《电子电路基础》第2章-双极型晶体管及其放大电路.ppt

第二章：双极型晶体管及其放大电路,北京邮电大学电信院电路与系统中心,内容提要,内容提要,双极型晶体管的结构、工作原理、特性曲线和主要参数,双极型模拟集成电路中常用的基本单元电路的组成、工作原理、性能指标和分析计算方法：,三种基本组态放大电路,电流源电路,差放电路,功率放大电路,多级放大电路,概述,第一节：双极型晶体管,双极型晶体三极管，简称晶体管，常称三极管，具有三个电极,称为双极型的原因：参与导电的有空穴和电子两种载流子,由于由两个PN结构成，所以被称为双极型结型晶体管,特点：具有对信号进行放大的作用,从结构来看，可以分为NPN与PNP两种类型，其工作原理类似,分类：按材料，按频率，按功率,三极管示意图,第一节：双极型晶体管,NPN型三极管的结构,薄,高掺杂浓度,与基区的较大接触面积,第一节：双极型晶体管,PNP型三极管的结构,第一节：双极型晶体管,PNP型晶体管各极的电压极性和电流方向与前者相反,疑问,从组成结构上来看，三极管由两个背靠背的PN结构成,那么，能否反过来用两个PN结或者二极管构成三极管？,第一节：双极型晶体管,晶体管的四种工作状态及其应用场合,倒置,饱和,放大,截止,放大电路中，主要应用放大工作状态,脉冲和数字电路中，主要应用饱和及截止工作状态,第一节：双极型晶体管,晶体管放大状态下的载流子运动(一),发射极和集电极电流主要为电子电流，基区电流主要是空穴电流。两种载流子都起作用，故称为“双极型”晶体管,第一节：双极型晶体管,1.发射过程,2.复合和扩散过程,3.收集过程,晶体管放大状态下的载流子运动(二),发射过程,复合和扩散过程,收集过程,第一节：双极型晶体管,晶体管放大状态下的载流子运动(三),第一节：双极型晶体管,总结：,晶体管内部构造特点的影响,晶体管三个区的作用,晶体管的正向控制作用是通过载流子的运动过程而实现的：发射结正偏电压控制(和)，(其中)通过注入、扩散、收集而转化为，这种转化几乎不受集电结反偏电压的影响。正是这种正向控制作用使晶体管具有了放大作用,举例：三极管结电压变化对电流的影响,晶体管的三种连接方式示意图,晶体管内部载流子的分布和运动过程以及各极电流不随晶体管的组态变化而变化，但不同组态对电流传输关系和放大特性有影响,第一节：双极型晶体管,共基电流传输关系,公共端,：共基极直流电流放大系数,：共基极直流电流传输方程,通常,只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，而与外加电压无关，一般取值为0.95-0.99,第一节：双极型晶体管,共射电流传输关系,公共端,：穿透电流,：共发射极直流电流放大系数，一般为几十几百,忽略 后，,第一节：双极型晶体管,共集电流传输关系,公共端,：共集电极电流传输方程,无论哪种连接方式，输入电流对输出电流皆有控制作用，这是能够实现信号放大的机理,第一节：双极型晶体管,三极管的各极电流关系,反向饱和电流：,共基直流电流放大系数：,共射直流电流放大系数：,穿透电流：,第一节：双极型晶体管,三极管各极电流关系示例,三极管的电流放大作用,第一节：双极型晶体管,晶体管的特性曲线,静态特性曲线：指各极电压与电流之间的关系曲线。是晶体管内部载流子运动的外部表现，故也称外部特性,对于不同的组态(共集、共基、共射)来说，均可以有：,用于描述输入电压与电流关系的输入特性曲线(族),用于描述输出电压与电流关系的输出特性曲线(族),第一节：双极型晶体管,特性曲线具有一定的离散性,共发射极的输入特性曲线-定义,当维持 恒定(作为参变量)时，基极电流(输入电流)随(输入电压)的变化曲线称为共发射极输入特性曲线,当 取不同的值时，可以画出一族输入特性曲线,第一节：双极型晶体管,共发射极输入特性曲线-理想状态,集电结进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减小。特性曲线右移,输入电路相当于两个并联的PN结,第一节：双极型晶体管,共发射极输入特性曲线-实际输入特性,产生区别的原因在于基区调宽效应,第一节：双极型晶体管,关于发射结的反向击穿,共发射极输出特性曲线-定义,以输入电压 或电流 为参变量，集电极电流(输出电流)随(输出电压)的变化曲线为共发射极输出特性曲线,以输入电压为参变量时：,以输入电流为参变量时：,第一节：双极型晶体管,共发射极输出特性曲线-以输入电流为参变量,放大状态时,截止状态时,饱和状态时,第一节：双极型晶体管,共发射极输出特性曲线-实际输出特性曲线,考虑到基区宽度调制效应和集电结反向击穿效应,输出特性斜率的倒数为晶体管的输出电阻：,第一节：双极型晶体管,特性曲线的其它问题,第一节：双极型晶体管,关于 和 的关系,关于晶体管的反向应用,温度对晶体管特性的影响,与二极管的伏安特性曲线类似，如果保持输入电流不变，当温度升高时，晶体管的输入特性曲线左移。,与二极管伏安特性曲线类似，温度升高时，反向饱和电流和反向穿透电流亦升高。,温度升高时，值增大,第一节：双极型晶体管,晶体管的参数-电流放大系数,共发射极直流电流放大系数,共基极直流电流放大系数,共发射极交流(短路)电流放大系数,手册中常用 表示,随工作点电流 而变化的规律与 相仿,共基极交流电流放大系数,第一节：双极型晶体管,晶体管的参数-极间反向电流,第一节：双极型晶体管,反向饱和电流,发射极开路时集电结的反向饱和电流,反向饱和电流,集电极开路时发射结的反向饱和电流,穿透电流,基极开路时集电极和发射极之间的穿透电流,晶体管的参数-极限参数,集电极最大允许电流，为 下降至最高值的2/3时所对应的集电极电流,反向击穿电压、,集电极最大允许耗散功率,晶体管的安全工作范围由以上三者共同决定,第一节：双极型晶体管,晶体管的参数-高频参数,第一节：双极型晶体管,截止频率 和 截止频率,使 和 下降为 和 时的频率 和 称为晶体管的共基截止频率和共射截止频率,特征频率,硅管与锗管的比较,第一节：双极型晶体管,请自行阅读课本,集成电路中元、器件的特点,单个元件的参数精度不高，且受温度影响较大，但参数对称性及温度对称性较好。批量间差异较大,集成电路工艺制造出的电阻阻值受限，应尽量避免使用高阻值电阻。常使用有源器件代替电阻，特别是大电阻,不适于制造几十皮法以上的电容，电路中应尽量避免采用或少用电容,无电感元件,第一节：双极型晶体管,寄生参量影响严重,放大电路的基本概念,第二节：放大电路的基本知识,放大电路的作用：将微弱输入信号不失真地增强(放大到需要的数值),放大的本质：实现能量的控制,放大的对象：对变化量进行放大,基本共发射极放大电路的原理：静态,第二节：放大电路的基本知识,直流工作点的设置,设置静态工作点的电路称为放大电路的偏置电路,设置合适的直流工作点是保证晶体管始终工作于放大区实现信号不失真放大的必要条件,基本共发射极放大电路的原理：动态,第二节：放大电路的基本知识,直流Q点是基础，交流放大是目的,放大电路的组成原则,提供大小和极性都合适的直流电源，为电路设置合适的直流Q点，使晶体管工作于放大区，同时作为电路的能源,交流待放大输入信号能够顺利地加至放大电路的输入端,被放大的交流输出信号能够顺利地送至负载，以实现信号的放大,注意：输入信号必须加在发射结上,第二节：放大电路的基本知识,放大电路的主要技术指标：综述,使用正弦信号来测试的原因,在正弦稳态分析中，使用复数来表示信号电压、电流,第二节：放大电路的基本知识,图中各信号的含义,输入阻抗和输出阻抗,放大电路工作在中频区时可视为纯阻网络,输入阻抗,输出阻抗,是衡量放大电路带负载能力的一项指标,输入电阻,第二节：放大电路的基本知识,以上所指为线性运用下的交流电阻,增益,增益，又称放大倍数，用来衡量放大电路对信号的放大能力：,电压增益,源电压增益,电流增益,源电流增益,功率增益,注意各种分贝(dB)的概念，如,以及、等,第二节：放大电路的基本知识,通频带,幅频特性,相频特性,中频区、低频区、高频区,上下截止频率及带宽,第二节：放大电路的基本知识,非线性失真及最大输出幅度,非线性失真的基本特征：输出信号中产生了输入信号中所没有的新的频率分量,在负载阻抗对各次谐波都相同时，非线性失真系数为：,最大输出幅度：非线性失真系数达到某一规定值(例如5%或10%)时的输出幅值，用 或 表示,第二节：放大电路的基本知识,最大输出功率与效率,最大输出功率：在输出信号非线性失真系数符合规定的情况下放大电路输出的最大信号功率,放大电路的效率：最大输出功率 与直流电源消耗的功率 之比,第二节：放大电路的基本知识,基本共射放大电路的工作原理,第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,的作用,当 时可做静态分析，求出静态工作点,当 时有,注意晶体管各极电流电压的方向始终保持不变，只有大小的变化,放大电路的直流通路与交流通路,第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,“先静态，后动态”的原则：,静态分析：讨论直流状态，求解工作点。是动态分析的基础,由于电容、电感等电抗元件的存在，直流量所流经的通路与交流信号所流经的通路是不完全相同的：,动态分析：讨论交流状态，求解各种指标,直流通路：电容开路，电感短路；信号源的信号为零，但保留内阻,交流通路(中频区)：电容短路，电感开路；直流电源视为短路,放大电路的分析方法,第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,放大电路的特性曲线非线性特性？,图解法,等效电路法,计算机仿真,示例电路简介,第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,VCC：简化画法,C1、C2：隔直电容，又称耦合电容,阻容耦合单管共射放大电路,注意电容的极性,图解法：静态工作点分析(一),第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,X,X,直流通路？,图解法：静态工作点分析(二),第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,图解法：动态图解分析(一),第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,电容交流短路,电感交流开路,电压源交流短路,图解法：动态图解分析(二),第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,图解法：动态图解分析(三),第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,交流负载线必通过Q点,图解法：交直流负载线的区别,第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,直流负载线表示直流电压、电流的关系，只能用来确定直流工作点,交流负载线表示交流电压、电流的关系，是动态时工作点移动的轨迹。动态分析时应使用交流负载线,图解法：工作点的选择及动态范围,第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,动态范围：在不出现饱和和截止失真这两种非线性失真的情况下，放大电路能够输出的最大信号的幅度。详细计算方法参见课本,饱和失真,截止失真,请自行思考在这两种失真情况下，基极电流的波形如何,图解法的特点,第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,图解法的优点：可以直观形象地研究放大电路的直流工作点及波形失真、动态范围等问题，特别适用在输入信号幅度较大(大信号工作)的情况下,图解法的限制：,不适用于分析频率较高时的电路工作情况,不能分析电路的输入输出电阻,在放大电路带有负反馈时也很难用图解法分析,等效电路法的基本思路及简化直流模型,第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,一种解析分析法。将晶体管用合适的模型代替，与其它元件一起组成线性电路，用解电路的方法进行分析计算,将左图中的晶体管用简化直流模型代替即可计算直流工作点,注意所有等效电路中电流电压的方向,晶体管混合 模型的导出,第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,：基区体电阻,：跨导,晶体管混合 模型的简化使用,第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,低频时,高频时,注意适用的频率范围,混合 模型参数的计算及特点,第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,：基区体电阻，一般在器件手册中给出,用混合 模型分析放大电路的动态性能指标(一),第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,常用步骤：,确定放大电路的静态工作点,求出 点处的混合 模型参数，如 和,画出放大电路的交流通路，将电路中的晶体管用相应模型代替，即得到小信号交流等效电路,求解放大电路的各种性能指标,用混合 模型分析放大电路的动态性能指标(二),第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,用混合 模型分析放大电路的动态性能指标(三),第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,思考：如何提高电压放大倍数,用混合 模型分析放大电路的动态性能指标(四),第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,图解法与等效电路法的对比,第三节：基本共射放大电路的工作原理及分析方法,图解法,优点,直观、形象,可分析大信号,缺点,对特性曲线的要求,作图过程麻烦，误差大,无法求解复杂电路,无法求解高频特性,无需作图，简单方便,可计算许多小信号参数,不能分析大信号特性,微变等效电路法,可分析复杂电路,稳定静态工作点的意义,第四节：放大电路的静态工作点稳定问题,静态工作点在电路中的影响：失真、增益、输入输出电阻、动态范围等,固定偏流电路：容易受到环境温度变化或晶体管更换的影响,温度变化对三极管特性的影响：,温度升高时，减小,温度升高时，增大,温度升高时，增大,温度上升将导致集电极电流增大，反之则集电极电流降低，从而在原有正常工作的工作点也可能无法正常工作,分压式电流负反馈偏置电路分析(一),第四节：放大电路的静态工作点稳定问题,分压式电流负反馈偏置电路分析(二),第四节：放大电路的静态工作点稳定问题,输出电阻可用外加电压法求,分压式电流负反馈偏置电路分析(三),第四节：放大电路的静态工作点稳定问题,负反馈的定义及其作用,接入负反馈电阻后的影响及消除方法,请自行计算接入发射极旁路电容后的参数,共集放大电路的原理电路及交流通路,第五节：晶体管单管放大电路的三种基本组态,共集(CC)放大电路又称为射极输出器,静态分析方法,放大电路组态判别方法的复习,共集放大电路的交流分析(一),第五节：晶体管单管放大电路的三种基本组态,同相放大,电压放大倍数小于且接近1，射极跟随器,电流放大倍数较高,共集放大电路的交流分析(二),第五节：晶体管单管放大电路的三种基本组态,输入电阻远高于共发射极放大电路,很小的输出电阻，带负载能力强,共集放大电路的特点及主要应用,第五节：晶体管单管放大电路的三种基本组态,共集放大电路的特点：,输入电阻高、输出电阻低、有电流驱动能力,共集放大电路的应用：,作为多级放大电路的输入级,作为级联放大电路间的缓冲(隔离)级,作为多级放大电路的输出级,共基放大电路的原理电路及交流通路,第五节：晶体管单管放大电路的三种基本组态,CB放大电路,静态分析,注意全电路时的表示形式,共基放大电路的动态分析,第五节：晶体管单管放大电路的三种基本组态,同相放大,输入电阻很低,忽略 后，,晶体管三种基本组态的比较,第五节：晶体管单管放大电路的三种基本组态,共射,不好,高频特性,共集,好,共基,好,主要用途,输出与输出电压相位,特点,反相,同相,同相,电压、电流都放大,只放大电流,只放大电压,输入输出电阻适中,功率增益最大，运用最广泛,输入级、输出级和缓冲级,用于高频电路,对电流源的主要要求,第六节：电流源电路及其应用,能够输出符合要求的直流电流,输出电阻尽可能大,对温度的灵敏度低,受电源电压等因素的影响要小,构成恒流电路的基本方法是利用三极管的集电极电压对电流的影响小，再加电流负反馈提高器件输出电流的恒定性。在必要时，还采用特殊电路进行稳定补偿,单管电流源及其伏安特性,第六节：电流源电路及其应用,为保证电流源具有恒流特性，T管必须工作于放大区，即,可以看出直流电阻小，交流电阻大是电流源的突出特点,基本镜像电流源-原理,第六节：电流源电路及其应用,：输出管，,：参考支路，提供,设 参数对称且两管距离非常近,忽略晶体管 对 的影响,基本镜像电流源的特点及不足之处,第六节：电流源电路及其应用,做不到很小，因为在集成电路中难以制作高阻值电阻,受 的影响大,输出电阻 不够大,与 的镜像精度决定于晶体管的,此外，还需要考虑到 对 的影响,不足之处：,温度补偿过程简介,优点：简单，元件少,对基本镜像电流源的改进,第六节：电流源电路及其应用,增加缓冲管T3的目的,具有更好的恒流和温度特性,威尔逊电流源,第六节：电流源电路及其应用,T3为放大管，且三管 值一样,利用负反馈原理构成，具有良好的温度特性及很高的输出电阻,负反馈的过程,威尔逊电流源的优点及存在的缺点,比例电流源,第六节：电流源电路及其应用,需要注意的是，在基本镜像电流源中，若T1、T2两管参数不同也可构成比例电流源,微电流源,第六节：电流源电路及其应用,用小电阻即可获得微电流,的负反馈作用所带来的好处,受 的影响很小,特点：,多路电流源,第六节：电流源电路及其应用,另一种方法为使用多集电极晶体管,电流源的应用-作直流偏置电路,第六节：电流源电路及其应用,T1、T2为镜像电流源,电流源的应用-作有源负载,第六节：电流源电路及其应用,以电流源取代电阻作放大电路的负载，称为有源负载,利用电流源直流电阻小、交流电阻大的特性，可在不提高电源电压的条件下获得较高的电压增益和较宽的动态范围,T1为放大管,T2、T3为镜像电流源，作为负载使用,差分放大电路的组成(一),第七节：差分放大电路,两种输入(输出)方式及其四种组合,静态分析：,差分放大电路的组成(二),第七节：差分放大电路,差模输入信号,共模输入信号,将信号分开的意义,差分放大电路的直流传输特性(一),第七节：差分放大电路,差分放大电路的直流传输特性(二),第七节：差分放大电路,静态时,差模放大作用,共模信号的抑制,差放的线性区,差放的限幅区,差分放大电路的直流传输特性(三),第七节：差分放大电路,放大差模信号(有用信号)，抑制共模信号(有害信号)是差放的基本特性,对差放两管基极作用相同的信号都是共模输入信号，常见的有：,干扰信号,零点(工作点)的漂移,时,差分放大电路的大信号工作状态,第七节：差分放大电路,最大差模输入电压 受截止管发射结反向击穿电压 的限制,最大共模输入电压 也将受到不能使三极管进入至饱和区的限制,差放线性区扩展的方法,注意加入 后的影响,差分放大电路的小信号放大-综述,第七节：差分放大电路,在交流小信号条件下，差放可近似为线性放大电路，因此可应用叠加定理分差模输入和共模输入两种情况分别进行分析,设 为差模电压增益,设 为共模电压增益,要尽量减小共模输出的影响,差模交流通路-双端输入双端输出,第七节：差分放大电路,两管公共射极电位不变，对差模输入相当于接地。RL的中点交流接地,差模交流通路-双端输入单端输出,第七节：差分放大电路,忽略基区宽度调制效应后,双端输入差模交流指标的计算(一),第七节：差分放大电路,双端输入差模交流指标的计算(二),第七节：差分放大电路,单端输入时的差模交流指标计算,第七节：差分放大电路,时为单端输入方式,此时，等效于T1的基极作用有，T2的基极作用有，这也是差模输入方式。因此可以同样使用双端输入方式的计算方法及公式,差模交流指标计算：结论,第七节：差分放大电路,单、双端输出时的电压放大倍数,单、双端输出时的输出电阻,单端输出时的不同输出端选择可使输出电压与输入电压同相或反相,单端输入时，由于引入了很强的共模负反馈，两个三极管基本上仍工作在差分状态,单、双端输入时的差模输入电阻,共模交流通路-双端输出,第七节：差分放大电路,发射极负反馈电阻的等效,RL的等效,电压增益为零,共模交流通路-单端输出,第七节：差分放大电路,共模交流指标的计算(一),第七节：差分放大电路,若电路及晶体管参数理想对称，双端输出的,共模交流指标的计算(二),第七节：差分放大电路,若 值很大，晶体管的 均不能忽略，则,双端输出时：,单端输出时：,共模抑制比,第七节：差分放大电路,对于理想对称的差放，双端输出时，有：,单端输出时，有：,例：某双端输入、单端输出差动电路的差模电压放大倍数为150。当两个输入端并接且 时，。求该电路的共模抑制比,有源负载差分放大电路,第七节：差分放大电路,静态分析,动态分析,虽然电路为单端输出，输出端获得的信号电流是单管信号电流的两倍。该电路差模电压增益与双端输出时一样,设各管的 足够大,差分放大电路的大信号工作状态,第七节：差分放大电路,最大差模输入电压 受截止管发射结反向击穿电压 的限制,最大共模输入电压 也将受到不能使三极管进入至饱和区的限制,差放线性区扩展的方法,注意加入 后的影响,非理想对称差放电路的共模抑制特性,第七节：差分放大电路,请自行阅读课本,差放的输入失调电压及其温漂(一),第七节：差分放大电路,理想对称的差放，当输入信号为零时双端输出电压也为零，称为零输入-零输出。但在实际电路中，晶体管的参数和电阻值不可能完全匹配，零输入时双端输出并不为零，这种现象称为差放的失调。其输出电压称为输出失调电压，且温度变化时它会随之漂移,差放的输入失调电压及其温漂(二),第七节：差分放大电路,输入失调电压,主要是由差分放大管发射结正向压降 及集电极电阻 的失配造成,差放的输入失调电压及其温漂(三),第七节：差分放大电路,失调电压的温漂由以下三项组成：,失配产生的温漂,差动管 不匹配产生的温漂,电阻 温度系数不同产生的温漂,差放的输入失调电流及其温漂(一),第七节：差分放大电路,若差放的两管基极接有较大的电阻(也包括信号源内阻)，其基极电流不等 使两管基极电位不等，则在两输入端之间产生差模输入电压。当该电压比 大得多时，输出失调电压则主要由它决定。这说明忽略 的贡献之后，如果用一个恒流源加至运放的输入端作补偿，可使输出失调电压为零，这个补偿电流就是输入失调电流，用 表示,差放的输入失调电流及其温漂(二),第七节：差分放大电路,差放的输入失调电流及其温漂(三),第七节：差分放大电路,进一步推导可得：,可通过加大 值和减小基极偏置电流来减小,差放的输入失调电流及其温漂(四),第七节：差分放大电路,降低差放的基极偏置电流是减小输入失调电流并降低其温漂的有效办法,的温漂实际上是由于两管 及其的温度系数 不同造成的,减小 影响的方法,差放的输入失调电流及其温漂(五),第七节：差分放大电路,注意：通过调零电路可以使输出失调电压为零，但是这种调零不能跟踪温度的变化，因而也就不能消除失调的温漂,射极调零,集电极调零,综述,第八节：功率放大电路,功率放大电路：能够向负载提供足够信号功率的放大电路，简称功放,小信号放大电路与功率放大电路的比较：,从能量控制和转换的角度看，这些电路在本质上没有根本区别,功放追求的是在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率,功放通常工作在大信号状态，故其组成和分析方法以及元器件的选择都有着特殊性,功放的主要特点,第八节：功率放大电路,对功放的要求是：在保证功率管安全工作的条件下和失真允许的范围内，输出尽量大的功率；同时还要减小功率管的损耗以提高其效率：,输出功率要尽可能大，故功率管往往在接近极限运用状态下工作,效率要高,非线性失真要小。输出功率和非线性失真是一对主要矛盾,要考虑功率管的保护和散热问题,在分析方法上，通常采用图解法,功率放大电路的分类,第八节：功率放大电路,甲类放大的定义与导通角的概念,甲类放大的效率最高为50%,提高放大效率的思路,甲乙类、乙类、丙类放大电路,不同电路的非线性失真,乙类互补功率放大电路的电路组成(一),第八节：功率放大电路,NPN管与PNP管特性对称,输入与输出信号的连接,采用正、负电源供电,静态分析：,动态分析，忽略管子发射结阈值电压：,正半周时T1导通T2截止；反之。,设输入为正弦波,乙类互补功率放大电路的电路组成(二),第八节：功率放大电路,实际上是两个轮流工作的互补共集电路的组合,导通角：,乙类工作状态,乙类互补功率放大电路的主要参数(一),第八节：功率放大电路,输出电压的正向动态范围：,输出电压的负向动态范围：,乙类互补功率放大电路的主要参数(二),第八节：功率放大电路,输出功率：,设输出电压幅度为,效率：,电源供给的功率：,乙类互补功率放大电路功率管参数选择,第八节：功率放大电路,最大管耗：,注意当 时管耗最大，而不是说 最大或者 最大时管耗最大。为了安全，要求,乙类互补功率放大电路中的交越失真,第八节：功率放大电路,为了消除交越失真，可以给两管安排合适的工作点，使得晶体管的导通时间略大于半个周期，导通角介于90-180度之间，称为甲乙类工作状态,甲乙类互补对称电路的工作原理,第八节：功率放大电路,甲乙类互补输出级的偏置电路除了为电路设置合适的静态工作点外，应能保证两管基极激励信号幅度基本相等，使输出电压的正、负峰值对称,甲乙类互补对称电路的直流偏置电路(一),第八节：功率放大电路,推动级(激励级),T3的有源负载,交流时的分析,甲乙类互补对称电路的直流偏置电路(二),第八节：功率放大电路,T4、R1、R2组成的“恒压源”为偏置电路，又称为VBE倍增电路,甲乙类互补对称电路的参数计算方法,第八节：功率放大电路,对于甲乙类互补输出级，由于静态工作点很低，很小，比信号电流幅度小得多，所以定量计算时，为了简单，可忽略静态电流的影响，按乙类工作状态进行计算,单电源供电的互补功率放大电路原理,第八节：功率放大电路,OCL(Output Capacitorless)电路的含义,单电源供电及OTL(Output Transformerless)电路的含义,调节 使输出端电位,耦合电容 的作用,电路的分析与计算方法,带自举的单电源互补对称电路,第八节：功率放大电路,复合管的原理,第八节：功率放大电路,可用两或三个晶体管按一定原则级联起来构成复合管,在由两个晶体管组成复合管时，若两个相同导电型的器件复合，仍为原导电型；两个不同导电型器件进行复合连接后，其导电型取决于驱动管。这种复合管也被称为达林顿管,复合管的组成原则,第八节：功率放大电路,在正确的外加电压下每只管子的各极电流均有合适的通路，且均工作在放大区,为了实现电流放大，应将驱动管的集电极或发射极电流作为输出管的基极电流,复合管的参数分析,第八节：功率放大电路,注意不同类型复合管电流放大倍数与输入电阻的异同之处,复合管组成的准互补输出电路,第八节：功率放大电路,T5、R1、R2组成直流偏置,T6为前置放大级，I0为其集电极有源负载,T1、T2同类型，T3、T4互补,R3、R4提供泄放通路以提高电路的温度稳定性,功率管的安全工作问题,第八节：功率放大电路,请自行阅读课本,多级放大电路的耦合方式简介,第九节：多级放大电路,耦合方式，即多级放大电路各级之间的连接方式,对各种耦合方式的公共要求：,保证各级都有合适的直流工作点,保证前级的输出信号能够顺利地传送到后级的输入端,常用耦合方式及其特点：,阻容耦合,变压器耦合,直接耦合,采取措施解决零点漂移,直接耦合放大电路中的级间直流电位匹配问题,第九节：多级放大电路,直接耦合电路中，前级的静态输出电压便是后级输入的偏置电压,提升后级电位的方法,降低交流电压放大倍数,二极管交直流电阻不等,直接耦合放大电路中的级间直流电位匹配问题,第九节：多级放大电路,对直流电平移动的主要要求：,按需要值移动直流电平,信号的损失要尽可能的小,抬升了后级的各级电压,可使用直流电平移动电路,R值不宜过大,电路简单，应用较多,直接耦合放大电路中的零点漂移问题,第九节：多级放大电路,零点漂移：将直接耦合放大电路的输入端对地短路，输出电压也被调整至零后，输出电压将离开零点，随时间缓慢地发生不规则的变化,产生原因：放大器件的参数受温度影响而发生波动，导致放大电路的静态工作点不稳定；放大级之间采用直接耦合方式，使静态工作点的变化逐级传递和放大,控制第一级的漂移最为重要：差放电路,多级放大电路静态工作点的确定(一),第九节：多级放大电路,从不同的角度来考虑时，各级的静态工作点有着不同的侧重点：,从减小噪声的角度来看,从提高放大电路增益的角度来看,从减小直流功耗来看,多级放大电路静态工作点的确定(二),第九节：多级放大电路,由于直接耦合放大电路中前、后级之间存在直流通路，因此它们的静态工作点互相有影响，而不能各级独立计算,在分析具体的电路时，为了简化计算过程，常常先找出最容易确定的环节，然后再计算其它各处的静态电位和电流。有时还要解联立方程,多级放大电路的增益计算,第九节：多级放大电路,常采用分级计算的方法。但在进行单级计算时必须考虑级间相互影响,还可以采用前级负载开路时的开路电压增益*后级的源电压增益，并依次类推,多级放大电路的输入输出电阻计算,第九节：多级放大电路,多级放大电路的输入电阻就是其第一级的输入电阻,多级放大电路的输出电阻就是其最后一级的输出电阻,但应注意共集放大电路作为第一级或最后一级时对输入输出电阻计算方法的影响,多级放大电路的频率特性,第九节：多级放大电路,多级放大电路的通频带一定比其任何一级都窄，且级数越多通频带越窄,共射-共基两级放大电路,第九节：多级放大电路,又称为串接放大电路,具有较大的输入与输出电阻。放大倍数与单极共射电路相同,设两管参数相同,高频响应特性好，频带宽。原因,差放中的共射-共基两级放大电路,第九节：多级放大电路,T1、T2为共射组态,T3、T4为共基组态,T5、T6及 组成共模自举电路，将T1、T2管的 钳在0.7V左右，使其的,提高共模抑制比,减小反向漏电流对差放的影响,保护作用,