[计算机硬件及网络]chapter15基本放大电路ppt课件

1、 因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路的公共端，所以是共集电极放大电路。的公共端，所以是共集电极放大电路。 由于从发射极输出，所以称射极输出器。由于从发射极输出，所以称射极输出器。RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RSuoRBRERLuiEBBECCB)1(RRUUI BE)1(II EECCCERIUU +UCCRBRE+UCE+UBEIEIBICRB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RSEBBEBBCC)1 (RIURIUiurbebiCibi 微变等效电路微变等效电路)R/R(i )1(riuLEbeibb )/)(1 ()

2、/)(1 (LEbeLEuRRrRRAREBRRLou)R/R(i )1(uLEOb 1、电压放大倍数、电压放大倍数RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS1 1、分压式偏置共射极放大电、分压式偏置共射极放大电路的静态分析与动态分析路的静态分析与动态分析2 2、射极输出器的静态分析及、射极输出器的静态分析及其微变等效电路其微变等效电路iuRCRLourbebibi REEbeLCuRrRRA)1 ()/(BR +UCCRB1RCRB2RERLuoI1I2IB上节回想：上节回想：BVEVEICICEU EbeB2B1i)1 (R/R/Rrr CoRr RB+UCCC1C2RERLui+

3、uo+es+RS1 1、分压式偏置共射极放大电、分压式偏置共射极放大电路的静态分析与动态分析路的静态分析与动态分析2 2、射极输出器的静态分析及、射极输出器的静态分析及其微变等效电路其微变等效电路iuRCRLourbebibi REEbeLCuRrRRA)1 ()/(BR +UCCRB1RCRB2RERLuoI1I2IB上节回想：上节回想：BVEVEICICEU EbeB2B1i)1 (R/R/Rrr CoRr CERB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS+UCCRBRE+UCE+UBEIEIBICEBBECCB)1(RRUUI BE)1(II EECCCERIUU 1 1、分压式偏

4、置共射极放大电、分压式偏置共射极放大电路的静态分析与动态分析路的静态分析与动态分析2 2、射极输出器的静态分析及、射极输出器的静态分析及其微变等效电路其微变等效电路上节回想：上节回想：iurbebibi REBRRLouRB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS1 1、分压式偏置共射极放大电、分压式偏置共射极放大电路的静态分析与动态分析路的静态分析与动态分析2 2、射极输出器的静态分析及、射极输出器的静态分析及其微变等效电路其微变等效电路上节回想：上节回想：iurbebibi 微变等效电路微变等效电路)R/R(i )1(riuLEbeibb )/)(1 ()/)(1 (LEbeLEuR

5、RrRRAREBRRLou)R/R(i )1(uLEOb 1、电压放大倍数、电压放大倍数RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS1),/)(1 (LEbeRRr所以所以，1Au 射极输出器虽然没有电压放大作用；射极输出器虽然没有电压放大作用；2输入输出同相且大小相等，输出电压输入输出同相且大小相等，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。跟随输入电压，故称电压跟随器。讨论讨论)/)(1 ()/)(1 (LEbeLEuRRrRRA但是，输出电流添加了。但是，输出电流添加了。2、输入电阻、输入电阻R)1(r/RrLbeBi 输入电阻高，输入电阻高，对前级有利。对前级有利。iuiirbebi

6、Cibi REBRRLouri 与负载与负载RL有有关关LELRRR/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。rbeiU iI bI cI sU bI BRRERsro置置0ebbIIII EsbesbeRURrURrU BssR/RR U IrbeiU iI bI bI BRRERseI IUroEsbeR1Rr11 1Rr/RsbeE U IrbeiU iI bI bI BRRERseI RS = RB / RSEsbesbeRURrURrUI U)RRr(Esbe11 EsbeRRr1111 21111RRR 普通普通）（ 1RrRSbeE所以所以 1Rrr

7、sbeo射极输出器的输出电阻射极输出器的输出电阻很小，带负载才干强。很小，带负载才干强。. 在图示放大电路中，知在图示放大电路中，知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，晶体管，晶体管=60， UBE=0.6V, 信号源内阻信号源内阻RS= 100，试求，试求:(1) 静态任务点静态任务点 IB、IE 及及 UCE；(2) 画出微变等效电路；画出微变等效电路；(3) Au、ri 和和 ro 。RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RSmA035. 0mA260)(12006 . 012) (1EBBECCBRRUUImA14. 2 0.035mA60)(

8、1 )(1BE II V727V142212EECCCE.RIUU +UCCRBRE+UCE+UBEIEIBICRB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS1/SbeoRRrRrBEk94.024.1266120026) (1200EbeIr LbeBi) 1 (/RrRr k7 .41 LbeL) 1()(1RrRAu 98.0 rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIRERB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS3 .176010094. 0/SbeRRrB射极输出器的运用射极输出器的运用主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特

9、点。主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。 1. 1. 因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的第一级，可以提高输入电阻，减轻信号源负担。第一级，可以提高输入电阻，减轻信号源负担。 2. 2. 因输出电阻低，它常被用在多级放大电路因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载才干。的末级，可以降低输出电阻，提高带负载才干。 3. 3. 利用利用 ri ri 大、大、 ro ro小以及小以及 Au Au 1 1 的特点，的特点，也可将射极输出器放在放大电路的两级之间，起到也可将射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹配作用，

10、这一级射极输出器称为缓冲级或中阻抗匹配作用，这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔离级。间隔离级。上节回想：RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS+UCCRBRE+UCE+UBEIEIBICEBBECCB)1(RRUUI BE)1(II EECCCERIUU 共集电极放大电路共集电极放大电路(射极输出器射极输出器)的特点：的特点：1. 电压放大倍数小于电压放大倍数小于1，约等于，约等于1;虽然无电压放大作用，但有电流虽然无电压放大作用，但有电流放大和功率放大作用放大和功率放大作用2. 输出与输入同相；输出与输入同相；3. 输入电阻高；输入电阻高；4. 输出电阻低。输出电阻低。LbeL)

11、 1 () 1 (RrRAu LbeBi) (/R1rRr 1Rrr sbeo例：例： 扩音系统扩音系统电电 压压 放放 大大功功 率率 放放 大大 信信 号号 提提 取取执行机构执行机构1、 功率放大器的作用：做放大电路的输出级，功率放大器的作用：做放大电路的输出级，以驱动以驱动 执行机构。如使扬声器发声、继电执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、器动作、 仪表指针偏转等。仪表指针偏转等。 一、概述一、概述2、分析功放电路应留意的问题、分析功放电路应留意的问题功放电路中电流、电压要求都比较大，功放电路中电流、电压要求都比较大，必需留意电路参数不能超越晶体管的必需留意电路参数不能超越晶体管的极

12、限值极限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。 ICMPCMUCEMiCuCE 电流、电压信号比较大，必需留意防止波电流、电压信号比较大，必需留意防止波形失真。形失真。留意提高电路的效率留意提高电路的效率。即电源提供的能量尽能够转换给负载，减少即电源提供的能量尽能够转换给负载，减少 晶体管及线路上的损失。晶体管及线路上的损失。 =PomaxPE100 %Pomax : 负载上得到的交流信号功率。负载上得到的交流信号功率。PE ： 电源提供的直流功率。电源提供的直流功率。射极输出器输出电阻低，带负载射极输出器输出电阻低，带负载才干强，可以用做功率放大器吗才干强，可以用做功率放大器吗？NoIma

13、geuotuo问题讨论问题讨论ibQiCuCEUSC /REUSC甲类放大甲类放大RBuoUSCuiRE答：答： 处于甲类放大的射极输出器处于甲类放大的射极输出器不适宜，由于静态损耗太大不适宜，由于静态损耗太大 。 iBuBEUTuitQiCuCEUSC /REUSCib乙类放大的波形关系乙类放大的波形关系特点特点iBtiCt 静态电流静态电流 ICQ、IBQ等于零；等于零； 晶体管仅导通半个周期晶体管仅导通半个周期 ； 存在失真。存在失真。 tuo二、二、 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路 互补对称功放的类型互补对称功放的类型 无输出变压器方式无输出变压器方式 OTL电路电路无输出电

14、容方式无输出电容方式 OCL电路电路互补对称：电路中采用两支晶体管，互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、 PNP各一支；两管特性一致。各一支；两管特性一致。类型：类型：1、 无输出电容的互补对称功放无输出电容的互补对称功放电路电路OCL电路电路任务原理设任务原理设ui为正弦波为正弦波ic1ic2 静态时：静态时：ui = 0V,T1、T2均不任均不任务务uo = 0v。动态时：动态时：ui 0vT1截止截止ui 0vT1导通导通T2截截止止iL=ic1 ;ui-USCT1T2uo+USCRLiLiL=ic2 。T2导通导通* T1、T2两个晶体管都只在半个周期内任务，处于乙类两个晶体管都只

15、在半个周期内任务，处于乙类放大形状。放大形状。1交越失真交越失真 tuo交越失真交越失真ui t 当输入信号当输入信号ui为正弦波时，为正弦波时，输出信号在过零前后出现的输出信号在过零前后出现的失真便为交越失真。失真便为交越失真。iBiBuBEtuitUT 交越失真产生的缘由交越失真产生的缘由 在于晶体管输入特性存在非线性，在于晶体管输入特性存在非线性， Ui 2SCUic1ic2RLuiT1T2+USCAUL+-交越失真交越失真时，时， T1 T1截止、截止、 T2 T2导通。导通。 ui 2SCUUC 相当于电源相当于电源USC/2利用复合管提高电路的输出电流利用复合管提高电路的输出电流添

16、加复合管的目的是：扩展电流的驱动才干添加复合管的目的是：扩展电流的驱动才干复合管的构成复合管的构成cbeT1T2ibicbecibicic1= 1 ib ,ib2= ie1=(1+1) ib,ic2=2 ib2,ic=ic1+ic2=1+2(1+1)ib.方式方式 1cbeT1T2ibicbecibic 复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效后晶体管的性能均如下确定：后晶体管的性能均如下确定： 1 2晶体管的类型由复合管中的第一支管子决议。晶体管的类型由复合管中的第一支管子决议。方式方式 2ULMAX=2USC、ILMAX =LSCR2U4输出功率

17、及效率输出功率及效率 假设忽略交越失真的影响，且假设忽略交越失真的影响，且ui幅度足够大。那幅度足够大。那么：么：uLULMAXLscRU82PL MAX=2LMAXU2LMAXI= PE =USC IAV =LSCRU 22IAV = 21ttdSINRULSC 02 = ELMAXPP=4 = 78.5 %ui2SCU上节回想：RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RSiurbebiCibi REBRRLouLbeL) 1 () 1 (RrRAu LbeBi) (/R1rRr RrRrE1/sbeo1. 电压放大倍数小于电压放大倍数小于1，约等于，约等于1;虽然无电压放大作用，但有

18、电虽然无电压放大作用，但有电流放大和功率放大作用流放大和功率放大作用2. 输出与输入同相；输出与输入同相；3. 输入电阻高；输入电阻高；4. 输出电阻低。输出电阻低。SR上节回想：上节回想：2、互补对称功率放大电路、互补对称功率放大电路1甲类放大、乙类放大、甲乙类放大的根本概念甲类放大、乙类放大、甲乙类放大的根本概念2OCL电路与电路与OTL电路电路 上节回想：上节回想：2、互补对称功率放大电路、互补对称功率放大电路1甲类放大、乙类放大、甲乙类放大的根本概念甲类放大、乙类放大、甲乙类放大的根本概念2OCL电路与电路与OTL电路电路 ic1ic2ui-USCT1T2uo+USCRLiLic1ic

19、2RLuiT1T2+USCAUL+-交越失真交越失真上节回想：上节回想：2、互补对称功率放大电路、互补对称功率放大电路 P90 15.8.1 电路类型？电路类型？T4T4、T5T5起什么作用？起什么作用？静态时，静态时，VAVA0 0，此时，此时T3T3的集电的集电极电位极电位VC3VC3应调为多少？应调为多少？3 3VC3VC3应调为应调为0.6V0.6V第一级第一级第二级第二级第第n-1级级第第n级级输入输入输出输出功放级功放级耦合耦合耦合方式：直接耦合；耦合方式：直接耦合； 阻容耦合；阻容耦合； 变压器耦合。变压器耦合。对耦合电路要求：对耦合电路要求：动态动态: 传送信号传送信号减少压降

20、损失减少压降损失 静态：保证各级静态：保证各级Q点设置点设置波形不失真波形不失真关键关键 :思索级间影响思索级间影响1. 静态静态: Q点同单级点同单级2. 动态性能动态性能:方法方法:ri2 = RL1ri2Uo1Ui2 阻容耦合分析阻容耦合分析+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US2i1oUU 2ri , ro :概念同单概念同单级级1riro1212uuioioiouAAUUUUUUAri2Uo1Ui2+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K1

21、0K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US方法方法:ri2 = RL12i1oUU 1. 微变等效电路:Uo1Ui2+UCCRSR1UiR3R2RLRE2Uo1RC2T1T2USRE11biRSR1sU iU 1ber1bi 1bi oU RE1R2R3RC2RL2ber2bi2bi oU iU 21biRSR1sU iU 1ber1bi 1bi oU RE1R2R3RC2RL2ber2bi2bi oU iU 22112uuioioiouAAUUUUUUA，1Au 2beLurRA22RL2= RC2/ RL1biRSR1sU iU 1ber1bi 1bi oU RE1R2R3RC2R

22、L2ber2bi2bi oU iU 21、ri = R1 / rbe1 + +1)RL1 其中其中 RL1= RE1/RL1=RE1/ri2 = RE1/ R2 / R3 / rbe22、ro = RC22iriror特殊问题特殊问题:RE2 : 为设置适宜的为设置适宜的Q点而添加。点而添加。1.前后级前后级Q点相互影响点相互影响:+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2RE2 直接耦合直接耦合2.零点漂移零点漂移:uot0 当当 ui= 0 ui= 0 时：时：特殊问题特殊问题: :uiRC1R1T1R2+UCCuoRC2T2RE2有时会将有时会将信号淹没信号淹没 普通用输出漂移电压折合

23、到输入端的等效漂移电普通用输出漂移电压折合到输入端的等效漂移电压作为衡量零点漂移的目的。压作为衡量零点漂移的目的。uAuuodId 只需输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，只需输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放大后的有用信号才干被很好地域分出来。放大后的有用信号才干被很好地域分出来。 由于不采用电容，所以直接耦合放大电路具由于不采用电容，所以直接耦合放大电路具有良好的低频特性。有良好的低频特性。f|Au |0.707| Auo |OfH| Auo | 抑制零点漂移是制造高质量直接耦合放大电抑制零点漂移是制造高质量直接耦合放大电路的一个重要的问题。路的一个重要的问题。 适宜于集成化的

24、要求，在集成运放的内部，级适宜于集成化的要求，在集成运放的内部，级间都是直接耦合。间都是直接耦合。为了使左右平衡，可为了使左右平衡，可设置调零电位器设置调零电位器: ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE1.构造构造:-抑制零点漂移最有效的电路构造。抑制零点漂移最有效的电路构造。IC1= IC2VC1UCCIC1RCUo= VC1 VC2 =0 IC1IC2IBIBIEui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE2. 零点漂移的抑制零点漂移的抑制: ui1 = ui2 = 0 当温度升高时，对两管的影响一样，虽然每个当温度升高时，对两管的影响一样，虽然每个

25、管子都产生了零点漂移，但是两个集电极电位的变管子都产生了零点漂移，但是两个集电极电位的变化是一样的，所以输出电压依然为化是一样的，所以输出电压依然为0。= VC2上节回想：1 1、固定偏置共射极放大电路、分压式偏置共射极放大电路、射极、固定偏置共射极放大电路、分压式偏置共射极放大电路、射极输出器共集电极放大电路各自的电路构造、功能及特点输出器共集电极放大电路各自的电路构造、功能及特点2 2、多级放大电路的耦合方式及各自的特点、多级放大电路的耦合方式及各自的特点 阻容耦合、变压器耦合、直接耦合阻容耦合、变压器耦合、直接耦合3 3、直接耦合方式带来的两个特殊问题、直接耦合方式带来的两个特殊问题 前

26、后级前后级Q Q点的影响、零点漂移问题点的影响、零点漂移问题4 4、差分放大电路的构造特点及对零点漂移的抑制造用、差分放大电路的构造特点及对零点漂移的抑制造用ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEEREIC1= IC2VC1= VC2Uo= VC1 VC2 =0 ui1 = ui2 = 0 当温度升高时，对两管的当温度升高时，对两管的影响一样，虽然每个管子都产影响一样，虽然每个管子都产生了零点漂移，但是两个集电生了零点漂移，但是两个集电极电位的变化是一样的，所以极电位的变化是一样的，所以输出电压依然为输出电压依然为0。1). Q点的计算点的计算:直流通路直流通路IC1= IC2

27、= IC= IB VC1= VC2= UCCICRC VE1= VE2 =IBRBUBE0 UCE1= UCE2 = VC1VE1 VC1IC1IC2IBIBIEEBBEEEBR)1(2RUUI ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE3. 静态分析静态分析: ui1 = ui2 = 0IC1= IC2= IC 1/2IE =UEE/2RE+-UEE+-UEE温度温度TICIE 2ICVEUBEIBIC2).RE 抑制温度漂移抑制温度漂移自动稳定自动稳定ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE4. 动态分析动态分析:1) 输入信号分类输入信号分类1 差模

28、输入差模输入:ui1 = -ui2= ud共模输入共模输入:2ui1 = ui2 = uC 大小相等、极性相反大小相等、极性相反大小相等、极性一样大小相等、极性一样3 恣意输入恣意输入: ui1 , ui2差模分量差模分量:共模分量共模分量:uduCui1 = uC + udui2 = uC - ud 叠加叠加分解分解2ui1 - ui2=2ui1 + ui2=例题例题: ui1 = 20 mv , ui2 = 10 mv 那么：那么：ud = 5mv , uc = 15mv ui1 = 15mv + 5mv,ui2= 15mv - 5mv5、差放电路的几种接法、差放电路的几种接法输入端输入端

29、 接法接法双端双端单端单端输出端输出端 接法接法双端双端单端单端ui1+UCCui2uoC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RB-UEEui = ui1 - ui2 = 2ud即即:1) 双端输入、双端输出双端输入、双端输出di1iuu21u di2iuu21u A、差模信号、差模信号+UCC-UEEuiuoRCT1RBRCT2RBRERR1RE对差模信号作用对差模信号作用: ui1 ui2ib1 , ic1ib2 , ic2ic1 = - ic2 iRE = ie1+ ie2 = 0uRE = 0ib2ib1ic2ic1iRERE对差模信号不起作对差模信号不起作用用+UCC-UEEuiuo

30、RCT1RBRCT2RBRERR2差模信号通路差模信号通路:T1单边单边微变等微变等效电路效电路 ui2 ui1RR uod1 uod2 uodC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBib2ib1ic1ic2RBui1ib1uod1RC ib1RBc1b1erbe1uOdui3 双入双出放双入双出放大倍数大倍数: :i1od1d1uuA 1i1d0ioddu2u2uuA 单边差模放大倍数单边差模放大倍数: :1beBC1beB1bC1brRR)rR(iRi uod1RBb1ec1RC ib1ui1rbe1ib1c1RBRBb1eRC ib1rbe1ib1uiuOdui1uod1假设差动电路带

31、负载假设差动电路带负载RL(接在接在c1与与c2之间之间), 对对于差动信号而言，于差动信号而言，RL中中点电位为点电位为0, 所以放大倍数：所以放大倍数：1beBLC1drR)R21/R(A Ad = Ad1双端输出：双端输出：c1RBRBb1eRC ib1rbe1ib1uiuOdLRro = 2 RC )(21BbeiRrr 输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：4 输入输出电阻输入输出电阻: :C1RBRBB1ERC ib1ui1rbe1ib1uiuOduod1irorC1RBRBB1ERC ib1rbe1ib1uiuOdui1uOd111022idiodduuuuAor 假设输入信号

32、只加到假设输入信号只加到T1管的输入端，管的输入端，T2的输入端接地，这种情况称为单端输入。的输入端接地，这种情况称为单端输入。单入双出单入双出: :irro = 2 RC)(21BbeiRrr 1beBCrRRd1idAuu110双入单出双入单出: :1110iodd212uudidAuuAC1RBRBB1ERC ib1rbe1ib1uiuOdui1uOd1orirro = RC)(21BbeiRrr )(21beBCrRR思索：假设从下面这个端口单端输出，思索：假设从下面这个端口单端输出，AdAd的值会不会有变化？的值会不会有变化？C1RBRBB1ERC ib1rbe1ib1uiuOdui

33、1uOd1d1110iodd212uuAuuAidor单入单出单入单出: :irro = RC)(21BbeiRrr )(21beBCrRR 同理：假设从下面这个端口单端输出，同理：假设从下面这个端口单端输出，AdAd的相位会改动，即的相位会改动，即AdAd会变成正值。会变成正值。上节回想：上节回想：1、差分放大电路、差分放大电路1静态分析静态分析2动态分析动态分析 差模信号动态分析差模信号动态分析 共模信号动态分析共模信号动态分析ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEEREIC1= IC2= IC= IB VC1= VC2= UCCICRC VE1= VE2 =IBRBUBE0 UCE1= UCE2 = VC1VE1 VC1EBBEEEBR)1(2RUUI ui1 = ui2 = 0IC1= IC2= IC 1/2IE =UEE/2RE上节回想：上节回想：1、差分放大电路、差分放大电路1静态分析静态分析2动态分析动态分析 差模信号动态分析差模信号动态分析 共模信号动态分析共模信号动态分析ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE ui2 ui1RR uod1 uod2 uodC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBib2ib1ic1ic2差模信号通路差模信号通路:上节回想：上节回想：1、差分放大