50W音频功率放大器的制作

《50W音频功率放大器的制作》由会员分享，可在线阅读，更多相关《50W音频功率放大器的制作（199页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、分立前置放大器的分立前置放大器的制作与调试制作与调试 50W50W音频功率放大器的制作音频功率放大器的制作2.1 2.1 基本放大电路的组成基本放大电路的组成2.2.2 2 放大放大电路的电路的工作状工作状态分析态分析2.3 2.3 其他类型的放大电路其他类型的放大电路2.2.4 4 多级放大电路多级放大电路 2.2.5 5 差差动式放大电路动式放大电路2.2.6 6 功率放大电路功率放大电路 2.2.7 7 负反馈放大电路负反馈放大电路 2.2.8 8 集成运算放大器及应用集成运算放大器及应用2.2.9 9 波形产生电路波形产生电路 HomeNext放大的对象：放大的对象：变化量。变化量。放

2、大的本质：放大的本质：能量的控制和转换。能量的控制和转换。放大电路的特征：放大电路的特征：功率放大。功率放大。放大电路的必备元件：放大电路的必备元件：有源器件（晶体管或场效应管）。有源器件（晶体管或场效应管）。放大的前提：放大的前提：不失真。不失真。2.1 基本放大电路基本放大电路1.放大的概念放大的概念放大电路的结构示意框图见图放大电路的结构示意框图见图2.12.1图图2.1放大电路的结构示意图放大电路的结构示意图2.2.放大电路的框图放大电路的框图它由信号源、放大电路、直流电源和负载组成。它由信号源、放大电路、直流电源和负载组成。Home放大电路的组成及各元件的作用放大电路的组成及各元件的

3、作用 Next 晶晶体体管管：起起放放大大作作用用的的核核心元件。心元件。 R Rc c、V VCC CC ：集集电电极极电电阻阻和和集集电电极极电电源源，提提供供输输出出回回路路的的静静态态工工作作点点。同同时时，R Rc c 还还是是集集电电极极负负载载电电阻阻，V VCC CC 还还提供输出所需的能量。提供输出所需的能量。 R Rb b、V VBB BB ：基基极极电电阻阻和和基基极极电电源源，提提供供输输入入回路的静态工作点。回路的静态工作点。3.3.放大电路的组成放大电路的组成4.4.放大电路中电压、电流符号的规定放大电路中电压、电流符号的规定 图2.3三极管基极的电流波形 (a)直

4、流分量;(b)交流分量;(c)总变化量 小写字母、大写下标表示总小写字母、大写下标表示总量（含交、直流）。量（含交、直流）。如如vCE、iB等。等。 大写字母、大写下标表示大写字母、大写下标表示直流量。如直流量。如VCE、IC等。等。 小写字母、小写下标表示纯小写字母、小写下标表示纯交流量。如，交流量。如，vce、ib等。等。有关符号的约定有关符号的约定上方有圆点的大写字母、小写下标表示相上方有圆点的大写字母、小写下标表示相量。量。如如、等。等。 大写字母、小写下标表示大写字母、小写下标表示交流有效值。如交流有效值。如Vce、Ie等。等。5. 5. 放大电路的性能指标放大电路的性能指标 F 输

5、入端口特性可以等效为一个输入电阻输入端口特性可以等效为一个输入电阻F 输出端口可以等效成电压源或电流源输出端口可以等效成电压源或电流源 放放大大电电路路是是一一个个双双口口网网络络。从从端端口口特特性性来来研研究究放放大大电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。HomeNext3Back（1 1）放大倍数及增益）放大倍数及增益电压放大倍数：电压放大倍数：（无量纲）（无量纲）电流放大倍数：电流放大倍数：（无量纲）（无量纲） 对对于于小小功功率率放放大大电电路路，人人们们往往往往只只关关心心上上述述单单一一指指标标的的放放大大倍倍数数，而而不不研

6、研究究其其功功率率放放大大能能力力。本本章章着着重重讨讨论论电电压压放大倍数。放大倍数。 需需要要注注意意的的是是，在在实实际际应应用用时时，只只有有在在波波形形不不失失真真的的情情况况下下，测测试试的的放放大倍数才有意义。大倍数才有意义。互阻放大倍数：互阻放大倍数：（欧姆（欧姆 ）互导放大倍数：互导放大倍数：（西门子（西门子S)S)HomeNext4Back（2 2）输入电阻：）输入电阻：对对电压源形式电压源形式的信号源，放大电路的输入电压：的信号源，放大电路的输入电压：所以，所以，输入电阻越大，信号电压损失越小输入电阻越大，信号电压损失越小。对对电流源形式电流源形式的信号源，放大电路的输入

7、电流：的信号源，放大电路的输入电流：所以，所以，输入电阻越小，信号电流损失越小。输入电阻越小，信号电流损失越小。 （3 3）输出电阻：）输出电阻：HomeNextBack 输输出出电电阻阻的的大大小小，影影响响到到输输出出到到负负载载信信号号的的大大小小。当当放放大大电电路路输输出出端端等等效效为为电电压压源源时时，输输出出电电阻阻越越小小，则则负负载载获获得得的的输输出出电电压压越越大大；当当放放大大电电路路输输出出端端等等效效为为电电流流源源时时，输输出出电电阻阻越越大大，则则负负载载获获得得的的输输出出电电流流越大。越大。 输输入入电电阻阻和和输输出出电电阻阻，都都描描述述了了电电子子电

8、电路路相相互互连连接接时时对对信信号号所所产产生生的的影影响响。输输入入电电阻阻描描述述了了放放大大电电路路对对输输入入信信号号源源的的影影响响，输输出出电电阻阻描描述述了了放放大大电电路路的的带带负负载载能能力力（当当负负载载变变化化时时，输输出出信信号号保保持持稳稳定定的的能能力力）。它它们们都都是是交交流流电电阻阻，直直接接或或间间接接地地影影响响到到放放大大电电路路的放大能力。的放大能力。HomeNextBack思考题思考题(1)(1) 某放大电路的输入信号为某放大电路的输入信号为10pA10pA，输出为，输出为500mV500mV，其源增益为多少？属于哪一类放大器？其源增益为多少？属

9、于哪一类放大器？例例 题题例例2.1.1某电唱机拾音头内阻为某电唱机拾音头内阻为1M ，输出电压为，输出电压为1V（有效值），如果直接将它与（有效值），如果直接将它与10 的扬声器相接，扬声器上的扬声器相接，扬声器上的电压和功率各为多少？如果在的电压和功率各为多少？如果在拾音头和拾音头和扬声器之间接入一扬声器之间接入一个放大电路，其输入电阻个放大电路，其输入电阻Ri=1M ，输出电阻，输出电阻Ro=10 ，开，开路电压增益为路电压增益为1，则此时扬声器上的电压和功率各为多少？，则此时扬声器上的电压和功率各为多少？HomeBack （4 4）通通频频带带：用用于于衡衡量量放放大大电电路路对对不不

10、同同频频率率信信号号的的放放大大能能力。力。如图如图如图如图2.1.4 2.1.4 2.1.4 2.1.4 所示。所示。HomeNextBack其中其中通频带（通频带（带宽）带宽） （5 5）非线性失真：）非线性失真： 由元器件非线性特性引起的失真。由元器件非线性特性引起的失真。如图如图2.1.52.1.5 所示。所示。HomeNextBack6.放大电路的工作原理放大电路的工作原理 HomeNextBack(a)ui=0静态静态工作情况工作情况3HomeNextBack(b)ui=sin t动态工作情况动态工作情况iB=IBQ+ibiC=ICQ+icuCE=UCEQ+uceuo=uce12H

11、omeNextBack动态工作情况如图动态工作情况如图2.3.9所示。所示。图图2.3.9动态工作情况动态工作情况HomeNext（1 1）直直流流通通路路：直直流流电电流流流流经经的的通通路路，用用于于静静态态分分析析。对对于于直直流流通通路路：电电容容视视为为开开路路；电电感感视视为为短短路路；信信号源视为短路，但保留其内阻号源视为短路，但保留其内阻。（2 2）交交流流通通路路：交交流流电电流流流流经经的的通通路路，用用于于动动态态分分析析。对对于于交交流流通通路路：大大容容量量电电容容（耦耦合合电电容容、旁旁路路电电容容等等）视视为为短短路路；大大容容量量电电感感视视为为开开路路；直直流

12、流电电源源视视为短路为短路。 思考题思考题：（1）为什么直流通路中）为什么直流通路中“电容视为开路、电容视为开路、电感视为短路、信号源视为短路电感视为短路、信号源视为短路”？（2）为什么交流通路中）为什么交流通路中“大容量电容视为短路、大容量电容视为短路、大容量电感视为开路、直流电源视为短路大容量电感视为开路、直流电源视为短路”？1、直流通道和交流通道、直流通道和交流通道2.2放大电路的分析方法放大电路的分析方法HomeNextBackHomeNextBackHomeNextBack思考题思考题：试分析图试分析图2.3.3所示各电路是否可能不失真所示各电路是否可能不失真地放大交流信号，简述理由

13、。设所有电容对交流信号均地放大交流信号，简述理由。设所有电容对交流信号均可视为短路。可视为短路。2.放大电路的图解分析法放大电路的图解分析法 5（1 1）直流分析）直流分析HomeNextBack 图解分析法，必须已知三极管的输入、输出特性曲线。图解分析法，必须已知三极管的输入、输出特性曲线。 首先，画出直流通路，如图首先，画出直流通路，如图2.3.4所示。所示。6HomeNextBack 在输入特性曲线上，作直线在输入特性曲线上，作直线VBE=VCCIBRb，两线的交，两线的交点即是点即是Q点，得到点，得到IBQ。如图如图2.3.5所示。所示。 列输入回路方程：列输入回路方程：VBE=VCC

14、IBRb图图2.3.5输入回路中的输入回路中的Q点点7HomeNextBack 在输出特性曲线上，作出直流负载线在输出特性曲线上，作出直流负载线VCE=VCCICRc，与与IBQ曲线的交点即为曲线的交点即为Q点，从而得到点，从而得到VCEQ和和ICQ。如图。如图2.3.6所示。所示。图图2.3.6输出回路中的输出回路中的Q点点列输出回路方程：列输出回路方程：VCE=VCCICRc9（2 2）交流分析）交流分析HomeNextBack 首先，画出交流通路，如图首先，画出交流通路，如图2.3.7所示。所示。10 由交流通路得纯交流负由交流通路得纯交流负载线：载线： vce = -ic (Rc /R

15、L) = -ic RL RL= RLRc，是是交流负载电阻。交流负载电阻。所以交流负载线也过所以交流负载线也过Q点点则则交流负载线交流负载线为为: vCE - VCEQ= -(iC - ICQ ) R L 依依据据叠叠加加原原理理，有有iC=ICQ+icvCE=VCEQ+vce11HomeNextBack 过过输输出出特特性性曲曲线线上上的的Q点点做做一一条条斜斜率率为为- -1/R L 直直线线，该该直直线线即即为为交交流流负负载载线线。如如图图2.3.8所示所示 12HomeNextBack动态工作情况如图动态工作情况如图2.3.9所示。所示。图图2.3.9动态工作情况动态工作情况交流负载

16、线交流负载线1.从从B点通过输出特性曲线上的点通过输出特性曲线上的Q点做一条直线，点做一条直线，其斜率为其斜率为- -1/RL 。2.RL= RLRc，是交流负载电阻。是交流负载电阻。3.交流负载线是有交流负载线是有交流交流输入信号时输入信号时Q点的运动轨迹。点的运动轨迹。4.交流负载线与直流交流负载线与直流负载线相交负载线相交Q点。点。通过图解分析，可得如下结论：通过图解分析，可得如下结论：1. 1. vi vBE iB iC vCE |-vo| 2. 2. vo与与vi相位相反；相位相反； 3. 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数；可以测量出放大电路的电压放大倍数； 4. 4. 可以确

17、定最大不失真输出幅度可以确定最大不失真输出幅度。（3 3）非线性失真分析和最大不失真输出电压）非线性失真分析和最大不失真输出电压HomeNextBack饱和饱和失真失真截止截止失真失真由于放大电路的工作点达到了三极管由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管，管，输出电压表现为底部失真。输出电压表现为底部失真。由于放大电路的工作点达到了三极管由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。对于的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管，管，输出电压表现为顶部失真。输出电压表现为顶部失真。注意：对于注意：对于PNP管，由于是

18、负电源供电，失真的管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与表现形式，与NPN管正好相反。管正好相反。所谓失真所谓失真,是指输出信号的波形与输入信号是指输出信号的波形与输入信号的波形不成比例的现象。的波形不成比例的现象。截止失真截止失真：由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为顶部失真。截止失真（动画）截止失真（动画）饱和失真饱和失真：由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为底部失真。注意：对于注意：对于PNP管，由于是负电源管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与供电，失真的表现形式，与NPN管管正

19、好相反。正好相反。饱和失真（动画）饱和失真（动画） 图2.8 （a）正常波形、（b）饱和失真、 （c）截至失真、（d）双向失真HomeNextBack 放大电路动态范围如图放大电路动态范围如图2.3.11所示所示 放大电路要放大电路要想获得大的不想获得大的不失真输出幅度，失真输出幅度，要求：要求： 工作点工作点Q要要设置在输出特设置在输出特性曲线放大区性曲线放大区的中间部位；的中间部位； 要有合适的要有合适的交流负载线交流负载线。 Vom1Vom2图图2.3.11最大不失真输出电压最大不失真输出电压Vom=minVom1， Vom2最大不失真输出放大电路要想获得大的不失真输出幅度，需要：放大电

20、路要想获得大的不失真输出幅度，需要： 1.工作点工作点Q要设置在要设置在输出特性输出特性曲线放大曲线放大区的中间区的中间部位；部位；2.要有合要有合适的交流适的交流负载线。负载线。Q位于交流负载线中间时，VomICQRL要想要想PO大，就大，就要使功率三角形的要使功率三角形的面积大，即必须使面积大，即必须使Vom和和Iom 都要大。都要大。放大电路向电阻性负载提供的放大电路向电阻性负载提供的输出功率输出功率： 在输出特性曲线在输出特性曲线上，正好是三角形上，正好是三角形 ABQ的面积，这一的面积，这一三角形称为三角形称为功率三功率三角形。角形。输出功率和功率三角形输出功率和功率三角形RB取值合

21、理，静态工作点合适，放大的过程中不会产生失真。不失真的波形RB取值偏小，静态工作点上移，放大的过程中容易产生饱和失真。饱和失真RB取值偏大，静态工作点下移，放大的过程中容易产生截至失真。截至失真（4 4）图解法的适用范围）图解法的适用范围HomeNextBack15 图解法的特点是直观、形象，但要求实测晶体管的输图解法的特点是直观、形象，但要求实测晶体管的输入、输出曲线，而且用图解法进行定量分析的误差较大。入、输出曲线，而且用图解法进行定量分析的误差较大。图解法适于分析输出幅值较大、频率较低的情况。图解法适于分析输出幅值较大、频率较低的情况。实际应实际应用中，常用于静态工作点位置、最大不失真输

22、出电压和失用中，常用于静态工作点位置、最大不失真输出电压和失真情况分析，真情况分析，另外在大信号工作时，往往也采用图解法。另外在大信号工作时，往往也采用图解法。思考题：思考题： 在图在图 2.3.12 所示阻容耦合放大电路中：所示阻容耦合放大电路中： （1）增大）增大Rc 时，交流负载线将如何变化？时，交流负载线将如何变化？Q点怎样变化？点怎样变化？ （2）增大）增大Rb时，交流负载线将如何变化？时，交流负载线将如何变化？Q点怎样变化？点怎样变化？ （3）减小）减小VCC时，交流负载线将如何变化？时，交流负载线将如何变化？Q点怎样变化？点怎样变化？ （4）减小）减小RL时，交流负载线将如何变化

23、？时，交流负载线将如何变化？Q点怎样变化？点怎样变化？3.等效电路分析法等效电路分析法 （1 1）直流分析）直流分析HomeNextBack等效电路分析法，必等效电路分析法，必须已知三极管的须已知三极管的 值值。 首先，画出直流通路，以共射放大电路为例。首先，画出直流通路，以共射放大电路为例。16 图图2.1.7（a）放大电路放大电路（b）放大电路的直流通路放大电路的直流通路（a）（b） 静态工作点的估算静态工作点的估算（2.6） （2.7） （2.8） （ 2.9）（2.10） （2 2）交流分析）交流分析HomeNextBack(a) 晶体管的小信号模型晶体管的小信号模型18 建立小信号模

24、型的意义：建立小信号模型的意义：由于三极管是非线性器件，这由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。分析和设计。 建立小信号模型的思路：建立小信号模型的思路：当放大电路的输入信号电压当放大电路的输入信号电压足够小时，晶体管工作于线性区，就可以把三极管小范足够小时，晶体管工作于线性区，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器

25、件所组成的电路当作线性电路来处理。管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。HomeNextBack(b) h 参数简化模型参数简化模型22 ib 是受控源是受控源，且为电，且为电流控制电流源。流控制电流源。电流方向与电流方向与ib的方向是关的方向是关联的。联的。图图三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路rbe简化电路（如图简化电路（如图2.3.17所示）所示）三极管的三极管的b、e之间用之间用rbe等效代替，等效代替，c、e之间用一之间用一受控电流源受控电流源ic=ib等效代替。等效代替。rbe称为三极管基极称为三极管基极输入电阻。输入电阻。放大电路分析步骤：放大电路分析步骤：u画直

26、流通路，计算静态工作点Qu计算 rbeu画交流通路u画微变等效电路u计算电压放大倍数Auu计算输入电阻Riu计算输出电阻RoHomeNextBackrbe的近似计算的近似计算23rbe与与Q点有关，点有关，其中对于低频小功率管，如果无特别指其中对于低频小功率管，如果无特别指出，出，均取均取rbb300 一般用下列公式估算一般用下列公式估算:(c) 用微变等效电路法进行用微变等效电路法进行共射放大电路的动态分析共射放大电路的动态分析步骤：步骤：首先画出交流通路，然后画出放大电路的首先画出交流通路，然后画出放大电路的微变等效电路，最后求放大电路的主要性能指标：微变等效电路，最后求放大电路的主要性能

27、指标：电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。放大电路微变等效电路放大电路微变等效电路HomeNextBack25画出画出放大电路的微变等效电路如下图所示。放大电路的微变等效电路如下图所示。RbRcRLRsRiRoHomeNextBack25RbRcRLRsRiRo根据根据则电压放大则电压放大倍数倍数电压放大倍数电压放大倍数输入电阻：输入电阻：RbRcRLRi输出电阻：输出电阻：令令Ro=Rc所以所以解：解：（1）（2）例：例：放大电路如图所示。试求放大电路如图所示。试求:(1)Q点；点；(2)、。已知已知 =50，rbb200 。HomeNextBack作业：作业

28、：P74P74：2-42-4小小 结结 本讲主要介绍了晶体管放大电路的分析方法：本讲主要介绍了晶体管放大电路的分析方法： 放大的分析包括两个方面：静态分析（直流分析）和放大的分析包括两个方面：静态分析（直流分析）和动态分析（交流分析）。动态分析（交流分析）。 静态分析就是求解静态工作点静态分析就是求解静态工作点Q Q，在输入信号为零时，在输入信号为零时，点点（UBEQ,IBQ）和）和点点（UCEQ,ICQ）称之为静态工作点。可）称之为静态工作点。可以用图解法和估算法求解，是在直流通路上进行的。以用图解法和估算法求解，是在直流通路上进行的。 动态分析就是求解放大电路的动态参数和进行波形分动态分析

29、就是求解放大电路的动态参数和进行波形分析。通常利用析。通常利用h 参数等效模型计算放大倍数、输入电阻、参数等效模型计算放大倍数、输入电阻、输出电阻；用图解法求解最大不失真输出电压和进行失输出电阻；用图解法求解最大不失真输出电压和进行失真分析。是在交流通路上进行的。真分析。是在交流通路上进行的。HomeBack28Home1.静态工作点稳定的必要性静态工作点稳定的必要性 Next1（1 1）必要性）必要性F静态工作点决定放大电路是否产生失真；静态工作点决定放大电路是否产生失真；F静态工作点影响电压放大倍数、输入电阻等动态参数；静态工作点影响电压放大倍数、输入电阻等动态参数；F静静态态工工作作点点

30、的的不不稳稳定定，将将导导致致动动态态参参数数不不稳稳定定，甚甚至至使使放大电路无法正常工作。放大电路无法正常工作。（2 2）影响静态工作点稳定的因素）影响静态工作点稳定的因素 电电源源电电压压波波动动、元元件件老老化化、环环境境温温度度变变化化等等，都都会会引引起起晶晶体体管管和和电电路路元元件件参参数数的的变变化化，造造成成静静态态工工作作点点的的不不稳稳定。其中，温度对晶体管参数的影响是最为主要的。定。其中，温度对晶体管参数的影响是最为主要的。HomeNextBack2（3 3）温度对静态工作点的影响）温度对静态工作点的影响(a)温度变化对温度变化对ICBO的影响的影响(b)温度变化对输

31、入特性曲线的影响温度变化对输入特性曲线的影响温度温度T 输出特性曲线上移输出特性曲线上移温度温度T 输入特性曲线左移输入特性曲线左移(c)温度变化对温度变化对 的影响的影响温度每升高温度每升高1C， 要增加要增加0.5% 1.0%温度温度T 输出特性曲线族间距增大输出特性曲线族间距增大总之：总之：ICBO ICEO T VBE IB IC HomeNextBack32.典型的静态工作点稳定电路典型的静态工作点稳定电路 （1 1）电路组成）电路组成HomeNextBack4（2 2）Q Q点稳定原理点稳定原理目标：温度变化时，使目标：温度变化时，使I IC C维持恒定。维持恒定。 如果温度变化时

32、，如果温度变化时，b b点电位能基点电位能基本不变本不变，则可实现静态工作点的稳，则可实现静态工作点的稳定。定。b点电位基本不变的条件：点电位基本不变的条件：IB1IB，VBVBE，则，则T IC IE IC VE 、VB不变不变 VBE IB （反馈控制）（反馈控制）（一般取（一般取IB1=(510)IB，VB=3V5V）HomeNextBack5（3 3）Q Q点的估算点的估算HomeNextBack6（4 4）动态参数的估算）动态参数的估算图图2.4.4微变等效电路微变等效电路作业：作业：P74P74：2-52-5，2-62-63.固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电

33、路的比较共射极放大电路共射极放大电路静态：静态：3.固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流共射极放大电路固定偏流共射极放大电路电压增益：电压增益：RbviRcRL固定偏流共射极放大电路固定偏流共射极放大电路输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：Ro=Rc# #射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？又可以使其具有与

34、固定偏流电路相同的动态指标？又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？发射极带两个电阻分压偏置式共发射极发射极带两个电阻分压偏置式共发射极放大器的动态分析放大器的动态分析动态分析：动态分析：例：例：试计算下图放大电路的中频电压放大倍数、输入电阻试计算下图放大电路的中频电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。晶体管的和输出电阻。晶体管的 =99、UBEQ=0.7V、VCC=15V，Rb1=20k 、Rb2=5.1k 、Rc=3.3k 、Re=2k 、RL=10k ；电容器的容量足够大。电容器的容量足够大。解解: 先进行静态计算，求出晶体管静态工作点的参数先进行静态计算，求出晶体管静态工作点的参数值。

35、然后画出放大电路的中频微变等效电路，即可进值。然后画出放大电路的中频微变等效电路，即可进行放大电路动态技术指标的计算。行放大电路动态技术指标的计算。静态计算：静态计算：工作点参数的计算：工作点参数的计算：动态计算：动态计算：晶体管输入电阻晶体管输入电阻rbe的计算：的计算：放大电路电压放大倍数的计算：放大电路电压放大倍数的计算： 旁路电容的断开，使电压旁路电容的断开，使电压放大倍数下降，其物理意义将放大倍数下降，其物理意义将在后面解释。在后面解释。 电压放大倍数可近似等于电压放大倍数可近似等于是两电阻之比，因而电压放大是两电阻之比，因而电压放大倍数的稳定性提高。倍数的稳定性提高。求输入电阻求输

36、入电阻求输出电阻求输出电阻Re归算到归算到基极回路基极回路例例：图示电路（接CE），已知UCC=12V，RB1=20k，RB2=10k，RC=3k，RE=2k，RL=3k，=50,试估算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。解：解：（1）用估算法计算静态工作点（2）求电压放大倍数（3）求输入电阻和输出电阻共发射极基本放大电路的电压放大倍数较大，输出电压和输入电共发射极基本放大电路的电压放大倍数较大，输出电压和输入电压反相，应用十分广泛。压反相，应用十分广泛。 作为一个电压放大器来说，共发射极电路的输入电阻不够大，作为一个电压放大器来说，共发射极电路的输入电阻不够大，仅约为仅约为rb

37、e，使放大器得到的输入电压比信号源电压衰减很多，使放大器得到的输入电压比信号源电压衰减很多，导致源电压放大倍数下降。导致源电压放大倍数下降。电路的输出电阻相对较大，带负载的能力不强。电路的输出电阻相对较大，带负载的能力不强。从上面的分析过程得出的公式典型例题的数据，可以得出这样的结论：从上面的分析过程得出的公式典型例题的数据，可以得出这样的结论：小小 结结 本讲主要介绍了静态工作点的稳定问题：本讲主要介绍了静态工作点的稳定问题： 静态工作点不仅决定了波形是否失真，还影响动态参数静态工作点不仅决定了波形是否失真，还影响动态参数的稳定性。影响静态工作点最主要的因素是温度的稳定性。影响静态工作点最主

38、要的因素是温度。 温度变化对静态工作点的影响集中表现在温度变化对静态工作点的影响集中表现在Ic 的变化上，的变化上，采用射极偏置电路，利用直流负反馈可以稳定静态工作点。采用射极偏置电路，利用直流负反馈可以稳定静态工作点。 射极偏置放大电路的静态分析和动态分析在方法上与固射极偏置放大电路的静态分析和动态分析在方法上与固定偏置放大电路没本质的区别，但在计算的具体过程是不定偏置放大电路没本质的区别，但在计算的具体过程是不同的，不仅如此，当电路的形式稍作变化，各放大电路的同的，不仅如此，当电路的形式稍作变化，各放大电路的计算过程都有区别，所以不能死记公式，生搬硬套。计算过程都有区别，所以不能死记公式，

39、生搬硬套。HomeBack71.共集电极共集电极电路电路分析分析共集电极电路共集电极电路结构如图示结构如图示该电路也称为该电路也称为射极跟随器射极跟随器求静态工作点求静态工作点由由得得电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：电压增益：电压增益：画小信号等效电路画小信号等效电路确定模型参数确定模型参数 已知，求已知，求r rbebe增益增益其中其中一般一般，则电压增益接近于，则电压增益接近于1 1， 即即射极跟随器射极跟随器输入电阻：输入电阻：基极电流：基极电流：输入电阻：输入电阻：根据电阻归算的原理根据电阻归算的原理 Ri是从放大电路输入端看进去是从放大电路输入端看进去的输入电

40、阻，的输入电阻，是从基极看进去的输入电阻，所以是从基极看进去的输入电阻，所以 所以，输入电阻所以，输入电阻ecbiUoUberbIcIRbRLReiRiRbI输出电阻：输出电阻： 根据输出电阻的定义，需要将信号源换成源电压根据输出电阻的定义，需要将信号源换成源电压信号源信号源 ，并将，并将 短路，但保留内阻短路，但保留内阻 ；将负载电；将负载电阻阻 开路，同时在输出端加一个测试用信号源开路，同时在输出端加一个测试用信号源 。求求求基极电流：基极电流：于是于是 所以，输出电阻相当所以，输出电阻相当两个电阻的并联，一个是两个电阻的并联，一个是Re，另一个是基极回路的等，另一个是基极回路的等效电阻归

41、算到发射极回路效电阻归算到发射极回路的电阻的电阻共集电极放大电路的特点：共集电极放大电路的特点：. 共集放大电路只能放大电流，电压放大倍数小共集放大电路只能放大电流，电压放大倍数小于且接近等于于且接近等于1。. 输出电压的相位与输入电压的相位相同，输出输出电压的相位与输入电压的相位相同，输出电压的波形和输入电压的波形一样，故又名电压的波形和输入电压的波形一样，故又名射极射极跟随器跟随器。3. 共集电极基本放大电路的输入电阻高，输出电共集电极基本放大电路的输入电阻高，输出电阻低，具有阻抗变换的特点，有较强的带负载能阻低，具有阻抗变换的特点，有较强的带负载能力，常用于多级放大电路的输入级和输出极，

42、以力，常用于多级放大电路的输入级和输出极，以及功率放大电路。及功率放大电路。例例：图示电路，已知UCC=12V，RB=200k，RE=2k，RL=3k，RS=100 ，=50。试估算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。解：解：（1）用估算法计算静态工作点2.共基极放大电路共基极放大电路 （1 1）电路组成）电路组成直流、交流通路、微变等效电路直流、交流通路、微变等效电路电压放大倍数：电压放大倍数： 它与共射组态基本放大电路它与共射组态基本放大电路的结果一样，只是负号变为正号，的结果一样，只是负号变为正号，表示输出输入同相。表示输出输入同相。输出电阻输出电阻 RoRC输入电阻输入电

43、阻 共基极放大电路的特点共基极放大电路的特点. 共基放大电路不能放大电流，只能放大电压，共基放大电路不能放大电流，只能放大电压，电压放大倍数在数值上与共射放大电路相同，但电压放大倍数在数值上与共射放大电路相同，但输出电压与输入电压同相。输出电压与输入电压同相。. 共基放大电路的高频性能良好，通频带在三种共基放大电路的高频性能良好，通频带在三种组态的放大电路中最宽。组态的放大电路中最宽。. 共基放大电路的输入电阻低，输出电阻与共共基放大电路的输入电阻低，输出电阻与共射放大电路相同。射放大电路相同。3.三种组态的比较三种组态的比较电压增益：电压增益：输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：三种组态

44、电路比较三种组态电路比较共射电路：电压和电流放大倍数均大，输入输共射电路：电压和电流放大倍数均大，输入输出电压相位相反，输出输出电阻适中。常用于出电压相位相反，输出输出电阻适中。常用于电压放大。电压放大。共集电路：电压放大倍数是小于且接近于共集电路：电压放大倍数是小于且接近于1的的正数，具有电压跟随特点，输入电阻大，输出正数，具有电压跟随特点，输入电阻大，输出电阻小。常作为电路的输入和输出级。电阻小。常作为电路的输入和输出级。共基电路：放大倍数同共射电路，输入电阻小，共基电路：放大倍数同共射电路，输入电阻小，频率特性好。常用作宽带放大器。频率特性好。常用作宽带放大器。小小 结结 本讲主要介绍了

45、晶体管放大电路的三种组态：本讲主要介绍了晶体管放大电路的三种组态： 共发射极放大电路既能放大电压，也能放大电流，共发射极放大电路既能放大电压，也能放大电流，输入电阻居中，输出电阻较大，频带较窄。常作低频电输入电阻居中，输出电阻较大，频带较窄。常作低频电压放大压放大。 共集电极放大电路只能放大电流，不能放大电压。共集电极放大电路只能放大电流，不能放大电压。输入电阻最大、输出电阻最小，具有电压跟随的特点常输入电阻最大、输出电阻最小，具有电压跟随的特点常用于多级放大的输入级和输出级，有时还用作中间隔离用于多级放大的输入级和输出级，有时还用作中间隔离级（缓冲级），起阻抗变换的作用。级（缓冲级），起阻抗

46、变换的作用。 共基极放大电路只能放大电压，不能放大电流。输共基极放大电路只能放大电压，不能放大电流。输入电阻最小，频率特性最好。入电阻最小，频率特性最好。Back11Home2.6 2.6 多级放大电路多级放大电路 在在实实际际的的电电子子设设备备中中，为为了了得得到到足足够够大大的的放放大大倍倍数数或或者者使使输输入入电电阻阻和和输输出出电电阻阻达达到到指指标标要要求求，一一个个放放大大电电路往往由多级组成。路往往由多级组成。1、多级放大电路的组成多级放大电路的组成 多多级级放放大大电电路路由由输输入入级级、中中间间级级及输出级组成，及输出级组成，如图如图2.15所示。所示。 图2.15 多

47、级放大电路框图 2、多级放大电路的动态分析、多级放大电路的动态分析（1）电压放大倍数）电压放大倍数（2）输入电阻）输入电阻（3）输出电阻）输出电阻对电压放大电路的要求：对电压放大电路的要求：R Ri i大，大， R Ro o小，小，A Au u数值数值大，最大不失真输出电压大。大，最大不失真输出电压大。Home1.直接耦合直接耦合 Next1 级级间间耦耦合合：多多级级放放大大电电路路的的每每一一个个基基本本放放大大电电路路称称为为一一级级；级级与与级级之之间间的的连连接接称称之之为为耦耦合合。多多级级放放大大电电路路有有三三种种基基本本耦耦合合方方式式：直直接接耦耦合合、阻阻容容耦耦合合和和

48、、变压器耦合。变压器耦合。 将将前前一一级级的的输输出出用用导导线线直直接接连连接接到到后后一一级级的的输输入入端的耦合方式，称之为端的耦合方式，称之为直接耦合直接耦合。一、直接耦合放大电路静态工作点的设置一、直接耦合放大电路静态工作点的设置 例例3.1 计计算算图图3.13.1所所示示直直接接耦耦合合放放大大电电路路的的静静态态工工作作点点，并并在在输输出出特特性性曲曲线线上上标标出出该该静静态态工工作作点点，进进行行动动态态范范围围和和失失真真的的定定性性分分析析。计计算算放放大大电电路路的的电电压压放放大大倍倍数、输入电阻和输出电阻。数、输入电阻和输出电阻。2HomeNextBack 已

49、已知知：R Rs s=1.5k=1.5k ，R Rb1b1=20k=20k ，R Rc1c1=2.2k=2.2k ，R Rc2c2=720=720 ， V Vcccc=12V=12V， 1 1= = 2 2=50=50， T T1 1、T T2 2均为硅管。均为硅管。3HomeNextBack 从计算的过程可以看出，从计算的过程可以看出，直接耦合放大电路的静态工作直接耦合放大电路的静态工作点是相互影响的；从图中可以点是相互影响的；从图中可以看出，看出，T T1 1的静态工作点靠近饱的静态工作点靠近饱和区，容易产生饱和失真。和区，容易产生饱和失真。4HomeNextBack改进电路改进电路( (

50、a) )电电路路中中接接入入 Re2，保保证证第第一一级级集集电电极极有有较较高高的的静静态态电电位位，但但第第二二级级放放大大倍倍数数严严重下降。重下降。改进电路改进电路( (b) )稳稳压压管管动动态态电电阻阻很很小小，可可以以使使第第二二级级的的放放大大倍倍数数损损失失小小。但但集集电电极极电电压压变变化化范范围减小。围减小。DZRc1Rb1+VCC+T1+ Rc2RT2( (c) )Rc1Rb1+VCC+T1+ Rc2Re2T2( (b) )直接耦合放大电路的改进形式：直接耦合放大电路的改进形式：改进电路改进电路( (c) )+VCCRc1Rb1+T1+ Rc2Rb2T2Dz改进电路改

51、进电路( (d) )可可降降低低第第二二级级的的集集电电极极电电位位，又又不不损损失失放放大大倍倍数数。但但稳稳压压管噪声较大。管噪声较大。NPN管管和和PNP管管混混合合使使用用，可可获获得得合合适适的的工工作作点点。为为经经常常采用的方式。采用的方式。( (c) )Rc1Rb1+VCC+T1+ Re2Rc2T2 ( (d) )6二、直接耦合放大电路的优缺点二、直接耦合放大电路的优缺点 优优点点：具具有有良良好好的的低低频频特特性性，可可以以放放大大缓缓慢慢变变化的信号；无大电容和电感，容易集成。化的信号；无大电容和电感，容易集成。HomeNextBack 缺缺点点：静静态态工工作作点点相相

52、互互影影响响，分分析析、计计算算、设设计较复杂；存在零点漂移。计较复杂；存在零点漂移。2.阻容耦合阻容耦合 将将前前一一级级的的输输出出用用电电容容连连接接到到后后一一级级的的输输入入端端的耦合方式，称之为的耦合方式，称之为阻容耦合阻容耦合。 例例3.2 图图3.5所所示示阻阻容容耦耦合合放放大大电电路路，推推导导静静态态工工作作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的表达式。点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的表达式。7HomeNextBack 提提示示：（1 1）在在直直流流通通路路上上求求解解静静态态工工作作点点，此此时时电电容容相相当当于于开开路路；（2 2）在在微微变变等等效效电电路

53、路上上求求解解交交流流参参数数，此此时时电电容容和和直直流流电电源源均均相相当当于短路于短路。 阻阻容容耦耦合合放放大大电电路路的的直直流流通通路路是是相相互互独独立立的的，电电路路的的分分析析、计计算算和和调调试试比比较较容容易易，是是分分立立元元件件放放大大电电路路的的主主要要耦耦合合方方式式。其其缺缺点点是是低低频频特特性性差差，不不能能放放大大缓缓慢慢变变化的信号；由于耦合电容容量较大，所以不便于集成化。化的信号；由于耦合电容容量较大，所以不便于集成化。分析举例分析举例如图所示的两级电压放大电路，如图所示的两级电压放大电路，已知已知1=2=50,T1和和T2均为均为3DG8D。计算前、

54、后级放大电路的静态值计算前、后级放大电路的静态值计算前、后级放大电路的静态值计算前、后级放大电路的静态值( ( ( (U UBEBE=0.6V)=0.6V)及电路的动态参数。及电路的动态参数。及电路的动态参数。及电路的动态参数。 RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+T1T21M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.例例例例:1:1两级放大电路的静态值可分别计算。两级放大电路的静态值可分别计算。 RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+T1T21M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.解解: :第一级是射极输出器第一级是射极输出

55、器第一级是射极输出器第一级是射极输出器: : : :第二级是分压式偏置电路第二级是分压式偏置电路第二级是分压式偏置电路第二级是分压式偏置电路计算计算计算计算 r r i i和和和和 r r 0 0小信号等效电路小信号等效电路小信号等效电路小信号等效电路2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.由等效电路可知，放大电路的输入电阻由等效电路可知，放大电路的输入电阻ri等于第等于第一级的输入电阻一级的输入电阻ri1。第一级是射极输出器，它的输入电阻第一级是射极输出器，它的输入电阻ri1与负载有与负载有关，而射极输出器的负载即是第二级输入电阻关，而射极输

56、出器的负载即是第二级输入电阻ri2。2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui。oU.o1U.2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui。oU.o1U.求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数第一级放大电路为射极输出器第一级放大电路为射极输出器第一级放大电路为射极输出器第一级放大电路为射极输出器2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.第二级放大电路为共发射极放大电路第二级放大电路为共发射极放大电路第二级放大电路为共发射极放大电路第二级放大电路为共发射

57、极放大电路总电压放大倍数总电压放大倍数2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.8HomeNextBack 提提示示：（1 1）在在直直流流通通路路上上求求解解静静态态工工作作点点，此此时时电电容容相相当当于于开开路路，电电感感相相当当于于短短路路；（2 2）在在微微变变等等效效电电路路上上求求解解交交流流参参数数，此此时时电电容容和和直直流流电电源源均均相相当当于于短短路路，变压器相当于阻抗变换器变压器相当于阻抗变换器。3.变压器耦合变压器耦合 将将前前一一级级的的输输出出通通过过变变压压器器连连接接到到后后一一级级的的输输入入端（或负载上）的

58、耦合方式，称之为端（或负载上）的耦合方式，称之为变压器耦合变压器耦合。 例例3.3 对对图图3.6所所示示放放大大电电路进行静态和动态分析。路进行静态和动态分析。 变变压压器器耦耦合合放放大大电电路路的的直直流流通通路路也也是是相相互互独独立立的的，电电路路的的分分析析、计计算算和和调调试试比比较较容容易易；可可以以实实现现阻阻抗抗变变换换，在在分分立立元元件件功功率率放放大大电电路路中中应应用用广广泛泛。其其缺缺点点是是低低频频特特性性差差，不不能能放放大大缓缓慢慢变变化化的的 信信号号；体体积积大大，而且非常笨重，不能集成化。而且非常笨重，不能集成化。4、光电耦合、光电耦合光电耦合是以光信

59、号为媒介来实现电信号的耦合和传递光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和传递的，因而其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。的，因而其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。一、光电耦合一、光电耦合图图3.1.5光电耦合器及其传输特性光电耦合器及其传输特性发光元件发光元件光敏元件光敏元件光电耦合放大电路光电耦合放大电路图图3.1.6光电耦合放大电路光电耦合放大电路目前市场上已有集成光电耦合放大电路，目前市场上已有集成光电耦合放大电路，具有较强的放大能力。具有较强的放大能力。 前前面面提提到到了了在在多多级级放放大大电电路路中中采采用用直直接耦合存在着两个特殊问题：接耦合存在着两个特殊问题： 1、

60、静态工作点的、静态工作点的相互影响相互影响; 2、零点漂移。、零点漂移。 单元单元2：集成前置放大器的制作与调试：集成前置放大器的制作与调试 零点漂移现象：零点漂移现象：uI0，uO0的现象。的现象。产生原因：产生原因：温度变化，直流电源波动，器件老化。温度变化，直流电源波动，器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也故也称零漂为温漂。称零漂为温漂。克服温漂的方法：克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。引入直流负反馈，温度补偿。典型电路：典型电路：差分放大电路差分放大电路零零点点漂漂移移：输输入入短短路路时时，输输出出仍仍有有缓缓慢慢变变化化

61、的的电压产生。电压产生。2.差分放大电路差分放大电路 2电路特点电路特点：T1、T2 所在的两边电路参数完全对称。所在的两边电路参数完全对称。一、电路的组成和抑制温漂的原理一、电路的组成和抑制温漂的原理HomeNextBack对称的含义为两个三极对称的含义为两个三极管的特性一致，电路参管的特性一致，电路参数对应相等数对应相等 温温度度变变化化和和电电源源电电压压波波动动，都都将将使使T1、T2集集电电极极电电流流产产生生变变化化，且且变变化化趋趋势势是是相相同同的的，因因此此当当从从T1、 T2 集集电电极极输输出出信信号号时时，其其变变化化量量相相互互抵抵消消，理理想想情情况下，没有温漂。况

62、下，没有温漂。31、静态分析、静态分析二、差放电路的分析计算二、差放电路的分析计算HomeNextBack图图2.19共模信号和差模信号示意图共模信号和差模信号示意图差模信号和共模信号差模信号和共模信号差差分分放放大大电电路路仅仅对对差差模模信信号号具具有有放放大大能能力力，对对共模信号不予放大。共模信号不予放大。温温度度对对三三极极管管电电流流的的影影响响相相当当于于加加入入了了共共模模信信号号。差差分分放放大大电电路路是是模模拟拟集集成成运运算算放放大大器器输输入入级级所所采用的电路形式。采用的电路形式。 差模信号差模信号 共模信号共模信号 是指在两个是指在两个输入端加上幅度输入端加上幅度

63、相等，极性相反相等，极性相反的信号。的信号。是指在两个是指在两个输入端加上幅度输入端加上幅度相等，极性相同相等，极性相同的信号。的信号。2、动态分析、动态分析返回差模信号和共模信号差模信号和共模信号差模信号差模信号共模信号共模信号纯差模输入纯差模输入纯共模输入纯共模输入任意输入信号都可以分任意输入信号都可以分解为差模信号和共模信解为差模信号和共模信号之和。号之和。差模信号和差模差模信号和差模输入入若若ui1、ui2大小相同、极性相反，即大小相同、极性相反，即ui1= -ui2，称为差模，称为差模信号，记为信号，记为uid。其中其中uid=ui1ui2 输入信号是差模信号的输入方式称差模输入。输

64、入信号是差模信号的输入方式称差模输入。差模输出差模输出uod=Au (ui1ui2)=Au uid表明差分放大电路可放大差模信号表明差分放大电路可放大差模信号共模信号和共模共模信号和共模输入入若若ui1、ui2大小和极性都相同，即大小和极性都相同，即ui1=ui2=uic，称为共模称为共模信号，记为信号，记为uic。其中。其中uic=（ui1+ui2）/2输入信号是共模信号的输入方式称共模输入。输入信号是共模信号的输入方式称共模输入。共模输出共模输出uoc=Au (ui1ui2)=0表明差分放大电路可抑制共模信号表明差分放大电路可抑制共模信号实际情况下，输入信号实际情况下，输入信号ui1、ui

65、2是任意的，是任意的，可利用可利用uid、uic表示。表示。由于由于uid=ui1ui2 所以所以ui1=uid/2+uic uic=(ui1+ui2)/2 ui2= uid/2+uic故故uo=Auduid+Aucuic=uod+uoc4HomeNextBack（1）共模输入：）共模输入：uI1=uI2=uIc，称之为共模输入信号。，称之为共模输入信号。以上计算结果表明：（以上计算结果表明：（1）单端输出时，差放电路对共模单端输出时，差放电路对共模信号的抑制是通过信号的抑制是通过Re的强烈负的强烈负反馈实现的；（反馈实现的；（2）双端输出时，）双端输出时，差放电路对共模信号的抑制主差放电路对

66、共模信号的抑制主要是通过电路参数的对称性实要是通过电路参数的对称性实现的；在电路参数不完全对称现的；在电路参数不完全对称时，通过时，通过Re的强烈负反馈作用，的强烈负反馈作用，进一步抑制共模信号。进一步抑制共模信号。共模电压放共模电压放大倍数大倍数共模电压放共模电压放大倍数大倍数抑制共模信号抑制共模信号 共模信号：数值相等，极性相同的输入信号。即 uI1= uI1= uIcRe的共模负反馈作用： T()IC1 IC2 UE IB1 IB2 IC1 IC2 抑制每只差分管集电极电位的变化。对于每一边对于每一边电路，电路，Re=? 放大差模信号放大差模信号iE1=iE2，Re中电流不变，即中电流不

67、变，即Re对差模信号无反馈作对差模信号无反馈作用。用。E点电位在差模信号作用下不变，相当于接点电位在差模信号作用下不变，相当于接“地地”。分析时注意二个分析时注意二个“虚虚地地”负载电阻的中点电位在差模信号作用下负载电阻的中点电位在差模信号作用下不变，相当于接不变，相当于接“地地”。HomeNextBack（2）差模输入：）差模输入：uI1=-uI2=uId/2，称之为差模输入信号。，称之为差模输入信号。6HomeNextBack差模电压放差模电压放大倍数大倍数思考题思考题 （1 1）为什么差放可以抑制零）为什么差放可以抑制零漂？（漂？（2 2）当输出端接负载电）当输出端接负载电阻阻R RL

68、L时，静态工作点和差模电时，静态工作点和差模电压放大倍数如何？压放大倍数如何？ 由上式可以看出，KCMRR越大，差动式放大电路放大差模信号（有用信号）的能力越强，抑制共模信号（无用信号）的能力越强，即KCMRR越大越好。理想差动式电路的共模抑制比KCMRR。共模抑制比：共模抑制比：7HomeNextBack三、差放电路的四种接法三、差放电路的四种接法 前前面面我我们们已已经经介介绍绍了了双双入入双双出出和和双双入入单单出出两两种种接接法法。输输入入信信号号除除了了可可以以接接在在差差放放电电路路的的两两个个输输入入端端之之间间，还还可可以以单单端端输输入入（如如图图3.19所所示示），输输出出

69、也也可可以以采采用用单单端端和和双双端端两两种种形形式式，从从而而构构成成单单入入双出双出和和单入单出单入单出两种接法。两种接法。8HomeNextBack 单单端端输输入入可可以以等等效效为为图图3.29所所示示输输入入方方式式：既既有有差差模模输输入入信信号号uI，又又有有共共模模输输入入信信号号uI/2；输输出出电电压压既既包包括括差差模模信信号号，又又包包括括共共模模信信号号。单单入入单单出出、单单入入双双出出情情况况下下的的静静态态分分析析和和差差模模信信号号的的分分析析对对应应于于双双入入单单出出、双双入入双双出出时的情况，没有差别。时的情况，没有差别。 对对共共模模信信号号而而言

70、言，单单入入双双出出在在理理想想情情况况下下，其其共共模模信信号号完完全全被被抑抑制制，可可以以等等效效为为双双入入双双出出的的情情况况；但但在在电电路路参参数数不不完完全全一一致致时时，存存在在共共模模双双出出电电压压。而而单单入入单单出出就就一一定定存存在在共共模模输输出出电压，共模电压放大倍数的计算与双入单出相同。电压，共模电压放大倍数的计算与双入单出相同。9HomeNextBack四、差放电路的改进形式四、差放电路的改进形式 差差放放电电路路依依靠靠电电路路的的对对称称性性抑抑制制零零漂漂，当当电电路路对对称称性性不不好好时时，将将产产生生零零漂漂，故故在在两两管管发发射射极极之之间间

71、增增加加一一阻阻值值很很小小的的调调零零电电位位器器Rw，以以使使uI1= uI2 =0时，时， uO =0。 此此外外，增增加加Re的的阻阻值值，可可以以增增加加抑抑制制零零漂漂的的效效果果，但但同同时时需需要要提提高高电电源源电电压压，并并且且在在集集成成电电路路中中，大大阻阻值值电电阻阻制制作作困困难难，所所以以改改用用恒恒流源代替流源代替Re 。Rw的接入对差模电压放大倍的接入对差模电压放大倍数、输入和输出电阻有何影响数、输入和输出电阻有何影响？ 双端输出时：双端输出时： 单端输出时：单端输出时： (2)(2)共模电压放大倍数共模电压放大倍数 与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有

72、关：与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关： 双端输出时：双端输出时： 单端输出时：单端输出时：4.4.差动放大器动态参数计算总结差动放大器动态参数计算总结(1)(1)差模电压放大倍数差模电压放大倍数与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关： (3)(3)差模输入电阻差模输入电阻 不论是单端输入还是双端输入，差模输入电阻不论是单端输入还是双端输入，差模输入电阻Rid是基本放大电路的两倍。是基本放大电路的两倍。 (4)(4)输出电阻输出电阻 单端输出时单端输出时 双端输出时双端输出时性能特点比性能特点比较(5)(5)共模抑制比共模抑制比 共

73、模抑制比共模抑制比KCMR是差分放大器的一个重要指标。是差分放大器的一个重要指标。或或 双端输出时双端输出时KCMR可认为等于无穷大，可认为等于无穷大，单端输出时共模抑制比：单端输出时共模抑制比：四、改进型差分放大电路四、改进型差分放大电路用用三三极极管管代代替替“长长尾尾式式”电电路路的的长长尾尾电电阻阻，即即构构成成恒流源式差分放大电路恒流源式差分放大电路RcT1T2Rc+ uoRRuI1uI2+VCCReRb2Rb1VEET31.电路组成电路组成T3：恒流管恒流管作用：作用：能能使使iC1、iC2基基本本上上不不随随温温度度的的变变化化而而变变化化，从从而而抑抑制共模信号的变化。制共模信

74、号的变化。图图3.3.13具有恒流源的差分放大电路具有恒流源的差分放大电路2.静态分析静态分析当忽略当忽略T3的基极电流时，的基极电流时，Rb1上的电压为上的电压为RcT1T2Rc+uoRRuI1uI2+VCCReRb2Rb1VEET3于是得到于是得到图图3.3.13具有恒流源的差分放大电路具有恒流源的差分放大电路3.动态分析动态分析由由于于恒恒流流三三极极管管相相当当于于一一个个阻阻值值很很大大的的长长尾尾电电阻阻，它它的的作作用用也也是是引引入入一一个个共共模模负负反反馈馈，对对差差模模电电压压放放大大倍倍数没有影响，所以与长尾式交流通路相同。数没有影响，所以与长尾式交流通路相同。差模电压

75、放大倍数为差模电压放大倍数为差模输入电阻为差模输入电阻为差模输出电阻为差模输出电阻为RcT1T2Rc+ uoRR uI1 uI2具有电流源的差分放大电路具有电流源的差分放大电路简化简化画法画法ui1T1+VCCT2RCuoui2RCVEEIui1T1+VCCT2RCuoui2RCVEER2R3IC3T3T4IREFIC4R1解解:(1)求求Q点：点：10HomeNextBack例例3.4图图3.22所示电路中，已知所示电路中，已知VCC=VEE=9V，VBE=0.7V，Rc=4.7k ，Rb=Rw=100 ，RL=10k ，I=1.2mA，Rw的滑动端位于中点，晶体管的滑动端位于中点，晶体管

76、=50，rbb =300 ， uI =0.02V，求：，求：（1）静态工作点；（）静态工作点；（2）差模输出电压）差模输出电压 uO。(2)求求 uO：HomeNextBack1112HomeNextBack例例3.5如图如图3.23所示电路，求：所示电路，求：（1）静态工作点；（）静态工作点；（2）Au、ri、ro的表达式。的表达式。解解:(1)求求Q点：点：13HomeNextBack(2)动态分析动态分析14HomeBack小小 结结 本讲主要介绍以下内容：本讲主要介绍以下内容： 放大电路的耦合方式及各自的特点；放大电路的耦合方式及各自的特点； 不同耦合方式放大电路的分析计算方法不同耦合

77、方式放大电路的分析计算方法； 直接耦合放大电路的静态工作点的设置；直接耦合放大电路的静态工作点的设置； 直接耦合放大电路的温漂和抑制温漂的方法；直接耦合放大电路的温漂和抑制温漂的方法； 差分放大电路的不同形式及其分析计算方法；差分放大电路的不同形式及其分析计算方法； 直接耦合放大电路的分析计算方法。直接耦合放大电路的分析计算方法。作业：作业：P75 2-7P75 2-7单元单元3 3： 功率放大器的制作与调试功率放大器的制作与调试 功功率率放放大大电电路路与与电电压压放放大大器器的的区区别别是是：电电压压放放大大器器是是多多级级放放大大器器的的前前级级，它它主主要要对对小小信信号号进进行行电电

78、压压放放大大，主主要要技技术术指指标标为为电电压压放放大大倍倍数数、输输入入阻阻抗抗及及输输出出阻阻抗抗等等。而而功功率率放放大大电电路路则则是是多多级级放放大大器器的的最最后后一一级级，它它要要带带动动一一定定负负载载，如如扬扬声声器器、电电动动机机、仪仪表表、继继电电器器等等，所所以以，功功率率放放大大电电路路要要求求获获得得一一定的不失真输出功率。定的不失真输出功率。 功功率率放放大大电电路路是是一一种种以以输输出出较较大大功功率率为为目目的的的放大电路。为了获得大的输出功率，必须使的放大电路。为了获得大的输出功率，必须使 输出信号电压大输出信号电压大； 输出信号电流大输出信号电流大；

79、放大电路的输出电阻与负载匹配放大电路的输出电阻与负载匹配。 电电压压放放大大器器一一般般工工作作在在甲甲类类，三三极极管管360导导电电，其其输输出出功功率率由由功功率率三三角角形形确确定定。甲甲类类放放大大的的效效率不高，理论上不超过率不高，理论上不超过25%。1、功率放大电路的特点及分类功率放大电路的特点及分类（1）特点：它要求：它要求：输出功率尽可能大；输出功率尽可能大； 效率要高；效率要高； 非线性要小；非线性要小； 考虑管子的散热问题。考虑管子的散热问题。（2 2）功率放大器的分类功率放大器的分类 功率放大器一般是根据功放管工作点选择的不同进行分类的。有甲类、乙类及甲乙类功率放大器。

80、 甲类方式：晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态 乙类方式：晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态 甲乙类方式：晶体管在信号的多半个周期处于导通状态 图2.25功率放大器的分类（a）甲类功放;（b）乙类功放;（c）甲乙类功放 图2.25 功率放大器的分类（a）甲类功放;（b）乙类功放;（c）甲乙类功放 图2.25 功率放大器的分类（a）甲类功放;（b）乙类功放;（c）甲乙类功放 图2.26 (a)甲类 (b)乙类 甲乙类 甲类甲类-三极管导通角三极管导通角 =360导电；导电；甲乙类甲乙类-三极管导通角三极管导通角180 2UCC的管子；的管子； （3）通通过晶晶体体管管的的最最大大集集电极极

81、电流流约为UCC/RL，所所选晶体管的晶体管的ICM UCC/RL 。4、互补输出级的分析估算求解输出功率和效率的方法求解输出功率和效率的方法:然后求出电源的平均功率，然后求出电源的平均功率，在已知在已知RL的情况下，先求出的情况下，先求出Uom，则则效率效率（1）输出功率输出功率（2）效率效率(2)(2)三极管的管耗三极管的管耗P PT T 电电源源输输入入的的直直流流功功率率，有有一一部部分分通通过过三三极极管管转转换换为为输输出出功功率率，剩剩余余的的部部分分则则消消耗耗在在三三极极管上，形成三极管的管耗。显然管上，形成三极管的管耗。显然 将将PT画成曲线，画成曲线，如图如图17.05所

82、示。所示。图17.05 乙类互补功放电路的管耗 显显然然，管管耗耗与与输输出出电电压压幅幅度度有有关关，图图17.05中中画画阴阴影影线线的的部部分分即即代代表表管管耗耗，PT与与Vom成成非非线线性性关关系系，有有一一个个最最大大值值。用用PT对对Vom求求导导的的办办法法找找出出这这个个最最大大值值。PTmax发发生生在在 处处，将将Vom=0.64VCC代代入入PT表表达式，可得达式，可得PTmax为：为：对一只三极管对一只三极管图图17.05乙类互补功放电路的管耗乙类互补功放电路的管耗（3）晶体管的极限参数晶体管的极限参数PT对对UOM求导，并令其为求导，并令其为0，可得，可得 在输出

83、功率最大时，因管压降最小，在输出功率最大时，因管压降最小，故管子损耗不大；输出功率最小时，因故管子损耗不大；输出功率最小时，因集电极电流最小，故管子损耗也不大。集电极电流最小，故管子损耗也不大。管子功耗与输出电压峰值的关系为管子功耗与输出电压峰值的关系为因此，选择晶体管时，其极限参数因此，选择晶体管时，其极限参数将将UOM代入代入PT的表达式，可得的表达式，可得5、集成功率放大器集成功率放大器广泛用于音响、电视和小电机的驱动方面。集成功放是在集成运算放大器的电压互补输出级后，加入互补功率输出级而构成的。大多数集成功率放大器实际上也就是一个具有直接耦合特点的运算放大器。它的使用方法原则上与集成运

84、算放大器相同。 集成功放使用时不能超过规定的极限参数，极限参数主要有功耗和最大允许电源电压。集成功放要加有足够大的散热器，保证在额定功耗下温度不超过允许值。集成功放一般允许加上较高的工作电压，但许多集成功放可以在低电压下工作，适用于无交流供电的场合，此时集成功放电源电流较大，非线性失真也较大。 集成功率放大器具有输出功率大、外围连接元件少、体积小、 使用方便，并采用了保护电路等优点。它的品种很多, 在收音机、电视机以及伺服放大系统中广泛采用了各种专用集成功率放大器。我们主要以TDA2030A音频功率放大器为例加以介绍。 (1)TDA2030A音频集成功率放大器简介音频集成功率放大器简介+VCC-VCC图3.20 TDA2030A集成功放的内部电路 图 3.21 TDA2030引脚排列及功能 它的主要性能参数如下: 电源电压VCC为318 V；输出峰值电流为3.5 A；输入电阻0.5 M；静态电流u-时，时，uO=+UOM当当u+ uu另外一个特点是虚断，即另外一个特点是虚断，即