第三章功率放大電路第一頁，共五十九頁，2022年，8月28日上次課的內(nèi)容靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定對波形失真的影響分壓式靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的工作原理共射極放大電路的特點(diǎn)共集電極放大電路的靜、動(dòng)態(tài)分析共集電極放大電路的特點(diǎn)及適用場合第二頁，共五十九頁，2022年，8月28日耦合方式：直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合。

3-1多級放大電路及耦合方式耦合：即信號的傳送。多級放大電路對耦合電路要求：1.靜態(tài)：保證各級Q點(diǎn)設(shè)置2.動(dòng)態(tài):傳送信號。第一級放大電路輸入輸出第二級放大電路第n級放大電路……第n-1

級放大電路功放級要求：波形不失真，減少壓降損失。

第三頁，共五十九頁，2022年，8月28日解決方法:提高后級的射極電位,

加RE2提高了T1的輸出電壓,使T2有合適的Q點(diǎn)。

問題1:前后級Q點(diǎn)相互影響。+VCCvoRC2T2viRC1R1T1R2RE2直接耦合電路的問題第四頁，共五十九頁，2022年，8月28日問題

2:零點(diǎn)漂移。前一級的溫漂將作為后一級的輸入信號，使得當(dāng)

vi

等于零時(shí)，vo不等于零。viRC1R1T1+VCCvoRC2T2R2RE2vot0有時(shí)會(huì)將有用信號淹沒解決方法:差動(dòng)電路。

第五頁，共五十九頁，2022年，8月28日阻容耦合多級放大器的分析?

前級的輸出阻抗是后級的信號源內(nèi)阻。?

后級的輸入阻抗是前級的負(fù)載。1.兩級之間的相互影響2.電壓放大倍數(shù)（以兩級為例）注意：在計(jì)算前級放大倍數(shù)時(shí)，要把后級的輸入阻抗作為前級的負(fù)載電阻！擴(kuò)展到n級第六頁，共五十九頁，2022年，8月28日設(shè):

1=2=50,rbe1=2.9k,rbe2=1.7k

例:前級后級+ＵCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2第七頁，共五十九頁，2022年，8月28日關(guān)鍵:考慮級間影響。1.靜態(tài):

Q點(diǎn)同單級。2.動(dòng)態(tài)性能:方法:ri2=RL1ri2+ＵCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2第八頁，共五十九頁，2022年，8月28日考慮級間影響2ri

,

ro

:概念同單級1rirori2+ＵCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2第九頁，共五十九頁，2022年，8月28日微變等效電路:ri2+ＵCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2RE1R2R3RC2RLRSR1第十頁，共五十九頁，2022年，8月28日1.ri

=R1//[rbe1

+（

+1)RL1']其中:RL1=RE1//ri2=RE1//R2//R3

//rbe2=RE1//RL1

=RE1//ri2=27//1.71.7k

ri

=1000//(2.9+51×1.7)82k2.ro

=RC2=10kRE1R2R3RC2RLRSR1第十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日3.中頻電壓放大倍數(shù):其中：RE1R2R3RC2RLRSR1第十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日RE1R2R3RC2RLRSR1第十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日阻容耦合多級放大電路小結(jié)(1)由于電容的隔直作用，各級放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，分別估算。(2)前一級的輸出電壓是后一級的輸入電壓。(3)后一級的輸入電阻是前一級的交流負(fù)載電阻。(4)總電壓放大倍數(shù)=各級放大倍數(shù)的乘積。(5)總輸入電阻ri即為第一級的輸入電阻ri1。(6)總輸出電阻即為最后一級的輸出電阻。可以看出，射極輸出器接在多級放大電路的首級可提高輸入電阻；接在末級可減小輸出電阻；接在中間級可起阻抗匹配作用，從而改善放大電路的性能。第十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日舉例：P.122.3.30第十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日本次課內(nèi)容放大電路的頻率響應(yīng)（幅頻特性、帶寬、下限截止頻率、上限截止頻率）放大電路的耦合方式及特點(diǎn)和問題阻容耦合放大電路的靜態(tài)分析阻容耦合放大電路的動(dòng)態(tài)分析（電壓放大倍數(shù)、輸入阻抗、輸出阻抗、帶寬）第十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日上次課內(nèi)容放大電路的頻率響應(yīng)放大電路的耦合多級阻容耦合放大電路的靜動(dòng)態(tài)分析第十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對稱。3-2差動(dòng)放大電路vi1vi2voRCR1T1RBRCR1T2RB3.2.1差動(dòng)放大電路的工作情況+VCC第十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日一.輸入信號的分類(1)差模(differentialmode)輸入vi1-vi2=vd(2)共模(commonmode)

輸入(vi1

+vi2)/2=vC(3)比較輸入

任意輸入的信號vi1、vi2，都可分解成差模分量和共模分量。第十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日二.共模信號（零漂）的抑制vo=VC1-VC2

=0當(dāng)vi1

=

vi2=0

時(shí)：vo=(VC1+vC1

)-(VC2+vC2)=0當(dāng)溫度變化時(shí)：+VCCvovi1RCR1T1RBRCR1T2RBvi2第二十頁，共五十九頁，2022年，8月28日三.共模電壓放大倍數(shù)Avc+VCCvovi1RCR1T1RBRCR1T2RBvi2共模輸入信號：

vi1=vi2=vC

（大小相等，極性相同）共模電壓放大倍數(shù)：（很小，一般遠(yuǎn)小于1)但因電路兩側(cè)不可能完全對稱，vo

0第二十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日vovi1RCR1T1RBRCR1T2RBvi2四.差模電壓放大倍數(shù)Avd差模輸入信號：

vi1=-vi2=vd

/2（大小相等，極性相反）(很大，一般大于1)設(shè)vC1=VC1+vC1

，vC2=VC2+vC2

。因vi1=-vi2，

vC1=-vC2

vo=vC1-vC2=vC1-vC2=2vC1

差模電壓放大倍數(shù)：+VCC第二十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日五.共模抑制比(KCMR)的定義例:

Avd=-200

Avc=0.1KCMR=20lg(-200)/0.1=66dBKCMR=KCMR

(dB)=(分貝)第二十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日②為了使左右平衡，設(shè)置了調(diào)零電位器RP

。

3.2.2典型差動(dòng)放大電路特點(diǎn)：①加入射極電阻RE；加入負(fù)電源-VEE

，采用正負(fù)雙電源供電。vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEE一、靜態(tài)分析RP第二十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日雙電源的作用：（1）使信號變化幅度加大。（2）IB1、IB2可由負(fù)電源-VEE提供。vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEE第二十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日ICIE

=2ICVEVBEIBIC溫度TRE的作用

設(shè)vi1

=vi2

=0自動(dòng)穩(wěn)定RE具有強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔?產(chǎn)生的反饋信號是單管放大時(shí)的兩倍。抑制溫度漂移，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEE第二十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日RRvovid+VCCRCT1RBRCT2RBRE–VEE二、動(dòng)態(tài)分析第二十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日RE對差模信號作用ib2

,ic2

vi1

vi2ib1

,ic1ic1

=-ic2iRE

=ie1+

ie2

=0vRE

=0RE對差模信號不起作用RRvovid+VCCRCT1RBRCT2RBRE–VEEib2ib1ic2ic1iRE第二十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日差模信號通路T1單邊微變等效電路vod1RBB1EC1RCib1vi1rbe1ib1RRvovi1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1vi2vod1vod2E第二十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日單邊差模放大倍數(shù):vod1RBB1EC1RCib1vi1rbe1ib1第三十頁，共五十九頁，2022年，8月28日即：總的差動(dòng)電壓放大倍數(shù)為：差模電壓放大倍數(shù):RRvodvi1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1vi2vod1vod2E若帶負(fù)載，RL中點(diǎn)差模信號電位為0,所以放大倍數(shù)：差模輸入電阻和輸出電阻第三十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日差放電路的幾種接法輸入端接法雙端單端輸出端接法雙端單端vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEE第三十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日雙端輸出：Avd

=Avd1單端輸出：對Avd而言，雙端輸入與單端輸入效果是一樣的。雙端輸入：vi1=-vi2=0.5vid單端輸入：vi1=vid

，vi2=0雙(單)端輸入雙端輸出：Avd

=Avd1雙(單)端輸入單端輸出：（負(fù)載開路時(shí)）（負(fù)載開路時(shí)）結(jié)論：第三十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日差分放大電路共模抑制能力的提高采用對稱差放提高共用射極電阻引入恒流源恒流源三極管恒流源鏡像電流源微電流源第三十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日差分放大電路的傳輸特性輸入信號較?。s±26mV以下）時(shí)呈線性放大狀態(tài)。輸入信號較大時(shí)呈非線性狀態(tài)，具有限幅作用。本次課內(nèi)容差分放大電路的工作原理差分放大電路的靜動(dòng)態(tài)分析各類差放及差分放大電路的傳輸特性差分放大電路共模抑制能力的提高第三十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日上次課內(nèi)容差分放大電路的工作原理差分放大電路的靜動(dòng)態(tài)分析共模抑制能力的提高差放的分類及特點(diǎn)差放的傳輸特性第三十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日3-3功率放大電路

3-3-1功率放大電路的任務(wù)及特點(diǎn)功率放大電路的任務(wù)：盡可能大的輸出功率；盡可能高的效率；盡可能小的失真。功率放大電路的特點(diǎn)：在大信號下工作，只能用圖解法進(jìn)行分析，而不能用微變等效電路法。第三十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日3-3-2功放管的工作狀態(tài)及特點(diǎn)甲類工作狀態(tài)：靜態(tài)工作點(diǎn)在交流負(fù)載線的中點(diǎn)，處于線性放大狀態(tài)；失真最小，靜態(tài)功耗較大，效率較低：最大理想效率為50%，實(shí)際為25%~35%。乙類工作狀態(tài)：靜態(tài)工作點(diǎn)在截止區(qū)；失真較大，靜態(tài)功耗很小，效率較高：最大理想效率為78.5%，實(shí)際為55%~65%。甲乙類工作狀態(tài)：靜態(tài)工作點(diǎn)在截止區(qū)與放大區(qū)的交界處（靜態(tài)時(shí)管子處于微導(dǎo)通狀態(tài)）；失真較小，靜態(tài)功耗較低，效率較高：最大理想效率為78.5%，實(shí)際為55%~65%。第三十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日1、功放電路中電流、電壓要求都比較大，必須注意電路參數(shù)不能超過晶體管的極限值:ICM

、VCEM

、

PCM

。ICMPCMVCEMIcvce3-3-3互補(bǔ)對稱功率放大電路一、對功率放大電路的基本要求第三十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日2、電流、電壓信號比較大，必須注意防止波形失真。3、電源提供的能量盡可能地轉(zhuǎn)換給負(fù)載，以減少晶體管及線路上的損失。即注意提高電路的效率（）。Pomax

:負(fù)載上得到的交流信號功率。PE：電源提供的直流功率。第四十頁，共五十九頁，2022年，8月28日vo的取值范圍QIcvCEVCC直流負(fù)載線交流負(fù)載線VCEQ=0.5VCC

靜態(tài)工作點(diǎn)：若忽略晶體管的飽和壓降和截止區(qū)，輸出信號vo的峰值最大只能為：放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)在交流負(fù)載線中點(diǎn)的工作方式稱為甲類放大。votvoibQicvceVCC第四十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日如何解決效率低的問題？辦法：降低Q點(diǎn)。既降低Q點(diǎn)又不會(huì)引起截止失真的辦法：采用互補(bǔ)對稱射極輸出電路(乙類、甲乙類放大)。缺點(diǎn)：但又會(huì)引起截止失真。第四十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日互補(bǔ)對稱功放的類型無輸出變壓器形式（OTL電路）無輸出電容形式（OCL電路）互補(bǔ)對稱：電路中采用兩只晶體管，NPN、

PNP各一只；兩管特性一致。類型：第四十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日二、互補(bǔ)對稱功放電路（一）特點(diǎn)（1）單電源供電；（2）輸出加有大電容。（二）靜態(tài)分析

T1、T2特性對稱RLviT1T2+VCCCAUL+-VC1.無輸出變壓器的乙類互補(bǔ)對稱功放VCC/2第四十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日三、動(dòng)態(tài)分析設(shè)輸入端在

0.5VCC直流電壓的基礎(chǔ)上加入正弦信號。若輸出電容足夠大，則VC能在輸入信號的一個(gè)周期內(nèi)基本保持在0.5VCC不變，負(fù)載上得到的交流信號正負(fù)半周對稱，但存在交越失真。ic1ic2交越失真RLviT1T2+VCCCAvL+-時(shí)，T1導(dǎo)通、T2截止；時(shí)，T1截止、T2導(dǎo)通。0.5VCCvit第四十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日2.無輸出電容的乙類互補(bǔ)對稱功放一、工作原理（設(shè)vi為正弦波）電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：vi-VCCT1T2vo+VCCRLiL1.由NPN型、PNP型三極管構(gòu)成兩個(gè)對稱的射極輸出器對接而成。2.雙電源供電。3.輸入輸出端不加隔直電容。第四十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日ic1ic2動(dòng)態(tài)分析：vi

0VT1截止，T2導(dǎo)通vi>0VT1導(dǎo)通，T2截止iL=ic1

;vi-VCCT1T2vo+VCCRLiLiL=ic2靜態(tài)分析：vi=0VT1、T2均不工作

vo=0V第四十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日乙類放大的輸入輸出波形關(guān)系:vi-VCCT1T2vo+VCCRLiL死區(qū)電壓vivov"ov′otttt交越失真第四十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日二、功率和效率的估算