1、會計學(xué)1理學(xué)放大電路理學(xué)放大電路(dinl)基礎(chǔ)基礎(chǔ)第一頁，共117頁。放大放大(fngd)電路的組成電路的組成放大電路的結(jié)構(gòu)示意放大電路的結(jié)構(gòu)示意(shy)(shy)框圖見圖框圖見圖3 31 1。圖31 放大(fngd)結(jié)構(gòu)示意圖第1頁/共117頁第二頁，共117頁。 放大電路放大電路(dinl)的主要性能指標的主要性能指標一、一、 放大放大(fngd)(fngd)倍數(shù)倍數(shù) 輸出信號的電壓和電流幅度得到(d do)了放大，所以輸出功率也會有所放大。對放大電路而言有電壓放大倍數(shù)、電流放大倍數(shù)和功率放大倍數(shù),通常它們都是按正弦量定義的。放大倍數(shù)定義式中各有關(guān)量如圖32所示。圖32 放大倍數(shù)的定義

2、第2頁/共117頁第三頁，共117頁。功率放大倍數(shù)功率放大倍數(shù)定義為定義為 (3.03)iiooio/IVIVPPAp電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)定義為定義為 (3.01)io/VVAv電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)定義為定義為 (3.02)io/IIAi第3頁/共117頁第四頁，共117頁。二、二、 輸入電阻輸入電阻 Ri 輸入電阻是表明放大電路(dinl)從信號源吸取電流大小的參數(shù)，Ri大放大電路(dinl)從信號源吸取的電流小，反之則大。Ri的定義見圖33和式(3.04)(3.04)iiiIVR圖 33 輸入電阻的定義第4頁/共117頁第五頁，共117頁。三、三、 輸出電阻輸出電阻Ro 輸出電阻是

3、表明放大(fngd)電路帶負載的能力，Ro大表明放大(fngd)電路帶負載的能力差，反之則強。Ro的定義見式(3.05)。 (3.05) 0,.o.ooSL=VRIVR第5頁/共117頁第六頁，共117頁。四、四、 通頻帶通頻帶(pndi)(pndi)00HL7.02)()(AAfAfA(3.06)相應(yīng)的頻率相應(yīng)的頻率fL稱為稱為(chn wi)下限頻率，下限頻率，fH稱為稱為(chn wi)上限頻率。上限頻率。圖 34 通頻帶的定義 放大電路的增益放大電路的增益A(f) 是頻率的函數(shù)。在低頻是頻率的函數(shù)。在低頻段和高頻段放大倍數(shù)都要下降。當段和高頻段放大倍數(shù)都要下降。當A(f)下降到下降到中

4、頻電壓放大倍數(shù)中頻電壓放大倍數(shù)A0的的 1/ 時時，即，即2第6頁/共117頁第七頁，共117頁。3.2 三種三種(sn zhn)基本組態(tài)放大電路基本組態(tài)放大電路 共發(fā)射極放大共發(fā)射極放大(fngd)電路電路一、電路一、電路(dinl)的組成的組成RcRbRLUCCiBiCiEC1C2uiVUCC : 直流電源,向 RL提供能量,給V提供適當?shù)钠肰 : 三極管,根據(jù)輸入信號的變化規(guī)律,控制直流電源所給出的電流,使在RL上獲得較大的電壓或功率Rc : 集電極電阻,將集電極電流轉(zhuǎn)換成集電極電壓，并影響放大器的電壓放大倍數(shù)Rb : 基極偏置電阻,為三極管基極提供合適的正向偏流C1、 C2 : 耦合

5、電容(電解電容),有效地構(gòu)成交流信號的通路;避免信號源與放大器之間直流電位的互相影響uo 圖35 基本共(發(fā))射(極)放大電路第7頁/共117頁第八頁，共117頁。 電路中各元件的作用如下: （1）集電極電源UCC: 其作用是為整個電路提供能源, 保證三極管的 發(fā)射結(jié)正向偏置, 集電結(jié)反向偏置。 （2）基極(j j)偏置電阻Rb: 其作用是為基極(j j)提供合適的偏置電流。 （3）集電極電阻Rc: 其作用是將集電極電流的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變 （4）耦合電容C1、 C2: 其作用是隔直流、 通交流。 （5）符號“”為接地符號, 是電路中的零參考電位。 第8頁/共117頁第九頁，共117頁。基本知

6、識：基本知識： (1) 靜態(tài)(jngti)和動態(tài) 靜態(tài)靜態(tài) 時，放大電路的工作狀態(tài)，時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱也稱直流工作狀態(tài)直流工作狀態(tài)。0iv 放大電路建立正確的靜態(tài)放大電路建立正確的靜態(tài)(jngti)(jngti)，是保證動態(tài)工作的前提。分析放大電路必須要正確地區(qū)分靜態(tài)，是保證動態(tài)工作的前提。分析放大電路必須要正確地區(qū)分靜態(tài)(jngti)(jngti)和動態(tài)，正確地區(qū)分直流通道和交流通道。和動態(tài)，正確地區(qū)分直流通道和交流通道。 動態(tài)動態(tài) 時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱交流工作狀態(tài)交流工作狀態(tài)。0iv第9頁/共117頁第十頁，共117頁。 直流通道 交流(jio

7、li)通道 直流電源和耦合電容對交流(jioli)相當于短路 即能通過(tnggu)直流的通道。從C、B、E向外看，有直流負載電阻， Rc 、Rb 。 能通過交流的電路通道。如從C、B、E向外看，有等效的交流負載電阻， Rc/RL和偏置(pin zh)電阻Rb 。 若直流電源內(nèi)阻為零，交流電流流過直流電源時，沒有壓降。設(shè)C1、 C2 足夠大，對信號而言，其上的交流壓降近似為零。在交流通道中，可將直流電源和耦合電容短路。(2) (2) 直流通道和交流通道直流通道和交流通道 (a)直流通道 (b)交流通道 圖 36 基本放大電路的直流通道和交流通道第10頁/共117頁第十一頁，共117頁。(3)

8、(3) 放大放大(fngd)(fngd)原理原理 輸入信號通過耦合電容加在三極管的發(fā)射結(jié)于是(ysh)有下列過程：o2ccc)b(cbbe1ivCvRiiiivCv三極管放大(fngd)作用 變化的 通過 轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓妮敵鯿icR第11頁/共117頁第十二頁，共117頁。 二、直流分析二、直流分析(fnx)直流分析即靜態(tài)（ui=0）分析。 所謂靜態(tài),是指輸入信號為零時放大(fngd)電路的工作狀態(tài)。 靜態(tài)分析的目的是通過直流通路分析放大(fngd)電路中三極管的工作狀態(tài)。 靜態(tài)分析有計算(j sun)法和圖解分析法兩種。（1）靜態(tài)工作狀態(tài)的計算(j sun)分析法（2）靜態(tài)工作狀態(tài)的圖解分析法

9、第12頁/共117頁第十三頁，共117頁。 （1）靜態(tài)(jngti)工作狀態(tài)的計算分析法cCCCCEBCbBECCBRIVVIIRVVI IB、IC和和VCE這些量代表的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)工作點，用這些量代表的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)工作點，用Q表示。在測試基本表示。在測試基本(jbn)放大電路時，往往測量三個電極對地的電位放大電路時，往往測量三個電極對地的電位VB、VE和和VC即可確定三極管的靜態(tài)工作狀態(tài)。即可確定三極管的靜態(tài)工作狀態(tài)。根據(jù)直流通道可對放大電路的靜態(tài)進行(jnxng)計算第13頁/共117頁第十四頁，共117頁。（2）靜態(tài)）靜態(tài)(jngti)工作狀態(tài)的圖解分析法工作狀態(tài)的圖解分析法圖

10、37 放大電路靜態(tài)(jngti)工作狀態(tài)的圖解分析放大電路的靜態(tài)工作(gngzu)狀態(tài)的圖解分析如圖37所示。第14頁/共117頁第十五頁，共117頁。1. 由直流負載列出方程 VCE=VCCICRc2. 在輸出特性曲線上確定(qudng)兩個特殊點,即可 畫出直流負載線。 直流負載線的確定(qudng)方法：VCC 、 VCC /Rc3. 在輸入(shr)回路列方程式VBE =VCCIBRb4. 在輸入特性曲線上，作出輸入負載線，兩 線的交點即是Q。5. 得到Q點的參數(shù)IBQ、ICQ和VCEQ。第15頁/共117頁第十六頁，共117頁。三、動態(tài)分析（性能指標分析） 所謂動態(tài),是指放大電路輸入

11、(shr)信號不為零時的工作狀態(tài)。當放大電路加入交流信號ui時,電路中各電極的電壓、電流都是由直流量和交流量疊加而成的。1、放大電路的、放大電路的動態(tài)動態(tài)(dngti)圖解分析法圖解分析法（1）交流(jioli)負載線 交流負載線確定方法： A.通過輸出特性曲線上的Q點做一條直線，其斜 率為-1/RL 。 圖圖 38 放大電路的動態(tài)放大電路的動態(tài) 工作狀態(tài)的圖解分析工作狀態(tài)的圖解分析第16頁/共117頁第十七頁，共117頁。B.RL= RLRc， 是交流(jioli)負載電阻。 C.交流負載線是有交流輸入信號(xnho)時Q點的運 動軌跡。 D.交流(jioli)負載線與直流負載線相交Q點。圖

12、 39 放大電路的動態(tài)圖解分析通過圖解分析，可得如下結(jié)論： 1. vi vBE iB iC vCE |-vo| 2. vo與vi相位相反； 3. 可以測量出放大電路的電壓放大倍數(shù)； 4. 可以確定最大不失真輸出幅度。(2)交流工作狀態(tài)的圖解分析第17頁/共117頁第十八頁，共117頁。波形(b xn)的失真飽和(boh)失真截止(jizh)失真 由于放大電路的工作點達到了三極管的飽和區(qū)而引起的非線性失真。對于NPN管，輸出電壓表現(xiàn)為底部失真。 由于放大電路的工作點達到了三極管的截止區(qū)而引起的非線性失真。對于NPN管，輸出電壓表現(xiàn)為頂部失真。(3) 最大不失真輸出幅度 注意：對于PNP管，由于是

13、負電源供電，失真的表現(xiàn)形式，與NPN管正好相反。第18頁/共117頁第十九頁，共117頁。2、放大、放大(fngd)電路的動態(tài)電路的動態(tài)計算分析法計算分析法（1）三極管的微變等效電路ubeucecbeibicibubeucecbeicib(a)(d )ibceuceicibubebrberbee(b)(c)圖310三極管的微變等效電路第19頁/共117頁第二十頁，共117頁。 三極管集(電)-(發(fā))射極間的等效 當三極管工作于放大區(qū)時,ic的大小只受ib控制,而與uCE無關(guān),即實現(xiàn)了三極管的受控恒流特性,ic=ib。所以,當輸入回路的ib給定時,三極管輸出回路的集電極與發(fā)射極之間,可用一個(y

14、 )大小為ib的理想受控電流源來等效,如圖310(c)所示。 iuiurbbeBBEbeuCE常數(shù) 根據(jù)三極管輸入回路結(jié)構(gòu)分析,rbe的數(shù)值可以(ky)用下列公式計算:)()(26)1 (mVmVIrrEQbbbe第20頁/共117頁第二十一頁，共117頁。 （2） 放大電路的微變等效電路 把交流(jioli)通路中的三極管,用微變等效電路代換,則可得到放大電路的微變等效電路,如圖311所示?？偨Y(jié)畫放大電路微變等效電路的方法和步驟： (1）畫出放大電路的交流(jioli)通路。 (2）用三極管的微變等效電路代替交流(jioli)通路中的三極管,畫出放大電路的微變等效電路,如圖311(a)所示。

15、rbeRbuiuoriroibRcRLibicbc(a)第21頁/共117頁第二十二頁，共117頁。rbeRbuiuoriroibRcRLrsusibiccb(b)圖311共射放大電路(dinl)的微變等效電路(dinl)(a)不考慮信號源內(nèi)阻的等效電路(dinl)；(b)考慮信號源內(nèi)阻時的等效電路(dinl)第22頁/共117頁第二十三頁，共117頁。（3）共射放大電路基本動態(tài)）共射放大電路基本動態(tài)(dngti)參數(shù)的估算參數(shù)的估算 1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù) （a）求有載電壓放大倍數(shù)）求有載電壓放大倍數(shù)Au。 RiRiuLbLcoriuRRRbebiLCL/rRriRiAbeLbebL

16、bu式中“-”表示輸入信號與輸出信號相位反相。(b）求空載(kn zi)電壓放大倍數(shù)Au。即不接負載RL,RL,第23頁/共117頁第二十四頁，共117頁。RRRRCLCL/rRAbeCLRRLC)/(RRRLCL 2）輸入電阻rirRIurbebiii/)/(21RRRbBbrrRrbebebi/當Rbrbe時 3）輸出電阻ro 在圖3-11中,根據(jù)(gnj)戴維南定理可得RrCo第24頁/共117頁第二十五頁，共117頁。 4）源電壓放大倍數(shù) 圖3-11(b)為考慮(kol)信號源內(nèi)阻時所畫出的微變等效電路,可以得出rrrurrruubesisisisi考慮信號源內(nèi)時的源電壓(diny)放

17、大倍數(shù)Aus rrrAuuuuuuAbesbeusiiosousrrRuuAbesLsous稱Aus為源電壓放大(fngd)倍數(shù)。 第25頁/共117頁第二十六頁，共117頁。 共集電極放大共集電極放大(fngd)電路電路ReUCCRbUSbReC1VC2RL UCCUi.ecRb.Uo(a)RSICQUCEIEQUBEIBQ(b) 圖3-12 共集電極放大(fngd)電路(a)共集電極放大(fngd)電路; (b)直流通路 第26頁/共117頁第二十七頁，共117頁。USbReVUi.ec(c)RbRLUo.RSRb(d)rbeeIbUo.bIc.ReIe.RLUSUi.RSc 圖3-12

18、共集電極放大電路 (c)交流(jioli)通路; (d)微變等效電路 第27頁/共117頁第二十八頁，共117頁。eEQCCCEQCQBQbeBEQCCEQCQeEQBEQbBQCCRIUUIIRRUUIIRIURIU1即得 第28頁/共117頁第二十九頁，共117頁。 2) 動態(tài)分析 （1）電壓(diny)放大倍數(shù)可由圖3-12（d）所示的微變等效電路得出。 因為 LbebLebebiLeLLbLoRIrIRIrIURRRRIRIU)1 (/)1 (所以(suy) 1)1 ()1 ()1 ()1 (LbeLLbbebLbioRrRRIrIRIUUA第29頁/共117頁第三十頁，共117頁。

19、由于式中的（1+）RLrbe，因而 略小于1，又由于輸出、輸入同相位，輸出跟隨輸入，且從發(fā)射極輸出，故又稱射極輸出器或射極跟隨器，簡稱射隨器。 （2）輸入電阻ri可由微變等效電路得出，由 ri=Rb/rbe+（1+）RL可見，共集電極電路的輸入電阻很高，可達幾十千歐到幾百千歐。 （3）輸出電阻ro可由圖3-13的等效電路來求得。將信號源短路，保留其內(nèi)阻，在輸出端去掉RL，加一交流(jioli)電壓 ，產(chǎn)生電流 ，則： uAoUoI第30頁/共117頁第三十一頁，共117頁。RbrbeeIbUo.bReIb.RSIe.Io.c 圖3-13 計算(j sun)ro等效電路 第31頁/共117頁第三

20、十二頁，共117頁。bSbeobSbeebSbeebSbeeooobSbeobeobSbeobSbeobbboRRrrRRrRRRrRRRrRIUrRRrUIRURRrURRrUIIII/)/()1 ()/()1 ()/(/)1 (式中 所以(suy) 通常(tngchng) 故 第32頁/共117頁第三十三頁，共117頁。 由上式可見，射極輸出器的輸出電阻很小，若把它等效(dn xio)成一個電壓源，則具有恒壓輸出特性。 3）射極輸出器的特點及應(yīng)用 雖然射極輸出器的電壓放大倍數(shù)略小于1，但輸出電流 是基極電流的（1+）倍。它不但具有電流放大和功率放大的作用，而且具有輸入電阻高、輸出電阻低的特

21、點。 由于射極輸出器輸入電阻高，向信號源汲取的電流小，對信號源影響也小，因而一般用它作輸入級。又由于它的輸出電阻小，負載能力強，當放大器接入的負載變化時，可保持輸出電壓穩(wěn)定，適用于多級。 eI第33頁/共117頁第三十四頁，共117頁。 同時它還可作為中間隔離級。在多級共射極放大電路耦合中，往往(wngwng)存在著前級輸出電阻大，后級輸入電阻小而造成的耦合中的信號損失，使得放大倍數(shù)下降。利用射極輸出器輸入電阻大、輸出電阻小的特點，可與輸入電阻小的共射極電路配合，將其接入兩級共射極放大電路之間，在隔離前后級的同時，起到阻抗匹配的作用。第34頁/共117頁第三十五頁，共117頁。 共基極放大共基

22、極放大(fngd)電路電路1. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 在圖在圖2.21所示的共基極放大電路中，如果忽略所示的共基極放大電路中，如果忽略IBQ對對Rb1、Rb2分壓電路中電流的分流分壓電路中電流的分流(fn li)作用，則作用，則)(1)(212212ceCQCCCEQEQBQebbbCCeBEQBeEEQCQbbbCCBRRIUUIIRRRRURUURUIIRRRUU第35頁/共117頁第三十六頁，共117頁。ReRb2C2CbC1ReUCCRLRSUSRb1Ui.eVcUo.(a)b 圖314 共基極放大(fngd)電路（a）共基極放大(fngd)電路;（b）交流通路;（c）微變等效電路 第36

23、頁/共117頁第三十七頁，共117頁。 圖314 共基極放大(fngd)電路（a）共基極放大(fngd)電路;（b）交流通路;（c）微變等效電路 Ie.Ic.(b)ReRcRLRSUSUi.VcUo.ebIb.第37頁/共117頁第三十八頁，共117頁。 圖314 共基極放大電路(dinl)（a）共基極放大電路(dinl);（b）交流通路;（c）微變等效電路(dinl) Re(c)rorbecRceririIbIc.bUo.RLUSRSUi.Ib.Io.ro第38頁/共117頁第三十九頁，共117頁。 2. 動態(tài)分析 （1）放大倍數(shù)(bish)。利用圖314（c）的微變等效電路，可得 式中 b

24、eLioubeciLcLLbLcorRUUArIURRRRIRIU/第39頁/共117頁第四十頁，共117頁。 共基極放大電路的電壓放大倍數(shù)在數(shù)值(shz)上與共射極電路相同，但共基極放大電路的輸入與輸出是同相位的。 （2）輸入電阻。當不考慮Re的并聯(lián)支路時， eiibebbbeeiiRrrrIIrIUr/1)1 ( 當考慮(kol)Re時， 第40頁/共117頁第四十一頁，共117頁。 （3）輸出電阻。在圖314（c）的微變等效電路中，電流源 開路， roRc 3. 共基極放大電路的特點及應(yīng)用(yngyng) 共基極放大電路的特點是輸入電阻很小，電壓放大倍數(shù)較高。這類電路主要用于高頻電壓放大

25、電路。 bI第41頁/共117頁第四十二頁，共117頁。附：三極管放大電路三種基本組態(tài)(z ti)的比較 共發(fā)射極電路共集電極電路共基極電路電路形式AuriroC1RcC2RLUCCUi.Rb2ReCeUo.Rb1RoriC1C2RL UCCUSReUo.RbriRSUi.brocCbRcC2RL UCCRb2ReC1Uo.Rb1RiRoUi.beLrR1)1 ()1 (LbeLRrRbeLrRbebbRRR/21大）()1 (/LbebRrR?。?(1/(beerRcR小）()1/(SbbeeRRrRcR第42頁/共117頁第四十三頁，共117頁。應(yīng)用一般放大，多級放大器的中間級輸入級、輸出

26、級或阻抗變換、緩沖（隔離）級高頻放大、寬頻帶放大震蕩及恒流電源場效應(yīng)管放大場效應(yīng)管放大(fngd)電路電路 由于場效應(yīng)管具有輸入電阻高的特點，它適用于作為多級放大電路的輸入級，尤其對高內(nèi)阻的信號源，采用場放管才能有效地放大。場效應(yīng)管與晶體三極管比較，源極、漏極、柵極相當于發(fā)射極、集電極、基極，即Se，Dc，Gb。場效應(yīng)管有共源極放大電路和源極輸出器兩種電路。下面就這兩種電路進行(jnxng)靜態(tài)和動態(tài)分析。第43頁/共117頁第四十四頁，共117頁。一、場效應(yīng)管放大電路的靜態(tài)分析一、場效應(yīng)管放大電路的靜態(tài)分析 場效應(yīng)管是電壓控制器件，它沒有偏流，關(guān)鍵是建立場效應(yīng)管是電壓控制器件，它沒有偏流，關(guān)

27、鍵是建立(jinl)適當?shù)臇旁雌珘哼m當?shù)臇旁雌珘篣GS。 1. 自偏壓電路分析自偏壓電路分析 結(jié)型場效應(yīng)管常用的自偏壓電路如圖結(jié)型場效應(yīng)管常用的自偏壓電路如圖315所示。在漏極電源作用下所示。在漏極電源作用下 )(0SDDDDDSSDSDSGGSRRIUURIRIUUU 這種電路不宜用增強型MOS管，因為靜態(tài)(jngti)時該電 路不能使管子開啟（即ID=0）。第44頁/共117頁第四十五頁，共117頁。C1RDVC2RL UDDUi.GRGRSCSDSIDUo. 圖圖315 自偏壓自偏壓(pin y)電路圖電路圖 第45頁/共117頁第四十六頁，共117頁。 2. 分壓式自偏壓電路 分壓式偏

28、置電路如圖316所示，其中(qzhng)RG1和RG2為分壓電阻， SDGGGDDSDGGSRIRRRURIUU212 式中UG為柵極電位(din wi)，對N溝道耗盡型管，UGS0，所以，IDRSUG；對N溝道增強型管，UGS0，所以IDRSUG。第46頁/共117頁第四十七頁，共117頁。C1RDC2 UDDUi.GRG2RSCSDSIDUo.RG3RG1 圖316分壓式偏置(pin zh)電路 第47頁/共117頁第四十八頁，共117頁。 二、 場效應(yīng)管放大電路(dinl)的等效電路(dinl)及動態(tài)分析 1. 場效應(yīng)管等效電路(dinl) 場效應(yīng)管與晶體三極管等效電路(dinl)對照圖

29、如圖317所示，由于場效應(yīng)管輸入電阻rgs很大，故輸入端可看成開路。 2. 動態(tài)分析 場效應(yīng)管放大電路的動態(tài)分析可采用圖解法和微變等效電路分析法，其分析方法和步驟與晶體管放大電路相同，下面以圖316電路為例，用微變等效電路來進行分析。 1）接有電容(dinrng)CS的情況 圖316電路的微變等效電路如圖318（a）所示。第48頁/共117頁第四十九頁，共117頁。rbeebc(a)Ube.Ic.Ib.IbUce.SG(b)UGS.UDS.DID.gmUGS. 圖317場效應(yīng)管與晶體(jngt)三極管等效電路對照圖 (a)三極管等效電路； (b)場效應(yīng)管等效電路 第49頁/共117頁第五十頁，

30、共117頁。(a)RDUi.Uo.RLGIi.RG3RG1RG2UGSUGS.gmD.S 圖318 圖316的場效應(yīng)管等效電路 （a）接有CS時的等效電路（b）CS開路(kil)時的等效電路 第50頁/共117頁第五十一頁，共117頁。 圖318 圖316的場效應(yīng)管等效電路 （a）接有CS時的等效電路（b）CS開路(kil)時的等效電路 (b)RDUi.Uo.RLGRG3RG2RG1UGSDUGS.gmRSS.第51頁/共117頁第五十二頁，共117頁。DoGSmGSGGGGiiLmiouGSiLDLLGSmoRrUgURRRRIUrRgUUAUURRRRUgU開路）(00)/(/3213由圖

31、可知(k zh) 電壓(diny)放大倍數(shù) 輸入電阻 輸出電阻，當 0iU時， 則恒流 所以(suy) 第52頁/共117頁第五十三頁，共117頁。 2）電容CS開路(kil)情況 其等效電路如圖318(b)所示。 由圖可知DoGGGGiiiSmLmiouSmGSSGSmGSiLGSmoRrRRRRIUrRgRgUUARgURUgUURUgU3213)/(1)1 (電壓(diny)放大倍數(shù) 輸入電阻與輸出電阻 第53頁/共117頁第五十四頁，共117頁。3.3 差分差分(ch fn)放大電路放大電路 差分放大差分放大(fngd)電路的工作原理電路的工作原理一、電路組成及靜態(tài)一、電路組成及靜態(tài)(

32、jngti)分析分析圖319為典型差動放大電路, 它是由兩個完全對稱的共發(fā)射極電路組成的。1. 靜態(tài)工作點的計算靜態(tài)工作點的計算 當輸入信號為零時, 放大電路的直流通路如圖321所示, 由基極回路可得直流電壓方程式為URIURIEEeBEQbBQRe(3. 1)第54頁/共117頁第五十五頁，共117頁。RcRcRb UCCuoui1V2V1Rb UEEReui23 k3 kRP 12 V RP:調(diào)零電位器， 保證輸入電壓為 零時，輸出電壓 也為零2.2 k2.2 k2.2 k220 輔助電源:與Re配合， 解決Re大阻值與提供 合適的Q點的矛盾 Re:射極公共電阻， 可以穩(wěn)定Q點及抑 制零漂

33、圖 319 典型(dinxng)差動放大電路第55頁/共117頁第五十六頁，共117頁。1221RRUUIIbeBEQEEBQEQ (3. 2) )(221212112121RRIUUUUIIIIIIRUIIecCQEECCCEQCEQCQBQBQEQCQCQeEEEQEQ (3. 3) (3. 4) (3. 5) (3. 6)第56頁/共117頁第五十七頁，共117頁。RcRcRbuoui1V2V1Rb UEEReui2 UCC 圖 320無調(diào)零電位器的差放電(fng din)路 第57頁/共117頁第五十八頁，共117頁。RbUOUCEQ1Rb UEE UCCIRUCEQ2eIEQ2IEQ

34、1IBQ1IBQ2ICQ1ICQ2Re 圖 3 2 1 直 流 通(litng)路第58頁/共117頁第五十九頁，共117頁。uuuidii2121(3. 7) 共模輸入(shr)信號常用uic來表示。共模輸入(shr)電路如圖4.8所示, 由圖可得 uuuiiic21 (3. 8)第59頁/共117頁第六十頁，共117頁。)(2121uuuiiic 共模信號(xnho)為兩輸入信號(xnho)的算術(shù)平均值, 用uic表示, 即(3. 10)uuuiiid21(3. 9)差模信號(xnho)為兩輸入信號(xnho)之差, 用uid表示, 即uuuuuuicidiicidi2221 3. 11)

35、 (3. 12)第60頁/共117頁第六十一頁，共117頁。 圖322 差模輸入(shr)電路 RbuodV1Rb UEE UCCReV2iB1iC1RciC2Rcui1ui2uidiE1iB2iE2第61頁/共117頁第六十二頁，共117頁。RbuocV1RbiB1iC1RciC2RcuiciB2V2iE1 UCCui1ReiE2 UEEui2 圖323 共模(n m)輸入電路第62頁/共117頁第六十三頁，共117頁。RrRuuuuuuuuAbbecioiiooidodud22112121(3. 13)當在兩個管子(gun zi)的集電極接上負載RL時,第63頁/共117頁第六十四頁，共1

36、17頁。RbuocV1Rbib1ic1Rcic2Rcib2V2ie1ie2ui2uicuo1uo22Re2Reui1uic 圖 324 差模輸入(shr)時的交流通路第64頁/共117頁第六十五頁，共117頁。)2/(RRRRrRALcLbbeLud(3. 14)其中(qzhng)由電路(dinl)可得差模輸入電阻為)(2rRrbebid（3. 15）電路(dinl)的兩集電極之間的差模輸出電阻為Rrcod2（3. 16）3) 對共模信號的抑制作用第65頁/共117頁第六十六頁，共117頁。RbuocV1Rbib1ic1Rcic2Rcib2V2ie1ie2ui2uicuo1uo22Re2Reu

37、i1uic第66頁/共117頁第六十七頁，共117頁。021uuuuuAicococicocuc（3. 17）IIIEQEQ2121（3. 18）第67頁/共117頁第六十八頁，共117頁。RbuoV1RbRcRcV2iE1ui2iE2ui1R3V3R1R2恒流源 UEE UCCueiC3圖326 恒流源差動放大(fngd)電路圖第68頁/共117頁第六十九頁，共117頁。uAuAuicucidudo（3. 19）)(lg20dBAAKAAKucudCMRucudCMR（3. 20）（3. 21）第69頁/共117頁第七十頁，共117頁。第70頁/共117頁第七十一頁，共117頁。 信號(xn

38、ho)也可以從V2的集電極輸出, 此時式中無負號, 表示同相輸出。 RRRrRRAALcLbeBLudud/)(2211其中(qzhng)（3. 22）第71頁/共117頁第七十二頁，共117頁。Rbuo1V1RbRcRcV2ui2ui1I UEE UCCRL 圖327 雙端輸入、 單端輸出(shch)差放電路 第72頁/共117頁第七十三頁，共117頁。RbuoV1RbRcRcV2uiI UEE UCC圖328 單端輸入、 雙端輸出差動放大(fngd)電路第73頁/共117頁第七十四頁，共117頁。 2 單端輸入、單端輸入、 雙端輸出雙端輸出 將差放電路的一個輸入端接地將差放電路的一個輸入端

39、接地, 信號只從另一個輸入端輸入信號只從另一個輸入端輸入, 這種連接方式稱為單端輸入這種連接方式稱為單端輸入, 。 3 單端輸入、單端輸入、 單端輸出單端輸出 電路如圖電路如圖329所示所示, 由于單端輸入與雙端輸入情況由于單端輸入與雙端輸入情況(qngkung)相同相同, 因而單端輸入、單端輸出電路計算與雙端輸入因而單端輸入、單端輸出電路計算與雙端輸入、 單端輸出電路計算相同。單端輸出電路計算相同。 第74頁/共117頁第七十五頁，共117頁。 圖 329 單端輸入(shr)差放電路的交流通路 RbuoRbRcRcuiube1ube2r 第75頁/共117頁第七十六頁，共117頁。3.4 互

40、補互補(h b)對稱功率放大電路對稱功率放大電路 第76頁/共117頁第七十七頁，共117頁。第77頁/共117頁第七十八頁，共117頁。iCQuCE(a)iCQOuCEiB0iCQOuCEiB0(b)(c) 圖 330功率放大器工作(gngzu)狀態(tài)的分類（a） 甲類; （b） 乙類; （c） 甲乙類 第78頁/共117頁第七十九頁，共117頁。第79頁/共117頁第八十頁，共117頁。第80頁/共117頁第八十一頁，共117頁。ui2tuo02t UCCV1V2uiib2ib1ie1ie2 UCCuoRL 圖331雙電源乙類互補對稱(duchn)功率放大器 第81頁/共117頁第八十二頁，

41、共117頁。第82頁/共117頁第八十三頁，共117頁。LCCCESCCLomCCoCESCCoLomomomoooRUUURPUUUUURUUIUIP22maxmax221)(212121（） （）若忽略(hl)UCES, 則 第83頁/共117頁第八十四頁，共117頁。LCCDCaxCComLCComDCLomomomDCRUPUURUIPRIItdtII20222)()sin(21 （ ） （ ） 3） 效率(xio l) %5 .78%1004%100maxDComPP（ ） 第84頁/共117頁第八十五頁，共117頁。4） 管耗PC maxmaxmax2max1maxmax222ma

42、x22 . 0214 . 042212OCCCOOLCCCCCLomCCLODCCPPPPPPRUPURUURPPP 可求得當Uom=0.63UCC 時, 三極管消耗(xioho)的功率最大, 其值為 （ ） （ ） 每個管子(gun zi)的最大功耗為 第85頁/共117頁第八十六頁，共117頁。第86頁/共117頁第八十七頁，共117頁。 12 VV1V2ui 12 VuoRL1000 Hz(a)uot交越失真(b)O 圖 332交越失真波形（a）演示(ynsh)電路; （b） 輸出波形 第87頁/共117頁第八十八頁，共117頁。第88頁/共117頁第八十九頁，共117頁。 UCCV3V

43、4ui UCCuoRLR3V2V1R2R1 圖333 甲乙類互補(h b)對稱功率放大電路 第89頁/共117頁第九十頁，共117頁。甲乙類互補對稱甲乙類互補對稱(duchn)功率放大電路功率放大電路 第90頁/共117頁第九十一頁，共117頁。ibbie1 ib2V2ic1icic2ieibicieVV1ecbce(a)ibbie1 ib2V2ic1icic2ieibicieVV1ecbce(b)ibbic1 ib2V2ie1icic2ieibicieVV1ecbce(c)ibbic1 ib2V2ie1icic2ieibicieVV1ecbce(d) 圖 334 復(fù)合管(a) NPN型(一)

44、; (b) PNP型(一); (c) NPN型(二); (d) PNP型(二)第91頁/共117頁第九十二頁，共117頁。21212111121112211121)1 (bbbbbbbccbciiiiiiiiiii 復(fù)合管雖有電流放大倍數(shù)高的優(yōu)點, 但它的穿透電流較大, 且高頻特性(txng)變差。為了減小穿透電流的影響, 常在兩只晶體管之間并接一個泄放電阻R, 如圖335所示, 第92頁/共117頁第九十三頁，共117頁。V1RV2ICEO1 圖 335 接有泄放電阻(dinz)的復(fù)合管 第93頁/共117頁第九十四頁，共117頁。第94頁/共117頁第九十五頁，共117頁。第95頁/共11

45、7頁第九十六頁，共117頁。21第96頁/共117頁第九十七頁，共117頁。第97頁/共117頁第九十八頁，共117頁。圖 336 集成運放(yn fn)驅(qū)動的OTL功率放大器 R410 kV1V2V3R510 kR8240 V5V4R622 V6V7R100.5 R7210 R90.5 R236 kR122 kC110 F / 50 VuiR336 k2436 VAR11100 kC210 F / 50 V8 uo第98頁/共117頁第九十九頁，共117頁。第99頁/共117頁第一百頁，共117頁。R410 kV1V2V3R510 kR8240 V5V4R622 V6V7R100.5 8 R

46、7210 R90.5 R3100 kR122 kC25 F / 25 VC15 F / 25 Vu1R222 k18 V18 VAuo集成(j chn)運放驅(qū)動的OCL功率放大器 第100頁/共117頁第一百零一頁，共117頁。多級放大電路多級放大電路(dinl)的放大的放大倍數(shù)：倍數(shù)： niinAAAAAA1=321耦合形式耦合形式(xngsh)(xngsh)零點零點(ln din)(ln din)漂移漂移 問題提出問題提出 前面所述的單管放大電路，在實際運用中各前面所述的單管放大電路，在實際運用中各項性能指標很難滿足要求，所以需要采用多級放項性能指標很難滿足要求，所以需要采用多級放大電路，

47、來滿足實際要求。大電路，來滿足實際要求。 多級放大器級間耦合的條件是把前級的輸出多級放大器級間耦合的條件是把前級的輸出信號盡可能多地傳給后級，同時要保證前后級晶體管信號盡可能多地傳給后級，同時要保證前后級晶體管均處于放大狀態(tài)，實現(xiàn)不失真的放大。均處于放大狀態(tài)，實現(xiàn)不失真的放大。3.4 多級放大電路多級放大電路 第101頁/共117頁第一百零二頁，共117頁。耦合形式(xngsh) 多級放大電路的連接，產(chǎn)生了單元電路間的級聯(lián)問題，即耦合問題。放大電路的級間耦合必須要保證信號的傳輸，且保證各級的靜態(tài)多級放大電路的連接，產(chǎn)生了單元電路間的級聯(lián)問題，即耦合問題。放大電路的級間耦合必須要保證信號的傳輸，

48、且保證各級的靜態(tài)(jngti)(jngti)工作點正確。工作點正確。 耦合電路采用直接連接耦合電路采用直接連接(linji)(linji)或電阻連接或電阻連接(linji)(linji)，不采用電抗性元件。不采用電抗性元件。級間采用電容或變壓器耦合。級間采用電容或變壓器耦合。電抗性元件耦合，只能傳輸交流信號，電抗性元件耦合，只能傳輸交流信號，漂移信號和低頻信號不能通過。漂移信號和低頻信號不能通過。直接耦合電路可傳輸?shù)皖l甚至直流信號，因而直接耦合電路可傳輸?shù)皖l甚至直流信號，因而緩慢變化的漂移信號也可以通過直接耦合放大電路。緩慢變化的漂移信號也可以通過直接耦合放大電路。直接耦合直接耦合電抗性元件耦

49、合電抗性元件耦合根據(jù)輸入信號的根據(jù)輸入信號的性質(zhì)性質(zhì)，就可決定級間耦合電路的形式。，就可決定級間耦合電路的形式。第102頁/共117頁第一百零三頁，共117頁。 耦合電路耦合電路(dinl)(dinl)的簡化形式如圖的簡化形式如圖3 33737所示。所示。 直接耦合或電阻耦合使各放大級的工作點互相影響，應(yīng)認真加以解決；阻容耦合使前后級相對獨立，靜態(tài)工作點Q互不影響，可抑制溫漂；變壓器耦合可實現(xiàn)(shxin)阻抗變換（不常用）。 (a)阻容耦合 (b)直接耦合 (c)變壓器耦合 圖337 耦合電路的形式第103頁/共117頁第一百零四頁，共117頁。零點零點(ln din)(ln din)漂移漂

50、移零點零點(ln (ln din)din)漂漂移移 是三極管的工作是三極管的工作(gngzu)(gngzu)點隨時間而點隨時間而逐漸偏離原有靜態(tài)值的現(xiàn)象。逐漸偏離原有靜態(tài)值的現(xiàn)象。產(chǎn)生零點漂移的主要原因是溫度的影響，產(chǎn)生零點漂移的主要原因是溫度的影響，所以有時也用溫度漂移或時間漂移來表示。所以有時也用溫度漂移或時間漂移來表示。工作工作(gngzu)(gngzu)點參數(shù)的變化往往由相應(yīng)的指標來衡量。點參數(shù)的變化往往由相應(yīng)的指標來衡量。 一般將在一定時間內(nèi)，或一定溫度變化一般將在一定時間內(nèi)，或一定溫度變化范圍內(nèi)的輸出級工作點的變化值除以放大倍數(shù)，范圍內(nèi)的輸出級工作點的變化值除以放大倍數(shù)，即將輸出級

51、的漂移值歸算到輸入級來表示的。即將輸出級的漂移值歸算到輸入級來表示的。例如例如 V/ C 或或 V/min 。第104頁/共117頁第一百零五頁，共117頁。直接直接(zhji)(zhji)耦合放大電路的構(gòu)成耦合放大電路的構(gòu)成 直接耦合或電阻耦合使各放大級的工作點互相影響直接耦合或電阻耦合使各放大級的工作點互相影響(yngxing)，這是構(gòu)成直接耦合多級放大電路時必須要加以解決的問題。，這是構(gòu)成直接耦合多級放大電路時必須要加以解決的問題。電位電位(din wi)(din wi)移動直接耦移動直接耦合放大電路合放大電路NPN+PNP組合電平移組合電平移動直接耦合放大電路動直接耦合放大電路電流源電

52、平移動放大電路電流源電平移動放大電路(1)(1)(2)(2)(3)(3)第105頁/共117頁第一百零六頁，共117頁。電位電位(din wi)(din wi)移動直接耦合移動直接耦合放大電路放大電路(1)(1) 于是于是 VC1=VB2 VC1=VB2 VC2= VB2+ VCB2 VC2= VB2+ VCB2VB2VB2（ VC1 VC1 ）這樣，集電極電位就要逐級提高，為此后面的放大級要加入這樣，集電極電位就要逐級提高，為此后面的放大級要加入(jir)(jir)較大的發(fā)射極較大的發(fā)射極電阻，從而無法設(shè)置電阻，從而無法設(shè)置正確的工作點。這種正確的工作點。這種方式只適用于級數(shù)較方式只適用于級

53、數(shù)較少的電路。少的電路。 如果將基本放大如果將基本放大(fngd)(fngd)電路去掉耦合電容，前后級直接連接，如圖電路去掉耦合電容，前后級直接連接，如圖3 33838所示。所示。 圖338 前后級的直接耦合 第106頁/共117頁第一百零七頁，共117頁。(2)(2)NPN+PNP組合電平移動組合電平移動直接耦合放大直接耦合放大(fngd)電電路路 級間采用級間采用NPNNPN管和管和PNPPNP管搭配的方式，如圖管搭配的方式，如圖3 33939所示。所示。由于由于NPNNPN管集電極電位高于基極管集電極電位高于基極(j j)(j j)電位，電位，PNPPNP管集電極管集電極電位電位低于基極

54、低于基極(j j)(j j)電位，電位，它們的組合使用它們的組合使用可避免集電極電可避免集電極電位的逐級升高。位的逐級升高。 圖339 NPN和PNP管組合(zh)第107頁/共117頁第一百零八頁，共117頁。電流源電平移動電流源電平移動(ydng)放放大電路大電路(3)(3) 電流源在電路中的作用實際上是個有源負載，其上的直流壓降小，通過電流源在電路中的作用實際上是個有源負載，其上的直流壓降小，通過R1R1上的壓降可實現(xiàn)直流電平移動。但電流源交流電阻大，上的壓降可實現(xiàn)直流電平移動。但電流源交流電阻大，在在R1R1上的信號損失相上的信號損失相對較小，從而對較小，從而(cng r)(cng r

55、)保證信保證信號的有效傳遞。同時號的有效傳遞。同時, ,輸出端的直流電平并輸出端的直流電平并不高，實現(xiàn)了直流電不高，實現(xiàn)了直流電平的合理移動。平的合理移動。 在模擬集成電路在模擬集成電路(jchng-dinl)(jchng-dinl)中常采用一種電流源電平移動電路，如圖中常采用一種電流源電平移動電路，如圖3 34040所示。所示。 圖340 電流源電平移動電路 第108頁/共117頁第一百零九頁，共117頁。多級放大電路多級放大電路(dinl)(dinl)電壓放大倍數(shù)的電壓放大倍數(shù)的計算計算 在求分立元件多級放大電路的電壓放大倍數(shù)時有兩種處理在求分立元件多級放大電路的電壓放大倍數(shù)時有兩種處理(

56、chl)(chl)方法。方法。輸入電阻法輸入電阻法開路開路(kil)(kil)電電壓法壓法 一是將后一級的輸入電阻作為前一級的一是將后一級的輸入電阻作為前一級的負載考慮，即將第二級的輸入電阻與第一級負載考慮，即將第二級的輸入電阻與第一級集電極負載電阻并聯(lián)。集電極負載電阻并聯(lián)。 二是將后一級與前一級開路，計算前二是將后一級與前一級開路，計算前一級的開路電壓放大倍數(shù)和輸出電阻，并一級的開路電壓放大倍數(shù)和輸出電阻，并將其作為信號源內(nèi)阻加以考慮，共同作用將其作為信號源內(nèi)阻加以考慮，共同作用到后一級的輸入端。到后一級的輸入端。第109頁/共117頁第一百一十頁，共117頁。 現(xiàn)以圖現(xiàn)以圖3 34141的兩級放大的兩級放大(fngd)(fngd)電路為例加以說明，有關(guān)參數(shù)示于圖電路為例加以說明，有關(guān)參數(shù)示于圖3 34141中。三極管的參數(shù)為中。三極管的參數(shù)為 1= 2= =100，VBE1=VBE2=0.7 V。計算總電。計算總電壓壓(diny)放大倍數(shù)。放大倍數(shù)。用輸入電阻法用輸入電阻法計算。計算。 圖341 兩級放大電路(dinl)計算例 第110頁/共117頁第一百一十一頁，共117頁。用輸入電阻法求電壓用輸入電阻法求電壓(diny)(diny)增益