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1、第第15章章 基本放大电路基本放大电路15.115.1 共发射极共发射极共发射极共发射极放大电路的组成放大电路的组成放大电路的组成放大电路的组成15.215.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析放大电路的静态分析放大电路的静态分析15.415.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定静态工作点的稳定静态工作点的稳定15.615.6 射极输出器射极输出器射极输出器射极输出器15.815.8 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路15.315.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析放大电路的动态分析放大电路的动态分析15.515.5 放大电路中的频率特性
2、放大电路中的频率特性放大电路中的频率特性放大电路中的频率特性15.715.7 差动放大电路差动放大电路差动放大电路差动放大电路本章要求：本章要求：本章要求：本章要求：1. 1. 理解单管交流放大电路的放大作用和共发射极、理解单管交流放大电路的放大作用和共发射极、理解单管交流放大电路的放大作用和共发射极、理解单管交流放大电路的放大作用和共发射极、 共集电极放大电路的性能特点；共集电极放大电路的性能特点；共集电极放大电路的性能特点；共集电极放大电路的性能特点；2.掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等掌握静态工
3、作点的估算方法和放大电路的微变等3. 效电路分析法；效电路分析法；效电路分析法；效电路分析法；3. 3. 了解放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念，了解放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念，了解放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念，了解放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念， 了解放大电路的频率特性、互补功率放大电路的了解放大电路的频率特性、互补功率放大电路的了解放大电路的频率特性、互补功率放大电路的了解放大电路的频率特性、互补功率放大电路的 工作原理；工作原理；工作原理；工作原理；4. 4. 了解差动放大电路的工作原理和性能特点；了解差动放大电路的工作原理和性能特点；了解差动放大电路的
4、工作原理和性能特点；了解差动放大电路的工作原理和性能特点；第第15章章 基本放大电路基本放大电路放大的概念放大的概念放大的概念放大的概念: : 放大的目的是将微弱的放大的目的是将微弱的放大的目的是将微弱的放大的目的是将微弱的变化信号变化信号变化信号变化信号放大成较大的信号。放大成较大的信号。放大成较大的信号。放大成较大的信号。 放大的实质放大的实质放大的实质放大的实质: : 用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放 大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。大
5、电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。 对放大电路的基本要求对放大电路的基本要求对放大电路的基本要求对放大电路的基本要求 ： 1. 1. 要有足够的放大倍数要有足够的放大倍数要有足够的放大倍数要有足够的放大倍数( (电压、电流、功率电压、电流、功率电压、电流、功率电压、电流、功率) )。 2. 2. 尽可能小的波形失真。尽可能小的波形失真。尽可能小的波形失真。尽可能小的波形失真。 另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技
6、术另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。指标。指标。指标。 本章主要讨论电压放大电路，同时介绍功率放大电本章主要讨论电压放大电路，同时介绍功率放大电本章主要讨论电压放大电路，同时介绍功率放大电本章主要讨论电压放大电路，同时介绍功率放大电路。路。路。路。15.1 基本放大电路的组成基本放大电路的组成15.1.1 共发射极基本放大共发射极基本放大电路组成电路组成 共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+ + uBEuCE iCiBiE15.1 基本放大电路的组成基本放大电路的组成15.1.2 基本放大电路各元
7、件作用基本放大电路各元件作用 晶体管晶体管晶体管晶体管T T-放大元件放大元件放大元件放大元件, , , , i iC C= = i iB B。要保证集。要保证集。要保证集。要保证集电结反偏电结反偏电结反偏电结反偏, , , ,发射结正发射结正发射结正发射结正偏偏偏偏, , , ,使晶体管工作在使晶体管工作在使晶体管工作在使晶体管工作在放大区放大区放大区放大区 。基极电源基极电源基极电源基极电源E EB B与基极电阻与基极电阻与基极电阻与基极电阻R RB B-使发射结使发射结使发射结使发射结 处于正偏，并提供大小处于正偏，并提供大小处于正偏，并提供大小处于正偏，并提供大小适当的基极电流。适当的
8、基极电流。适当的基极电流。适当的基极电流。共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+ + uBEuCE iCiBiE15.1 基本放大电路的组成基本放大电路的组成15.1.2 基本放大基本放大电路各元件作用电路各元件作用 集电极电源集电极电源集电极电源集电极电源E EC C -为为为为电路提供能量。并保电路提供能量。并保电路提供能量。并保电路提供能量。并保证集电结反偏。证集电结反偏。证集电结反偏。证集电结反偏。集电极电阻集电极电阻集电极电阻集电极电阻R RC C-将将将将变化的电流转变为变化的电流转变为变化的电流转变为
9、变化的电流转变为变化的电压。变化的电压。变化的电压。变化的电压。耦合电容耦合电容耦合电容耦合电容C C1 1 、C C2 2 -隔离输入、输出隔离输入、输出隔离输入、输出隔离输入、输出与放大电路直流的与放大电路直流的与放大电路直流的与放大电路直流的联系，同时使信号联系，同时使信号联系，同时使信号联系，同时使信号顺利输入、输出。顺利输入、输出。顺利输入、输出。顺利输入、输出。信信信信号号号号源源源源共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+ + uBEuCE iCiBiE负载负载负载负载15.1 基本放大电路的组成基本放
10、大电路的组成单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+ + uBEuCE iCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+ + uBEuCE iCiBiE15.1.3 共射放大电路的电压放大作用共射放大电路的电压放大作用UBEIBICUCE无输入信号无输入信号(ui = 0)时时 uo = 0uBE = UBEuCE = UCEuBEtOiBtOiCtOuCEtO+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+ + uBEu
11、CE iCiBiEICUCEOIBUBEO结论：结论： (1) (1) 无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的 电压和电流电压和电流电压和电流电压和电流: : : :I IB B、U UBEBE和和和和 I IC C、U UCECE 。 ( ( ( (I IB B、U UBEBE) ) ) ) 和和和和( ( ( (I IC C、U UCECE) ) ) )分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为性曲线上
12、的一个点，称为性曲线上的一个点，称为性曲线上的一个点，称为静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点。QIBUBEQUCEICUBEIB无输入信号无输入信号(ui = 0)时时: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE？有输入信号有输入信号有输入信号有输入信号( (u ui i 0) 0)时时时时 uCE = UCC iC RC uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoIC15.1.3. 共射放大电路的电压放大作用共射放大电路的电压放大作用ui+UCCRBRCC1C2T+uo+ + uBEuCE iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO
13、结论：结论：(2) (2) 加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大 小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了 一个交流量，但方向始终不变。一个交流量，但方向始终不变。一个交流量，但方向始终不变。一个交流量，但方向始终不变。+集电极电流集电极电流直流分量直流分量交流分量交流分量动态分析动态分析iCtOiCtICOiCticO静态分析静态分析结论：结论：(3)
14、 (3) 若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，若参数选取得当，输出电压可比输入电压大， 即电路具有电压放大作用。即电路具有电压放大作用。即电路具有电压放大作用。即电路具有电压放大作用。(4) (4) 输出电压与输入电压在相位上相差输出电压与输入电压在相位上相差输出电压与输入电压在相位上相差输出电压与输入电压在相位上相差180180， 即共发射极电路具有反相作用。即共发射极电路具有反相作用。即共发射极电路具有反相作用。即共发射极电路具有反相作用。uitOuotO1. 1. 实现放大的条件实现放大的条件实现放大的条
15、件实现放大的条件 (1) (1) 晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集 电结反偏。电结反偏。电结反偏。电结反偏。(2) (2) 正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大区。正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大区。正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大区。正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大区。(3) (3) 输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。(4
16、) (4) 输出回路将变化的集电极电流转化成变化的输出回路将变化的集电极电流转化成变化的输出回路将变化的集电极电流转化成变化的输出回路将变化的集电极电流转化成变化的 集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。2. 2. 直、流通路和交流通路直、流通路和交流通路直、流通路和交流通路直、流通路和交流通路 因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如果电容的容量足够大，
17、可以认为它对交流分量不起果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。这作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。这作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。这作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。这样，交直流所走的通路是不同的。样，交直流所走的通路是不同的。样，交直流所走的通路是不同的。样，交直流所走的通路是不同的。直流通路：直流通路：直流通路：直流通路：无信号时电流（直流电流）的通路，无信号时电流（直流电流）的通路，无信号时电流（直流电流）的通路，无信号时电流
18、（直流电流）的通路， 用来计算静态工作点。用来计算静态工作点。用来计算静态工作点。用来计算静态工作点。交流通路：交流通路：交流通路：交流通路：有信号时交流分量（变化量）的通路，有信号时交流分量（变化量）的通路，有信号时交流分量（变化量）的通路，有信号时交流分量（变化量）的通路， 用来计算电压放大倍数、输入电阻、用来计算电压放大倍数、输入电阻、用来计算电压放大倍数、输入电阻、用来计算电压放大倍数、输入电阻、 输出电阻等动态参数。输出电阻等动态参数。输出电阻等动态参数。输出电阻等动态参数。+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+ + uBEuCE iCiBiE例：例：例：例：画出下图放
19、大电路的直流通路画出下图放大电路的直流通路画出下图放大电路的直流通路画出下图放大电路的直流通路直流通路直流通路直流通路用来计算静态工作点直流通路用来计算静态工作点直流通路用来计算静态工作点直流通路用来计算静态工作点Q Q ( IB 、 IC 、 UCE )对直流信号电容对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）可看作开路（即将电容断开）断开断开断开断开+UCCRBRCT+ UBEUCEICIBIERBRCuiuORLRSes+对交流信号对交流信号对交流信号对交流信号( ( ( (有输入信号有输入信号有输入信号有输入信号u ui i时的交流分量时的交流分量时的交流分量时的交流分量) ) )
20、) XC 0，C 可看作短可看作短路。忽略电源的内阻，路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒定，电源的端电压恒定，直流电源对交流可看直流电源对交流可看作短路。作短路。交流通路交流通路交流通路交流通路 用来计算电压用来计算电压用来计算电压用来计算电压放大倍数、输入放大倍数、输入放大倍数、输入放大倍数、输入电阻、输出电阻电阻、输出电阻电阻、输出电阻电阻、输出电阻等动态参数。等动态参数。等动态参数。等动态参数。+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+ + uBEuCE iCiBiE短路短路短路短路对地短路对地短路15.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析静态：静态：静态：静态：放大电路无
21、信号输入（放大电路无信号输入（ui = 0）时的工作状态。）时的工作状态。分析方法：分析方法：分析方法：分析方法：估算法、图解法。估算法、图解法。分析对象：分析对象：分析对象：分析对象：各极电压电流的直流分量。各极电压电流的直流分量。所用电路：所用电路：所用电路：所用电路：放大电路的直流通路。放大电路的直流通路。设置设置设置设置Q Q点的目的：点的目的：点的目的：点的目的： (1) 使放大电路的放大信号不失真；使放大电路的放大信号不失真；使放大电路的放大信号不失真；使放大电路的放大信号不失真； ( ( ( (2)2) 使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是
22、使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是动态的基础。动态的基础。动态的基础。动态的基础。静态工作点静态工作点Q：IB、IC、UCE 。静态分析：静态分析：确定放大电路的静态值。确定放大电路的静态值。15.2.1 用估算法确定静态值用估算法确定静态值1. 1. 直流通路估算直流通路估算直流通路估算直流通路估算 I IB B根据电流放大作用根据电流放大作用2. 2. 由直流通路估算由直流通路估算由直流通路估算由直流通路估算U UCECE、I IC C当当UBE UCC时，时，由由由由KVL: KVL: U UCC CC = = I IB B R RB B+ +
23、U UBEBE由由由由KVL: KVL: U UCC CC = = I IC C R RC C+ + U UCECE所以所以所以所以 U UCE CE = = U UCC CC I IC C R RC C +UCCRBRCT+ UBEUCEICIB例例例例1 1：用估算法计算静态工作点。用估算法计算静态工作点。用估算法计算静态工作点。用估算法计算静态工作点。已知：已知：UCC=12V，RC=4k ，RB=300k ， =37.5。解：解：注意：注意：注意：注意：电路中电路中电路中电路中I IB B 和和和和 I IC C 的数量级不同的数量级不同的数量级不同的数量级不同+UCCRBRCT+ U
24、BEUCEICIB例例例例2 2：用估算法计算图示电路的静态工作点。用估算法计算图示电路的静态工作点。用估算法计算图示电路的静态工作点。用估算法计算图示电路的静态工作点。 由例由例由例由例1 1、例、例、例、例2 2可知，当电路不同时，计算可知，当电路不同时，计算可知，当电路不同时，计算可知，当电路不同时，计算静态静态静态静态值的公式也不同。值的公式也不同。值的公式也不同。值的公式也不同。由由KVL可得出可得出由由KVL可得：可得：IE+UCCRBRCT+ UBEUCEICIB15.2.2 用图解法确定静态值用图解法确定静态值用作图的方法确定静态值用作图的方法确定静态值用作图的方法确定静态值用
25、作图的方法确定静态值步骤：步骤：步骤：步骤： 1. 1. 用估算法确定用估算法确定用估算法确定用估算法确定I IB B 优点：优点：优点：优点： 能直观地分析和了解静能直观地分析和了解静能直观地分析和了解静能直观地分析和了解静 态值的变化对放大电路态值的变化对放大电路态值的变化对放大电路态值的变化对放大电路 的影响。的影响。的影响。的影响。2. 2. 由输出特性确定由输出特性确定由输出特性确定由输出特性确定I IC C 和和和和U UCECEUCE = UCC ICRC 直流负载线方程直流负载线方程直流负载线方程直流负载线方程+UCCRBRCT+ UBEUCEICIBUCE /VIC/mAO1
26、5.2.2 用图解法确定静态值用图解法确定静态值 直流负载线斜率直流负载线斜率直流负载线斜率直流负载线斜率ICQUCEQUCCU UCECE =U=UCCCCIIC CR RC C直流负载线直流负载线Q由由IB确定的那确定的那条输出特性与条输出特性与直流负载线的直流负载线的交点就是交点就是Q点点15.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析动态：动态：动态：动态：放大电路有信号输入（放大电路有信号输入（放大电路有信号输入（放大电路有信号输入（u ui i 0 0 0 0）时的工作状态。）时的工作状态。）时的工作状态。）时的工作状态。分析方法：分析方法：分析方法：分析方法： 微变等效电路法，图解
27、法。微变等效电路法，图解法。微变等效电路法，图解法。微变等效电路法，图解法。所用电路：所用电路：所用电路：所用电路： 放大电路的交流通路。放大电路的交流通路。放大电路的交流通路。放大电路的交流通路。动态分析动态分析动态分析动态分析: : : : 计算电压放大倍数计算电压放大倍数计算电压放大倍数计算电压放大倍数A Au u、输入电阻、输入电阻、输入电阻、输入电阻r ri i、输出电阻、输出电阻、输出电阻、输出电阻r ro o等。等。等。等。分析对象：分析对象：分析对象：分析对象： 各极电压和电流的交流分量。各极电压和电流的交流分量。各极电压和电流的交流分量。各极电压和电流的交流分量。目的：目的：
28、目的：目的： 找出找出找出找出A Au u、 r ri i、 r ro o与电路参数的关系，为设计与电路参数的关系，为设计与电路参数的关系，为设计与电路参数的关系，为设计 打基础。打基础。打基础。打基础。15.3.1 微变等效电路法微变等效电路法 微变等效电路：微变等效电路：微变等效电路：微变等效电路： 把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件。一个线性元件。线性化的条件：线性化的条件：线性化的条件：线性化的条件： 晶体管在小信号（微变量）情况下工作。
29、因此，晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。似代替。微变等效电路法：微变等效电路法：微变等效电路法：微变等效电路法： 利用放大电路的微变等效电路分析利用放大电路的微变等效电路分析计算计算放大电路放大电路电压放大倍数电压放大倍数Au、输入电阻、输入电阻ri、输出电阻、输出电阻ro等。等。 晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。 当信号很小时，在静态工作点当信号很
30、小时，在静态工作点当信号很小时，在静态工作点当信号很小时，在静态工作点附近的输入特性在小范围内可近附近的输入特性在小范围内可近附近的输入特性在小范围内可近附近的输入特性在小范围内可近似线性化。似线性化。似线性化。似线性化。1. 1. 晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路 U UBEBE I IB B对于小功率三极管：对于小功率三极管：对于小功率三极管：对于小功率三极管：r rbebe一般为几百欧到几千欧。一般为几百欧到几千欧。一般为几百欧到几千欧。一般为几百欧到几千欧。15.3.1 微变等效电路法微变等效电路法(1) (1) 输入回路输入回路输入回路
31、输入回路Q Q输入特性输入特性输入特性输入特性晶体管的晶体管的晶体管的晶体管的输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻 晶体管的输入回路晶体管的输入回路晶体管的输入回路晶体管的输入回路(B(B、E E之间之间之间之间) )可用可用可用可用r rbebe等效代替，即由等效代替，即由等效代替，即由等效代替，即由r rbebe来确来确来确来确定定定定u ubebe和和和和 i ib b之间的关系。之间的关系。之间的关系。之间的关系。I IB BU UBEBEO(2) (2) 输出回路输出回路输出回路输出回路r rcece愈大，恒流特性愈好愈大，恒流特性愈好愈大，恒流特性愈好愈大，恒流特性愈好因因因因r rc
32、ece阻值很高，一般忽阻值很高，一般忽阻值很高，一般忽阻值很高，一般忽略不计。略不计。略不计。略不计。晶体管的晶体管的晶体管的晶体管的输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻输出特性输出特性输出特性输出特性 输出特性在线性工作区是输出特性在线性工作区是输出特性在线性工作区是输出特性在线性工作区是一组近似等距的平行直线。一组近似等距的平行直线。一组近似等距的平行直线。一组近似等距的平行直线。晶体管的电晶体管的电晶体管的电晶体管的电流放大系数流放大系数流放大系数流放大系数 晶体管的输出回路晶体管的输出回路晶体管的输出回路晶体管的输出回路(C(C、E E之之之之间间间间) )可用一受控电流源可用一受控电流源
33、可用一受控电流源可用一受控电流源 i ic c= = i ib b等效代替，即由等效代替，即由等效代替，即由等效代替，即由 来确定来确定来确定来确定i ic c和和和和 i ib b之间的关系。之间的关系。之间的关系。之间的关系。 一般在一般在一般在一般在2020200200之间，在手册中常用之间，在手册中常用之间，在手册中常用之间，在手册中常用h hfefe表示。表示。表示。表示。I IC CU UCECEQ QOibicicBCEib ib晶体三极管晶体三极管微变等效电路微变等效电路ube+ +- -uce+ +- -ube+ +- -uce+ +- -1. 1. 晶体管的微变等效电路晶体
34、管的微变等效电路晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路rbeBEC 晶体管的晶体管的B、E之间之间可用可用rbe等效代替。等效代替。 晶体管的晶体管的C、E之间可用一之间可用一受控电流源受控电流源ic= ib等效代替。等效代替。2. 2. 放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路 将交流通路中的晶将交流通路中的晶将交流通路中的晶将交流通路中的晶体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等效电路代替即可得放效电路代替即可得放效电路代替即可得放效电路代替即可得放大电路的微变等效电大电路的微变等效电大电路的微变等效电大电路
35、的微变等效电路。路。路。路。ibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+ +- -uo+ +- -+ +- -RSii交流通路交流通路交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路RBRCuiuORL+ + +- - -RSeS+ +- -ibicBCEii 分析时假设输入为分析时假设输入为分析时假设输入为分析时假设输入为正弦交流，所以等效正弦交流，所以等效正弦交流，所以等效正弦交流，所以等效电路中的电压与电流电路中的电压与电流电路中的电压与电流电路中的电压与电流可用相量表示。可用相量表示。可用相量表示。可用相量表示。微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路2.
36、2. 放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路 将交流通路中的晶将交流通路中的晶将交流通路中的晶将交流通路中的晶体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等效电路代替即可得放效电路代替即可得放效电路代替即可得放效电路代替即可得放大电路的微变等效电大电路的微变等效电大电路的微变等效电大电路的微变等效电路。路。路。路。ibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+ +- -uo+ +- -+ +- -RSiirbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS3. 3.电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算电压
37、放大倍数的计算电压放大倍数的计算当放大电路输出端开路当放大电路输出端开路当放大电路输出端开路当放大电路输出端开路( (未接未接未接未接R RL L) )时时时时因因因因rbe与与与与I IE E有关，故放大倍数与静有关，故放大倍数与静有关，故放大倍数与静有关，故放大倍数与静态态态态 I IE E有关。有关。有关。有关。负载电阻愈小，放大倍数愈小。负载电阻愈小，放大倍数愈小。负载电阻愈小，放大倍数愈小。负载电阻愈小，放大倍数愈小。 式中的负号表示输出电压的相位式中的负号表示输出电压的相位式中的负号表示输出电压的相位式中的负号表示输出电压的相位与输入相反。与输入相反。与输入相反。与输入相反。例例例
38、例1 1：rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS3.3.3.3.电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE例例例例2 2： 由例由例由例由例1 1、例、例、例、例2 2可知，当电路不同时，计算可知，当电路不同时，计算可知，当电路不同时，计算可知，当电路不同时，计算电压放大电压放大电压放大电压放大倍数倍数倍数倍数 A Au u 的公式也不同。的公式也不同。的公式也不同。的公式也不同。要根据微变等效电路找出要根据微变等效电路找出要根据微变等效电路找出要根据微变等效电路找出 u
39、 ui i与与与与i ib b的关系、的关系、的关系、的关系、 u uo o与与与与i ic c 的关系。的关系。的关系。的关系。4.4.4.4.放大电路输入电阻的计算放大电路输入电阻的计算放大电路输入电阻的计算放大电路输入电阻的计算放大电路对信号源放大电路对信号源放大电路对信号源放大电路对信号源( ( ( (或对前级放大电路或对前级放大电路或对前级放大电路或对前级放大电路) ) ) )来说，是来说，是来说，是来说，是一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电
40、阻是信号源的负载电阻号源的负载电阻号源的负载电阻号源的负载电阻, , , ,也就是放大电路的输入电阻。也就是放大电路的输入电阻。也就是放大电路的输入电阻。也就是放大电路的输入电阻。定义：定义：定义：定义： 输入电阻是对交输入电阻是对交输入电阻是对交输入电阻是对交流信号而言的，是流信号而言的，是流信号而言的，是流信号而言的，是动态电阻。动态电阻。动态电阻。动态电阻。+ + + +- - - -信号源信号源信号源信号源A Au u放大电路放大电路放大电路放大电路+ + + +- - - -输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小输入电阻是表明放大电路从信
41、号源吸取电流大小输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数。的参数。的参数。的参数。电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流愈小，因此一般总是希望得到较大的输入电阻。愈小，因此一般总是希望得到较大的输入电阻。愈小，因此一般总是希望得到较大的输入电阻。愈小，因此一般总是希望得到较大的输入电阻。放大放大放大放大电路电路电路电路信号源信号源信号源信号源+ + + +- - - -+ + + +- - - -rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE 例例例例
42、2 2：rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS例例例例1 1：riri 5. 5. 放大电路输出电阻的计算放大电路输出电阻的计算放大电路输出电阻的计算放大电路输出电阻的计算放大电路放大电路放大电路放大电路对负载对负载对负载对负载( ( ( (或对后级放大电路或对后级放大电路或对后级放大电路或对后级放大电路) ) ) )来说来说来说来说，是，是，是，是一个信号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电一个信号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电一个信号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电一个信号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电源的内阻即为放大电路的输出电阻。源的内阻即为放大电路的
43、输出电阻。源的内阻即为放大电路的输出电阻。源的内阻即为放大电路的输出电阻。+ +_ _R RL Lr ro o+ +_ _定义：定义：定义：定义： 输出电阻是输出电阻是输出电阻是输出电阻是动态电阻，与动态电阻，与动态电阻，与动态电阻，与负载无关。负载无关。负载无关。负载无关。 输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。电路电路电路电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，的输出电
44、阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，因此一般总是希望得到较小的输出电阻。因此一般总是希望得到较小的输出电阻。因此一般总是希望得到较小的输出电阻。因此一般总是希望得到较小的输出电阻。R RS SR RL L+ +_ _A Au u放大放大放大放大电路电路电路电路+ +_ _rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS共射极放大电路特点：共射极放大电路特点：共射极放大电路特点：共射极放大电路特点： 1. 1. 放大倍数高；放大倍数高；放大倍数高；放大倍数高；2. 2. 输入电阻低；输入电阻低；输入电阻低；输入电阻低；3. 3. 输出电阻高。输出电阻高。输出电阻高。输出电阻高。
45、例例3：求求ro的步骤：的步骤：(1) 断开负载断开负载RL (3) 外加电压外加电压 (4) 求求外加外加 (2) 令令 或或rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE外加外加例例例例4 4：求求求求r ro o的步骤：的步骤：的步骤：的步骤：1) 断开负载断开负载RL3) 外加电压外加电压4) 求求2) 令令 或或15.3.2 15.3.2 图解法图解法图解法图解法DC1. 1. 交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线 直流负载线直流负载线 交流负载线反映交流负载线反映交流负载线反映交流负载线反映动态时电流动态时电流动态时电流动态时电流 i iC
46、 C和电和电和电和电压压压压u uCECE的变化关系。的变化关系。的变化关系。的变化关系。交流负载线斜率交流负载线斜率交流负载线斜率交流负载线斜率 IC/mA4321O48121620B B80 AA60 A40 A20 AUCE/VQ2. 2. 图解分析图解分析图解分析图解分析QuCE/VttiB/ AIBtiC/mAICiB/ AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQiCQ1Q2ibuiuoR RL L= = = = 由由由由u uOO和和和和u ui i的峰值的峰值的峰值的峰值( ( ( (或峰峰值或峰峰值或峰峰值或峰峰值) ) ) )之比可得放大电路之比可
47、得放大电路之比可得放大电路之比可得放大电路的电的电的电的电压放大倍数。压放大倍数。压放大倍数。压放大倍数。 3. 3. 非线性失真非线性失真非线性失真非线性失真 如果如果如果如果Q Q设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工作，将造成作，将造成作，将造成作，将造成非线性失真非线性失真非线性失真非线性失真。若若若若Q Q设置过高，设置过高，设置过高，设置过高， 晶体管进入饱和晶体管进入饱和晶体管进入饱和晶体管进入饱和区工作，造成饱和区工作，造成饱和区工作，造成饱和区工作，造成饱和失真。
48、失真。失真。失真。Q2uO 适当减小基极适当减小基极适当减小基极适当减小基极电流可消除失真。电流可消除失真。电流可消除失真。电流可消除失真。UCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ1若若若若Q Q设置过低，设置过低，设置过低，设置过低， 晶体管进入截晶体管进入截晶体管进入截晶体管进入截止区工作，造成止区工作，造成止区工作，造成止区工作，造成截止失真。截止失真。截止失真。截止失真。 适当增加基极电适当增加基极电适当增加基极电适当增加基极电流可消除失真。流可消除失真。流可消除失真。流可消除失真。uiuOtiB/ AiB/ AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/Vt
49、iC/mAuCE/VOOUCE 如果如果如果如果Q Q设置合适，设置合适，设置合适，设置合适，信号幅值过大信号幅值过大信号幅值过大信号幅值过大也可产生失真，也可产生失真，也可产生失真，也可产生失真，减小信号幅值减小信号幅值减小信号幅值减小信号幅值可消除失真。可消除失真。可消除失真。可消除失真。3. 3. 非线性失真非线性失真非线性失真非线性失真15.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定 合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界
50、条先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条件的变化而发生变动。件的变化而发生变动。件的变化而发生变动。件的变化而发生变动。 前述的固定偏置放大电路，简单、容易调整，但前述的固定偏置放大电路，简单、容易调整，但前述的固定偏置放大电路，简单、容易调整，但前述的固定偏置放大电路，简单、容易调整，但在温度变化、三极管老化、电源电压波动等外部因在温度变化、三极管老化、电源电压波动等外部因在温度变化、三极管老化、电源电压波动等外部因在温度变化、三极管老化、电源电压波动等外部因素的影响下，将引起静态工作点的变动，严重
51、时将素的影响下，将引起静态工作点的变动，严重时将素的影响下，将引起静态工作点的变动，严重时将素的影响下，将引起静态工作点的变动，严重时将使放大电路不能正常工作，其中影响最大的是温度使放大电路不能正常工作，其中影响最大的是温度使放大电路不能正常工作，其中影响最大的是温度使放大电路不能正常工作，其中影响最大的是温度的变化。的变化。的变化。的变化。15.4.1 15.4.1 温度变化对静态工作点的影响温度变化对静态工作点的影响温度变化对静态工作点的影响温度变化对静态工作点的影响 在固定偏置放大电路中，在固定偏置放大电路中，当温度升高时，当温度升高时，UBE 、 、 ICBO 。 上式表明，当上式表明
52、，当UCC和和 RB一定时，一定时， IC与与 UBE、 以及以及 ICEO 有关有关，而这三个参数随温度而变化。，而这三个参数随温度而变化。温度升高时，温度升高时， IC将增加，使将增加，使Q点沿负载线上移。点沿负载线上移。iCuCEQ温度升高时，输温度升高时，输温度升高时，输温度升高时，输出特性曲线上移出特性曲线上移出特性曲线上移出特性曲线上移Q 固定偏置电路的工作点固定偏置电路的工作点Q点是不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升点是不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升高使高使 IC 增加时，能够自动减少增加时，能够自动减少IB，从而抑制，从而抑制Q点的变点的变化，保持化，保持Q点基
53、本稳定。点基本稳定。结论：结论：结论：结论： 当温度升高时，当温度升高时，当温度升高时，当温度升高时， I IC C将增将增将增将增加，使加，使加，使加，使Q Q点沿负载线上移，点沿负载线上移，点沿负载线上移，点沿负载线上移，容易使晶体管容易使晶体管容易使晶体管容易使晶体管 T T进入饱和进入饱和进入饱和进入饱和区造成饱和失真，甚至引区造成饱和失真，甚至引区造成饱和失真，甚至引区造成饱和失真，甚至引起过热烧坏三极管。起过热烧坏三极管。起过热烧坏三极管。起过热烧坏三极管。O15.4.2 分压式偏置电路分压式偏置电路1. 1. 稳定稳定稳定稳定Q Q点的原理点的原理点的原理点的原理 基极电位基本恒
54、定，基极电位基本恒定，不随温度变化。不随温度变化。VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+15.4.2 分压式偏置电路分压式偏置电路1. 1. 稳定稳定稳定稳定Q Q点的原理点的原理点的原理点的原理VB 集电极电流基本恒定，集电极电流基本恒定，集电极电流基本恒定，集电极电流基本恒定，不随温度变化。不随温度变化。不随温度变化。不随温度变化。RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+从从Q点点稳定的角度来稳定的角度来看似乎看似乎I2、VB越大越好。越大越好。但但 I2 越大，越大，RB1、RB2必须取得较小，将增加必
55、须取得较小，将增加损耗，降低输入电阻。损耗，降低输入电阻。而而VB过高必使过高必使VE也增也增高，在高，在UCC一定时，势一定时，势必使必使UCE减小，从而减减小，从而减小放大电路输出电压的小放大电路输出电压的动态范围。动态范围。在估算时一般选取：在估算时一般选取：在估算时一般选取：在估算时一般选取：I2= (5 10) IB，VB= (5 10) UBE， RB1、RB2的阻值一般为几十千欧。的阻值一般为几十千欧。参数的选择参数的选择参数的选择参数的选择VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+Q Q点稳定的过程点稳定的过程点稳定的过程点稳定的过
56、程VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+TUBEIBICVEICVB 固定固定 R RE E：温度补偿电阻温度补偿电阻温度补偿电阻温度补偿电阻 对直流：对直流：对直流：对直流：R RE E越大越大越大越大, , , ,稳稳稳稳定定定定Q Q点点点点效果越好；效果越好；效果越好；效果越好； 对交流：对交流：对交流：对交流：R RE E越大越大越大越大, , , ,交交交交流损失越大流损失越大流损失越大流损失越大, , , ,为避免交流为避免交流为避免交流为避免交流损失加旁路电容损失加旁路电容损失加旁路电容损失加旁路电容C CE E。2. 2. 静
57、态工作点的计算静态工作点的计算静态工作点的计算静态工作点的计算估算法估算法估算法估算法: : : :VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+3. 3. 动态分析动态分析动态分析动态分析 对交流：对交流：旁路电容旁路电容 CE 将将RE E 短路短路， RE E不起不起作用作用， Au，ri，ro与固定偏置电路相同与固定偏置电路相同。如果去掉如果去掉CE ，Au，ri，ro ？旁路电容旁路电容RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+ 去掉去掉去掉去掉C CE E后的
58、后的后的后的微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路短路短路短路短路对地对地对地对地短路短路短路短路如果去掉如果去掉如果去掉如果去掉C CE E ，A Au u，r ri i，r ro o ? ?r rbebeR RB BR RC CR RL LE EB BC C+ + + +- - - -+ + + +- - - -+ + + +- - - -R RS SR RE E无旁路电容无旁路电容无旁路电容无旁路电容C CE E有旁路电容有旁路电容有旁路电容有旁路电容C CE EA Au减小减小减小减小分压式偏置电路分压式偏置电路ri i 提高提高提高提高r ro o不变不变不变不变RB1RC
59、C1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+对信号源电压的对信号源电压的对信号源电压的对信号源电压的放大倍数？放大倍数？放大倍数？放大倍数？信号源信号源信号源信号源考虑信号源内阻考虑信号源内阻RS 时时例例例例1:1: 在图示放大电路中，已知在图示放大电路中，已知UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7k， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ，晶体管，晶体管=50， UBE=0.6V, 试求试求: :(1) (1) 静态工作点静态工作点 IB、IC 及及 UCE；(2) (2) 画出微变等效电路；画出微变等效电路；(3) (3) 输入电
60、阻输入电阻ri、ro及及 Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL+UCCuiuo+RE2解解解解: : : : (1)(1)由直流通路求静态工作点。由直流通路求静态工作点。由直流通路求静态工作点。由直流通路求静态工作点。直流通路直流通路直流通路直流通路RB1RCRB2RE1+UCCRE2+UCEIEIBICVB(2) (2) 由微变等效电路求由微变等效电路求由微变等效电路求由微变等效电路求A Au u、 ri i 、 ro o。R RS S微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路r rbebeR RB BR RC CR RL LE EB BC C+ + + +- - - -+ +
61、 + +- - - -+ + + +- - - -R RE1E115.5 放大电路的频率特性放大电路的频率特性 阻容耦合放大电路由于存在级间耦合电容、发射阻容耦合放大电路由于存在级间耦合电容、发射极旁路电容及三极管的结电容等，它们的容抗随频极旁路电容及三极管的结电容等，它们的容抗随频率变化，故当信号频率不同时，放大电路的输出电率变化，故当信号频率不同时，放大电路的输出电压相对于输入电压的幅值和相位都将发生变化。压相对于输入电压的幅值和相位都将发生变化。频频频频率率率率特特特特性性性性幅频特性：幅频特性：幅频特性：幅频特性：电压放大倍数的模电压放大倍数的模电压放大倍数的模电压放大倍数的模| |A
62、 Au u| |与频率与频率与频率与频率 f f 的关系的关系的关系的关系相频特性：相频特性：相频特性：相频特性：输出电压相对于输入电压的输出电压相对于输入电压的输出电压相对于输入电压的输出电压相对于输入电压的 相位移相位移相位移相位移 与频率与频率与频率与频率 f f 的关系的关系的关系的关系通频带通频带通频带通频带f|Au |0.707| Auo |fLfH| Auo |幅频特性幅频特性下限截下限截下限截下限截止频率止频率止频率止频率上限截上限截上限截上限截止频率止频率止频率止频率耦合、旁路耦合、旁路耦合、旁路耦合、旁路电容造成。电容造成。电容造成。电容造成。三极管结电三极管结电三极管结电
63、三极管结电容、容、容、容、 造成造成造成造成f 270 180 90相频特性相频特性 O O 在中频段在中频段在中频段在中频段 所以所以所以所以，在中频段可认为电容不影响交流信号的在中频段可认为电容不影响交流信号的在中频段可认为电容不影响交流信号的在中频段可认为电容不影响交流信号的传送，放大电路的放大倍数与信号频率无关。传送，放大电路的放大倍数与信号频率无关。传送，放大电路的放大倍数与信号频率无关。传送，放大电路的放大倍数与信号频率无关。( (前面所讨论的放大倍数及输出电压相对于输入电前面所讨论的放大倍数及输出电压相对于输入电前面所讨论的放大倍数及输出电压相对于输入电前面所讨论的放大倍数及输出
64、电压相对于输入电压的相位移均是指中频段的压的相位移均是指中频段的压的相位移均是指中频段的压的相位移均是指中频段的) ) 三极管的极间电容和导线的分布电容很小，可认三极管的极间电容和导线的分布电容很小，可认三极管的极间电容和导线的分布电容很小，可认三极管的极间电容和导线的分布电容很小，可认为它们的等效电容为它们的等效电容为它们的等效电容为它们的等效电容C COO与负载并联。由于与负载并联。由于与负载并联。由于与负载并联。由于C COO的电容的电容的电容的电容量很小，它对中频段信号的容抗很大，可视作开路。量很小，它对中频段信号的容抗很大，可视作开路。量很小，它对中频段信号的容抗很大，可视作开路。量
65、很小，它对中频段信号的容抗很大，可视作开路。 由于耦合电容和发射极旁路电容的容量较大，由于耦合电容和发射极旁路电容的容量较大，由于耦合电容和发射极旁路电容的容量较大，由于耦合电容和发射极旁路电容的容量较大，故对故对故对故对中频段信号的容抗很小，可视作短路中频段信号的容抗很小，可视作短路中频段信号的容抗很小，可视作短路中频段信号的容抗很小，可视作短路。rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS+ +- - 由于信号的频率较低，耦合电容和发射极旁路由于信号的频率较低，耦合电容和发射极旁路由于信号的频率较低，耦合电容和发射极旁路由于信号的频率较低，耦合电容和发射极旁路电容的容抗
66、较大，其分压作用不能忽略。以至实电容的容抗较大，其分压作用不能忽略。以至实电容的容抗较大，其分压作用不能忽略。以至实电容的容抗较大，其分压作用不能忽略。以至实际送到三极管输入端的电压际送到三极管输入端的电压际送到三极管输入端的电压际送到三极管输入端的电压 比输入信号比输入信号比输入信号比输入信号 要要要要小，故放大倍数降低，并使小，故放大倍数降低，并使小，故放大倍数降低，并使小，故放大倍数降低，并使 产生越前的相位移产生越前的相位移产生越前的相位移产生越前的相位移（相对于中频段）。（相对于中频段）。（相对于中频段）。（相对于中频段）。 在低频段：在低频段：在低频段：在低频段： 所以，在低频段放
67、大倍数降低和相位移越前的主所以，在低频段放大倍数降低和相位移越前的主所以，在低频段放大倍数降低和相位移越前的主所以，在低频段放大倍数降低和相位移越前的主要原因是耦合电容和发射极旁路电容的影响。要原因是耦合电容和发射极旁路电容的影响。要原因是耦合电容和发射极旁路电容的影响。要原因是耦合电容和发射极旁路电容的影响。 C COO的容抗比中频段还大，仍可视作开路。的容抗比中频段还大，仍可视作开路。的容抗比中频段还大，仍可视作开路。的容抗比中频段还大，仍可视作开路。rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS+ +- -C1C2 由于信号的频率较高，耦合电容和发射极旁路电由于信号的频
68、率较高，耦合电容和发射极旁路电由于信号的频率较高，耦合电容和发射极旁路电由于信号的频率较高，耦合电容和发射极旁路电容的容抗比中频段还小，仍可视作短路。容的容抗比中频段还小，仍可视作短路。容的容抗比中频段还小，仍可视作短路。容的容抗比中频段还小，仍可视作短路。 在高频段：在高频段：在高频段：在高频段： 所以，在高频段放大倍数降低和相位移滞后的所以，在高频段放大倍数降低和相位移滞后的所以，在高频段放大倍数降低和相位移滞后的所以，在高频段放大倍数降低和相位移滞后的主要原因是三极管电流放大系数主要原因是三极管电流放大系数主要原因是三极管电流放大系数主要原因是三极管电流放大系数 、极间电容和极间电容和极
69、间电容和极间电容和导线的分布电容的影响。导线的分布电容的影响。导线的分布电容的影响。导线的分布电容的影响。 C COO的容抗将减小，它与负载并联，使总负载阻抗的容抗将减小，它与负载并联，使总负载阻抗的容抗将减小，它与负载并联，使总负载阻抗的容抗将减小，它与负载并联，使总负载阻抗减小，在高频时三极管的电流放大系数减小，在高频时三极管的电流放大系数减小，在高频时三极管的电流放大系数减小，在高频时三极管的电流放大系数 也也也也下降，下降，下降，下降，因而使输出电压减小，电压放大倍数降低，并使因而使输出电压减小，电压放大倍数降低，并使因而使输出电压减小，电压放大倍数降低，并使因而使输出电压减小，电压放
70、大倍数降低，并使 产生滞后的相位移（相对于中频段）。产生滞后的相位移（相对于中频段）。产生滞后的相位移（相对于中频段）。产生滞后的相位移（相对于中频段）。rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSCo15.6 射极输出器射极输出器 因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路的公共端，所以是的公共端，所以是的公共端，所以是的公共端，所以是共集电极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路。 因从发射极输出，所以称射极输出器。因从发射极输出，所以
71、称射极输出器。因从发射极输出，所以称射极输出器。因从发射极输出，所以称射极输出器。RB+UCCC1C2RE ERLui+uo+es+RS求求求求Q Q点：点：点：点：15.6.1 15.6.1 静态分析静态分析静态分析静态分析直流通路直流通路直流通路直流通路+UCCRBRE E+UCE+UBEIE EIBICRB+UCCC1C2RE ERLui+uo+es+RS15.6.2 15.6.2 动态分析动态分析动态分析动态分析1. 1. 电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数 电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数A Au u 1 1 1 1且输入输出同相，输出电压且输入输出同相
72、，输出电压且输入输出同相，输出电压且输入输出同相，输出电压跟随输入电压，跟随输入电压，跟随输入电压，跟随输入电压，故称电压跟随器。故称电压跟随器。故称电压跟随器。故称电压跟随器。微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRErbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE2. 2. 输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻 射极输出器的射极输出器的射极输出器的射极输出器的输入电阻高，对输入电阻高，对输入电阻高，对输入电阻高，对前级有利。前级有利。前级有利。前级有利。 r ri i 与负载有关与负载有关与负载有关与负载有关
73、3. 3. 输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻射极输出器的输射极输出器的输射极输出器的输射极输出器的输出电阻很小，带出电阻很小，带出电阻很小，带出电阻很小，带负载能力强。负载能力强。负载能力强。负载能力强。rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE共集电极放大电路共集电极放大电路(射极输出器射极输出器)的特点：的特点：1. 1. 电压放大倍数小于电压放大倍数小于电压放大倍数小于电压放大倍数小于1 1，约等于，约等于，约等于，约等于1;1;2. 2. 输入电阻高；输入电阻高；输入电阻高；输入电阻高；3. 3. 输出电阻低；输出电阻低；输出电阻低；输出电阻低；4. 4. 输出与
74、输入同相。输出与输入同相。输出与输入同相。输出与输入同相。射极输出器的应用射极输出器的应用主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。 1. 1. 因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的第一级，可以提高输入电阻，第一级，可以提高输入电阻，第一级，可以提高输入电阻，第一级，可以提高输入电阻，减轻信号源负担减轻信号源负担减轻信号源负担减轻信号源负担。 2.
75、 2. 因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的末级，可以降低输出电阻，末级，可以降低输出电阻，末级，可以降低输出电阻，末级，可以降低输出电阻，提高带负载能力。提高带负载能力。提高带负载能力。提高带负载能力。 3. 3. 利用利用利用利用 ri i 大、大、大、大、 ro o小以及小以及小以及小以及 A Au u 1 1 1 1 的特点，也可将的特点，也可将的特点，也可将的特点，也可将射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗射极输出器放在放
76、大电路的两级之间，起到阻抗射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹配作用，匹配作用，匹配作用，匹配作用，这一级射极输出器称为缓冲级或中间这一级射极输出器称为缓冲级或中间这一级射极输出器称为缓冲级或中间这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔离级。隔离级。隔离级。隔离级。例例例例1:1:. 在图示放大电路中，已知在图示放大电路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，晶体管，晶体管=60， UBE=0.6V, 信号源内阻信号源内阻RS= 100，试求试求: :(1) 静态工作点静态工作点 IB、IE 及及 UCE；(2)(2) 画出微变等效电路；画出微变等效电路
77、；(3) Au、ri 和和 ro 。RB+UCCC1C2RE ERLui+uo+es+RS解解解解: : : :(1)(1)由直流通路求静态工作点。由直流通路求静态工作点。由直流通路求静态工作点。由直流通路求静态工作点。直流通路直流通路直流通路直流通路+UCCRBRE E+UCE+UBEIE EIBIC(2) (2) 由微变等效电路求由微变等效电路求由微变等效电路求由微变等效电路求A Au u、 ri i 、 ro o。微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE直接耦合：直接耦合：直接耦合：直接耦合：将前级的输出端直接接后级
78、的输入端。将前级的输出端直接接后级的输入端。可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。15.7 差分放大电路差分放大电路+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2+RE2(2) (2) 零点漂移零点漂移零点漂移零点漂移零点漂移：零点漂移：零点漂移：零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电压发生指输入信号电压为零时，输出电压发生 缓慢地、无规则地变化的现象。缓慢地、无规则地变化的现象。uotO产生的原因：产生的原因：产生的原因：产生的原因：晶体管参数随温度变化、电源电压晶体管参数随温度变化、电源电压 波动、电路元件参数的变化。波动、电路元件参数的变化
79、。直接耦合存在的两个问题：直接耦合存在的两个问题：直接耦合存在的两个问题：直接耦合存在的两个问题：(1) 前后级静态工作点相互影响前后级静态工作点相互影响零点漂移的危害：零点漂移的危害：零点漂移的危害：零点漂移的危害： 直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。 严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂移电压。信号电压还是漂移电压。 一般用输出漂移电压折合到输入端的等效漂移电一般用输出漂移电压折合到输入端的等效漂移电压作为衡量零点漂移的指标。压作为衡量零点漂移的指标。输入端等效输入端等效
80、输入端等效输入端等效漂移电压漂移电压漂移电压漂移电压输出端输出端输出端输出端漂移电压漂移电压漂移电压漂移电压电压电压电压电压放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数 只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放大后的有用信号才能被很好地区分出来。大后的有用信号才能被很好地区分出来。 由于不采用电容，所以直接耦合放大电路具有由于不采用电容，所以直接耦合放大电路具有良好的低频特性。良好的低频特性。通频带通频带通频带通频带f|Au |0.707| Auo |OfH| Auo |幅频特性幅频特性幅频特性幅频特性 抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路抑制零点漂
81、移是制作高质量直接耦合放大电路的一个重要的问题。的一个重要的问题。 适合于集成化的要求，在集成运放的内部，级间都适合于集成化的要求，在集成运放的内部，级间都是直接耦合。是直接耦合。 电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对应电阻元件的参数值都相等。应电阻元件的参数值都相等。差分放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。差分放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。差分放大原理电路差分放大原理电路 +UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2两个输入、两个输入、两个输出两个输出两管两管静态工静态工作点相同作点相同15. 7. 1
82、差分放大电路的工作原理差分放大电路的工作原理1. 1. 零点漂移的抑制零点漂移的抑制零点漂移的抑制零点漂移的抑制uo= VC1 VC2 = 0uo= (VC1 + VC1 ) (VC2 + VC2 ) = 0静态时，静态时，ui1 = ui2 = 0当温度升高时当温度升高时ICVC （两管变化量相等）（两管变化量相等） 对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移都有对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移都有对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移都有对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用。抑制作用。抑制作用。抑制作用。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T22.
83、 2. 信号输入信号输入信号输入信号输入 两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出电压为零，即电压为零，即电压为零，即电压为零，即对共模信号没有放大能力对共模信号没有放大能力对共模信号没有放大能力对共模信号没有放大能力。(1) (1) 共模信号共模信号共模信号共模信号 u ui1 i1 = = u ui2i2大小相等、极性相同大小相等、极性相同大小相等、极性相同大小相等、极性相同 差动电路抑制共模信号能力的大小，反映了它差动电路抑制共模信号能力的大小，反映了它差动电路抑制共模信号能力
84、的大小，反映了它差动电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零点漂移的抑制水平。对零点漂移的抑制水平。对零点漂移的抑制水平。对零点漂移的抑制水平。+共模信号共模信号 需要抑制需要抑制+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T22. 2. 信号输入信号输入信号输入信号输入两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，(2)(2) 差模信号差模信号差模信号差模信号 u ui1 i1 = = u ui2i2大小相等、极性相反大小相等、极性相反大小相等、极性相反大小相等
85、、极性相反u uo o= (= (V VC1C1 V VC1C1 ) )( (V VC2 C2 + + V VC C ) =) =2 2 V VC1 C1 即即即即对差模信号有放大能力对差模信号有放大能力对差模信号有放大能力对差模信号有放大能力。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2差模信号差模信号 是有用信号是有用信号(3) (3) 比较输入比较输入比较输入比较输入 u ui1 i1 、u ui2 i2 大小和极性是任意的。大小和极性是任意的。大小和极性是任意的。大小和极性是任意的。例例1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV 2
86、 mV 例例2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV 可分解成可分解成: : ui1 = 18 mV + 2 mV ui2 = 18 mV 2 mV 可分解成可分解成: : ui1 = 8 mV + 2 mV共模信号共模信号共模信号共模信号差模信号差模信号差模信号差模信号 放大器只放大器只放大器只放大器只 放大两个放大两个放大两个放大两个 输入信号输入信号输入信号输入信号 的差值信的差值信的差值信的差值信 号号号号差动差动差动差动 放大电路。放大电路。放大电路。放大电路。 这种输入常作为比较放大来应用，在自动控制这种输入常作为比较放大来应用，在自动控制系统中是常见的。系统中是常见的
87、。 15. 7. 2 典型差分放大电路典型差分放大电路+UCCCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+T2 2EE+R RE E的作用：的作用：的作用：的作用：稳定静态工作点，限制每个管子的漂移。稳定静态工作点，限制每个管子的漂移。EE：用于补偿用于补偿RE上的压降，以获得合适的工作点。上的压降，以获得合适的工作点。电位器电位器 RP : 起调零作用。起调零作用。(Common Mode Rejection Ratio) 全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制
88、共模信号的能力。信号的能力。信号的能力。信号的能力。差模放大倍数差模放大倍数差模放大倍数差模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数 KCMR越大，说明差放分辨越大，说明差放分辨差模信号的能力越强，而抑制差模信号的能力越强，而抑制共模信号的能力越强。共模信号的能力越强。15.7.4 15.7.4 共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比 若电路完全对称，理想情况下共模放大倍数若电路完全对称，理想情况下共模放大倍数 Ac = 0 输出电压输出电压 u uo o = = A Ad d （u ui1 i1 u ui2 i2 ） = = A Ad
89、 d u uidid 若电路不完全对称，则若电路不完全对称，则 Ac 0，实际输出电压实际输出电压 u uo o = = A Ac c u uic ic + + A Ad d u uidid 即共模信号对输出有影响即共模信号对输出有影响 。15.8 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路15.8.1 对功率放大电路的基本要求对功率放大电路的基本要求 功率放大电路的作用：功率放大电路的作用：功率放大电路的作用：功率放大电路的作用：是放大电路的是放大电路的是放大电路的是放大电路的输出级输出级输出级输出级，去推，去推，去推，去推动负载工作。例如使扬声器发声、继电器动作、仪表动负载工作。例如使扬声器
90、发声、继电器动作、仪表动负载工作。例如使扬声器发声、继电器动作、仪表动负载工作。例如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转、电动机旋转等。指针偏转、电动机旋转等。指针偏转、电动机旋转等。指针偏转、电动机旋转等。(1) (1) 在不失真的情况下能输出尽可能大的功率。在不失真的情况下能输出尽可能大的功率。在不失真的情况下能输出尽可能大的功率。在不失真的情况下能输出尽可能大的功率。(2) (2) 由于功率较大，要求提高效率。由于功率较大，要求提高效率。由于功率较大，要求提高效率。由于功率较大，要求提高效率。ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶体管的工作状态晶体管的工作
91、状态晶体管的工作状态晶体管的工作状态甲类工作状态甲类工作状态甲类工作状态甲类工作状态晶体管在输入信号晶体管在输入信号的整个周期都导通的整个周期都导通,静态静态IC较大，波形好较大，波形好, 管耗大效率低。管耗大效率低。乙类工作状态乙类工作状态乙类工作状态乙类工作状态晶体管只在输入信号晶体管只在输入信号的半个周期内导通，的半个周期内导通， 静态静态IC=0，波形严重，波形严重失真失真, 管耗小效率高。管耗小效率高。甲乙类工作状态甲乙类工作状态甲乙类工作状态甲乙类工作状态晶体管导通的时间大于晶体管导通的时间大于半个周期，静态半个周期，静态IC 0，一般功放常采用。一般功放常采用。15.8.2 互补
92、对称放大电路互补对称放大电路 互补对称电路是集成功率放大电路输出级的基本互补对称电路是集成功率放大电路输出级的基本形式。当它通过容量较大的电容与负载耦合时，由形式。当它通过容量较大的电容与负载耦合时，由于省去了变压器而被称为无输出变压器于省去了变压器而被称为无输出变压器(Output Output TransformerlessTransformerless)电路，简称电路，简称OTL电路。若互补对称电路。若互补对称电路直接与负载相连，输出电容也省去，就成为无电路直接与负载相连，输出电容也省去，就成为无输出电容输出电容(Output Output CapacitorlessCapacitorl
93、ess) )电路，简称电路，简称OCL电电路。路。 OTL电路采用单电源供电，电路采用单电源供电， OCL电路采用双电源电路采用双电源供电。供电。1. 1. OTLOTL电路电路电路电路(1)(1) 特点特点特点特点T1、T2的特性一致；的特性一致；一个一个NPN型、一个型、一个PNP型型两管均接成射极输出器；两管均接成射极输出器；输出端有大电容；输出端有大电容；单电源供电。单电源供电。(2) (2) 静态时静态时静态时静态时( ( ( (ui= 0) ) ) ), IC1 0， IC2 0OTL原理电路原理电路电容两端的电压电容两端的电压电容两端的电压电容两端的电压RLuiT1T2+UCCC
94、AuO+ +- -+ +- -RLuiT1T2Auo+ +- -+ +- -(3) (3) 动态时动态时动态时动态时 设输入端在设输入端在UCC/2 直流直流基础上加入正弦信号。基础上加入正弦信号。T T1 1导通导通导通导通、T T2 2截止截止截止截止；同时给电容充电同时给电容充电同时给电容充电同时给电容充电T T2 2导通导通导通导通、T T1 1截止截止截止截止；电容放电，相当于电源电容放电，相当于电源电容放电，相当于电源电容放电，相当于电源 若输出电容足够大，其上电压基本保持不变，若输出电容足够大，其上电压基本保持不变，则负载上得到的交流信号正负半周对称。则负载上得到的交流信号正负半
95、周对称。ic1ic2交流通路交流通路uo输入交流信号输入交流信号输入交流信号输入交流信号u ui i的正半周的正半周的正半周的正半周输入交流信号输入交流信号输入交流信号输入交流信号u ui i的负半周的负半周的负半周的负半周 (4) 交越失真交越失真 当输入信号当输入信号ui为正弦波时，为正弦波时，输出信号在过零前后出现的输出信号在过零前后出现的失真称为交越失真。失真称为交越失真。 交越失真产生的原因交越失真产生的原因 由于晶体管特性存在非线性，由于晶体管特性存在非线性， ui 死区电压晶体管导通不好。死区电压晶体管导通不好。交越失真交越失真采用各种电路以产生有不大的偏流，使静态工作采用各种电
96、路以产生有不大的偏流，使静态工作点稍高于截止点，即工作于甲乙类状态。点稍高于截止点，即工作于甲乙类状态。克服交越失真的措施克服交越失真的措施ui tO Ouo tO O(5) 克服交越失真的克服交越失真的OTL互补对称放大电路互补对称放大电路 两个晶体管两个晶体管T1 ( (NPN型型) )和和T2( (PNP型型) )的特性基本相同。的特性基本相同。静态时静态时, 调节调节 R3 ,使使 A 点的电位点的电位为为 ； 输出电容输出电容CL上上的电压也等于的电压也等于 ； R1 和和 D1、D2 上上的的压压降降使使两两管管获获得得合合适适的的偏偏压压，工工作在甲乙类状态。作在甲乙类状态。OT
97、L互补对称放大电路互补对称放大电路 OtuiOtuoiC2iC1 R1RLR3R2D1D2T1T2+UCCAC+uo+ +CL+15.8.315.8.3 集成功率放大器集成功率放大器集成功率放大器集成功率放大器 相位补偿相位补偿, 消除消除自激振荡自激振荡, 改善改善高频负载特性。高频负载特性。去耦，滤掉去耦，滤掉高频交流高频交流消振，防止消振，防止高频自激高频自激集成功放集成功放LM386接线图接线图特点特点: : 工作可靠、工作可靠、使用方便。使用方便。只需在器件只需在器件外部适当连外部适当连线，即可向线，即可向负载提供一负载提供一定的功率。定的功率。+.3 32 2ui。+_+4 47 75 58 8+UCCLM386+uo+_R R1 1R R2 2C C4 4R R3 3C C3 3C C2 2C C1 1C C5 5
