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1、第第8章章 交流放大电路交流放大电路8.1 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路8.2 基本交流电压放大电路分析基本交流电压放大电路分析8.3 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路8.4 多级放大电路多级放大电路8.5 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈8.6 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路 大连理工大学出版社8.1 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路 共射极基本放大电路如图共射极基本放大电路如图共射极基本放大电路如图共射极基本放大电路如图8-18-1所示。三极管所示。三极管所示。三极管所示。三极管 VTVT为放大元为放大元为放大元为放大元件，用基极电流件，用基极电流件，
2、用基极电流件，用基极电流i iB B控制集电极电流控制集电极电流控制集电极电流控制集电极电流i iC C。电源。电源。电源。电源U UCCCC使集电结反偏，使集电结反偏，使集电结反偏，使集电结反偏，U UBBBB使三极管的发射结正偏，三极管处在放大状态。使三极管的发射结正偏，三极管处在放大状态。使三极管的发射结正偏，三极管处在放大状态。使三极管的发射结正偏，三极管处在放大状态。 大连理工大学出版社8.2 基本交流电压放大电路分析基本交流电压放大电路分析一、共射极基本放大电路的静态分析一、共射极基本放大电路的静态分析一、共射极基本放大电路的静态分析一、共射极基本放大电路的静态分析 静态是指无交流
3、信号输入时，电路中的电流、电压的状静态是指无交流信号输入时，电路中的电流、电压的状静态是指无交流信号输入时，电路中的电流、电压的状静态是指无交流信号输入时，电路中的电流、电压的状态，静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点态，静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点态，静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点态，静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点QQ（主（主（主（主要指要指要指要指I IBQBQ、I ICQCQ和和和和U UCEQCEQ。静态分析主要是确定放大电路中的静。静态分析主要是确定放大电路中的静。静态分析主要是确定放大电路中的静。静态分析主要是确定放大电路中的静态值态值态
4、值态值I IBQBQ、I ICQCQ和和和和U UCEQCEQ。1.1.估算法计算静态工作点估算法计算静态工作点估算法计算静态工作点估算法计算静态工作点 大连理工大学出版社2.2.图解法求静态工作点图解法求静态工作点图解法求静态工作点图解法求静态工作点 （1 1）用估算法求出基极偏置电流）用估算法求出基极偏置电流）用估算法求出基极偏置电流）用估算法求出基极偏置电流I IB B（如（如（如（如40A40A）。）。）。）。 （2 2）根据）根据）根据）根据I IB B值在输出特性曲线中找到对应的曲线。值在输出特性曲线中找到对应的曲线。值在输出特性曲线中找到对应的曲线。值在输出特性曲线中找到对应的曲
5、线。 （3 3）作直流负载线，根据集电极电流）作直流负载线，根据集电极电流）作直流负载线，根据集电极电流）作直流负载线，根据集电极电流I IC C与集射极电压与集射极电压与集射极电压与集射极电压U UCECE的关的关的关的关系式系式系式系式 可画出一条直线，该直线在纵轴上的截可画出一条直线，该直线在纵轴上的截可画出一条直线，该直线在纵轴上的截可画出一条直线，该直线在纵轴上的截距为距为距为距为U UCCCC/R/RC C，在横轴上的截距为，在横轴上的截距为，在横轴上的截距为，在横轴上的截距为U UCCCC，其斜率为，其斜率为，其斜率为，其斜率为 -1/ R-1/ RC C，由，由，由，由于该直线
6、是通过直流通路得出的，又与集电极负载电阻于该直线是通过直流通路得出的，又与集电极负载电阻于该直线是通过直流通路得出的，又与集电极负载电阻于该直线是通过直流通路得出的，又与集电极负载电阻R RC C有有有有关，故称为直流负载线。关，故称为直流负载线。关，故称为直流负载线。关，故称为直流负载线。 大连理工大学出版社（4 4）求静态工作点）求静态工作点）求静态工作点）求静态工作点QQ并确定并确定并确定并确定I ICQCQ、U UCEQCEQ的值。三极管的的值。三极管的的值。三极管的的值。三极管的I ICQCQ和和和和U UCEQCEQ既要满足既要满足既要满足既要满足I IB B = 40A = 40
7、A的输出特性曲线，又要满足直流负载线，因的输出特性曲线，又要满足直流负载线，因的输出特性曲线，又要满足直流负载线，因的输出特性曲线，又要满足直流负载线，因而三极管必然工作在它们的交点而三极管必然工作在它们的交点而三极管必然工作在它们的交点而三极管必然工作在它们的交点QQ，该点就是静态工作点。由，该点就是静态工作点。由，该点就是静态工作点。由，该点就是静态工作点。由静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点QQ便可在坐标上查得静态值便可在坐标上查得静态值便可在坐标上查得静态值便可在坐标上查得静态值I ICQCQ和和和和U UCEQCEQ。 【例例例例8-18-1】 如图如图如图如图8-28-2所示
8、电路，已知所示电路，已知所示电路，已知所示电路，已知U UCCCC =12 V =12 V，R RB B =300 =300 kk，R RC C =3 =3 kk，R RL L=3 =3 kk，R RS S=3 =3 kk， =50=50，试求放大电路的静，试求放大电路的静，试求放大电路的静，试求放大电路的静态工作点。态工作点。态工作点。态工作点。解解解解 : :求静态工作点求静态工作点求静态工作点求静态工作点: : 大连理工大学出版社 二、共射极基本放大电路的动态分析二、共射极基本放大电路的动态分析二、共射极基本放大电路的动态分析二、共射极基本放大电路的动态分析 动态是指有交流信号输入时，电
9、路中的电流、电压随输入动态是指有交流信号输入时，电路中的电流、电压随输入动态是指有交流信号输入时，电路中的电流、电压随输入动态是指有交流信号输入时，电路中的电流、电压随输入信号做相应变化的状态。由于动态时放大电路是在直流电源信号做相应变化的状态。由于动态时放大电路是在直流电源信号做相应变化的状态。由于动态时放大电路是在直流电源信号做相应变化的状态。由于动态时放大电路是在直流电源U UCCCC和交流输入信号和交流输入信号和交流输入信号和交流输入信号u ui i共同作用下工作，电路中的电压共同作用下工作，电路中的电压共同作用下工作，电路中的电压共同作用下工作，电路中的电压u uCECE、电、电、电
10、、电流流流流i iB B和和和和i iC C均包含两个分量。均包含两个分量。均包含两个分量。均包含两个分量。1.1.图解法进行动态性能分析图解法进行动态性能分析图解法进行动态性能分析图解法进行动态性能分析 （1 1）根据静态分析方法，求出静态工作点）根据静态分析方法，求出静态工作点）根据静态分析方法，求出静态工作点）根据静态分析方法，求出静态工作点QQ。 （2 2）根据）根据）根据）根据u ui i在输入特性曲线上求在输入特性曲线上求在输入特性曲线上求在输入特性曲线上求u uBEBE和和和和i iB B，如图，如图，如图，如图8-68-6（a a）所示。）所示。）所示。）所示。 大连理工大学出
11、版社（3 3）作交流负载线。交流负载线反映动态时电流）作交流负载线。交流负载线反映动态时电流）作交流负载线。交流负载线反映动态时电流）作交流负载线。交流负载线反映动态时电流i ic c和电压和电压和电压和电压u ucece的变化关系。由于可将交流信号直流电源及电容的变化关系。由于可将交流信号直流电源及电容的变化关系。由于可将交流信号直流电源及电容的变化关系。由于可将交流信号直流电源及电容C C1 1、C C2 2视视视视为短路，为短路，为短路，为短路，R RL L与与与与R RC C并联，得到集电极交流电流并联，得到集电极交流电流并联，得到集电极交流电流并联，得到集电极交流电流i ic c与集
12、射极交与集射极交与集射极交与集射极交流电压流电压流电压流电压u ucece的关系为的关系为的关系为的关系为 u ucece=-=-i ic c（R RC CR RL L） （4 4）设输入端加入中频电压，则可得到三极管各极相关电压）设输入端加入中频电压，则可得到三极管各极相关电压）设输入端加入中频电压，则可得到三极管各极相关电压）设输入端加入中频电压，则可得到三极管各极相关电压与电流的波与电流的波与电流的波与电流的波 形如图形如图形如图形如图8-68-6所示。由输出特性曲线和交流负载所示。由输出特性曲线和交流负载所示。由输出特性曲线和交流负载所示。由输出特性曲线和交流负载线求线求线求线求i i
13、c c和和和和u ucece。 大连理工大学出版社由图解分析波形可得到以下几点结论由图解分析波形可得到以下几点结论由图解分析波形可得到以下几点结论由图解分析波形可得到以下几点结论: : 交流信号的传输情况为交流信号的传输情况为交流信号的传输情况为交流信号的传输情况为: : u ui i（即（即（即（即u ubebe）i ib bi ic cu uo o（即（即（即（即u ucece）。）。）。）。 电压和电流都含有直流分量和交流分量。由于电压和电流都含有直流分量和交流分量。由于电压和电流都含有直流分量和交流分量。由于电压和电流都含有直流分量和交流分量。由于C C2 2的隔直作用，的隔直作用，的
14、隔直作用，的隔直作用，集射极的直流分量不能传递到输出端，只有交流分量构成输集射极的直流分量不能传递到输出端，只有交流分量构成输集射极的直流分量不能传递到输出端，只有交流分量构成输集射极的直流分量不能传递到输出端，只有交流分量构成输出电压出电压出电压出电压u uo o。 输入电压信号输入电压信号输入电压信号输入电压信号u ui i与输出电压信号与输出电压信号与输出电压信号与输出电压信号u uo o相位相反，即实现了倒相放相位相反，即实现了倒相放相位相反，即实现了倒相放相位相反，即实现了倒相放大。大。大。大。 从图从图从图从图8 -68 -6中可以计算出电压放大倍数中可以计算出电压放大倍数中可以计
15、算出电压放大倍数中可以计算出电压放大倍数A Au u，其值等于输出交流电，其值等于输出交流电，其值等于输出交流电，其值等于输出交流电压的幅值与输入交流压的幅值与输入交流压的幅值与输入交流压的幅值与输入交流 电压的幅值之比。显然电压的幅值之比。显然电压的幅值之比。显然电压的幅值之比。显然R RL L阻值越小，阻值越小，阻值越小，阻值越小，交流负载线越陡，电压放大倍数越小。交流负载线越陡，电压放大倍数越小。交流负载线越陡，电压放大倍数越小。交流负载线越陡，电压放大倍数越小。 静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点QQ设置得不合适，会对放大电路的性能造成影设置得不合适，会对放大电路的性能造成影设置
16、得不合适，会对放大电路的性能造成影设置得不合适，会对放大电路的性能造成影响。若响。若响。若响。若QQ点偏高，在输入信号的正半周，点偏高，在输入信号的正半周，点偏高，在输入信号的正半周，点偏高，在输入信号的正半周，QQ进入饱和区，造进入饱和区，造进入饱和区，造进入饱和区，造成成成成i iC C和和和和u uCECE的波形与的波形与的波形与的波形与i iB B（或（或（或（或u ui i）的波形不一致。）的波形不一致。）的波形不一致。）的波形不一致。大连理工大学出版社 输出电压输出电压输出电压输出电压u u u uo o o o 的负半周出现平顶畸变，称为饱和失真，如的负半周出现平顶畸变，称为饱和
17、失真，如的负半周出现平顶畸变，称为饱和失真，如的负半周出现平顶畸变，称为饱和失真，如图图图图8-78-78-78-7（a a a a）所示）所示）所示）所示; ; ; ;若若若若Q Q Q Q点偏低，则输出电压点偏低，则输出电压点偏低，则输出电压点偏低，则输出电压u u u uo o o o 的正半周出现平的正半周出现平的正半周出现平的正半周出现平顶畸变，称为截止失真，如图顶畸变，称为截止失真，如图顶畸变，称为截止失真，如图顶畸变，称为截止失真，如图8-78-78-78-7（b b b b）所示。饱和失真和截止）所示。饱和失真和截止）所示。饱和失真和截止）所示。饱和失真和截止失真统称为非线性失
18、真。失真统称为非线性失真。失真统称为非线性失真。失真统称为非线性失真。 大连理工大学出版社2.2.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 微变等效电路法是解决放大元件非线性问题的另一种常微变等效电路法是解决放大元件非线性问题的另一种常微变等效电路法是解决放大元件非线性问题的另一种常微变等效电路法是解决放大元件非线性问题的另一种常用的方法，其实质是在信号变化范围很小（微变）的前提下，用的方法，其实质是在信号变化范围很小（微变）的前提下，用的方法，其实质是在信号变化范围很小（微变）的前提下，用的方法，其实质是在信号变化范围很小（微变）的前提下，可认为三极管电压、电流之间的关系基本
19、上是线性的，这样可认为三极管电压、电流之间的关系基本上是线性的，这样可认为三极管电压、电流之间的关系基本上是线性的，这样可认为三极管电压、电流之间的关系基本上是线性的，这样就就就就 可用一个线性等效电路来代替非线性的三极管，将放大可用一个线性等效电路来代替非线性的三极管，将放大可用一个线性等效电路来代替非线性的三极管，将放大可用一个线性等效电路来代替非线性的三极管，将放大电路转化成线性电路。电路转化成线性电路。电路转化成线性电路。电路转化成线性电路。 （1 1）三极管的微变等效电路）三极管的微变等效电路）三极管的微变等效电路）三极管的微变等效电路 所谓等效，就是替代前后电路所谓等效，就是替代前
20、后电路所谓等效，就是替代前后电路所谓等效，就是替代前后电路的伏安关系不变。的伏安关系不变。的伏安关系不变。的伏安关系不变。 三极管的输入端、输出端的伏安关系可用其输入、输出三极管的输入端、输出端的伏安关系可用其输入、输出三极管的输入端、输出端的伏安关系可用其输入、输出三极管的输入端、输出端的伏安关系可用其输入、输出特性曲线来表示。设特性曲线来表示。设特性曲线来表示。设特性曲线来表示。设QQ点设置在放大区，在输入特性的点设置在放大区，在输入特性的点设置在放大区，在输入特性的点设置在放大区，在输入特性的QQ点点点点附近，特性基本上是一段直线，即附近，特性基本上是一段直线，即附近，特性基本上是一段直
21、线，即附近，特性基本上是一段直线，即 i iB B与与与与 u uBEBE成正比，故在成正比，故在成正比，故在成正比，故在三极管的三极管的三极管的三极管的 B B、E E间可用一等效电阻间可用一等效电阻间可用一等效电阻间可用一等效电阻r rbebe来代替。来代替。来代替。来代替。r rbebe的近似值为的近似值为的近似值为的近似值为 大连理工大学出版社（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 （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 输入的信号为输入的信号为输入的信号为输入的信号为
22、大连理工大学出版社（4 4）输入电阻）输入电阻）输入电阻）输入电阻 输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻r ri i的大小决定了放大电路从信号源吸取电流的大小决定了放大电路从信号源吸取电流的大小决定了放大电路从信号源吸取电流的大小决定了放大电路从信号源吸取电流（输入电流）的大小。为了减轻信号源的负担，总希望（输入电流）的大小。为了减轻信号源的负担，总希望（输入电流）的大小。为了减轻信号源的负担，总希望（输入电流）的大小。为了减轻信号源的负担，总希望r ri i越越越越大越好。大越好。大越好。大越好。 （5 5）输出电阻）输出电阻）输出电阻）输出电阻 输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻r ro o的计
23、算方法是的计算方法是的计算方法是的计算方法是: :信号源信号源信号源信号源 短路，断开负载短路，断开负载短路，断开负载短路，断开负载R RL L，在输出端加电压，在输出端加电压，在输出端加电压，在输出端加电压 ，求出由，求出由，求出由，求出由 产生的电流产生的电流产生的电流产生的电流 ，则输出电阻为，则输出电阻为，则输出电阻为，则输出电阻为 对于负载而言，放大器的输出电阻对于负载而言，放大器的输出电阻对于负载而言，放大器的输出电阻对于负载而言，放大器的输出电阻r ro o越小，负载电阻越小，负载电阻越小，负载电阻越小，负载电阻R RL L的变化对输出电压的影响就越小，表明放大器带负载能力越的变
24、化对输出电压的影响就越小，表明放大器带负载能力越的变化对输出电压的影响就越小，表明放大器带负载能力越的变化对输出电压的影响就越小，表明放大器带负载能力越强，强，强，强， 大连理工大学出版社【例例例例8-28-2】 如图如图如图如图8-28-2所示电路，已知所示电路，已知所示电路，已知所示电路，已知U UCCCC =12 V =12 V，R RB B=300 =300 kk，R RC C=3 =3 kk，R RL L=3 =3 kk，R RS S= 3 = 3 kk，=50=50，试求，试求，试求，试求: :（1 1）R RL L接入和断开两种情况下电路的电压放大倍数接入和断开两种情况下电路的电
25、压放大倍数接入和断开两种情况下电路的电压放大倍数接入和断开两种情况下电路的电压放大倍数A Au u; ; （2 2）输入电阻）输入电阻）输入电阻）输入电阻r ri i和输出电阻和输出电阻和输出电阻和输出电阻r ro o; ; （3 3）输出端开路时的电源电压放大倍数）输出端开路时的电源电压放大倍数）输出端开路时的电源电压放大倍数）输出端开路时的电源电压放大倍数A AuSuS。 解解解解 : :例例例例8-18-1中已求出电路的静态工作点，再求三极管的动态输中已求出电路的静态工作点，再求三极管的动态输中已求出电路的静态工作点，再求三极管的动态输中已求出电路的静态工作点，再求三极管的动态输入电阻为
26、入电阻为入电阻为入电阻为（1 1）R RL L接入时的电压放大倍数接入时的电压放大倍数接入时的电压放大倍数接入时的电压放大倍数A Au u为为为为 大连理工大学出版社R RL L断开时的电压放大倍数断开时的电压放大倍数断开时的电压放大倍数断开时的电压放大倍数A Au u为为为为 （2 2）输入电阻）输入电阻）输入电阻）输入电阻r ri i为为为为 =300=3000.963=0.96 0.963=0.96 kk 输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻r ro o 为为为为 r ro o= =R RC C=3 =3 kk （3 3） 大连理工大学出版社三、射极输出器三、射极输出器三、射极输出器三、射极
27、输出器 射极输出器如图射极输出器如图射极输出器如图射极输出器如图8-98-9（a a）所示，它是共集电极放大电路，）所示，它是共集电极放大电路，）所示，它是共集电极放大电路，）所示，它是共集电极放大电路，该电路具有如下特点该电路具有如下特点该电路具有如下特点该电路具有如下特点: : （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，但约等于，但约等于，但约等于，但约等于1 1，即电压跟随，即电压跟随，即电压跟随，即电压跟随; ; （2 2）输入电阻较高）输入电阻较高）输入电阻较高）输入电阻较高; ; （3 3）输出电阻较低。）输出电阻较低。）输出电阻较低。
28、）输出电阻较低。 大连理工大学出版社【例例例例8-38-3】 如图如图如图如图8-98-9（ a a）所示电路，已知）所示电路，已知）所示电路，已知）所示电路，已知U UCCCC=12 V=12 V，R RB B=200 =200 kk，R RE E=2 =2 kk，R RL L=3 =3 kk， R RS S=100=100， =50=50。试估。试估。试估。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。算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 解解解解 : :（1
29、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 根据图根据图根据图根据图8 -98 -9（a a）绘制射极输出器的直流通路，如图）绘制射极输出器的直流通路，如图）绘制射极输出器的直流通路，如图）绘制射极输出器的直流通路，如图8 -8 -9 9（b b）所示。）所示。）所示。）所示。 根据根据根据根据 KVLKVL定律，基极回路的方程式为定律，基极回路的方程式为定律，基极回路的方程式为定律，基极回路的方程式为 U UCCCC= =I IBQBQR RB B+ +U UBEQBEQ + +U URERE式中式中式中式中 U URERE= =I I
30、EQEQR RE E= =（1+1+ ）I IBQBQR RE E =0.0374 =0.0374 mAmA=37.4A =37.4A I ICQCQ= =IIBQBQ=500.0374=1.87 =500.0374=1.87 mAmAU UCEQCEQ U UCCCC- -I ICQCQR RE E=12-1.872=8.26 V=12-1.872=8.26 V大连理工大学出版社（2 2）求电压放大倍数）求电压放大倍数）求电压放大倍数）求电压放大倍数AuAu、输入电阻、输入电阻、输入电阻、输入电阻r ri i和输出电阻和输出电阻和输出电阻和输出电阻r ro o =47.4 =47.4 kk
31、= =R RB BR RS=200103S=200103100=100 100=100 = =R RE ER RL L=2=23=1.2 3=1.2 kk 大连理工大学出版社8.3 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路一、三极管分压式偏置放大电路一、三极管分压式偏置放大电路一、三极管分压式偏置放大电路一、三极管分压式偏置放大电路 温度温度温度温度t tI IC CI IE EU UE E（= =I IE ER RE E）U UBEBE（= =U UB B- -I IE ER RE E）I I B BI IC C 通过上述调节达到稳定静态工作点的目的。通过上述调节达到稳定静态工作点的目的。通过上
32、述调节达到稳定静态工作点的目的。通过上述调节达到稳定静态工作点的目的。 大连理工大学出版社【例例例例8-48-4】 如图如图如图如图8-108-10所示电路，已知所示电路，已知所示电路，已知所示电路，已知U UCCCC=12 V=12 V，R RB1B1=20 =20 kk，R RB2B2=10 =10 kk，R RC C=3 =3 kk， R RE E=2 =2 kk，R RL L=3 =3 kk， =50=50。试。试。试。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。估算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。估算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。估算
33、静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 解解解解 : :（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 V V I ICQCQ I IEQEQ = =1.65 = =1.65 mAmA I IBQBQ= = mAmA=33A=33AU UCEQCEQ= =U UCCCC- -I ICQCQ（R RC C+ +R RE E）=12-1.65=12-1.65（3+23+2）=3.75 V=3.75 V大连理工大学出版社（2 2）求电压放大倍数）求电压放大倍数）求电压放大倍数）求电压放大倍数 其微变等效电路与共射极放大电路的微变等
34、效电路相似其微变等效电路与共射极放大电路的微变等效电路相似其微变等效电路与共射极放大电路的微变等效电路相似其微变等效电路与共射极放大电路的微变等效电路相似（如图（如图（如图（如图 8 -88 -8所示），在输入回路中增加了并联电阻。所示），在输入回路中增加了并联电阻。所示），在输入回路中增加了并联电阻。所示），在输入回路中增加了并联电阻。（3 3）求输入电阻和输出电阻）求输入电阻和输出电阻）求输入电阻和输出电阻）求输入电阻和输出电阻 r ri i= =R RB1B1R RB2B2r rbebe=20=2010101.1=0.944 1.1=0.944 kkr ro o= =R RC C=3 =
35、3 kk大连理工大学出版社二、场效应管偏置放大电路二、场效应管偏置放大电路二、场效应管偏置放大电路二、场效应管偏置放大电路 U UGSGS= =U UGG- -U US S= -= -I ID DR RS S 大连理工大学出版社【例例例例8-58-5】 如图如图如图如图8-138-13所示电路，已知所示电路，已知所示电路，已知所示电路，已知U UDDDD=20 V=20 V，R RD D=5 =5 kk，R RS S=5 =5 kk，R RL L=5 =5 kk，R RGG= 1261 M= 1261 M，R RG1G1=300 =300 kk，R RG2G2=100 =100 kk，g gm
36、m=5 =5 mAmA/V/V。求静态工作点及电压放大倍数。求静态工作点及电压放大倍数。求静态工作点及电压放大倍数。求静态工作点及电压放大倍数A Au u、输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻r ri i和输出电阻和输出电阻和输出电阻和输出电阻r ro o。 解解解解 : :静态工作点为静态工作点为静态工作点为静态工作点为 =5 V=5 V 1 1 mAmAU UDSDS= =U UDDDD- -I ID D（R RD D+ +R RS S）=20-1=20-1（5+55+5）=10 V =10 V 大连理工大学出版社电压放大倍数为电压放大倍数为电压放大倍数为电压放大倍数为 =R=RD DR RL
37、 L=5=55=2.5 5=2.5 kkA Au=-u=-g gm =-52.5=-12.5m =-52.5=-12.5输入电阻为输入电阻为输入电阻为输入电阻为 r ri i= =R RGG+ +R RG1G1R RG2G2=1000+300=1000+300100=1075 100=1075 kk输出电阻为输出电阻为输出电阻为输出电阻为 r ro o= =R RD D=5 =5 kk大连理工大学出版社8.4 多级放大电路多级放大电路一、阻容耦合多级放大电路一、阻容耦合多级放大电路一、阻容耦合多级放大电路一、阻容耦合多级放大电路1.1.静态工作点分析静态工作点分析静态工作点分析静态工作点分析
38、各级单独计算。各级单独计算。各级单独计算。各级单独计算。 大连理工大学出版社2.2.动态分析动态分析动态分析动态分析（1 1）电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即）电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即）电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即）电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即 （2 2）输入电阻就是第一级的输入电阻。）输入电阻就是第一级的输入电阻。）输入电阻就是第一级的输入电阻。）输入电阻就是第一级的输入电阻。 （3 3）输出电阻就是最后一级的输出电阻。）输出电阻就是最后一级的输出电阻。）输出电阻就是最后一级的输出电阻。）输出电阻就是最后一级的输出电阻。 大连理工大学出
39、版社二、直接耦合多级放大电路二、直接耦合多级放大电路二、直接耦合多级放大电路二、直接耦合多级放大电路 值得注意的是，各级静态工作点互相影响，且由于温度值得注意的是，各级静态工作点互相影响，且由于温度值得注意的是，各级静态工作点互相影响，且由于温度值得注意的是，各级静态工作点互相影响，且由于温度影响等因素，放大电路在无输入信号的情况下，输出电压影响等因素，放大电路在无输入信号的情况下，输出电压影响等因素，放大电路在无输入信号的情况下，输出电压影响等因素，放大电路在无输入信号的情况下，输出电压u uo o出现缓慢、不规则波动的现象，这种现象称做零点漂移。出现缓慢、不规则波动的现象，这种现象称做零点
40、漂移。出现缓慢、不规则波动的现象，这种现象称做零点漂移。出现缓慢、不规则波动的现象，这种现象称做零点漂移。 抑制零点漂移的方法有多种，如采用温度补偿电路、稳抑制零点漂移的方法有多种，如采用温度补偿电路、稳抑制零点漂移的方法有多种，如采用温度补偿电路、稳抑制零点漂移的方法有多种，如采用温度补偿电路、稳压电源以及精选电路元件等方法。最有效且广泛采用的方法压电源以及精选电路元件等方法。最有效且广泛采用的方法压电源以及精选电路元件等方法。最有效且广泛采用的方法压电源以及精选电路元件等方法。最有效且广泛采用的方法是输入级采用差动放大电路。是输入级采用差动放大电路。是输入级采用差动放大电路。是输入级采用差
41、动放大电路。 大连理工大学出版社电路输入电压电路输入电压电路输入电压电路输入电压: : u ui i= =u ui1-i1-u ui2i2电路输出电压电路输出电压电路输出电压电路输出电压: : u uo o= =u uo1-o1-u uo2o2 当两输入端加的信号大小相等、极性相反时，输入信号为当两输入端加的信号大小相等、极性相反时，输入信号为当两输入端加的信号大小相等、极性相反时，输入信号为当两输入端加的信号大小相等、极性相反时，输入信号为差模信号，设两输入信号为差模信号，设两输入信号为差模信号，设两输入信号为差模信号，设两输入信号为 因两侧电路对称，放大倍数相等，电压放大倍数用因两侧电路对
42、称，放大倍数相等，电压放大倍数用因两侧电路对称，放大倍数相等，电压放大倍数用因两侧电路对称，放大倍数相等，电压放大倍数用A Ad d表表表表示，则输出电压为示，则输出电压为示，则输出电压为示，则输出电压为 u uo1 =o1 =A Ad du ui1i1，u uo2=o2=A Ad du ui2i2u uo o= =u uo1-o1-u uo2=o2=A Ad d（u ui1-i1-u ui2i2）= =A Ad du ui i 由上式可得差模电压放大倍数为由上式可得差模电压放大倍数为由上式可得差模电压放大倍数为由上式可得差模电压放大倍数为 大连理工大学出版社 当两输入端加的信号大小相等、极性
43、相同时，输入信号为当两输入端加的信号大小相等、极性相同时，输入信号为当两输入端加的信号大小相等、极性相同时，输入信号为当两输入端加的信号大小相等、极性相同时，输入信号为共模信号，设两输入信号为共模信号，设两输入信号为共模信号，设两输入信号为共模信号，设两输入信号为 u ui1=i1=u ui2=i2=u ui i则输出电压为则输出电压为则输出电压为则输出电压为 u uo1=o1=u uo2=o2=AuuAuui i，u uo o= =u uo1-o1-u uo2=0o2=0可得共模电压放大倍数为可得共模电压放大倍数为可得共模电压放大倍数为可得共模电压放大倍数为 定义定义定义定义 : :共模抑制
44、比共模抑制比共模抑制比共模抑制比 ，共模抑制，共模抑制，共模抑制，共模抑制比越大，表示电路放大差模信号和抑制共模信号的能力越强。比越大，表示电路放大差模信号和抑制共模信号的能力越强。比越大，表示电路放大差模信号和抑制共模信号的能力越强。比越大，表示电路放大差模信号和抑制共模信号的能力越强。 大连理工大学出版社三、变压器耦合多级放大电路三、变压器耦合多级放大电路三、变压器耦合多级放大电路三、变压器耦合多级放大电路 变压器耦合的优点是变压器耦合的优点是变压器耦合的优点是变压器耦合的优点是: :各级直流通路相互独立，变压器通过各级直流通路相互独立，变压器通过各级直流通路相互独立，变压器通过各级直流通
45、路相互独立，变压器通过磁路，把初级线圈的交流信号传到次级线圈，直流电压或电流磁路，把初级线圈的交流信号传到次级线圈，直流电压或电流磁路，把初级线圈的交流信号传到次级线圈，直流电压或电流磁路，把初级线圈的交流信号传到次级线圈，直流电压或电流无法通过变压器传给次级。变压器在传递信号的同时，能实现无法通过变压器传给次级。变压器在传递信号的同时，能实现无法通过变压器传给次级。变压器在传递信号的同时，能实现无法通过变压器传给次级。变压器在传递信号的同时，能实现阻抗变换。阻抗变换。阻抗变换。阻抗变换。 大连理工大学出版社8.5 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈一、反馈的基本概念一、反馈的基本概念一、反
46、馈的基本概念一、反馈的基本概念 反馈是指把放大电路输出回路中某个电量（电压或电流）反馈是指把放大电路输出回路中某个电量（电压或电流）反馈是指把放大电路输出回路中某个电量（电压或电流）反馈是指把放大电路输出回路中某个电量（电压或电流）的一部分或全部，通过一定的电路形式（反馈网络）送回到的一部分或全部，通过一定的电路形式（反馈网络）送回到的一部分或全部，通过一定的电路形式（反馈网络）送回到的一部分或全部，通过一定的电路形式（反馈网络）送回到放大电路的输入回路，并同输入信号一起参与控制作用，以放大电路的输入回路，并同输入信号一起参与控制作用，以放大电路的输入回路，并同输入信号一起参与控制作用，以放大
47、电路的输入回路，并同输入信号一起参与控制作用，以使放大电路的某些性能获得改善的过程。使放大电路的某些性能获得改善的过程。使放大电路的某些性能获得改善的过程。使放大电路的某些性能获得改善的过程。 大连理工大学出版社二、反馈的极性和类型二、反馈的极性和类型二、反馈的极性和类型二、反馈的极性和类型 1.1.反馈的极性反馈的极性反馈的极性反馈的极性 不同极性的反馈对放大电路性能的影响截然不同，因此不同极性的反馈对放大电路性能的影响截然不同，因此不同极性的反馈对放大电路性能的影响截然不同，因此不同极性的反馈对放大电路性能的影响截然不同，因此在分析具体反馈电路时，首先必须正确地判断出电路中反馈在分析具体反
48、馈电路时，首先必须正确地判断出电路中反馈在分析具体反馈电路时，首先必须正确地判断出电路中反馈在分析具体反馈电路时，首先必须正确地判断出电路中反馈的极性。判断反馈极性的简便方法是瞬时极性法，具体做法的极性。判断反馈极性的简便方法是瞬时极性法，具体做法的极性。判断反馈极性的简便方法是瞬时极性法，具体做法的极性。判断反馈极性的简便方法是瞬时极性法，具体做法如下如下如下如下: : （1 1）不考虑电路中所有电抗元件的影响）不考虑电路中所有电抗元件的影响）不考虑电路中所有电抗元件的影响）不考虑电路中所有电抗元件的影响; ; （2 2）用正负号（或箭头）表示电路中各点电压的瞬时极性）用正负号（或箭头）表示
49、电路中各点电压的瞬时极性）用正负号（或箭头）表示电路中各点电压的瞬时极性）用正负号（或箭头）表示电路中各点电压的瞬时极性（或瞬时变化）（或瞬时变化）（或瞬时变化）（或瞬时变化）; ; （3 3）假定输入电压）假定输入电压）假定输入电压）假定输入电压u ui i的极性，看的极性，看的极性，看的极性，看u ui i经过放大和反馈后得到的反经过放大和反馈后得到的反经过放大和反馈后得到的反经过放大和反馈后得到的反馈信号（馈信号（馈信号（馈信号（u uf f或或或或i if f）的极性是增强还是减弱有效输入信号（或）的极性是增强还是减弱有效输入信号（或）的极性是增强还是减弱有效输入信号（或）的极性是增强
50、还是减弱有效输入信号（或）。使有效输入信号减弱的反馈就是负反馈，使有效输入信号。使有效输入信号减弱的反馈就是负反馈，使有效输入信号。使有效输入信号减弱的反馈就是负反馈，使有效输入信号。使有效输入信号减弱的反馈就是负反馈，使有效输入信号增强的反馈就是正反馈。增强的反馈就是正反馈。增强的反馈就是正反馈。增强的反馈就是正反馈。 大连理工大学出版社【例例例例8-68-6】 放大电路如图放大电路如图放大电路如图放大电路如图8-218-21所示。说明该电路中有无反馈，所示。说明该电路中有无反馈，所示。说明该电路中有无反馈，所示。说明该电路中有无反馈，如果有反馈，是正反馈还是负反馈。如果有反馈，是正反馈还是
51、负反馈。如果有反馈，是正反馈还是负反馈。如果有反馈，是正反馈还是负反馈。 大连理工大学出版社解解解解 : :判断一个电路中是否存在反馈，就是要看电路中有无联判断一个电路中是否存在反馈，就是要看电路中有无联判断一个电路中是否存在反馈，就是要看电路中有无联判断一个电路中是否存在反馈，就是要看电路中有无联系输出回路和输入回路的元件。图系输出回路和输入回路的元件。图系输出回路和输入回路的元件。图系输出回路和输入回路的元件。图8-218-21中中中中R Rf f就是起这种联系就是起这种联系就是起这种联系就是起这种联系作用的元件，因此作用的元件，因此作用的元件，因此作用的元件，因此R Rf f就是反馈元件
52、，它构成反馈网络。就是反馈元件，它构成反馈网络。就是反馈元件，它构成反馈网络。就是反馈元件，它构成反馈网络。 判断反馈极性利用瞬时极性法。假定判断反馈极性利用瞬时极性法。假定判断反馈极性利用瞬时极性法。假定判断反馈极性利用瞬时极性法。假定u ui i的极性为的极性为的极性为的极性为“ “+”+”（对地），则经一级共射电路放大后，（对地），则经一级共射电路放大后，（对地），则经一级共射电路放大后，（对地），则经一级共射电路放大后，u uo1o1的极性为的极性为的极性为的极性为“ “-”-”，再经一级共集电极电路放大后，再经一级共集电极电路放大后，再经一级共集电极电路放大后，再经一级共集电极电路放
53、大后，u uo2o2的极性为的极性为的极性为的极性为“ “-”-”，通过，通过，通过，通过R Rf f的反馈电流的瞬时流向由其两端的瞬时电压极性决的反馈电流的瞬时流向由其两端的瞬时电压极性决的反馈电流的瞬时流向由其两端的瞬时电压极性决的反馈电流的瞬时流向由其两端的瞬时电压极性决定。如图定。如图定。如图定。如图8 -218 -21所示，由于所示，由于所示，由于所示，由于i if f的分流作用，使得放大电路的有的分流作用，使得放大电路的有的分流作用，使得放大电路的有的分流作用，使得放大电路的有效输入信号效输入信号效输入信号效输入信号= =i iB B= =i ii- i-i if f减弱，故为负反
54、馈。减弱，故为负反馈。减弱，故为负反馈。减弱，故为负反馈。 大连理工大学出版社2.2.反馈的类型反馈的类型反馈的类型反馈的类型 （1 1）根据输入端采样对象的不同可以将反馈分为并联反）根据输入端采样对象的不同可以将反馈分为并联反）根据输入端采样对象的不同可以将反馈分为并联反）根据输入端采样对象的不同可以将反馈分为并联反馈和串联反馈。馈和串联反馈。馈和串联反馈。馈和串联反馈。 （2 2）根据输出端反馈采样对象的不同，可以将反馈分为）根据输出端反馈采样对象的不同，可以将反馈分为）根据输出端反馈采样对象的不同，可以将反馈分为）根据输出端反馈采样对象的不同，可以将反馈分为电压反馈和电流反馈。电压反馈和
55、电流反馈。电压反馈和电流反馈。电压反馈和电流反馈。 大连理工大学出版社三、放大电路的负反馈三、放大电路的负反馈三、放大电路的负反馈三、放大电路的负反馈 为了突出反馈的实质，忽略次要因素，简化分析过程，为了突出反馈的实质，忽略次要因素，简化分析过程，为了突出反馈的实质，忽略次要因素，简化分析过程，为了突出反馈的实质，忽略次要因素，简化分析过程，通常又假定通常又假定通常又假定通常又假定: :（1 1）信号从输入端到输出端的传输只通过基本）信号从输入端到输出端的传输只通过基本）信号从输入端到输出端的传输只通过基本）信号从输入端到输出端的传输只通过基本放大电路，而不通过反馈网络放大电路，而不通过反馈网
56、络放大电路，而不通过反馈网络放大电路，而不通过反馈网络; ;（2 2）信号从输出端反馈到输）信号从输出端反馈到输）信号从输出端反馈到输）信号从输出端反馈到输入端只通过反馈网络而不通过基本放大电路。也就是说，信入端只通过反馈网络而不通过基本放大电路。也就是说，信入端只通过反馈网络而不通过基本放大电路。也就是说，信入端只通过反馈网络而不通过基本放大电路。也就是说，信号传输具有单向性。实践表明，这种假定是合理而有效的，号传输具有单向性。实践表明，这种假定是合理而有效的，号传输具有单向性。实践表明，这种假定是合理而有效的，号传输具有单向性。实践表明，这种假定是合理而有效的，符合这种假定的方框图称为理想
57、方框图。对图符合这种假定的方框图称为理想方框图。对图符合这种假定的方框图称为理想方框图。对图符合这种假定的方框图称为理想方框图。对图8-208-20所示单一所示单一所示单一所示单一环路反馈的理想方框图有如下关系环路反馈的理想方框图有如下关系环路反馈的理想方框图有如下关系环路反馈的理想方框图有如下关系: : 大连理工大学出版社由此可得反馈放大电路的闭环放大倍数为由此可得反馈放大电路的闭环放大倍数为由此可得反馈放大电路的闭环放大倍数为由此可得反馈放大电路的闭环放大倍数为 式中（式中（式中（式中（1+1+AFAF）称为反馈深度，用）称为反馈深度，用）称为反馈深度，用）称为反馈深度，用D D表示，负反
58、馈对放大表示，负反馈对放大表示，负反馈对放大表示，负反馈对放大电路性能改善的程度均与电路性能改善的程度均与电路性能改善的程度均与电路性能改善的程度均与D D有关。有关。有关。有关。 当当当当|1+|1+AFAF|1|1时，有时，有时，有时，有 这种情况称为深度负反馈。此时，闭环放大倍数仅与反这种情况称为深度负反馈。此时，闭环放大倍数仅与反这种情况称为深度负反馈。此时，闭环放大倍数仅与反这种情况称为深度负反馈。此时，闭环放大倍数仅与反馈系数有关。馈系数有关。馈系数有关。馈系数有关。 大连理工大学出版社1.1.对放大倍数的影响对放大倍数的影响对放大倍数的影响对放大倍数的影响 （1 1）负反馈使放大
59、倍数下降。放大倍数的一般表达式为）负反馈使放大倍数下降。放大倍数的一般表达式为）负反馈使放大倍数下降。放大倍数的一般表达式为）负反馈使放大倍数下降。放大倍数的一般表达式为（2 2）负反馈能提高放大倍数的稳定性。用相对变化量来表示，即）负反馈能提高放大倍数的稳定性。用相对变化量来表示，即）负反馈能提高放大倍数的稳定性。用相对变化量来表示，即）负反馈能提高放大倍数的稳定性。用相对变化量来表示，即 2.2.减小非线性失真减小非线性失真减小非线性失真减小非线性失真 负反馈可以使输出波形的失真得到一定的改善。负反馈可以使输出波形的失真得到一定的改善。负反馈可以使输出波形的失真得到一定的改善。负反馈可以使
60、输出波形的失真得到一定的改善。 3.3.扩展频带扩展频带扩展频带扩展频带 放大电路都有一定的频带宽度，超过这个范围的信号，增益放大电路都有一定的频带宽度，超过这个范围的信号，增益放大电路都有一定的频带宽度，超过这个范围的信号，增益放大电路都有一定的频带宽度，超过这个范围的信号，增益将显著下降。一般将增益下降将显著下降。一般将增益下降将显著下降。一般将增益下降将显著下降。一般将增益下降3 dB3 dB时所对应的频率范围叫做放大时所对应的频率范围叫做放大时所对应的频率范围叫做放大时所对应的频率范围叫做放大电路的通频带，也称为带宽，用电路的通频带，也称为带宽，用电路的通频带，也称为带宽，用电路的通频
61、带，也称为带宽，用 BWBW表示。表示。表示。表示。 大连理工大学出版社4.4.负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响 负反馈对输入电阻的影响只取决于反馈电路在输入端的负反馈对输入电阻的影响只取决于反馈电路在输入端的负反馈对输入电阻的影响只取决于反馈电路在输入端的负反馈对输入电阻的影响只取决于反馈电路在输入端的连接方式，即取决于是串联反连接方式，即取决于是串联反连接方式，即取决于是串联反连接方式，即取决于是串联反 馈还是并联反馈。馈还是并联反馈。馈还是并联反馈。馈还是并联反馈。 （1 1）串联反馈使输入电阻提高，即）串联反馈使输入电阻提高，即）
62、串联反馈使输入电阻提高，即）串联反馈使输入电阻提高，即r rif if= =（1+1+FAFA）r ri i。 （2 2）并联反馈使输入电阻下降，即）并联反馈使输入电阻下降，即）并联反馈使输入电阻下降，即）并联反馈使输入电阻下降，即r rif if= =r ri i/ /（1+1+FAFA）。）。）。）。5.5.负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响 负反馈对输出电阻的影响只取决于反馈电路在输出端的负反馈对输出电阻的影响只取决于反馈电路在输出端的负反馈对输出电阻的影响只取决于反馈电路在输出端的负反馈对输出电阻的影响只取决于反馈电路在输出端的连接
63、方式，即取决于是电压反馈还是电流反馈。连接方式，即取决于是电压反馈还是电流反馈。连接方式，即取决于是电压反馈还是电流反馈。连接方式，即取决于是电压反馈还是电流反馈。 （1 1）电压反馈使输出电阻降低，即）电压反馈使输出电阻降低，即）电压反馈使输出电阻降低，即）电压反馈使输出电阻降低，即r rofof= =r ro o/ /（1+1+FAFA）。）。）。）。 （2 2）电流反馈使输出电阻提高，即）电流反馈使输出电阻提高，即）电流反馈使输出电阻提高，即）电流反馈使输出电阻提高，即r rofof= =（1+1+FAFA）r ro o。 大连理工大学出版社8.6 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电
64、路 一、功率放大电路的特点及类型一、功率放大电路的特点及类型一、功率放大电路的特点及类型一、功率放大电路的特点及类型1.1.功率放大电路的特点功率放大电路的特点功率放大电路的特点功率放大电路的特点 功率放大电路的任务是向负载提供足够大的功率，这就功率放大电路的任务是向负载提供足够大的功率，这就功率放大电路的任务是向负载提供足够大的功率，这就功率放大电路的任务是向负载提供足够大的功率，这就要求功率放大电路不仅要有较高的输出电压，还要有较大的要求功率放大电路不仅要有较高的输出电压，还要有较大的要求功率放大电路不仅要有较高的输出电压，还要有较大的要求功率放大电路不仅要有较高的输出电压，还要有较大的输
65、出电流。因此功率放大电路中的三极管通常工作在高电压输出电流。因此功率放大电路中的三极管通常工作在高电压输出电流。因此功率放大电路中的三极管通常工作在高电压输出电流。因此功率放大电路中的三极管通常工作在高电压大电流状态，三极管的功耗也比较大。大电流状态，三极管的功耗也比较大。大电流状态，三极管的功耗也比较大。大电流状态，三极管的功耗也比较大。 功率放大电路从电源取用的功率较大，为提高电源的利功率放大电路从电源取用的功率较大，为提高电源的利功率放大电路从电源取用的功率较大，为提高电源的利功率放大电路从电源取用的功率较大，为提高电源的利用率，必须尽可能提高功率放大电路的效率。放大电路的效用率，必须尽
66、可能提高功率放大电路的效率。放大电路的效用率，必须尽可能提高功率放大电路的效率。放大电路的效用率，必须尽可能提高功率放大电路的效率。放大电路的效率是指负载得到的交流信号功率与直流电源供出功率的比值。率是指负载得到的交流信号功率与直流电源供出功率的比值。率是指负载得到的交流信号功率与直流电源供出功率的比值。率是指负载得到的交流信号功率与直流电源供出功率的比值。 大连理工大学出版社2.2.功率放大电路的类型功率放大电路的类型功率放大电路的类型功率放大电路的类型 大连理工大学出版社二、互补对称功率放大电路二、互补对称功率放大电路二、互补对称功率放大电路二、互补对称功率放大电路 1. OCL1. OCL功率放大电路功率放大电路功率放大电路功率放大电路 大连理工大学出版社2. OTL2. OTL功率放大电路功率放大电路功率放大电路功率放大电路 大连理工大学出版社
