06模拟电子技术第六章-放大器单元电路

第六章放大器的单元电路

1晶体管的特性与温度有关，β、E、ICBO、ICEO等都是温度的函数，所以静态工作点也是随温度变化的；温度每升高1℃，β约增加0.5％～1.0％，BE约减小2V；温度每升高10℃，ICBO、ICEO的值增大一倍；2式 置R 1CC2路RIBCE∴I1RLIE RB V3静态工作点稳定过I1C21IUB VCC BBCERI2RLIE于加了RE了负反馈过T由输入特4UB被认为较稳UUB EReIEI=I 电容开路,UBE5UCE=VCC-ICRC-ICIE=（UB-UBE）/ 及微变效电6交7rr300()(1)IEIII微变等效电BrIU U电压放大倍RL=RC// Au=Cr输出电输入电8Rin=Rb1//Rb2//三、有射极电阻RE的共射放大电路9去掉CE后的交流通路和微变等效因为：uiibrbe(1)ib uoibRL所以 R RR//[r(1)RAur(1L 问题2:如果电路如下图所示，如静态分动态分例题解题思路：直流通路→Q→rbe→电路，Vcc=12V，晶 微变等效电路→求静态工作点电压放大倍数 6.3共集放射极跟随一、结 2 VCCUBR(1be二、直流通道及静态工作点分IC=UCEVCCIEVCC=IBRb+UBE=IBRb+UBE+(1+ B BRBE11 RLRe// IUoIeLe RLUiIbrbeIeIbrbe(1)IbAuU(1)Ib（1iIbrbe(1)Ib (1L （1urbe(11rbe(1)RLAu1，UUiIbrbeIeIbrbe(1)Ib rRB3、输出电阻保 置 用加压求流法求输出电阻输出电阻输出电阻（加压求流法RR// ssBRIUIIbIbU Ursr EsrUoI11rbeE//rbe111+当RS=0射极输出器的特点：电压放大倍数将射极输出器放在电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能力。将射极输出器放在电路的两级间，可以起到阻抗匹配作用。四、进一步提高输入阻抗的方法1.提高偏置电R' // //R// uiii(R3//rbe)(iiibLii(R3//rbe) iR u R// 1 i R L be uiR// 1 R3rbe 当R3Rinrbe1LuBuEuAuo则输入阻抗2.复合管复合管的极性=前面以图（a）为例ICIC1IC21IB12IE11IB112IC/IB1112rberbe111rbe2rbe11rbe2rbe1 1 1 12 12 E 12 I6.4共基放大电路1.静态工作V IIVBVBE eVCEVCCICRcIEReVCCIC(RcReI 2.动态分析输入回路：viib输出回路：voicRL RLRc//电压增益：AvoibRL i b R 1 viR//r R//rbe 1 1③输出电 Rout6.5三种组态的比较电压增益：(Rc//RL (1)(Re//RL (Rc//RL rbe(1)(Re//RL R//r R//r(1)(R//R) R//rbe e1输出电阻 (R//R) Re// 1 ②共集电路输入阻抗最高，输出阻抗最低，电压增益小于而接近1，输入、输出同相位，广泛应用于输入级、输出级和级间缓冲；③共基电路，输入阻抗最低，输出阻抗最高，6.6源负载放大一、问题的提Au CQ要提高增益，希望用大的Rc,另一方面，要保证有一定的VCEQ，从而有足够的动态输出范围，则电源电压必须提高；在一定的电源电压下，提高Rc和VCEQ是的。rcΔVC/Δc很大，且只要C若放大管是NPN，则负载管一定是PNP;若放大管是PNP，则Rirbe1rb111re1RinRb1//Rb2rbe1ICQ1ICQ2VAPVAN不考虑 ib2 ib2 A'u0 1ib1rce1//rce2rce1// i b1 Rorce1// ICQVAPVANA' 2 CQ6.76.7级放大电功率放输一.多级放大器的耦1.缺点优点2.2.二二.多级放大器的分1. +-++-++---2.电压放大V V2nVi AV V+-++-+AA+---Ri=Ri（最前级）(一般情况下Ro=Ro（最后级(一般情况下举例1：两级放大电路如下图示，求Q、AVRi、设：1=2==100，VBE1=VBE2=0.7V解（1）VCCUB1= =UB1VBE3.380.7= IBQ1ICQ1/9.9VCEQ1VccICQ1IB2Rc1IEQ1Re1VC1VB2Vcc(ICQ1IB2)Rc112(0.99IB2)5.16.955.1IB2VE2VB2VBE26.955.1IB20.77.655.1IB2(1)IB2Re2VCCVE2I10 IC2IB21VC2ICQ2Rc21.04.34.3VCEQ1VccICQ1IB2Rc1IEQ1Re1R =255R =255（2）求电压放大倍数先计算三极管的输入 = (1 )26(mV)30010126Ω3.1 = (1)26(mV)30010126Ω2.9 电压增A(Rc1Ri2100(5.12.8) 式中R =(Rc2//RL)1004.3 AvAv1Av258.3(148.3)Ri1=rbe1//Rb1//Rb2=3.1//51//20=2.55 A (58.3) R 1 AvsAvs1Av241.9(148.3) RO=RC2=4.3举例2：电路如下图示，求Q、AV、Ri、设求：A、ri、1.静态：Q2.2.动态方法ri2 U微变等效riR1//[rbe1(1)RL1 RLRE1//ri2RE1//R2//R3//1RE1//rbe227//1.7ri1000//(2.9511.7)roRC26.86.8.1共 共1自偏压电注意：该电路产生负的栅源电压，所以只能用于需要负栅源电压的(1)静态分析（Q：VGS、ID、已知VP、 据图可写出下列方程VGS=VG－VS=－IDRID=IDSS[1－(VGS/VP)]2VDS=VDD－ID(Rd+R) o(2)(2)o gmR'LR'LRd//iV.RiiRIi.god2分压式偏压电路已知VPV VIGSR VDS=VDD- I (1vGS)2 可解出Q点的VGS、ID、 VDDID 注：该电路产生的栅 的场效应Vp2VIDSS1mA IR 182I11 R (111ID)2I2 81/ ID10.5mA,ID2VDS1=VDD-VDS2VDD-ID(Rd+R)<0V舍去所以VGSVDS>VGS–VP交流分析（1）求电压放大rgs由输入输出回路VVgVRV(1g m VgmV Agm 1gm求输入电由于 RiRg3(Rg1//Rg2求输出电 Ro 6.8.2漏放大电共 共(1VGS=VG－VS=VG－IDRID=IDSS[1－(VGS/VP)]2VDS=VDD－IDR分压式直流偏置电(2①电压放大倍 gmV(R//RL gm (RR//R VgV(R//R 1g m RiRg(Rg1//Rg2③输出电阻R RV'oR//1 6.8.36.8.3三种组态放大电路gmCSCS/CG/CD:ACS:Avgmgmv1g CG:AvgmCS：Rg1//Rg2CD：Rg+(Rg1//Rg2)CS：Rdes +Rb//CCRCE:RbCC:Rb//[rbe(1)R'L]CB:Re//[rbe/(1)]rvCB:L(1r(1vCC:ArvCE:CE/CB/6.96.9功率输出一、概1功率放大器？在电子系统中，模拟信大后，往往要去推动一个实际的负载。如使扬声 、电器动作、仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率例：信取电大功大2、功放电路的特点输出功率Po意电路参数过晶体管的极限值:IcmUcemPcm电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量减少晶体管及线的损失。即注意提高电路的POPo:负载上得到的交流信号功率PE电源提供的直（5）3、功放电路分功放电路分类比较表 特类甲较效率乙最较180甲类：Q点适中，在正弦信号整个周期内均有电流流过T。乙类：静态电流为0，T只在正弦信号的半个周期内均导通。甲乙类：介于两者之间，导通° 1.电源提供的平均功PEVCC三极管功耗：PTUCEQ若 1 2CC则P 2 三极管和负载电阻RL的静态功输出功率（当输入信号Ui时iCPomUIMo2122omIIQN要想POV大，即必须使Iom最大输出功率和1(12 )14CC3.电源提供P1 id(t)1 ( sint)dt 此电路的最高效率Pomii三、三、 结ui体管：NPN、PNP各出器(推挽输出)2、工作原理（设ui为正弦波静态时 +ui0Vic1、ic2均=0（类工作状态）uo= 动态时 ui> T1导通，T2截 iL=ic1 ui T1截止，T2导 - T1、T2uoＴ１uouiuo组组合特性分析——图解Ｔ１UuU—负载上的最大不失真电压为3、分析计（1）.输出功率 Po=UoIo om 2 最大不失真输出功率 ) Pomax 2 2—（2）.管耗一个管子的管 =1π u)uod(t o L1π(V U sint)Uomsintd(t)2π0 L VCCU Uom P= ( omom （3）.电源供给的功率 =P 当 时，PEm 4.效率 =Po 最高效率 78.5 PPT1max0.2CCV24、三极管的最大管P=πV( sint)Uomsintd(t0 RL1 U2 (CComom4问：Uom=？PT1最大,用PT1对Uom求导，并令导数=0P发生在2 CC处将Uom=0.64VCC代入PT1表达式1.PCMPT1max2PLＴ１2．U(BR ui乙乙类互补对称功放的缺存在交越失交越失D2t-四、甲乙类互补对称功率放 甲乙类双电源互补对称电（1）.基本原电路中增R、D、D、R 静态时:T1、T2两管发射结电压别为二极管D1、D2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导ui通状态——甲乙类工作状周T2截止，T1基极电位进一步半周T1截止，T2基极电位进一步R—波形关系：tUTICQ、IBQ。t QVCCee复合PNP T1复合NPNbTeccbbe增加复合管的目的：扩大电流的驱动能（2）.带前置放大级的功率放大uiR1R2 IDT+TU T（（3）.电路中增 带复合管的OCL互补输出功放电路ＣＣT1：电压推动级（前置级 uT2、R1、R2：UBE扩大电 R1R CE BE 2合理选择R1、R2，b3、b5 2可得UBE2任意倍的电压T3、T4、T5、 复合管构成互补对称功 （1）、a、静态偏 R调整RW阻值的小，可 1 此时电容 1 +UCb、动态分Ui负半周时T1导通、T2Ui正半周时T1截止、T2导通（电容起到了负 源的作用 +R Pcc、输出功率及若忽略交越失真的影+U2oRUCPuO (Uomax) VRToRW2L8LTRL4max此电路存在的问输出电压正方向变化的幅度受到限制，达不到VCC/2（2）.带自举电路的单电源功C1、R7为自举电静态时 1 动态+T3CUuuiR（（3）.带运放前置放大级的功率放大电+T T —+A∞+D TTRR24-运放A接成同相输入方式作前置放大级。引入了串联负反馈。整个电路的电压放大倍A＝uo1uia又又称OCL（无输出电容又称OTL（无输出变压器VV2RL8RL五、D类放大器D类放大器采用技术，它可控制固定频率的占空比，并且由占空比来表示输入值。由于可获得较高的效就放大器而言，D类放大器的效率确实很高（一般可达到90%）。由于电晶体几乎总是处于要么导通，要么截止的状态，只有从一个状态转向另一个