計算機電路基礎（第2版）基本放大電路

計算機電路基礎 基本放大電路 教學提示： 主要介紹由分立元件組成的幾種常用的基本放大電路，討論它們的工作原理、基本分析方法和性能指標。掌握這些基本的放大電路，是進一步學習和應用復雜電路的基礎。 教學目標： (1)理解放大電路的組成 、 工作原理和主要的性能指標； (2)掌握放大電路靜態(tài)工作點的估算和微變等效電路動態(tài)分 析方法； (3)了解放大電路圖解法的意義； (4)理解射極跟隨器的特點和作用； (5)了解多級放大的概念； (6)掌握反饋的概念和負反饋對放大電路性能指標的影響； (7)理解差分放大電路的工作原理 ， 理解差模信號和共模信 號的概念； (8)了解功率放大的概念和互補對稱放大電路的工作原理 。 主要內容 共發(fā)射極放大電路 放大電路的分析方法 射極跟隨器 多級放大電路 負反饋放大器 差分放大電路 功率放大器 場效管放大電路 共發(fā)射極放大電路 共發(fā)射極放大電路是最基本的放大電路。 如圖所示 放大電路提供偏置電壓 和所需的能量。 以滿足晶體三極管導通的條件 , 時又是 集電極負載電阻 . 2起到隔斷直流和交流耦合的作用 ， 稱為隔直電容和 交流耦合 電容 。 三極管起到放大作用 ， 是整個放大電路的核心 。 (1)當無輸入信號時 (，即 )， 稱電路處于靜態(tài)。 2起到隔斷直流 B、 (2)當交流信號 如下圖 通過 引 交流信號電流 )， 經 產生信號電流 三極管 放大后的輸入交流信號 ， 由 形成輸出端的交流信號輸出電壓 放大電路主要性能指標 衡量放大電路放大電信號的主要技術指標 :有放大倍數(shù) 、 輸入電阻 、 輸出電阻和頻率響應等 。以放大電路示意圖來分析這些技術指標 。 u 反映放大電路對輸入信號電壓幅度的放大能力 ， 又稱為電壓增益 。 倍 ” 來表示和分貝 (表示 。 分貝 ( 電壓增益 =10 20 i 電流放大系數(shù) 倍 ” 來表示 。 從放大電路的輸入端看進去 ,放大電路可等效成一個輸入電阻 輸入電阻 輸入回路中信號源有一定的內阻 輸入電阻 從信號源索取的輸入電流越小 ，放大電路的輸入端從信號源所能得到信號電壓越大 。 放大電路的輸出端不僅有放大后的信號電壓輸出 (相當于一個信號源 而且還含有一個內阻 框圖中的輸出回路。 輸出電阻的求法 : 讓 ， 并把輸出端的負載電阻 接上一個交流信號源為 求出由它產生的電流 放大電路輸出電阻 0000輸入信號是由許多頻率成分組成的復雜組合信號。 放大電路電抗元件 (電容、電感 )，三極管極間電容 . 電抗元件對組合信號中 不同高低頻率的信號呈現(xiàn)出不同的阻抗和衰減。 造成放大電路放大系數(shù) 將隨著信號頻率的不同而改變。 在信號頻率的低端 (電容影響 )和高端 (電感影響 )放大電路的放大系數(shù)都要下 降，而中間一段頻率范圍放大電路的放大系數(shù)基本不變。 把在低端和高端段的放大電路放大系數(shù)分別下降至中頻段放大系數(shù)的 時的頻率范圍，規(guī)定為放大電路的通頻帶 放大電路的通頻帶越寬，表明放大電路對信號的頻率有更寬的適應范圍。 放大電路的分析方法 處理放大器件的非線性問題。常用的分析方法有兩種： 一是圖解法 ; 二是微變等效法， 靜態(tài)分析 放大電路工作時 ， 電路中同時存在直流和交流兩個 電量 。 交流電量是在直流電量的基礎上工作 。 分析放大電路 ， 先求無交流信號 (靜態(tài) ) 靜態(tài)工作點Q. 如上圖放大電路 ， 靜態(tài)時隔直電容均可視為開路 ， 得等效電路 （ 稱直流通道 ） 如下圖 。 據(jù) 靜態(tài)時的基極電流為： （ 當 鍺管約 硅管約 集電極電流 集電極與發(fā)射極間的電壓 C 【 例題 上圖中 ， 已知三極管 =50， 00V， 求其靜態(tài)工作點 。 【 解 】 據(jù)上圖所示的直流通道 ， 可求出 B = 6 / 3k = 100(A) 0 20A = 1 C = 6 - 1 103 103 = 3(V) 是以三極管的特性曲線為基礎，用作圖的方法在特性曲線上進行分析，直觀地得到靜態(tài)工作點的有關電量。 圖解法求解的步驟 : (1)確定三極管的輸出特性曲線，如圖所示 (2)B。 如例題 0A。 在輸出特性曲線上確定 0 (3)電極與發(fā)射極間的電壓 C 可得出兩個點： 0時 ， 0時 ， 線得出直流負 載線 . 與 20A)曲線的交點 Q 大電路的靜態(tài)工作點 . 可得放大電路的靜態(tài)工作點 : 1 V 分析 : (1) 直流負載線與之相交得出的 (2)偏置電流和偏置電路 : 選擇基極電流 的 通常把基極電流 簡稱偏流 。 產生偏置電流的電路就稱為偏置電路 ， 圖中偏置電路的路徑： ) ) 把偏置電路中改變偏置電流的電阻 稱為偏置電阻 ， 如圖中的電阻 通過調整偏置電阻的大小 ， 便能獲得所需要的 靜態(tài)工作點 Q。 動態(tài)分析 動態(tài)分析 :是分析信號在放大電路中的傳輸情況。 在有輸入信號時，電路中既有直流分量又有交流分量。 動態(tài)分析只需考慮在已知靜態(tài)工作點的基礎上由輸入信號所引起的放大電路中的交流分量。 動態(tài)分析需借用交流通道 。 在電路中 ,直流電源 耦合電容 ， 交流阻抗很小 ， 也可以視為短路 。 左下圖的放大電路在交流信號下簡化成右下圖的電路 ， 稱為交流通道 。 (1)小信號情況下 ， 三極管工作在一微小的變化范圍內可視為線性 。 用一個等效的線性電路來代替非線性的三極管 ， 這就是微變等效電路 。 1) 右圖 :三極管輸入特性曲線是非線性的 。 在其靜態(tài)工作點附近的小范圍內可視為一線性段 ， 三極管的輸入回路可等效成一個 可用下式進行估算 : 在幾百歐到幾千歐之間 )()(26)1(3002) 三極管輸出特性如右圖 。 在 近乎于一組等距離的平行直線 ，而直線的間隔大致相同 ， 因此在 其比值即為 。 即 : 因此 :反映在三極管的輸出回路有一個電流控制的電流 bc 三極管的輸出特性并不平行于橫軸線 ， 而有一個很小的夾角 。 在某一基極電流 輸出電壓有一變化 也存在著微小的集電極電流變化 該電阻也是一個常數(shù) ， 大約從幾十千歐至幾百千歐 。 因此 : 反映在三極管的輸出回路中還存在一個輸出電阻 B 3)三極管的微變等效電路 通過對三極管輸入和輸出特性進行等效分析 ， 可得到如下圖所示完整三極管的微變等效電路 。 (2)放大電路的微變等效電路 用三極管的微變等效電路代替交流通道中的三極管，可得到放大電路的微變等效電路。 由于三極管的微變等效電路中的 可以在電路中忽略掉 。 (3) u。 為計算方便正弦量在數(shù)值計算時用其有效值計算 : )/()/(0 當實際電路中的 有 , 則 放大電路電壓放大倍數(shù) u :是 指放大電路的輸出電壓與輸入電壓的比值 ， 體現(xiàn)了放大電路對 信號電壓放大的能力 ， 一般幾十 幾百倍 。 值得注意的是 : 這意味著輸出電壓與輸入電壓 在相位上反相 ， 即差 180 。 放大電路輸入電阻 放大電路的輸入端看進去 ， 放大電路可等效成一個電阻 ， 即放大電路的輸入電阻 . 定義 : 一般情況下有 所以 在數(shù)值上 )/( 注意： 值上 但 兩個不同的概念。 信號源本身有內阻 ,通常希望放大電路高的輸入電阻 ， 這有利于放大電路從信號源獲得較大的信號電壓 。 放大電路輸出電阻 大電路輸出端向負載提供電壓 ， 對負載而言放大電路是一個信號源 ， 信號源有內阻就是放大電路的輸出電阻 定義為 帶負載能力強的放大電路 ， 這樣當負載改變時 ， 負載上的電壓的變化就會很 小 。 /000【 例題 在圖 三極管的 =50， 2V， 2 試求： (1) (2) 輸出電阻 、 電壓放大倍數(shù)； (3)E， 放大電路的輸入電阻 、 輸出電阻 、 電壓放大倍數(shù) 。 【 解 】 (1) 計算靜態(tài)工作點 (將隔直電容開路 ， 可畫出直流通路 )。 得 : = E+=(2+3) = 4(V) 本電路稱為分壓式偏置電路 2)求 將隔直電容和直流電源短路得交流通路 ;晶體管用微變等效模型代替 ， 畫出該題電路的微變等效電路如下圖所示 。 其中 300+(1+)26/300+(1+50)26/=1.2(2/ 3(A)(1) 圖解法過程 圖解法是在三極管的輸入和輸出特性曲線上進行 。 以圖 求出靜態(tài)工作點的各個直流量值 并在三極管輸入特性曲線上畫出其相應的 (見下頁圖 ) 圖 b)中 ， 輸入信號 在三極管的輸入特性曲線上 ， 畫出基極交流電流 在輸出特性曲線上作出交流負載線 :交流負載電阻 RL = 得工作點 Q. 沿圖 (a)中的交流負載線畫出在信號電流 圖 2) 圖解法中的信號分析 圖中的電壓 交流分量 即 = 圖 (a)中 ， 意味著基極電位上升時 集電極電位下降 。 靜態(tài)工作點位置選擇不當 ， 就會造成輸出信號失真 。 選擇的 使輸入信號的負半周進入了截止區(qū) ， 負半周信號被削平造成輸出信號失真 ， 這種失真稱為截止失真 。 選擇的 使輸入信號的正半周進入了飽和區(qū) ， 正半周信號被削平造成輸出信號失真 。 這種失真稱為飽和失真 ， 靜態(tài)工作點的穩(wěn)定 影響靜態(tài)工作點穩(wěn)定的主要原因 : (1) 對于定基流偏置電路， B。在 時， 溫度上升時， Q 點沿著負載線上升并向飽和區(qū)飄移，會造成信號 的飽和失真。 (2) 的變化，使靜態(tài)工作點變化。 定基流偏置電路雖然簡單， 大，不能保證放大電路的正常工作。 分壓式偏置電路是穩(wěn)定靜態(tài)工作點最常用的一種電路 . 從直流通道中知 : 當溫度上升時 ， 發(fā)射極的電位 因為 B - 穩(wěn)定 因此 ,分壓式偏置電路具有自動調節(jié)靜態(tài)工作點的能力 。 射極跟隨器 圖 將負載連接在發(fā)射極上 ， 從發(fā)射極上輸出電壓 . 交流通路如圖 電路的輸入和輸出回路的公共端是集電極 ， 該電路是共集電極放大電路 。 直流通路如圖 E = (1+) + (1+)圖 所以 動態(tài)分析 共集電極電路的微變等效電路如圖 所以 1。這說明了輸出電壓等于輸入電壓，而且是同相位，即發(fā)射極輸出電壓跟隨著輸入電壓變化而變化，故稱為射極跟隨器。 (: 得0 )1( 其中 )1( /0)1()1( )1( 因為圖 從圖 輸入電阻 i并聯(lián)的結果 。 而 等效電阻 (1+) 得 (1+) 可達幾十至幾百千歐 。 將共集電極微變等效電路圖 負載 并在輸出端加上一個電壓 圖 因為 :S)小 ， 而 一般很大 ， 小 ， 通常在幾十歐姆左右 。 )1()1( 000000而00)()1()()1()(/故通常得設 在多級放大電路中，各個基本放大電路之間的連接稱為級間耦合。 級間耦合電路主要要實現(xiàn)： 將前級輸出信號傳送到下一級放的輸入端； 傳送不能造成信號失真； 盡量減少信號在耦合電路上傳送時的損失。 級間耦合電路主要有直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合三種類型。 1. 直接耦合 把前一級輸出端直接 (或經過電阻 ) 接到下一級輸入端的方式稱為直接 耦合，如圖 特點 :良好的頻率傳輸特性， 靜態(tài)工作點的設計和調試時都會相互影響 主要問題是零點漂移。 多級放大電路 零點漂移 : 在無輸入信號下 ， 由于溫度 、 電源電壓等因素變化 ， 導致工作點漂移 ， 即零點漂移 。 零點漂移嚴重影響放大電路的正常工作 ， 甚至會使有用的信號被漂移電壓淹沒 。 后級間采用電容耦合方式傳送信號 . 特點 : 前后級的直流量分離 ; 低頻率信號在傳送到下 一級過程中被電容衰減 . 靜態(tài)分析 : 直接耦合下各級靜態(tài)工作點是相互影響的； 阻容耦合下則是相互獨立的 。 動態(tài)分析 ， 常采用微變等效電路法 ， 主要分析電壓放大倍數(shù) 、 輸入電阻 、 輸出電阻等指標 。 以圖 微變等效電路如圖 交流通路中 ， 前級的輸出信號 后一級的輸入電阻為前級的負載 。 總的電壓放大倍數(shù)為 設 = 1212221111122200 )(圖 結論 : n 級放大電路總的電壓放大倍數(shù)為： . 為第一級放大電路的輸入電阻。 圖 。 圖 多個單級放大電路的頻率特性疊加的結果 。 結果 : 放大倍數(shù) (幅度 )加大 (為 而頻帶寬度 圖 多級放大電路上限頻率與各單級的上限頻率有如下近似關系： 多級放大電路上限頻率與各單級的上限頻率 圖 負反饋放大器 饋概述 在分壓式偏置電路靜態(tài)中 ， 靜態(tài)工作點的穩(wěn)定過程為： T(溫度 ) 輸出量 ) 凡是將電路系統(tǒng)中部分或全部的輸出信號 (電壓或電流 )通過某一電路引回到輸入回路的過程 ， 稱為反饋 。 反饋放大電路組成 (圖 ： 一 . 二 . 反饋電路 稱為反饋放大器 。 圖 (1)從反饋信號的極性來分 : 反饋信號與原輸入信號同相位時 ， 即反饋信號加強了原輸入信號 反饋； 反饋信號與原輸入信號反相位時 ， 即反饋信號消弱了原輸入信號 反饋 。 (2)從輸出回路中所取的信號類型來分 : 從輸出回路中取電壓作為反饋信號則為 電壓反饋 ； 從輸出回路中取電流作為反饋信號則為 電流反饋 。 (3)反饋信號與輸入回路的連接方式來分 : 所取的反饋信號與原輸入信號在輸入回路中是串聯(lián)的 ， 則為 串聯(lián)反饋 ； 所取的反饋信號與原輸入信號在輸入回路中是并聯(lián)的 ， 則為 并聯(lián)反饋 。 (4)所取的反饋是直流量則為 直流反饋 ， 所取的反饋是交流量則為 交流反饋 。 直流反饋用于電路中穩(wěn)定某一直流量 ， 常見的是靜態(tài)工作點的穩(wěn)定 。 交流反饋用于改善放大電路的性能指標 。 在實際應用中 ， 一個反饋電路往往既有直流反饋的作用又起到交流反饋 的作用 ，因此在分析反饋電路時要多加注意 。 (5)四種反饋類型 : 除正反饋用于自激振蕩電路 ,一般電路都是使用負反饋方式。 在負反饋方式中 : 根據(jù)從輸出回路中所取的反饋信號類型 (電壓、電流 )和反饋信號連接倒輸入回路的方式 (串聯(lián)、并聯(lián) )可組成四種反饋類型 : 即電壓串聯(lián)負反饋、電壓并聯(lián)負反饋、電流串聯(lián)負反饋和電流并 聯(lián)負反饋，如圖 圖 : 瞬間極性法判定正負反饋，具體過程如下： (1)設放大電路輸入端某一瞬間信號電位為某一極性 (或為 +或為 -)。 (2)標出信號在電路傳輸過程中有關點的極性 ,直至引取反饋信號的端點， (3)將反饋信號和輸入端原瞬間信號的極性進行比較 : 若反饋信號增強原信號則為正反饋； 若反饋信號消弱原信號則為負反饋。 如圖 這是一個負反饋電路。 + _ _ _ 負反饋改善放大電路性能指 ， 改善的多少取決于反饋量的大小 。 是犧牲電路的放大倍數(shù)作為代價的 。 圖 基本放大器的放大倍數(shù) A 反饋信號量和輸出信號量的比 為反饋系數(shù) F 把反饋信號 基本放大器凈輸入信號量為 = 此時放大電路的放大倍數(shù) 式中 : 當 1+1， 則 A ， 說明加反饋后放大器的放大倍數(shù)增加 ， 屬正反饋 。 如果 1+=0， 。 這時沒有信號輸入也會有輸出信號 ， 這 種 現(xiàn)象稱為自激振蕩 (自激 )。 (右圖 ) 從輸出端取得是電壓 ， 通過電阻 到放大器的 輸入端 . 放大器的凈輸入電流 i = 反饋電流 1 反饋電流 反饋類型的判定 : 反饋極性判定 : 瞬間極性法 電壓反饋判定 : 輸出端短路 ,則反饋 信號 消失電壓 . 并聯(lián)反饋判定 : 反饋信號 (電流 )與 放大器的 輸入端并聯(lián) . 0 + - - 圖所示是一個 電壓串聯(lián)負反饋的 兩級放大電路 反饋類型的判定 : 反饋極性判定 : 瞬間極性法 電壓反饋判定 : 輸出端短路 , 則反饋 信號 消失電壓 . 串聯(lián)反饋判定 : 反饋信號 (電壓 ) 與 放大器的 輸入回路串聯(lián) . 反饋電壓 反饋電壓 是消弱了凈輸入電壓 110+ 圖所示是一個兩級的電流并聯(lián)負反饋電路， 反饋類型的判定 : 反饋極性判定 : 瞬間極性法 電流反饋判定 : 輸出端短路 ,反饋 信號 不消失電壓 . 并聯(lián)反饋判定 : 反饋信號 (電流 )與 放大器的 輸入端并聯(lián) . 反饋電流為 0+ + - - - 圖所示電路，是電流串聯(lián)負反饋 . 當電路中 即反饋電壓增加，使凈輸入電壓 下降， 而 使 反饋電壓為 饋類型的判定 : 反饋極性判定 : 瞬間極性法 電流反饋判定 : 輸出端短路 ,反饋 信號 不消失電壓 . 串聯(lián)反饋判定 : 反饋信號 (電壓 )與 放大器的 輸入回路串聯(lián) 負反饋對放大電路性能的影響 分析已知，在反饋狀態(tài)下放大電路的放大倍數(shù) (閉環(huán)放大倍數(shù) )可表示為： 當放大器引入負反饋 1+1，后放大倍數(shù)下降 ( 則 放大電路中閉環(huán)放大倍數(shù)的相對穩(wěn)定性優(yōu)于無反饋時的穩(wěn)定性 。 在深反饋下 F 1 , 1+ 得 1/F 閉環(huán)放大倍數(shù)僅與反饋系數(shù)有關 (取決于反饋電路有關參數(shù) )。 12,擴展放大電路的通頻帶 負反饋使放大倍數(shù)下降，使得閉環(huán)放大倍數(shù)在通頻帶的高、低頻率區(qū)的下降速度減緩，通頻帶的上、下限頻率相應得以拓寬。 三極管是非線性器件和 會引起輸出信號波形的非線性失真 。引入負反饋后波形失真得以改善 ,如圖所示 。 負反饋是利用失真的波形來改善波形的失真 ， 這種改善是以犧牲放大倍數(shù)作 為 代 價的 ， 并且只能一定程度地減小失真 ， 不可能被消除 。 反饋信號在輸入端的連接方式會影響輸入電阻 : 串聯(lián)負反饋 :反饋電壓消弱輸入信號，使信號源的輸入電流減小， 輸入電阻提高； 并聯(lián)負反饋 :負反饋電路從輸入回路提取了反饋電流，輸入電流增大， 輸入電阻下降。 從輸出回路中取的反饋信號是電流還是電壓 ,將影響輸出的 : 電流反饋 :反饋的結果提高了輸出電流的穩(wěn)定性 。 若把輸出回路等 效為一含內阻的電流源 ， 當外負載發(fā)生變化時 ， 輸出電流變化 越小 (穩(wěn)定 )， 其內阻也一定是越高 ， 故電流負反饋提高放大電路 的輸出電阻 。 電壓反饋 :反饋的結果提高了輸出電壓的穩(wěn)定性 。 若把輸出回路等 效為一含內阻的電壓源 ， 當外負載發(fā)生變化時 ， 輸出電壓越穩(wěn) 定 ， 其內阻必然越小 ， 故電壓負反饋降低放大電路的輸出電阻 。 差分放大電路 本差分放大電路 簡單的差分放大電路圖 由兩個參數(shù)完全一致的共發(fā)射極 電路組成的對稱式放大器。 兩管靜態(tài)工作點也一樣。 靜態(tài)時，輸入信號 由于電路對稱， 則輸出電壓為零 。 由于電路參數(shù)對稱一致 ， 當溫度等原因 ,造成兩管的電流增量 于是 所以 輸出電壓仍然為零 ， 即 (= 0 說明了 差分放大電路具有抑制零點漂移的能力 。 輸入信號 兩個電阻 方向相反 的電壓信號 為差模信號。 若 兩個大小相等 、方向相同 的電壓信號 為共模信號。 共模信號加在兩管基極上 ,集電極電位的變化是相同的 ， 輸出電壓為零 。 因此 ， 差分放大電路對于共模信號沒有放大作用 。 (1)差分放大電路共模電壓放大倍數(shù) 在兩基極之間的輸入電壓 兩管輸入端上產生差模信號輸入電壓 : 從 于電路對稱 則 = i+= i 差分放大電路差模信號下的電壓放大倍數(shù) (差模放大倍數(shù) )分放大電路中差模信號的電壓放大倍數(shù)和單管放大電路的電壓放大倍數(shù)相等 。 12121 110 而(2)共模信號和飄移的抑制 差分放大電路中 ， 參數(shù)不可能完全一致 ， 就使兩管靜態(tài)工作點的電流不一樣 ， 會造成 靜態(tài)時也有輸出電壓 為使 ， 常在兩管的發(fā)射極之間加 一個可調電阻 (和輔助電源 ， 調整它使 ， 簡稱 “ 調零 ” 。 圖 阻值一般在幾十 歐 幾百歐 。 抑制 共模信號 有如下的負反饋過程： 溫度 T E 電阻 對共模信號和飄移的抑制能力越強 。 (3)差模輸入電阻 圖 差分放大電路的單管電路輸入電阻為 RB+模輸入電阻 即 2(RB+ (4)差模輸出電阻 樣可求出 差模輸出電阻 2 (5)共模抑制比 在理想對稱條件下 ， 差分放大電路共模電壓放大倍數(shù)為零 。 電路總存在不對稱 。 因此 ， 共模電壓放大倍數(shù)總不為零 。 衡量差分放大電路 抑制共模信號的能力 ， 用 差分放大電路的差模電壓放大倍數(shù) 模抑制的能力 ， 稱為共模抑制比 共模抑制比越大越好 。 R R 差分放大電路的輸入 /輸出方式 端輸出 : 單端輸入 、 單端輸出的電壓放大倍數(shù)只是雙端輸入 、 雙端輸出的差分放大電路電壓放大倍數(shù)的一半 。 單端輸出的差分放大電路不能 抑制零點飄移 。 單端輸出 典型電路如圖 由于是雙端輸出 ， 它具有 抑制零點飄移的能力 。 單端輸入 、 雙端輸出的差分放大電路常用于輸入級 ， 用于與前面單端輸出信號連接和轉換成雙端輸出 ， 為后一級電路提供放大信號 。 端輸出 如圖 單端輸出的差分放大電路沒有抑制零點飄移的能力，而且電壓放大倍數(shù)只有雙端輸出的差分放大電路的一半。 用途 :將雙端輸入的差模信號轉換成一端接“地”的單端輸出信號，提供給下一級電路放大。 【 例題 圖 雙端輸出差分放大電路 。 已知： 1=2=50， 12E=5.6 00 ， = 102V， V。 求 ： (1)(2)O。 【 解 】 (1)兩管相同 ) 得 = A) 50 A)= E(得 =( P+2= (12+6)(=) 1()22( 而(2)O。 其中 300+(1+50)=3.1( 所以 輸出電壓 66 10 = 2)1( 功率放大器 能向負載提供功率的放大器稱為功率放大器。有如下特點 : (1)功率輸出大 。 三極管要處于大電壓和大電流動態(tài)工作下 ， 并接近于極限的運用狀態(tài) 。 必須選擇大功率的三極管 (稱功率管 )。 三極管的損耗功率大 ， 發(fā)熱大 ， 加裝符合要求的散熱裝置 。 (2)要求效率高 。 功率三極管按照輸入信號的變化規(guī)律將直流電源的能量轉換給負載 。 把直流功率轉換成交流信號功率的轉換效率稱為功率放大電路的效率 ， 定義如下： 效率 ( ) = 提高效率是功率放大電路要著重考慮的問題 。 (3)功率管導通時間 (靜態(tài)工作點選擇 )的不同可分成 : 甲類 :圖 (a)， 在信號整個周期中三極管都有信號流通 . 無信號時 ， 電源提供的功率消耗在集電結上 (稱為管 耗 )。 有信號輸入時 ， 三極管僅將其中的一部分轉化為有用的信 號功率輸出 ， 輸入信號愈大 ， 功率輸出也愈大 。 甲類功率放大電路的效率最大只能達到 50%。 乙類 :圖 (b)， 若靜態(tài)時使得 ， 這時三極管在信號的半個周期 中有信號電流流通 ， 稱為乙類工作狀態(tài) 。 甲 、 乙類 :圖 (c)， 三極管信號電流流通時間介于甲 、 乙類之間 。 為降低管耗 ， 提高效率 ， 通常讓三極管工作在甲乙類狀態(tài) 。 這時三極管有一個完整的半周期信號 。 在實際電路中 ， 采用兩個三極管 ， 分別對信號的兩個半周期進行放大 ， 然后在負載上 “ 組裝 ” 成一個完整的周期信號 。 補對稱功率放大電路 1. 主要是通過兩個參數(shù)基本相同 而 極性相反的三極管來組成 。 圖 在靜態(tài)時 ， 使 ， 負載電容上的電壓等于 。 同時選擇電阻 使得 三極管 2處于微導通狀態(tài) ， 即甲乙類狀態(tài) 。 導通過程見圖 由于 電源的功率損耗小 。 在理論上這種電路的效率可達 2. 如圖 采用雙電源供電 。 去掉了負載電容 ， 其作用則由新增的 負電源 去掉了負載電容 這有利于功率 放大電路的集成化 。 但使用時有正負 兩路電源 ， 是不方便的 。 場效管放大電路 偏置電路特點： (1)場效應管是電壓控制器件 ， 柵極需要一個合適的偏置電 壓 ， 而不取偏置電流 。 (2)極性復雜 。 場效應管有 溝道 ， 還有耗盡型和增