電路與電子技術設計基本放大電路多級放大電路

1、上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管基本放大電路的分析與測試上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管任務任務4 4 多級放大電路多級放大電路 活動活動1： 多級放大電路的組成多級放大電路的組成 RSRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第第1 級級信信 號號 源源輸輸入入級級中中間間放放大大級級輸輸出出級級第第2級級第第 n-1 級級第第n 級級+_uSui2Ri2uo2ui n-1Rin-1Ron-1uon-1uinRon上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管輸入級輸入級輸入電阻高，噪聲和漂移小。輸入電阻高，噪聲和漂移小。對各級電路的要求

2、對各級電路的要求輸出級輸出級 動態(tài)范圍大，輸出功率大，帶載能力強。動態(tài)范圍大，輸出功率大，帶載能力強。中間級中間級 具有足夠大的放大能力。具有足夠大的放大能力。多級放大電路的組成多級放大電路的組成輸入級輸入級中間級中間級輸出級輸出級上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管多級放大電路的耦合多級放大電路的耦合放大電路與信號源、放大電放大電路與信號源、放大電路與信號源、負載以及電路內部各級之間的連接。路與信號源、負載以及電路內部各級之間的連接。常用的耦合方式常用的耦合方式直接耦合直接耦合阻容耦合阻容耦合變壓器耦合變壓器耦合活動活動2： 多級放大電路的耦合方式多級放大電路的耦合方式 上頁上頁下頁

3、下頁返回返回晶體三極管晶體三極管能對交流和直流信號進行放大能對交流和直流信號進行放大RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uo+VBBT11直接耦合直接耦合 特點特點又稱之為直流放大電路又稱之為直流放大電路上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管直接耦合放大電路存在兩個特殊的問題直接耦合放大電路存在兩個特殊的問題(1) 各級靜態(tài)工作點不獨立，不便于設計和調試。各級靜態(tài)工作點不獨立，不便于設計和調試。RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uo+VBBT1上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管常用的解決方法常用的解決方法提高后級射極電位提高后級射極電位電平移位電平移位+VCC T

4、2RERC2RC1RBT1+VCC T2RERC2RC1RBT1RDZ上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管兩種管子互補兩種管子互補+VCC T2RC2RE2RC1RB1T1RE1VCC 上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管(2) 零點漂移問題零點漂移問題 當輸入當輸入ui=0時，輸出電壓時，輸出電壓uO并不恒定，而是出現(xiàn)緩慢的、無并不恒定，而是出現(xiàn)緩慢的、無規(guī)則的漂動。這種現(xiàn)象稱為零點漂移，簡稱零漂。規(guī)則的漂動。這種現(xiàn)象稱為零點漂移，簡稱零漂。零漂實質上就是放大電路靜態(tài)工作點的變化零漂實質上就是放大電路靜態(tài)工作點的變化RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uo+VBBT1上

5、頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管引起零漂的主要原因引起零漂的主要原因(a) 元器件參數(shù)，特別是晶體管的參數(shù)會隨溫度的元器件參數(shù)，特別是晶體管的參數(shù)會隨溫度的 變化而變化變化而變化。(b) 元器件會出現(xiàn)老化，參數(shù)發(fā)生了變化。元器件會出現(xiàn)老化，參數(shù)發(fā)生了變化。 由溫度引起的零漂稱為由溫度引起的零漂稱為溫漂溫漂 由元器件老化引起的零漂稱為由元器件老化引起的零漂稱為時漂時漂引起直接耦合放大電路零漂的主要因素是引起直接耦合放大電路零漂的主要因素是溫漂溫漂零漂零漂上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管抑制零點漂移的常用的方法抑制零點漂移的常用的方法(a) 引入直流負反饋引入直流負反饋(b)

6、 采用差動放大電路采用差動放大電路上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管2. 阻容耦合多級放大電路阻容耦合多級放大電路主要特點主要特點a. 各級電路的靜態(tài)工作點相互獨立各級電路的靜態(tài)工作點相互獨立, 便于設計和調試。便于設計和調試。RC1RC2T2RB1ui+VCCRL+_uoT1RB2+_C1C2C3上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管b. 可以抑制零點漂移?？梢砸种屏泓c漂移。c. 無法放大低頻信號和直流信號。無法放大低頻信號和直流信號。d. 在集成電路中，無法制造大電容。在集成電路中，無法制造大電容。RC1RC2T2RB1ui+VCCRL+_uoT1RB2+_C1C2C3上頁

7、上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管3. 變壓器耦合變壓器耦合 CE1RE1T1Tr1Tr2CB1ui+_CE2RE2T2RL+_uoTr3+VCCRB11+RB12+RB21RB22CB2上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管主要特點主要特點e. 具有阻抗變換作用，可以實現(xiàn)阻抗匹配。具有阻抗變換作用，可以實現(xiàn)阻抗匹配。b. 對直流信號起到隔離作用，可以消除零點漂移。對直流信號起到隔離作用，可以消除零點漂移。a. 對直流信號沒有放大能力，只能放大交流信號。對直流信號沒有放大能力，只能放大交流信號。d. 體積大、重量重、費用高、不宜集成化。體積大、重量重、費用高、不宜集成化。c. 各級

8、電路的靜態(tài)工作點相互獨立，便于設計各級電路的靜態(tài)工作點相互獨立，便于設計和調試。和調試。上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管4.4.光電耦合光電耦合 級與級之間通過光電耦合器相連接的方式，稱為光電耦合。由級與級之間通過光電耦合器相連接的方式，稱為光電耦合。由光敏三極管作為接收管的光電耦合器如圖（光敏三極管作為接收管的光電耦合器如圖（a）所示，由光敏）所示，由光敏二極管作為接收端的光電耦合器如圖（二極管作為接收端的光電耦合器如圖（b）所示。圖中，方框）所示。圖中，方框內是光電耦合器。光電耦合器以光為媒介，實現(xiàn)電信號從前級內是光電耦合器。光電耦合器以光為媒介，實現(xiàn)電信號從前級向后級傳輸，它

9、的輸入端和輸出端在電氣上絕緣，具有抗干擾、向后級傳輸，它的輸入端和輸出端在電氣上絕緣，具有抗干擾、隔噪聲等特點，已得到越來越廣泛的應用。隔噪聲等特點，已得到越來越廣泛的應用。上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管多級放大電路的計算多級放大電路的計算 1. 直接耦合電路的直接耦合電路的靜態(tài)分析靜態(tài)分析 阻容耦合、變壓器耦合的各級靜態(tài)工作點獨立，阻容耦合、變壓器耦合的各級靜態(tài)工作點獨立，分析方法與前述的單級放大電路的方法相同。分析方法與前述的單級放大電路的方法相同。這里只對直接耦合電路進行這里只對直接耦合電路進行靜態(tài)分析靜態(tài)分析上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管BEQ1BBQ1BB

10、URIV 由由得得BBEQ1BBBQ1RUVI BQ11CQ1II 在輸入回路在輸入回路令輸入電壓令輸入電壓ui= =0RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uO+VBBT1+_BQ1IBEQ1U+_CEQ1U+_CEQ2UBQ2ICQ2ICQ1IOIEREQ2I+BEQ2U_上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管C1BQ2CQ1CCCEQ1)(RIIVU EEQ2BEQ2CEQ1RIUU BQ22EQ2)1(II 聯(lián)立求解可得聯(lián)立求解可得 、 、BQ2ICQ2IEQ2I在一、二級之間在一、二級之間RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uO+VBBT1+_BQ1IBEQ1U+_C

11、EQ1U+_CEQ2UBQ2ICQ2ICQ1IOIEREQ2I+BEQ2U_上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管EEQ2C2OCQ2CCCEQ2)(RIRIIVU LOEEQ2CEQ2RIRIU 聯(lián)立求解可得聯(lián)立求解可得 、CEQ2UOI在輸出回路在輸出回路RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uO+VBBT1+_BQ1IBEQ1U+_CEQ1U+_CEQ2UBQ2ICQ2ICQ1IOIEREQ2I+BEQ2U_上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管2. 多級放大電路的動態(tài)分析多級放大電路的動態(tài)分析(1) 多級放大電路的電壓放大倍數(shù)多級放大電路的電壓放大倍數(shù) RSRo1Ri1

12、Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第第1 級級信信 號號 源源輸輸入入級級中中間間放放大大級級輸輸出出級級第第2級級第第 n-1 級級第第n 級級+_uSui2Ri2uo2ui n-1Rin-1Ron-1uon-1uinRon上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管ioUUAu -1ooo2o3o1o2io1nnUUUUUUUU RSRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第第1 級級信信 號號 源源輸輸入入級級中中間間放放大大級級輸輸出出級級第第2級級第第 n-1 級級第第n 級級+_uSui2Ri2uo2ui n-1Rin-

13、1Ron-1uon-1uinRon上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管因為因為 ui2=uo1， ui3=uo2， uin=uon-1故故nnuUUUUUUUUAioi3o3i2o2i1o1 unuuuAAAA 321RSRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第第1 級級信信 號號 源源輸輸入入級級中中間間放放大大級級輸輸出出級級第第2級級第第 n-1 級級第第n 級級+_uSui2Ri2uo2ui n-1Rin-1Ron-1uon-1uinRon上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管放大倍數(shù)的另一種表示方法放大倍數(shù)的另一種表示方法unuuuu

14、AAAAA 321即即Au(dB)=20lg| Au1|+20lg| Au2|+20lg| Au3|+ +20lg| Aun| 上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管(2) 輸入電阻輸入電阻(3) 輸出電阻輸出電阻 nRRoo i1iRR RiRoRSRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第第1 級級信信 號號 源源輸輸入入級級中中間間放放大大級級輸輸出出級級第第2級級第第 n-1 級級第第n 級級+_uSui2Ri2uo2ui n-1Rin-1Ron-1uon-1uinRon上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管多級放大電路動態(tài)分析時應注意的兩

15、個問題多級放大電路動態(tài)分析時應注意的兩個問題a. 第第i級放大電路的輸入電阻應視為第級放大電路的輸入電阻應視為第i-1級放大電路級放大電路的負載電阻的負載電阻b.第第i-1級級放大電路的輸出電阻應視為放大電路的輸出電阻應視為第第i級放大電路的級放大電路的信號源內阻信號源內阻上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管 例例 試寫出圖示放大電路的電壓放大倍數(shù)試寫出圖示放大電路的電壓放大倍數(shù)Au、輸入輸入電阻電阻Ri和輸出電阻和輸出電阻Ro的表達式的表達式。T2_ui+VCC+_uO+VBBT1E2RE1RLRBRC1R上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管 解解 由圖可知，放大電路是由兩級

16、放大電路組成。由圖可知，放大電路是由兩級放大電路組成。第一級共射極放大電路，第二級共集電極放大電路。第一級共射極放大電路，第二級共集電極放大電路。RiRi2RoRo1T2_ui+VCC+_uO+VBBT1E2RE1RLRBRC1R上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管(1) 求電壓放大倍數(shù)求電壓放大倍數(shù)由于由于E11be1BL11)1()1(RrRR io11UUAu LE22be2i2/)1(RRrR +VCCT2_ui+_uO+VBBT1E2RE1RLRBRC1RRiRi2RoRo1uO1+_ui2+_i2C1L1/ RRR 式中式中上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管L22

17、be2L22)1()1(RrR i2o2UUAu L22be2L22)1()1(RrR E11be1BL11)1()1(RrRR 21uuuAAA 故故+VCCT2_ui+_uO+VBBT1E2RE1RLRBRC1RRiRi2RoRo1uO1+_ui2+_u2u1uAAA LE2L2/ RRR 式中式中上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管(2) 求輸入電阻求輸入電阻RiE11be1Bi)1(RrRR +VCCT2_ui+_uO+VBBT1E2RE1RLRBRC1RRiRi2RoRo1uO1+_ui2+_上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管(3) 求輸出電阻求輸出電阻Ro2o1b

18、e2E2o1/ RrRRC1o1RR 式中式中+VCCT2_ui+_uO+VBBT1E2RE1RLRBRC1RRiRi2RoRo1uO1+_ui2+_上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管任務任務5 放大電路中的反饋放大電路中的反饋活動活動1： 反饋的基本概念及類型反饋的基本概念及類型工廠工廠用戶用戶銷售員銷售員信息員信息員實際問題舉例實際問題舉例上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管1. 反饋的基本概念反饋的基本概念直流電流負反饋電路直流電流負反饋電路反饋過程反饋過程輸出電流輸出電流ICQ發(fā)生變化發(fā)生變化在在RE上產(chǎn)生壓降上產(chǎn)生壓降UEQ ICQ RE的的變化變化TVCC+RB1

19、I+_UB_RB2RCREICIEIB+UE輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管使放大元件的使放大元件的輸輸入入UBE產(chǎn)生變化產(chǎn)生變化抑制輸出電流抑制輸出電流ICQ的變化的變化直流電流負反饋可直流電流負反饋可以穩(wěn)定輸出電流以穩(wěn)定輸出電流ICQTVCC+RB1I+_UB_RB2RCREICIEIB+UE輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管以影響放大電路性能。以影響放大電路性能。反饋的定義反饋的定義把放大電路的輸出量（電壓或電流）的一部分或全部，把放大電路的輸出量（電壓或電流）的一部分或

20、全部，經(jīng)過反饋網(wǎng)絡，經(jīng)過反饋網(wǎng)絡，返送到輸入回路一個反饋量（電壓或電流），返送到輸入回路一個反饋量（電壓或電流），反饋量與原來的外加輸入量進行比較，反饋量與原來的外加輸入量進行比較，得到一個得到一個凈輸入量凈輸入量加到某一放大器件的加到某一放大器件的真正的輸入端，真正的輸入端，上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管雙極型晶體管雙極型晶體管 B、E雙極型晶體管組成的差分放大電路雙極型晶體管組成的差分放大電路 B1、B2運算放大器運算放大器 同相、反相輸入端同相、反相輸入端放大元件的輸入端放大元件的輸入端上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管基本放大電路基本放大電路反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡A.

21、F.Xo.+XidXiXf.反饋信號反饋信號輸入信號輸入信號輸出信號輸出信號凈輸入信號凈輸入信號比較環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié)X電壓或電流信號電壓或電流信號圖中圖中反饋電路方框圖反饋電路方框圖上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管開環(huán)放大電路開環(huán)放大電路閉環(huán)放大電路閉環(huán)放大電路閉合環(huán)路閉合環(huán)路基本放大電路基本放大電路反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡A.F.Xo.+XidXiXf.上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管圖中圖中開環(huán)增益開環(huán)增益A=Xo/Xid閉環(huán)增益閉環(huán)增益Af=Xo/Xi反饋系數(shù)反饋系數(shù)F=Xf/Xo凈輸入信號凈輸入信號Xid=XiXf2. 負反饋放大電路的一般表達式負反饋放大電路的一般表達式+

22、A.F.Xo.+XidXiXf._方框圖方框圖上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管由以上各式得由以上各式得將將 Xf=FXo 代入上式得代入上式得Xo=A(XiXf) Xo=AXi1+AF 閉環(huán)增益閉環(huán)增益Af=XoXiA1+AF =Xo=A(XiFXo)AF環(huán)路增益環(huán)路增益 +A.F.Xo.+XidXiXf._上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管在圖示電路中在圖示電路中環(huán)路增益環(huán)路增益AF 的意義的意義Xo=A Xid Xf=AF Xid 即反饋信號是凈輸入信號的即反饋信號是凈輸入信號的AF倍倍 +A.F.Xo.+XidXiXf._上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管

23、即即 電路的閉環(huán)放大倍數(shù)是電路的閉環(huán)放大倍數(shù)是開環(huán)放大倍數(shù)的開環(huán)放大倍數(shù)的1/(1+AF)倍倍。D=1+AF 稱為反饋深度稱為反饋深度Af=A1+AF 負反饋放大電路的放大倍數(shù)的一般表達式負反饋放大電路的放大倍數(shù)的一般表達式中頻時中頻時Af=11+AF上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管a. 放大倍數(shù)下降的原因放大倍數(shù)下降的原因Xf=FXo= FAXid Xid=Xi1+AF 即引入負反饋之后，電路的凈輸入信號降為原輸即引入負反饋之后，電路的凈輸入信號降為原輸入信號的入信號的1/(1+AF) 。由于由于Xid=XiXf故故上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管b. 對負反饋放大電

24、路放大倍數(shù)的一般表達式討論對負反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達式討論 Af 1 時時1+AF 電路引入負反饋電路引入負反饋上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管Af Ab. 當當1 時時，稱為深反饋。，稱為深反饋。1+AF F1Af=A1+AF 此時此時閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)Af只取決于反饋系數(shù)只取決于反饋系數(shù)Fa. 便于設計、分析和計算放大電路便于設計、分析和計算放大電路b. 提高了閉環(huán)放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了閉環(huán)放大倍數(shù)的穩(wěn)定性主要特點主要特點上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管即電路沒有輸入，但仍有一定的輸出。即電路沒有輸入，但仍有一定的輸出。XoXi=A1+AF Af=e.

25、 當當=0 時時1+AF 上式成立的條件上式成立的條件Xi=0Xo 0電路產(chǎn)生了自激振蕩電路產(chǎn)生了自激振蕩上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管3交流反饋與直流反饋交流反饋與直流反饋(1) 直流反饋直流反饋反饋作用僅在直流通路中存在反饋作用僅在直流通路中存在直流通路直流通路反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡T+ VCCRB1I+_UBQ_RB2RCREICQIEQIBQ+UEQ+_T+_+B1RB2R1CIuCR2CECEROuCCV 上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管(2) 交流反饋交流反饋 在交流通路中存在的反饋在交流通路中存在的反饋交流通路交流通路輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路反饋網(wǎng)絡反

26、饋網(wǎng)絡+_T+_+B1RB2R1CIuCR2CEROuCCV IuCRTBR+_OuER上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管(1) 正反饋正反饋反饋信號加強輸入信號的作用，使反饋信號加強輸入信號的作用，使凈輸入信號大于原輸入信號。凈輸入信號大于原輸入信號。4. 正反饋與負反饋正反饋與負反饋正反饋往往把放大器轉變?yōu)檎袷幤髡答佂逊糯笃鬓D變?yōu)檎袷幤鞣答伨W(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡基本放大電路基本放大電路A.F.Xo.+XidXiXf.上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管(2) 負反饋負反饋反饋信號削弱輸入信號的作用，使反饋信號削弱輸入信號的作用，使凈輸入信號小于原輸入信號。凈輸入信號小于原輸入

27、信號。負反饋改善放大電路的性能負反饋改善放大電路的性能負反饋廣泛應用于電子技術、自控等領域之中。負反饋廣泛應用于電子技術、自控等領域之中?；痉糯箅娐坊痉糯箅娐稟.F.Xo.+XidXiXf.上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管a. 在輸入端加入對地瞬時極性為正的電壓在輸入端加入對地瞬時極性為正的電壓uI。判斷方法判斷方法5. 瞬時極性法判斷正負反饋瞬時極性法判斷正負反饋 b. 根據(jù)放大電路的工作原理，標出電路中各點電壓根據(jù)放大電路的工作原理，標出電路中各點電壓 的的 瞬時極性。瞬時極性。c. 判斷反饋信號是增強還是削弱輸入信號。判斷反饋信號是增強還是削弱輸入信號。A.F.+uIuI

28、duOuF反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡基本放大電路基本放大電路上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管d. 反饋信號削弱了輸入信號反饋信號削弱了輸入信號(uId uI)為正反饋。為正反饋。 A.F.+uIuIduOuF反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡基本放大電路基本放大電路上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管凈輸入信號小于輸入信號，所以為負反饋。凈輸入信號小于輸入信號，所以為負反饋。IFIIduuuu uI例例1 判斷圖示電路反饋判斷圖示電路反饋的極性。的極性。解解 假設假設uI的瞬時極性為正。的瞬時極性為正。即即uI0那么那么uO0uF0 uO+_R1R2+_+uFuIdFA上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極

29、管晶體三極管凈輸入信號大于輸入信號，所以為正反饋。凈輸入信號大于輸入信號，所以為正反饋。IFIIduuuu 例例2 判斷圖示電路反饋判斷圖示電路反饋的極性。的極性。解解假設假設 uI0那么那么uO0uF0時時uO0uF0uId=uI uF0時時uO0時時uO0uF0uId=uI uF0時時uO0削弱了輸入信號削弱了輸入信號負反饋負反饋反饋信號極性為負反饋信號極性為負RLSu+A+uOuI+R1R2IiIdiFiR3_iO上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管c. 負反饋的組態(tài)判斷負反饋的組態(tài)判斷(a) 令令uO=0， iF 0，屬電流反饋。屬電流反饋。(b) iF 與與iI并聯(lián)作用于運放

30、的輸入回路，屬并聯(lián)反饋。并聯(lián)作用于運放的輸入回路，屬并聯(lián)反饋。電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋+A+uOuI+R1R2IiIdiFiR3_iO上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管穩(wěn)定輸出電流的機理穩(wěn)定輸出電流的機理d. 電流并聯(lián)負反饋的作用電流并聯(lián)負反饋的作用Io If Iid 穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定輸出電流Io +A+uOuI+R1R2IiIdiFiR3_iO上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管活動活動1功率放大電路概述功率放大電路概述1特點特點 (1) 要有盡可能大的輸出功率要有盡可能大的輸出功率 (2) 效率要高效率要高 (3) 非線性失真要小非線性失真要小 (4) 要加裝散熱和保

31、護裝置要加裝散熱和保護裝置 (5) 要用圖解法分析要用圖解法分析 任務任務6 功率放大電路功率放大電路上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管 2. 2. 功率放大電路的任務：功率放大電路的任務： 功率放大電路是多級放大電路的最后一級，其任功率放大電路是多級放大電路的最后一級，其任務是輸出足夠的功率，推動負載工作。功率放大務是輸出足夠的功率，推動負載工作。功率放大電路和電壓放大電路都是利用三極管的放大作用電路和電壓放大電路都是利用三極管的放大作用將信號放大，不同的是功率放大電路在信號失真將信號放大，不同的是功率放大電路在信號失真允許范圍內，向負載提供盡可能大的信號功率。允許范圍內，向負載提

32、供盡可能大的信號功率。即不但輸出大的信號電壓，還要輸出大的信號電即不但輸出大的信號電壓，還要輸出大的信號電流，以驅動負載工作，工作在大信號狀態(tài)；而電流，以驅動負載工作，工作在大信號狀態(tài)；而電壓放大電路的目的是輸出足夠大的電壓，工作在壓放大電路的目的是輸出足夠大的電壓，工作在小信號狀態(tài)。小信號狀態(tài)。 上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管3工作狀態(tài)分類工作狀態(tài)分類 (1) 甲類放大電路甲類放大電路 根據(jù)晶體管的靜態(tài)工作點的位置不同分根據(jù)晶體管的靜態(tài)工作點的位置不同分b. 能量轉換效率低能量轉換效率低特點特點 c. 放大管的導通角放大管的導通角 =2靜態(tài)工作靜態(tài)工作點位置點位置iC1ICQt

33、 =2 O2 集電極電集電極電流波形流波形大大 a. 靜態(tài)功耗靜態(tài)功耗CQCEQCIUP uCEiCOQA上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管(2) 乙類放大電路乙類放大電路 b. 能量轉換效率高能量轉換效率高c. 輸出失真大輸出失真大特點特點 d. 放大管的導通角放大管的導通角 =tiC22 = O3 集電極電集電極電流波形流波形 a. 靜態(tài)功耗靜態(tài)功耗0CQCEQC IUP靜態(tài)工作靜態(tài)工作點位置點位置uCEiCOQA上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管(3) 甲乙類放大電路甲乙類放大電路 a. 靜態(tài)功耗較小靜態(tài)功耗較小b. 能量轉換效率較高能量轉換效率較高c. 輸出失真較大

34、輸出失真較大特點特點 d. 放大管的導通角放大管的導通角 2tiC32O3ICQ 0 時時T1導通導通T2截止截止輸入信號輸入信號ui輸出信號輸出信號uo電流電流io方向方向uoui+RLT1ui+_+VCC_iC1iC2T2VCCuo_A上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管c. ui 0 時時T2導通導通T1截止截止輸入信號輸入信號ui輸出信號輸出信號uo電流電流io方向方向uouiRLT1ui+_+VCC_T2VCCuo+_A上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管乙類互補推挽電路工作情況類互補推挽電路工作情況T1通通T2通通Uopp=2(VCC UCES)uCEQtiCOiC

35、uCEOUopp上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管2. 主要指標計算主要指標計算 (1) 輸出功率輸出功率 oooIUP omom21IU Lom22RU tUu sinomo 設設RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管L2CESCCom2)(RUVP L2CCom2RVP 當忽略三極管的飽和壓降當忽略三極管的飽和壓降UCES時時RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_當當Uom達到最大值達到最大值( (VCC UCES)時時上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管(2) 電源供給的功率電源供給

36、的功率平均集電極電流平均集電極電流IC(A V)為為tiI d210C1C(AV) ttUR dsin210omL Lom1RU tRu d210Lo RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管兩個電源供給的總電源功率兩個電源供給的總電源功率 CCCV2IVP LomCC2RUV (3) 能量轉換效率能量轉換效率 VoPP LCComL2om221RVURU CCom4VU RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管%5 .784m CCom4VU 當當CComVU 時時

37、RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管(4) 晶體管的耗散功率晶體管的耗散功率oVTPPP 021ddomCCLomT UVRUP令令L2omLomCC212RURUV CCCCom64. 02VVU RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管最大管耗為最大管耗為 omL2CC2Tm4 . 02PRVP 即當輸出電壓幅值為即當輸出電壓幅值為 CCom2VU 晶體管的管耗最大晶體管的管耗最大每只管子的最大管耗為每只管子的最大管耗為 omTm2Tm12 . 0PPP RL

38、T1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管例例 電路如圖所示，已知電源電壓電路如圖所示，已知電源電壓VCC=15V，RL=8W W。輸入信號是正弦輸入信號是正弦波。問：波。問：(a) 假設假設 UCES=0 V時，負載可時，負載可能得到的最大輸出功率和能量能得到的最大輸出功率和能量轉換效率最大值分別是多少？轉換效率最大值分別是多少？(b) 當輸入信號當輸入信號ui=10sin t V時，求此時負載得到的功率時，求此時負載得到的功率和能量轉換效率。和能量轉換效率。RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_上頁上頁下頁下頁

39、返回返回晶體三極管晶體三極管W06.14W8215212L2CCom RVP%5 .784m 解解 (a) RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_(b) 對每半個周期來說，電對每半個周期來說，電路可等效為共集電極電路，路可等效為共集電極電路，所以所以Au1上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管W25. 6W8210212L2omom RUP%33.521541014. 34CComVOm VUPP uo=ui=10sin tUom=10 V故故上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管當當ui小于晶體管的死區(qū)電壓小于晶體管的死區(qū)電壓時，時，T1、T2都截止。都截止

40、。3. 電路存在的主要缺陷電路存在的主要缺陷a. 產(chǎn)生產(chǎn)生失真的原因失真的原因晶體管存在死區(qū)電壓晶體管存在死區(qū)電壓b. 失真的現(xiàn)象失真的現(xiàn)象輸出電流出現(xiàn)一段輸出電流出現(xiàn)一段“死區(qū)死區(qū)”RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_存在交越失真存在交越失真上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管OtiCiBuBEOuitO交越失真交越失真在兩個管子交替工作區(qū)域出在兩個管子交替工作區(qū)域出現(xiàn)的失真稱為現(xiàn)的失真稱為交越失真交越失真輸入信號輸入信號輸出信號輸出信號交越失真的產(chǎn)生交越失真的產(chǎn)生上頁上頁下頁下頁返回返回晶體三極管晶體三極管4. 克服交越失真的常用方法克服交越失真的常用方法給功率管（給功率管