基本放大电路知识PPT学习教案

1、会计学1基本放大电路知识基本放大电路知识第十五章第十五章 基本放大电路基本放大电路15.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成15.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析15.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析15.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定15.5 放大电路的频率特性放大电路的频率特性15.6 射极输出器射极输出器15.7 差分放大电路差分放大电路15.8 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路15.9 场效应管及其放大电路场效应管及其放大电路(15-2)第1页/共133页 15.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成三极管放三极管放大电路有大电路有三

2、种形式三种形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放大器为例讲解工作原理 在生产和科学实验中，常要求用微弱的信号去控制较大功率的负载，而晶体管的主要用途之一就是利用其电流放大作用组成放大电路，以实现上述功能。(15-3)第2页/共133页IIIIIIIIIEEEBBBCCC共射接法共射接法共集接法共集接法共基接法共基接法放大电路的三种接法放大电路的三种接法(15-4)第3页/共133页放大概念: 把微弱变化的信号放大成较大变化的信号。放大实质: 用小能量信号，借助于三极管的电流控制作用，把放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。对放大电路的基本要求 ： 1.

3、要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。 2. 尽可能小的波形失真。 其它技术指标：输入电阻、输出电阻、通频带等。放大对象:变化的量。 (15-5)第4页/共133页电压放大倍数：电压放大倍数：Au= Uo / Ui 输入电阻：输入电阻： ri = Ui / Ii 输出电阻：输出电阻： 内阻内阻 ro放大电路示意图(15-6)第5页/共133页输入输入输出输出参考点参考点-+RB一、基本放大电路的组成一、基本放大电路的组成放大元件为晶体管，它工作在放大区，应保证集电结反偏，发射结正偏。 iC= iB-+uiuo+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-(15-7)第6页/共133页 集电极

4、电源，为电路提供能量，并保证集电结反偏。-+uiuoRB+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-集电极电源：一般为几伏到几十伏。(15-8)第7页/共133页-+uiuoRB+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。集电极电阻：一般为几千欧到几十千欧。(15-9)第8页/共133页作用：使发射结正偏，并提供适当的静态工作点。基极电源与基极电阻。-+uiuoRB+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-基极电阻：一般为几十千欧到几百千欧。(15-10)第9页/共133页-+uiuoRB+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-作用：隔离

5、输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出。耦合电容：常为电解电容，有极性。大小为几F到几十F(15-11)第10页/共133页-+uiuo+UCCRCC1C2TRses+-RL+-RBRBEB可以省去电路改进：电路改进：采用单电源供电。采用单电源供电。(15-12)第11页/共133页二、基本放大电路的工作原理二、基本放大电路的工作原理ui=0时时由于电源UCC的存在 IB0IC0IBQICQIEQ=IBQ+ICQRB+UCCRCC1C2TUBEQUCEQ( ICQ,UCEQ )(IBQ,UBEQ)(15-13)第12页/共133页ui=0时时ui = 0时，各点波形时，各点波形RB

6、+UCCRCC1C2TiCiB(15-14)第13页/共133页 (IBQ,UBEQ) 和和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入输分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为出特性曲线上的一个点称为静态工作点静态工作点。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ(15-15)第14页/共133页RB+UCCRCC1C2TUi0时时IBUBEQuBE有一微小的变化有一微小的变化ibtuit(15-16)第15页/共133页ICUCEuCE怎么变化怎么变化ibtictRB+UCCRCC1C2TUi0时时沿一条直线变化ucetuCE = UCC - iCRC(15-17)第16页/共133页

7、ui0时，各点波形时，各点波形RB+UCCRCC1C2uituiiCuCEuoiB uo与与ui反相！反相！iCtiBtuCEtuot(15-18)第17页/共133页ui = 0 uBE = UBE ，uCE = UCE ， uo = 0？ uCE = UCC iC RC ui 0 uBE = UBE+ ui ，uCE = UCE+ uo ， uo 0uitOUBEIBICuBEtOiBtOiCtOuCEtOUCEuotO(15-19)第18页/共133页+集电极电流直流分量交流分量动态分析iCtICOiCticO静态分析iCtO(15-20)第19页/共133页放大电路实现放大的条件放大电

8、路实现放大的条件1. 晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集电结晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集电结反偏。反偏。2. 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。3. 输入回路可将变化的电压转化成变化的基极电流。输入回路可将变化的电压转化成变化的基极电流。4. 输出回路可将变化的集电极电流转化成变化的集输出回路可将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。电极电压，经电容滤波只输出交流信号。(15-21)第20页/共133页如何判断一个电路是否能实现放大？如何判断一个电路是否能实现放大？3. 晶体管必须工作在放大区。发射结正

9、偏，集电结晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集电结反偏。反偏。4. 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。1. 输入信号能否输入到放大电路中。输入信号能否输入到放大电路中。2. 输出信号能否输出。输出信号能否输出。 方法：应与实现放大的条件相对应方法：应与实现放大的条件相对应 如果电路参数已给定，则应通过计算静态如果电路参数已给定，则应通过计算静态工作点来判断；如果电路参数未给定，则假工作点来判断；如果电路参数未给定，则假设参数设置正确设参数设置正确。(15-22)第21页/共133页15.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析放大电放大电路分

10、析路分析静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法图解法图解法计算机仿真计算机仿真静态：静态：放大电路放大电路无无输入信号时的工作状态输入信号时的工作状态动态：动态：放大电路放大电路有有输入信号时的工作状态输入信号时的工作状态(15-23)第22页/共133页放大电路中的电容对交、直流信号的作用是放大电路中的电容对交、直流信号的作用是不同的。如果电容容量足够大，可以认为它对交不同的。如果电容容量足够大，可以认为它对交流信号不起作用，即对交流信号相当于短路，而流信号不起作用，即对交流信号相当于短路，而对直流信号相当于开路。这样交、直流信号所走对直流信号相

11、当于开路。这样交、直流信号所走的通路是不同的。的通路是不同的。直流通路：直流通路：只考虑直流信号的分电路。只考虑直流信号的分电路。交流通路：交流通路：只考虑交流信号的分电路。只考虑交流信号的分电路。 在放大电路中信号的不同分量可以分别在在放大电路中信号的不同分量可以分别在不同的通路中分析。不同的通路中分析。(15-24)第23页/共133页 符号规定：符号规定：UA大写字母、大写下标，表示大写字母、大写下标，表示 直流分量。直流分量。Ua大写字母、小写下标，表示大写字母、小写下标，表示 交流分量有效值。交流分量有效值。uA小写字母、大写下标，表示小写字母、大写下标，表示 总瞬时值。总瞬时值。总

12、瞬时值ua交流分量UA直流分量 uAt0ua小写字母、小写下标，表示小写字母、小写下标，表示 交流分量。交流分量。(15-25)第24页/共133页各电极电压电流的直流分量。 确定放大电路静态工作点 Q 。 即 IBQ、ICQ、UCEQ 。15.2.1 用放大电路的直流通路确定静态值用放大电路的直流通路确定静态值放大电路的直流通路。(15-26)第25页/共133页直流通路画法：直流通路画法：令输入信号为零，电容相当于开路。令输入信号为零，电容相当于开路。开路开路开路开路RB+UCCRCC1C2T直流通路直流通路RB+UCCRC(15-27)第26页/共133页估算电路的静态工作点：估算电路的

13、静态工作点：IBQ、ICQ、UCEQ 根据直流通路估算根据直流通路估算IBQIBQUBEBBECCQBRUUIBCCRU7 . 0BCCRU RB称为称为偏置电阻偏置电阻，IBQ称称为为偏置电流偏置电流。+UCC直流通路直流通路RBRC(15-28)第27页/共133页 根据直流通路估算根据直流通路估算UCEQ、ICQICQUCEQCEOQBQCIIICQCCCCEQRIUUQBI直流通路直流通路RBRC+UCC(15-29)第28页/共133页例：例：用估算法计算静态工作点。用估算法计算静态工作点。已知：已知：UCC = 12V，RC = 4k ， RB = 300k ， = 37.5。解：

14、解：A40mA04. 030012BCCBQRUImA5 . 104. 05 .37BQBQCQIIIV641.512CCQCCCEQRIUU请注意电路中请注意电路中IB 和和IC 的数量级。的数量级。P36例例15.2.1(15-30)第29页/共133页15.2.2 用图解法确定静态值用图解法确定静态值(15-31)第30页/共133页ICUCEUCEIC满足什么关系？满足什么关系？1. 三极管的三极管的输出特性。输出特性。2. UCE = UCC IC RC 。UCCCCCRU直流负载线与输出特性的交点就是Q点IBQ直流通路直流通路RB+UCCRCICUCE0BBECCBQRUUIBQB

15、IICECUfI)(Q(15-32)第31页/共133页15.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析 当放大电路有输入信号时，各点的电压或电流通常都既含有直流分量，又含有交流分量。 直流分量通常为静态值（不失真情况下），而交流分量是信号分量。 动态分析是在静态值确定后，对信号的传输情况进行分析。(15-33)第32页/共133页(15-34)第33页/共133页 将非线性的晶体管进行线性化，从而将由其组成的放大电路等效为一个线性电路。 晶体管工作于小信号（微变量）情况。此时，特性曲线在静态工作点附近的小范围内，可用直线近似代替。 利用放大电路的微变等效电路分析、计算放大电路电压放大倍数Au、

16、输入电阻ri、输出电阻ro等。(15-35)第34页/共133页一、晶体管的微变等效电路一、晶体管的微变等效电路1. 输入回路输入回路iBuBE当输入信号很小时，可将三极管输当输入信号很小时，可将三极管输入特性在入特性在Q点附近近似线性化。点附近近似线性化。 uBE iB对输入的交流小信号而言，晶体管的输入回路可用电阻rbe等效。(mA)(mV)()(EbeI1r26200rbe值约几百欧到几千欧，手册中常用值约几百欧到几千欧，手册中常用hie表示。表示。对于小功率三极管：对于小功率三极管：输入电阻CECEUbbeUBBEbeiuiur(15-36)第35页/共133页2. 输出回路输出回路i

17、CuCE输出端相当于一个受输出端相当于一个受ib 控控制的电流源。制的电流源。 近似平行等距近似平行等距考虑考虑 uCE对对 iC的影响，输出的影响，输出端还要并联一个大电阻端还要并联一个大电阻rce。晶体管输出电阻晶体管输出电阻： iC uCEBBIcceICCEceiuiur rce愈大愈大, 曲线越水平曲线越水平,其其恒流特性愈好。其值约恒流特性愈好。其值约几十千欧到几百千欧。几十千欧到几百千欧。CECEUbcUBCiiii(15-37)第36页/共133页ubeibuceicubeuceicrce很大一般忽略3. 晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路rbe ibibrcerbe i

18、bibbce等等效效cbe(15-38)第37页/共133页短路短路短路短路置零置零RB+UCCRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路交流通路二、放大电路的微变等效电路二、放大电路的微变等效电路 交流通路画法：交流通路画法：令直流电源为零，电容相当于短路。令直流电源为零，电容相当于短路。(15-39)第38页/共133页放大电路的微变等效电路：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将交流通路中的三极管用微变等效电路代替交流通路交流通路RBRCRLuiuouirbe ibibiiicuoRBRCRL(15-40)第39页/共133页iouUUA |Ui 和和Uo 分

19、别是输入和输出电压分别是输入和输出电压的有效值。的有效值。iouUUAAu是复数，反映了输出和输入是复数，反映了输出和输入的幅值比与相位差。的幅值比与相位差。三、电压放大倍数的计算三、电压放大倍数的计算1. 电压放大倍数的定义：电压放大电路可以用有输入口和输出口的四电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示如图：端网络表示如图：uiuoAu(15-41)第40页/共133页2、电压放大倍数的计算、电压放大倍数的计算bebirIULboRIUbeLurRALCLRRR/特点：特点：负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI(15-42

20、)第41页/共133页beLurRA 增大增大 Au 增大？增大？ 在在 IE一定的条件下，一定的条件下，增大增大 rbe 增增大，但不成正比，随大，但不成正比，随增大增大 / rbe将越将越来越小，当来越小，当足够大时足够大时， Au 几乎与几乎与无关。无关。(mA)(mV)()(EbeI1r26200 在在 一定时，略微增大一定时，略微增大 IE 可使可使 Au 在在一定范围内明显提高。一定范围内明显提高。(15-43)第42页/共133页 输入电阻输入电阻是衡量放大电路从信号源索取电流是衡量放大电路从信号源索取电流大小的参数，它大小的参数，它是动态电阻。是动态电阻。放大电路的输入电放大电

21、路的输入电阻越大，它从信号源索取的电流就越小，从而对阻越大，它从信号源索取的电流就越小，从而对信号源的影响就越小，因此一般希望得到较大的信号源的影响就越小，因此一般希望得到较大的输入电阻。输入电阻。AuUSiiiIUr1、输入电阻的定义、输入电阻的定义即：即：ri 越大，越大，ii 就越小，就越小，ui 就越接近就越接近 uS 。iIiU四、输入电阻的计算四、输入电阻的计算(15-44)第43页/共133页2、输入电阻的计算、输入电阻的计算对于为放大电路提供信号的信号源来说，放大电对于为放大电路提供信号的信号源来说，放大电路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。路是负载，这个负载的大小可

22、以用输入电阻来表示。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbIbebeBiiirrRIUr / (15-45)第44页/共133页AuUS 因放大电路对其而言，相当于信号源，故可将其等效为戴维南等效电路，此就是输出电阻。它也是动态电阻。 roUS五、输出电阻的计算五、输出电阻的计算1、输出电阻的定义、输出电阻的定义(15-46)第45页/共133页步骤：步骤：1.去掉负载电阻，令电路中所有的独立电源为零。去掉负载电阻，令电路中所有的独立电源为零。2. 在输出端加电压求电流。在输出端加电压求电流。IUroa：计算方法（加压求流法：计算方法（加压求流法）UI2、输出电阻的求解方法、输出电阻的求解方

23、法(15-47)第46页/共133页Uo1. 测量负载电阻开路时的开路电压。测量负载电阻开路时的开路电压。roUs2. 测量接入负载后的输出电压。测量接入负载后的输出电压。LOSoRUUr) 1(roUsRLUo步骤：步骤：3. 计算。计算。b：测量方法：测量方法SLoLoURrRU(15-48)第47页/共133页rbeRBRCiIbIcIbIRLCoooRIUr003、放大电路输出电阻的计算、放大电路输出电阻的计算 在放大电路的微变等效电路中，去掉负载电阻，令ui=0，并在输出端加电压求电流。oUoI(15-49)第48页/共133页icLcecRui1其中：其中：CLLRRR/uceRB

24、RCRLuiuo交交流流通通路路15.3.2 图解法图解法一、交流负载线：一、交流负载线：(15-50)第49页/共133页交流分量交流分量 ic 和和 uce 与总的瞬时值与总的瞬时值 iC 和和 uCE 有如下关系：有如下关系：CciiCEceuu所以：所以：LCECRui1即：即：1、交流信号沿着斜率为：、交流信号沿着斜率为：LR1的直线变化。的直线变化。2、此直线通过、此直线通过Q点，称为点，称为交流负载线。交流负载线。(15-51)第50页/共133页交流负载线的画法交流负载线的画法ICUCEUCCCCCRUQIB过过Q点作一条直线，斜率为：点作一条直线，斜率为：LR1交流 负载线直

25、流 负载线(15-52)第51页/共133页QuCE/VttiB/ AIBtiC/mAICiB/ AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQiCQ1Q2ibuiuo 二、图解分析二、图解分析交流负载线(15-53)第52页/共133页三、放大电路的非线性失真三、放大电路的非线性失真在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生非线非线性失真性失真。为了得到尽量大的

26、输出信号，要把为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交设置在交流负载线的中间部分。如果流负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进设置不合适，信号进入截止区或饱和区，则造成非线性失真。入截止区或饱和区，则造成非线性失真。 下面分析失真的原因。为简化分析，假设负载下面分析失真的原因。为简化分析，假设负载为空载为空载(RL= )。(15-54)第53页/共133页iCuCEuo可输出最大不失真信号1、静态工作点 Q 在：ib(15-55)第54页/共133页iCuCEuo2、Q点过低，信号进入截止区点过低，信号进入截止区放大电路产生放大电路产生截止失真截止失真输出波形输出波形输入波形输入波形ib削

27、顶 适当基极电流可消除失真。(15-56)第55页/共133页iCuCE3、Q点过高，信号进入饱和区点过高，信号进入饱和区放大电路产生放大电路产生饱和失真饱和失真ib输入波形输入波形uo输出波形削底 适当基极电流可消除失真。(15-57)第56页/共133页放大电路不产生非线性失真条件(15-58)第57页/共133页15.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定 为保证放大电路稳定工作，电路必须具有合适为保证放大电路稳定工作，电路必须具有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化将会严的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化将会严重地影响静态工作点的稳定。重地影响静态工作点的稳定。 对前面分析的电

28、路（固定偏置电路）而言，静对前面分析的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由态工作点由UBE、 和和 ICEO 决定，而这三个参数会决定，而这三个参数会随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。在这一方面。TUBE ICEOQ(15-59)第58页/共133页一、温度对一、温度对Q点的影响点的影响iBuBE25C50CTUBEIBICBBECCBRUUI1、温度对、温度对UBE的影响的影响(15-60)第59页/共133页2、温度对、温度对 值及值及ICEO的影响的影响T、 ICEOICiCuCEQQ 在输出特性曲线上总的效果是：在输出

29、特性曲线上总的效果是： 温度上升时, 输出特性曲线上移,会造成Q点上移。(15-61)第60页/共133页3、小结、小结TIC 固定偏置电路的固定偏置电路的Q点是不稳定的。点是不稳定的。 Q点不点不稳定可能会导致其靠近饱和区或截止区，从而稳定可能会导致其靠近饱和区或截止区，从而造成非线性失真。为此，需要改进偏置电路，造成非线性失真。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、当温度升高、 IC增加时，能够自动减少增加时，能够自动减少IB，从，从而抑制而抑制Q点的变化，使点的变化，使Q点基本保持稳定。点基本保持稳定。常用的分压式偏置电路可稳定静态工作点。(15-62)第61页/共133页二、分压式偏置电

30、路：RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo1、静态分析、静态分析I1I2IBRB1+UCCRCTRB2RE直流通路直流通路RE射极直射极直流负反馈电流负反馈电阻阻CE 交流交流旁旁路电容路电容(15-63)第62页/共133页TUBEIBICUEIC 本电路的稳压过程实际是因为加了RE引入了负反馈。a. 静态工作点稳定的原理静态工作点稳定的原理I1I2IBRB1+UCCRCTRB2REBEBUVB2II电路组成条件：电路组成条件：(15-64)第63页/共133页BQII 221II CCBBBBURRRV212EBEBEBEQCQRVRUVIII1I2IBQRB1+UCCRCT

31、RB2RE直流通路直流通路)( ECCQCCEEQCCQCCCEQRRIURIRIUUBb. 求静态工作点求静态工作点(15-65)第64页/共133页EBCQRVI可以认为与温度无关。可以认为与温度无关。I1I2IBQRB1+UCCRCTRB2RE直流通路直流通路似乎似乎I2、VB越大越好。越大越好。但但 I2 RB1、RB2太小，太小，会增加损耗，降低输入电阻，会增加损耗，降低输入电阻，故其阻值一般取几十故其阻值一般取几十k 。而而VB 过高会令过高会令VE 增高，增高，当当UCC 一定时，将令一定时，将令 UCE 减小，减小，导致放大电路输出电压的动态导致放大电路输出电压的动态范围减小。

32、范围减小。B(15-66)第65页/共133页例：例：已知：已知： = 50， UCC = 12V， RB1= 7.5k ， RB2 = 2.5k ，RC = 2k ， RE = 1k ， 试求：该电路的静态工作点。试求：该电路的静态工作点。RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoV3212CCBBBBURRRV解：3mA. 2 EBEBEQCQRUVII5.1V )(ECCQCCCEQRRIUU(15-67)第66页/共133页2、动态分析、动态分析+UCCuoRB1RCC1C2RB2CERERLuiuoRB1RCRLuiRB2交流通路(15-68)第67页/共133页rbeRC

33、RLoUiUiIbIcIbIRB微变等效电路微变等效电路uoRB1RCRLuiRB2交流通路bebeBirrRr|CoRr beLurRA(15-69)第68页/共133页问题问题1：如果去掉如果去掉CE，放大倍数如何变化？，放大倍数如何变化？I1I2IBRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoCE的作用： 交流通路中, 它可将 RE 短路，使 RE 对交流信号不起作用, 放大倍数不受影响。(15-70)第69页/共133页去掉去掉 CE 后：后：交流通路和微变等效电路交流通路和微变等效电路： )1 ( / /EbeBiBiRrRrRrrbeRCRLoUREiUiIbIcIbIRB

34、EbbebiRIrIU)1 (LboRIU )1 (EbeLuRrRARB1RCRLuiuoRB2REri(15-71)第70页/共133页IUbIcIrbeRCREbIRBRSbI)1 (0)1 ()/(21EbbeBBSbRIrRRRI0bI0cICoRr 结论：结论：去掉去掉CE 后，后，Au 减小、减小、 ri 增大、增大、 ro 不变。不变。输出电阻：用加压求流法求解。输出电阻：用加压求流法求解。rbeRCRLoUREiUiIbIcIbIRB(15-72)第71页/共133页EbeLuRrRA) 1( beLurRAEbeB2B1iRRRrr)1 (/CRrobeBirRr/CRro

35、(15-73)第72页/共133页RB1+UCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2问题问题2：如果电路如下图所示，如何分析？如果电路如下图所示，如何分析？(15-74)第73页/共133页I1I2IBRB1+UCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+UCCRCTRB2RE1RE2a、静态分析：、静态分析：直流通直流通路路(15-75)第74页/共133页RB1+UCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2b、动态分析：、动态分析：交流通交流通路路RB1RCRLuiuoRB2RE1(15-76)第75页/共133页交流通路：交流通路：RB1

36、RCRLuiuoRB2RE1微变等效电路：微变等效电路：rbeRCRLoURE1iUiIbIcIbIRB(15-77)第76页/共133页问题：问题：Au 和和 Aus 的关系如何？的关系如何？放大电路的放大倍数定义放大电路的放大倍数定义iouUUA sousUUA 放放大大电电路路RLRSoUiUsUsiiosousUUUUUUASiSiiUrRrU uiSiusArRrA ri(15-78)第77页/共133页15.6 射极输出器射极输出器RB+UCCC1C2RERLuiuoRB+UCCRE直流通路直流通路(15-79)第78页/共133页一、静态分析一、静态分析IBIEEBBECCBQR

37、RUUI)1 (BQEQII)1 (EEQCCCEQRIUU折算折算RB+UCCRE直流通路直流通路(15-80)第79页/共133页二、动态分析二、动态分析RB+UCCC1C2RERLuiuoRBRERLuiuo交流通路交流通路(15-81)第80页/共133页RBRERLuiuo交流通路交流通路rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微变等效电路微变等效电路(15-82)第81页/共133页LbLeoRIRIU）（1 LELRRR/LbbebLebebiRIrIRIrIU)1 ( LbeLLbbebLbuRrRRIrIRIA)1 (1)1 ()1 (）（1. 电压放大倍数电压放大倍数rb

38、eiUbIRERLRBoUcIbIiI(15-83)第82页/共133页1. 通常通常,)1 (LbeRr所以所以。1uA虽然电压没放大，但输出电流虽然电压没放大，但输出电流Ie增加了。增加了。2.输入输出同相，输出电压跟随输入电压，输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称故称电压跟随器电压跟随器。结论：结论：LbeLuRrRA)1 (）1（(15-84)第83页/共133页2. 输入电阻输入电阻 输入电阻较大。若作为前级的负载，对前级输入电阻较大。若作为前级的负载，对前级的放大倍数影响较小，且取得的输入信号大。的放大倍数影响较小，且取得的输入信号大。)1 (/ /iLbeBBiRrRrRrr

39、beiUbIRERLRBoUcIbIiILbeRrr)1 (iriLELRRR/(15-85)第84页/共133页3. 输出电阻输出电阻用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。rbeRERBRSbIcIbIiIeIUIEsbeebbRURrUIIII)1 (BssRRR/1/)11/(1sbeEEsbeoRrRRRrIUrrbeiUbIRERLRBoUcIbIiISURS(15-86)第85页/共133页通常：通常：1sbeERrR所以：所以：1sbeoRrr射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。1/sbeEoRrRr 所谓，是指当负载变化时，

40、放大倍数基本不变。(15-87)第86页/共133页射极输出器的应用射极输出器的应用1. 可将射极输出器放在电路的可将射极输出器放在电路的首级首级，以，以提高输入电阻。提高输入电阻。2. 可将射极输出器放在电路的可将射极输出器放在电路的末级末级，以降，以降 低输出电阻，提高带负载能力。低输出电阻，提高带负载能力。3. 可将射极输出器放在电路的可将射极输出器放在电路的两级之间两级之间，以起到电路的匹配作用。以起到电路的匹配作用。(15-88)第87页/共133页RB+UCCC1C2RERLuiuo例例1：已知射极输出器的参数如下：已知射极输出器的参数如下：RB=570k ， RE=5.6k ，R

41、L=5.6k ， =100，UCC=12V1.求求Au 、 ri 和和 ro 。2.设：设：RS=1 k ， 求：求：Aus 、 ri 和和 ro 。3 . RL=1k 和和时，时， 求求Au 。(15-89)第88页/共133页EBBECCBQRRUUI)1 (mA01. 1)1 (BQEQIIRB+UCCC1C2RERLuiuoRB=570k ，RE=5.6k ，RL=5.6k ， =100，UCC=12V2.8k1.0126101200(mA)I26(mV)(1200Erbe)(15-90)第89页/共133页RB=570k ，RE=5.6k ，RL=5.6k ， =100，UCC=12

42、V1. 求求Au 、 ri和和ro 。rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微变等效电路微变等效电路rbe=2.8 k，RS=0LbeLuRrRA)1 (1）（)1 (/LbeBiRrRr2.8100)(1570/2.8190k1/SbeEoRrRr0.992.81012.82.810110102.85.6/28(15-91)第90页/共133页rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微变等效电路微变等效电路2. 设：RS=1 k， 求：Aus 、 ri和roRB=570k ，RE=5.6k ，RL=5.6k ， =100，UCC=12Vrbe=2.8 k，RS=1 kuSiiusARr

43、rA0.9850.991190190)1 (/LbeBiRrRr190k1/SbeEoRrRr101570/12.85.6/38(15-92)第91页/共133页 RL=1k 时时3. RL=1k和时，求Au 。比较：比较：空载时空载时, Au=0.995 RL=5.6k 时时, Au=0.990 RL=1k 时时, Au=0.967 RL= 时时LbeLuRrRA)1 (1）（0.967(5.6/1)1012.9(5.6/1)101uA0.9955.61012.95.6101uA结论：射极输出器带负载能力强。(15-93)第92页/共133页+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C

44、3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2SUoUiU例例2：阻容耦合电路阻容耦合电路如图如图, 设：设： 1= 2=50, rbe1 = 2.9k , rbe2 = 1.7 k 。试求：。试求：Aus、 ri、ro 。前级后级耦合：耦合： 每两每两个单级个单级放大电放大电路之间路之间的连接的连接方式。方式。(15-94)第93页/共133页关键:考虑级间影响。一一. 静态静态: Q点同单级。点同单级。二二. 动态性能动态性能:方法:ri2 = RL121ioUU+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10k

45、C1RC2T1RE1CET2SUoUiU1oU2iU电路的性能分析ri2(15-95)第94页/共133页微变等效电路:ri2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2SUoUiU1oU2iURE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2iror(15-96)第95页/共133页ri = R1 / ri RL1= RE1/ ri2= RE1/ R2 / R3 /rbe2 27 / 1.7 1.7k ri =1000/(2.9+511.7) 82k2. 输出电阻：1.

46、输入电阻：输入电阻：RE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2irorriRL1= R1 / rbe1 +（1+ )RL1ro = RC2= 10k(15-97)第96页/共133页3. 中频电压放大倍数:212121uusiiuusiososousAARrrAAUUUUUUARE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2irorU01Ui2(15-98)第97页/共133页RE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2iror21111111/)()1 (i

47、ELLbeLurRRRrRA0.9681.7512.91.75112ir第一级放大倍数：第一级放大倍数：Au1RL1(15-99)第98页/共133页1471.7(10/10)502222beLurRA第二级放大倍数：第二级放大倍数：Au2RE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2iror(15-100)第99页/共133页耦合方式：耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。多级放大电路对耦合电路要求：1. 静态：保证各级静态：保证各级Q点设置合适。点设置合适。2. 动态: 传送信号。要求：波形

48、不失真, 减少压降损失。15.7 差分放大电路差分放大电路输输入入级级输输 入入 输输 出出第第二二级级输输出出级级多级放大电路方框图多级放大电路方框图(15-101)第100页/共133页uiRC1R1T1措措 施：施：增加增加R2 、RE2 ，用于设置合适的用于设置合适的Q点。点。问题问题1：前后级前后级Q点相互影响。点相互影响。+UCCuoRC2T2R2RE2直接耦合电路存在的特殊问题 前后极间直接连接。它既可放大交流信号，也可放大直流信号。(15-102)第101页/共133页= 0问题问题2：零点漂移。零点漂移。原原 因：因：如温度和参数的变化等。其中温度的影如温度和参数的变化等。其

49、中温度的影响响 最严重。在多级电路中，尤以首级零漂最严重。在多级电路中，尤以首级零漂的的 影响最严重，因其可逐级放大。影响最严重，因其可逐级放大。uiRC1R1T1+UCCuoRC2T2R2RE2uot0有时会将信号淹没措措 施：施：首级采用差分放大电路。首级采用差分放大电路。0(15-103)第102页/共133页一、原理电路结构一、原理电路结构特点：特点：结构对称。结构对称。ui1ui2uoRCR1T1RBRCR1T2RB集成差分对管(15-104)第103页/共133页二、二、 抑制零漂的原理抑制零漂的原理uo= UC1 - UC2 = 0uo= (UC1 + uC1 ) - (UC2

50、+ uC2 ) = 0当当 ui1 = ui2 =0 时：时：当温度变化时：当温度变化时：+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2(15-105)第104页/共133页三、三、 共模电压放大倍数共模电压放大倍数 AC+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2共模输入信号：共模输入信号： ui1 = ui2 = uC （大小相等，极性相同）（大小相等，极性相同）理想情况：理想情况：ui1 = ui2 uC1 = uC2 uo= 0, 等量同向变化等量同向变化 共模电压放大倍数：共模电压放大倍数：（很小（很小, 1)设设 uC1 =UC1 + uC1 ， uC2 =U

51、C2 + uC2 。因因 ui1 = - ui2， uC1 = - uC2 ，等量异向变化，等量异向变化 uo= uC1 - uC2 = uC1- uC2 = 2 uC1 差模电压放大倍数：差模电压放大倍数：dC1i1oi2i1oduuuuuuuA2+UCC单管的Au(15-107)第106页/共133页五、共模抑制比五、共模抑制比(CMRR)的定义的定义例例: Ad = - 200， Ac = 0.1 KCMR = 20 lg (-200) / 0.1 = 66 dBCMRR Common Mode Rejection Ratio KCMRR =cdAAKCMR (dB) =(分贝分贝)cd

52、AAlog20 其值越大，表明差放对差模信号的分辨能力越强，对共模信号的抑制作用越好。(15-108)第107页/共133页 共模输入：输入共模信号。共模输入：输入共模信号。 差模输入：输入差模信号。差模输入：输入差模信号。 比较输入：比较输入： 2222i2i1i2i1i2i2i1i2i1i1uuuuuuuuuu 电路仅放大两输入信号的差值-差分放大电路。(15-109)第108页/共133页1、结构、结构为了使左右平衡，为了使左右平衡，可设置调零电位器可设置调零电位器: 特点：加入射极电阻特点：加入射极电阻RE ；加入负电源；加入负电源 -UEE ， 采用正负双电源供电。采用正负双电源供电

53、。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEE(15-110)第109页/共133页2、双电源的作用：、双电源的作用： IB1、IB2由负电源由负电源 UEE 提供。提供。 使信号变化幅度加大。使信号变化幅度加大。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEE(15-111)第110页/共133页3、RE的作用的作用温度温度TICIE 2ICUEUBEIBIC a、静态时、静态时 设设 ui1 = ui2 = 0自动稳定自动稳定RE 具有强具有强负反馈作用负反馈作用 抑制温度漂移，稳定静态工作点uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEIBRB + U

54、BE + 0.5IERP + 2IERE UEE =0RP(15-112)第111页/共133页b、动态时动态时RE 对对差模信号差模信号作用作用ui1 ui2ib1 , ic1ib2 , ic2ic1 = - ic2iRE = ie1+ ie2 = 0uRE = 0RE对差模信号对差模信号不起不起作用作用RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RBREUEEib2ib1ic2ic1iRE交流通路：交流通路： RE相当于相当于短路；短路； 0.5RL处相处相当于接地。当于接地。(15-113)第112页/共133页 RE对共模信号有抑制作用对共模信号有抑制作用（原理同静态分析。（原理同静态分析

55、。即由于即由于RE的负反馈作用，使的负反馈作用，使IE基本不变）基本不变） 。uC ic1 、 ic2 iRE 、 uRE c、动态时动态时RE 对对共模信号共模信号作用作用+UCCuocRCT1RBRCT2RBREUEEuC uoc2 uoc1ic1 ic2iREuRE(15-114)第113页/共133页uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEE1、双端输入双端输出：、双端输入双端输出：Ad 同单管同单管Au2、双端输入单端输出：、双端输入单端输出：Ad 为单管为单管0.5Au3、单端输入双端输出：、单端输入双端输出：Ad 同单管同单管Au4、单端输入单端输出：、单端输入单

56、端输出：Ad 为单管为单管0.5Au见P69表(15-115)第114页/共133页例：例： 扩音系统扩音系统执行机构执行机构功率放大器的作用：功率放大器的作用： 用作放大电路的用作放大电路的输出级输出级，以，以驱动驱动执行机构。如使执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。仪表指针偏转等。 功功率率放放大大电电压压放放大大信信号号提提取取(15-116)第115页/共133页一、对功率放大电路的基本要求一、对功率放大电路的基本要求在不失真的情况下能输出尽可能大的功率。在不失真的情况下能输出尽可能大的功率。功放电路常工作在极限状态，其电流、电压功放电路常工作在极限状态，其电流、电压都比较大，必须防止波形失真，注意电路参都比较大，必须防止波形失真，注意电路参数不能超过晶体管的极限值数不能超过晶体管的极限值: PCM 、ICM 、 U(BR)CEO 。ICMPCMU(BR)CEOIcuce(15-117)第116页/共133页由于功率较大，所以必须提高效率。由于功率较大，所以必须提高效率。电源提供电源提