《電路與模擬電子技術基礎》課件-第 8 章 基本放大電路

1第8章基本放大電路8.1概述8.2單管共射放大電路8.3

射極輸出器8.4

多級放大電路8.5負反饋放大電路8.6功率放大電路2知識要點單管共射放大電路。射極輸出（共集電極）放大電路。多級放大電路。負反饋放大電路。功率放大電路本章難點基本放大電路的組成及工作原理。單管共射放大電路靜態(tài)工作點的估算及微變等效電路動態(tài)分析方法。放大電路反饋極性、類型的判斷。功率放大電路的特點、分類及主要技術指標的計算。1通過本章的學習，要了解基本放大電路的組成、工作原理和主要技術指標；掌握放大電路靜態(tài)工作點的估算和電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的計算；理解微變等效電路動態(tài)分析方法；熟練判斷反饋的類型和極性，掌握負反饋對放大電路性能指標的影響；熟悉功率放大電路特點及分類；掌握互補對稱放大電路主要技術指標的計算。本章從放大電路的概念及組成入手，由淺入深的提出研究的各種基本放大電路。單管共射放大電路是組成各種復雜放大電路的基本單元，本章以單管共射放大電路為基礎，介紹圖解法和微變等效電路兩種分析方法，利用上述方法對放大電路靜態(tài)分析、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的計算；接著介紹反饋的概念及其判斷，以及反饋對放大電路的性能影響，最后介紹兩種基本功率放大電路。28.1概述放大電路亦稱為放大器，它是用來對微弱的電信號進行放大，以達到實際應用的目的。例如，將接受到的電視信號放大到能用顯示器觀看的程度，就需要把信號放大100萬倍以上；人體紅外感應器需要將探測到的信號放大到70分貝以上才能驅動控制電路工作。信號放大電路是使用最為廣泛的電子電路之一、也是構成其他電子電路的基礎單元電路。任何一個放大電路都可以看成一個兩端口網(wǎng)絡。如圖8-1為放大電路示意圖，左邊為輸入端口，輸入信號經(jīng)過放大電路放大后，從右邊的輸出端口輸出。由此可見，任何一個放大電路都由輸入、放大電路和輸出三部分組成。本節(jié)以共發(fā)射極放大電路為例，分析放大電路的組成原則和電路中各元件的作用。圖8-2電路中輸入回路和輸出回路的公共端是三極管的發(fā)射極，所以該電路稱為單管共射極（以下簡稱單管共射）放大電路。它由直流電源、三極管、電阻、電容等元件組成。

圖8-1放大電路示意圖

圖8-2單管共射放大電路31．放大電路的組成原則（1）保證三極管工作在放大區(qū)。（2）電路中應保證輸入信號能夠從放大電路的輸入端加到三極管上，經(jīng)過放大電路后能從輸出端輸出。（3）元件參數(shù)的選擇要合適，盡量使信號能不失真地放大，并能滿足放大電路的性能指標。2．電路中各元件的作用（1）三極管是放大電路的核心器件，在電路中起放大作用。（2）直流電源+VCC既為放大電路的輸出提供能量，又保證發(fā)射結處于正向偏置，集電結處于反向偏置，使三極管工作在放大區(qū)。其電壓一般為幾伏到幾十伏。（3）基極偏置電阻Rb，它和電源一起為基極提供大小合適的基極電流，使放大電路能夠不失真地放大。其阻值一般為幾十千歐到幾百千歐。（4）集電極負載RC，它的作用是將集電極電流的變化轉化為輸出電壓的變化，使放大電路實現(xiàn)電壓的放大。其阻值一般為幾千歐到幾十千歐。（5）耦合電容的作用：“隔離直流，傳送交流”，即使交流信號順利通過，而隔斷直流聯(lián)系（工作電源的電流不會流進負載）。43．放大電路的電壓和電流符號規(guī)定為防止理解上的錯誤和概念上的混淆，這里有必要對放大電路中電壓和電流符號的使用規(guī)定預先進行說明：（1）小寫的字母和小寫的下角標，表示純交流量，且為瞬時值，如ib、ic、ube、uce、uo等；（2）大寫的字母和大寫的下角標，表示純直流量，如IB、IC、UBE、UCE；（3）大寫的字母和小寫的下角標，表示純交流量的有效值，如Ui、Uo等；（4）小寫的字母和大寫的下角標，表示包含交流分量和直流分量的總瞬時值，如iB=IB+ib。58.2單管共射放大電路對放大電路可以分靜態(tài)和動態(tài)兩種情況來分析。靜態(tài)是當放大電路沒有輸入信號時的工作狀態(tài)；動態(tài)則是有輸入信號時的工作狀態(tài)。靜態(tài)分析：又稱為直流分析，是指當輸入信號為零時，電路中只有直流電流，求出電路的直流工作狀態(tài)，即基極直流電流IB；集電極直流電流IC；集電極與發(fā)射極間的直流電壓UCE。動態(tài)分析：又稱交流分析，是指加入信號后放大時，應考慮電路的交流通路，用來求出電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。在分析、計算具體放大電路前，應分清放大電路的交、直流通路。由于放大電路中存在著電抗元件，所以直流通路和交流通路不相同。在直流通路中：電容視為開路，電感視為短路；在交流通路中：電容和電感作為電抗元件處理，一般電容按短路處理，電感按開路處理。直流電源因為其兩端的電壓固定不變，內阻視為零，故在畫交流通路時也按短路處理。本章主要對單管共射放大電路進行分析。8.2.1單管共射放大電路的靜態(tài)分析在放大電路中，當輸入交流信號ui=0時，電路中各電壓、電流均為恒定的直流工作狀態(tài)，不變化，故通常稱為靜態(tài)或直流工作狀態(tài)。此時，晶體管的IB、IC、UBE、UCE稱為放大電路的靜態(tài)工作點，簡稱Q點，記為IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。這組數(shù)據(jù)可以通過直流通路估算得到，也可以用圖解法通過做圖近似得到。1．由放大電路的直流通路估算靜態(tài)工作點

靜態(tài)值就是沒有加入信號的直流值，故需用放大電路的直流通路來分析計算。首先我們先畫出圖8-2的直流通路，畫直流通路時，電容C1和C2視為開路，如圖8-3所示。

由直流通路，用估算法可得出靜態(tài)時的基極電流

（8.1）式中UBE，對于硅管約為0.7V，鍺管約為0.2V。在忽略ICEO的情況下，根據(jù)三極管的電流分配，可得

集電極靜態(tài)電流

（8.2）：由KVL，可得出

（8.3）所得的IB、IC和UCE一組直流量，就是交流放大電路的靜態(tài)工作點Q（IB、IC、UCE）。從以上分析可知，當電源VCC和集電極電阻RC確定后，靜態(tài)工作點的位置就取決于靜態(tài)基極電流IB，稱IB為基極偏流。提供基極偏流的電路稱偏置電路。圖8-2所示的放大電路，偏置電路只由電阻Rb組成。當VCC和Rb一經(jīng)確定后，IB是固定不變的，因此稱這種偏置電路為固定偏置電路。92．用圖解法求靜態(tài)工作點如圖8-4所示為另一種基本共射放大電路的直流通路。由于三極管輸入回路的電流和電壓之間的關系可以用輸入特性曲線來描述；輸出回路的電流與電壓之間的關系可以用輸出特性曲線來描述。我們采用在放大電路中三極管的輸入、輸出特性曲線上，直接用作圖的方法求解放大電路的工作情況，這種

圖8-4基本共射放大電路直流通路方法稱之為圖解法。

圖解分析靜態(tài)的任務是用作圖的方法確定放大電路的靜態(tài)工作點Q，求出IBQ、ICQ和UCEQ。圖解法求Q點的步驟：（1）作直流負載線在輸出特性曲線所在坐標中，按直流負載線方程uce=VCC－icRC，作出直流負載線。三極管的輸出特性，可以按已選管子型號在手冊上查得。（2）由基極回路通過式（8-1）或在輸入特性圖上用圖解方法如圖8-5（a），求出IBQ的值。10找出這一條輸出特性曲線與直流負載線的交點即為Q點，如圖8-5（b）。讀出Q點的電流、電壓即為所求。（a）輸入特性圖

（b）輸出特性曲線圖8-5圖解分析11

【例8-1】電路如圖8-6（a）所示，已知VCC＝12V、Rb＝300kΩ、

Rc＝3kΩ；三極管的輸出特性曲線如圖（b）所示（由圖可知三極管的

＝50）。利用估算法和圖解法求靜態(tài)工作點（靜態(tài)時UBEQ＝0.7V）。a）電路圖

（b）輸出特性曲線圖8-6例8-1電路圖與輸出特性曲線12解：（1）估算法求靜態(tài)工作點：空載時，先畫出圖8-6（a）所示電路的直流通路如圖8-7（a），由直流通路可知已知

＝50，求得：=50×40μA=2000μA=2mA，6（V）。（2）圖解法首先在輸出特性曲線的坐標平面內作出直流負載線。由直流通路列出輸出回路的直流負載線方程為：uCE＝VCC－iCRC＝12－3000iC

。令iC＝0，則uCE＝12V，得M（12，0），又令uCE＝0，則iC＝4mA,得N（0，4）。連接MN兩點，便得到直流負載線，與iB＝IB＝40μA這一條輸出特性曲線的交點即為Q點，如圖8-7（b）中Q點，從曲線上可查得：IBQ＝40μA，ICQ＝2mA，UCEQ＝6V。

13（a）直流通路圖

（b）輸出特性曲線圖

圖8-7例8-1的圖解148.2.2單管共射放大電路的動態(tài)分析以圖8-2基本單管共射放大電路為例。當輸入端加入信號ui時，此時輸入電流iB不會靜止不變。這樣三極管的工作狀態(tài)將隨著輸入信號ui的變化而變化，對放大電路中信號傳輸過程、放大電路的性能指標等問題的分析，就是放大電路的動態(tài)分析。圖解法和微變等效電路法是動態(tài)分析的基本方法。1.輸出信號波形分析靜態(tài)工作點確定之后，根據(jù)疊加定理可得放大器輸入端的信號為

（8.4）即在靜態(tài)工作點電壓上疊加輸入的交流信號。在放大器不帶負載RL的前提下，放大器放大信號的過程如下：（a）輸入回路

（b）輸出回路圖8-8用圖解法分析動態(tài)工作15如圖8-8所示，當輸入是ui＞0的正半周信號時，放大器輸入端的工作點沿輸入特性曲線從Q點往a點移，放大器輸出端的工作點沿直流負載線從Q點往c點移，在輸出端形成uo

＜0的負半周信號；當輸入是ui＜0的負半周信號時，放大器輸入端的工作點沿輸入特性曲線從Q點往b點移，放大器輸出端的工作點沿直流負載線從Q點往d點移，在輸出端形成uo

＞0的正半周信號，完成對正、負半周輸入信號的放大。圖8-9為單管共射放大電路中各有關電壓和電流的信號波形，經(jīng)放大器放大后的輸出信號在幅度上比輸入信號增大了，即實現(xiàn)了放大的任務。但相位卻相反了，即輸入信號是正半周時，輸出信號是負半周；輸入信號是負半周時，輸出信號是正半周，說明共發(fā)射極電壓放大器的輸出和輸入信號的相位差是180°。

圖8-9放大電路中各電壓與電流圖8-9為單管共射放大電路中各有關電壓和電流的信號波形，經(jīng)放大器放大后的輸出信號在幅度上比輸入信號增大了，即實現(xiàn)了放大的任務。但相位卻相反了，即輸入信號是正半周時，輸出信號是負半周；輸入信號是負半周時，輸出信號是正半周，說明共發(fā)射極電壓放大器的輸出和輸入信號的相位差是180°。由圖8-9可見，電壓放大器電路中集電極電阻RC的作用是：用集電極電流的變化，實現(xiàn)對直流電源VCC能量轉化的控制，達到用輸入電壓ui的變化來控制輸出電壓uO變化的目的，實現(xiàn)小信號輸入，大信號輸出的電壓放大作用。并由此可得，放大器放大的是變化量，放大電路放大的本質是能量的控制和轉換，三極管在電路中就是起這種控制的作用162.圖解法分析動態(tài)特性當放大器接有負載RL時，對交流信號而言，形RL和RC是并聯(lián)的關系，并聯(lián)后的總電阻為(8.5)根據(jù)該電阻，在輸出特性曲線上也可做一條斜率為－1/R′L的直線，該直線稱為交流負載線，如圖8-10所示。在信號的作用下。三極管的工作狀態(tài)的移動不再沿直流負載線，而是按交流負載線移動。因此，分析交流信號前。應先畫出交流負載線。（1）交流負載線特點與畫法以圖8-2基本單管共射放大電路為例。通過分析可以知道交流負載線通常比直流負載線更陡，并且該直線一定通過靜態(tài)工作點Q，因為當外加輸入電壓ui的瞬間值等于零時，兩電容C1和C2可視為開路，可認為放大電路相當于靜態(tài)時的情況，則此時放大電路的工作點既在交流負載線上，又在靜態(tài)工作點Q上，即交流負載線必經(jīng)過Q點。因此，只要通過Q點作一條斜率為－1/RL′的直線，即可得到交流負載線。圖8-10交流負載線的畫法具體作法如下:首先作一條ΔU/ΔI＝RL′的輔助線(此線有無數(shù)條)，然后過Q點作一條平行于輔助線的直線即為交流負載線。17（2）圖解法的步驟：①由放大電路的直流通路畫出輸出回路的直流負載線。②根據(jù)式（8-1）估算靜態(tài)基極電流IBQ。直流負載線與iB=IBQ的一條輸出特性的交點即是靜態(tài)工作點Q，由圖可得出ICQ和UCEQ。

③由放大電路的交流通路計算等效的交流負載電路RL′=RC//RL。在三極管的輸出特性上，通過Q點畫出斜率為—1/RL′的直線，即是交流負載線。④求電壓放大倍數(shù)，可在Q點附件取一個ΔiB的值，在輸入特性上找到相應的ΔuBE,然后在再根據(jù)ΔiB，在輸出特性的交流負載線上找到相應的ΔuCE，ΔuCE與ΔuBE的比值即是放大電路的電壓放大倍數(shù)。（3）圖解法的應用利用圖解法除了可以分析放大電路的靜態(tài)與動態(tài)工作情況以外，還可以分析電路的非線性失真：截止失真和飽和失真。當工作點設置過低時，IB較小，在輸入信號的負半周，三極管的工作狀態(tài)進入截止區(qū)。因而引起iB、iC、uCE的波形失真，稱為截止失真。對于NPN型共射極放大電路，截止失真時，輸出電壓uCE的波形出現(xiàn)頂部失真，如圖8-11（a）所示。對于PNP型共射極放大電路，截止失真時，輸出電壓uCE的波形出現(xiàn)底部失真。18當工作點設置過高時，IB過大)，在輸入信號的正半周，三極管的工作狀態(tài)進入飽和區(qū)。因而引起iC、uCE的波形失真，稱為飽和失真。對于NPN型共射極放大電路，飽和失真時，輸出電壓uCE的波形出現(xiàn)底部失真，如圖8-11（b）所示。對于PNP型共射極放大電路，飽和失真時，輸出電壓uCE的波形出現(xiàn)頂部失真。通過圖解法，大家可將畫出對應輸入波形時的輸出電流和輸出電壓的波形。如果靜態(tài)工作點選取適當，則當輸入信號的幅度增加時，就會使輸出波形同時出現(xiàn)截止失真和飽和失真，如圖8-11（c）所示，此時只要適當減小輸入信號，即可使波形既不失真，電壓幅度又最大。通常將放大電路最大不失真輸出電壓（或電流）的峰—峰值稱為放大電路的電壓（或電流）動態(tài)范圍。它反映了放大電路輸出最大不失真信號的能力。（a）截止失真輸出電壓波形圖19（b）飽和失真輸出電壓波形圖（c）截止失真和飽和失真輸出電壓波形圖

圖8-11失真波形圖與靜態(tài)工作點的關系20返回3.微變等效電路法（1）簡化三極管等效變換由于三極管的輸入、輸出特性曲線都是非線性的，因此由三極管組成的放大電路也是非線性電路，定量分析計算放大電路的電壓放大倍數(shù)，輸入電阻和輸出電阻等動態(tài)指標很不方便。但在三極管的靜態(tài)工作點附近一個微小的范圍內，用一小段直線近似代替那一段曲線，把非線性元件三極管等效成一個線性元件。這樣就把非線性電路的分析轉換成線性電路的分析。這種分析方法稱之為微變等效電路分析法。通過證明對于小信號，三極管可等效成圖8-12的微變等效電路，應注意：微變等效電路是交流信號的等效電路，只能進行交流分量的分析與計算，不能用來分析和計算直流分量。8-12三極管的微變等效電路在實踐應用中，β和rbe可從特性曲線求，或參考產(chǎn)品手冊給出的數(shù)值。rbe常用近似公式來計算。即：(8.6)21在實踐應用中，β和rbe可從特性曲線求，或參考產(chǎn)品手冊給出的數(shù)值。rbe常用近似公式來計算。即：故本書中無特殊說明式（8-6）常寫為下面的形式：(8.7)下面采用微變等效電路分析基本共射放大電路，計算其各性能指標。圖8-13為直接耦合的基本放大電路圖和其微變等效電路.基本共射放大電路

（b）微變等效電路圖8-13基本共射放大電路與微變等效電路22（2）放大電路的動態(tài)性能指標①電壓放大倍數(shù)放大電路的電壓放大倍數(shù)定義為放大電路的輸出電壓與輸入電壓之比，即：(8.8)對于如圖8-13（a）的基本單管共射放大電路，由圖8-13（b）可知：(8.9)(8.10)式中R′L=RC//RL,由式（8-9）和（8-10）可得電壓放大倍數(shù)(8.11)23

②輸入電阻把信號源加到放大電路輸入端時，放大電路就成為信號源的負載，這個負載用等效電阻Ri來表示,稱為放大電路的輸入電阻，它是從放大電路輸入端看進出的交流等效電阻。Ri定義為放大器輸入端口處的電壓和電流之比，即：(8.12)對于如圖8-13基本單管共射放大電路，由圖8-13（b）可知：Ri＝≈rbe（8.13）若信號源有內阻RS時，則放大電路輸入電壓是信號源電壓在輸入電阻上得分壓，即：(8.14)24③輸出電阻放大電路向負載提供信號電流和電壓，對負載而言它是電源，電源的內阻Ro稱為放大電路的輸出電阻。由于Ro的存在，所以放大電路帶上負載RL后，輸出電壓會降低。Ro反映了放大器帶負載能力。如果放大電路的輸出電阻Ro較大，當負載RL變化時，輸出電壓Uo的變化較大，我們稱放大器帶負載能力差。反之帶負載能力強。放大電路的輸出電阻是從放大電路輸出端看進去的等效電阻，其求解可以用戴維南等效電路中的求等效電阻的方法。將信號源短路，負載RL端開，在輸出端外加測試電壓u，產(chǎn)生了相應的測試電流i。其輸出電阻為：

(8.15)對于如圖8-13（a）基本單管共射放大電路，由圖8-13（b）可知：RO=RC

（8-16）2525（3）微變等效電路分析步驟：①首先確定放大電路的靜態(tài)工作點Q。②求出靜態(tài)工作點處的微變等效電路的參數(shù)β和rbe。③畫出放大電路的微變等效電路，可先畫出三極管的等效電路，然后畫出放大電路其余部分的交流通路。④列出電路方程求解各主要性能指標26【例8-2】如圖8-14電路中，已知Vcc=6V，Rb=150kΩ，β=50，RC=RL=2kΩ，求：（1）放大器的靜態(tài)工作點Q；（2）計算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻；圖8-14例8-2圖27解（1）根據(jù)式（8-1）、（8-2）、（8-3）可得放大器的靜態(tài)工作點Q的數(shù)值，（2）畫微變等效電路圖，如圖8-15，計算的值，根據(jù)式8-11，8-13和8-16可得圖8-15例8-3圖電路微變等效電路28返回4.共射放大電路特點共射放大電路具有較大的電壓放大倍數(shù)和電流放大倍數(shù)，輸出電壓與輸入電壓相位相反，同時輸入電阻和輸出電阻又比較適中，所以，一般只要對輸入電阻、輸出電阻和頻率響應沒有特殊要求的地方，均可以采用。因此，共射極放大電路被廣泛地用于作低頻電壓放大的輸入級、中間級和輸出級。298.2.3靜態(tài)工作點的穩(wěn)定在對放大電路進行動態(tài)分析之前必須計算其靜態(tài)工作點，這說明靜態(tài)工作點影響放大電路的性能指標，它不僅與放大倍數(shù)、輸入電阻等指標有關，而且如果設置不合理還會造成輸出信號的失真。影響靜態(tài)工作點的因素較多，主要因素是環(huán)境溫度。為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點，通常采用三種措施：一種是將放大器置于恒溫裝置中，這種方法造價很高；另一種是在直流偏置中引入負反饋來穩(wěn)定靜態(tài)工作點；還有一種是在偏置電路中采用溫度補償措施。30典型的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路如圖8-16所示，它的偏置電路由電阻Rb1、Rb2和射極電阻Re組成。在圖8-16（b）中B點的電流方程為：I2=I1+IBQ。為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點，通常情況下，參數(shù)的選取應滿足：I1>>IBQ,因此I2≈I1,故B點的電位為：(8.17)圖8-16靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路31式（8-17）表明基極電位幾乎僅決定于Rb1與Rb2對VCC的分壓，而受環(huán)境溫度很小，即當溫度變化時，UBQ基本不變。當溫度降低時，集電極電流Ic減小，發(fā)射極電流IE必然相應減小，因而射極電阻Re上的電位VE也隨之減?。灰驗閁BQ基本不變，而UBE=VB－VE

，所以UBE必然增大，導致基極電流IB增大，從而IC也隨之將增大，結果IC隨溫度降低而減小的部分幾乎被因IB增大而增大的部分相抵消，使IC基本保持不變，UCE也將基本不變，從而達到了穩(wěn)定Q點的目的。同樣當溫度升高時，各物理量向相反方向變化，讀者可自行分析。因此分壓式偏置電路具有自動調節(jié)靜態(tài)工作點能力。328.3射極輸出器根據(jù)所選輸入信號與輸出信號公共端電極的不同，放大電路有三種基本的接法，除了前面講過的共發(fā)射極放大電路以外，還有共基極和共集電極放大電路，下面主要講解共集電極放大電路，共基極放大電路的分析方法與它們相同，這里不再贅述。圖8-17（a）為共集電極放大電路完整圖，由于輸出信號是從發(fā)射極輸出，故這種電路又稱為射極輸出器；圖8-17（b）為該電路直流通路；圖8-17（c）為該電路交流通路。（a）共集放大電路

（b）直流通路

（c）交流通路

圖8-17基本共集放大電路33

1．靜態(tài)工作點估算由圖8-17（b）所示，根據(jù)直流通路，可以確定此電路的靜態(tài)工作點：(8.18)(8.19)(8.20)2．動態(tài)分析圖8-18為共集電極放大電路交流通路圖8-17（c）的微變等效電路圖。根據(jù)微變等效電路可計算出各動態(tài)性能指標。圖8-18基本共集放大電路微變等效電路（1）電壓放大倍數(shù)

由8-18圖電路可知

(8.21)3434其中,RL為負載。(8.22)(8.23)(8.24)(2)輸入電阻由圖8-18電路可知（3）輸出電阻根據(jù)圖8-18電路，可以采用電路原理分析等效電阻的求法，在輸出端外加一個電壓UO,將輸入信號短路，負載斷開，求出IO

，然后兩者之比即為輸出電阻，同學們課下可采用這方法計算。（8-25）35【例8-3】電路如圖8-19所示，已知Rb=200kΩ，Rs=2kΩ，Re=3kΩ，VCC=15V,晶體管的

=80，rbe=1kΩ。（1）求出Q點；

（2）分別求出RL＝∞和RL＝3kΩ時電路的

和Ri；（3）求出Ro。圖8-19例8-3圖36解：（1）求解Q點

（2）求解輸入電阻和電壓放大倍數(shù)：

RL＝∞時RL＝3kΩ時（3）求解輸出電阻：37（4）特點與應用射極輸出器的主要特點是：輸入電阻大；輸出電阻?。浑妷悍糯蟊稊?shù)小于1而接近1；輸出電壓與輸入電壓相位相同；雖然沒有電壓放大倍數(shù)，但仍有電流和功率放大作用；由于具有這些特點，常被用作多級放大電路的輸入級、輸出級或作為隔離用的中間級。388.4多級放大電路在實際應用中，常對放大電路的性能提出多方面的要求。例如，要求一個放大電路輸入電阻大于

，電壓放大倍數(shù)大于1000，輸出電阻小于

等，僅靠前面講過的任何一種基本放大電路都不可能同時滿足上述要求。這時可選擇多個單級放大電路，并將它們合理地連接構成多級放大電路，才可滿足實際要求。8.4.1多級放大電路的組成多級放大電路組成框圖如圖8-20。多級放大通常包括輸入級、中間級和輸出級。對輸入級的要求，往往與信號源的性質有關，例如，當輸入信號源為高阻電壓源時，則要求輸入級也必須有高的輸入電阻，以減少信號在內阻上的損失。如果輸入信號為電流源，為了充分利用信號電流，則要求輸入級有較低的輸入電阻。中間級的主要任務是電壓放大，多級放大電路的放大倍數(shù)，主要取決于中間級，它本身就可能由幾級放大電路組成。輸出級主要是推動負載。當負載僅需較大的電壓時，則要求輸出具有大的電壓動態(tài)范圍。更多場合下，輸出級推動揚聲器、電機等執(zhí)行部件，需要輸出足夠大的功率，常稱為功率放大電路。

398.4.2多級放大電路的耦合方式在多級放大電路中，各個基本放大電路之間的連接稱為級間耦合。常見的耦合方式有：阻容耦合、直接耦合和變壓器耦合。1．阻容耦合

通過電阻、電容將前級輸出接至下一級的輸入端，這種連接方式稱為阻容耦合，如圖8-21。

圖8-21阻容耦合放大電路40阻容耦合的優(yōu)點：由于前后級是通過電容相連的，所以各級的靜態(tài)工作點是相互獨立的，不互相影響，這給放大電路的分析、設計和調試帶來了很大的方便。而且只要電容選的足夠大，就可以使得前級輸出的信號在一定的頻率范圍內，幾乎不衰減地傳到下一級。所以阻容耦合方式在分立元件組成的放大電路中得到廣泛的應用。阻容耦合的缺點：不適用傳送緩慢變化的信號。更不能傳送直流信號；另外，大容量的電容在集成電路中難以制造，所以，阻容耦合在線性集成電路中無法采用。

412．直接耦合將前級的輸出端直接通過電阻或導線連接至下一級的輸入端，這種連接方式稱為直接耦合，如圖8-22所示。圖8-22直接耦合放大電路直接耦合的優(yōu)點：具有良好的低頻特性，既能放大交流信號，也能放大緩慢變化和直流信號，并且便于集成化。

直接耦合的缺點：前后各級靜態(tài)工作點相互影響，不能獨立。對于多級放大電路不便分析、設計和調試。另外容易產(chǎn)生零點漂移。所謂零點漂移，指在無輸入信號下，由于溫度、電源電壓等因素變化，使輸出電壓離開零點，緩慢地發(fā)生不規(guī)則的變化。3．變壓器耦合通過變壓器，把初級的交流信號傳送到次級。而直流電壓和電流不能通過變壓器傳送。變壓器耦合主要用于功率放大電路。它的優(yōu)點是：靜態(tài)工作點各自獨立。具有阻抗變換作用，與負載阻抗可實現(xiàn)合理配合。缺點是體積大、重量大、頻率特性差，且不能傳遞直流信號。428.4.3多級放大電路的性能指標計算圖8-21所示的阻容耦合放大電路中，由于電容的“隔直”作用，各級的直流工作狀態(tài)是互相獨立的，與單級放大電路靜態(tài)分析完全相同。下面主要進行動態(tài)分析。阻容耦合兩級放大電路的微變等效電路如圖8-23所示。圖8-23阻容耦合兩級放大電路的微變等效電路1．電壓放大倍數(shù)由圖8-23可知，放大電路第一級的輸出電壓就是第二級的輸入電壓，所以

（8.26）推廣到n級放大電路，則有

（8.27）

式（8-27）說明，多級放大電路總的電壓放大倍數(shù)為各級放大電路電壓放大倍數(shù)的乘積。43多級放大電路的放大倍數(shù)非常龐大，計算和表示起來都不方便，因此常取另外一種表示方法：對數(shù)表示。在聲學理論中，放大電路的輸出功率與輸入功率之比的功率放大倍數(shù)用對數(shù)表示，其單位為貝爾（B）。為了減小單位，常用貝爾的1/10作單位，稱為分貝（dB）。當放大倍數(shù)用分貝單位表示時，稱為增益。電壓增益定義為

(8.28)這樣用增益表示多級放大電路的總電壓放大倍數(shù)時，便可把各級電壓放大倍數(shù)的乘積轉化為各級放大電路的電壓增益之和2．輸入電阻從圖8-23中可知，多級放大電路的輸入電阻等于第一級的輸入電阻，即（8.29）3．輸出電阻從圖8-23中可知，多級放大電路的輸出電阻等于最后一級的輸出電阻，即（8.30）44疊加定理是分析線性電路的一個重要定理，介紹疊加定理的特點和內容。2.6

疊加定理設b點為參考節(jié)點，根據(jù)節(jié)點電位法可得整理得458.5負反饋放大電路將放大電路輸出信號的部分或全部，通過一定的電路送回到輸入回路，這一過程稱為反饋。反饋在電子技術中得到了廣泛的應用。反饋放大電路的組成框圖如圖8-24所示。輸入信號經(jīng)過一個放大電路A產(chǎn)生一個輸出

，反饋網(wǎng)絡F將輸出的部分或者全部反饋回去與輸入信號

進行運算，得出凈輸入信號，進一步放大產(chǎn)生新的輸出信號圖8-24反饋放大器框圖468.5.1反饋的分類1.正反饋與負反饋根據(jù)反饋極性的不同，可將反饋分為正反饋和負反饋。反饋作用結果將產(chǎn)生兩種類型的凈輸入信號。反饋信號使放大器凈輸入信號增加的，稱為正反饋；反饋信號使放大器凈輸入信號減小的，稱為負反饋。處在負反饋工作狀態(tài)下的放大器稱為負反饋放大器。引入負反饋后，削弱了外加輸入信號的作用，使放大電路的放大倍數(shù)降低了，但可以穩(wěn)定放大電路中的某個電量，能使其它性能得到改善。通常，可采用瞬時極性法來判斷正負反饋的類型。瞬時極性法為：在放大電路的輸入端，假設一個輸入信號對地的極性(用＋、－號表示瞬時極性的正、負或代表該點瞬時信號變化的升高或降低)，然后按照先放大、后反饋的正向傳輸順序，逐級推出電路中有關各點的瞬時極性，最后判斷反饋到輸入回路信號的瞬時極性是增強還是減弱原輸入信號(或凈輸入信號)，增強者為正反饋，減弱者則為負反饋。（當輸入信號和反饋信號在同一節(jié)點引入時，若兩者極性相同，則為正反饋；若兩者極性相反，則為負反饋。當輸入信號和反饋信號在不同節(jié)點引入時，若兩者極性相同，則為負反饋；若兩者極性相反，則為正反饋）。47【例8-4】

試判斷圖8-25所示電路中的反饋是正反饋還是負反饋。圖8-25例8-4題圖解：在如圖8-25（a）所示電路中，Rf是反饋電阻。設ui瞬時對地極性為“+”，那么三極管的基極對地為“+”。由于共發(fā)射極電路輸出電壓與輸入電壓反相，所以三極管集電極對地電位為“?”，這樣，Rf反饋回去的信號uf為“?”。由于ube1=ui+uf，使ube1減小，故電路引入了負反饋。在如圖8-25（b）所示電路中，設ui對地瞬時極性為“+”，那么T1管的基極對地為“+”，T1、T2均組成共發(fā)射極電路，經(jīng)過兩次反相后，T2管集電極對地電位為“+”，故流過Rf的電流if方向如圖中所標注。反饋作用的結果，使凈輸入電流ib=if+ii增加，故電路引入了正反饋。482.電壓反饋和電流反饋根據(jù)反饋信號在放大電路輸出端采樣方式不同，可為電壓反饋和電流反饋。凡反饋信號取自輸出電壓信號的稱為電壓反饋；凡反饋信號取自輸出電流信號的稱為電流反饋。放大電路引入電壓負反饋，將使輸出電壓保持穩(wěn)定，其效果是降低了電路的輸出電阻；而電流負反饋將使輸出電流保持穩(wěn)定，因而提高了輸出電阻。為了判斷放大電路中引入電壓反饋還是電流反饋，常采用輸出短路法：一般可假設將輸出端交流短路（輸出電壓等于零），看電路中此時是否還有反饋信號，如果存在反饋信號，則為電流反饋，如果反饋信號不再存在，則為電壓反饋。49【例8-5】

試判斷圖8-26所示電路中的反饋是電壓反饋還是電流反饋。

圖8-26例8-5圖解：如圖8-26所示電路中，Rf為反饋電阻，uo為輸出電壓，根據(jù)電壓反饋、電流反饋判斷方法，假設輸出端交流短路，即將負載RL短路，則uo＝0，但仍然有信號通過反饋電阻反饋回T1的基極，即故反饋信號仍然存在，故該電路為電流反饋。503.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋根據(jù)輸入信號和反饋信號在放大電路輸入回路中連接方式不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。若輸入信號與反饋信號在輸入端回路中串聯(lián)連接，稱為串聯(lián)反饋；若輸入信號與反饋信號在輸入端回路中并聯(lián)連接，稱為并聯(lián)反饋。判斷串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋一般根據(jù)定義來判斷。如果在放大電路輸入回路中，反饋信號與輸入信號以電壓的形式相加（反饋信號與輸入信號串聯(lián)），即為串聯(lián)反饋；如果反饋信號與輸入信號以電流的形式相加（反饋信號與輸入信號并聯(lián)），即為并聯(lián)反饋。在分立元件的共射放大電路中，一般來說，如果輸入信號加在三極管的基極，而來自輸出端的反饋信號引到三極管的發(fā)射極，通常為串聯(lián)反饋；如果來自輸出端的反饋信號直接引到三極管的基極，通常為并聯(lián)反饋。我們很容易判斷圖8-26所示電路中的反饋是并聯(lián)反饋。除了上面介紹的一些反饋分類以外，還有直流反饋、交流反饋或交直流反饋之分。凡反饋信號是直流的稱為直流反饋，凡反饋信號是交流的稱為交流反饋，凡反饋信號是交、直流均有的稱為交直流反饋。51

8.5.2負反饋放大電路的基本組態(tài)實際上一個電路中反饋形式不是單一的而是多種多樣的。對于負反饋而言，按其連接方式來說，我們可以歸結為如圖8-27所示的四種基本組態(tài)：電壓串聯(lián)負反饋、電流串聯(lián)負反饋、電壓并聯(lián)負反饋和電流并聯(lián)負反饋。

（a）電壓串聯(lián)負反饋（b）電流串聯(lián)負反饋（c）電壓并聯(lián)負反饋（d）電流并聯(lián)負反饋

圖8-27四種負反饋組態(tài)方框圖52我們在分析反饋放大電路時，一般可以按以下順序進行：首先，找出聯(lián)系放大電路的輸出回路與輸入回路的反饋網(wǎng)絡，并用瞬時極性法判斷反饋的極性（正反饋還是負反饋）；其次，從放大電路的輸出回路分析，反饋信號是取樣輸出電壓還是取樣輸出電流，確定為電壓反饋還是電流反饋；最后從放大電路的輸入回路來分析，反饋信號與輸入信號的連接方式，從而確定是并聯(lián)反饋還是串聯(lián)反饋。

對于四種負反饋組態(tài)，他們具有不同的特點。電壓串聯(lián)負反饋穩(wěn)定輸出電壓、閉環(huán)電壓放大倍數(shù)（表示引入反饋后，放大電路的輸出電壓與外加輸入電壓之間總的放大倍數(shù)）和提高輸入電阻；電壓并聯(lián)負反饋穩(wěn)定輸出電壓、閉環(huán)互阻放大倍數(shù)（表示引入反饋后，放大電路的輸出電壓與外加輸入電流之間總的放大倍數(shù)）和降低輸入電阻；電流串聯(lián)負反饋穩(wěn)定輸出電流、閉環(huán)互導放大倍數(shù)（表示引入反饋后，放大電路的輸出電流與外加輸入電壓之間總的放大倍數(shù)）和提高輸入電阻；電流并聯(lián)負反饋穩(wěn)定輸出電流、閉環(huán)電流放大倍數(shù)（表示引入反饋后，放大電路的輸出電流與外加輸入電流之間總的放大倍數(shù)）和降低輸入電阻。53【例8-6】

試判斷圖8-28所示電路中的反饋屬于何種組態(tài)。(c)

(d)圖8-28例8-6題圖54解:圖（a）通過Rf引回反饋，根據(jù)瞬時極性法易判斷此反饋為負反饋，根據(jù)短接負載，則不存在負反饋，故可判斷為電壓反饋。由于反饋點和輸入點在同一點，故可判斷為并聯(lián)反饋，所以圖(a)的反饋組態(tài)為并聯(lián)電壓負反饋。同樣方法可以判斷圖（b）由Rf引起的是并聯(lián)電流負反饋；圖（c）Rf引起的是串聯(lián)電壓負反饋；圖（d）是串聯(lián)電流負反饋。558.5.3負反饋對放大電路性能的影響在放大電路中引入負反饋的目的就是希望改善放大電路的各項性能。但是要注意，不同類型的負反饋對放大電路的性能改善不同。1．提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性在無反饋時，基本放大器的放大倍數(shù)（又稱開環(huán)放大倍數(shù)）A為：（8.31）反饋信號量和輸出信號量的比稱為反饋系數(shù)F，即（8.32)當反饋信號Xf加到放大器的輸入端時，基本放大器的凈輸入信號量為（8.33）則反饋時放大電路的放大倍數(shù)（閉環(huán)放大倍數(shù)）Af為（8.34）56對于不同的反饋形式，A的意義不同。式(2－29)中AF稱為回路增益，表示在反饋放大電路中，信號沿放大網(wǎng)絡和反饋網(wǎng)絡組成的環(huán)路傳遞一周以后所得到得放大倍數(shù)；1＋AF稱為反饋深度，表示引入反饋后放大電路的放大倍數(shù)與無反饋時變化的倍數(shù)。根據(jù)式(8－29)可知Af＜A，說明放大器引入負反饋后放大倍數(shù)下降了。我們對式(2-29)求導，整理得：

(8-35)式（8-30）表明，負反饋放大電路閉環(huán)放大倍數(shù)的相對變化量，等于無反饋時放大網(wǎng)絡放大倍數(shù)A的相對變化量的（1＋AF）分之一。換句話說，引入負反饋后，放大倍數(shù)下降為原來的（1＋AF）分之一，但放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了（1＋AF）倍。57返回2．減小非線性失真和抑制干擾

放大電路的三極管是一個非線性器件，在放大信號時不可避免地會產(chǎn)生非線性失真。另外放大電路中靜態(tài)工作點若選擇不當后輸入信號過大，同樣引起信號波形的失真。在引入負反饋后，這種失真將會得到一定程度得改善，示意圖如圖8-29所示，如果輸入正弦波經(jīng)過放大電路后下部分波形出現(xiàn)失真，因為引入的負反饋，凈輸入為輸入信號與反饋信號相減，使輸出的波形減小非線性失真，負反饋得越深，則改善得越好。放大電路中不可避免存在噪聲的干擾，將噪聲視為放大電路內部產(chǎn)生的諧波電壓，根據(jù)加入負反饋后放大倍數(shù)下降為原來的（1＋AF）分之一這一特性，那么噪聲將會得到有效的抑制。圖8-29負反饋改善非線性失真示意圖583．擴展放大電路的通頻帶在放大電路中，由于放大倍數(shù)與頻率有關，在高頻頻率段，我們通常規(guī)定：當放大倍數(shù)下降到中頻率放大倍數(shù)的0.707倍時所對應的頻率稱為上限頻率，同樣在低頻頻率段，放大倍數(shù)下降到中頻放大倍數(shù)的0.707倍時所對應的頻率稱為下限頻率。上限頻率與下限頻率之差為通頻帶。由于負反饋可以提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，在整個頻段內，放大電路得中頻放大倍數(shù)減小了，從而使上限頻率提高了，下限頻率減小了，從而使通頻帶展寬。4．改變輸入電阻和輸出電阻負反饋放大電路對輸入電阻的影響，主要取決于串聯(lián)、并聯(lián)反饋的類型，而與輸出端取樣的方式無關，可以通過計算，引入串聯(lián)負反饋后，輸入電阻可以提高(1+AF)倍；引入并聯(lián)負反饋后，輸入電阻減小為開環(huán)輸入電阻的1/(1+AF)。負反饋放大電路對輸出電阻的影響，主要取決于輸出端取樣的方式，而與輸入端連接方式無關，可以通過計算，引入電壓負反饋后可使輸出電阻減小到RO/(1+AF)；引入電流負反饋后可使輸出電阻增大到(1+AF)RO。59由以上的分析可知，負反饋對放大器性能的影響是多方面的，且負反饋對放大器性能的改善均與反饋深度（1+AF）有關。在電子技術課程中，因為負反饋放大器均是處在深度負反饋的狀態(tài)下，所以對負反饋放大器的定性分析比定量分析更重要，對負反饋放大器的定性分析主要是判斷反饋的組態(tài)，熟悉各反饋組態(tài)的對放大器性能改善的影響，為設計負反饋放大器提供參考。下面是設計電路時，根據(jù)需要而引入負反饋的一般原則：（1）引入直流負反饋是為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點；引入交流負反饋是為了改善放大器的動態(tài)性能。

（2）引入串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋主要由信號源的性質來定。當信號源為恒壓源或內阻很小的電壓源時，增大放大器的輸入電阻，可減小放大器對信號源的影響，放大器也可從信號源獲得更大的電壓信號輸入，在這種情況下應選用串聯(lián)負反饋；當信號源為恒流源或內阻很大的電壓源時，減少放大器的輸入電阻，可提高放大器從電流源吸收電流的大小，使放大器從信號源獲得更大的電流信號輸入，在這種情況下應選用并聯(lián)負反饋，即：要提高輸入電阻，應引入串聯(lián)負反饋；要減小輸入電阻，應引入并聯(lián)負反饋。（3）根據(jù)放大器所帶負載對信號源的要求來確定選用電壓反饋還是電流反饋。當負載需要穩(wěn)定的電壓輸入時，因電壓反饋可穩(wěn)定放大器的輸出電壓，所以應選用電壓反饋；當負載需要穩(wěn)定的電流輸入時，因電流反饋可穩(wěn)定放大器的輸出電流，所以應選用電流反饋。（4）根據(jù)信號變換的需要，選擇合適的組態(tài)，在實施負反饋的同時，實現(xiàn)信號的轉換。60返回8.6功率放大電路放大電路的作用是將放大后的信號輸出，并驅動負載，例如驅動擴音機的揚聲器；驅動電磁鐵動作；驅動儀表的指針偏轉等。不同的負載具有不同的功率，功率放大器就是以輸出功率為主要技術指標的放大電路。能夠向負載提供足夠輸出功率的電路稱為功率放大器，簡稱功放。8.6.1功率放大器的特點與分類由于放大電路的實質是能量的轉換和控制電路。從能量轉換和控制的角度來看，功率放大器和電壓放大器沒有什么本質的區(qū)別，電壓放大器和功放電路的主要差別是所完成的任務不同。電壓放大器是對小信號進行放大，其主要性能指標是電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻；而功率放大器則要求在高的效率下，通過對信號的放大，獲得足夠大的功率去驅動負載，其主要性能指標是輸出功率和效率。因此，功率放大電路中包含一系列在電壓放大電路中所沒有出現(xiàn)過的特殊問題，這些就是功率放大電路具備的特點。611.功率放大器的特點（1）輸出功率足夠大為了獲得足夠大的輸出功率，要求功放管的電壓和電流都要有足夠大的輸出幅度，因此，三極管常常工作在極限的狀態(tài)下，它的一個主要技術指標是最大輸出功率Pom。。（2）具有較高的功率轉換效率功率放大器的轉換效率是指負載上得到的信號功率與電源供給的直流功率之比，設放大器的輸出功率為PO，電源消耗的功率為PE，則功放電路的效率為：（8.36）

（3）盡量減小非線性失真由于三極管常常工作在大信號狀態(tài)下，不可避免的會產(chǎn)生非線性失真。這樣功率放大器的非線性失真和輸出足夠大功率就形成了一對矛盾。在不同的應用場合，根據(jù)設備的要求，處理這對矛盾的方法不相同。例如，在測量系統(tǒng)中，對失真的要求很嚴格，因此，在采取措施避免失真條件下，滿足一定輸出功率要求；而在工業(yè)控制系統(tǒng)中，通常對非線性失真不要求，只要求功放的輸出功率足夠大。62（4）其他特點由于功率放大器承受高電壓、大電流，因而必須采用適當?shù)拇胧Ψ殴苓M行散熱，常采用安裝散熱片。為了輸出較大的功率信號，管子承受的電壓要高，通過的電流要大，功率管損壞的可能性比較大，因此功放管的保護問題也不容忽視。2.功率放大器的分類（1）按輸入信號的頻率可分：低頻功率放大電路：用于放大音頻范圍(幾十赫茲～幾十千赫茲)；高頻功率放大電路：用于放大射頻范圍(幾百千赫茲～幾十兆赫茲)。（2）按功率放大電路中三極管導通時間分為：甲類功率放大器、乙類功率放大器、甲乙類功率放大器和丙類功率放大器。甲類功率放大電路：它的主要特征是靜態(tài)工作點位于直流負載線中點，輸入信號在整個周期內都處于導通的狀態(tài)。可以證明，在理想的情況下，甲類工作狀態(tài)下的放大電路其最高效率為50％，因甲類放大器能量轉換的效率較低，所以甲類放大器主要用于電壓放大，在功放電路中較少用。63乙類功率放大電路：它的主要特征是輸入信號在整個周期內，三極管僅半個周期內導通?？梢宰C明，在理想的情況下，乙類工作狀態(tài)下的放大電路其最高效率為78.5％。甲乙類功率放大電路：它的主要特征是輸入信號在整個周期內，三極管在信號半個周期以上的時間內處于導通的狀態(tài)。在理想的情況下，此類放大器的轉換效率接近乙類放大器。（3）按功率放大器與負載之間的耦合方式可分為：變壓器耦合功率放大器；電容耦合功率放大器，也稱為無輸出變壓器功率放大器，即OTL功率放大器；直接耦合功率放大器，常稱為無輸出電容功率放大器，即OCL功率放大器。648.6.2互補對稱式功率放大器傳統(tǒng)的功率放大器常常采用變壓器耦合方式的互補對稱電路，通常簡稱推挽放大電路，如圖8-30所示。其中T1和T2輸入變壓器和輸出變壓器，三極管T1,T2接成對稱形式。由圖可知，當輸入信號為正半周時，三極管T1因正向偏置而導通，三極管T2因反向偏置而截止，三極管T1對輸入的正半周信號實施放大，在負載電阻上

圖8-30推挽放大電路65得到放大后的正半周輸出信號。當輸入信號為負半周時，三極管T1因反向偏置而截止，三極管T2因正向偏置而導通，三極管T2對輸入的負半周信號實施放大，在負載電阻上得到放大后的負半周輸出信號。雖然正、負半周信號分別是由兩個三極管放大的，但兩三極管的輸出電路都是負載電阻RL，輸出的正、負半周信號將在負載電阻RL上合成一個完整的輸出信號。

傳統(tǒng)的功率放大器的主要優(yōu)點是便于實現(xiàn)阻抗匹配，但體積龐大、笨重，消耗有色金屬，而且在低頻和高頻部分因產(chǎn)生相移而發(fā)生自激振蕩。目前采用比較多的OCL功率放大器。圖8-31OCL乙類互補對稱電路661．OCL功率放大器OCL功率放大器的電路組成如圖8－31所示。

由圖可見，OCL功率放大器有兩個供電電源，且采用NPN和PNP組成的共集電極對稱電路來實現(xiàn)對正、負半周輸入信號的放大。（1）工作原理該電路的工作原理是：當輸入信號為正半周時，三極管T2因反向偏置而截止，三極管T1因正向偏置而導通，三極管T1對輸入的正半周信號實施放大，在負載電阻上得到放大后的正半周輸出信號。當輸入信號為負半周時，三極管T1因反向偏置而截止，三極管T2因正向偏置而導通，三極管T2對輸入的負半周信號實施放大，在負載電阻上得到放大后的負半周輸出信號。雖然正、負半周信號分別是由兩個三極管放大的，但兩三極管的輸出電路都是負載電阻RL，輸出的正、負半周信號將在負載電阻RL上合成一個完整的輸出信號。OCL電路為了使合成后的波形不產(chǎn)生失真，要求兩個不同類型三極管的參數(shù)要對稱,但是，工作在乙類狀態(tài)下的放大電路，因發(fā)射結“死區(qū)”電壓的存在，在輸入信號的絕對值小于“死區(qū)”電壓時，因兩個三極管均不導電，輸出信號電壓為零，產(chǎn)生信號交接的失真，這種失真稱為交越失真。消除交越失真的方法是：讓兩個三極管工作在甲乙類的狀態(tài)下。處在甲乙類狀態(tài)下工作的三極管，其靜態(tài)工作點的正向偏置電壓很小，兩個管子在靜態(tài)時處在微導通的狀態(tài)，當輸入信號輸入時，管子即進入放大區(qū)對輸入信號進行放大,電路如圖8-32所示。

67圖8-32消除交越失真的電路

68（2）計算分析對稱互補電路功率輸出功率計算，可根據(jù)功率表達式P=U2/R（中U為交流有效值）求解，故對于OCL互補對稱功率放大電路的最大輸出功率為

(8-37)當輸出功率最大時，OCL互補對稱電路中直流電源VCC所消耗得功率為

(8.38)如果忽略三極管的飽和壓降，由(2－32)和

(2－33)可得OCL互補對成電路的效率為

(8-39)通過分析可以得到，OCL互補對稱電路中每個三極管得最大功耗可表示為

(8-40)69（3）功率管的選擇條件功率管的極限參數(shù)有PCM、ICM、U（BR）CEO，應滿足下列條件：①功率管集電極的最大允許功耗②功率管的最大耐壓③功率管的最大集電極電流702．OTL功率放大器OCL功放電路需要雙電源供電，在只有單電源供電的電子設備中不適用。在單電源供電的電子設備中，功放電路采用省去輸出變壓器的功率放大電

圖8-33OTL乙類互補對稱電路路該，通常稱OTL電路，該電路的組成如圖8-33所示。由圖可見，OTL電路和OCL電路的組成基本相同，主要差別除了單電源供電外，負載電阻RL通過大容量的電容器C與OTL電路的輸出端相連。

(1)工作原理該電路的靜態(tài)時，因兩管對稱；穿透電流ICEO1=ICEO2

，所以A點電位VA＝1/2VCC。即電容兩端的電壓為1/2VCC。有信號時，如不計C的容抗及電源的內阻的話，當正半周信號輸入時，功放管T1導通，T2截止。電源VCC向C充電并在RL兩端輸出正半周波形；當負半周信號輸入時，功放管T1截止，T2導通，電容C向T2放電提供電源，并在RL上輸出負半周波形。只要C容量足夠大，放電時間常數(shù)遠大于輸入信號最低工作頻率所對應的周期，則C兩端的電壓可認為近似不變，始終保持為1/2VCC。因此T1和T2管的電壓都是1/2VCC。（2）分析計算由于OTL采用的單電源供電，實質上等效于具有±VCC/2雙電源的互補對稱電路。因此分析計算時只要把1/2VCC替換式(8-32)、(8-33)和(8-34)中的VCC就可得出單電源互補對稱電路得輸出功率、直流電源供給的功率和效率。71故對于OTL互補對稱功率放大電路的最大輸出功率為：（8-41）如果忽略三極管的飽和壓降，則最大電壓幅度Ucem＝VCC/2,所以，(8-42)當輸出功率最大時，OTL互補對稱電路中直流電源VCC所消耗得功率為：（8--43）如果忽略三極管的飽和壓降，由(2－32)和(2－33)可得OCL互補對成電路的效率為：

(8-44)72通過分析可以得到，OTL互補對稱電路中每個三極管得最大功耗可表示為

(8-45)【例8-7】

在圖8－34所示電路中，已知VCC＝16V，RL＝4Ω，T1和T2管的飽和管壓降UCES＝0.5V，輸入電壓足夠大。試問：（1）最大輸出功率Pom和效率η各為多少？（2）三極管的最大功耗PTmax為多少？

圖8-34例8-7圖

73解

（1）最大輸出功率和效率分別為（2）三極管的最大功耗

74本章小結1．放大的本質是在輸入信號的作用下，通過放大器件對直流電源的能量進行控制和轉移，使負