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文档简介
1、第六章 晶体管放大电路电电 工工 电电 子子 技技 术术 讲讲 授授 胡胡 继继 志志 单单 位位 电子工程系电子工程系 电电 话话 42887150 Q Q 45655773 第六章 晶体管放大电路第六章第六章 晶体管放大电路晶体管放大电路 晶体管放大电路的放大本质是能量的控制晶体管放大电路的放大本质是能量的控制和转换。在输入微弱信号作用下,晶体管放大电和转换。在输入微弱信号作用下,晶体管放大电路将直流电源的能量转换成负载所需的能量,使路将直流电源的能量转换成负载所需的能量,使负载从电源获得的能量大于信号源所提供的能量,负载从电源获得的能量大于信号源所提供的能量,最终达到某种要求。最终达到某
2、种要求。第六章 晶体管放大电路第六章第六章 晶体管放大电路晶体管放大电路6.1 放大电路基本概念及工作原理放大电路基本概念及工作原理 6.2 基本放大电路分析基本放大电路分析 6.3 共集电极放大电路及共基极放大电路共集电极放大电路及共基极放大电路 6.4 多级放大电路多级放大电路 6.5 功率放大电路功率放大电路 第六章 晶体管放大电路6.1 放大电路基本概念及工作原理放大电路基本概念及工作原理6.1.1放大的概念放大的概念 放大电路的结构示意图如图放大电路的结构示意图如图6-2所示,有所示,有2个特点:个特点: (1)放大电路主要用于放大微弱信号,输出电压或)放大电路主要用于放大微弱信号,
3、输出电压或电流在幅度上得到了放大,输出信号的能量得到了加强。电流在幅度上得到了放大,输出信号的能量得到了加强。图图6-2 放大电路的结构示意放大电路的结构示意第六章 晶体管放大电路6.1 放大电路基本概念及工作原理放大电路基本概念及工作原理6.1.1放大的概念放大的概念 放大电路的结构示意图如图放大电路的结构示意图如图6-2所示,有所示,有2个特点:个特点: (2)输出信号的能量由直流电源提供的,经过三极)输出信号的能量由直流电源提供的,经过三极管的控制,转换成信号能量,提供给负载。管的控制,转换成信号能量,提供给负载。图图6-2 放大电路的结构示意放大电路的结构示意第六章 晶体管放大电路6.
4、1.2放大电路的组成放大电路的组成 晶体管放大电路有共射极、共基极、共集电极三种晶体管放大电路有共射极、共基极、共集电极三种组态的放大电路。组态的放大电路。(a)共射极组态共射极组态 (b)共集电极组态共集电极组态 (c)共基极组态共基极组态图图6-1 放大电路的三种组态(连接方式)放大电路的三种组态(连接方式)第六章 晶体管放大电路1. 放大电路的组成放大电路的组成 共发射极放大电路的组成元件有:三极管共发射极放大电路的组成元件有:三极管VT、电、电容容C1、C2、输出负载、输出负载RL及偏置电路(及偏置电路(UCC、Rb、RC)等。)等。图图6-3 共发射放大电路共发射放大电路第六章 晶体
5、管放大电路2. 放大电路中电压、电流方向及符号的规定放大电路中电压、电流方向及符号的规定输入、输出回路的公共端为负,其他各点为正。输入、输出回路的公共端为负,其他各点为正。电流方向以三极管各极电流实际方向为正。电流方向以三极管各极电流实际方向为正。图图6-3 共发射放大电路共发射放大电路第六章 晶体管放大电路2. 放大电路中电压、电流方向及符号的规定放大电路中电压、电流方向及符号的规定图图6-3 共发射放大电路共发射放大电路类别类别基本符号基本符号下标下标示例示例直流分量直流分量大写大写大写大写IB、IC、UBE、UCE交流分量交流分量小写小写小写小写ib、ic、ube、uce总瞬时值总瞬时值
6、小写小写大写大写iB、iC、uBE、uCE第六章 晶体管放大电路3. 直流通路和交流通路直流通路和交流通路放大电路中的放大电路中的UCC为直流电源,为直流电源,ui为交流信号,所为交流信号,所以电路中既有直流量,又有交流量。以电路中既有直流量,又有交流量。图图6-3 共发射放大电路共发射放大电路第六章 晶体管放大电路3. 直流通路和交流通路直流通路和交流通路放大电路中的放大电路中的UCC为直流电源,为直流电源,ui为交流信号,所为交流信号,所以电路中既有直流量,又有交流量。以电路中既有直流量,又有交流量。a)直流通路直流通路 b)交流通路交流通路图图6-4 共射放大电路直流通路、交流通路共射放
7、大电路直流通路、交流通路第六章 晶体管放大电路(1)直流通路)直流通路 画直流通路的方法:画直流通路的方法:电容开路;电容开路;电感短路;电感短路;信号电压源短路,但应保留其内阻。信号电压源短路,但应保留其内阻。3. 直流通路和交流通路直流通路和交流通路第六章 晶体管放大电路(2)交流通路)交流通路 画交流通路的方法画交流通路的方法:电容短路;电容短路;直流电源直流电源短路。短路。3. 直流通路和交流通路直流通路和交流通路第六章 晶体管放大电路6.1.3 放大电路工作原理放大电路工作原理图图6-5 放大电路的工作原理放大电路的工作原理第六章 晶体管放大电路6.1.4放大电路的主要技术指标放大电
8、路的主要技术指标 放大倍数是直接衡量放大电路放大能力的指标。放大倍数是直接衡量放大电路放大能力的指标。按放大参量的不同可分为电压放大倍数按放大参量的不同可分为电压放大倍数Au、电流放大倍、电流放大倍数数Ai、功率放大倍数、功率放大倍数Ap等。等。 1. 放大倍数放大倍数uiii放大电路rsrirousuouoioRLriroiuuuA0iiiiA0ipPPA0第六章 晶体管放大电路6.1.4放大电路的主要技术指标放大电路的主要技术指标 输入电阻是从放大电路输入端看进去的等效电阻,输入电阻是从放大电路输入端看进去的等效电阻,定义为输入电压有效值定义为输入电压有效值u ui和输入电流有效值和输入电
9、流有效值i ii之比。之比。2. 输入电阻输入电阻uiii放大电路rsrirousuouoioRLriroiiiiur 第六章 晶体管放大电路6.1.4放大电路的主要技术指标放大电路的主要技术指标输出电阻是从输出端往放大电路看进去的等效电阻。输出电阻是从输出端往放大电路看进去的等效电阻。输出电阻时衡量放大电路带负载能力的重要指标,输出电阻时衡量放大电路带负载能力的重要指标,输出电阻越大表明放大电路带负载的能力差,反之则强。输出电阻越大表明放大电路带负载的能力差,反之则强。3. 输出输出电阻电阻uiii放大电路rsrirousuouoioRLriro000iur 第六章 晶体管放大电路6.2 基
10、本放大电路分析基本放大电路分析 放大电路的分析主要包含静态分析和动态分析两放大电路的分析主要包含静态分析和动态分析两个部分个部分: : (1)静态分析又称为直流分析,分析对象为直流)静态分析又称为直流分析,分析对象为直流分成分,用来确定没有交流信号输入时,电路中各处分成分,用来确定没有交流信号输入时,电路中各处的直流电压和直流电流值。的直流电压和直流电流值。 (2)动态分析又称交流分析,分析对象为交流成)动态分析又称交流分析,分析对象为交流成分,用来估算放大电路有交流信号输入时的各项动态分,用来估算放大电路有交流信号输入时的各项动态指标,如电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等。指标,如电压放大倍
11、数、输入电阻和输出电阻等。第六章 晶体管放大电路6.2.1放大电路的静态分析放大电路的静态分析 静态是指无交流信号输入时,电路中的电流、电压静态是指无交流信号输入时,电路中的电流、电压都不变的状态,静态时三极管各极电流和电压值称为静都不变的状态,静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点态工作点Q(主要指(主要指IBQ、ICQ和和UCEQ)。)。 静态分析主要是确定放大电路中的静态值静态分析主要是确定放大电路中的静态值IBQ、ICQ和和UCEQ。 静态值的分析两种方法:近似估算法和图解法静态值的分析两种方法:近似估算法和图解法. .第六章 晶体管放大电路6.2.1放大电路的静态分析放大电路的静
12、态分析1. 放大电路静态分析的近视估算放大电路静态分析的近视估算法法共发射极放大电路的直流通路如图所示。共发射极放大电路的直流通路如图所示。由由KVL可知,三极管的基极电流可知,三极管的基极电流IB、集电极电流、集电极电流IC以及以及UCE间满足关系式:间满足关系式:BBEQCCBQRUUIBQCQIICCQCCCEQRIUU第六章 晶体管放大电路6.2.1放大电路的静态分析放大电路的静态分析1. 放大电路静态分析的近视估算放大电路静态分析的近视估算法法 只要只要RB不变,放大电路的偏流不变,放大电路的偏流IB是固定的,具有这是固定的,具有这种特点的电路称为固定偏流电路种特点的电路称为固定偏流
13、电路:BBEQCCBQRUUIBQCQIICCQCCCEQRIUU第六章 晶体管放大电路 【例例6-1】在图在图6-7所示固定偏流放大电路中,已知所示固定偏流放大电路中,已知NPN硅管的电流放大倍数硅管的电流放大倍数 =37.5,UCC=12V,RC=4KW W,Rb=300KW W,试用近似估算法求静态工作点,试用近似估算法求静态工作点Q值。值。图图6-7 固定偏流放大电路固定偏流放大电路第六章 晶体管放大电路A400.04mA30012bCCbBECCBQRURUUImAIIBCQ5 . 104. 05 .37【例例6-1】在图例在图例6-1所示固定偏流放大电路中,已知所示固定偏流放大电路
14、中,已知NPN硅管的电流硅管的电流放大倍数放大倍数 =37.5,UCC=12V,RC=4KW W,Rb=300KW W,试用近似估算法,试用近似估算法求静态工作点求静态工作点Q值。值。解:画出直流通路。因为放大器件为硅三极管,取三极管解:画出直流通路。因为放大器件为硅三极管,取三极管UBE=0.7V。由计算公式得:由计算公式得:6V41.512CCCCCEQRIUU图图6-7 固定偏流放大电路固定偏流放大电路直流通路直流通路第六章 晶体管放大电路2. 静态工作点的稳定静态工作点的稳定 放大电路的静态工作点对其放大性能有很重要的放大电路的静态工作点对其放大性能有很重要的影响,选择合适的静态工作点
15、并使之稳定是保证放放影响,选择合适的静态工作点并使之稳定是保证放放大电路正常工作的关键。大电路正常工作的关键。 分压式偏置电路能在外界因素变化时,自动调节分压式偏置电路能在外界因素变化时,自动调节工作点的位置,使静态工作点稳定。工作点的位置,使静态工作点稳定。第六章 晶体管放大电路(1)分压式偏置电路)分压式偏置电路 发射极电阻发射极电阻RE起直流负反馈的作用,用于稳定静起直流负反馈的作用,用于稳定静态工作点,电容态工作点,电容CE称为旁路电容,可使发射极交流接称为旁路电容,可使发射极交流接地,使电阻地,使电阻RE对电路交流工作无影响。对电路交流工作无影响。2. 静态工作点的稳定静态工作点的稳
16、定第六章 晶体管放大电路(2)分压式偏置电路)分压式偏置电路的静态分析的静态分析2. 静态工作点的稳定静态工作点的稳定(a) 放大电路放大电路 (b) 直流通路直流通路图图6-8分压式偏置放大电路及其直流通路分压式偏置放大电路及其直流通路第六章 晶体管放大电路(2)分压式偏置电路)分压式偏置电路的静态分析的静态分析2. 静态工作点的稳定静态工作点的稳定直流通路直流通路CCBBBBURRRU212EBEQBEQCQRUUIICQBQII)(ECCQCCCEQRRIUU第六章 晶体管放大电路3. 图解法确定静态工作点图解法确定静态工作点 利用晶体管的输入、输出特性曲线求解静态工作点利用晶体管的输入
17、、输出特性曲线求解静态工作点的方法,称为图解法。的方法,称为图解法。a) 直流负载线直流负载线 b) Q点的确定点的确定图图6-8 直流负载线及直流负载线及Q点的确定点的确定第六章 晶体管放大电路6.2.2放大电路的动态分析放大电路的动态分析 动态是指有交流信号输入时,电路中的电流、电压动态是指有交流信号输入时,电路中的电流、电压随输入信号作相应变化的状态。随输入信号作相应变化的状态。 动态时,放大电路在直流电源动态时,放大电路在直流电源VCC和交流输入信号和交流输入信号ui共同作用下工作,电路中的电压共同作用下工作,电路中的电压uce和电流和电流iB、iC均包含交均包含交直流两个分量。直流两
18、个分量。 放大电路的动态分析方法有微变等效电路分析法和放大电路的动态分析方法有微变等效电路分析法和图解分析法两种基本分析方法。图解分析法两种基本分析方法。第六章 晶体管放大电路6.2.2放大电路的动态分析放大电路的动态分析 交流图解分析是在输入信号作用下,通过作图来确交流图解分析是在输入信号作用下,通过作图来确定放大管各极电流和极间电压的变化量。定放大管各极电流和极间电压的变化量。1. 图解分析法图解分析法第六章 晶体管放大电路6.2.2放大电路的动态分析放大电路的动态分析2. 微变等效电路分析法微变等效电路分析法 把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效成一个把非线性元件晶体管所组成的放大电路
19、等效成一个线性电路,然后用线性电路的分析方法来分析,这种方线性电路,然后用线性电路的分析方法来分析,这种方法称为微变等效电路分析法。法称为微变等效电路分析法。 等效的条件是晶体管工作在小信号(微变量)情况。等效的条件是晶体管工作在小信号(微变量)情况。第六章 晶体管放大电路6.2.2放大电路的动态分析放大电路的动态分析2. 微变等效电路分析法微变等效电路分析法 (a) 低频三极管低频三极管 (b) 微变等效电路微变等效电路图图6-14 低频信号三极管的微变等效电路低频信号三极管的微变等效电路第六章 晶体管放大电路2. 微变等效电路分析法微变等效电路分析法第六章 晶体管放大电路6.2.3用微变等
20、效电路求放大电路的动态指标用微变等效电路求放大电路的动态指标1. 固定偏流放大电路固定偏流放大电路第六章 晶体管放大电路6.2.3用微变等效电路求解放大电路的动态指标用微变等效电路求解放大电路的动态指标1. 固定偏流放大电路固定偏流放大电路beLbeLCiourRrRRUUA)(beBbeiBiiiiirRruRuuiur/CRr 0第六章 晶体管放大电路6.2.3用微变等效电路求解放大电路的动态指标用微变等效电路求解放大电路的动态指标2. 分压式偏置共射放大电路分压式偏置共射放大电路第六章 晶体管放大电路6.2.3用微变等效电路求解放大电路的动态指标用微变等效电路求解放大电路的动态指标2.
21、分压式偏置共射放大电路分压式偏置共射放大电路beLbebLbiurRriRiuuA0CLLRRR/bebebbiurRriRiuuACC0bebbirRRr/21cRr 0besousruuAsLRR第六章 晶体管放大电路 【例例6-4】分压式偏置放大电路中,分压式偏置放大电路中,若若RB1=75k,RB2=25k,RC=RL=2k,RE=1k,UCC=12V,晶体管采用,晶体管采用3DG6管,管,=80,Rs=0.6k。(1)估算电路静态值;估算电路静态值;(2)计算电路的电压放大倍数计算电路的电压放大倍数Au、输入电、输入电阻阻ri以及输出电阻以及输出电阻ro和源电压放大倍数和源电压放大倍
22、数Aus等动态值;等动态值;(3)计算不接电容计算不接电容Ce时的电压放大倍数时的电压放大倍数Au、输入电阻输入电阻ri以及输出电阻以及输出电阻ro,并与接,并与接Ce时时的的Au,ri,ro进行比较。进行比较。第六章 晶体管放大电路 【例例6-4】分压式偏置放大电路中,分压式偏置放大电路中,若若RB1=75k,RB2=25k,RC=RL=2k,RE=1k,UCC=12V,晶体管采用,晶体管采用3DG6管,管,=80,Rs=0.6k。解:解:(1)估算法计算估算法计算Q点:点:VURRRUCCBBBB312257525212mARUUIIEBEQBEQCQ3 . 217 . 03VRRIUUE
23、CCQCCCEQ1 . 5) 12(3 . 212)(AmAIBQ75.28803 . 2第六章 晶体管放大电路 【例例6-4】分压式偏置放大电路中,分压式偏置放大电路中,若若RB1=75k,RB2=25k,RC=RL=2k,RE=1k,UCC=12V,晶体管采用,晶体管采用3DG6管,管,=80,Rs=0.6k。解:解:(2)动态值计算:动态值计算:WWkIrQbe19163 . 22618003261300E)(WkRRRLCL122801180beLiourRUUA第六章 晶体管放大电路 【例例6-4】分压式偏置放大电路中,分压式偏置放大电路中,若若RB1=75k,RB2=25k,RC=
24、RL=2k,RE=1k,UCC=12V,晶体管采用,晶体管采用3DG6管,管,=80,Rs=0.6k。解:解:(2)动态值计算:动态值计算:WkrRRrbebbi11/15/75/21WkRrc2050)80(16 . 01uisiusArRrA第六章 晶体管放大电路 【例例6-4】分压式偏置放大电路中,分压式偏置放大电路中,若若RB1=75k,RB2=25k,RC=RL=2k,RE=1k,UCC=12V,晶体管采用,晶体管采用3DG6管,管,=80,Rs=0.6k。解:解:(3)不接电容不接电容Ce时,对应的微变等效电路如图所示:时,对应的微变等效电路如图所示:975. 01811180)1
25、 (WWWkkkRrRAebeLu第六章 晶体管放大电路 【例例6-4】分压式偏置放大电路中,分压式偏置放大电路中,若若RB1=75k,RB2=25k,RC=RL=2k,RE=1k,UCC=12V,晶体管采用,晶体管采用3DG6管,管,=80,Rs=0.6k。解:解:(3)不接电容不接电容Ce时,对应的微变等效电路如图所示:时,对应的微变等效电路如图所示:WkRrRRrebebbi1182/15/751/21WkRrco2第六章 晶体管放大电路6.3 共集电极放大电路及共基极放大电路共集电极放大电路及共基极放大电路 共集电极放大电路又称为射极输出器或射极跟随器。共集电极放大电路又称为射极输出器
26、或射极跟随器。图图6-21 共集电极放大电路共集电极放大电路6.3.1 共集电极放大电路共集电极放大电路第六章 晶体管放大电路ebBECCBRRUUI11. 电路的静态分析电路的静态分析基极静态电流基极静态电流集电极静态电流集电极静态电流BCII集集-射极电压射极电压CECCEECCCEIRUIRUU第六章 晶体管放大电路2. 电路的动态分析电路的动态分析第六章 晶体管放大电路2. 电路的动态分析电路的动态分析LbeLiouRrRUUA)1 ()1 ()1 (/ebebiRrRr10sbeEoEUbooRrRRRiUrs第六章 晶体管放大电路 【例例6-5】如图如图6-21所示共集电极放大电路
27、,已知所示共集电极放大电路,已知UCC=12V,RB=200k,RE=2k,RL=3k,RS=100,=50。试估算静态工作点,并求电压放大倍数、输入电。试估算静态工作点,并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。阻和输出电阻。图图6-21 共集电极放大电路共集电极放大电路第六章 晶体管放大电路 【例例6-5】如图如图6-21所示共集电极放大电路,已知所示共集电极放大电路,已知UCC=12V,RB=200k,RE=2k,RL=3k,RS=100,=50。试估算静态工作点,并求电压放大倍数、输入电。试估算静态工作点,并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。阻和输出电阻。解:(解:(1)用估算法计算静态
28、工作点)用估算法计算静态工作点A37.4mA0374. 02)501 (2007 . 012)1 (EBBEQCCBQRRUUImA87. 10374. 050BQCQIIV26. 8287. 112ECQCCCEQRIUU第六章 晶体管放大电路 【例例6-5】如图如图6-21所示共集电极放大电路,已知所示共集电极放大电路,已知UCC=12V,RB=200k,RE=2k,RL=3k,RS=100,=50。试估算静态工作点,并求电压放大倍数、输入电。试估算静态工作点,并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。阻和输出电阻。解:(解:(2)求电压放大倍数)求电压放大倍数、输入电阻、输入电阻Ri和输出电
29、阻和输出电阻Ro100987. 126)501 (30026)1 (300EQbeIr98. 02 . 1)501 (12 . 1)501 ()1 ()1 (LbeLoRrRUUAiuW22501001000beosRrrWK4 .472 . 1)501 (1/200)1 (/LbeBRrRri100100/10200/3sBsRRR式中式中第六章 晶体管放大电路6.3.2 共基极放大电路共基极放大电路(a)共基极放大电路共基极放大电路 (b)微变等效电路微变等效电路图图6-21 共基极放大电路及微变等效电路共基极放大电路及微变等效电路第六章 晶体管放大电路beLrRbeLrRLbeLRrR)
30、1 ()1 (6.3.3 三种基本放大电路的性能比较三种基本放大电路的性能比较表表6-2 共射、共基、共集放大器性能比较共射、共基、共集放大器性能比较性能性能共射共射共基共基共集共集A Au uA Ai i约为约为(大)(大)约为约为(小)(小)约为(约为(+1+1)(大)(大)r ri ir rbebe中(几百中(几百几千欧)几千欧) 低低(几几几十欧)几十欧) 大大(几十千欧)(几十千欧)r r0 0高(约为高(约为R RC C)高(约为高(约为R RC C)低低( )高频特性高频特性差差好好好好用途用途单级放大或多级放大器单级放大或多级放大器的中间级的中间级宽带放大、高频电路宽带放大、高
31、频电路多级放大器的输入、多级放大器的输入、输出级和中间缓冲输出级和中间缓冲级级1berLbeRr)1 (1beSrR第六章 晶体管放大电路6.4 多级放大电路多级放大电路 要把比较微弱的输入信号放大到负载所需要的幅度,要把比较微弱的输入信号放大到负载所需要的幅度,需要将不同组态的几个单级放大电路串联起来,构成需要将不同组态的几个单级放大电路串联起来,构成个个“多级放大电路多级放大电路”,以提高放大能力。,以提高放大能力。图图6-25 多级放大电路方框图多级放大电路方框图第六章 晶体管放大电路6.4 多级放大电路多级放大电路 输入级和中间级的任务是电压放大。输入级和中间级的任务是电压放大。中间级
32、将微弱的输入电压放大到足够大,给输出级提中间级将微弱的输入电压放大到足够大,给输出级提供所要求的输入信号供所要求的输入信号,根据需要可以是多级电压放大电路。根据需要可以是多级电压放大电路。输出级一般用作功率放大,向负载输出所需的功率。输出级一般用作功率放大,向负载输出所需的功率。图图6-25 多级放大电路方框图多级放大电路方框图第六章 晶体管放大电路6.4 多级放大电路多级放大电路 多级放大电路的各级之间的连接称为耦合。多级放大电路的各级之间的连接称为耦合。图图6-25 多级放大电路方框图多级放大电路方框图第六章 晶体管放大电路6.4.1多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的级间耦合方式1.
33、 阻容耦合阻容耦合 阻容耦合是指放大电路两级之间、信号源与放大电阻容耦合是指放大电路两级之间、信号源与放大电路之间、放大电路与负载之间均以隔直电容作为耦合元路之间、放大电路与负载之间均以隔直电容作为耦合元件的耦合方式。件的耦合方式。图图6-26 阻容耦合电路阻容耦合电路第六章 晶体管放大电路6.4.1多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的级间耦合方式1. 阻容耦合阻容耦合 阻容耦合的优点:各级放大电路的静态工作点彼此阻容耦合的优点:各级放大电路的静态工作点彼此独立、互不影响、给电路的设计和调整独立、互不影响、给电路的设计和调整带来带来方便。方便。阻容耦合方式广泛应用阻容耦合方式广泛应用于于分
34、立元件分立元件组成组成的放大电路的放大电路中。中。图图6-26 阻容耦合电路阻容耦合电路第六章 晶体管放大电路6.4.1多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的级间耦合方式1. 阻容耦合阻容耦合 阻容耦合的缺点:不能放大直流和频率很低的信号,阻容耦合的缺点:不能放大直流和频率很低的信号,因为耦合电容对频率很低的信号再传递过程中衰减很大,因为耦合电容对频率很低的信号再传递过程中衰减很大,对于直流信号则根本不能传递。对于直流信号则根本不能传递。图图6-26 阻容耦合电路阻容耦合电路第六章 晶体管放大电路6.4.1多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的级间耦合方式2. 直接耦合直接耦合 直接耦合是
35、指放大电路级与级之间采用导线直接相直接耦合是指放大电路级与级之间采用导线直接相连的一种耦合方式。连的一种耦合方式。图图6-27 直接耦合电路直接耦合电路第六章 晶体管放大电路6.4.1多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的级间耦合方式2. 直接耦合直接耦合 直接耦合的优点:电路中没有大电容和变压器,能直接耦合的优点:电路中没有大电容和变压器,能放大直流或缓慢变化的信号,广泛应用于集成电路中。放大直流或缓慢变化的信号,广泛应用于集成电路中。图图6-27 直接耦合电路直接耦合电路第六章 晶体管放大电路6.4.1多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的级间耦合方式2. 直接耦合直接耦合 直接耦合的
36、缺点:前、后级直流电路相通,静态工直接耦合的缺点:前、后级直流电路相通,静态工作点相互牵制、相互影响,不利于分析和设计。作点相互牵制、相互影响,不利于分析和设计。图图6-27 直接耦合电路直接耦合电路第六章 晶体管放大电路6.4.1多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的级间耦合方式3. 变压器耦合变压器耦合 变压器耦合是指用变压器将前级的输出端与后级的变压器耦合是指用变压器将前级的输出端与后级的输入端连接起来的方式。输入端连接起来的方式。图图6-28变压器耦合电路变压器耦合电路第六章 晶体管放大电路6.4.1多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的级间耦合方式3. 变压器耦合变压器耦合 变压
37、器耦合的优点:变压器通过磁路,把初线圈的变压器耦合的优点:变压器通过磁路,把初线圈的交流传号传到次线圈,直流电压或电流无法通过变压器交流传号传到次线圈,直流电压或电流无法通过变压器传给次级。因此,各级直流通路相互独立、互不影响。传给次级。因此,各级直流通路相互独立、互不影响。图图6-28变压器耦合电路变压器耦合电路第六章 晶体管放大电路6.4.1多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的级间耦合方式3. 变压器耦合变压器耦合 变压器耦合的缺点:体积大,不能实现集成化,频变压器耦合的缺点:体积大,不能实现集成化,频率特性比较差,一般只应用于低频功率放大和中频调谐率特性比较差,一般只应用于低频功率放
38、大和中频调谐放大电路。放大电路。图图6-28变压器耦合电路变压器耦合电路第六章 晶体管放大电路6.4.1多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的级间耦合方式4. 光电耦合光电耦合 将前级的输出端通过光电二极管接到后级的输入端将前级的输出端通过光电二极管接到后级的输入端或负载电阻上称为光电耦合或负载电阻上称为光电耦合。图图6-29 光电耦合电路光电耦合电路第六章 晶体管放大电路6.4.1多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的级间耦合方式4. 光电耦合光电耦合 光电耦合的优点是各级放大电路相互独立的,由于光电耦合的优点是各级放大电路相互独立的,由于噪声信号产生的微弱电流不足以使发光二极管发光,因
39、噪声信号产生的微弱电流不足以使发光二极管发光,因此,光电耦合可以有效地抑制噪声信号的传输。此,光电耦合可以有效地抑制噪声信号的传输。图图6-29 光电耦合电路光电耦合电路第六章 晶体管放大电路6.4.2 多级放大电路的分析与计算多级放大电路的分析与计算1. 静态工作点的计算静态工作点的计算 多级放大电路级间耦合方式不同,它们的静态工作点多级放大电路级间耦合方式不同,它们的静态工作点的分析方法也各不相同。的分析方法也各不相同。 阻容耦合和变压器耦合的多级放大电路,各级静态工阻容耦合和变压器耦合的多级放大电路,各级静态工作点的计算可以独立进行,与单级的分析、计算方法相同。作点的计算可以独立进行,与
40、单级的分析、计算方法相同。 直接耦合的多级放大电路,其前后级之间存在着直流直接耦合的多级放大电路,其前后级之间存在着直流通路,因此各级静态工作点不能单独计算,必须统一考虑。通路,因此各级静态工作点不能单独计算,必须统一考虑。第六章 晶体管放大电路6.4.2多级放大电路的分析与计算多级放大电路的分析与计算2 多级放大电路的指标计算多级放大电路的指标计算(1) 电压放大倍数电压放大倍数nuuuuuAAAAA 321(2) 输入电阻及输出电阻输入电阻及输出电阻 一般说来,多级放大电路的输入电阻就是输入级的一般说来,多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电阻,而输出电阻就是输出级的输出电阻。输入电阻,
41、而输出电阻就是输出级的输出电阻。第六章 晶体管放大电路6.5 功率放大电路功率放大电路 多级放大器的输出级需要带一定的负载,为使负载多级放大器的输出级需要带一定的负载,为使负载能够正常工作,输出级必须输出足够大的功率。因此,能够正常工作,输出级必须输出足够大的功率。因此,输出级一般由用来放大功率的功率放大器组成。输出级一般由用来放大功率的功率放大器组成。第六章 晶体管放大电路6.5 功率放大电路功率放大电路6.5.1功率放大电路的特点及类型功率放大电路的特点及类型1. 功率放大电路的特点功率放大电路的特点 功率放大电路的任务是在信号不失真或轻度失真的功率放大电路的任务是在信号不失真或轻度失真的
42、前提下,提高输出功率,以推动负载工作,如使扬声器前提下,提高输出功率,以推动负载工作,如使扬声器发声、使电动机旋转等。因此,功率放大电路是一种工发声、使电动机旋转等。因此,功率放大电路是一种工作在大信号状态下,能够输出一定功率的电子电路。作在大信号状态下,能够输出一定功率的电子电路。 对功率放大电路有以下三点基本要求:对功率放大电路有以下三点基本要求: (1)输出功率尽可能大。输出功率尽可能大。 (2)效率要高。效率要高。 (3)非线性失真要小。非线性失真要小。第六章 晶体管放大电路6.5 功率放大电路功率放大电路6.5.1功率放大电路的特点及类型功率放大电路的特点及类型2. 功率放大电路的分
43、类功率放大电路的分类 根据放大器中三极管静态工作点设置的不同,功率根据放大器中三极管静态工作点设置的不同,功率放大电路可分为甲类、乙类和甲乙类三类放大电路可分为甲类、乙类和甲乙类三类。图图6-31 甲类、乙类、甲乙类功率放大电路的工作状态示意图甲类、乙类、甲乙类功率放大电路的工作状态示意图第六章 晶体管放大电路6.5.2乙类乙类互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路 乙类放大电路具有能量转换效率高的特性,但只能乙类放大电路具有能量转换效率高的特性,但只能放大半个周期的信号放大半个周期的信号。为了解决这个问题,常用两个对称的乙类放大电路为了解决这个问题,常用两个对称的乙类放大电路分别放大正、负
44、半周的信号,然后合成为完整的波形输分别放大正、负半周的信号,然后合成为完整的波形输出。出。图图6-31 甲类、乙类、甲乙类功率放大电路的工作状态示意图甲类、乙类、甲乙类功率放大电路的工作状态示意图第六章 晶体管放大电路6.5.2乙类乙类互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路1.无输出电容的双电源乙类互补对称功率放大器:无输出电容的双电源乙类互补对称功率放大器: OCL电路电路(1)电路组成及工作原理)电路组成及工作原理(a) 电路电路 (b) 工作波形工作波形图图6-32 双电源乙类互补对称功率放大器电路及工作波形图双电源乙类互补对称功率放大器电路及工作波形图第六章 晶体管放大电路6.5.2乙类乙类互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路1.无输出电容的双电源乙类互补对称功率放大器:无输出电容的双电源乙类互补对称功率放大器: OCL电路电路(2)输出功率和效率)输出功率和效率L2Lomomomomooo22222=RURUUIUIUPomLCComRUP221LomDC22PRUUUICCCCDCLCCDCRUP2max2%1004=CComUU% 78.5maxL2Lom22RURUUPomCCC第六章 晶体管放大电路6.5.2乙类乙类互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路1.无输出电容的双电源乙类互补对称功率放大器:无输出电容的双电源乙类互补对称功率放大器:
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