第二章基本放大电路

1、第二章：基本放大电路软件学院孔祥杰2主要内容 2.1 放大电路的概念 2.2 三极管放大电路 2.3 多极放大电路 2.4 差分放大电路 2.5 功率放大电路32.1放大电路的概念2.1.1 放大的概念放大的对象是放大的对象是变化量变化量放大的实质是放大的实质是能量控制和转换能量控制和转换放大的前提是放大的前提是不失真不失真42.1.1 放大的概念放大的概念电子学中放大的目的是将微弱的电子学中放大的目的是将微弱的变化信号变化信号放大放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。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

2、的四端网络表示，如图：端网络表示，如图：uiuoAu52.1放大电路的概念2.1.2 放大电路的性能指标(1) 放大倍数(增益) ：放大倍数是衡量放大电路对信号放大能力的主要技术参数。电压放大倍数Au ：放大电路输出电压与输入电压的比值。Au =u0/ui 常用分贝（dB）来表示电压放大倍数，这时称为增益。电压增益=20lg|Au|（dB） 62.1.2 放大电路的性能指标 电流放大倍数Ai ：放大电路输出电流与输入电流的比值。Ai = i0/ii 也可用分贝(dB)表示电流放大倍数。电流增益=20lg|Ai|（dB）72.1.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标二、输入电阻二、输入电阻r

3、i放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就要从信号源取电流。那么就要从信号源取电流。输入电阻输入电阻是衡量放大是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。AuIiUSUiiiiIUr 8三、输出电阻三、输出电阻roAuUS放大电路对其放大电路对其负载负载而言，相当于信号源，我们而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻

4、。等效电路的内阻就是输出电阻。roUS9如何确定电路的输出电阻如何确定电路的输出电阻ro ？步骤：步骤：1. 所有的电源置零所有的电源置零 (将独立源置零，保留受控源将独立源置零，保留受控源)。2. 加压求流法。加压求流法。UIIUro方法一：方法一：计算。计算。10方法二：方法二：测量。测量。Uo1. 测量开路电压。测量开路电压。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。LoooR)UU(r1roUsRLUo步骤：步骤：3. 计算。计算。11四、通频带四、通频带fAuAum0.7AumfL下限截下限截止频率止频率fH上限截上限截止频率止频率通频带：通频带：fbw=fH

5、fL放大倍数放大倍数随频率变随频率变化曲线化曲线122.2 三极管放大电路 放大电路的种类很多，根据用途的不同，一般分为电压放大电路和功率放大电路。电压放大电路主要放大电压信号，功率放大电路主要放大功率，以驱动负载。 三极管有三个电极，它在组成放大电路时便有三种连接方式，即放大电路的三种组态：共发射极、共集电极和共基极组态放大电路。13 2.2三极管放大电路三极管放三极管放大电路有大电路有三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以共射放大器为例大器为例讲解工作讲解工作原理原理142.2 三极管放大电路1、放大电路的组成放大电路必须满足以下三个条件放大

6、电路必须满足以下三个条件: 有直流电源：有直流电源：为放大电路提供能源，将微弱的小信号放大。 有能实现放大作用的器件：有能实现放大作用的器件：三极管、场效应管均可实现放大作用。三极管必须工作在放大区，即发射结正偏，集电结反偏。场效应管工作在恒流区。 有信号传输的通道有信号传输的通道：小信号从输入端输入，放大后的信号从输出端输出。15 符号规定符号规定UA大写字母、大写下标，表示直流量。大写字母、大写下标，表示直流量。uA小写字母、大写下标，表示全量。小写字母、大写下标，表示全量。ua小写字母、小写下标，表示交流分量。小写字母、小写下标，表示交流分量。uAua全量全量交流分量交流分量tUA直流分

7、量直流分量 16共发射极放大电路172.2.1 放大电路的组成 电路中各元件的作用如下： （1）三极管（2）隔直耦合电容C1和C2（3）基极回路电源UBB和基极偏置电阻Rb（4）集电极电源UCC和集电极电阻Rc 182.2.1 放大电路组成放大电路组成放大元件放大元件iC= iB，工作在放大区，工作在放大区，要保证集电结反要保证集电结反偏，发射结正偏。偏，发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点RB+ECEBRCC1C2T19集电极电源，集电极电源，为电路提供能为电路提供能量。并保证集量。并保证集电结反偏。电结反偏。RB+ECEBRCC1C2T20集电极电阻，集电极电阻，将变化的电流将

8、变化的电流转变为变化的转变为变化的电压。电压。RB+ECEBRCC1C2T21使发射结正偏，使发射结正偏，并提供适当的并提供适当的静态工作点。静态工作点。基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻RB+ECEBRCC1C2T22耦合电容耦合电容隔离输入输隔离输入输出与电路直出与电路直流的联系，流的联系，同时能使信同时能使信号顺利输入号顺利输入输出。输出。RB+ECEBRCC1C2T23可以省去可以省去电路改进：采用单电源供电电路改进：采用单电源供电RB+ECEBRCC1C2T24单电源供电电路单电源供电电路+ECRCC1C2TRB252.2.1 放大电路的组成2、直流通路与交流通路 一般情况下，放大

9、电路中直流信号和交流信号总是共存的，由于电容、电感等电抗元件的存在，直流信号流经的通路与交流信号的通路不完全相同，为了研究问题的方便，常把电路分为直流通路和交流通路。交流通道：交流通道：只考虑交流信号的分电路。只考虑交流信号的分电路。直流通道：直流通道：只考虑直流信号的分电路。只考虑直流信号的分电路。信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。262.2.1 放大电路的组成以下面的共射极放大电路为例：272.2.1 放大电路的组成(1) 直流通路 直流通路：是指静态（ui=0）时，电路中只有直流量流过的通路。 画直流通路有两个要点： 电容视为开路 电感视为短

10、路 估算电路的静态工作点Q时必须依据直流通路。28例：例：对直流信号（只有对直流信号（只有+EC）开路开路开路开路RB+ECRCC1C2T直流通道直流通道RB+ECRC292.2.1 放大电路的组成(2) 交流通路 它是指动态（ui0）时，电路中交流分量流过的通路。 画交流通路时有两个要点： 耦合电容视为短路。 直流电压源（内阻很小，忽略不计） 视为短路。30对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)短路短路短路短路置零置零RB+ECRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路交流通路312.2.2 放大电路的分析方法放大电路的分析方法放大放大电路电路分析分析静态分析静态分析动态分析动态分析估

11、算法估算法图解法图解法微变等效电微变等效电路法路法图解法图解法计算机仿真计算机仿真322.2.2 放大电路的分析方法1、图解法(以下图为例)332.2.2 放大电路的分析方法(1) 静态分析(画出直流通路)34ui=0时时由于电源的由于电源的存在存在IB 0IC 0IBQICQIEQ=IBQ+ICQ静态工作点静态工作点RB+ECRCC1C2T35IBQICQUBEQUCEQ( ICQ,UCEQ )(IBQ,UBEQ)RB+ECRCC1C2T36(IBQ,UBEQ) 和和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入输出分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。特性曲线上的一个点称为静态工作点

12、。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ37IBUBEQICUCEuCE怎么变化怎么变化假设假设uBE有一微小的变化有一微小的变化ibtibtictuit38uCE的变化沿一的变化沿一条直线条直线uce相位如何相位如何uce与与ui反相！反相！ICUCEictucet39各点波形各点波形RB+ECRCC1C2uitiBtiCtuCetuotuiiCuCeuoiB40实现放大的条件实现放大的条件1. 晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结晶体管必须偏置在放大区。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

13、。3. 输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。4. 输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电输出回路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。极电压，经电容滤波只输出交流信号。412.2.2 放大电路的分析方法(2) 动态分析(画出交流通路) 当放大电路加上交流信号ui后，三极管的电压和电流都将在静态值的基础上叠加一个与输入信号相应的交流量，这就是放大电路的动态工作状态。 画交流通路时有两个要点：耦合电容视为短路。直流电压源（内阻很小，忽略不计）视为短路。422.2.2 放大电路的分析方法BEBEQiBBQbuUuiIi

14、共射极电路的交流通路432.2.2 放大电路的分析方法图解法442.2.2 放大电路的分析方法 负载开路(断开负载)时，即不带RL。 输出端只有负载Rc，ic将沿直流负载线变化。(即交流负载线与直流负载线重合) 根据输入特性曲线和uBE可通过做图求出iB 。 根据输出特性曲线和iB可通过做图求出iC和uCE 。CCQcCECEQceiIiuUu452.2.2 放大电路的分析方法 当输出端带有负载RL 交流负载RL= Rc/RL 输出回路中交流电压和电流的关系为： 交流负载线为通过Q点的，斜率为-1/RL的直线。ceoCLLuuiRR 462.2.2 放大电路的分析方法交流负载线如下图所示472

15、.2.2 放大电路的分析方法总结： 交流负载线与直流负载线相交于Q点 当负载开路时，交流负载线与直流负载线重合。 带负载后的电压放大倍数会减小482.2.2 放大电路的分析方法(3) 静态工作点的选择 三极管是一个非线性器件，有截止区、放大区、饱和区三个工作区，如果信号在放大的过程中，放大器的工作范围超出了特性曲线的线性放大区域，进入了截止区或饱和区，集电极电流ic与基极电流ib不再成线性比例的关系，则会导致输出信号出现非线性失真。 非线性失真有两类：截止失真和饱和失真492.2.2 放大电路的分析方法 截止失真：当放大电路的静态工作点Q选取比较低时，IBQ较小，输出信号的负半周进入截止区而造

16、成的失真称为截止失真。502.2.2 放大电路的分析方法 饱和失真：当放大电路的静态工作点Q选取比较高时，IBQ较大，UCEQ较小，输出信号的正半周进入饱和区而造成的失真称为饱和失真。512.2.2 放大电路的分析方法电路参数对静态工作点的影响(板书讲解)522.2.2 放大电路的分析方法2、微变等效电路法 微变等效电路分析法指的是在三极管特性曲线上Q点附近，当输入为微变信号（小信号）时，可以把三极管的非线性特性近似看为是线性的，即把非线性器件三极管转为线性器件进行求解的方法。532.2.2 动态分析动态分析2、三极管的微变等效电路、三极管的微变等效电路1. 输入回路输入回路iBuBE当信号很

17、小时，将输入特性当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。在小范围内近似线性。 uBE iBbbeBBEbeiuiur对输入的小交流信号而言，对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻三极管相当于电阻rbe。)mA()mV(26)1 ()(200EbeIrrbe的量级从几百欧到几千欧。的量级从几百欧到几千欧。对于小功率三极管：对于小功率三极管：542. 输出回路输出回路iCuCE)(bBcCCiIiIibBiI所以：所以：bcii(1) 输出端相当于一个受输出端相当于一个受ib 控制控制的电流源。的电流源。近似平行近似平行(2) 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

18、大电阻端还要并联一个大电阻rce。cceceiurrce的含义的含义 iC uCE55ubeibuceicubeuceicrce很大，很大，一般忽略。一般忽略。3. 三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路rbe ibib rcerbe ibibbce等等效效cbe56二、放大电路的微变等效电路二、放大电路的微变等效电路将交流通道中的三极管用微变等效电路代替将交流通道中的三极管用微变等效电路代替:交流通路交流通路RBRCRLuiuouirbe ibibiiicuoRBRCRL57三、电压放大倍数的计算三、电压放大倍数的计算bebirIULboRIUbeLurRALCLRRR/特点：特点：负载电

19、阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI58四、输入电阻的计算四、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，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。输入电阻的定义：输入电阻的定义：iiiIUr是动态电阻。是动态电阻。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbIbeBrR /beriiiIUr电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。小，因此一般总是希望得到较大

20、的的输入电阻。59五、输出电阻的计算五、输出电阻的计算对于负载而言，放大电路相当于信号源，对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。内阻就是输出电阻。计算输出电阻的方法：计算输出电阻的方法：所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。60CoooRIUr所以：所以：用加压求流法求输出电阻：用加压求流法求输出电阻：oUrbeRBRCiIbIcIbI00oI612.2.2 放大电路的分析方法两种分析方法特点比较 放大电路的图解分析法：其优点是形象直观，适用于Q点分析、

21、非线性失真分析、最大不失真输出幅度的分析，能够用于大、小信号；其缺点是作图麻烦，只能分析简单电路，求解误差大，不易求解输入电阻、输出电阻等动态参数。 微变等效电路分析法：其优点是适用于任何复杂的电路，可方便求解动态参数如放大倍数、输入电阻、输出电阻等；其缺点是只能用于分析小信号。622.2.2 放大电路的分析方法例题讲解：书例2-163失真分析失真分析在放大电路中，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

22、路产生非线非线性失真性失真。为了得到尽量大的输出信号，要把为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流设置在交流负载线的中间部分。如果负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截设置不合适，信号进入截止区或饱和区，造成非线性失真。止区或饱和区，造成非线性失真。64iCuCEuo可输出的可输出的最大不失最大不失真信号真信号选择静态工作点选择静态工作点ib65iCuCEuo1. 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ib66iCuCE2. 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

23、和失真ib输入波输入波形形uo输出波形输出波形67静态工作点的稳定静态工作点的稳定为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。态工作点。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由作点由UBE、 和和ICEO 决定，这三个参数随温度而变决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。TUBE ICEOQ68温度对温度对UBE的影响的影响iBuB

24、E25C50CTUBEIBICBBECBRUEI69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点点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、置电路，当温度升高、 IC增加时，能够自动增加时，能够自动减少减少IB，从而抑制，从而抑制Q点的变化。保持点的变化。保持Q点基本点基本稳定。稳定。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。电路见下页。电路见下页。一、温度对一、温度对UBE的影响的影响iBu

25、BE25C50CTUBEIBICBBECBRUEI2.2.3 分压式共发射极放大电路1、放大电路静态工作点的稳定 静态工作点Q的位置与放大电路的性能指标密切相关，选择不当不但会引起放大电路失真，还会影响到放大电路的动态性能指标，设置一个合适且稳定不变的静态工作点是放大电路设计的一个重要问题。 引起Q点不稳定的原因：电源电压波动，电路参数变化，三极管老化，温漂等，但主要原因是：三极管特性参数随温度变化造成Q点偏离原来的数值。 分压式共发射极放大电路可以稳定静态工作点。2.2.3 分压式共发射极放大电路2、分压式共发射极放大电路分析B点的电流方程为：12BIII为了稳定Q点，通常选择合适的电阻Rb

26、1、Rb2，使I1IB，I1I2。2.2.3 分压式共发射极放大电路BUB点的电位基极电位UB仅由Rb1、Rb2和VCC决定，与环境温度无关，即当温度升高时，UB基本不变。CCEEEEeBEBEBC()TIIUUI RUUUIIb2CCb1b2RVRR本电路稳压的本电路稳压的过程实际是由过程实际是由于加了于加了RE形成形成了了负反馈负反馈过程过程2.2.3 分压式共发射极放大电路 由上面分析，可以看出，Re在稳定静态工作点时起着重要的作用。这种利用输出回路中的电流IE在Re上的直流压降UE，使输入回路电压UBE自动调节的方法，称为反馈。由于反馈的结果使输出量减小，所以称为负反馈，又由于反馈出现

27、在直流通路中，称为直流负反馈，Re为反馈电阻。2.2.3 分压式共发射极放大电路I1=(510)IB，UB=(35)V(1) 静态分析：由于I1IB，b2BCCb1b2RUVRR CBIICECCCceUVIRRI1越大于IB，电路稳定Q点的效果越好，但为了兼顾其他指标，设计电路时，一般选取： I1=(1020)IB，UB=(13)V硅管锗管BBECEeUUIIR似乎似乎I2越大越好，但越大越好，但是是RB1、RB2太小，将增太小，将增加损耗，降低输入电阻。加损耗，降低输入电阻。因此一般取几十因此一般取几十k 。2.2.3 分压式共发射极放大电路(2) 动态分析 电压放大倍数ocLbLui R

28、i R ib beeebbee(1)ui ri Ri rRLcL/RRR oLuibee(1)uRAurR 2.2.3 分压式共发射极放大电路输入电阻Ri 输出电阻Ro bbeeiibeebb(1)(1)i rRuRrRii ib1b2iiib1b2iiib1b2bee(/)/(1)i RRRuRRRRiiRRrRocRR2.2.3 分压式共发射极放大电路Re越大，Au下降越多，为了不使电压放大倍数下降，常在Re两端并联一个大电容Ce，容值约为几十到几百微法，称为旁路电容 。电压放大倍数不会下降，直流通路不变 。RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2问题：问题：如果电路如

29、下图所示，如何分析？如果电路如下图所示，如何分析？I1I2IBRB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2静态分析：静态分析：直流通路直流通路RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2动态分析：动态分析：交流通路交流通路RB1RCRLuiuoRB2RE1交流通路：交流通路：RB1RCRLuiuoRB2RE1微变等效电路：微变等效电路：rbeRCRLoURE1iUiIbIcIbIRB2.2.3 分压式共发射极放大电路例题讲解：2.2.4 共集电极放大电路共集电极电路图2.2.4 共集电极放大电路1、静态分析：求

30、静态工作点CCBbBEBe(1)VI RUI RCCBEBbe(1)VUIRRCBIIEBC(1)IIICECCEeUVI R2.2.4 共集电极放大电路2、动态分析(1) 电压放大倍数AuobL(1)ui RLeL/RRR b bebL(1)iui ri RoLuibeL(1)1(1)uRAurR可见，共集电极放大电路没有电压放大作用，输入输出相位相同，故称电压跟随器电压跟随器(2) 输入电阻RiiibeLb(1)uRrRiiibibbeLi/(1)uRRRRrRi2.2.4 共集电极放大电路(3) 输出电阻Ro：将信号源短路，负载开路，在输出端加入测试电压u，产生电流i，如图 besoe/

31、1rRuRRissb/RRR 通常 bese1rRRbeso1rRR2.2.4 共集电极放大电路例题讲解 书例2-32.2.5 共基极放大电路共基极电路直流通路与分压式偏置电路相同，静态工作点的求法也相同 2.2.5 共基极放大电路1、静态分析：与分压式偏置电路相同，静态工作点的求法也相同。2、动态分析 电压放大倍数Au ocLbLui Ri R LcL/RRR ib beui r oLuibeuRAur2.2.5 共基极放大电路 输入电阻Ri 输出电阻Rob bebeiib(1)1ei rruRiibeieie/1rRRRRocRR共基极放大电路有电压放大作用，输入、输出电压相位相同，输入电

32、阻很低，输出电阻与共射极放大电路相同。2.2.5 共基极放大电路例题讲解 书例2-4三种放大电路的比较 共发射极放大电路：电压、电流和功率放大倍数都较大，输入电阻在三种电路中居中，输出电阻较大。 共集电极放大电路：不能放大电压，但能放大电流，是三种电路中输入电阻最大的，输出电阻最小的电路，常用作输入级、输出级和中间缓冲级，在功率放大电路中经常使用。 共基极放大电路：输入电阻小，电压放大倍数和输出电阻与共发射极电路相当，频率特性好。942.3 多级放大电路 高的电压放大倍数，很大的输入电阻，很小的输出电阻等，通常就将基本放大电路连接起来，组成多级放大电路 。 级与级之间的连接，称为耦合，常见的耦

33、合方式有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合和光电耦合等 952.3.1 阻容耦合放大电路 将放大电路的前级输出端通过电容连接到后级输入端，称为阻容耦合。由于电容对直流量的容抗为无穷大，各级间的直流通路相互独立，每级的静态工作点Q互不干扰 962.3.1 阻容耦合放大电路n级放大电路的交流等效电路框图 放大电路前级的输出电压就是后级的输入电压，即uo1=ui2，uo2=ui3，所以，多级放大电路的电压放大倍数为各级放大电路电压放大倍数之积 972.3.1 阻容耦合放大电路 多级放大电路的输入电阻就是第一级放大电路的输入电阻，即 输出电阻就是多级放大电路最后一级的输出电阻，即 阻容耦合放大电路不适用放

34、大缓慢变化的信号； 在集成电路中制造大容量的电容很困难，不便于集成化； ii1RRoonRR982.3.1 阻容耦合放大电路例题1992.3.1 阻容耦合放大电路 直流通路1002.3.1 阻容耦合放大电路 交流通路RE1Rb2Rb3RC2RLRSRb1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2iror微变等效电路微变等效电路: :(2-101)1. ri = R1 / rbe1 +（ +1)RL1其中: RL1= RE1/ ri2 = RE1/ R2 / R3 / rbe2 2. ro = RC2RE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2bi

35、OUir2iror(2-102)3. 电压放大倍数:111111) 1() 1(LbeLuRrRASiiusRrrA11RE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2iror2222beLurRA21uuuAAA103多级阻容耦合放大器的特点：多级阻容耦合放大器的特点：(1) 由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独立，分别估算。点相互独立，分别估算。(2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压。前一级的输出电压是后一级的输入电压。(3) 后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。后一级的输入电阻是前一级的

36、交流负载电阻。(4) 总电压放大倍数总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。各级放大倍数的乘积。(5) 总输入电阻总输入电阻 ri 即为第一级的输入电阻即为第一级的输入电阻ri1 。(6) 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。总输出电阻即为最后一级的输出电阻。由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电路的首级可提高输入电阻；接在末级可减小输出路的首级可提高输入电阻；接在末级可减小输出电阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大电阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大电路的性能。电路的性能。1042.3.1 阻容耦合放大电路1052.3.2 直接耦合放大电路 将放

37、大电路的前级输出端直接连接到后一级输入端，称为直接耦合。 直接耦合放大电路能够放大缓慢变化的信号，易于集成化，因此，得到越来越广泛的应用。 由于其静态工作点相互影响，给分析、设计、调试电路带来一定困难。1062.3.2 直接耦合放大电路在直接耦合放大电路中，若将输入信号短接(ui=0)，输出端仍有缓慢变化的输出信号uo，这种现象称为零点漂移，简称零漂。引起零漂的原因很多，如电源电压的波动，元件的老化等，但主要是由于温度对三极管参数的影响造成的，因此，也称零点漂移为温度漂移，简称温漂。1072.4 差分放大电路1、电路组成：差分放大电路由两个对称的共发射极放大电路通过发射极电阻直接耦合组成。晶体

38、管T1、T2参数完全相同，Rb1=Rb2=Rb，Rc1=Rc2=Rc，一般采用双电源供电(VEE为负电源)，输入信号分别为ui1和ui2；有两个输出端，输出信号从任一个集电极取出，称为单端输出，分别为uo1、 uo2，输出信号从两个集电极之间取出，称双端输出出，输出信号uo= uo1- uo2。1082.4 差分放大电路2、静态分析 电路完全对称，IB1=IB2=IB，IC1=IC2=IC，IE1=IE2=IE，UCE1=UCE2=UCE，流经Re的电流I=2IE，根据基极回路方程： Rb的阻值很小，IB也很小，Rb上的电压可忽略不计BbBEEeEE2RI RUIVeBEEEE2RUVI109

39、2.4 差分放大电路 只要合理选择Re的阻值，并与电源VEE相配合，就可以设置合适的静态工作点，由IE可得IB、UCE。 1EBIICECECCCcBEUUUVI RU 此时UC1=UC2，UO= UC1-UC2=0。即输入信号为零时，输出信号也为零。 差分放大电路抑制了温度引起的零点漂移;Re也具有稳定静态工作点的作用。 1102.4 差分放大电路3、输入信号差模输入信号差模输入信号：在差分放大电路两输入端分别加上一对大小一对大小相等，极性相反相等，极性相反的信号，ui1=uid1，ui2=uid2=-uid1共模输入信号共模输入信号：在差分放大电路两输入端分别加上一对大小一对大小相等，极性

40、相同相等，极性相同的信号，称为共模输入信号，ui1=ui2=uic。任意输入信号：任意输入信号：ui1、ui2为任意输入信号 idi1i2i1i2i1ic222uuuuuuuidi1i2i1i2i2ic222uuuuuuu1112.4 差分放大电路4、差模特性 在差分放大电路输入端加入一对大小相等，极性相反的差模输入信号uid1、uid2，则差模输出信号uod1、uod2大小相等，方向相反 在差模输入信号作用下，两管发射极电流大小相等，方向相反，ie1=-ie2，流过Re的电流i=ie1+ie2，在Re上的没有压降，E点电位不变，画交流通路时，可以认为E点接地。又由于输出电压uod1=-uod

41、2，负载电阻RL的中点电位总等于0，从而使每管的负载电阻为RL/2。1122.4 差分放大电路1132.4 差分放大电路(1)差模电压放大倍数：差分放大电路双端输出时，差模电压放大倍数Aud定义为差模输出电压uod与差模输入电压uid之比。差分放大电路双端输入，双端输出的差模电压放大倍数Aud等于单管共射放大电路的电压放大倍数。idid1id2id1id222uuuuu odod1od2od1od222uuuuu Lcodod1udidid1bbe/222RRuuAuuRr 1142.4 差分放大电路 单端输出时，每管的负载电阻为RL，差模电压放大倍数Aud1、Aud2定义为单端差模输出电压与

42、差模输入电压之比。 Aud1、Aud2大小相等，符号相反，数值为一个单管共射放大电路电压放大倍数的一半od1od1cLud1idid1bbe(/)22()uuRRAuuRr od2od2cLud2ud1idid2bbe(/)22()uuRRAAuuRr 1152.4 差分放大电路(2) 差模输入电阻差模输入电阻差模输入电阻Rid是从两输入端看进去的交流等效电阻是从两输入端看进去的交流等效电阻idbbe2()RRr(3)差模输出电阻差模输出电阻差模输出电阻Rod是从两输出端看进去的交流等效电阻是从两输出端看进去的交流等效电阻双端输出时：双端输出时：odc2RR单端输出时：单端输出时：od1od2

43、cRRR1162.4 差分放大电路5、共模特性：在差分放大电路输入端加入共模输入信号ui1= ui2=uic；uoc1、uoc2分别为共模输出电压，大小相等，方向相同。 1172.4 差分放大电路(1) 共模放大倍数：双端输出时，共模电压放大倍数Auc定义为双端共模输出电压与共模输入电压之比。 由于电路完全对称，uoc1=uoc2，共模电压放大倍数Auc=0。 双端输出时，Auc=0，说明差分放大电路对共模信号有很强的抑制作用。ococ1oc2ucicicuuuAuu1182.4 差分放大电路 单端输出时，每管的负载电阻为RL，共模电压放大倍数Auc1、Auc2定义为单端共模输出电压与共模输入

44、电压之比。 ebebLcicoccR)1 (2rR)RR(uuA1192.4 差分放大电路单端输出时单端输出时实际电路中实际电路中，说明差分放大电路，说明差分放大电路对共模信号没有放大作用，对共模信号没有放大作用，Re越大，越大，Auc1越小，对共模越小，对共模信号的抑制能力越强。信号的抑制能力越强。eL2RRuc11A1202.4 差分放大电路(2)共模输入电阻 从两输入端看进去的共模输入电阻为两单管放大电路输入电阻的并联。1212.4 差分放大电路(3)共模输出电阻 双端输出时：occ2RR单端输出时：oc1oc2cRRR对于差分放大电路，由于输入信号中既有差模信号又对于差分放大电路，由于

45、输入信号中既有差模信号又有共模信号，输出信号也由两部分组成：有共模信号，输出信号也由两部分组成：oidudicucuu Au A1222.4 差分放大电路6、共模抑制比共模抑制比定义为差模电压放大倍数Aud与共模电压放大倍数Auc之比的绝对值 uducACMRA用分贝表示为 uduc(dB)20lgACMRA共模抑制比越大，表示差分放大电路对共模信号的抑制共模抑制比越大，表示差分放大电路对共模信号的抑制作用越强。作用越强。1232.4 差分放大电路n电路完全对称时，若采用双端输出，由于Auc0，CMR趋于无穷大；n若采用单端输出 ud1euc1bbeARCMRARr为了提高为了提高CMR，必须

46、提高，必须提高Re，常采用直流电阻小、交，常采用直流电阻小、交流电阻大的电流源代替流电阻大的电流源代替Re；调节调节Rp用以解决两边电路用以解决两边电路不对称造成的输入为零，输不对称造成的输入为零，输出不为零的现象。出不为零的现象。1242.5 功率放大电路2.5.1 功率放大电路的一般问题1、对功率放大电路的要求 输出功率要大输出功率要大 非线性失真要小非线性失真要小 效率要高效率要高 效率低，意味着消耗在电路内部的能量多，这部分能量转换成热能，使功放管等元件温度升高，造成电路自身的不稳定 1252.5.1 功率放大电路的一般问题2、功率放大电路的分类 静态工作点Q设置在交流负载线的中间，在

47、整个信号周期内，三极管都有电流流过，称为甲类功率放大电路。 无输入信号时，电源提供的功率全部消耗在功放管和电阻上，以集电结损耗为主； 有信号输入时，电源一部分功率转换为有用的输出功率，信号愈大，输出功率也愈大。1262.5.1 功率放大电路的一般问题 把静态工作点Q设置得低一点，管耗就小，效率就可提高。称为甲乙类功率放大电路 。 把静态工作点Q降到最低，使集电极静态电流ICQ=0，在输入信号的整个周期内，三极管只有半个周期有电流流过，称乙类功率放大电路。静态时，电源供给功率为零，管耗为零。这种功率放大电路的效率最高，但波形失真最大。 1272.5.2 互补对称功率放大电路1、乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)T1 、T2管参数相同，两管直接耦合成共集电极放大电路。静态时，静态时，ui=0，T1、T2管均截止，管均截止，IB=0，IC=0，两管处于，两管处于乙类工作状态。乙类工作状态。 1282.5.2 互补对称功率放大电路n动态时动态时(电路为射极输出形式电路为射极输出形式)n当当ui0时，时，uoui，为信号的正半周；，为信号的正半周；n当当ui0时，时，uoui，为信号的负半周。，为信号的负半周。结论：结论：T1、T2管在一个周期内管在一个周期内轮流导通，交替轮流导通，交替工