1、電工電子技術電工電子技術首首 頁頁第7章 基本放大電路電工電子技術電工電子技術首首 頁頁 了解放大電路的基本概念及結構組成；熟悉低頻小信號放大電路及功率放大器的工作原理；理解靜態工作點的圖解法，掌握其微變等效電路的估算法；熟練掌握分壓式偏置的共發射極放大電路靜態情況下的特點、動態情況下的特點；理解反饋對放大電路性能的影響。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁7.1 基本放大電路的概念及工作原理 放大電路是電子技術中應用十分廣泛的一種單元電路。 所謂“放大”，是指將一個微弱的電信號，通過某種裝置，得到一個波形與該微弱信號相同、但幅值卻大很多的信號輸出。這個裝置就是晶體管放大電路。“放大”作用的實質

2、是電路對電流、電壓或能量的控制作用。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁 放大電路的放大作用，實質是把直流電源UCC的能量轉移給輸出信號。輸入信號的作用則是控制這種轉移，使放大電路輸出信號的變化重復或反映輸入信號的變化。 放大電路的核心元件是晶體管，因此，放大電路若要實現對輸入小信號的放大作用，必須首先保證晶體管工作在放大區。 晶體管工作在放大區的外部偏置條件是：其發射結正向偏置、集電結反向偏置。此條件是通過外接直流電源，并配以合適的偏置電路來實現的。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁三種基本組態的晶體管放大電路晶體管放大電路一般有三種組態：bcebecbec 無論放大電路的組態如何，其目的都是

3、讓輸入的微弱小信號通過放大電路后，輸出時其信號幅度顯著增強。必須清楚：幅度得到增強的輸出信號，其能量并非來自于晶體管，而是由放大電路中的直流電源提供的。晶體管只是實現了對能量的控制，使之轉換成信號能量，并傳遞給負載。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁1. 放大電路的組成原則 放大電路的作用是實現對微弱小信號的幅度放大，單憑晶體管的電流放大作用顯然無法完成。必須在放大電路中設置直流電源，使其保證晶體管工作在線性放大區。因此，放大電路的組成原則為：(1) 核心元件晶體管必須發射結正偏，集電結反偏；(2) 輸入回路的設置應使輸入信號耦合到晶體管輸入電路，以保證晶體管的以小控大作用；(3) 輸出回路的

4、設置應保證晶體管放大后的電流信號能夠轉換成負載需要的電壓形式；(4) 不允許被傳輸小信號放大后出現失真。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁2. 共射放大電路的組成及各部分作用 共發射極放大電路是電子技術中應用最為廣泛的放大電路形式，其電路組成的一般形式為：放大電路的核心元放大電路的核心元件件三極管三極管耦合電容耦合電容基極電阻基極電阻基極電源基極電源集電極電阻集電極電阻集電極電源集電極電源耦合電容耦合電容 上圖所示為雙電源組成的共發射極基本放大電路。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁 實際應用中，共射放大電路通常采用單電源供電，各部分的作用分別如下：晶體管在放大電路晶體管在放大電路中起以小控大

5、的能中起以小控大的能量控制作用量控制作用向放大電路提供能向放大電路提供能量，并保證晶體管量，并保證晶體管工作在放大區工作在放大區 基極偏置電阻基極偏置電阻的作用是為放大的作用是為放大電路提供合適的電路提供合適的靜態工作點。靜態工作點。有極性電解電有極性電解電容的作用是隔容的作用是隔離直流和讓輸離直流和讓輸入交流信號順入交流信號順利通過。利通過。有極性電解電容的作有極性電解電容的作用是隔離直流和讓放用是隔離直流和讓放大的交流信號順利輸大的交流信號順利輸出。出。RC的作用是將放大的集電極電流的作用是將放大的集電極電流轉換成晶體管的輸出電壓。轉換成晶體管的輸出電壓。3DG6管管RBC1RCC2UCC

6、電工電子技術電工電子技術首首 頁頁3. 共射放大電路的工作原理3DG6RBC1RCC2UCCcebuiu0ibiCuCEiBIB基極固定偏置電流基極固定偏置電流放大后的集電極電流放大后的集電極電流 iC通過通過RC將放大的將放大的電流轉換為放大的電流轉換為放大的晶體管電壓輸出。晶體管電壓輸出。uCE經經C2濾掉了直流濾掉了直流成分后的輸出電壓成分后的輸出電壓信號電流和基極信號電流和基極固定偏流的疊加固定偏流的疊加顯然，放大電路內部各電流、電壓都是的。uit0輸入交流信號電流輸入交流信號電流iBt0IBiCt0ICuCEt0ICRCu0t0輸入信號電壓輸入信號電壓電工電子技術電工電子技術首首 頁

7、頁需放大的信號電壓 ui通過C1轉換為放大電路的輸入電流，與基極偏流疊加后加到晶體管的基極，基極電流iB的變化通過晶體管的以小控大作用引起集電極電流 iC變化；iC通過RC使電流的變化轉換為電壓的變化，即： 放大電路內部各電壓、電流都是交直流共存的。其直流分量及其注腳均采用大寫英文字母；交流分量及其注腳均采用小寫英文字母；疊加后的總量用英文小寫字母，但其注腳采用大寫英文字母。例如：基極電流的直流分量用表示；交流分量用 表示；總量用 表示。當 iC增大時，uCE就減小，所以 uCE的變化正好與 iC相反，這就是它們反相的原因。uCE經過C2濾掉了直流成分，耦合到輸出端的交流成分即為輸出電壓 u0

8、。若電路參數選取適當，u0的幅度將比 ui 幅度大很多，亦即輸入的微弱小信號 ui 被放大了，這就是放大電路的工作原理。共射放大電路工作原理電工電子技術電工電子技術首首 頁頁放大電路中各電放大電路中各電壓、電流的符號壓、電流的符號有何規定有何規定? ? 放大電路的基本概念放大電路的基本概念是什么？放大電路中是什么？放大電路中能量的控制與變換關能量的控制與變換關系如何？系如何？ 說明共發射極電壓放大器說明共發射極電壓放大器輸入電壓與輸出電壓的相位輸入電壓與輸出電壓的相位關系如何？關系如何？ 如果共發射極電壓如果共發射極電壓放大器中沒有集電極放大器中沒有集電極電阻電阻RC，能產生電壓，能產生電壓

9、放大嗎？放大嗎？ 基本放大電路的組基本放大電路的組成原則是什么？以成原則是什么？以共射組態基本放大共射組態基本放大電路為例加以說明電路為例加以說明 電工電子技術電工電子技術首首 頁頁7.2 基本放大電路的靜態分析 輸入信號ui=0、只在直流電源UCC作用下電路的狀態稱“”。靜態分析就是要求出此時的IB、IC和UCE三數值。C1C2ICUBEUCE3DG6RBRCUCCcebIC=IBUCE=UCCICRCIB=RBUCC-UBE直流下耦合電容C1、C2相當于開路由直流通道求工作點上的IB：IB由晶體管放大原理可求得IC：由圖又可求得工作點上UCE：式中式中ICRC前面的負號表示輸出前面的負號表

10、示輸出電壓與集電極電流電壓與集電極電流IC反相，即反相，即與輸入電壓反相。與輸入電壓反相。1.放大電路靜態分析的估算法電工電子技術電工電子技術首首 頁頁ICIEIBUBEUCERBRCUCCceb 已知圖示電路中UCC=10V，RB=250K，RC=3K，=50，試求該放大電路的靜態工作點Q。V42. 4386. 110mA86. 10372. 050A2 .372507 . 010CECBUIIIB=37.2A所以靜態工作點Q：IC=1.86mAUCE=4.42V計算中一定要弄明白各量的單位，不允許寫錯！電工電子技術電工電子技術首首 頁頁UBE(V)IB0.5V 0.7Vuit0ibtt1t

11、1t2t3t4t3t2t4 此時此時ui小于死區的部分將無法得到小于死區的部分將無法得到傳輸，只有大于死區的部分才能轉傳輸，只有大于死區的部分才能轉換成電流換成電流ib通過晶體管。通過晶體管。由于輸入信號大部分無法通過由于輸入信號大部分無法通過晶體管，晶體管，ib電流波形與電流波形與ui波形完波形完全不一樣了，造成輸入信號輸全不一樣了，造成輸入信號輸入時的入時的“”。輸入信號輸入信號電壓波形電壓波形假如不設置靜態工作點為保證傳輸信號不失真地輸入到放大器中得到放大，必須在放大電路中設置靜態工作點。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁 利用晶體管的輸入、輸出特性曲線求解靜態工作點的方法稱為圖解法。其

12、分析步驟一般為：2. 用圖解法求解靜態工作點(1)按已選好的管子型號在手冊中查找、或從晶體管圖示儀上描繪出管子的輸入、輸出特性如下圖所示： uBEiBiCuCE電工電子技術電工電子技術首首 頁頁(2)畫出直流負載線。此步驟是圖解法求靜態工作點的關鍵。 由放大電路的直流通道可得：UCEICIEIBUBERBRCUCCcebUCE=UCCICRCUCE=0， 可得：IC=UCC/RCIC=0 可得：UCE=UCCICUCEUCCRCUCC連接兩點作出直流負載線(3)確定靜態工作點只有IBQ對應的交點才是 點IBQ直流負載線上交點有多個電工電子技術電工電子技術首首 頁頁固定偏置的放大電路存在很 溫度

13、TQ點ICUCEVCICUCEQ 若若 溫度上升，將造成溫度上升，將造成輸出特性曲線上移。輸出特性曲線上移。靜態工作點靜態工作點Q隨之上移隨之上移Q 如果VCIB的小信號條件。C2C1CERC3DG6cbeREUCCRB2RB1I1I2IBB2B1B2CCBRRRUV的大小顯然的大小顯然與溫度無關。與溫度無關。分壓式偏置共射放大電路的分壓式偏置共射放大電路的 偏置電阻RB1和RB2應選擇適當數值，使之符合：I1I2IB 的條件。在小信號條件下，IB可近似視為0值。 忽略IB時，RB1和RB2可以對UCC進行分壓。即：電工電子技術電工電子技術首首 頁頁分壓式偏置共射放大電路的靜態分析 上述分析步

14、驟，就是分壓式偏置的共發射極電壓放大電路的估算法。顯然，基極電位VB的高低對靜態工作點的影響非常大。UBERCcbeREUCCRB2RB1I1I2IBB2B1B2CCBRRRUV)(ECCCCCERRIUUIEICUCECBII EBEBECRUVII電工電子技術電工電子技術首首 頁頁ICUCE基極電位VB的高低對靜態工作點 的影響 設置合適的靜態工作點是對放大電路的基本要求。基極電位VB選擇偏高或偏低時，Q點隨之上移或下行。設VB較高時：ibu0Q點的上移造成放點的上移造成放大過程中信號的一大過程中信號的一部分進入飽和區，部分進入飽和區，發生飽和失真，集發生飽和失真，集電極電流電極電流。放大

15、電路輸出放大電路輸出電壓同樣產生飽電壓同樣產生飽和失真。由于共和失真。由于共射電路輸入、輸射電路輸入、輸出反相，因此輸出反相，因此輸出電壓呈出電壓呈。輸入信號波形輸入信號波形iCVB值大Q點高，失真！電工電子技術電工電子技術首首 頁頁ICUCE基極電位VB設置較低時對 點的影響 VB設置的高低，取決于兩個基極偏置電阻的數值選擇，當RB1太大時， VB值就會較低，引起靜態工作點Q下行：ib輸入信號波形輸入信號波形Q點下行造成放大過程點下行造成放大過程中信號的一部分進入截中信號的一部分進入截止區，發生截止失真，止區，發生截止失真，集電極電流呈集電極電流呈。iCu0放大電路輸出電壓同樣產放大電路輸出

16、電壓同樣產生截止失真。由于共射電生截止失真。由于共射電路輸入、輸出反相，因此路輸入、輸出反相，因此輸出電壓呈現輸出電壓呈現。VB值小Q點低，失真！電工電子技術電工電子技術首首 頁頁VB的高低對放大電路的靜態工作點影響很大。溫度對Q點的影響也不能忽視。分壓式偏置的共發射極放大電路由于加設了，因此當溫度升高時，具有。設放大電路環境溫度升高，此時:EBCRVI由于電路具有對溫度變化的自調節能力，因此集電極電流通常恒定，即:溫度變化IC基本不受影響I1I2IBIEUCCRERB1RB2RCcbeUBEUCE TI IB BIC IE VE VBEIC只要基極電位和只要基極電位和射極反饋電阻不射極反饋電

17、阻不變，集電極電流變，集電極電流始終維持不變！始終維持不變！電工電子技術電工電子技術首首 頁頁 通過分析可知，交流放大電路中如果不設置靜態工作點，輸入的交流信號就無法全部通過放大電路，造成傳輸過程中信號的嚴重失真；若靜態工作點設置不合適，同樣會發生傳輸過程中的飽和失真和截止失真。 設置合適的靜態工作點顯然是放大電路保證傳輸質量的必要條件，其設置的原則是：保證正常的輸入信號不失真的輸出且保證靜態工作點的相對穩定。 分壓式偏置的共射放大電路顯然可以實現上述原則。通過選擇合適的分壓電阻RB1和RB2，可獲得一個恰當的基極電位值，以確保晶體管的發射結正偏和集電結反偏。這樣，在信號傳輸的過程中晶體管就會

18、始終工作在放大區，使放大電路正常工作。電路中的反饋電阻則起到了穩定工作點的作用，從而抑制了由于溫度變化對放大電路產生的影響。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁放大電路中為什么要放大電路中為什么要設置靜態工作點？靜設置靜態工作點？靜態工作點不穩定對放態工作點不穩定對放大電路有何影響？大電路有何影響？ 放大電路的失真包括放大電路的失真包括哪些？如何消除失真哪些？如何消除失真？兩種失真下集電極？兩種失真下集電極電流的波形和輸出電電流的波形和輸出電壓的波形有何不同？壓的波形有何不同？ 影響靜態工作點穩定的因影響靜態工作點穩定的因素有哪些？其中哪個因素影素有哪些？其中哪個因素影響最大？如何防范？響最大？

19、如何防范？ 靜態時耦合電容靜態時耦合電容C1、C2兩端有無電壓？若有，兩端有無電壓？若有，其電壓極性和大小如何其電壓極性和大小如何確定？確定？ 能否說出能否說出RE和和CE在放大電路中所在放大電路中所起的作用。起的作用。 電工電子技術電工電子技術首首 頁頁7.3 基本放大電路的動態分析 放大電路加入交流輸入信號的工作狀態稱為動態。動態時，放大電路輸入的是交流微弱小信號；電路內部各電壓、電流都是交直流共存的疊加量；放大電路輸出的則是被放大的輸入信號。求解放大電路的動態輸入電阻 、輸出電阻及電壓放大倍數等參量的過程稱為動態分析。1.共射放大電路的動態分析CERCUCCRB1RB1RCcbeRLRB

20、2TRSuSC2C1RE分壓式偏置共發射極放大電路分壓式偏置共發射極放大電路輸入信號源輸入信號源放大電路放大電路負載負載電源為電源為0時可時可視為視為“地地”電容相當于電容相當于“交流短路交流短路”RB1相當于接相當于接于基極與于基極與“地地”之間之間RC相當于接相當于接于集電極與于集電極與“地地”之間之間分壓式偏置共發射極放大電路的交流通道分壓式偏置共發射極放大電路的交流通道 由于發射極為輸入、輸出回路的公共支路，因之而稱為共發射極組態的放大電路。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁電容CE在電路中起何作用？+UCCCERERB1RB2C2RCC1Tcbe 電容CE的作用：交流通路中，射極電容

21、將反饋電阻短路，則Au不受影響。如果把射極電容去如果把射極電容去掉，對電路會產生掉，對電路會產生何影響？何影響？如果把射極電容CE去掉，交流通道反饋電阻RE仍起作用，則IE減小，rbe增大，負載不變情況下，電壓放大倍數Au降低。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁2. 微變等效電路法 微變等效電路法就是在滿足小信號條件下，將晶體管線性化，把放大電路等效為一個近似的線性電路，然后應用線性電路的求解方法求出ri、r0、Au的方法。RB1RCcbeRB2T 一般情況下，由高、低頻小功率管構成的放大電路都符合小信號條件。因此其輸入、輸出特性在小范圍內均可視為線性。ibibRB1RCRB2rbe晶體管的微

22、變等效電路。其中晶體管的微變等效電路。其中rbe是是晶體管輸入端的等效電阻，受控電晶體管輸入端的等效電阻，受控電流源相當晶體管的集電極電流。顯流源相當晶體管的集電極電流。顯然微變等效電路反映了晶體管電流然微變等效電路反映了晶體管電流的的作用。作用。晶體管交流輸入等效電阻mAmV26)1 (300EbeIr電工電子技術電工電子技術首首 頁頁RB1RCRB2rbe共射電壓放大器的微變等效電路法ibib晶體管的微變晶體管的微變等效電路等效電路iiuiu0i0=0iC基極電流基極電流集電極電流集電極電流放大電路放大電路的輸入電的輸入電壓和電流壓和電流放大電路放大電路的輸出電的輸出電壓和電流壓和電流電路

23、交流等效輸入電阻：ri=rbe/RB1/RB2由于小信號電路有RB1和RB2 rbe ，所以 ri rbe 顯然交流等效輸出電阻：r0=RC電路中電壓放大倍數：beCbebCbi0uArRriRiuu若電路接入負載，beLbeLCu/ArRrRRRL此時電路放大倍數：電工電子技術電工電子技術首首 頁頁共發射極放大電路微變等效電路法的動態分析結果為：bebeB2B1i/rrRRiurii式中負號反映了式中負號反映了輸出電壓與輸入輸出電壓與輸入電壓的反相關系電壓的反相關系顯然，放大電路帶上負載顯然，放大電路帶上負載后，其電壓放大倍數將降后，其電壓放大倍數將降低低 。負載越大，。負載越大，RL等效等

24、效電阻越小，放大倍數下降電阻越小，放大倍數下降越多。越多。 共發射極放大電路的主要任務是對輸入的小信號進行電壓放大，因此電壓放大倍數Au是衡量放大電壓性能的主要指標之一。 共射放大電路的電壓放大倍數隨負載增大而下降很多，說明這種放大電路的帶負載能力不強。 AbeCurR C0Rr / ALCLbeLuRRRrR其中，電工電子技術電工電子技術首首 頁頁微變等效電路 ibibRB1RCRB2rbeRe動態分析： ebeLuC0ebeB2B1i)1 (A ),/(/RrRRRRrRRR 顯然電路中加了交流反饋電阻Re后，電路中的電壓放大倍數進一步降低了。共射放大電路中含有交流反饋電阻的動態分析電工電

25、子技術電工電子技術首首 頁頁 輸入電阻ri的大小決定了放大電路從信號源吸取電流的大小。為減輕信號源負擔，總希望Ri大些。另外，較大的輸入電阻ri，也可降低信號源內阻RS的影響，使放大電路獲得較強的輸入電壓。在共發射極放大電路中，由于RB比rbe大得多，ri近似等于rbe，一般只有幾百歐至幾千歐，阻值比較低，即共射放大器輸入電阻不理想。 對負載而言，總希望放大電路的輸出電阻越小越好。因為放大電路輸出電阻r0越小，負載電阻RL的變化對輸出電壓的影響就越小，則放大電路的帶負載能力就越強。而共射放大電路的輸出電阻r0在通常只有幾千歐至幾十千歐，因此共射放大器的輸出電阻也不理想。 電壓放大倍數與晶體管的

26、電流放大倍數、動態輸入電阻rbe及集電極電阻RC、負載電阻RL均有關。由計算式可看出，當rbe 和RL一定時，Au與成正比。共射電壓放大器由于自身的特點，較廣泛地應用于放大電路的輸入級、中間級和輸出級。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁1、下圖中設UCC和RC為定值，當基極電流增加時，IC能否成正比地增加？最后接近何值？此時UCE=？當基極電流減小時，IC又如何變化？最后達到何值？這時的UCE約等于多少？ic(mA)uCE(V)UCEQUCCQ2Q1UCCRC80A60A40A20AIB=0。值，這時最后接近倍減小，仍能成大區范圍內在放減小時，。當，倍關系，最后接近不再具有與，左右；繼續增加此

27、時值，倍增加，最后接近飽和成內增加時，在放大區范圍當 0 0/1VCCCEBCBCECCCBCBCEBCBUUIIIURUIIIUIII電工電子技術電工電子技術首首 頁頁 說一說下圖所示各電路能否放大交流信號？為什么？C2C1RCTUCCRB2uiu0(a)C2C1RCTREUCCRB2RB1uiu0(d)C2C1RCTUCCRB1uiu0(b)C2C1RCTUCCRB2RB1uiu0(c)VB=UCC，飽和失真飽和失真VB=UBE，截止失真截止失真NPN管的電管的電路，電容極路，電容極性接反且無性接反且無反饋環節。反饋環節。PNP管的電管的電路，電源、路，電源、電容極性均電容極性均接反。接反

28、。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁V412102010CCB2B1B2BURRRV Rs us + + ui RL + uo +UCC RC C1 C2 V RB1 RB2 RE CE + + + 圖示電路，已知UCC=12V，RB1=20k，RB2=10k，RC=3k，RE=2k，RL=3k，=50。試估算靜態工作點，并求電壓放大倍數、輸入電阻和輸出電阻。（1）用估算法計算靜態工作點mA65. 127 . 04EBEQBEQRUUIICQA33mA5065. 1CQBQIIV75. 3)23(65. 112)(ECCQCCCEQRRIUU電工電子技術電工電子技術首首 頁頁k95. 01 .

29、 1/10/20/beB2B1irRRR(2)(2)用微變等效電路法計算電壓放大倍數Au及輸入、輸出電阻RB1RCRB2rbek1 . 1.65mA1mV26)501 (300ber681 . 13/350/beLCurRRAk3C0RR電工電子技術電工電子技術首首 頁頁試述放大電路輸出電試述放大電路輸出電阻的概念。為什么總阻的概念。為什么總希望放大電路的輸出希望放大電路的輸出電阻電阻r0盡量小一些呢？盡量小一些呢？ 電壓放大倍數的概念是電壓放大倍數的概念是什么什么?電壓放大倍數是電壓放大倍數是如何定義的？共發射極如何定義的？共發射極放大電路的電壓放大倍放大電路的電壓放大倍數與哪些參數有關？數

30、與哪些參數有關？ 試述放大電路輸入電阻的概試述放大電路輸入電阻的概念。為什么總是希望放大電路念。為什么總是希望放大電路的輸入電阻的輸入電阻ri盡量大一些？盡量大一些？ 何謂放大電路的動何謂放大電路的動態分析？動態分析態分析？動態分析分析步驟？你能否分析步驟？你能否說出微變等效電路說出微變等效電路法的思想？法的思想？ 電工電子技術電工電子技術首首 頁頁7.4 共集電極放大電路1. 電路的組成TRBREu0uiUCCC1RLC2 觀察左圖，可見共集電極放大電路的特點是：晶體管的集電極直接與直流電源UCC相接，負載接在發射極電阻兩端。顯然，電路的輸入極仍為基極，輸出極卻是發射極。RBREUCCIBI

31、CIE靜態分析ECCCCEBCEBBECCBEBBEBBCC )1 ()1 (RIUUIIRRUUIRIURIU，UBE電工電子技術電工電子技術首首 頁頁 顯然，集電極為輸入、輸出回路共同的交流“地”端，因此稱之為共集電極放大電路。RBREu0ui交流情況下UCC=0，相當于“地”電位C1RBC2RB相當于接在基極與“地”之間耦合電容C1、C2相當于短路微變等效電路ibibRLRBrbeREuiu0)1 ()/()1 (LbLEboRiRRiuLbbeb)1 (RiriuiLbeLou)1 ()1 (ARrRuui電工電子技術電工電子技術首首 頁頁LbeLou)1 ()1 (ARrRuui通常

32、(1+)RLrbe，故式中分子小于約等于分母，即共集電極放大電路的Au小于和約等于1。 因Au為正值，說明ui與u0相位相同；又因ui u0，說明電路中的電壓并沒有被放大。但電路中ie=(1+)ib，說明電路仍有電流放大和功率放大作用。此外， u0是由射極輸出的，因之共集電極放大電路又稱為“射極輸出器”。求電路的輸入電阻ri)1 (/LbeBRrRri求電路的輸出電阻r0be0rr 射極輸出器的Ri較大，通常可達幾十千歐至幾百千歐。 顯然，射極輸出器的r0較小，僅為幾十歐至幾百歐。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁射極輸出器的電壓放大倍數小于1約等于1，即u0跟隨ui變化。輸入電阻較高。輸出電

33、阻較低。射極輸出器電路 射極跟隨器具有較高的輸入電阻和較低的輸出電阻，這是射極跟隨器最突出的優點。射極跟隨器常用于多級放大器的第一級或最末級，也可用于中間隔離級。用作輸入級時，其高輸入電阻可以減輕信號源的負擔，提高放大器的輸入電壓。用作輸出級時，其低輸出電阻可以減小負載變化對輸出電壓的影響，并易于與低阻負載相匹配，向負載傳送盡可能大的功率。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁射極輸出器與共發射極輸出器與共發射極放大器相比，有何射極放大器相比，有何特點？特點？ 射極輸出器的發射極電阻射極輸出器的發射極電阻RE能能否像共發射極放大器一樣并聯否像共發射極放大器一樣并聯一個旁路電容一個旁路電容CE來提高

34、電路的來提高電路的電壓放大倍數？為什么？電壓放大倍數？為什么？電工電子技術電工電子技術首首 頁頁7.5 功率放大器和差動放大電路簡介1. 功率放大器的分類 功率放大電路與電壓放大電路沒有本質上的區別。它們都是利用放大器件的控制作用，把直流電源的能量轉化為按輸入信號規律變化的交變能量輸出送給負載。所不同的是：電壓放大電路的主要任務是不失真地放大信號電壓；功率放大電路的主要任務則是使負載得到盡可能不失真的信號功率。功放電路中的晶體管稱為功率放大管，簡稱“功放管”。廣泛用于各種電子設備、音響設備、通信及自控系統中。(1)功率放大器按工作狀態一般可分為：甲類放大器：這種功放的工作原理是輸出器件晶體管始

35、終工作在傳輸特性曲線的線性部分，在輸入信號的整個周期內輸出器件始終有電流連續流動，這種功放失真小，但效率低，約為50%，功率損耗大，一般應用在家庭的高檔機較多。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁乙類放大器：兩只晶體管交替工作，每只晶體管在信號的半個周期內導通，另半個周期內截止。該類功放效率較高，約為78%，但缺點是容易產生交越失真。甲乙類放大器：兼有甲類放大器音質好和乙類放大器效率高的優點，被廣泛應用于家庭、專業、汽車音響系統中。(2)按放大器功能一般可分為：前級功放：主要作用是對信號源傳輸過來的節目信號進行必要的處理和電壓放大后，再輸出到后級放大器。后級功放：對前級放大器送出的信號進行不失真

36、放大，以強勁的功率驅動揚聲器系統。除放大電路外，還設計有各種保護電路，如短路保護、過壓保護、過熱保護、過流保護等。前級功放和后級功放一般只在高檔機或專業的場合采用。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁合并式放大器：將前級放大器和后級放大器合并為一臺功放，兼有前二者的功能，通常所說的放大器都是合并式的，應用范圍較廣。2. 功率放大器的特點及技術指標(1)功率放大器的特點由于功放電路的主要任務是向負載提供一定的功率，因而輸出電壓和電流的幅度足夠大；由于要求輸出信號幅度大，通常使三極管工作在極限應用狀態，即三極管工作在接近飽和區與截止區的工作狀態，因此輸出信號存在一定程度的失真。功率放大電路在輸出功率

37、的同時，三極管消耗的能量也較大，因此三極管的管耗不能忽視。功率放大電路工作在大信號運用狀態，因此只能采用圖解法進近估算。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁(2)功率放大器的技術要求 由于功放的上述特點，因此實用中對功率放大器有一定的技術要求。（1）效率盡可能高 （2）具有足夠大的輸出功率（3）非線性失真盡可能小 （4）散熱條件要好 功放通常工作在大信號情況下，所以輸出功率和功耗都較大，效率問題突顯。我們期望在允許的失真范圍內盡量減小損耗。 為獲得最大的功率輸出，要求功放管工作在接近“極限運用”狀態。選用時應考慮管子的三個極限參數ICM、PCM和U(BR)CEO。 處于大信號工況下的管子不可避免

38、地存在非線性失真。但應考慮在獲得盡可能大的功率輸出下將失真限制在允許范圍內。 功放管工作在“極限運用”狀態，因而造成相當大的結溫和管殼溫升。散熱問題應充分重視，應采取措施使功放管有效地散熱。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁3. 功放電路中的交越失真 左圖電路采用了兩個導電特性相反的管子，其中T1和T2分別為NPN型管和PNP型管。電路工作時，一個管子在信號的正半周導通，另一管子在信的負半周導通，兩個管子在信號周期內交替工作，各自產生半個周期的信號波形，在負載上合成一個完整的信號波形，這種功放電路稱作乙類功率放大電路。T1RLu0VCCiLT2iC1VCCiC2ui交越失真：兩個管子在信號周期

39、內交替工作，由于管子總是存在著死區電壓，因此在信號零點附近不會產生基極電流，造成傳輸信號波形的嚴重失真，由于這種失真產生在過零值處，所以稱為交越失真。 觀察電路，可看出此電路沒有基極偏置，所以uBE1=uBE2=ui。當ui=0時， T1管和T2管均處于截止狀態。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁功放電路中交越失真說明及消除方法 ui/V t00.6-0.6 u0/V t00.6-0.6過零處的過零處的交交越越失真失真 此電路是能消除交越失真的甲乙類互補對稱的功放電路。 只要R1、R2數值適當，當ui =0時，可使IC3 、VB2和VB1達到所需達到所需大小，為T1和T2發射結提供適當電壓，以

40、消除過零處的交越失真。D2D1RCREC1T1RLVCCT2u0C2T3R1R2CEui電工電子技術電工電子技術首首 頁頁4. 差動放大電路(1)零漂現象 直接耦合的多級放大電路，當輸入信號為零時，輸出信號電壓并不為零，而且這個不為零的電壓會隨時間作緩慢的、無規則持續變動，這種現象稱為零點漂移，簡稱零漂。差動放大電路就是一種對零漂有很強抑制作用的放大電路。(2)差動放大電路 RC1RC2VCCu0ReVEEui2ui1u02u01T1T2 差動放大電路由兩個對稱的共射基本放大電路組成。其中T1、T2是兩個特性完全相同的晶體管，兩管基極信號電壓ui1、ui2大小相等、相位相反。 差動放大電路這種

41、雙端輸入方式稱為差模輸入方式，所加信號稱為差模信號，差模信號是放大電路中需要傳輸和放大的有用信號，用uid表示，數值上等于兩管輸入信號的差值：uid=ui1 ui2電工電子技術電工電子技術首首 頁頁RC1RC2VCCu0ReVEEui2ui1u02u01T1T2 溫度變化、電源電壓波動等引起的零漂電壓，折合到放大電路輸入端，相當于在放大電路輸入端加了“共模信號”，外界電磁干擾對放大電路的影響也相當于在輸入端加上了“共模信號”。可見，所謂的共模信號對放大電路是一種干擾信號。因此，放大電路對共模信號不僅不應放大，反而應當具有較強的抑制能力。 溫度發生變化時，差動放大電路輸入端相當于加了一個共模信號

42、，此時兩管對共模信號產生的電流，其變化規律相同，兩管集電極電壓漂移量也完全相同，從而使雙端輸出電壓始終為零。也就是說，依靠電路的完全對稱性，使兩管的零漂在輸出端相抵消。因此，零點漂移被抑制。電工電子技術電工電子技術首首 頁頁RC1RC2VCCu0ReVEEui2ui1u02u01T1T2 差動放大電路的公共發射極電阻Re是保證靜態工作點穩定的關鍵元件。當溫度T兩管的發射極電流IE1和IE2、集電極電流IC1和IC2均增大由于兩管基極電位VB1和VB2均保持不變兩管的發射極電位VE升高引起兩管的發射結電壓UBE1和UBE2降低兩管的基極電流IB1和IB2隨之減小IC2下降。此過程類似分壓式偏置的共射放大電路中RE的作用。雙端輸出情況下，差動放大電路兩管的輸出穩定在靜態值，從而有效地抑制了零點漂移。Re數值越大，抑制零漂的作用越強。即使電路處于單端輸出方式，電路仍有較強的抑制零漂能力。由于Re上流過兩倍的集電極變化電流，其穩定能力比射極偏置電路更強。此外，采用雙電源供電，可以使UB1UB20，從而使電路可適應正、負兩種極性的輸入信號，擴大了應用范圍。電工電子技