电工与电子技术基础第8章半导体三极管及放大电路电子教案课件

《电工与电子技术基础（第2版）》

电子教案主编刘莲青王连起中等职业学校教学用书（电子技术专业）1完整版课件ppt《电工与电子技术基础（第2版）》

电子教案主编第8章半导体三极管及放大电路8.1半导体三极管8.2三极管放大电路的组成8.3共发射极放大电路8.4共集电极放大电路8.5功率放大电路8.6单管放大电路实验8.7功率放大器实验2完整版课件ppt第8章半导体三极管及放大电路8.1半导体三极管2完整8.1半导体三极管8.1.1三极管结构与类型8.1.2三极管的电流放大作用8.1.3三极管的输入特性与输出特性8.1.4三极管的主要参数3完整版课件ppt8.1半导体三极管8.1.1三极管结构与类型3完整版课8.1.1三极管结构与类型(1)三极管结构如图示,它是由三层不同性质的半导体组合而成的。按半导体的组合方式不同,可将其分为NPN型管和PNP型管。1.三极管的结构与电路符号4完整版课件ppt8.1.1三极管结构与类型(1)三极管结构(2)电路符号符号中的箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向。5完整版课件ppt(2)电路符号符号中的箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向(3)三个区、三个极、二个结

无论是NPN型管还是PNP型管,它们内部均含有三个区:发射区、基区、集电区。从三个区各引出一个金属电极分别称为发射极（e）、基极（b）和集电极（c）。在三个区的两个交界处形成两个PN结,发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,集电区与基区之间形成的PN结称为集电结。6完整版课件ppt(3)三个区、三个极、二个结6完整版课件ppt2.三极管的分类三极管的种类很多,有下列5种分类形式：(1)按其结构类型分

NPN管和PNP管(2)按其制作材料分

硅管和锗管(3)按工作频率分

高频管和低频管(4)按功率分

大功率管和小功率管(5)按功能分

放大管、开关管、微波管等。7完整版课件ppt2.三极管的分类三极管的种类很多,有下列5种分类形式：3.三极管的外形结构常见三极管的外形结构如图示。8完整版课件ppt3.三极管的外形结构常见三极管的外形结构如图示。8完8.1.2三极管的电流放大作用1.三极管放大的条件三极管实现放大作用的外部条件是发射结正向偏置,集电结反向偏置。图（a）为NPN管的偏置电路。9完整版课件ppt8.1.2三极管的电流放大作用1.三极管放大的条件9完整(1)三极管各极之间的电流分配关系IE=IC+IB且IE≈IC＞＞IB2.电流分配与放大10完整版课件ppt(1)三极管各极之间的电流分配关系2.电流分配与放大10完(3)三极管交流放大系数当IB有微小变化时，IC即有较大的变化。例如，当IB由10μA变到20μA时，集电极电流IC则由1.04mA变为2.03mA。这时基极电流IB的变化量为:ΔIB=0.02-0.01=0.01mA而集电极电流的变化量为:ΔIC=2.03-1.04=0.99mA(2)三极管直流电流放大系数基极电流IB增大时,集电极电流IC也随之增大。将IC与IB的比值叫做三极管的直流电流放大系数，用β表示，即或

IC=βIB

它体现了三极管的电流放大能力。11完整版课件ppt(3)三极管交流放大系数ΔIB=0.02-0.01=0.01这种用基极电流的微小变化来使集电极电流作较大变化的控制作用，就叫做三极管的电流放大作用。我们把集电极电流变化量ΔIC和基极电流变化量ΔIB的比值，叫做三极管交流放大系数,用β表示,即β=ΔIC/ΔIB在工程计算时可认为≈β。β12完整版课件ppt这种用基极电流的微小变化来使集电极电流作较大变化的控制作用8.1.3三极管的输入特性与输出特性1.输入特性曲线三极管的输入特性曲线表示iB与uBE的关系,如图示。当uCE＝０时从输入端看进去,相当于两个ＰＮ结并联且正向偏置,此时的特性曲线类似于二极管的正向伏安特性曲线。2)当uCE≥1Ｖ时从图中可见,uCE≥１Ｖ的曲线比uCE＝０V时的曲线稍向右移。13完整版课件ppt8.1.3三极管的输入特性与输出特性1.输入特性曲线2.输出特性曲线输出特性曲线如图示,该曲线是指当iB一定时,输出回路中的iC与uCE之间的关系曲线。固定一个iB值，可得到一条输出特性曲线，改变iB值，可得到一族输出特性曲线。在输出特性曲线上可划分三个区：放大区、截止区、饱和区。14完整版课件ppt2.输出特性曲线输出特性曲线如图示,该曲线是指当iB一定（1）放大区：当uCE>1V以后，三极管的iC与iB成正比而与uCE关系不大。所以输出特性曲线几乎与横轴平行，当iB一定时，iC的值基本不随uCE变化，具有恒流特性。这个区域的工作特点是发射结正向偏置，集电结反向偏置，iC≈βiB。在这一区域的三极管具有放大作用，故称为放大区。（2）截止区：当iB=0时，iC=ICEO，穿透电流ＩCEO很小，输出特性曲线是一条几乎与横轴重合的直线。（3）饱和区：当uCE<uBE时，iC与iB不成比例，iC随uCE的增大而迅速上升，这一区域称为饱和区，uCE=uBE称为临界饱和。15完整版课件ppt（1）放大区：当uCE>1V以后，三极管的iC与iB成正比而8.1.4三极管的主要参数电流放大系数的大小反映了三极管放大能力的能力。β为集电极电流变化量与基极电流变化量之比。1.电流放大系数β三极管的参数是表征管子性能和正确使用及合理选择三极管的依据。(1)

ICBO为发射极开路时，集电极—基极间的反向电流，称为集电极反向饱和电流。(2)

ICEO

为基极开路时，集电极—发射极间的反向电流，称为集电极穿透电流。2.极间反向电流16完整版课件ppt8.1.4三极管的主要参数电流放大系数的大小反映3.极限参数(1)击穿电压

U(BR)CBO指发射极开路时，集电极—基极间的反向击穿电压。

U(BR)CEO指基极开路时，集电极—发射极间的反向击穿电压。U(BR)CEO<U(BR)CBO。

U(BR)EBO指集电极开路时，发射极—基极间的反向击穿电压。普通晶体管该电压值比较小，只有几伏。17完整版课件ppt3.极限参数(1)击穿电压17完整版课件ppt8.2三极管放大电路的三种组态8.2.1三极管放大时的三种组态8.2.2放大器的组成8.2.3放大器的放大倍数及增益18完整版课件ppt8.2三极管放大电路的三种组态8.2.1三极管放大时的8.2.1三极管放大时的三种组态1.放大器的三种组态共发射极、共集电极和共基极放大器。放大电路中三极管的三种连接方法(a)共发射极电路;(b)共集电极电路;(c)共基极电路19完整版课件ppt8.2.1三极管放大时的三种组态1.放大器的三种组态(1)共发射极放大电路信号由基极输入、集电极输出，发射极为公共端。20完整版课件ppt(1)共发射极放大电路信号由基极输入、集电极输出，发射极为公(2)共集电极放大电路信号由基极输入、发射极输出，集电极为公共端。21完整版课件ppt(2)共集电极放大电路信号由基极输入、发射极输出，集电极为公(3)共基极放大电路信号由发射极输入、集电极输出，基极为公共端。22完整版课件ppt(3)共基极放大电路信号由发射极输入、集电极输出，基极为公共2.放大电路的组成原则(1)直流电源VCC通过电阻RB

1、RB2、RC、RE提供三极管合适的静态偏置，保证JE正偏、JC反偏。(2)输入回路应保证输入信号ui能送到三极管BE结两端，产生变化的ib。(3)输出回路应使放大后的iC尽可能多的送到负载

RL上，减小其它支路的分流。(4)设置合理的静态工作点，即在没有外加信号时，三极管不仅处于放大状态，而且有一个合适的工作电压和电流。23完整版课件ppt2.放大电路的组成原则(1)直流电源VCC通过电阻RB8.2.2放大电路中变量符号1直流分量用大写字母和大写下标表示。如IB表示基极的直流电流。2交流分量用小写字母和小写下标表示。如ib表示基极的交流电流。3总变化量是直流分量和交流分量之和,即交流叠加在直流上,用小写字母和大写下标表示。如iB表示基极电流总的瞬时值,其数值为iB=IB+ib。4交流有效值用大写字母和小写下标表示。如Ib表示基极的正弦交流电流的有效值。24完整版课件ppt8.2.2放大电路中变量符号1直流分量24完整8.2.3放大器的放大倍数及增益1.电压放大倍数Au及电压增益GuUi和Uo分别是输入和输出电压的有效值。2.电流放大倍数Ai及电流增益GiIi和Io分别是输入和输出电流的有效值。Gu=20lgAu(db)Gi=20lgAi(db)25完整版课件ppt8.2.3放大器的放大倍数及增益1.电压放大倍数Au及3.功率放大倍数AP及功率增益GPGP=20lgAP(db)Pi和Po分别是输入和输出平均功率。26完整版课件ppt3.功率放大倍数AP及功率增益GPGP=20lgAP(db8.3共发射极放大电路8.3.1电路的构成8.3.2电路的静态分析8.3.3电路的动态分析8.3.4共发射极放大电路的特点与应用27完整版课件ppt8.3共发射极放大电路8.3.1电路的构成27完整版课件8.3.1电路的构成图示最常见的一种单管共射极放大电路。它由以下三个基本组成部分：（1）放大器件：BJT是放大电路的核心器件。

28完整版课件ppt8.3.1电路的构成图示最常见的一种单管共射极放大电路。它（2）供电电源与直流偏置电路：供电电源VCC是放大器中的能源，同时它与由偏置电阻RB1，RB2，RC及RE，组成的偏置电路共同作用，使BJT较稳定地工作在放大状态。（3）耦合电路：信号源通过输入端耦合电容CB与放大器相连，再由输出端耦合电容CC将放大后的信号送至负载RL。CB，CC在电路中的作用是“传送交流，隔离直流”。29完整版课件ppt（2）供电电源与直流偏置电路：供电电源VCC是放大器中的能源当放大电路没有输人信号（ui＝0）时，电路中各处的电压、电流都是不变的直流，称为直流工作状态或静止状态，简称静态。静态时BJT各电极的直流电压和电流数值称为静态工作点，它对应着管子特性曲线上的一点Q点。8.3.2电路的静态分析30完整版课件ppt当放大电路没有输人信号（ui＝0）时，电路中各处的电压、电流1.Q点的估算分析放大电路的静态工作情况时，可将电路中的电容元件视作开路，电感元件视为短路，之后所得到的电路称为直流通路。图（a）所示电路即为直流通路。直流通路可用于分析放大器的静态。31完整版课件ppt1.Q点的估算31完整版课件pptQ点的估算方法UB=VCCRB2/（RB1+RB2）IEQ=（UB-UBEQ）/RE（硅管取UBEQ＝0．7V，锗管取UBEQ＝0．3V；）ICC＞＞IBIB≈IEICQ≈IEQIBQ=ICQ/βUCEQ＝VCC-ICQ(RC+RE)32完整版课件pptQ点的估算方法32完整版课件ppt2．Q点与直流负载线根据前面的分析，静态时BJT两端的电压UCE和电流IC，之间有如下关系：UCE＝VCC－IC（RC＋RE）在BJT的输出特J性曲线上找两个特殊点M和N：N点：UCE＝0IC=VCC/(RC＋RE)M点：IC＝0UCE＝VCC连接MN的直线称做直流负载线，如图示。放大器直流通路中任何一个元件或电源数值的改变，都会影响Q点，但Q点的位置始终在直流负载线上。33完整版课件ppt2．Q点与直流负载线33完整版课件ppt8.3.3电路的动态分析放大器接入交流信号（u≠0）后，电路中各处的电压、电流同时存在直流分量与交流分量两种成分，称电路工作在动态。动态分析是利用放大器的输入、输出特性对放大器的放大能力进行定性和定量的分析与估算。1．交流通路与交流负载线交流通路决定了电路中交流电流和电压的变化，将放大电路中的电容及电源均视为短路得到的就是交流通路，图示为交流通路。34完整版课件ppt8.3.3电路的动态分析放大器接入交流信号（u≠0）后，电

由交流通路可知uce＝—icR’L其中

R’L＝Rc∥RL在BjT的输出特性曲线上，作一条过Q点且斜率为—1/R’L的直线M＇N′，称为交流负载线，如图示。交流负载线用于电路动态图解分析。35完整版课件ppt由交流通路可知35完整版课件ppt2．动态的图解分析（1）共射电路的反相放大作用。36完整版课件ppt2．动态的图解分析36完整版课件ppt(2)Q点与波形失真关系。静态工作点Q选择不当，会使放大器工作时产生信号波形失真如图示，若Q点在交流负载线上的位置过高（QA），则输人信号的正半周可能进人饱和区，造成输出电压波形负半周被部分消除，出现平顶，产生“饱和失真”。反之，若Q点位置过低（QS），则输人信号负半周可能进人截止区，造成输出电压波形正半周出现平顶，产生“截止失真”。为了获得幅度大而不失真的信号，Q点应尽量选在交流负载线的中间部分，例如Q点。37完整版课件ppt(2)Q点与波形失真关系。静态工作点Q选择不当，会使放大器3，动态的估算分析图解分析法比较直观，但准确性较差，常用于分析大信号电路。当放大器在小信号工作条件下，即交流电流、电压的变化范围不大时，具有非线性特性的BJT可以用一个线性电路等效，近似计算分析放大器的放大倍数、输人及输出电阻等动态指标。（1）BJT的微变等效电路。其中：rbb`=300Ω38完整版课件ppt3，动态的估算分析其中：rbb`=300Ω38完整版课件pp（2）动态估算。将放大器交流通路中的BJT用其微变等效电路代替，得到放大器的微变等效电路。此后放大器的各项动态指标均可通过a.电压放大倍数b.输入电阻Ri＝RB1//RB2//rbec.输出电阻R0＝RC39完整版课件ppt（2）动态估算。a.电压放大倍数b.输入电阻Ri＝RB1/例1.图示分压偏置共射放大器,RB1=75kΩ,RB2=18kΩ,RC=4KΩ、RE＝1kΩ、RL＝4kΩ、VCC＝9V，三极管为硅管β＝100，(1)画直流通路、交流通路和微变等效电路;(2)求静态工作点Q；(3)求电路的Au，Ri，Ro。IBQICQIEQUCEQ解:(1)直流通路、交流通路和微变等效电路40完整版课件ppt例1.图示分压偏置共射放大器,RB1=75kΩ,RB2=1(2)静态工作点UBQ=IEQ=IBQ=ICQ=IEQ－IBQ=1.04－0.0104=1.0296mAUCEQ＝VCC－RCICQ－REIEQ=9－4×1.0296－1×1.04=3.84V41完整版课件ppt(2)静态工作点UBQ=IEQ=IBQ=ICQ=IEQ－IB(3)计算Au，Ri，Ro

输入电阻Ri＝RB1//RB2//rbe＝75//18//2.83=2.37kΩ输出电阻R0＝RC=4kΩ电压放大倍数42完整版课件ppt(3)计算Au，Ri，Ro输入电阻输出电阻电压放大倍数428.3.4共发射极放大电路的特点与应用1.既有电压放大又有电流放大，输出电压与输入电压反相；2.输入电阻大小适中，一般为kΩ；3.输出电阻大小也适中，一般为几kΩ；4.共射放大器常用于电压信号的放大。43完整版课件ppt8.3.4共发射极放大电路的特点与应用1.既有电压放大又有8.4共集电极放大电路8.4.1电路的构成8.4.2电路分析8.4.3共集电极放大电路的特点与应用44完整版课件ppt8.4共集电极放大电路8.4.1电路的构成44完整版课件8.4.1电路的构成共集电极放大电路如图（a）所示，图（b）是电路的交流通路。由交流通路可见，集电极是输人、输出回路的共同端点。负载接在发射极上，因为是从发射极把信号输出去，所以电路又称为射极输出器。45完整版课件ppt8.4.1电路的构成共集电极放大电路如图（a）所示，图（b１.直流通路与静态工作点IBQ=ICQ=βIBQIEQ=(1+β)IBQUCEQ＝VCC－REIEQ(1)直流通路方法:电容开路(2)静态工作点计算8.4.2电路分析46完整版课件ppt１.直流通路与静态工作点IBQ=ICQ=βIBQIEQ=(11)电压放大倍数：2)输入电阻：Ri＝RB//[rbe+(1+β)(RE//RL)]≈rbe+(1+β)(RE//RL)（高）3)输出电阻：其中：一般满足：Au≈1R0＝RE//(低)(2)性能指标的计算47完整版课件ppt1)电压放大倍数：2)输入电阻：Ri＝RB//[rbe+(18.4.3共集电极放大电路的特点与应用1．特点由上面分析可知，射极输出器的特点是：电压放大倍数小于1（无电压放大）；具有一定的电流放大能力（Ai≈β）和功率放大能力；输出与输入同相；输入电阻高；输出电阻低。2．应用射极输出器应用在实际电路中，显然不是为了提高整个电路的电压放大能力，真正目的是为了提高或改善原有电路的其他性能，与此同时保持原电路的电压放大倍数和输入、输出之间的相位关系。它主要有以下两方面用途。48完整版课件ppt8.4.3共集电极放大电路的特点与应用1．特点48完整版课（1）阻抗变换作用通常射极输出器可以接在放大电路与信号源之间，如图（a）所示，此时它起提高放大电路输入电阻的作用，以减小放大器向信号源取用电流的同时增大有效输人电压。射极输出器还可以接在放大电路与负载之间，如图（b）所示，此时它起降低放大电路输出电阻的作用，以提高放大器带动负载的能力。（2）缓冲隔离作用当把射极输出器接在某两个放大电路之间时，如图（c）所示，它可以起到降低前级放大电路的输出电阻的同时提高后级放大电路输人电阻的作用，即缓冲隔离作用，它使前后两个电路之间的相互影响减小了，而性能都得到了提高。49完整版课件ppt（1）阻抗变换作用49完整版课件ppt8.5功率放大电路8.5.1功率放大电路的类型及特点8.5.2OCL功率放大电路8.5.3OTL功率放大电路50完整版课件ppt8.5功率放大电路8.5.1功率放大电路的类型及特点8.5.1功率放大电路的类型及特点功率放大器作为放大电路的输出级,具有以下几个特点(1)由于功率放大器的主要任务是向负载提供一定的功率,因而输出电压和电流的幅度足够大;(2)由于输出信号幅度较大,使三极管工作在饱和区与截止区的边沿,因此输出信号存在一定程度的失真;(3)功率放大器在输出功率的同时,三极管消耗的能量亦较大,因此,不可忽视管耗问题。51完整版课件ppt8.5.1功率放大电路的类型及特点功率放大器作为放大电路（1）甲类uiωtoiCICQ定义三极管集电极电流导通角为α＝2θ＝360°或θ＝180°(电压放大器）1.功率放大器的分类52完整版课件ppt（1）甲类uiωtoiCICQ定义三极管集电极电流导通角为1（2）乙类uiωtiCICQ=0定义此时三极管集电极电流导通角为α＝2θ＝180°或θ＝90°（低频功放）α53完整版课件ppt（2）乙类uiωtiCICQ=0定义此时三极管集电极电流导通（3）甲乙类ui此时三极管集电极电流导通角为180°<α<360°或90°<θ<180°（低频功放）ωtiCoα54完整版课件ppt（3）甲乙类ui此时三极管集电极电流导通角为ωtiCoα54（4）丙类ui此时三极管集电极电流导通角为α<180°或θ<90°（高频功放）ωtiC055完整版课件ppt（4）丙类ui此时三极管集电极电流导通角为ωtiC055完整（1）输出功率要足够大一般用在多级放大器的输出级。

（2）效率要高放大器实质上是一个能量转换器,它是将电源供给的直流能量转换成交流信号的能量输送给负载,因此,要求转换效率高。为定量反映放大电路效率的高低,引入参数η,它的定义为式中,Po为信号输出功率,PE是直流电源向电路提供的功率。2.功率放大器的特点56完整版课件ppt（1）输出功率要足够大（2）效率要高放大器实（3）非线性失真要小为使输出功率大,功率放大器采用的三极管均应工作在大信号状态下。由于三极管是非线性器件,在大信号工作状态下,器件本身的非线性问题十分突出,因此,输出信号不可避免地会产生一定的非线性失真。当输入是单一频率的正弦信号时,输出将会存在一定数量的谐波。谐波成分愈大,表明非线性失真愈大,通常用非线性失真系数γ表示,它等于谐波总量和基波成分之比通常情况下,输出功率愈大,非线性失真就愈严重。57完整版课件ppt（3）非线性失真要小57完整版课件ppt8.5.2OCL功率放大电路乙类功放由于其三极管只在输人信号的半个周期内导通，而另外半个周期截止，因此，当输入正弦信号时，输出端只能获得半个周期的失真波形。为避免输出波形失真，在实际电路中均采用两只管子轮流导通的互补电路。58完整版课件ppt8.5.2OCL功率放大电路乙类功放由于其三极管只在输人1．电路图（a）所示为乙类互补对称式功率放大器，常称为OCL电路。因其具有体积小、效率高、频率响应好及易于集成等优点而获得广泛应用。电路采用正、负对称的双电源（±VCC）供电。选用两个参数基本相同的功放管，V1为NPN管，其集电极接正电源（＋VCC；V2为PNP管，其集电极接负电源（—Vcc）。两管的基极和发射极相互连在一起，信号从基极输入，射极作为输出端直接接负载RL。这个电路可以看成是由图（b）和（c）两个射极输出器组合而成。静态时，两管射极电位稳定为零。59完整版课件ppt1．电路59完整版课件ppt2．工作原理当ui=0时，V1，V2均截止，无电流流过负载RL；当ui处于正半周时，V1导通，V2截止，有电流（iL＝ic1）流过负载R，；当ui处于负半周时，V1截止，V2导通，仍有电流（iL＝ic2）流过负载RL。这样，就实现了静态时功耗最小，而在有输人信号时，V1，V2轮流导电，两个管子互补对方的不足，工作性能又对称，从而在负载上得到一个完整的波形。

60完整版课件ppt2．工作原理60完整版课件ppt3．参数计算(1)最大不失真输出功率P0max设输出电压为u0＝Ucmsinωt电流为i0＝Icmsinωt则P0＝1/2UcmIcm＝最大不失真输出电压幅度:UCM=VCC－UCES其中UCES为三极管的饱和压降，当UCES<<VCC时，有UCM≈VCC，则最大输出功率为P0max≈

61完整版课件ppt3．参数计算(1)最大不失真输出功率P0max设输出电压为(3)效率η(2)直流电源供电功率PDC两个三极管集电极电流均为“半波整流”波形，其直流分量为IC1＝IC2＝IC0＝1/πIcmPDC＝２×(VCCIC0)＝VCCIcm≈78%为理论值,实际一般仅为60%左右.62完整版课件ppt(3)效率η(2)直流电源供电功率PDC两个三极管集电极电流(4)管耗PC总管耗：PC＝PDC－P0每只晶体管的管耗为：PC1＝PC2＝1/2PC每只晶体管的最大管耗为：PCm1≈0.2P0max4.功率管的选择：②集－射反向击穿电压U(BR)CEO>2VCC③最大允许集电极电流ICM>

VCC/RL①集电极最大允许损耗功率PCM>PCm1≈0.2P0max63完整版课件ppt(4)管耗PC总管耗：PC＝PDC－P0每只晶体管的管耗为：8.5.3OTL功率放大电路在乙类互补功放中，静态时由于IC＝o。所以要靠输入信号电压的激励来使管子导通。当输入正弦电压信号的瞬时值小于管子死区电压时．三极管不导通。于是出现两管交替工作衔接不好，在这一段时间内因两只管子均不导通、使负载上无电流，以至输出电压出现失真。如图示，并把这种失真称为“交越失真”。64完整版课件ppt8.5.3OTL功率放大电路在乙类互补功放中，静态时由于——克服交越失真单电源、输出端接大电容的甲乙类互补对称功率放大器UEQ=1/2VCC1.电路图:65完整版课件ppt——克服交越失真单电源、输出端接大电容的甲乙类互补对称功率放2.OTL功率放大器的主要技术参数接入大电容起到一个负电源作用,因此OCL电路的参数与OCL区别只是将公式中的VCC换成VCC/2。以上电路缺点——输出电压的最大幅度只有VCC/2。并且实际输出电压的正向峰值达不到VCC／2。因为随UA↑→RC1的电流↓→VT1管压降UCE↑（不能进入饱和状态）→输出正向幅度↓解决方法——引入带自举的功放电路，即接入较大容量电容C1（其直流电压可认为不变）66完整版课件ppt2.OTL功率放大器的主要技术参数接入大电容起到一个负电源作例1.已知乙类互补对称功放VCC＝VEE＝24V、RL＝8Ω，试估算：(1)该电路最大输出功率P0max；(2)最大管耗Pcm1；(3)说明该功放电路对功率管的要求。解（1）＝36W(2)Pcm1≈0.2P0max＝0.2×36=7.2W(3)a)选择功率管时为保证管子不被烧坏，要求管子集电极最大允许损耗功率PCM>PCm1≈0.2P0max=7.2W,b)处于截止状态的管子，其集－射反向击穿电压

U(BR)CEO>2VCC=48Vc)功率管最大允许集电极电流ICM>VCC/RL=3A67完整版课件ppt例1.已知乙类互补对称功放VCC＝VEE＝248.6单管放大电路实验8.6.1实验目的8.6.2实验仪器8.6.3实验电路8.6.4实验内容8.6.5思考题68完整版课件ppt8.6单管放大电路实验8.6.1实验目的68完整版课件8.6.1实验目的1.掌握共射放大器静态工作点的调试方法。2.掌握放大器主要性能参数的测试方法。69完整版课件ppt8.6.1实验目的1.掌握共射放大器静态工作点的调试方法。8.6.2实验仪器1．直流稳压电源。2．信号发生器。3．双踪示波器。4．晶体管交流毫伏表。5．万用表。70完整版课件ppt8.6.2实验仪器1．直流稳压电源。70完整版课件ppt8.6.3实验电路实验电路如图示。各元器件的参数为：RRP＝l00kΩ、RB1＝10kΩ、RB2＝10kΩ、RC＝3kΩ、RL＝3kΩ、RE＝lkΩ、C1＝C2＝10pF、GE＝100μF、三极管V为3DG6、Ｖcc＝l２V。71完整版课件ppt8.6.3实验电路实验电路如图示。各元器件的参数为：RRP8.6.4实验内容1．静态工作点的调试（1）调整直流稳压电源的输出为12V，并接到实验电路的VCC和地之间。（2）调节电位器RP使IcQ＝2mA；由于测量电流需要断开电路，比较麻烦，因此常采用测试电压的方法，将万用表调至直流电压10V挡，调节RP并用万用表监测使UEQ＝2V。然后保持RP不变将数据填人表8－2。2．电压放大倍数的测量（1）调节信号发生器，使其输出f＝1kHz、有效值为10mV（用交流毫伏表测量），并将该信号接人实验电路的输入端（ui）。（2）将交流毫伏表量程调至10V挡，断开1、2两点，测量空载（不接RL）时的输出电压uo大小，并将测量数据记录于表8－3中，计算出电压放大倍数。72完整版课件ppt8.6.4实验内容1．静态工作点的调试72完整版课件ppt（3）连接1、2两点，测量带载（接RL）时的输出电压仍。大小，并将测量数据记录于表8－3中，计算出电压放大倍数。（4）用双踪示波器观察输入与输出电压线的波形，并比较相位关系和幅度关系。3．观察静态工作点对输出波形的影响保持输人信号为1kHz、10mV不变，①减小RRp观察输出波形的变化，②增加RRP观察输出波形的变化。73完整版课件ppt（3）连接1、2两点，测量带载（接RL）时的输出电压仍。大小8.6.5思考题1．共射放大器的输人、输出电压的相位关系如何？2．改变负载阻值时，对输出信号有无影响？3．为什么输人信号过大时，输出信号仍。会出现失真？74完整版课件ppt8.6.5思考题1．共射放大器的输人、输出电压的相位关系如8.7功率放大器实验8.7.1实验目的8.7.2实验仪器8.7.3实验电路8.7.4实验内容8.7.5思考题75完整版课件ppt8.7功率放大器实验8.7.1实验目的75完整版课件p8.7.1实验目的1．掌握OTL功率放大器的调试方法。2．加深理解互补对称功率放大电路的工作原理，观察交越失真现象，并掌握其消除方法。3．了解自举电路在OTL功率放大器中的作用。76完整版课件ppt8.7.1实验目的1．掌握OTL功率放大器的调试方法。78.7.2实验仪器1．直流稳压电源2．函数信号发生器。3．万用表。4．晶体管交流毫伏表。5．双踪示波器。77完整版课件ppt8.7.2实验仪器1．直流稳压电源77完整版课件ppt8.7.3实验电路实验电路是由分立元件构成的OTL功率放大器，见图78完整版课件ppt8.7.3实验电路实验电路是由分立元件构成的OTL功率放大8.7.4实验内容1．调整静态工作点;2．测量最大输出功率P。;3.观察自举作用;4．观察交越失真79完整版课件ppt8.7.4实验内容1．调整静态工作点;79完整版课件ppt8.7.5思考题写出实验报告，并回答下列问题：1．简述本实验中OTL功率放大器的工作原理（包括电路中各元件的作用）。2．根据实验结果说明自举电容在OTL功率放大电路中的作用。80完整版课件ppt8.7.5思考题写出实验报告，并回答下列问题：80完整版本章小结1．双极型三极管是由两个相互联系的PN结构成，它是由基极电流控制集电极电流的一种电流控制器件；根据三极管外加电压条件的不同，有二种状态．即发射结正偏，集电结反偏时，三极管处于放大状态：发射结、集电结均反偏时，三极管处于截止状态；发射结、集电结均正偏时，三极管处于饱和状态。2．三极管是放大电路的核心，放大电路必须保证三极管的发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置，三极管才具有电流放大作用，电路还可以将电流放大转换为电压放大。3．为了保证信号有效不失真地放大，偏置电路应建立合适的静态工作点。静态工作点是放大电路正常工作的基础，可曲直流通路对其进行静态分析。

81完整版课件ppt本章小结1．双极型三极管是由两个相互联系的PN结构成，它是由4．电压放大倍数、输人电阻和输出电阻是放大电路的重要指标·可由交流通路和微变等效电路对电路进行动态分析。5．共射放大电路具有电压和电流放大作用，其输人电阻和输出电阻均较大，常用于电压放大；共集放大电路只有电流放大作用没有电压放大作用，它具有很高的输人电阻和很低的输出电阻，常用于输人级、输出级和缓冲级。6.功率放大器是在大信号下工作，在允许失真度内有最大输出功率，同时减小管耗、提高效率。甲乙类互补对称功率放大电路是目前广泛应用的功率放大器。82完整版课件ppt4．电压放大倍数、输人电阻和输出电阻是放大电路的重要指标·可《电工与电子技术基础（第2版）》

电子教案主编刘莲青王连起中等职业学校教学用书（电子技术专业）83完整版课件ppt《电工与电子技术基础（第2版）》

电子教案主编第8章半导体三极管及放大电路8.1半导体三极管8.2三极管放大电路的组成8.3共发射极放大电路8.4共集电极放大电路8.5功率放大电路8.6单管放大电路实验8.7功率放大器实验84完整版课件ppt第8章半导体三极管及放大电路8.1半导体三极管2完整8.1半导体三极管8.1.1三极管结构与类型8.1.2三极管的电流放大作用8.1.3三极管的输入特性与输出特性8.1.4三极管的主要参数85完整版课件ppt8.1半导体三极管8.1.1三极管结构与类型3完整版课8.1.1三极管结构与类型(1)三极管结构如图示,它是由三层不同性质的半导体组合而成的。按半导体的组合方式不同,可将其分为NPN型管和PNP型管。1.三极管的结构与电路符号86完整版课件ppt8.1.1三极管结构与类型(1)三极管结构(2)电路符号符号中的箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向。87完整版课件ppt(2)电路符号符号中的箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向(3)三个区、三个极、二个结

无论是NPN型管还是PNP型管,它们内部均含有三个区:发射区、基区、集电区。从三个区各引出一个金属电极分别称为发射极（e）、基极（b）和集电极（c）。在三个区的两个交界处形成两个PN结,发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,集电区与基区之间形成的PN结称为集电结。88完整版课件ppt(3)三个区、三个极、二个结6完整版课件ppt2.三极管的分类三极管的种类很多,有下列5种分类形式：(1)按其结构类型分

NPN管和PNP管(2)按其制作材料分

硅管和锗管(3)按工作频率分

高频管和低频管(4)按功率分

大功率管和小功率管(5)按功能分

放大管、开关管、微波管等。89完整版课件ppt2.三极管的分类三极管的种类很多,有下列5种分类形式：3.三极管的外形结构常见三极管的外形结构如图示。90完整版课件ppt3.三极管的外形结构常见三极管的外形结构如图示。8完8.1.2三极管的电流放大作用1.三极管放大的条件三极管实现放大作用的外部条件是发射结正向偏置,集电结反向偏置。图（a）为NPN管的偏置电路。91完整版课件ppt8.1.2三极管的电流放大作用1.三极管放大的条件9完整(1)三极管各极之间的电流分配关系IE=IC+IB且IE≈IC＞＞IB2.电流分配与放大92完整版课件ppt(1)三极管各极之间的电流分配关系2.电流分配与放大10完(3)三极管交流放大系数当IB有微小变化时，IC即有较大的变化。例如，当IB由10μA变到20μA时，集电极电流IC则由1.04mA变为2.03mA。这时基极电流IB的变化量为:ΔIB=0.02-0.01=0.01mA而集电极电流的变化量为:ΔIC=2.03-1.04=0.99mA(2)三极管直流电流放大系数基极电流IB增大时,集电极电流IC也随之增大。将IC与IB的比值叫做三极管的直流电流放大系数，用β表示，即或

IC=βIB

它体现了三极管的电流放大能力。93完整版课件ppt(3)三极管交流放大系数ΔIB=0.02-0.01=0.01这种用基极电流的微小变化来使集电极电流作较大变化的控制作用，就叫做三极管的电流放大作用。我们把集电极电流变化量ΔIC和基极电流变化量ΔIB的比值，叫做三极管交流放大系数,用β表示,即β=ΔIC/ΔIB在工程计算时可认为≈β。β94完整版课件ppt这种用基极电流的微小变化来使集电极电流作较大变化的控制作用8.1.3三极管的输入特性与输出特性1.输入特性曲线三极管的输入特性曲线表示iB与uBE的关系,如图示。当uCE＝０时从输入端看进去,相当于两个ＰＮ结并联且正向偏置,此时的特性曲线类似于二极管的正向伏安特性曲线。2)当uCE≥1Ｖ时从图中可见,uCE≥１Ｖ的曲线比uCE＝０V时的曲线稍向右移。95完整版课件ppt8.1.3三极管的输入特性与输出特性1.输入特性曲线2.输出特性曲线输出特性曲线如图示,该曲线是指当iB一定时,输出回路中的iC与uCE之间的关系曲线。固定一个iB值，可得到一条输出特性曲线，改变iB值，可得到一族输出特性曲线。在输出特性曲线上可划分三个区：放大区、截止区、饱和区。96完整版课件ppt2.输出特性曲线输出特性曲线如图示,该曲线是指当iB一定（1）放大区：当uCE>1V以后，三极管的iC与iB成正比而与uCE关系不大。所以输出特性曲线几乎与横轴平行，当iB一定时，iC的值基本不随uCE变化，具有恒流特性。这个区域的工作特点是发射结正向偏置，集电结反向偏置，iC≈βiB。在这一区域的三极管具有放大作用，故称为放大区。（2）截止区：当iB=0时，iC=ICEO，穿透电流ＩCEO很小，输出特性曲线是一条几乎与横轴重合的直线。（3）饱和区：当uCE<uBE时，iC与iB不成比例，iC随uCE的增大而迅速上升，这一区域称为饱和区，uCE=uBE称为临界饱和。97完整版课件ppt（1）放大区：当uCE>1V以后，三极管的iC与iB成正比而8.1.4三极管的主要参数电流放大系数的大小反映了三极管放大能力的能力。β为集电极电流变化量与基极电流变化量之比。1.电流放大系数β三极管的参数是表征管子性能和正确使用及合理选择三极管的依据。(1)

ICBO为发射极开路时，集电极—基极间的反向电流，称为集电极反向饱和电流。(2)

ICEO

为基极开路时，集电极—发射极间的反向电流，称为集电极穿透电流。2.极间反向电流98完整版课件ppt8.1.4三极管的主要参数电流放大系数的大小反映3.极限参数(1)击穿电压

U(BR)CBO指发射极开路时，集电极—基极间的反向击穿电压。

U(BR)CEO指基极开路时，集电极—发射极间的反向击穿电压。U(BR)CEO<U(BR)CBO。

U(BR)EBO指集电极开路时，发射极—基极间的反向击穿电压。普通晶体管该电压值比较小，只有几伏。99完整版课件ppt3.极限参数(1)击穿电压17完整版课件ppt8.2三极管放大电路的三种组态8.2.1三极管放大时的三种组态8.2.2放大器的组成8.2.3放大器的放大倍数及增益100完整版课件ppt8.2三极管放大电路的三种组态8.2.1三极管放大时的8.2.1三极管放大时的三种组态1.放大器的三种组态共发射极、共集电极和共基极放大器。放大电路中三极管的三种连接方法(a)共发射极电路;(b)共集电极电路;(c)共基极电路101完整版课件ppt8.2.1三极管放大时的三种组态1.放大器的三种组态(1)共发射极放大电路信号由基极输入、集电极输出，发射极为公共端。102完整版课件ppt(1)共发射极放大电路信号由基极输入、集电极输出，发射极为公(2)共集电极放大电路信号由基极输入、发射极输出，集电极为公共端。103完整版课件ppt(2)共集电极放大电路信号由基极输入、发射极输出，集电极为公(3)共基极放大电路信号由发射极输入、集电极输出，基极为公共端。104完整版课件ppt(3)共基极放大电路信号由发射极输入、集电极输出，基极为公共2.放大电路的组成原则(1)直流电源VCC通过电阻RB

1、RB2、RC、RE提供三极管合适的静态偏置，保证JE正偏、JC反偏。(2)输入回路应保证输入信号ui能送到三极管BE结两端，产生变化的ib。(3)输出回路应使放大后的iC尽可能多的送到负载

RL上，减小其它支路的分流。(4)设置合理的静态工作点，即在没有外加信号时，三极管不仅处于放大状态，而且有一个合适的工作电压和电流。105完整版课件ppt2.放大电路的组成原则(1)直流电源VCC通过电阻RB8.2.2放大电路中变量符号1直流分量用大写字母和大写下标表示。如IB表示基极的直流电流。2交流分量用小写字母和小写下标表示。如ib表示基极的交流电流。3总变化量是直流分量和交流分量之和,即交流叠加在直流上,用小写字母和大写下标表示。如iB表示基极电流总的瞬时值,其数值为iB=IB+ib。4交流有效值用大写字母和小写下标表示。如Ib表示基极的正弦交流电流的有效值。106完整版课件ppt8.2.2放大电路中变量符号1直流分量24完整8.2.3放大器的放大倍数及增益1.电压放大倍数Au及电压增益GuUi和Uo分别是输入和输出电压的有效值。2.电流放大倍数Ai及电流增益GiIi和Io分别是输入和输出电流的有效值。Gu=20lgAu(db)Gi=20lgAi(db)107完整版课件ppt8.2.3放大器的放大倍数及增益1.电压放大倍数Au及3.功率放大倍数AP及功率增益GPGP=20lgAP(db)Pi和Po分别是输入和输出平均功率。108完整版课件ppt3.功率放大倍数AP及功率增益GPGP=20lgAP(db8.3共发射极放大电路8.3.1电路的构成8.3.2电路的静态分析8.3.3电路的动态分析8.3.4共发射极放大电路的特点与应用109完整版课件ppt8.3共发射极放大电路8.3.1电路的构成27完整版课件8.3.1电路的构成图示最常见的一种单管共射极放大电路。它由以下三个基本组成部分：（1）放大器件：BJT是放大电路的核心器件。

110完整版课件ppt8.3.1电路的构成图示最常见的一种单管共射极放大电路。它（2）供电电源与直流偏置电路：供电电源VCC是放大器中的能源，同时它与由偏置电阻RB1，RB2，RC及RE，组成的偏置电路共同作用，使BJT较稳定地工作在放大状态。（3）耦合电路：信号源通过输入端耦合电容CB与放大器相连，再由输出端耦合电容CC将放大后的信号送至负载RL。CB，CC在电路中的作用是“传送交流，隔离直流”。111完整版课件ppt（2）供电电源与直流偏置电路：供电电源VCC是放大器中的能源当放大电路没有输人信号（ui＝0）时，电路中各处的电压、电流都是不变的直流，称为直流工作状态或静止状态，简称静态。静态时BJT各电极的直流电压和电流数值称为静态工作点，它对应着管子特性曲线上的一点Q点。8.3.2电路的静态分析112完整版课件ppt当放大电路没有输人信号（ui＝0）时，电路中各处的电压、电流1.Q点的估算分析放大电路的静态工作情况时，可将电路中的电容元件视作开路，电感元件视为短路，之后所得到的电路称为直流通路。图（a）所示电路即为直流通路。直流通路可用于分析放大器的静态。113完整版课件ppt1.Q点的估算31完整版课件pptQ点的估算方法UB=VCCRB2/（RB1+RB2）IEQ=（UB-UBEQ）/RE（硅管取UBEQ＝0．7V，锗管取UBEQ＝0．3V；）ICC＞＞IBIB≈IEICQ≈IEQIBQ=ICQ/βUCEQ＝VCC-ICQ(RC+RE)114完整版课件pptQ点的估算方法32完整版课件ppt2．Q点与直流负载线根据前面的分析，静态时BJT两端的电压UCE和电流IC，之间有如下关系：UCE＝VCC－IC（RC＋RE）在BJT的输出特J性曲线上找两个特殊点M和N：N点：UCE＝0IC=VCC/(RC＋RE)M点：IC＝0UCE＝VCC连接MN的直线称做直流负载线，如图示。放大器直流通路中任何一个元件或电源数值的改变，都会影响Q点，但Q点的位置始终在直流负载线上。115完整版课件ppt2．Q点与直流负载线33完整版课件ppt8.3.3电路的动态分析放大器接入交流信号（u≠0）后，电路中各处的电压、电流同时存在直流分量与交流分量两种成分，称电路工作在动态。动态分析是利用放大器的输入、输出特性对放大器的放大能力进行定性和定量的分析与估算。1．交流通路与交流负载线交流通路决定了电路中交流电流和电压的变化，将放大电路中的电容及电源均视为短路得到的就是交流通路，图示为交流通路。116完整版课件ppt8.3.3电路的动态分析放大器接入交流信号（u≠0）后，电

由交流通路可知uce＝—icR’L其中

R’L＝Rc∥RL在BjT的输出特性曲线上，作一条过Q点且斜率为—1/R’L的直线M＇N′，称为交流负载线，如图示。交流负载线用于电路动态图解分析。117完整版课件ppt由交流通路可知35完整版课件ppt2．动态的图解分析（1）共射电路的反相放大作用。118完整版课件ppt2．动态的图解分析36完整版课件ppt(2)Q点与波形失真关系。静态工作点Q选择不当，会使放大器工作时产生信号波形失真如图示，若Q点在交流负载线上的位置过高（QA），则输人信号的正半周可能进人饱和区，造成输出电压波形负半周被部分消除，出现平顶，产生“饱和失真”。反之，若Q点位置过低（QS），则输人信号负半周可能进人截止区，造成输出电压波形正半周出现平顶，产生“截止失真”。为了获得幅度大而不失真的信号，Q点应尽量选在交流负载线的中间部分，例如Q点。119完整版课件ppt(2)Q点与波形失真关系。静态工作点Q选择不当，会使放大器3，动态的估算分析图解分析法比较直观，但准确性较差，常用于分析大信号电路。当放大器在小信号工作条件下，即交流电流、电压的变化范围不大时，具有非线性特性的BJT可以用一个线性电路等效，近似计算分析放大器的放大倍数、输人及输出电阻等动态指标。（1）BJT的微变等效电路。其中：rbb`=300Ω120完整版课件ppt3，动态的估算分析其中：rbb`=300Ω38完整版课件pp（2）动态估算。将放大器交流通路中的BJT用其微变等效电路代替，得到放大器的微变等效电路。此后放大器的各项动态指标均可通过a.电压放大倍数b.输入电阻Ri＝RB1//RB2//rbec.输出电阻R0＝RC121完整版课件ppt（2）动态估算。a.电压放大倍数b.输入电阻Ri＝RB1/例1.图示分压偏置共射放大器,RB1=75kΩ,RB2=18kΩ,RC=4KΩ、RE＝1kΩ、RL＝4kΩ、VCC＝9V，三极管为硅管β＝100，(1)画直流通路、交流通路和微变等效电路;(2)求静态工作点Q；(3)求电路的Au，Ri，Ro。IBQICQIEQUCEQ解:(1)直流通路、交流通路和微变等效电路122完整版课件ppt例1.图示分压偏置共射放大器,RB1=75kΩ,RB2=1(2)静态工作点UBQ=IEQ=IBQ=ICQ=IEQ－IBQ=1.04－0.0104=1.0296mAUCEQ＝VCC－RCICQ－REIEQ=9－4×1.0296－1×1.04=3.84V123完整版课件ppt(2)静态工作点UBQ=IEQ=IBQ=ICQ=IEQ－IB(3)计算Au，Ri，Ro

输入电阻Ri＝RB1//RB2//rbe＝75//18//2.83=2.37kΩ输出电阻R0＝RC=4kΩ电压放大倍数124完整版课件ppt(3)计算Au，Ri，Ro输入电阻输出电阻电压放大倍数428.3.4共发射极放大电路的特点与应用1.既有电压放大又有电流放大，输出电压与输入电压反相；2.输入电阻大小适中，一般为kΩ；3.输出电阻大小也适中，一般为几kΩ；4.共射放大器常用于电压信号的放大。125完整版课件ppt8.3.4共发射极放大电路的特点与应用1.既有电压放大又有8.4共集电极放大电路8.4.1电路的构成8.4.2电路分析8.4.3共集电极放大电路的特点与应用126完整版课件ppt8.4共集电极放大电路8.4.1电路的构成44完整版课件8.4.1电路的构成共集电极放大电路如图（a）所示，图（b）是电路的交流通路。由交流通路可见，集电极是输人、输出回路的共同端点。负载接在发射极上，因为是从发射极把信号输出去，所以电路又称为射极输出器。127完整版课件ppt8.4.1电路的构成共集电极放大电路如图（a）所示，图（b１.直流通路与静态工作点IBQ=ICQ=βIBQIEQ=(1+β)IBQUCEQ＝VCC－REIEQ(1)直流通路方法:电容开路(2)静态工作点计算8.4.2电路分析128完整版课件ppt１.直流通路与静态工作点IBQ=ICQ=βIBQIEQ=(11)电压放大倍数：2)输入电阻：Ri＝RB//[rbe+(1+β)(RE//RL)]≈rbe+(1+β)(RE//RL)（高）3)输出电阻：其中：一般满足：Au≈1R0＝RE//(低)(2)性能指标的计算129完整版课件ppt1)电压放大倍数：2)输入电阻：Ri＝RB//[rbe+(18.4.3共集电极放大电路的特点与应用1．特点由上面分析可知，射极输出器的特点是：电压放大倍数小于1（无电压放大）；具有一定的电流放大能力（Ai≈β）和功率放大能力；输出与输入同相；输入电阻高；输出电阻低。2．应用射极输出器应用在实际电路中，显然不是为了提高整个电路的电压放大能力，真正目的是为了提高或改善原有电路的其他性能，与此同时保持原电路的电压放大倍数和输入、输出之间的相位关系。它主要有以下两方面用途。130完整版课件ppt8.4.3共集电极放大电路的特点与应用1．特点48完整版课（1）阻抗变换作用通常射极输出器可以接在放大电路与信号源之间，如图（a）所示，此时它起提高放大电路输入电阻的作用，以减小放大器向信号源取用电流的同时增大有效输人电压。射极输出器还可以接在放大电路与负载之间，如图（b）所示，此时它起降低放大电路输出电阻的作用，以提高放大器带动负载的能力。（2）缓冲隔离作用当把射极输出器接在某两个放大电路之间时，如图（c）所示，它可以起到降低前级放大电路的输出电阻的同时提高后级放大电路输人电阻的作用，即缓冲隔离作用，它使前后两个电路之间的相互影响减小了，而性能都得到了提高。131完整版课件ppt（1）阻抗变换作用49完整版课件ppt8.5功率放大电路8.5.1功率放大电路的类型及特点8.5.2OCL功率放大电路8.5.3OTL功率放大电路132完整版课件ppt8.5功率放大电路8.5.1功率放大电路的类型及特点8.5.1功率放大电路的类型及特点功率放大器作为放大电路的输出级,具有以下几个特点(1)由于功率放大器的主要任务是向负载提供一定的功率,因而输出电压和电流的幅度足够大;(2)由于输出信号幅度较大,使三极管工作在饱和区与截止区的边沿,因此输出信号存在一定程度的失真;(3)功率放大器在输出功率的同时,三极管消耗的能量亦较大,因此,不可忽视管耗问题。133完整版课件ppt8.5.1功率放大电路的类型及特点功率放大器作为放大电路（1）甲类uiωtoiCICQ定义三极管集电极电流导通角为α＝2θ＝360°或θ＝180°(电压放大器）1.功率放大器的分类134完整版课件ppt（1）甲类uiωtoiCICQ定义三极管集电极电流导通角为1（2）乙类uiωtiCICQ=0定义此时三极管集电极电流导通角为α＝2θ＝180°或θ＝90°（低频功放）α135完整版课件ppt（2）乙类uiωtiCICQ=0定义此时三极管集电极电流导通（3）甲乙类ui此时三极管集电极电流导通角为180°<α<360°或90°<θ<180°（低频功放）ωtiCoα136完整版课件ppt（3）甲乙类ui此时三极管集电极电流导通角为ωtiCoα54（4）丙类ui此时三极管集电极电流导通角为α<180°或θ<90°（高频功放）ωtiC0137完整版课件ppt（4）丙类ui此时三极管集电极电流导通角为ωtiC055完整（1）输出功率要足够大一般用在多级放大器的输出级。

（2）效率要高放大器实质上是一个能量转换器,它是将电源供给的直流能量转换成交流信号的能量输送给负载,因此,要求转换效率高。为定量反映放大电路效率的高低,引入参数η,它的定义为式中,Po为信号输出功率,PE是直流电源向电路提供的功率。2.功率放大器的特点138完整版课件ppt（1）输出功率要足够大（2）效率要高放大器实（3）非线性失真要小为使输出功率大,功率放大器采用的三极管均应工作在大信号状态下。由于三极管是非线性器件,在大信号工作状态下,器件本身的非线性问题十分突出,因此,输出信号不可避免地会产生一定的非线性失真。当输入是单一频率的正弦信号时,输出将会存在一定数量的谐波。谐波成分愈大,表明非线性失真愈大,通常用非线性失真系数γ表示,它等于谐波总量和基波成分之比通常情况下,输出功率愈大,非线性失真就愈严重。139完整版课件ppt（3）非线性失真要小57完整版课件ppt8.5.2OCL功率放大电路乙类功放由于其三极管只在输人信号的半个周期内导通，而另外半个周期截止，因此，当输入正弦信号时，输出端只能获得半个周期的失真波形。为避免输出波形失真，在实际电路中均采用两只管子轮流导通的互补电路。140完整版课件ppt8.5.2OCL功率放大电路乙类功放由于其三极管只在输人1．电路图（a）所示为乙类互补对称式功率放大器，常称为OCL电路。因其具有体积小、效率高、频率响应好及易于集成等优点而获得广泛应用。电路采用正、负对称的双电源（±VCC）供电。选用两个参数基本相同的功放管，V1为NPN管，其集电极接正电源（＋VCC；V2为PNP管，其集电极接负电源（—Vcc）。两管的基极和发射极相互连在一起，信号从基极输入，射极作为输出端直接接负载RL。这个电路可以看成是由图（b）和（c）两个射极输出器组合而成。静态时，两管射极电位稳定为零。141完整版课件ppt1．电路59完整版课件ppt2．工作原理当ui=0时，V1，V2均截止，无电流流过负载RL；当ui处于正半周时，V1导通，V2截止，有电流（iL＝ic1）流过负载R，；当ui处于负半周时，V1截止，V2导通，仍有电流（iL＝ic2）流过负载RL。这样，就实现了静态时功耗最小，而在有输人信号时，V1，V2轮流导电，两个管子互补对方的不足，工作性能又对称，从而在负载上得到一个完整的波形。

142完整版课件ppt2．工作原理60完整版课件ppt3．参数计算(1)最大不失真输出功率P0max设输出电压为u0＝Ucmsinωt电流为i0＝Icmsinωt则P0＝1/2UcmIcm＝最大不失真输出电压幅度:UCM=VCC－UCES其中UCES为三极管的饱和压降，当UCES<<VCC时，有UCM≈VCC，则最大输出功率为P0max≈

143完整版课件ppt3．参数计算(1)最大不失真输出功率P0max设输出电压为(3)效率η(2)直流电源供电功率PDC两个三极管集电极电流均为“半波整流”波形，其直流分量为IC1＝IC2＝IC0＝1/πIcmPDC＝２×(VCCIC0)＝VCCIcm≈78%为理论值,实际一般仅为60%左右.144完整版课件ppt(3)效率η(2)直流电源供电功率PDC两个三极管集电极电流(4)管耗PC总管耗：PC＝PDC－P0每只晶体管的管耗为：PC1＝PC2＝1/2PC每只晶体管的最大管耗为：PCm1≈0.2P0max4.功率管的选择：②集－射反向击穿电压U(BR)CEO>2VCC③最大允许集电极电流ICM>

VCC/RL①集电极最大允许损耗功率PCM>PCm1≈0.2P0max145完整版课件ppt(4)管耗PC总管耗：PC＝PDC－P0每只晶体管的管耗为：8.5.3OTL功率放大电路在乙类互补功放中，静态时由于IC＝o。所以要靠输入信号电压的激励来使管子导通。当输入正弦电压信号的瞬时值小于管子死区电压时．三极管不导通。于是出现两管交替工作衔接不好，在这一段时间内因两只管子均不导通、使负载上无电流，