10.1共射極放大電路10.1.1共射極放大電路基礎(chǔ)知識(shí)10.1.2共射極放大電路的分析10.1共射極放大電路10.1.1共射極放大電路基礎(chǔ)知識(shí)放大電路是指能把微弱的信號(hào)（如電壓、電流、功率等）進(jìn)行不失真的放大，以滿足負(fù)載需要的電子電路。由于晶體管的基本連接方式有三種，所以，以晶體管為核心的放大電路也有三種組態(tài)，分別為共發(fā)射極（簡(jiǎn)稱共射極）、共基極和共集電極。1共射極基本放大電路的結(jié)構(gòu)如圖10-1所示（右圖）為典型的共射極放大電路。電路中各元件的作用如下：三極管VT：它是放大電路的核心，是能量轉(zhuǎn)換控制器件，起電流放大作用，即ΔiC＝βΔiB。10.1共射極放大電路10.1.1共射極放大電路基礎(chǔ)知識(shí)集電極電源電壓UCC：除為輸出信號(hào)提供能量外，它還保證集電結(jié)處于反向偏置，以使晶體管起到放大作用。UCC一般為幾伏到幾十伏?；鶚O偏置電阻RB：它和電源UCC一起給基極提供一個(gè)合適的基極電流IB，并保證發(fā)射結(jié)處于正向偏置，使晶體管工作在放大區(qū)。RB的阻值一般為幾十千歐到幾百千歐。集電極負(fù)載電阻RC：它一方面提供直流通路，使UCC對(duì)晶體管的集電極反向偏置；另一方面將集電極電流的變化變換為電壓的變化，以實(shí)現(xiàn)電壓放大。RC的阻值一般為幾千歐到幾十千歐。耦合電容C1和C2：它們的作用是“隔直流、通交流”，即把信號(hào)源與放大電路之間、放大電路與負(fù)載之間的直流隔開，而保證交流信號(hào)暢通無(wú)阻。耦合電容一般采用電解電容。使用時(shí)，應(yīng)注意它的極性與加在它兩端的工作電壓極性相一致。C1和C2的電容值一般為幾微法到幾十微法。10.1共射極放大電路10.1.1共射極放大電路基礎(chǔ)知識(shí)負(fù)載電阻RL：是放大電路的負(fù)載，如揚(yáng)聲器、繼電器、電動(dòng)機(jī)、測(cè)量?jī)x表或下一級(jí)放大電路等。①直流分量用IB，IC，UBE，UCE等表示。②交流分量的瞬時(shí)值用ib，ic，ube，uce等表示。③交流分量的有效值用Ib，Ic，Ube，Uce等表示。④總量（即直流分量和交流分量的疊加）用iB，iC，uBE，uCE等表示。2放大電路中電壓、電流符號(hào)的規(guī)定10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析放大電路的分析要從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩個(gè)方面來進(jìn)行。靜態(tài)是指放大電路沒有交流輸入信號(hào)（ui＝0）時(shí)的直流工作狀態(tài)。此時(shí)，放大電路中的電流和電壓稱為靜態(tài)值。靜態(tài)分析的目的是要確定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)值：IB、IC、UCE，看三極管是否處在其伏安特性曲線的合適位置。動(dòng)態(tài)是指放大電路在有輸入信號(hào)（ui≠0）時(shí)的工作狀態(tài)。此時(shí)，放大電路中的電流和電壓都含有直流分量和交流分量。動(dòng)態(tài)分析的目的是要確定放大器對(duì)信號(hào)的電壓放大倍數(shù)Au，并分析放大器的輸入電阻ri和輸出電阻ro等。直流通路是指靜態(tài)電流流經(jīng)的通路。畫直流通路時(shí)，電容視為開路；電感視為短路；信號(hào)源視為短路，但保留其內(nèi)阻。下圖為如上圖所示電路的直流通路。靜態(tài)分析可用直流通路進(jìn)行分析。1靜態(tài)分析10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析靜態(tài)時(shí)，晶體管基極電流IB、集電極電流IC和集—射間電壓UCE等直流成分可用IBQ，ICQ和UCEQ表示，它們?cè)诰w管特性曲線上可確定一個(gè)點(diǎn)，稱為靜態(tài)工作點(diǎn)，用Q表示。顯然，靜態(tài)工作點(diǎn)是由直流通路決定的。1靜態(tài)分析由上圖所示直流通路可求得靜態(tài)值IBQ為1）靜態(tài)工作點(diǎn)的近似估算法10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析1靜態(tài)分析晶體管工作于放大狀態(tài)時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，此時(shí)UBE基本不變，硅管約為0.7V，鍺管約為0.3V，所以，UBE一般比UCC小得多，上式可寫為：根據(jù)晶體管的電流放大能力可得例10-1在圖10-1所示電路中，已知UCC＝12V，RC＝4kΩ，RB＝300kΩ，β＝37.5，試求放大電路的靜態(tài)值。10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析【解】根據(jù)直流通路可得2）靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析法利用晶體管的輸入、輸出特性曲線，通過作圖的方法對(duì)放大電路的性能指標(biāo)進(jìn)行分析的方法稱為圖解分析法。在靜態(tài)分析中，圖解分析法主要用來確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q。在輸入特性曲線上確定Q點(diǎn)。由直流通路求出靜態(tài)電流IBQ，在輸入特性曲線上找到與IBQ對(duì)應(yīng)的點(diǎn)即為輸入回路中的Q點(diǎn)，如圖10-3（a）所示。10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析在輸出特性曲線上確定Q點(diǎn)。在輸出特性曲線上畫出由方程

所決定的直線，該直線由直流通路得出，且與集電極負(fù)載電阻有關(guān)，所以稱為直流負(fù)載線。直流負(fù)載線與晶體管輸出特性曲線（IB＝IBQ

）的交點(diǎn)即為輸出回路中的Q點(diǎn)，如圖10-3（b）所示。（a）

（b）

圖10-3圖解分析法確定Q點(diǎn)10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析由圖10-3（b）所示可知，IBQ的值不同，靜態(tài)工作點(diǎn)在負(fù)載線上的位置也就不同。晶體管的工作狀態(tài)要求不同，需要的靜態(tài)工作點(diǎn)也不同，這可通過改變IBQ的大小來實(shí)現(xiàn)。因此，IBQ很重要，通常將其稱為偏置電流，簡(jiǎn)稱偏流。產(chǎn)生偏流的電路稱為偏置電路。在如圖10-2所示電路中，其路徑為UCC→RB→發(fā)射結(jié)→地。通?？赏ㄟ^改變偏置電阻RB的阻值來調(diào)整偏流IBQ的大小。3）靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定前面所講的放大電路中，RB一經(jīng)選定后，IB也就固定不變。這種電路稱為固定偏置放大電路，它不能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。為克服此缺點(diǎn)，常采用分壓式偏置放大電路來穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，如圖10-4所示。10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析（a）放大電路

（b）直流通路

圖10-4分壓式偏置放大電路

10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析在如圖10-4所示電路中，RB1和RB2為偏置電阻，RE為發(fā)射極電阻。RB1和RB2對(duì)電源電壓分壓，使基極有一定的電位。由圖10-4（b）所示直流通路可得一般IBQ很小，若使I2＞＞IBQ，則基極的電位為：由上式可知，VB與晶體管的參數(shù)無(wú)關(guān)，不受溫度影響。此外，由圖10-4（b）所示還可得10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析若使VB＞＞UBE，則由上式可知，IC也與三極管的參數(shù)無(wú)關(guān)，不受溫度影響。因此，只要滿足I2＞＞IBQ和VB＞＞UBE兩個(gè)條件，VB和IC就與三極管的參數(shù)幾乎無(wú)關(guān)，不受溫度變化的影響，靜態(tài)工作點(diǎn)就能基本穩(wěn)定。對(duì)硅管而言，估算時(shí)，一般可選取I2＝（5～10）IBQ和VB＝（5～10）UBE。2動(dòng)態(tài)分析如圖10-5所示為交流放大電路有信號(hào)輸入時(shí)的圖解分析。1）動(dòng)態(tài)過程的圖解分析法10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析2動(dòng)態(tài)分析圖10-5交流放大電路有信號(hào)輸入時(shí)的圖解分析10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析

由上圖所示可以得出以下幾點(diǎn)。①交流信號(hào)的傳輸情況：ui（即ube）→ib→ic→uo（即uce）②電壓和電流都含有直流分量和交流分量，即uBE＝UBE＋ube，iB＝IB＋ibiC＝IC＋ic，uCE＝UCE＋uce

由于電容C2的隔直作用，uCE的直流分量UCE不能到達(dá)輸出端，因此，只有交流分量uce能通過C2構(gòu)成輸出電壓uo。③輸入電壓ui和輸出電壓uo相位相反，即電路具有倒相作用；同時(shí)，輸出電壓uo比輸入電壓ui大得多，表明電路具有電壓放大能力。此外，對(duì)放大電路有一基本要求就是輸出信號(hào)盡可能不失真。失真是指輸出信號(hào)的波形不像輸入信號(hào)的波形。在實(shí)際電路中，由于靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置不恰當(dāng)或輸入信號(hào)幅度過大等原因，使放大電路的工作范圍超出了晶體管工作特性曲線的線性范圍，會(huì)造成輸出信號(hào)的失真，這種失真稱為非線性失真。10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析非線性失真一般包括截止失真和飽和失真。（1）截止失真如圖10-6（a）所示，若靜態(tài)工作點(diǎn)Q設(shè)置過低，則集電極電流ICQ太小，接近截止區(qū)。此時(shí)，在輸入電壓ui的負(fù)半周，晶體管進(jìn)入截止區(qū)工作，不能正常放大，表現(xiàn)為iC的負(fù)半周和輸出電壓uo的正半周頂部被削平，產(chǎn)生失真。這種由于晶體管進(jìn)入截止區(qū)工作而引起的失真稱為截止失真。通過減小基極偏置電阻RB，增大IBQ，可將靜態(tài)工作點(diǎn)適當(dāng)上移，以消除截止失真。（2）飽和失真如圖10-6（b）所示，若靜態(tài)工作點(diǎn)Q設(shè)置過高，則集電極電流ICQ太大，接近飽和區(qū)。此時(shí)，在輸入電壓ui的正半周，晶體管進(jìn)入飽和區(qū)工作，不能正常放大，表現(xiàn)為iC的正半周和輸出電壓uo的負(fù)半周頂部被削平，產(chǎn)生失真。這種由于晶體管進(jìn)入飽和區(qū)工作而引起的失真稱為飽和失真。通過增大基極偏置電阻RB，減小IBQ，可將靜態(tài)工作點(diǎn)適當(dāng)下移，以消除飽和失真。10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析（a）

（b）

圖10-6截止失真和飽和失真10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析2）微變等效電路分析法放大電路的微變等效電路是把非線性元件晶體管線性化，等效為一個(gè)線性元件，從而把以晶體管為核心組成的放大電路等效為線性電路，這樣，可用求解線性電路的方法來分析計(jì)算晶體管放大電路。線性化的條件是晶體管必須工作在小信號(hào)微變量情況下，即晶體管必須工作在特性曲線上一個(gè)較小的范圍內(nèi)，才能把靜態(tài)工作點(diǎn)附近小范圍內(nèi)的曲線看成直線。因此，微變等效電路法僅適用于輸入信號(hào)是低頻小信號(hào)的情況。（1）晶體管的微變等效電路如圖10-7（a）所示晶體管的輸入特性曲線是非線性的。當(dāng)輸入信號(hào)很小時(shí)，在靜態(tài)工作點(diǎn)Q附近的曲線可視為直線。當(dāng)UCE為常數(shù)時(shí)，ΔUBE和ΔIB的比值用rbe表示，即10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析如圖10-7（b）所示為晶體管的輸出特性曲線。在放大區(qū)，其特性曲線為一組近似與橫軸平行的直線。當(dāng)UCE為常數(shù)時(shí)，ΔIC和ΔIB的比值為電流放大系數(shù)β，即rbe稱為晶體管的輸入電阻，它表明了晶體管的交流輸入特性。在小信號(hào)情況下，它是常數(shù)，一般為幾百歐到幾千歐，是對(duì)交流而言的一個(gè)動(dòng)態(tài)等效電阻。因此，晶體管的基極和發(fā)射極之間可用rbe等效代替。低頻小功率晶體管的輸入電阻常用下式估算：在小信號(hào)下，β為一常數(shù)。因此，晶體管的輸出端可用一等效電流源代替，因其電流ic受電流ib控制，故此電流源為受控源，用菱形符號(hào)表示。10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析（a）

（b）

圖10-7晶體管的特性曲線10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析如圖10-8所示為晶體管的微變等效電路。

圖10-8晶體管的微變等效電路10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析（2）放大電路的微變等效電路在分析電路時(shí)，一般用交流通路來研究放大電路的動(dòng)態(tài)性能。交流通路是指交流電流流經(jīng)的通路。畫交流通路時(shí)，耦合電容視為短路，直流電源忽略其內(nèi)阻也可視為短圖10-9（a）為如圖10-1所示電路的交流通路。由晶體管的微變等效電路和放大電路的交流通路即可得出放大電路的微變等效電路，如圖10-9（b）所示。（a）

（b）

圖10-9

交流通路和微變等效電路10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析（3）放大電路的電壓放大倍數(shù)放大電路的電壓放大倍數(shù)Au是指輸出電壓與輸入電壓的比值，即由圖10-9所示可知故上式中，R′L是交流等效負(fù)載電阻，負(fù)號(hào)表示輸入電壓與輸出電壓的相位相反。當(dāng)放大電路開路（未接RL）時(shí)，有可見，放大電路開路時(shí)的電壓放大倍數(shù)比接負(fù)載RL時(shí)大。負(fù)載電阻RL越小，電壓放大倍數(shù)越小。10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析例10-2在圖10-1所示電路中，已知UCC＝12V，RC＝4kΩ，RL＝4kΩ，RB＝300kΩ，β＝37.5，試求電壓放大倍數(shù)Au?！窘狻?/p>

在例10-1中已求出IC＝1.5mA≈IE于是10.1共射極放大電路10.1.2共射極放大電路的分析（4）放大電路的輸入、輸出電阻①放大電路的輸入電阻ri。放大電路的輸入電阻ri是從放大電路的輸入端看進(jìn)去的等效電阻，其為輸入電壓與輸入電流的比值，即由圖10-9所示電路可知②放大電路的輸出電阻ro。放大電路的輸出電阻ro是從放大電路的輸出端看進(jìn)去的等效電阻。實(shí)際求取時(shí)，將微變等效電路中的輸入信號(hào)源短路（ui＝0），輸出端負(fù)載開路，此時(shí)，ib＝0，ic＝βib＝0，電流源相當(dāng)于開路，故10.2共集電極放大電路10.2.1靜態(tài)分析10.2.2動(dòng)態(tài)分析10.2共集電極放大電路共集電極放大電路的原理圖如圖10-10所示。在此電路中，交流信號(hào)從基極輸入，從發(fā)射極輸出，故又稱為射極輸出器。圖10-10共集電極放大電路的原理圖10.2共集電極放大電路10.2.1

靜態(tài)分析如圖10-11所示為射極輸出器的直流通路，由此電路可得到圖10-11射極輸出器的直流通路

10.2共集電極放大電路10.2.2

動(dòng)態(tài)分析射極輸出器的交流微變等效電路如圖10-12所示，據(jù)此可分析其動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。圖10-12射極輸出器的交流微變等效電路10.2共集電極放大電路10.2.2

動(dòng)態(tài)分析1電壓放大倍數(shù)由圖10-12所示電路可得因rbe＜＜（1＋β）RL′，故，兩者幅度相近，相位相同，|Au|小于1且接近于1。10.2共集電極放大電路10.2.2

動(dòng)態(tài)分析2輸入電阻由圖10-12所示電路可得射極輸出器的輸入電阻為射極輸出器的輸入電阻比較大，可達(dá)幾十千歐到幾百千歐。3輸出電阻射極輸出器的輸出電阻為射極輸出器的輸出電阻很小，一般只有幾歐到幾十歐。10.2共集電極放大電路10.2.2

動(dòng)態(tài)分析3輸出電阻綜上所述，射極輸出器具有以下特點(diǎn)：①電壓放大倍數(shù)小于1且接近于1，輸出與輸入同相，具有電壓跟隨作用；②輸入電阻大，有利于減小放大器對(duì)信號(hào)電流的索取；③輸出電阻小，具有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力；④具有電流放大和功率放大作用。10.3多級(jí)放大電路10.3.1多級(jí)放大電路的組成10.3.2多級(jí)放大電路的耦合方式10.3.3多級(jí)放大電路的分析10.3.4放大倍數(shù)的分貝表示法10.3多級(jí)放大電路10.3.1多級(jí)放大電路的組成如圖10-13所示為多級(jí)放大電路的組成框圖。圖10-13多級(jí)放大電路的組成框圖在多級(jí)放大電路中，通常把與信號(hào)源相連接的第一級(jí)放大電路稱為輸入級(jí)，與負(fù)載相連接的末級(jí)放大電路稱為輸出級(jí)，輸出級(jí)與輸入級(jí)之間的放大電路稱為中間級(jí)。輸入級(jí)主要完成與信號(hào)源的銜接并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。為使輸入信號(hào)盡量不受信號(hào)源內(nèi)阻的影響，輸入級(jí)應(yīng)具有較高的輸入電阻，通常采用高輸入電阻的放大電路，如射極輸出器等。中間級(jí)用于將微弱的輸入電壓放大到足夠的幅度，進(jìn)行電壓放大。輸出級(jí)用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行功率放大，以滿足輸出負(fù)載所需要的功率，并實(shí)現(xiàn)和負(fù)載的匹配。10.3多級(jí)放大電路10.3.2多級(jí)放大電路的耦合方式直接耦合是指各級(jí)放大電路之間通過導(dǎo)線直接相連的連接方式。如圖10-14所示為直接耦合兩級(jí)放大電路，前級(jí)的輸出端直接與后級(jí)的輸入端相連。直接耦合的多級(jí)放大電路具有良好的頻率特性，既能放大交流信號(hào)，也能放大直流信號(hào)及緩慢變化的信號(hào)。同時(shí)，電路中沒有大容量的電容，易于實(shí)現(xiàn)集成，因此，實(shí)際使用的集成放大電路一般都采用直接耦合方式。1直接耦合圖10-14直接耦合兩級(jí)放大電路10.3多級(jí)放大電路10.3.2多級(jí)放大電路的耦合方式1直接耦合但直接耦合電路中存在以下兩個(gè)問題：①級(jí)與級(jí)之間的直接相連導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)之間相互影響，不利于電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試和維修。抑制措施主要有兩個(gè)：抬高后級(jí)發(fā)射極電位、用PNP和NPN管配合實(shí)現(xiàn)電平移動(dòng)。②

直接耦合電路中存在零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。零點(diǎn)漂移現(xiàn)象是指輸入電壓為零時(shí)，輸出電壓偏離零值變化的現(xiàn)象。產(chǎn)生零點(diǎn)漂移現(xiàn)象的主要原因是晶體管的參數(shù)隨溫度的變化而變化，從而引起各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生變動(dòng)，因此，零點(diǎn)漂移又稱為溫度漂移。直接耦合電路中，第一級(jí)的漂移對(duì)輸出的影響最大，所以，零點(diǎn)漂移的抑制著重在第一級(jí)。10.3多級(jí)放大電路10.3.2多級(jí)放大電路的耦合方式2阻容耦合阻容耦合是指各級(jí)放大電路之間通過電容和電阻相連的連接方式。如圖10-15所示為阻容耦合兩級(jí)放大電路。由于阻容耦合方式每級(jí)之間有電容將直流隔開，因此，每級(jí)的直流通道是獨(dú)立的，即每級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)不會(huì)相互影響，計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)可以每級(jí)分別計(jì)算，有利于放大器的設(shè)計(jì)、調(diào)試和維修。阻容耦合的輸出溫度漂移較小，具有體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，在分立元件電路中應(yīng)用較多。但阻容耦合的低頻特性較差，不適合放大直流及緩慢變化的信號(hào)，只能傳遞具有一定頻率的交流信號(hào)，且它包含有電容元件，不便于做成集成電路。10.3多級(jí)放大電路10.3.2多級(jí)放大電路的耦合方式2阻容耦合圖10-15阻容耦合兩級(jí)放大電路10.3多級(jí)放大電路10.3.3多級(jí)放大電路的分析由圖10-13所示可以看出，多級(jí)放大電路中，各級(jí)之間是相互串行連接的，前一級(jí)的輸出信號(hào)就是后一級(jí)的輸入信號(hào)，后一級(jí)的輸入電阻就是前一級(jí)的負(fù)載，因此，多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)等于各級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積，即多級(jí)放大電路的輸入電阻ri等于從第一級(jí)放大電路的輸入端所看到的等效電阻，也就是第一級(jí)的輸入電阻，即多級(jí)放大器的輸出電阻ro等于從最后一級(jí)放大電路的負(fù)載兩端（不含負(fù)載）所看到的等效電阻，也就是最后一級(jí)的輸出電阻，即10.3多級(jí)放大電路10.3.4放大倍數(shù)的分貝表示法當(dāng)多級(jí)放大電路級(jí)數(shù)較多時(shí)，電壓放大倍數(shù)的計(jì)算和表示都很不方便。在實(shí)際工程中，電壓放大倍數(shù)常用分貝（dB）表示，稱為增益，即用增益表示多級(jí)放大電路的總電壓放大倍數(shù)時(shí)，總增益應(yīng)為各級(jí)增益之和，即采用分貝表示法的好處是它能從分貝的數(shù)值上直觀表示出放大電路對(duì)信號(hào)增益的增加或衰減，給計(jì)算和使用帶來很多方便。10.4差動(dòng)放大電路10.4.1概述10.4.2差動(dòng)放大電路的分析10.4差動(dòng)放大電路10.4.1概述差動(dòng)放大電路是由對(duì)稱的兩個(gè)基本放大電路，通過射極公共電阻耦合構(gòu)成的，如圖10-16所示。對(duì)稱的含義是兩個(gè)晶體管的特性一致，電路參數(shù)對(duì)應(yīng)相等。差動(dòng)放大電路一般有兩個(gè)輸入端（晶體管的基極）和兩個(gè)輸出端（晶體管的集電極）。若信號(hào)同時(shí)從兩個(gè)輸入端加入，稱為雙端輸入；若信號(hào)僅從一個(gè)輸入端加入，稱為單端輸入。若信號(hào)同時(shí)從兩個(gè)輸出端輸出稱為雙端輸出；若信號(hào)僅從一個(gè)輸出端輸出稱為單端輸出。圖10-16差動(dòng)放大電路10.4差動(dòng)放大電路10.4.2差動(dòng)放大電路的分析放大電路處于靜態(tài)時(shí)，輸入信號(hào)為零。由于電路對(duì)稱，IB1＝IB2＝IB，IC1＝IC2＝IC，UCE1＝UCE2＝UCE，則基極電流為：1靜態(tài)分析當(dāng)電源電壓或溫度變化時(shí)，兩管的集電極電流和電位同時(shí)發(fā)生變化，輸出電壓Uo＝UCE1－UCE2＝0。因此，盡管各管的零點(diǎn)漂移仍存在，但輸出電壓為零，整個(gè)放大電路的零點(diǎn)漂移得到抑制。10.4差動(dòng)放大電路10.4.2差動(dòng)放大電路的分析當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí)，對(duì)稱差動(dòng)放大電路可以分為差模輸入和共模輸入兩種情況進(jìn)行分析。其中，放大器兩端分別輸入大小相等、極性相反的信號(hào)（即ui1＝－ui2）時(shí)稱為差模輸入；放大器兩端分別輸入大小相等、極性相同的信號(hào)（即ui1＝ui2）時(shí)稱為共模輸入。2動(dòng)態(tài)分析差模輸入方式中，兩個(gè)輸入端之間的電壓差稱為差模輸入電壓，即1）差模輸入設(shè)ui1使VT1管產(chǎn)生的集電極電流增量為iC1，ui2使VT2管產(chǎn)生的集電極電流增量為iC2。在差模輸入放大電路中，iC1和iC2大小相等，極性相反，即iC1＝－iC2，因此，兩管的集電極電流分別為：10.4差動(dòng)放大電路10.4.2差動(dòng)放大電路的分析2動(dòng)態(tài)分析兩管的集電極電壓分別為所以，兩管集電極之間的差模輸出電壓為：上式中，稱為VT1管集電極的增量電壓。差動(dòng)放大電路的差模電壓放大倍數(shù)Aud是指雙端差模輸出電壓uod與雙端差模輸入電壓uid之比，即10.4差動(dòng)放大電路10.4.2差動(dòng)放大電路的分析2動(dòng)態(tài)分析可見，差動(dòng)放大電路的差模電壓放大倍數(shù)Aud與單管放大電路的電壓放大倍數(shù)Aud1相等，即兩輸入端之間的差模輸入電阻為：兩輸出端之間的差模輸出電阻為：10.4差動(dòng)放大電路10.4.2差動(dòng)放大電路的分析2動(dòng)態(tài)分析在共模輸入信號(hào)的作用下，對(duì)于完全對(duì)稱的差動(dòng)放大電路來說，兩管的集電極電位變化相同，因而輸出電壓等于零，所以，差動(dòng)放大電路對(duì)共模信號(hào)沒有放大能力，即放大倍數(shù)Auc為零。實(shí)際中，差動(dòng)放大電路很難做到完全對(duì)稱，對(duì)共模分量仍有一定的放大能力。而共模分量往往是干擾、噪聲和溫漂等無(wú)用信號(hào)，差模分量才是有用的，所以，為了全面衡量差動(dòng)放大電路放大差模信號(hào)和抑制共模信號(hào)的能力，引入了共模抑制比KCMRR，即2）共模輸入10.5功率放大電路10.5.1功率放大電路概述10.5.2互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路10.5功率放大電路10.5.1功率放大電路概述多級(jí)放大電路的末級(jí)或末前級(jí)一般都是功率放大級(jí)，將前置電壓放大級(jí)送來的信號(hào)進(jìn)行功率放大，推動(dòng)負(fù)載工作。電壓放大電路和功率放大電路都是利用晶體管的放大作用將信號(hào)放大，不同的是，前者要求輸出足夠大的電壓，后者要求輸出足夠大的功率；前者工作在小信號(hào)狀態(tài)，后者工作在大信號(hào)狀態(tài)。1功率放大電路應(yīng)滿足的要求①應(yīng)有足夠大的輸出功率。為了獲得較大的輸出功率，往往要求晶體管工作在極限狀態(tài)，但使用時(shí)，要考慮到晶體管的極限參數(shù)PCM，ICM和U(BR)CEO。②效率要盡可能的高。③非線性失真要小。④功率放大管要采取散熱等保護(hù)措施。10.5功率放大電路10.5.1功率放大電路概述按晶體管導(dǎo)通狀態(tài)的不同，功率放大電路的工作狀態(tài)可分為甲類、乙類和甲乙類三種，如圖10-17所示。甲類工作狀態(tài)的靜態(tài)工作點(diǎn)位于放大區(qū)，其靜態(tài)功耗大，效率低，但失真較小；乙類工作狀態(tài)的靜態(tài)工作點(diǎn)位于截止區(qū)，其靜態(tài)功耗接近于零，效率高，但存在嚴(yán)重的失真；甲乙類工作狀態(tài)的靜態(tài)工作點(diǎn)接近截止區(qū)，它的失真現(xiàn)象較乙類輕，并且靜態(tài)功耗小，效率高?？梢钥闯?，甲類工作狀態(tài)下效率較低，而乙類和甲乙類工作狀態(tài)下，雖然提高了效率，但會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的失真。因此，下面我們將主要介紹工作于乙類或甲乙類狀態(tài)的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路。2功率放大電路的分類10.5功率放大電路10.5.1功率放大電路概述（a）甲類

（b）乙類

（c）甲乙類

圖10-17功率放大電路的工作狀態(tài)10.5功率放大電路10.5.2互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路如圖10-18所示OCL電路中，正負(fù)電源的絕對(duì)值相同，VT1管和VT2管是參數(shù)特性對(duì)稱一致的NPN和PNP管，它們的基極連在一起作為輸入端，發(fā)射極連在一起直接接負(fù)載RL。1無(wú)輸出電容（OCL）的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路（1）靜態(tài)分析靜態(tài)時(shí)，由于兩管的基極都未加偏置電壓，因此，兩管都不導(dǎo)通，兩管電流為零，管子工作在截止區(qū)，屬于乙類工作狀態(tài)。發(fā)射極電位為零，負(fù)載上無(wú)電流。1）工作原理10.5功率放大電路10.5.2互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路1無(wú)輸出電容（OCL）的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路（a）輸入信號(hào)波形

（b）電路

（c）輸出信號(hào)波形

圖10-18無(wú)輸出電容（OCL）的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路10.5功率放大電路10.5.2互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路（2）動(dòng)態(tài)分析設(shè)輸入信號(hào)為正弦電壓ui，當(dāng)輸入信號(hào)位于正半周時(shí)，VT1管發(fā)射結(jié)正偏導(dǎo)通，VT2管發(fā)射結(jié)反偏截止，有電流iC1經(jīng)VT1管流向負(fù)載，在負(fù)載RL上獲得正半周輸出電壓uo。當(dāng)輸入信號(hào)位于負(fù)半周時(shí)，VT1管發(fā)射結(jié)反偏截止，VT2管發(fā)射結(jié)正偏導(dǎo)通，有電流iC2經(jīng)負(fù)載流向VT2管，在負(fù)載RL上獲得負(fù)半周輸出電壓uo?？梢?，在ui的整個(gè)周期內(nèi)，VT1管和VT2管輪流導(dǎo)通，從而在RL上得到完整的輸出電壓uo，所以，此電路稱為互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路。在此電路中，當(dāng)輸入信號(hào)小于晶體管的開啟電壓時(shí)，晶體管不導(dǎo)通，因此，在正、負(fù)半周交替過零處會(huì)出現(xiàn)一些非線性失真，這種失真稱為交越失真，如圖10-19（a）所示。為消除交越失真，可給晶體管稍加一點(diǎn)偏置，如圖10-19（b）所示，利用兩個(gè)二極管VD1和VD2的直流電壓降，作為VT1管和VT2管的基極偏置電壓，使VT1管和VT2管工作在微導(dǎo)通的甲乙類工作狀態(tài)，既可消除交越失真，同時(shí)又不會(huì)產(chǎn)生過多的管耗。10.5功率放大電路10.5.2互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路

（a）

（b）

圖10-19交越失真及其消除電路10.5功率放大電路10.5.2互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路（1）最大輸出功率輸出功率為2）性能參數(shù)計(jì)算上式中，Uom為輸出電壓uo的峰值。理想條件下，負(fù)載獲得最大輸出電壓時(shí)，其峰值接近電源電壓＋UCC，所以，負(fù)載獲得的最大輸出功率Pom為：（2）電源功率直流電源提供的功率為半個(gè)正弦波的平均功率，信號(hào)越大，電流越大，電源功率也越大。電源功率PV為10.5功率放大電路10.5.2互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路（3）效率效率η為（4）管耗電源輸入的直流功率有一部分通過晶體管轉(zhuǎn)換為輸出功率，剩余部分則消耗在晶體管上，形成晶體管的管耗PT。顯然當(dāng)電路輸出最大功率時(shí)，功率放大電路的效率達(dá)到最大，ηm＝π/4＝78.5%。PT有一最大值，當(dāng)Uom＝0.64UCC時(shí)，PTm為：對(duì)一只晶體管，有10.5功率放大電路10.5.2互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路如圖10-20所示為OTL電路。在靜態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)R3，使A點(diǎn)的電位為UCC/2，輸出耦合電容CL上的電壓為A點(diǎn)和“地”之間的電位差，也等于UCC/2；并獲得合適的UB1B2，使VT1和VT2兩管工作在甲乙類狀態(tài)。設(shè)輸入信號(hào)為正弦電壓ui，當(dāng)輸入信號(hào)位于正半周時(shí)，VT1管導(dǎo)通，VT2管截止，電流iC1經(jīng)VT1管流向負(fù)載，在負(fù)載RL上獲得正半周輸出電壓uo。當(dāng)輸入信號(hào)位于負(fù)半周時(shí)，VT1管截止，VT2管導(dǎo)通，電容CL放電，電流iC2經(jīng)負(fù)載流向VT2管，在負(fù)載RL上獲得負(fù)半周輸出電壓uo。為使輸出波形對(duì)稱，在CL放電過程中，其上電壓不能下降過多，因此，CL的容量必須足夠大2無(wú)輸出變壓器（OTL）的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路10.5功率放大電路10.5.2互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路2無(wú)輸出變壓器（OTL）的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路（a）輸入信號(hào)波形

（b）電路

（c）輸出信號(hào)波形

圖10-20無(wú)輸出變壓器（OTL）的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路10.6場(chǎng)效應(yīng)管放大電路10.6.1自給偏壓偏置電路10.6.2分壓式偏置電路10.6場(chǎng)效應(yīng)管放大電路10.6.1自給偏壓偏置電路圖10-21場(chǎng)效應(yīng)管自給偏壓偏置電路圖10-21場(chǎng)效應(yīng)管自給偏壓偏置電路如圖10-21所示是N溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的自給偏壓偏置電路，圖中，源極電流

（等于漏極電流

）流經(jīng)源極電阻

，在

上產(chǎn)生的壓降為

。由于絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電流為零，因此

上的壓降為零，所以這就是場(chǎng)效應(yīng)晶體管的自給偏壓，顯然自給偏壓小于零。10.6場(chǎng)效應(yīng)管放大電路10.6.1自給偏壓偏置電路由于耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的開啟電壓小于零，因此可以采用自給偏壓偏置電路。而對(duì)于增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的放大電路，由于開啟電壓為正，不能采用自給偏壓偏置電路，必須采用分壓式偏置電路。電路中各元件作用如下：RS為源極電阻，電路的靜態(tài)工作點(diǎn)受它控制，其阻值約為幾千歐姆；CS

為源極電阻上的交流旁路電容，其作用相當(dāng)于共發(fā)射極放大電路中的

CE