在两个管的基极加上一对大小相等、极性相同的共模信号在两个管的基极加上一对大小相等、极性相同的共模信号（ui1 = ui2），称为共模输入。输出电压），称为共模输入。输出电压uo = uC1 -uC2 = 0。（2）差模输入）差模输入在两个管的基极加上一对大小相等、极性相反的差模信号在两个管的基极加上一对大小相等、极性相反的差模信号（ui1= - ui2），输出电压），输出电压uo=uC1-（-uC2）=

33、2uC1。（3）差动输入（任意输入）差动输入（任意输入）当两个输入信号中既有共模信号又有差模信号时，称为差动当两个输入信号中既有共模信号又有差模信号时，称为差动信号。可以分解为一对共模信号和一对差模信号的组合。信号。可以分解为一对共模信号和一对差模信号的组合。 差分放大电路可以抑制共模信号，放大差模信号。差分放大电路可以抑制共模信号，放大差模信号。第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(35)7.4 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路 互补对称功率放大电路有两种形式：采用单电源及大容互补对称功率放大电路有两种形式：采用单电源及大容量电容器与负载和前级耦合，而不用

34、变压器耦合的互补对称量电容器与负载和前级耦合，而不用变压器耦合的互补对称电路，称为电路，称为OTL（Output Transformer Less）无输出变压器）无输出变压器互补对称功率放大器；采用双电源不需要耦合电容的直接耦互补对称功率放大器；采用双电源不需要耦合电容的直接耦合互补对称电路，称为合互补对称电路，称为OCL（Output Capacitor Less）无输）无输出电容耦合互补对称功率放大器。下面将对出电容耦合互补对称功率放大器。下面将对OCL电路做重点电路做重点讨论。讨论。7.4.1 对功率放大电路的基本要求对功率放大电路的基本要求 功率要大、效率要高、合理地设置功率放大电路的

35、工作功率要大、效率要高、合理地设置功率放大电路的工作状态状态 、失真要小、失真要小 。第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(36) 3种功放电路：甲类、甲乙类、种功放电路：甲类、甲乙类、乙类。乙类。 甲类状态，效率很低；乙类状甲类状态，效率很低；乙类状态，效率较高，但负半周截止，态，效率较高，但负半周截止，波形严重失真；甲乙类状态，有波形严重失真；甲乙类状态，有助于提高效率，但存在波形失真。助于提高效率，但存在波形失真。由此可以看出，提高效率的途径由此可以看出，提高效率的途径是降低静态工作点。是降低静态工作点。 三极管从甲类工作状态改为乙类或甲乙类工作状态，降低三极

36、管从甲类工作状态改为乙类或甲乙类工作状态，降低了静态工作电流，但存在失真问题，即交越失真。推挽电路和了静态工作电流，但存在失真问题，即交越失真。推挽电路和互补对称电路较好地解决了乙类工作状态下的失真问题。互补对称电路较好地解决了乙类工作状态下的失真问题。第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(37) 1. 电路的组成及工作原理电路的组成及工作原理 图示图示OCL互补对称功率放大电路，由一对特性及参数完全互补对称功率放大电路，由一对特性及参数完全对称、类型却不同（对称、类型却不同（NPN和和PNP）的两个晶体管组成的射极输）的两个晶体管组成的射极输出器电路。出器电路。7

37、.4.2 OCL互补对称功率放大器互补对称功率放大器 静态时，两管均未设静态时，两管均未设置直流偏置，两管处于乙置直流偏置，两管处于乙类。类。 动态时，动态时，VT1、VT2在在正、负半周交替导通，互正、负半周交替导通，互相补充，故称为互补对称相补充，故称为互补对称电路。电路。第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(38) 2. 交越失真及其消除方法交越失真及其消除方法 工作在乙类状态的互补电路，由于发工作在乙类状态的互补电路，由于发射结存在射结存在“死区死区”，使输出波形在正、负，使输出波形在正、负半周交接处出现失真，称为交越失真。半周交接处出现失真，称为交越失真。

38、 图示电路中，为了克服交越失真，图示电路中，为了克服交越失真，静态时，给两个管子提供较小的能消除静态时，给两个管子提供较小的能消除交越失真所需的正向偏置电压，使两管交越失真所需的正向偏置电压，使两管均处于微导通状态，因而放大电路处在均处于微导通状态，因而放大电路处在接近乙类的甲乙类工作状态，因此称为接近乙类的甲乙类工作状态，因此称为甲乙类互补对称电路。甲乙类互补对称电路。第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(39)3. 输出功率及转换效率输出功率及转换效率（1）输出功率）输出功率Po 设输入信号为正弦波，输出电压幅度为设输入信号为正弦波，输出电压幅度为Uom，则，则

39、（2）电源提供的功率）电源提供的功率PE 电源电压与平均电流的乘积，即电源电压与平均电流的乘积，即 PE = UCCIdc 22omomoLL1122UUPRR输入信号为正弦波时，每个电源提供输入信号为正弦波时，每个电源提供omE1E2CCL1 UPPUR两个电源提供的总功率为两个电源提供的总功率为omE E1E2CCL2 UPPPUR（3）转换效率）转换效率 omCC4UUOCL互补对称功率放大电路的转换效率最高可达互补对称功率放大电路的转换效率最高可达78.5%。第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(40) 7.4.3 OTL互补对称功率放大器互补对称功率放大器

40、 电路中放大元件仍是两个不同类型但特性和参数对称的晶体管，其电路中放大元件仍是两个不同类型但特性和参数对称的晶体管，其特点是由单电源供电，输出端通过大电容量的耦合电容特点是由单电源供电，输出端通过大电容量的耦合电容CL与负载电阻与负载电阻RL相连。相连。 OTL电路的工作原理电路的工作原理与与OCL电路基本相同。动电路基本相同。动态时，态时，VT1、VT2在正、负在正、负半周交替导通，互相补充。半周交替导通，互相补充。第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(41) 7.5 场效应晶体管放大电路场效应晶体管放大电路 与晶体管放大电路相对应，场效应晶体管放大电路有共与晶体

41、管放大电路相对应，场效应晶体管放大电路有共源极、共漏极和共栅极源极、共漏极和共栅极3种接法。下面仅对低频小信号共源极种接法。下面仅对低频小信号共源极场效应晶体管放大电路进行分析。场效应晶体管放大电路进行分析。7.5.1 共源极放大电路静态分析共源极放大电路静态分析 图示为图示为N沟道耗尽型绝缘栅沟道耗尽型绝缘栅场效应管放大电路。电路结构和场效应管放大电路。电路结构和晶体三极管共射极放大电路类似。晶体三极管共射极放大电路类似。其中源极对应发射极，漏极对应其中源极对应发射极，漏极对应集电极，栅极对应基极。集电极，栅极对应基极。第第7章章分立元件组成的基本放大电路分立元件组成的基本放大电路7(42) 由于场效应管的栅极电流为零，所以由于场效应管的栅极电流为零，所以RG中无电流通过，中无电流通过，两端压降为零。可得栅极电位为两端压降为零。可得栅极电位为