《电工与电子技术》交流放大电路

第一节共射极放大电路第二节射极输出器第三节多级放大电路第四节放大电路中的负反馈第五节低频功率放大器第六节场效应晶体管及其放大电路交流放大电路交流放大电路

1．掌握共射极放大电路、射级输出器的的组成及工作原理。

2．掌握射极放大电路、射级输出器电路的分析方法及应用3．了解多级放大电路的作用及耦合方式。4．了解负反馈对放大器性能的影响，掌握反馈的分类及判别方法。5．理解低频功率放大器及场效应晶体管放大电路的性能特点。交流放大电路晶体管的主要用途之一是利用其放大作用组成放大电路，将微弱的电信号（电压、电流或电功率）放大成为所需要的较强的电信号，以便有效地控制较大功率的负载。例如在数控机床中，检测位置和速度的传感器将位置和速度等机械量转换成对应的微弱电信号，必须通过放大电路将其放大，得到一定的输出功率才能推动执行元件（电磁铁、电动机、液压机构等）完成需要的动作。在收音机、电视机等电子产品，以及温度测控系统中应用更是十分普遍。本章主要介绍由分立元件组成的基本交流放大电路，包括它们的电路结构、工作原理、分析方法以及特点。另外，也对放大电路中的负反馈进行了阐述。第一节共射极放大电路一、电路组成第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路二、直流通路和静态分析第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路三、交流通路和动态分析第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路四、微变等效电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路五、静态工作点的稳定第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第一节共射极放大电路第二节射极输出器一、电路组成第二节射极输出器第二节射极输出器二、直流通路和静态分析1.直流通路如图7-17所示为射极输出器的直流通路。第二节射极输出器第二节射极输出器三、交流通路和动态分析图7-18为射极输出器的微变等效电路图。第二节射极输出器第二节射极输出器第二节射极输出器第二节射极输出器第三节多级放大电路一、多级放大电路的组成在实际应用中，需要放大的电信号往往是很弱的，一般为毫伏或微伏数量级

。要把微弱的电信号放大到足以带动负载

，仅靠单级放大电路是不够的

，这时就需要采用多级放大电路，使电信号逐级连续放大到足够大。多级放大电路由若干个单级放大器组成，如图7-20所示。第三节多级放大电路二、多级放大电路的耦合方式多级放大器级与级之间的连接方式叫耦合方式，常见的耦合方式有阻容耦合、变压器耦合和直接耦合三种。阻容耦合多用于低频电压放大器，变压器耦合多用于高频调谐放大器，直接耦合多用于直流放大器。无论采用何种耦合方式，都应满足以下几个基本要求：（1）保持前级的电信号顺利地传输到后级；（2）耦合电路对前、后级放大电路

的静态工作点没有影响；（3）电信号在传输过程中失真要小，传输效率要高。下面具体介绍一下常见的几种耦合方式。第三节多级放大电路1.阻容耦合如图7-21画出了一个两级阻容耦合放大电路。由图可见，电路的第一级与第二级之间通过电阻和电容元件相连接，故称为阻容耦合放大电路。阻容耦合方式的优点是，由于前、后级之间通过电容相连，所以各级的直流通路互不相关，每一级的静态工作点都是相互独立的，不会互相影响，这样就给分析、设计和调试带来了很大的方便。而且，只要耦合电容选的足够大，就可以做到前一级的输出信号在一定频率范围内几乎不衰减地加到后一级的输入端上去，使信号得到了充分的利用。第三节多级放大电路第三节多级放大电路2.直接耦合图7-22是一个两级直接耦合放大电路。为了避免耦合电容对缓慢变化信号的衰减，把前级的输出端直接或通过电阻接到下级的输入端，这种连接方式称为直接耦合。直接耦合方式的优点是，既能放大交流信号，也能放大缓慢变化的信号和直流信号。更重要的是，直接耦合方式便于集成化，实际的集成电路中，一般都采用直接耦合电路。第三节多级放大电路第三节多级放大电路第三节多级放大电路第三节多级放大电路三种耦合方式的比较，如表7-1所示。第三节多级放大电路三、多级放大电路的性能指标1.电压放大倍数在多级放大电路中，由于各级是互相串联起来的，前一级的输出就是后一级的输入，所以多级放大电路总的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即

但是，在分别计算每一级的电压放大倍数时，必须考虑前后级之间的相互影响。例如，可把后一级的输入电阻看作前一级的负载电阻。第三节多级放大电路2.输入电阻和输出电阻多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电阻，多级放大电路的输出电阻就是输出级的输出电阻。在具体计算输入电阻和输出电阻时，有时它们不仅仅决定于本级的参数，也与后级或前级的参数有关。例如，用射极输出器作为输入级时，它的输入电阻与本级的负载电阻（即后一级的输入电阻）有关。第四节放大电路中的负反馈

为了改善放大电路的性能，通常要应用负反馈技术。例如前面曾讨论过的，利用负反馈技术稳定放大电路的静态工作点，这是改善放大电路的静态性能。但是，负反馈技术更多的是用于改善放大电路的动态性能。在这一节将着重讨论负反馈的类型以及对放大电路动态性能指标的影响。

因为静态工作点是指放大电路不加输入信号时的直流电压、电流值，所以为稳定静态工作点而在电路中引入的反馈称为直流反馈。放大倍数是放大电路输出变化（交流）量与输入变化（交流）量的比值，因此，为改善放大电路动态性能而引入的反馈，习惯上称为交流反馈。一般论述放大电路反馈时，均是指交流反馈。第四节放大电路中的负反馈一、反馈的基本概念

所谓反馈，就是将放大电路（或某一系统）输出端的电压（或电流）信号的一部分或全部，通过特定的电路（称为反馈网络）引回到放大电路的输入端。输出信号通过反馈网络引到输入回路的信号，称为反馈信号。第四节放大电路中的负反馈第四节放大电路中的负反馈二、正反馈和负反馈的判别方法

反馈有正反馈和负反馈两种类型。若引回的反馈信号削弱了原输入信号，则为负反馈；若引回的反馈信号增强了原输入信号，则为正反馈。

一个具有反馈环节的放大电路，判别它是正反馈还是负反馈，常用一种简便而实用的方法叫瞬时极性法，其步骤为：

（1）假设并标出输入端（基极）信号瞬时极性为“+”；（2）集电极瞬时极性为“－”，发射极瞬时极性为“+”，并在图中标出；（3）找到反馈线路，若反馈信号取出点的瞬时极性（“+”或“－”）与引回点的瞬时极性（“+”或“－”）相同则为正反馈，相反则为负反馈。第四节放大电路中的负反馈第四节放大电路中的负反馈第四节放大电路中的负反馈【例7-5】

判别图7-27所示电路的反馈类型。第四节放大电路中的负反馈第四节放大电路中的负反馈【例7-6】

判别图7-28所示电路的反馈类型。第四节放大电路中的负反馈第四节放大电路中的负反馈四、负反馈对放大电路的影响1.降低放大倍数第四节放大电路中的负反馈2.提高放大倍数稳定性

引入负反馈后，电压负反馈能够稳定输出电压，电流负反馈能够稳定输出电流，这样在放大电路输入信号一定的情况下，其输出受电路参数变化、电源电压波动和负载电阻改变的影响较小，即提高了放大倍数的稳定性。3.改善波形失真

没有负反馈时，由于工作点选择不合适，或者输入信号过大，都将引起信号波形的失真。引入负反馈之后，可将输出端的失真信号反送到输入端，使净输入信号发生某种程度的失真，经过放大之后，即可使输出信号的失真得到一定程度的补偿。从本质上说，负反馈是利用失真了的波形来改善波形的失真，因此只能减小失真，不能完全消除失真。第四节放大电路中的负反馈第四节放大电路中的负反馈5.改变放大电路的输入、输出电阻

不同类型的负反馈对放大电路的输入、输出电阻影响不同。输入电阻是从放大电路输入端看进去的等效电阻，因而负反馈对输入电阻的影响，取决于基本放大电路与反馈网络在电路输入端的连接方式，即取决于电路引入的是串联反馈还是并联反馈。输出电阻是从放大电路输出端看进去的等效内阻，因而负反馈对输出电阻的影响取决于基本放大电路与反馈网络在放大电路输出端的连接方式，即取决于电路引入的是电压反馈还是电流反馈。第五节低频功率放大器一、功率放大器的主要要求和分类前面讨论的低频电压放大器的主要任务是把微弱的输入电压信号尽可能不失真地放大成幅度较大的输出电压，它的输出电流较小。而在实际应用中，经常要求多级放大器的末级能输出一定的功率去推动负载工作。例如电动机的转动、仪表的指示、继电器动作、扬声器工作等。因此，多级放大器的末级通常要采用功率放大器。1.功率放大器的主要要求（1）具有足够大的输出功率为了得到足够大的输出功率，应使功率放大管的集电极电流和电压变化的幅度尽可能大，这样才能使它们的乘积最大，输出的功率最大。第五节低频功率放大器第五节低频功率放大器第五节低频功率放大器2.功率放大器的分类（1）甲类工作状态甲类工作状态是指功率放大器的静态工作点设置在特性曲线的放大区，负载线中点的状态。其实前面分析过的低频

电压放大器也是工作在甲类状态。但是在功率放大器中，要考虑效率，如果静态时电路的功率损耗太大，则效率就会太低。甲类工作状态下的功率放大器的效率最大不超过50%，就是说，直流电源提供的能量有一半是耗散在功放管的集电结上，显然，这样的效率太低了，所以实际应用中不采用这种工作状态。第五节低频功率放大器第五节低频功率放大器第五节低频功率放大器第五节低频功率放大器第五节低频功率放大器第五节低频功率放大器第五节低频功率放大器第五节低频功率放大器第五节低频功率放大器第五节低频功率放大器三、单电源互补对称式功率放大器（OTL）1.电路工作原理第五节低频功率放大器第五节低频功率放大器第五节低频功率放大器四、集成功率放大器

集成化是低频功率放大器的发展方向。集成功率放大器具有内部参数一致性好、失真小、安装方便、适合大批量生产等特点，因此得到了广泛应用。集成功率放大器只需要外接少量元件，就可以组成适用的功率放大器。集成功率放大器的输出功率从大到小，有多种规格系列的产品供应，可根据不同用途选用。作为使用者，只要掌握放大器各个引脚的功能和使用方法即可。下面简单介绍国产D2002型集成功率放大器的使用。

第五节低频功率放大器第五节低频功率放大器第六节场效应晶体管及其放大电路第六节场效应晶体管及其放大电路第六节场效应晶体管及其放大电路第六节场效应晶体管及其放大电路2．工作原理第六节场效应晶体管及其放大电路第六节场效应晶体管及其放大电路第六节场效应晶体管及其放大电路第六节场效应晶体管及其放大电路第六节场效应晶体管及其放大电路第六节场效应晶体管及其放大电路第六节场效应晶体管及其放大电路第六节场效应晶体管及其放大电路二、场效应晶体管放大电路场效应晶体管主要组成共源放大电路和共漏放大电路，它们分别与晶体管的共射放大电路和共集放大电路相对应。这里仅对共源放大电路加以简单介