电工学第七版（下）电子技术第15章-基本放大电路

1、第15章 基本放大电路15.1 共发射极放大电路的组成15.2 放大电路的静态分析15.4 静态工作点的稳定15.6 射极输出器15.8 互补对称功率放大电路15.9 场效应管及其放大电路15.3 放大电路的动态分析15.5 放大电路中的频率特性15.7 差动放大电路本章知识点：1.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；2.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；3.了解放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念， 了解放大电路的频率特性、互补功率放大电路的 工作原理；4.了解差动放大电路的工作原理和性能特点；5.了解场效应管的电流放大作用、主要

2、参数的意义。第15章 基本放大电路放大的概念:将微弱的变化信号放大成较大的信号。放大的实质:用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将 放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。 基本要求 ： 1.要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。 2.尽可能小的波形失真。 3.输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。 电压放大电路，同时介绍功率放大电路。第15章 基本放大电路15.1 基本放大电路的组成15.1.1 共发射极基本放大电路组成 共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE15.1.2 基本放大电路各元件作用 共发射极基本电路ECRSe

3、sRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE15.1 基本放大电路的组成晶体管T-放大元件, iC= iB。工作于放大区。基极电源EB与基极电阻RB-使发射结 处于正偏，提供大小适当的基极电流。集电极电源EC -保证集电结反偏，为电路提供能量。集电极电阻RC-将变化的电流转变为变化的电压。耦合电容C1 、C2 -隔离输入、输出与放大电路直流的联系，使交流信号顺利输入、输出。信号源负载15.1 基本放大电路的组成单电源供电时常用的画法共发射极基本电路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+

4、uo+uBEuCEiCiBiE15.1.3 共射放大电路的电压放大作用UBEIBICUCE无输入信号(ui = 0)时：uo = 0uBE = UBEuCE = UCEuBEtOiBtOiCtOuCEtO+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEICUCEOIBUBEO结 论 (1)无输入信号时，三极管各电极电压和电流是恒定的: IB、UBE和 IC、UCE 。(IB、UBE) 和(IC、UCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点QIBUBEQUCEIC-静态工作点。UBEIB无输入信号(ui = 0)时: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE？有输入信号

5、(ui 0)时 uCE = UCC iC RC uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoIC15.1.3.共射放大电路的电压放大作用ui+UCCRBRCC1C2T+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO结 论 (2) 加上输入电压后，各电极电流和电压的大小均发生 了变化，都在直流量的基础上叠加了一个交流量，但方 向始终不变。 +集电极电流直流分量交流分量动态分析iCtOiCtICOiCticO静态分析(3) 若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，即电路 具有电压放大作用。(4) 输出电压与输入电压在相位上相差180，即共发

6、射 极电路具有反相作用。uitOuotO结 论 15.2 放大电路的静态分析静态：放大电路无信号输入（ui = 0）时的工作状态。分析方法：估算法、图解法。分析对象：各极电压电流的直流分量。所用电路：放大电路的直流通路。设置Q点的目的：(1)使放大电路的放大信号不失真；(2)使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是动态的基础。静态工作点Q静态分析：确定放大电路的静态IB、IC、UCE值。+UCCRBRCC1C2T+uo+uBEuCEiCiBiE15.2 放大电路的静态分析+UCCRBRCT+UBEUCEICIB+ui15.2.1 用估算法确定静态值1. 直流通路估算 IB根据电流放大作用2. 由

7、直流通路估算UCE、IC当UBE UCC时，由KVL: UCC = IB RB+ UBE由KVL: UCC = IC RC+ UCE所以 UCE = UCC IC RC +UCCRBRCT+UBEUCEICIB例1：用估算法计算静态工作点。已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k， =37.5。解：注意：电路中IB 和 IC 的数量级不同+UCCRBRCT+UBEUCEICIB15.2.1 用估算法确定静态值15.2.1 用估算法确定静态值+UCCRBREC1C2T+uo+uBEuCEiCiBiE+ui+UCCRBRCT+UBEUCEICIBREIE例2：用估算法计算图示电路的静态工作

8、点。由例1、例2可知，当电路不同时，计算静态值的公式也不同。由KVL可得出由KVL可得：IE+UCCRBRCT+UBEUCEICIB15.2.1 用估算法确定静态值15.2.2 用图解法确定静态值用作图的方法确定静态值步骤： 1. 用估算法确定IB 优点： 能直观地分析和了解静 态值的变化对放大电路 的影响。2. 由输出特性确定IC 和UCCUCE = UCC ICRC 直流负载线方程+UCCRBRCT+UBEUCEICIBUCE /VIC/mAO15.2.2 用图解法确定静态值直流负载线斜率ICQUCEQUCCUCE =UCCICRC直流负载线Q由IB确定的那条输出特性与直流负载线的交点就是

9、Q点15.3 放大电路的动态分析动态：放大电路有信号输入（ui 0）时的工作状态。分析方法： 微变等效电路法，图解法。所用电路： 放大电路的交流通路。动态分析: 计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。分析对象： 各极电压和电流的交流分量。目的： 找出Au、 ri、 ro与电路参数的关系，为设计 打基础。15.3.1 微变等效电路法 微变等效电路： 把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电 路。即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件。线性化的条件： 晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静态工作 点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。微变等效电路法： 利用

10、放大电路的微变等效电路分析计算放大电路电压放大倍 数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。 晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。当信号很小时，在静态工作点附近的输入特性在小范围内可近似线性化。1.晶体管的微变等效电路UBEIB对于小功率三极管：rbe一般为几百欧到几千欧。15.3.1 微变等效电路法(1)输入回路Q输入特性晶体管的输入电阻IBUBEO(2)输出回路rce愈大，恒流特性愈好因rce阻值很高，一般忽略不计。晶体管的输出电阻输出特性特性曲线是一组近似等距的平行直线。晶体管的电流放大系数晶体管的输出回路(C、E之间)可用一受控电流源 ic= ib等效代替。一般在20200之间，在

11、手册中常用hfe表示。ICUCEQO15.3.1 微变等效电路法ibicicBCEibib晶体三极管微变等效电路ube+-uce+-ube+-uce+-1.晶体管的微变等效电路rbeBEC晶体管的B、E之间可用rbe等效代替。晶体管的C、E之间可用一受控电流源 ic= i b 等效代替。15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiERBRCuiuORL+-RSeS+-ibicBCEii交流通路2.放大电路的微变等效电路ibiceSrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii交流通路微变等效电路RB

12、RCuiuORL+-RSeS+-ibicBCEii15.3.1 微变等效电路法分析时假设输入为正弦交流，所以等效电路中的电压与电流可用相量表示。微变等效电路2. 放大电路的微变等效电路ibiceSrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSiirbeRBRCRLEBC+-+-+-RS15.3.1 微变等效电路法3.电压放大倍数的计算当放大电路输出端开路(未接RL)时因rbe与IE有关，故放大倍数与静态 IE有关。负载电阻愈小，放大倍数愈小。式中的负号表示输出电压的相位与输入相反。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法4.放大电路

13、输入电阻的计算+-信号源Au放大电路+-定义：输入电阻是对交流信号而言的，是动态电阻。放大电路信号源+-+-输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数。电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流愈小，因此希望得到较大的输入电阻。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSri15.3.1 微变等效电路法 5.放大电路输出电阻的计算15.3.1 微变等效电路法RSRL+_Au放大电路+_+_RLro+_定义：输出电阻是动态电阻，与负载无关。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，希望得到较小的输出电阻。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS共射极

14、放大电路特点： 1. 放大倍数高；2. 输入电阻低；3. 输出电阻高。求ro的步骤：(1)断开负载RL (3) 外加电压 (4) 求外加(2)令 或15.3.1 微变等效电路法15.3.2 图解法DC1.交流负载线交流负载线 直流负载线交流负载线反映动态时电流 iC和电压uCE的变化关系。交流负载线斜率IC/mA4321O48121620B80mAA60mA40mA20mAUCE/VQ2. 图解分析QuCE/VttiB/AIBtiC/mAICiB/AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQiCQ1Q2ibuiuoRL=由uO和ui的峰值(或峰峰值)之比可得放大电路的

15、电压放大倍数。15.3.2 图解法 3.非线性失真如果Q设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工作.若Q设置过高，晶体管进入饱和区工作，造成饱和失真。Q2uO适当减小基极电流可消除失真。UCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ115.3.2 图解法若Q设置过低，晶体管进入截止区工作，造成截止失真。适当增加基极电流可消除失真。uiuOtiB/AiB/AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC/mAuCE/VOOUCE如果Q设置合适，信号幅值过大也可产生失真3.非线性失真-减小信号幅值.15.3.2 图解法15.4 静态工作点的稳定必须有合适的、稳定的静态工作点

16、。*放大电路的稳定工作的条件：温度的变化严重影响静态工作点。*共射极基本放大电路：固定偏置放大电路。+UCCRBRCC1C2T+uo+uBEuCEiCiBiE+UCCRBRCT+UBEUCEICIB15.4.1温度变化对静态工作点的影响固定偏置放大电路中，当温度升高时 UBE、 、 ICBO TUBEICEOQ温度升高时， IC 将增加，使 Q 点沿负载线上移。iCuCEQ温度升高时，输出特性曲线上移Q -固定偏置电路的缺陷结论：当温度升高时， IC将增加，使Q点沿负载线上移，容易使晶体管 T进入饱和区造成饱和失真甚至引起过热烧坏三极管。O15.4.1温度变化对静态工作点的影响改进措施：当温度

17、升高使 IC增加时，自动减少IB，抑制Q点的变化保持基本稳定。15.4.2 分压式偏置电路1.稳定Q点的基本原理基极电位基本恒定不随温度变化而变化。VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+IC 基本恒定，不随温度变化。15.4.2 分压式偏置电路RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+从 Q 点稳定的角度来看似乎I2、VB 越大越好。但是 I2 越大，RB1、RB2 就越小，结果将增加损耗，降低输入电阻。VB过高必使VE也增高，在UCC一定时，势必使UCE减小，从而减小放大电路输出电压的动态范围。在估算时一般选

18、取：I2= (5 10) IB，VB= (5 10) UBE， RB1、RB2一般为几十千欧。Q点稳定的过程VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+ RE：温度补偿电阻 对直流：RE越大,稳定Q点 效果越好； 对交流：RE越大,交流损 失越大,为避免交流损失 加旁路电容CE。15.4.2 分压式偏置电路TUBEIBICVEICVB 固定2.静态工作点的计算估算法:VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+15.4.2 分压式偏置电路3.动态分析对交流：旁路电容 CE 将RE 短路， RE不起作用， Au，

19、ri，ro与固定偏置电路相同。旁路电容RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+15.4.2 分压式偏置电路15.4.2 分压式偏置电路RB1+UCCRCC1C2RB2CERERL+ui-+uo-画交流通路3.动态分析:15.4.2 分压式偏置电路rbeRCRL+-+-RB1RB2画微变等效电路3.动态分析:15.4.2 分压式偏置电路输入电阻：rbeRCRL+-+-RB1RB2输出电阻：结论：Au、ri和ro与固定偏置放大电路相同。+-3.动态分析如果去掉CE ，Au，ri，ro ？RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+15.4.2 分压式偏置

20、电路RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+短路对地短路15.4.2 分压式偏置电路画交流通路去掉 CE 后的微变等效电路15.4.2 分压式偏置电路RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+短路对地短路rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE15.4.2 分压式偏置电路rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE15.4.2 分压式偏置电路RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RSeS+rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE无旁路电容CE有旁路电容CEAu减小r

21、i 提高ro不变15.4.2 分压式偏置电路RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+对信号源电压的放大倍数？信号源考虑信号源内阻RS 时15.4.2 分压式偏置电路例1: 在图示放大电路中，已知UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7k， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ，晶体管=50， UBE=0.6V, 试求: (1) 静态工作点 IB、IC 及 UCE； (2) 画出微变等效电路； (3) ri、ro及 Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL+UCCuiuo+RE215.4.2 分压式偏置电路解:(1)由直流

22、通路求静态工作点。直流通路RB1RCRB2RE1+UCCRE2+UCEIEIBICVB15.4.2 分压式偏置电路15.4.2 分压式偏置电路RB1RCC1C2RB2CERE1RL+UCCuiuo+RE2(2)由微变等效电路求 ri 、 ro 、 Au 。RS微变等效电路rbeRBRCRLEBC+-+-+-RE1(2) 由微变等效电路求 ri 、 ro 、 Au 。RS微变等效电路rbeRBRCRLEBC+-+-+-RE115.4.2 分压式偏置电路15.5 放大电路的频率特性阻容耦合放大电路:存在级间耦合电容、发射极旁路电容及三极管的结电容，当信号频率不同时，放大电路的输出电压相对于输入电压

23、的幅值和相位都将发生变化。频率特性幅频特性：电压放大倍数的模|Au|与频率f 的关系相频特性：输出电压相对于输入电压的相位移 与频 率 f 的关系通频带f|Au |0.707| Auo |fLfH| Auo |幅频特性下限截止频率上限截止频率耦合、旁路电容造成。三极管结电容、 造成f 270 180 90相频特性O15.5 放大电路的频率特性中频段: 在中频段可认为电容不影响交流信号的传送，放大电路的 放大倍数与信号频率无关。2.三极管的极间电容和导线的分布电容很小，可认为它们的 等效电容CO与负载并联。由于CO的电容量很小，它对中频 段信号的容抗很大，可视作开路。1.耦合电容和发射极旁路电容

24、的容量较大，中频段信号的容 抗很小，可视作短路。15.5 放大电路的频率特性低频段：低频段放大倍数降低和相位移越前的主要原因是耦合电容和发射极旁路电容的影响。 CO的容抗比中频段还大，仍可视作开路。由于信号的频率较低，耦合电容和发射极旁路电容的容抗较大，其分压作用不能忽略。以至实际送到三极管输入端的电压 比输入信号 要小，故放大倍数降低，并使 产生越前的相位移（相对于中频段）。15.5 放大电路的频率特性由于信号的频率较高，耦合电容和发射极旁路电容的容抗比中频段还小，仍可视作短路。 在高频段：在高频段放大倍数降低和相位移滞后的主要原因是三极管电流放大系数、极间电容和导线的分布电容的影响。 CO

25、的容抗将减小，它与负载并联，使总负载阻抗减小，在高频时三极管的电流放大系数 也下降，因而使输出电压减小，电压放大倍数降低，并使产生滞后的相位移（相对于中频段）。15.5 放大电路的频率特性15.6 射极输出器对交流信号而言，集电极是输入与输出回路的公共端，所以是共集电极放大电路.因从发射极输出，所以称射极输出器。RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS求Q点：15.6.1 静态分析直流通路+UCCRBRE+UCE+UBEIEIBICRB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS15.6.2 动态分析RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RSrbeRBRLEBC+-+-+-

26、RSRE15.6.2 动态分析1.电压放大倍数电压放大倍数Au1且输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。微变等效电路rbeRBRLEBC+-+-+-RSRErbeRBRLEBC+-+-+-RSRE2.输入电阻射极输出器的输入电阻高，对前级有利。ri 与负载有关.15.6.2 动态分析3. 输出电阻射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE15.6.2 动态分析共集电极放大电路(射极输出器)的特点：1. 电压放大倍数小于1，约等于1;2. 输入电阻高；3. 输出电阻低；4. 输出与输入同相。15.6.2 动态分析射极输出器的应用因输入电阻高，它

27、常被用在多级放大电路的第一级， 可以提高输入电阻，减轻信号源负担。2. 因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的末级，可 以降低输出电阻，提高带负载能力。 3. 利用 ri 大、ro小以及 Au 1 的特点，也可将射极输 出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹配作用， 这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔离级。15.6.2 动态分析 例1.在图示放大电路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL=2k，晶体管=60，UBE=0.6V,信号源内阻RS= 100， 试求: (1) 静态工作点 IB、IE 及 UCE； (2) 画出微变等效电路； (3) Au、ri 和 ro 。

28、RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS解(1)由直流通路求静态工作点。+UCCRBRE+UCE+UBEIEIBIC+UCCRBRE+UCE+UBEIEIBIC 例1.在图示放大电路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL=2k，晶体管=60，UBE=0.6V,信号源内阻RS= 100， 试求: (1) 静态工作点 IB、IE 及 UCE； (2) 画出微变等效电路； (3) Au、ri 和 ro 。解(1)由直流通路求静态工作点。(2) 由微变等效电路求Au、 ri 、 ro。微变等效电路rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE试求:(1) 静态工作点 I

29、B、IE 及 UCE； (2) 画出微变等效电路； (3) Au、ri 和 ro .+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiERB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RSRB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+RB1RCC1C2RB2CERE1RL+UCCuiuo+RE2直接耦合：将前级的输出端直接接后级的输入端。 可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。 15.7 差分放大电路+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2+RE2(2) 零点漂移:指输入信号电压为零时，输出电压发生缓慢地、无规则地变化的现象。uotO产生的原因

30、：晶体管参数随温度变化、电源电压波动、 电路元件参数的变化。直接耦合存在的两个问题：(1) 前后级静态工作点相互影响15.7 差分放大电路零点漂移的危害： 直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。 可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂 移电压。15.7 差分放大电路 抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路的一个重要 的问题。差分放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对应电阻元 件的参数值都相等。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2两个输入、两个输出,两管静态工作点相同.15.8.1差分放大电路的工作原

31、理1.零点漂移的抑制uo= VC1 VC2 = 0uo= (VC1 + VC1 ) (VC2 + VC2 ) = 0静态时，ui1 = ui2 = 0当温度升高时ICVC （两管变化量相等）对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T215.8.1差分放大电路的工作原理2.信号输入两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出电压为零，即对共模信号没有放大能力。(1) 共模信号 ui1 = ui2大小相等、极性相同.差动电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零点漂移的抑制水平。+共模信号需要抑制+UCCuoui1RCRB2T1RB

32、1RCui2RB2RB1+T215.8.1差分放大电路的工作原理2. 信号输入两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化.(2)差模信号 ui1 = ui2大小相等、极性相反uo= (VC1VC1 )(VC2 + VC ) =2 VC1 对差模信号有放大能力。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2差模信号 是有用信号15.8.1差分放大电路的工作原理(3) 比较输入 ui1 、ui2 大小和极性是任意的。例1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV 2 mV 例2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV 可分解成: ui1 =

33、18 mV + 2 mV ui2 = 18 mV 2 mV 可分解成: ui1 = 8 mV + 2 mV共模信号差模信号这种输入常作为比较放大来应用，在自动控制系统中是常见的。 15.8.1差分放大电路的工作原理差动放大电路:放大器只放大两个输入信号的差值信号。15.8.2典型差分放大电路+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+T2EE+RE的作用：稳定静态工作点，限制每个管子的漂移。EE：用于补偿RE上的压降，以获得合适的工作点。电位器 RP : 起调零作用。阻值很小静态时可忽略不计。1.静态分析设 IB1 = IB2 = IB， IC1= IC2 = IC，上式中前两项较第

34、三项小得多略去，每管的集电极电流.发射极电位 VE 0每管的基极电流每管的集 射极电压15.8.3 差分放大电路对差模信号的放大RC+UCCRB1T1RE -EEIB2IEICIE UCE+ UBE+单管直流通路+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+T2EE+15.8.3 差分放大电路对差模信号的放大2.动态分析由于差模信号使两管的集电极电流一增一减，通过 RE 的电流近于不变，故RE对差模信号不起作用.T1RCibic+uo1RB+ui1单管差模信号通路:15.8.3 差分放大电路对差模信号的放大+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+T2EE+T1RCibic

35、+uo1RB+ui1单管差模电压放大倍数同理可得双端输入双端输出差分电路的差模电压放大倍数为当在两管的集电极之间接入负载电阻时式中两输入端之间的差模输入电阻为两集电极之间的差模输出电阻为15.8.3 差分放大电路对差模信号的放大例1:在前图所示的差分放大电路中,已知UCC=12V EE =12V, = 50, RC=10k,RE=10 k,RB=20k，RP=100, 负载电阻RL= 20k, 试求电路的静态值和差模电压放大倍数。解:式中单端输出时差分电路的差模电压放大倍数为即：单端输出差分电路的电压放大倍数只有双端输出差分电路的一半。双端输入分双端输出和单端输出两种。此外，还有单端输入的,

36、即将T1输入端或T2输入端接“地”, 而另一端接输入信号ui 。同样单端输入也分为双端输出和单端输出两种。四种差分放大电路的比较见表15.7.1(P69)。15.8.3 差分放大电路对差模信号的放大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。差模放大倍数共模放大倍数KCMR越大，说明差放分辨差模信号的能力越强，而抑制共模信号的能力越强。15.8.4 共模抑制比共模抑制比15.9 互补对称功率放大电路功率放大电路的作用：是放大电路的输出级，去推动负载工作。例如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转、电动机旋转等。15.9.1对功率放大电路的基本要求(1) 在不失真的情况下能输出尽可能大

37、的功率。(2) 由于功率较大，要求提高效率。ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶体管的工作状态甲类工作状态晶体管在输入信号的整个周期都导通,静态 IC 较大，波形好, 管耗大效率低。乙类工作状态晶体管只在输入信号的半个周期内导通， 静态IC=0，波形严重失真, 管耗小效率高。甲乙类工作状态晶体管导通的时间大于半个周期，静态IC 0，一般功放常采用。15.9 互补对称功率放大电路15.9.2 互补对称放大电路互补对称电路是集成功率放大电路输出级的基本形式;当通过容量较大的电容与负载耦合时，省去了变压器称为无输出变压器(Output Transformerless)

38、电路简称OTL电路; 互补对称电路直接与负载相连，省去输出电容就成为无输出电容(Output Capacitorless)电路，简称OCL电路; OTL电路采用单电源供电， OCL电路采用双电源供电。1.OTL电路(1) 特点T1、T2的特性一致；一个NPN型、一个PNP型两管均接成射极输出器；输出端有大电容；单电源供电。(2) 静态时(ui= 0), IC1 0， IC2 0OTL原理电路电容两端的电压RLuiT1T2+UCCCAuO+-+-15.9.2 互补对称放大电路RLuiT1T2Auo+-+-(3)动态时 设输入端在UCC/2 直流基础上加入正弦信号。T1导通、T2截止；同时给电容充

39、电T2导通、T1截止；电容放电，相当于电源若输出电容足够大，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。ic1ic2uo输入交流信号ui的正半周输入交流信号ui的负半周15.9.2 互补对称放大电路 (4) 交越失真当输入信号ui为正弦波时，输出信号在过零前后出现的失真称为交越失真。 交越失真产生的原因 由于晶体管特性存在非线性， ui 0 时，P型衬底中的电子受到电场力的吸引到达表层，填补空穴形成负离子的耗尽层；当UGS UGS（th）时，还在表面形成一个N型层，称反型层，即勾通源区和漏区的N型导电沟道，将D-S连接起来。UGS愈高，导电沟道愈宽。(2)N沟道增强型场效应管的工

40、作原理P型硅衬底N沟道N+N+DGS-耗尽层EG+-UGS15.10.1 绝缘栅场效应管若漏源之间加上一定的电压UDS，则有漏极电流ID产生。N型沟道增强型绝缘栅场效应管的导通P型硅衬底N+EGSG+N+DN沟道+EDID在一定的漏源电压UDS下，使管子由不导通变为导通的临界栅源电压称为开启电压UGS(th）。场效应管是一种电压控制电流的器件：15.10.1 绝缘栅场效应管因为在一定的UDS下漏极电流ID的大小与栅源电压UGS有关。(3) 特性曲线转移特性曲线ID/mAUDS/VoUGS= 1VUGS= 2VUGS= 3VUGS= 4V 漏极特性曲线恒流区可变电阻区截止区无沟道有沟道UGS/V

41、UGS(th)UDS=常数ID/16mAO开启电压UGS(th）15.10.1 绝缘栅场效应管N型衬底P+P+GSD符号：结构(4) P沟道增强型 SiO2绝缘层加电压才形成 P型导电沟道15.10.1 绝缘栅场效应管15.10.1 绝缘栅场效应管GSDGSD 增强型场效应管只有当UGS UGS(th）时才形成导电沟道。2.耗尽型绝缘栅场效应管GSD符号：如果MOS管在制造时导电沟道就已形成，称为耗尽型场效应管。(1)N沟道耗尽型管SiO2绝缘层中掺有正离子予埋了N型导电沟道15.10.1 绝缘栅场效应管2. 耗尽型绝缘栅场效应管由于耗尽型场效应管预埋了导电沟道，所以在UGS= 0时，若漏源之

42、间加上一定的电压UDS，也会有漏极电流ID 产生。 当UGS 0时，使导电沟道变宽， ID 增大； 当UGS 0时，使导电沟道变窄， ID 减小；UGS负值愈高，沟 道愈窄， ID就愈小。当UGS达到一定负值时，N型导电沟道消失，ID= 0，称为场效应管处于夹断状态（即截止）。这时的UGS称为夹断电压，用UGS(off）表示。这时的漏极电流用 IDSS表示，称为饱和漏极电流。15.10.1 绝缘栅场效应管(2)耗尽型N沟道MOS管的特性曲线夹断电压耗尽型的MOS管UGS= 0时就有导电沟道，加反向电压到一定值时才能夹断。 UGS(off)U DSUGS=0UGS0漏极特性曲线OID/mA162

43、01248121648IDSS转移特性曲线OID/mA UGS /V-1-2-348121612UDS=常数15.10.1 绝缘栅场效应管2. 耗尽型绝缘栅场效应管(3) P 沟道耗尽型管符号：GSD予埋了P型 导电沟道SiO2绝缘层中掺有负离子15.10.1 绝缘栅场效应管耗尽型GSDGSD增强型N沟道P沟道GSDGSDN沟道P沟道G、S之间加一定电压才形成导电沟道在制造时就具有原始导电沟道15.10.1 绝缘栅场效应管15.10.1 绝缘栅场效应管增强型特性曲线转移特性曲线ID/mAUDS/VoUGS= 1VUGS= 2VUGS= 3VUGS= 4V 漏极特性曲线恒流区可变电阻区截止区无沟道有沟道UGS/VUGS(th)UDS=常数ID/16mAO开启电压UGS(th）耗尽型特性曲线15.10.1 绝缘栅场效应管夹断电压 UGS(off)U DSUGS=0UGS0漏极特性曲线OID/mA16201248121648IDSS转移特性曲线OID/mA UGS /V-1-2-348121612UDS=常数3.场效应管的主要参数(1)