1、6-1,6.1 基本放大电路的组成及工作原理,第6章 分立元件放大电路,6.2 放大电路的基本分析方法,6.3 三种接法的晶体管放大电路,#6.4 场效应管基本放大电路,6.5 多级放大电路,#6.9 实用放大电路举例,6.7 差动放大电路,#6.8 功率放大电路,6-2,6.1 基本放大电路的组成及工作原理,6-3,放大器将输入的信号放大,一、放大的概念,在生产实践中常常需要将微弱的电信号放大，使之变成较大的信号。,例如：扩音机电路。,扩音机的主要组成部分是放大器。,电路工作电源,6.1 基本放大电路的组成及工作原理,6-4,放大的对象：变化量 放大的本质：能量的控制 放大的特征：功率放大
2、放大的基本要求：不失真,6-5,二、 基本共射放大电路的组成及各元件的作用,共射：发射极E为参考点。,6-6,各元件作用,集电极电阻： 将变化的电流转变为变化的电压。,放大元件T： 工作在放大区， BE结正偏,BC结反偏。,6-7,单电源供电,RB,EC,EB,RC,C1,C2,T,RL,ui,uo,6-8,三、 基本放大电路的工作原理及波形分析,交流电压放大器:,输入：交流小信号 ui,输出：交流大信号 uo,正常工作时，直流电源供电,各极的电压、电流为：,iB，uBE，iC，uCE,随输入电压的变化而变化！,+UCC,6-9,放大电路有两种工作状态,静态：ui=0的状态。,动态：ui0的状
3、态。,静态时的电压电流为直流： IBQ , ICQ（IEQ）, UBEQ , UCEQ,动态时的电压电流为直流+交流： iB , iC（iE）, uBE , uCE,6-10,(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入输出特性曲线上的一个点,1. 静态：ui=0,静态工作点,Q,Q,IBQ、UBEQ， ICQ、UCE Q均为直流信号！,6-11,静态波形,6-12,2. 动态： 输入ui,各极电压电流均为直流与交流的叠加！,6-13,ib,iB = IBQ + ib,uBE = UBEQ + ube,iC = ICQ + ic,uCE = UCEQ + uce,ube,ic
4、,uce,动态波形,基本共射放大电路的电压放大作用是利用晶体管的电流放大作用，并依靠RC将电流的变化转化成电压的变化来实现的。,动态信号驮载在静态之上,6-14,当ui= 0时,IBQ=0，ICQ= IBQ =0，UCEQ=VCC,晶体管处于截止状态。,3. 设置静态工作点的必要性,若峰值小于BE结死区电压UT,则在信号的整个周期内晶体管始终工作在截止状态，输出电压毫无变化。,当ui0时,若信号幅度足够大，晶体管只可能在信号正半周大于UT的时间间隔内导通，导致输出电压严重失真。,6-15,注意两点！,1、放大器正常工作时，需设置合适的静态工作点，使晶体管在信号的整个周期内始终工作在放大状态，输
5、出信号才不会产生失真。,2、放大器正常工作时，所有的电压、电流均为直流+交流。,6-16,放大电路的主要性能指标：,信号源,信号源内阻,输入电压,输出电压,输入电流,输出电流,四、放大电路的性能指标,6-17,电压放大倍数反映了放大器的放大能力。,1、电压放大倍数,6-18,从放大电路输入端看进去的等效电阻,输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数，Ri愈大放大电路从信号源吸取的电流愈小，反之则愈大。,2、输入电阻Ri,6-19,输入电阻大一些好还是小一些好？,若信号源为电压源 输入电阻越大，要求信号源提供的电流越小，信号源内阻对输入电压的影响越小。,6-20,3、输出电阻 Ro,负载
6、开路时，从放大电路输出端看进去的等效电阻。,6-21,输出电阻大一些好还是小一些好？,输出电阻越小，在负载变化时，引起输出电压的变化越小，即输出电压越稳定,所以，输出电阻越小，带负载能力越强！,6-22,4.通频带,通频带：,fbw=fHfL,衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。,6-23,输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比称为非线性失真系数D。,A2、A3为谐波幅值,A1为基波幅值,5. 非线性失真系数D,6-24,当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。,6. 最大不失真输出Uom,6-25,7. 最大输出功率与效率,在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功
7、率，记为Pom 。,直流电源能量的利用率称为效率,Pv为电源消耗的功率,6-26,6.2 放大电路的基本分析方法,6-27,一、放大电路的分析方法,分析原则：,静态分析：,估算静态工作点,动态分析：,估算放大倍数；输入输出电阻；通频带；分析失真,估算法,图解法,图解法,微变等效电路法,使用交流通路,使用直流通路,6-28,1、直流通路：,信号源视为短路，但应保留其内阻。,在直流电源作用下静态（直流）电流流经的通路。,电容视为开路；,电感线圈视为短路（即忽略线圈电阻）,静态分析用直流通路！,估算静态工作点用直流通路,注意！,二、直流通路与交流通路,6-29,基本共射放大电路,直流通路,6-30,
8、2、交流通路,容量大的电容（如耦合电容）视为短路；,输入信号作用下交流信号流经的通路,无内阻的直流电源（如+VCC）视为短路。,动态分析用交流通路,注意！,6-31,交流通路：,RC,C1,C2,RL,uo,ui,+UCC,6-32,1.估算法：,画出放大电路的直流通路由直流通路列方程求解,三、放大电路的静态分析,6-33,晶体管在放大状态，其发射结压降近似为常数：,硅管： UBEQ =0.6V,锗管： UBEQ =0.2V,ICQ = IBQ,调整偏置电阻RB ，可调整偏置电流IBQ 。即调整ICQ和UCEQ ，使工作点合适。,6-34,例1：用估算法计算基本放大电路的静态工作点。,已知：U
9、CC=12V，RC=4k，RB=300k ， =37.5。,注意: 电路中IBQ和ICQ的数量级！ UCEQ的大小小是否合理！,6-35,思考,1. PNP晶体管电源和耦合 电容的极性？ 2. 若RB调整到0，现象？措施？,6-36,能否放大？,.晶体管是否工作在放大区？电源极性是否正确？是否设置了工作点？,2. 信号是否能输入？输出？看交流通路，输入信号是否施加到BE间？输出信号能否加到负载上？,6-37,2.图解法：,由直流通路列输入输出回路KVL方程,画出放大电路的直流通路,在晶体管的输入输出特性上做直流负载线,特性曲线与直流负载线的交点为工作点,6-38,输入回路,输出回路,UCC,I
10、BQ,UBEQ,UCC/RB,输入回路负载线,IBQ,ICQ,直流负载线,UCEQ,6-39,静态工作点计算小结,1. 用直流通路；,2. 用估算法计算数据简便；用图解法分析是否合适直观；,3. 基极电流的量级是几十A;集电极电流的量级是几mA;,4. 合适的静态工作点应在负载线的中间;即 管压降约为集电极电源的一半。,6-40,四、放大电路的动态分析,利用交流通路估算放大倍数；输入输出电阻； 利用图解法分析失真情况.,方法,6-41,1. 微变等效电路法,在静态工作点确定后分析信号的传输情况，考虑的只是电流和电压的交流分量。,在一定条件下，将晶体管以它的线性电路等效模型来代替，用电路分析的方
11、法来进行分析计算。,6-42,晶体管微变等效电路,在放大电路中,在交流小信号作用下, 晶体管的输入输出特性曲线在工作点附近近似为线性，所以可以用线性元件来表示输入、输出的电压与电流的相互关系，得到放大电路的微变等效电路。利用微变等效电路可以进行放大电路的动态分析。,6-43,1、 h参数等效模型,6-44,在低频、小信号作用下的关系式,交流等效模型（按式子画模型）,电阻,无量纲,无量纲,电导,6-45,2、h参数的物理意义,6-46,3、简化的h参数等效模型,因为：在UCE1V时，h12e0，输入端近似一电阻。,晶体管输入电阻rbe,因为：在UCE1V时，h23e0，输出端近似一受控恒流源。,
12、ib,分清主次，合理近似！,6-47,4、rbe的近似表达式,基区体电阻,发射结电阻,发射区体电阻数值小可忽略,利用PN结的电流方程可求得,6-48,rbe与 Q点有关; Q点愈高，即IEQ(ICQ)愈大， rbe愈小!,注意！,查阅手册,6-49,放大电路的微变等效电路,将交流通路中的三极管用微变等效电路代替,根据微变等效电路计算电压放大倍数、输入输出电阻。,6-50,用放大电路的微变等效电路进行动态分析,1）画出放大电路的微变等效电路,6-51,电压放大倍数, Au ,RL Au ,Q rbe Au ,输出与输入反相位,2）估算性能指标,6-52,输入电阻近似为晶体管的输入电阻。,输入电阻
13、计算：,6-53,输入电阻的测量：,在放大器输入端接上一信号源和电阻测量信号源电压Us测量放大电路的输入电压Ui 计算Ri,6-54,输出电阻的计算：,所有独立电源置零，保留受控源， 负载开路，在输出端加电压,加压求流法,6-55,输出电阻的测量：,6-56,在图示电路中，已知VCC=12V,Rb=510k,Rc=3k；晶体管的=80，RL=3k, rbb=200 。 求：电路的 。,画出直流通路估算ICIE,计算rbe,利用微变等效电路计算电压放大倍数，输入输出电阻。,6-57,解：,画出直流通路计算ICIE，计算rbe。,6-58,代入数据,画出微变等效电路计算电压放大倍数，输入输出电阻。
14、,6-59,注意！放大电路的输入电阻与信号源内阻无关！ 输出电阻与负载无关！,6-60,讨论,若所加信号源内阻RS为1k ，求,6-61,2. 用图解法进行动态分析,画出放大电路的交流通路,在晶体管的输出特性上做交流负载线,在图中分析：电压放大倍数及失真情况,6-62,放大电路动态工作时，输出回路的电压uCE、电流iC所遵循的变化规律。,画交流负载线,交流信号,6-63,交流通路,6-64,交流负载线,RL,RL= RC / RL,动态信号遵循的负载线。,6-65,交流负载线,交流负载线的两个特征：,放大电路动态工作时，输出回路的电压uCE，电流iC沿交流负载线变化。,6-66,当 输入ui时
15、,在静态工作点上叠加一个交流信号：,6-67,直流负载线和交流负载线,空载时，交、直流负载线重合。,6-68,iC,Q,VCC,VCC/RC,iB1,iB2,iB2,iB1,计算电压放大倍数：,交流负载线,6-69,最大不失真电压Uom (有效值） ：,Uom=?,t,比较(UCEQ-UCES）与（ VCC UCEQ ）， 取其小者，除以 。,能输出的不失真电压 Uom最大，Q 点应设在负载线对应于uCE=UCES和IB=0两点间的中点。,Q点在什么位置Uom最大？,6-70,分析非线形失真,IBQ,Q,0,ICQ,UCEQ,合适的工作点在负载线的中间。正常工作时不会产生失真。,6-71,Q,
16、Q,0,基本共射放大电路的截止失真,Q点过低，信号进入截止区。,产生截止失真的原因：,6-72,Q,Q,0,消除截止失真的方法,工作点上移： -减小Rb,6-73,Q,0,Q,基本共射放大电路的饱和失真,Q点过高，信号进入饱和区。,产生饱和失真的原因：,6-74,消除饱和失真的方法,工作点下移： -增大Rb,Q,6-75,归纳：,Q点过低（IB小，IC小，UCE大），产生截止失真；输出波形被削掉正半周；,Q点过高（IB大，IC大，UCE小），产生饱和失真；输出波形被削掉负半周；,调： Rb IB IC Q点,调： Rb IB IC Q点,调整工作点通过调整Rb实现！,注意！,6-76,因信号幅
17、度太大而产生的饱和截止失真,IBQ,Q,0,Q 点合适，输入信号过大，饱和截止失真同时出现。,解决方法：减小输入信号。,6-77,图解法的适用范围,图解法在实际应用中，多用于分析Q点位置、最大不失真输出电压和失真情况。,图解法的特点：,必须实测所用管的特性曲线，定量分析时误差大。,直观形象的反映晶体管的工作情况；, 晶体管的特性曲线只能反映信号频率较低时的电压、电流关系。,6-78,（1）当静态工作点从Q1移到Q2 、从Q2移到Q3 、从Q3移到Q4 时，分别是因为电路的哪个参数变化造成的？这些参数是如何变化的？,（2）当电路的静态工作点分别为Q1Q4 时，哪种情况下最易产生截止失真？哪种情况
18、下最易产生饱和失真？,（3）电路的静态工作点Q4为时，集电极电源VCC的值为多少？集电极电阻Rc为多少千欧？,6-79,6.3 三种接法的晶体管放大电路,6-80,一、静态工作点稳定的必要性二、 静态工作点稳定的典型电路分压式偏置电路,6.3.1 静态工作点的稳定的共射放大电路,6-81,固定偏置的共射放大电路,偏置电阻一定， 静态偏置电流IB一定,-固定偏置，工作点随温度变化,电压放大倍数较大 电流放大倍数较大 输入电阻较小 输出电阻较大,6-82,T,IBQ , ,ICEO ,Q ,一、 静态工作点稳定的必要性,ICQ ,所谓Q点稳定，是指ICQ和UCEQ在温度变化时基本不变，这是靠IBQ
19、的变化得来的。,1.温度对静态工作点的影响,6-83,2.典型的静态工作点稳定电路分压式偏置电路,直流通路,Rb1和Rb2构成偏置电路。,6-84,因此， I2I1，因而B点电位,B点的电流方程为 I2=I1+IB,为了稳定Q点，参数的选取应满足,I1 IB,基极电位几乎仅决定于Rb1与Rb1对VCC的分压，而与晶体管参数无关，即当温度变化时，UB基本不变。,T(),IC,(IE),UE,UBE,IB,IC,(因为UB基本不变）,Q点的稳定,6-85,1、Re的直流负反馈作用； 2、在I1IB的情况下， UB在温度变化时基本不变。,Q点稳定的原因,6-86,Re 的作用,Re起直流负反馈作用，
20、其值越大，反馈越强，Q点越稳定。,关于反馈的一些概念：将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措施称为反馈。直流通路中的反馈称为直流反馈。反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称为正反馈。,Re有上限值吗？,6-87,静态工作点的估算,由于I1IB,发射极电流,管压降,基极电流,直流通路,6-88,动态参数的估算,6-89,微变等效电路(Rb= Rb1/ Rb2),求放大倍数,6-90,输入电阻,输出电阻,6-91,若去掉CE,6-92,求放大倍数,若(1+)Re rbe，且1，则,虽然Re 使 减小了，但由于 仅决定于电阻取值，所以不受环境温度的影响。,6-93,输入电阻,Ri
21、,Ri,Ro,输出电阻,RE的存在使得放大倍数下降，输入电阻提高,6-94,6-95,6.3.2 共集放大电路,一、电路结构,共集: c: 接地端（公共端）；b：对地（c)输入；e：对地（c)输出。射极输出：负载接在发射极对地之间 。,射极输出器,6-96,二、静态分析,6-97,三、动态分析,微变等效电路,6-98,1. 电压放大倍数,6-99,1.,所以,电压放大倍数接近于1，但恒小于1； 输出电流Ie增加了，即仍具有一定的电流放大和功率放大作用。,2.,输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故又称射极跟随器。,讨论,6-100,2. 输入电阻,输入电阻高，对前级有利。,6-101,3. 输
22、出电阻,用加压求流法求输出电阻。,置0,6-102,6-103,一般,所以,射极输出器的输出电阻很小， 具有恒压输出特性，带负载能力强。,6-104,归纳：,输入、输出以集电极为公共点；,电压放大倍数小于1，近似为1；射极跟随器；,一般作多级放大器的输入级（输入电阻高）；输出级（输出电阻低）；中间级（减少电路间直接相连所带来的影响，起缓冲作用）,输入电阻高，向信号源索取电流小；,输出电阻低，带负载能力强；,电流放大能力强（输出电流Ie）；,6-105,6.3.3 共基放大电路,一、电路的组成,共基: b :接地端（公共端）；e ：对地（b)输入；c ：对地（b)输出。,工作点：基极电源 VBB
23、与 Re 共同确定合适的基极静态电流IE；集电极电源 VCC提供IC ,确定UCE 。,6-106,二、静态分析,直流通路,发射极电位：UE= - UBEQ， 集电极电位：UCQ=VCC-ICQRc,6-107,三、动态分析,交流通路,6-108,6-109,若re为信号源内阻，则,6-110,共基放大电路归纳：,输入、输出以基极为公共点；,无电流放大能力；Re=0时，电压放大倍数与阻容耦合共射放大电路的数值相同，均为Rc/rbe,常用于无线电通讯等方面。,输入电阻小，输出电阻同共射电路；,频带宽；,输出电压与输入电压同相；,6-111,6.3.4 三种基本放大电路的比较,6-112,场效应管
24、放大电路的三种接法,场效应管的三个电极源极、栅极和漏极与晶体管的三个电极发射极、基极和集电极相对应，因此在组成放大电路时也有三种接法，即共源放大电路、共漏放大电路和共栅放大电路。以沟道结型场效应管为例，三种接法的交流通路如图所示，,(a)共源电路,(b)共漏电路,(c)共栅电路,6.4 场效应管基本放大电路,6-113,场效应管放大电路静态工作点的设置及分析,一、基本共源放大电路,VGG应大于开启电压UGS(th)；,在输出回路加漏极电源VDD，它一方面使漏-源电压大于预夹断电压以保护管子工作在恒流区，另一方面作为负载的能源；,Rd的作用与共射放大电路中Rc的作用相同，将漏极电流iD的变化转换
25、成电压uDS的变化，从而实现电压放大。,6-114,图解法求基本共源放大电路的静态工作点,VDD,VDD/Rd,uDS=VDD-iDRd,1、图解法求静态工作点,直流通路,6-115,2、利用场效应管的电流方程，求出IDQ,Q,6-116,该电路是自给偏压的一种特例，其中UGSQ= 0。图中采用耗尽型N沟道MOS管，因此栅-源之间电压在小于零、等于零和大于零的一定范围内均能正常工作。求解 Q 点时，可先在转移特性上求得UGS= 0时的iD，即IDQ；然后利用 求出管压降UDSQ。,二、自给偏压电路,6-117,三、分压式偏置电路,N沟道增强型MOS管构成的共源放大电路，它靠 Rg1 与 Rg2
26、 对电源 VDD 分压来设置偏压，故称为分压式偏置电路。,静态时，栅极电位,源极电位,栅-源电压,所以,管压降为,6-118,场效应管放大电路的动态分析,一、场效应管的微变等效模型,研究动态信号作用时用全微分表示,令式中,当信号幅值较小时，管子的电流、电压只在 Q点附近变化，因此可以认为在 Q点附近的特性是线性的，gm与rds近似为常数。用有效值 Id、Ugs 和 Uds取代变化量diD 、duGD和duDS。,6-119,N沟道增强型MOS管,交流等效模型,从转移特性求解gm,从输出特性求解rds,图解法求解gm 、rds,6-120,由增强型MOS管的电流方程求导可得出gm的表达式。,由于
27、场效应管的电流方程为：,求导：,在小信号作用时，可用IDQ近似iD ，得,该式表明， gm与Q点紧密相关，Q点愈高， gm愈大。因此，场效应管放大电路与晶体管放大电路相同，Q点不仅影响电路是否会产生失真，而且影响电路的动态参数。,6-121,二、基本共源放大电路的动态分析,基本共源放大电路,交流通路,6-122,微变等效电路,电压放大倍数,输入电阻,输出电阻,与共射放大电路类似，共源放大电路具有一定的电压放大能力，且输出电压与输入电压反相，共源电路比共射电路的输入电阻大得多。,6-123,三、基本共漏放大电路的动态分析,交流通路,再通过 求解UDSQ,通过,求解IDQ、UGSQ,6-124,电
28、压放大倍数,微变等效电路,6-125,求解基本共漏放大电路 的输出电阻,输入电阻,输出电阻,6-126,场效应管放大电路的特点,场效应管（单极型管）与晶体管（双极型管）比较：,优点：,输入电阻高；（电压控制器件）,噪声低、温度稳定性好、抗辐射能力强,缺点：,便于集成, 放大能力比晶体管差，放大倍数低。,由于场效应管栅源之间的等效电容只有几皮法到几十皮法，而栅源电阻又很大，若有感应电荷则不易释放，从而形成高压，以至于将栅源间的绝缘层击穿，造成永久性损坏。使用时应注意保护。,6-127,6.5 多级放大电路,一、多级放大电路的组成 二、多级放大电路的耦合方式 三、多级放大电路的静态分析 四、多级放
29、大电路的动态分析,6-128,耦合,耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合。,对耦合电路要求,动态: 传送信号,减少压降损失,静态：保证各级Q点设置,波形不失真,一、多级放大电路的组成,6-129,二、 多级放大电路的耦合方式,多级放大电路的四种耦合方式：,当单级放大电路不能满足多方面的性能要求（如Au104, ri=2M, ro=100）时，应考虑采用多级放大电路。组成多级放大电路时首先应考虑如何“连接”几个单级放大电路，级与级之间的连接称为级间耦合。耦合方式即连接方式。,6-130,阻容耦合,将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端。,6-131,阻容耦合放大电路的优点：,各级的静态
30、工作点相互独立，便于计算和调整。,两级阻容耦合放大电路的直流通路,6-132,低频特性差，不能放大变化缓慢的信号。,只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号就可以几乎没有衰减地传递到后级的输入端，因此，在分立元件电路中阻容耦合方式得到非常广泛的应用。,阻容耦合放大电路的主要缺点：,6-133,画出直流通路,根据交流通路画出微变等效电路,根据微变等效电路计算放大倍数，输入输出电阻。,三、 多级放大电路的静态分析,四、 多级放大电路的动态分析,逐级估算IBQ，ICQ，UCEQ 。,6-134,注意！,Auj是考虑了后级的负载效应的单级放大倍数！（即后一级的输入电阻是前一级的负载。）,
31、1.电压放大倍数,6-135,多级放大电路的输入电阻Ri就是从第一级看进去的输入电阻。,多级放大电路的输出电阻Ro就是从最后一级看进去的输出电阻。,2、输入电阻,Ri = Ri 1,3、输出电阻,Ro = Ro n,6-136,已知图示电路中，R1=15k， R2= R3= 5k ， R4=2.3k R5=100k ， R6= RL= 5k ；VCC=12V；晶体管的均为50，rbe1=1.2k ，rbe2=1k ， UBEQ1= UBEQ2=0.7V 。 试估算电路的Q点, ,Ri和Ro。,两级阻容耦合放大电路,6-137,解： （1）求解Q点,第一级为典型的Q点稳定电路，所以,画出直流通路
32、,6-138,第二级为共集放大电路，所以,6-139,画出微变等效电路,微变等效电路,6-140,6-141,输入电阻：,输出电阻：,6-142,放大电路的选用,按下列要求组成两级放大电路： Ri12k，Au 的数值3000； Ri 12k， ro100 ，Au的数值100； Ri100200k，Au的数值150；,6-143,直接耦合,将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端.,既是第一级的集电极电阻，又是第二级的基极电阻,6-144,存在问题:,前后级Q点相互影响,存在零点漂移:,输入为零，输出产生变化的现象称为零点漂移。,当输入信号为零时，前级由温度变化所引起的电流、电位的变化会逐级放大
33、。,具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号； 电路中没有大容量电容，易于集成。,直接耦合放大电路的优点：,6-145,零点漂移:,当 ui= 0 时的 uO,有时会将信号淹没!,零漂产生的原因：主要是温度漂移。 温漂: 由于温度变化使晶体管参数 变化引起的。第一级的温漂最严重!,解决方法：,改变电路结构。 采用特性相同的管子，使它们的温漂相互抵消，构成“差分放大电路”。,6-146,特点:,对称 双端输入 双端输出 uo =uo1 - uo2,6.7 差分放大电路,一、 差分放大电路的结构,6-147,uo= (uC1 + uC1 ) - (uC2 + uC2 ) = 0,当温度变化时：,
34、uC1 = uC2,抑制零漂！,6-148,1. 静态:,ui1 = ui2 = 0,二、工作原理,UC1 = UC2,UO = UC1 - UC2 =0,IC1 = IC2,6-149,1） 输入信号分类,ui1 = -ui2= uid,ui1 = ui2 = uiC,差模分量:,共模分量:,分解,2. 动态:,6-150,ui1= - ui2 = uid,2) 差模输入,设ui1为“+”,UB1,IC1,UC1,UB2,IC2,UC2,设ui2为“-”,放大 差摸信号！,6-151,ui1= ui2 = uiC,3) 共模输入,设ui1为“+”,UB1,IC1,UC1,UB2,IC2,UC
35、2,设ui2为“+”,抑制 共摸信号！,6-152,差模电压放大倍数:,共模电压放大倍数:,共模抑制比:,（Common - Mode Rejection Ratio),4） 主要性能指标,大！,0！,！,两边完全对称,差分放大电路放大差模信号，抑制共模信号。,零漂是一种共模信号，差分放大电路能很好地抑制零漂,6-153,归纳：,差分放大电路在两边完全对称时：,1. 放大差模信号：Ad大 2. 抑制共模信号： Ac=0 3. 共模抑制比高： KCMRR=,？思考,如果电路做不到两边完全对称，还能保持上述功能吗？,6-154,RP : 调零电位器。调整左右平衡,三、典型差分放大电路,-UEE,R
36、E,RP,因RP很小，分析时可忽略。,6-155,-UEE的作用 : 抵消掉Re上的直流压降，保证工作点合适。,Re的作用 :,1). 抑制共模信号 如：温度漂移,2）对差模放大倍数无影响, uE=0，无差模负反馈。,Re对差模信号不起作用！,6-156,由于电路对称：,1.静态分析,6-157,通常，Rb较小，且IBQ很小，故,晶体管输入回路方程：,6-158,差模放大倍数Ad：,2.动态分析,差模信号等效电路,估算差模放大倍数，共模放大倍数及共模抑制比。,6-159,共模放大倍数AC：,电路对称，双端输出AC=0,共模抑制比：KCMR,6-160,在实际应用时，负载需要有“ 接地”点，以避
37、免干扰；安全工作。,根据负载的接地情况，差分放大电路有双端输入单端输出。,四、双端输入单端输出的差分放大电路,6-161,1. 差模放大倍数是双端输出的一半：,动态分析,2. 共模放大倍数不是0：,Re越大，AC越小,恒流源差分放大电路,Re愈大，Ac的值愈小，KCMR愈大，电路的性能愈好。因此，增大Re是改善共模抑制比的基本措施。,6-162,五、恒流源差分放大电路-实用的差分放大电路,1）适当选择恒流源电路的参数，可得到合适的静态工作点；,2）恒流源内阻无穷大，相当于Re=,即共模负反馈无穷大， AC=0, KCMR= ;,3）一个输入端与输出反相位，称为反相输入端；一个输入端与输出同相位
38、，称为同相输入端；,反相输入端,同相输入端,6-163,互补输出级是直接耦合的功率放大电路。对输出级的要求：带负载能力强；直流功耗小；负载电阻上无直流功耗； 最大不失真输出电压最大。,6.8 互补对称功率放大电路,一、功率放大电路概述,做放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。,6-164,二、 分析功放电路应注意的问题,6-165,电流、电压信号比较大，必须注意防止 波形失真。,电源提供的能量尽可能转换给负载，减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的 效率（）。,Pomax ：负载上得到的交流信号功率。 PE ：电源提供的直流功率。,6-166,放大
39、电路的三种工作方式：,输出功率小，效率低,甲类工作状态,工作点在中间，不失真。,6-167,甲乙类工作状态,输出功率较大，效率较高,工作点低，有失真。,6-168,乙类工作状态,输出功率大，效率高,无工作点，失真大。,6-169,乙类推挽工作状态,信号的正半周T1导通、T2截止； 负半周T2导通、T1截止。两只管子交替工作，称为“ 推挽 ”。,T1管为NPN管， T2管为PNP管，,6-170,三、互补对称功率放大电路,OTL: Output TransformerLess,OCL: Output CapacitorLess,互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、PNP各一支；两管特性一致。
40、,类型：,6-171,1、无输出变压器的功率放大电路（OTL电路）,输入电压的正半周：VCCT1CRL地C 充电。,输入电压的负半周：C 的 “”T2地RL C “ ”C 放电。,C 足够大，才能认为其对交流信号相当于短路。 OTL电路低频特性差。,6-172,2、无输出电容的功率放大电路（OCL电路）,无输出电容，双电源,输入电压的正半周：VCCT1RL地,输入电压的负半周：地RL T2 VCC,两只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。,静态时，UEQ UBQ0。,6-173,互补输出极的交越失真,消除失真的方法： 设置合适的静态工作点。,信号在零附近两只管子均截止,死区电压,6-17
41、4,如果信号为零时两只管子处于临界导通或微导通状态，那么当有信号输入时两只管子中至少有一只导通，因而消除了交越失真。,设置很低的工作点，使晶体管工作在甲乙类状态。,6-175,UBE倍增电路,利用二极管 消除交越失真,消除交越失真的互补输出级,6-176,输入信号正半周主要是T1管发射极驱动负载，而负半周主要是T2管发射极驱动负载，而且两管的导通时间都比输入信号的半个周期长，即在信号电压很小时，两只管子同时导通，因而它们工作在甲乙类状态。,实用电路,6-177,3.准互补输出级,为保持输出管的良好对称性，输出管应为同类型晶体管。功放管采用复合管。,6-178,复合管的组成及其电流放大系数,6-
42、179,6-180,2、为了实现电流放大，应将第一只管子的集电极或发射极电流做为第二只管子的基极电流。,复合管的组成原则：,1、在正确的外加电压下每只管子的各极电流均有合适的通路，且均工作在放大区；,6-181,讨论: 判断下列各图是否能组成复合管,在合适的外加电压下，每只管子的电流都有合适的通路，才能组成复合管。,6-182,6.9 实用放大电路举例,一、放大电路的读图方法,化整为零：按信号流通顺序将N级放大电路分为N个基本放大电路。 识别电路：分析每级电路属于哪种基本电路，有何特点。 统观总体：分析整个电路的性能特点。 定量估算：必要时需估算主要动态参数。,6-183,二、 应用举例,第一
43、级：双端输入单端输出的差放,第二级：以复合管为放大管的共射放大电路,第三级：互补输出级,动态电阻无穷大,（1）化整为零，识别电路,6-184,（2）基本性能,输入电阻为2rbe、电压放大倍数较大、输出电阻很小、最大不失真输出电压的峰值接近电源电压。,6-185,（3）判断电路的同相输入端和反相输入端,整个电路可等效为一个双端输入单端输出的差分放大电路。,同相 输入端,反相 输入端,6-186,本章要点,1. 理解放大电路的组成原则及工作原理。,2. 理解放大电路的主要性能指标及物理意义。,4. 掌握三种接法的晶体管基本放大电路的结构、特点、分析。,7. 理解差分放大电路、互补对称放大电路的结构、特点、应用。,8.掌握基本放大电路的选用。,3. 掌握放大电路的分析方法：,5.了解场效应管基本放大电路的分析方法。 6.了解多级放大电路的耦合方式及特点，了解多级放大器的分析计算方法。,6-187,END,
