电工技术课件：第2章 基本放大电路

第二章基本放大电路2.1放大电路工作原理2.2放大电路的静态分析2.3放大电路的动态分析2.4静态工作点的稳定2.1放大电路工作原理2.1.1放大电路的组成原理图2-1共发射极基本放大电路T

(1)为保证三极管T工作在放大区,发射结必须正向偏置;集电结必须反向偏置。Rb与UBB构成发射结正向偏置电路;Rc,UCC构成集电结反向偏置电路。（2）Rs—信号源内阻；Us—信号源电压；Ui—放大器输入信号。C1、C2——耦合（极性）电容,通交流隔直流。

图2-1可改为图2-2单电源电路。图2–2单电源共发射极放大电路图2-1共发射极基本放大电路取消UBB,调整Rb2.1.2直流通路和交流通路图2-2电路的直流通路和交流通路可画成如图2-3(a)、(b)所示。图2–3基本共射极电路的交、直流通路

放大电路的分析:

（1）静态分析：

求电路的直流工作状态,即基极直流电流IB;集电极直流电流IC;集电极与发射极间直流电压UCE。（2）动态分析：

求交流电压放大倍数、动态输入电阻和输出电阻。2.2放大电路的静态分析2.2.1解析法确定静态工作点由图2-3(a)所示,首先由基极回路求出静态时基极电流IBQ:硅管锗管0.7(2-1)求静态工作点的集电极电流ICQ、UCEQ：(2-2)(2-3)【例2-1】估算图2-2放大电路的静态工作点。设UCC=12V,Rc=3kΩ,

Rb=280kΩ,β＝５０。

解根据公式(2-1)、(2-2)、(2-3)得2.2.2图解法确定静态工作点将图2-3(a)直流通路改画成图2-4(a)。由图a、b两端向左看,其iC~uCE关系由三极管的输出特性曲线确定,如图2-4(b)所示。由图a、b两端向右看,其iC～uCE关系由回路的电压方程表示:uCE=UCC－iCRcuCE与iC是线性关系,只需确定两点（0，Ucc/Rc

）与（Ucc，0）即可。图2–4静态工作点的图解法图解法求Q点的步骤: (1)在输出特性曲线所在坐标中,按直流负载线方程uCE=UCC-iCRc,作出直流负载线。

(2)由基极回路求出IBQ。

(3)找出iB=IBQ这一条输出特性曲线,与直流负载线的交点即为Q点。读出Q点坐标的电流、电压值即为所求。【例2-2】如图2-5(a)所示电路,已知Rb=280kΩ,Rc=3kΩ,UCC=12V,三极管的输出特性曲线如图2-5(b)所示,试用图解法确定静态工作点。图2–5例2-2电路图解首先写出直流负载方程,并作出直流负载线:然后,由基极输入回路,计算IBQ直流负载线与iB=IBQ=40μA这一条特性曲线的交点,即为Q点,从图上查出IBQ=40μA,ICQ=2mA,UCEQ=6V,与例2-1结果一致。2.2.3电路参数对静态工作点的影响

1.

Rb对Q点的影响图2–6电路参数对Q点的影响2.

Rc对Q点的影响

Rc的变化,仅改变直流负载线的N点,即仅改变直流负载线的斜率。

Rc减小,N点上升,直流负载线变陡,工作点沿iB=IBQ这一条特性曲线右移。

Rc增大,N点下降,直流负载线变平坦,工作点沿iB=IBQ这一条特性曲线向左移。如图2-6(b)所示。

3.UCC对Q点的影响

UCC的变化不仅影响IBQ,还影响直流负载线,因此,UCC对Q点的影响较复杂。

UCC上升,IBQ增大,同时直流负载线M点和N点同时增大,故直流负载线平行上移,所以工作点向右上方移动。

UCC下降,IBQ下降,同时直流负载线平行下移。所以工作点向左下方移动。如图2-6(c)所示。实际调试中,主要通过改变电阻Rb来改变静态工作点,而很少通过改变UCC来改变工作点。2.3放大电路的动态分析2.3.1图解法分析动态特性1.交流负载线的作法图2–7交流负载线的画法(略)

交流负载线具有如下两个特点:(1)交流负载线必通过静态工作点,因为当输入信号ui的瞬时值为零时,如忽略电容C1和C2的影响,则电路状态和静态时相同。(2)另一特点是交流负载线的斜率由表示。过Q点,作一条的直线,就是交流负载线。具体作法如下:

首先作一条的辅助线(此线有无数条),然后过Q点作一条平行于辅助线的线即为交流负载线,如图2-7所示。由于,故一般情况下交流负载线比直流负载线陡。交流负载线也可以通过求出在uCE坐标的截距,再与Q点相连即可得到。连接Q点和点即为交流负载线。

【例2-3】作出图2-5(a)的交流负载线。已知特性曲线如图2-5(b)所示,UCC=12V,Rc=3kΩ,RL=3kΩ,Rb=280kΩ。解首先作出直流负载线,求出Q点,如例2所示。为方便将图2-5(b)重画于图2-8。显然作一条辅助线,使其取ΔU=6V、ΔI=4mA,连接该两点即为交流负载线的辅助线,过Q点作辅助线的平行线,即为交流负载线。可以看出与按相一致。图2–8例2-3中交流负载线的画法2.交流波形的画法表2-140604020402321264.567.56仍以例2-3为例,设输入交流信号电压为ui=Uimsinωt,则基极电流将在IBQ上叠加ib,即iB=IBQ+Ibmsinωt,若Ibm=20μA,则图2-9基极、集电极电流和电压波形输出电压与输入电压相位相反,这是共e极放大电路的特征之一!2.3.2放大电路的非线性失真1.由三极管特性曲线的非线性引起的失真图2–10三极管特性曲线的非线性引起的失真2.工作点不合适引起的失真图2–11静态工作点不合适产生的非线性失真放大电路存在最大不失真输出电压幅值Umax或峰-峰值Up-p。最大不失真输出电压是指:当工作状态已定的前提下,逐渐增大输入信号,三极管尚未进入截止或饱和时,输出所能获得的最大不失真输出电压。如ui增大首先进入饱和区,则最大不失真输出电压受饱和区限制,Ucem=UCEQ-Uces;如首先进入截止区,则最大不失真输出电压受截止区限制,Ucem=ICQ·R,选取其中小的一个最大不失真输出电压值，如图2-12所示。所以因为图2–12最大不失真输出电压

关于图解法分析动态特性的步骤归纳如下:

(1)首先作出直流负载线,求出静态工作点Q。(2)作出交流负载线。根据要求从交流负载线可画出输出电流、电压波形,或求出最大不失真输出电压值。3.输入信号幅度过大引起失真：饱和失真、截止失真2.3.3三极管的微变等效模型在小信号输入情况下，由输入特性曲线的线性工作区，三极管发射结可用一个线性电阻来近似表示；由输出特性曲线的线性工作区，其集电结可用受控电流源来表示。这样，三极管可用微变等效模型（图2-13）表示。图2–13三极管微遍等效模型2.3.4基本放大电路的分析放大电路的性能指标(1)电压放大倍数Au。(2)电流放大倍数Ai。(3)功率放大倍数Ap。(4)输入电阻ri。(5)输出电阻ro。

实际中,也可通过实验方法测得ro,测量原理图如图2-14所示。第一步令RL→∞时,测出放大器开路电压Uo。第二步接入RL,测得相应电压为Uo′。而图2–14

ro测量原理图2.共e极放大电路图2–15共e极放大电路及其微变等效电路(1)电压放大倍数(2)电流放大倍数由等效电路图2-15(b)可得Ii≈Ib,Io≈Ic=βIb,则考虑Rb的作用,电流在输入端存在分流关系。考虑负载Rc、RL的影响,电流在输出端也存在一个分流关系。

(3)输入电阻ri:

由图2-15(b)可直接看出ri=Rb∥ri′,

式中由于Ui′=Ibrbe，所以

ri′=rbe。当Rb>>rbe时,则

ri=Rb∥rbe≈rbe

(4)输出电阻ro:

由于当Us=0时,Ib=0,从而受控源βIb=0,因此可直接得出ro=Rc

注意,因ro常用来考虑带负载RL的能力,所以,求ro时不应含RL,应将其断开。(5)源电压放大倍数3.共c极放大电路(射极输出器)图2–16共c极放大电路及其微变等效电路(1)电压放大倍数(2)电流放大倍数(3)输入电阻ri:共c极放大电路输入电阻高,

这是共c极电路的特点之一。(4)输出电阻ro图2–17求ro等效电路则综上所述,共c极放大电路是一个具有高输入电阻、低输出电阻、电压增益近似为1的放大电路。所以共c极放大电路可用来作输入级、输出级,也可作为缓冲级,用来隔离它前后两级之间的相互影响。2.4静态工作点的稳定

(1)温度上升,反向饱和电流ICBO增加,穿透电流ICEO=(1+β)ICBO也增加。反映在输出特性曲线上是使其上移。

(2)温度上升,发射结电压UBE下降,在外加电压和电阻不变的情况下,使基极电流IB上升。(3)温度上升,使三极管的电流放大倍数β增大,使特性曲线间距增大。图2–18温度对Q点和输出波形的影响实线:20℃时的特性曲线虚线:50℃时的特性曲线图2–23电流反馈式偏置电路(2-40)(2-41)要保持基极电位UB恒定,使它与IB无关,

由图2-23可得式(2-41)说明UB与晶体管无关,不随温度变化而改变,故UB可认为恒定不变。

(2)由于IE=UE/Re,所以要稳定工作点,应使UE恒定,不受UBE的影响,因此要求满足条件稳定工作点的过程可表示如下:TIEIEReUBEIE(2-42)(2-43)实际中公式(2-40)、(2-42)满足如下关系:对硅管,UB=3~5V;锗管,UB=1~3V。对图2-23所示静态工作点,可按下述公式进行估算:如要精确计算,应按戴维宁定理,将基极回路对直流等效为如图2-24所示,然后按下式计算直流工作状态:图2–24利用戴维宁定理后的等效电路图2–23电流反馈式偏置电路图2–25图2-23的微变等效电路图2-23的动态分析如下所述:(1)电压放大倍数(2)输入电阻ri:由图2-25可得(3)输出电阻ro:

【例2-4】设图2-23中UCC=24V,Rb1=20kΩ,Rb2=60kΩ,Re=1.8kΩ,Rc=33kΩ,β=50,UBE=0.7V，求其静态工作点。2.5多级放大电路

在实际的电子设备中，为了得到足够大的放大倍数或者使输入电阻和输出电阻达到指标要求，一个放大电路往往由多级组成。多级放大电路由输入级、中间级及输出级组成，如图2-37所示。于是，可以分别考虑输入级如何与信号源配合，输出级如何满足负载的要求，中间级如何保证放大倍数足够大。各级放大电路可以针对自己的任务来满足技术指标的要求，本章只讨论由输入级到输出级组成的多级小信号放大电路。

图2-37多级放大电路框图

2.5.1级间耦合方式多级放大电路是将各单级放大电路连接起来，这种级间连接方式称为耦合。要求前级的输出信号通过耦合不失真地传输到后级的输入端。常见的耦合方式有阻容耦合、变压器耦合及直接耦合三种形式。下面分别介绍三种耦合方式。

1.阻容耦合阻容耦合是利用电容器作为耦合元件将前级和后级连接起来。这个电容器称为耦合电容，如图2-38所示。第一级的输出信号通过电容器C2和第二级的输入端相连接。图2-38阻容耦合两级放大电路电路图2-38阻容耦合两级放大电路直流通路阻容耦合的优点是：前级和后级直流通路彼此隔开，每一级的静态工件点相互独立，互不影响。便于分析和设计电路。因此，阻容耦合在多级交流放大电路中得到了广泛应用。阻容耦合的缺点是：信号在通过耦合电容加到下一级时会大幅衰减，对直流信号（或变化缓慢的信号）很难传输。在集成电路里制造大电容很困难，不利于集成化。所以，阻容耦合只适用于分立元件组成的电路。

2.变压器耦合变压器耦合是利用变压器将前级的输出端与后级的输入端连接起来，这种耦合方式称为变压器耦合，如图2-39所示。将V1的输出信号经过变压器T1送到V2的基极和发射极之间。V2的输出信号经T2耦合到负载RL上。Rb11、Rb12和Rb21、Rb22分别为V1管和V2管的偏置电阻，Cb2是Rb21和Rb22的旁路电容，用于防止信号被偏置电阻所衰减。图2-39变压器耦合两级放大电路变压器耦合的优点是：由于变压器不能传输直流信号，且有隔直作用，因此各级静态工作点相互独立，互不影响。变压器在传输信号的同时还能够进行阻抗、电压、电流变换。变压器耦合的缺点是：体积大、笨重等，不能实现集成化应用。

3.直接耦合直接耦合是将前级放大电路和后级放大电路直接相连的耦合方式，这种耦合方式称为直接耦合，如图3.4所示。直接耦合所用元件少，体积小，低频特性好，便于集成化。直接耦合的缺点是：由于失去隔离作用，使前级和后级的直流通路相通，静态电位相互牵制，使得各级静态工作点相互影响。另外还存在着零点漂移现象。现讨论如下：（1）静态工作点相互牵制。如图2-40所示，不论V1管集电极电位在耦合前有多高，接入第二级后，被V2管的基极钳制在0.7V左右，致使V2管处于临界饱和状态，导致整个电路无法正常工作。

图2-40直接耦合放大电路

(2)零点漂移现象。由于温度变化等原因，使放大电路在输入信号为零时输出信号不为零的现象称为零点漂移。产生零点漂移的主要原因是由于温度变化而引起的。因而，零点漂移的大小主要由温度所决定。要使用直接耦合的多级放大电路，必须解决静态工作点相互影响和零点漂移问题，解决方法我们将在差动式放大电路中讨论。

2.5.2耦合对信号传输的影响

1.信号源和输入级之间的关系信号源接放大电路的输入级，输入级的输入电阻就是它的负载，因此可归结为信号源与负载的关系。如图2-41所示，放大电路的输入电压和输入电流可用下面两式计算：(3—1)(3—2)图2-41信号源内阻、放大电路输入电阻对输入信号的影响(a)信号源内阻降低输入电压;(b)信号源内阻降低输入电流

2.各级间关系中间级级间的相互关系归结为：前级的输出信号为后级的信号源，其输出电阻为信号源内阻，后级的输入电阻为前级的负载电阻。如图2-41示,第二级的输入电阻为第一级的负载，第三级的输入电阻为第二级的负载，依次类推。

1）多级放大电路电压放大倍数因为所以总的电压放大倍数为即总的电压放大倍数为各级放大倍数的连乘积。[例2-6]电路如图2-38所示，已知UCC=6V，Rb1=430Ω，Rc1=2kΩ，Rb2=270kΩ，Rc2=1.5kΩ，rbe2=1.2kΩ，β1=β2=50,C1=C2=C3=10μF，rbe1=1.6kΩ，求：(1)电压放大倍数；(2)输入电阻、输出电阻。

解

(1)电压放大倍数

2)输入电阻和输出电阻一般说来,多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电阻,而输出电阻就是输出级的输出电阻。由于多级放大电路的放大倍数为各级放大倍数的乘积,所以,在设计多级放大电路的输入级和输出级时,主要考虑输入电阻和输出电阻的要求,而放大倍数的要求由中间级完成。具体计算输入电阻和输出电阻时,可直接利用已有的公式。但要注意,有的电路形式,要考虑后级对输入级电阻的影响和前一级对输出电阻的影响。【例2-7】在图2-42为三级放大电路中。图2–42三级阻容耦合放大电路已知:三极管的电流放大倍数均为β=50。试求电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。

解图示放大电路,第一级是射极输出器,第二、三级都是具有电流反馈的工作点稳定电路,均是阻容耦合,所以各级静态工作点均可单独计算。第一级:第二级:第三级:电压放大倍数:第一级:第一级是射极输出级,其电压放大倍数第二级:第三级:输入电阻:输入电阻即为第一级输入电阻输出电阻:输出电阻即为第三级的输出电阻ro=ro3=Rc3=3kΩ在工程上电压放大倍数常用分贝表示，折算公式为上题用分贝可表示为(2）输入电阻、输出电阻

2.5.3组合放大电路根据前面分析：三种基本组态电路的性能各有特点，根据三种组态电路不同的特点，将其中任意两种组态相组合，可以构成不同的放大电路，使其更适合实际电路的需要。如图2-43所示，电路增益主要由共射极电路提供，共集电极电路主要用来提高输入电阻。输入电阻电压放大倍数因为所以式中图2-43共集—共射极组合电路(a)共集—共射极组合电路;(b)共集—共射极组合电路交流通路图2-43共集—共射极组合电路(a)共集—共射极组合电路;(b)共集—共射极组合电路交流通路

2.5.4

放大电路的频率特性在实际应用中，放大器所放大的信号并非单一频率，例如，语言、音乐信号的频率范围在20～20000Hz，图像信号的频率范围在0~6MHz，还有其它范围。所以，要求放大电路对信号频率范围内的所有频率都具有相同的放大效果，输出才能不失真地重显输入信号。实际电路中存在的电容、电感元件及三极管本身的结电容效应，对交流信号都具有一定的影响。所以，对不同频率具有不同的放大效果。因这种原因所产生的失真称为频率失真。

1.幅频特性共射极放大电路的幅频特性如图2-44所示。从幅频特性曲线上可以看出，在一个较宽的频率范围内，曲线平坦，这个频率范围称为中频区。在中频区之外的低频区和高频区，放大倍数都要下降。引起低频区放大倍数下降的原因是由于耦合电容C1、C2及Ce的容抗随频率下降而增大所引起。

图2-44共射极放大电路的幅频特性

(a)电路；(b)幅频特性高频区放大倍数的下降原因是由于三极管结电容和杂散电容的容抗随频率增加而减小所引起。结电容通常为几十到几百皮法，杂散电容也不大，因而频率不高时可视为开路。在高频时输入的电流被分流，使得IC减小，输出电压降低，导致高频区电压增益下降，如图2-45所示。

图2-45高频通路

2.通频带把放大倍数Aum下降到时对应的频率称为下限频率fL和上限频率fH，夹在上限频率和下限频率之间的频率范围称为通频带fBW。两级放大电路的幅频特性如图2-46所示。由图可见，多级放大电路虽然提高了中频区的放大倍数，但通频带变窄了，这是一个重要的概念。

图2-46两级放大电路的通频带

图2-46两级放大电路的通频带

图2-47两级放大电路的通频带2.6差动式放大电路

前面提到了在多级放大电路中采用直接耦合存在着两个特殊问题，一是静态工作点的相互影响，二是零点漂移。为了解决这两个问题，可采用差动式放大电路。

2.6.1基本差动式放大电路图2.48所示为基本差动式放大电路，它由两个完全相同的单管共射极电路组成。差动式放大电路有两个输入端，两个输出端，要求电路对称，即V1、V2的特性相同，外接电阻对称相等，各元件的温度特性相同，即Rb1=Rb2，Rc1=Rc2，RS1=RS2。图2.48基本差动式放大电路

1.工作原理

1)静态分析

静态时Ui1=Ui2=0。由于电路左右对称，输入信号为零时，IC1=IC2，UC1=UC2，则输出电压

Uo=ΔUC1-ΔUC2=0

当电源电压波动或温度变化时，两管集电极电流和集电极电位同时发生变化。输出电压仍然为零。可见，尽管各管的零漂存在，但输出电压为零，从而使得零漂得到抑制。

2)动态分析（1）差模输入。放大器的两个输入端分别输入大小相等极性相反的信号(即Ui1=-Ui2)，这种输入方式称为差模输入。差模输入信号差模输出电压差模电压放大倍数即差动式放大电路的差模电压放大倍数等于单管共射极电路的电压放大倍数。由于Rbrbe，如果接上RL，则式中由于两管对称，RL的中点电位不变相当于交流的地电位，对于单管来讲负载是RL的一半，即RL。输入电阻

ri=2(RS+rbe)(3—6)

因此输入回路经两个管的发射极和两个RS，则输出电阻

ro=2Rc(3—7）因此输出端经过两个Rc

。

(2)共模输入。在差动式放大电路的两个输入端，分别加入大小相等极性相同的信号(即Ui1=Ui2)，这种输入方式称为共模输入。共模输入信号用Uic表示。共模输入时(Uic=Ui1=Ui2)的输出电压与输入电压之比称为共模电压放大倍数，用Ac表示。在电路完全对称的情况下，输入信号相同，输出端电压Uo=Uo1-Uo2=0,故Ac=Uo/Ui=0,即输出电压为零，共模电压放大倍数为零。这种情况称为理想电路。

(3)抑制零点漂移的原理。在差动式放大电路中，无论是电源电压波动或温度变化都会使两管的集电极电流和集电极电位发生相同的变化,相当于在两输入端加入共模信号。由于电路的完全对称性,使得共模输出电压为零，共模电压放大倍数Ac=0，从而抑制了零点漂移。这时电路只放大差模信号。

3.共模抑制比在理想状态下，即电路完全对称时，差动式放大电路对共模信号有完全的抑制作用。实际电路中，差动式放大电路不可能做到绝对对称，这时Uo≠0，Ac≠0，即共模输出电压不等于零。共模电压放大倍数不等于零，Ac=Uo/ΔUi。为了衡量差动式电路对共模信号的抑制能力,引入共模抑制比，用KCMRR表示。(3—8)共模抑制比的大小反映了差动式放大电路差模电压放大倍数是共模电压放大倍数的KCMRR倍，(3—9)由上式可以看出，KCMRR越大，差动式放大电路放大差模信号（有用信号）的能力越强，抑制共模信号（无用信号）的能力越强，即KCMRR越大越好。理想差动式电路的共模抑制比KCMRR→∞。后面我们将讨论如何提高共模抑制比。由于KCMRR＝|Ad/Ac|,即在保证Aud不变的情况下，如何降低Ac，从而提高KCMRR。

3.2.2带Re的差动式放大电路上面介绍的基本差动式放大电路对共模信号的抑制是靠电路两侧的对称性来实现的。但对于各管自身的工作点漂移没有抑制作用，若采用单端输出，则差模和共模放大倍数相等，这时KCMRR＝1，失去了差动式放大电路的作用。即使是双端输出，由于实际电路的不完全对称性，仍然有共模电压输出。改进方法是在不降低Aud的情况下，降低Ac从而提高共模抑制比。带公共Re的差动式放大电路如图3.13所示，这种电路也称为长尾式差动放大电路。由于KCMRR是由差模电压放大倍数和共模电压放大倍数共同决定的，下面分别分析Re对共模电压放大倍数和差模电压放大倍数的影响。

图3.13带Re的差动式放大电路

1.静态分析如图3.14所示，由于流过Re的电流为IE1和IE2之和，又由于电路的对称性，则IE1=IE2，流过Re的电流为2IE1。

静态工作点的估算：图3.14直流等效电路（a）直流偏置电路；（b）直流等效电路

2.稳定静态工作点的过程加Re后，当温度上升时，由于IC1和IC2同时增大，稳定过程实质上是一个负反馈过程，关于负反馈在第四节讲解。T(°C)↑→IC1↓IC1↑IC2↑IC2↓→IE↑→URe↑→UE↑→UBE1↓→IB1↓

UBE2↓→IB2↓

Re越大工作点越稳定，但Re过大会导致过UE高使静态电流减小，加入负电源-UEE可补偿Re上的压降。

3.动态分析（1）Re对差模信号的影响。如图3.15所示，加入差模信号时由于Ui1=-Ui2，则ΔIE1=-ΔIE2，流过Re的电流ΔIE=ΔIE1+ΔIE2=0。对差模信号来讲，Re上没有信号压降，即Re对差模电压放大倍数没有影响。差模电压放大倍数

图3.15Re对差模放大倍数的影响（2）Re对共模信号的影响。如图3.16加入共模信号时，由于Ui1=Ui2，则ΔIE1=ΔIE2，流过Re1的电流ΔIE=ΔIE1+ΔIE2=2ΔIE1，ΔUE=2ΔIE1Re，对于共模信号可以等效成每管发射极接入2Re的电阻。其中输入电阻输出电阻即Re使共模电压放大倍数减小，而且Re越大，Ac越小，KCMRR越大。共模电压放大倍数为不加Re时

图3.16输入共模信号

图3.16输入共模信号

3.2.3具有恒流源的差动式放大电路通过对带Re的差动式放大电路的分析可知，Re越大，KCMRR越大，但增大Re，相应的UEE也要增大。显然，使用过高的UEE是不合适的。此外,Re直流能耗也相应增大。所以，靠增大Re来提高共模抑制比是不现实的。设想，在不增大UEE时，如果Re→∞，Ac→0,则KCMRR→∞，这是最理想的。为解决这个问题，用恒流源电路来代替Re，电路如图3.17(a)所示。V3管采用分压式偏置电路，无论V1、V2管有无信号输入，Ib3恒定，IC3恒定，所以V3称为恒流管。

图3.17具有恒流源的差动式放大电路图3.17具有恒流源的差动式放大电路图3.17中IC3=IE3，由于IC3恒定，IE3恒定，则ΔIE→0，这时动态电阻rd为

恒流源对动态信号呈现出高达几兆欧的电阻，而直流压降不大，可以不增大UEE。rd相当于Re，所以对差模电压放大倍数Ad无影响。对共模电压放大倍数Ac相当于接了一个无穷大的Re，所以Ac→0，这时KCMRR→∞。实现了在不增加UEE的同时，提高了共模抑制比的目的。恒流源电路可用恒流源符号表示，如图3.17(b)所示。

3.2.4差动式放大电路的输入输出方式由于差动式放大电路有两个输入端、两个输出端,所以信号的输入和输出有四种方式，这四种方式分别是双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。根据不同需要可选择不同的输入、输出方式。

1.双端输入双端输出电路如图3.18所示，其中,差模电压放大倍数为

式中此电路适用于输入、输出不需要接地，对称输入，对称输出的场合。输入电阻输出电阻图3.18双端输入双端输出

2.单端输入双端输出如图3.19所示，信号从一只管子（指V1）的基极与地之间输入，另一只管子的基极接地,表面上似乎两管不是工作在差动状态，但是，若将发射极公共电阻Re换成恒流源，那么，IC1的任何增加将等于IC2的减少，也就是说，输出端电压的变化情况将和差动输入（即双端输入）时一样。此时，V1、V2管的发射极电位UE将随着输入电压Ui而变化，变化量为Ui/2，于是，V1管的Ube=Ui-Ui/2=Ui/2，V2管的Ube=0-Ui/2=-Ui/2。这样来看，单端输入的实质还是双端输入，可以将它归结为双端输入的问题。所以，它的Ad、ri、ro的估算与双端输入双端输出的情况相同。此电路适用于单端输入转换成双端输出的场合。

3.单端输入单端输出图3.20为单端输入单端输出的接法。信号只从一只管子的基极与地之间接入，输出信号从一只管子的集电极与地之间输出，输出电压只有双端输出的一半，电压放大倍数Aud也只有双端输出时的一半。式中输入电阻输出电阻（3—10）(3—12)(3—11)此电路适用于输入输出均有一端接地的场合。

图3.20单端输入单端输出

4.双端输入单端输出图3.21所示电路，其输入方式和双端输入相同，输出方式和单端输出相同，它的Ad、ii、ro的计算和单端输入单端输出相同。此电路适用于双端输入转换成单端输出的场合。从几种电路的接法来看，只有输出方式对差模放大倍数和输入、输出电阻有影响，不论哪一种输入方式，只要是双端输出，其差模放大倍数就等于单管放大倍数，单端输出差模电压放大倍数为双端输出的一半。图3.21双端输入单端输出3.3功率放大电路

功率放大电路与电压放大器的区别是，电压放大器是多级放大器的前级，它主要对小信号进行电压放大，主要技术指标为电压放大倍数、输入阻抗及输出阻抗等。而功率放大电路则是多级放大器的最后一级，它要带动一定负载，如扬声器、电动机、仪表、继电器等，所以，功率放大电路要求获得一定的不失真输出功率。

3.3.1功率放大电路的特点及分类

1.特点（1）输出功率足够大。为获得足够大的输出功率，功放管的电压和电流变化范围应很大。为此，它们常常工作在大信号状态，接近极限工作状态。（2）效率高。功率放大器的效率是指负载上得到的信号功率与电源供给的直流功率之比。对于小信号电压放大器来讲，由于输出功率较小，电源供给的直流功率也小，因此效率问题就不需要考虑。（3）非线性失真小。功率放大器是在大信号状态下工作，电压、电流摆动幅度很大，极易超出管子特性曲线的线性范围而进入非线性区造成输出波形的非线性失真。因此，功率放大器比小信号的电压放大器的非线性失真问题严重。在实际应用中，有些设备对失真问题要求很严，因此，要采取措施减小失真，使之满足负载的要求。

(4)保护及散热。功放管承受高电压、大电流，因而功放管的保护及散热问题也应重视。功率放大器工作点的动态范围大，因此只适宜用图解法进行分析。

2.功率放大器的分类功率放大器一般是根据功放管工作点选择的不同进行分类的。有甲类、乙类及甲乙类功率放大器。当静态工作点Q设在负载线性段的中点，整个信号周期内都有电流IC通过时，如图3.22（a）所示，称为甲类功放。若将静态工作点Q设在横轴上，则IC仅在半个信号周期内通过，其输出波形被削掉一半，如图3.22（b）所示，称为乙类功放。若将静态工作点设在线性区的下部靠近截止区，则其IC的流通时间为多半个信号周期，输出波形被削掉一部分。如图3.22（c）所示，称为甲乙类功放。图3.22功率放大器的分类（a）甲类功放;（b）乙类功放;（c）甲乙类功放图3.22功率放大器的分类（a）甲类功放;（b）乙类功放;（c）甲乙类功放图3.22功率放大器的分类（a）甲类功放;（b）乙类功放;（c）甲乙类功放

3.3.2乙类互补对称功放如果电路处在甲类放大状态，则静态工作电流大，因而效率低。若用一个管子组成甲乙类或乙类放大电路，就会出现严重的失真现象。乙类互补对称功放，既可保持静态时功耗小，又可减小失真，如图3.23所示。

图3.24ui为正半周时的工作情况

1.电路组成及工作原理选用两个特性接近的管子，使之都工作在乙类状态。一个在正弦信号的正半周工作，另一个在负半周工作，便可得到一个完整的正弦波形。

2.分析计算由于在正常互补对称功率放大电路中，V1、V2管交替对称各工作半周，因此，分析V1、V2管工作的半周情况，可推知整个放大器的电压、电流波形。现以V1管工作的半周情况为例进行分析。当ui=0时，iB1=iB=0，iC1=iC=0，uCE1=uCE=UCC。电路工作在Q点，如图3.24所示，当ui≠0时，交流负载线的斜率为-1/Rc。因此，过Q点作斜率为-1/R′L的直线即为交流负载线。如输入信号ui足够大，则可求出Ic的最大幅值Icm和Uce的最大幅值Ucem=UCC-Uces=IcmRL≈UCC。根据以上分