第 15 章 基本放大电路教学重点：1放大电路的组成及基本原理；2放大电路的性能指标；3放大电路的静态工作点及其设置；4放大电路的两种分析方法；5放大电路的三种组态及特点；6放大电路的耦合方式。教学难点：1放大电路的基本工作原理；2放大电路的动态变化范围确定；3放大电路的微变等效电路分析；4场效应管放大电路的分析。15-1 共发射极放大电路的组成将一小的变化量“照样”把幅度增大。基本放大电路-由一个放大元件构成的放大电路一、电路组成 共射基本放大电路二、各元件作用三、工作原理（放大过程）四、放大电路的组成原则1T 处于放大状态；2信号能引起 ib 的变化；3能将 ic 的变化转换为电压输出。五、基本共射放大电路的简化画法 15-2 放大电路的静态分析一、各量表示符号规定 （见 P35 表 1）二、直流通路和交流通路1直流通路 2交流通路 三、静态工作点 Q（I BQ、I CQ、V CEQ）四、静态工作点的近似估算硅管 UBEQ=（0.6-0.8）V 锗管 UBEQ=（0.1-0.3）V五、图解法确定静点步骤：（1）由直流通路估算 IBQ（2）作直流负载线 u CE = VCC iCRC（3）找交点确定静点 Q（I BQ、I CQ、V CEQ）放大电路静态工作状态的图解分析15-3 放大电路的动态分析一、微变等效电路法(概念：)1三极管简化的 h 参数等效电路 CQCCEQBQIIIbECBR2放大电路的微变等效电路 P413放大电路的性能指标 (1)电压放大倍数；（2）输入电阻； （3）输出电阻。CceobebeBi LuRrrRA/输出电阻还可以按下式求取 分析步骤：a)确定静点 Qb)求 Q 处的 和 rbe c)画微变等效电路（交流通路、替代 VT）d)列方程求解（A u 、R i 、R 0）二、图解法分析动态1交流负载线 过 Q 点作斜率为 1/ 的直线。LR2图解分析 P45（1）在输入特性曲线上由 画出 的曲线；)(beiubi（2）在输出特性曲线上由 画出 的曲线；ceo和（3）计算 piuA0讨论：负载开路时，交流负载线与直流负载线重合，同样的输入信号，引起的输出变化不同.几点结论：a) uCE 、u BE 、i C、i B 均有两个分量-直流分量和交流分量；b) 输入、输出电压反相位；c) 接入负载使输出电压降低。CL EQEQbe II/. )(261()301(26)1( 其 中 ： LLRUr1004非线性失真NPN 静点过高 饱和失真波形削底NPN 静点过低 截止失真波形削顶5最大输出幅度估算 考虑：静点及交流负载线等。15-4 静态工作点的稳定一、温度对静态工作点的影响 P43I CEO T U BE I CQ 二、静点稳定电路（分压式、固定偏压式）1电路组成 2静态估算 eCQCEQBCBEQCEQCQbBRIVUIUVRU213动态分析 （主要性能指标 Au、r i ro）（1）有 RE、C E 情况(2) 有 RE 无 CE 情况 （3）有 RE、部分带 CE 情况15-5 放大电路的频率特性一、频率响应的概念幅频响应与相频响应二、频率响应曲线带宽三、高、低频电容及其对频响的影响15-6 射极输出器一、电路组成 二、静态工作点 eCQCEQBebEQCRIVUI)1(三、动态分析（1） 微变等效电路（2）电压放大倍数（3）输入电阻（4）输出电阻总之： 电压跟随、输入电阻大、输出电阻小应用广泛。作业：15.2.5，15.3.1，15.4.2，15.6.115-7 差分放大电路直接耦合与零点漂移：P62一、差动放大电路的基本形式1电路组成 )1(Lbei RrRbsssbeo/ LeL LburA/)(1 信号电压 ui1 和 ui2 由两个管子的基极输入，输出电压 uo 由两管的集电极输出。要求理想情况下，两管特性一致，电路为对称结构。2零点漂移的抑制在静态时， I C1 = I C2 U C1 = U C2故输出电压u o = U C1 U C2 = 0当温度变化时， I C1 = I C2 U C1 = U C2u o =（U C1 +U C2）-（U C2 +U C2）= 0不管是温度还是其它原因引起的漂移，只要是引起两管同样的漂移，都可以给予抑制。3信号输入信号输入有下面三种方式。（1）共模输入 两个输入信号 u i1 和 u i2，如果等大同相位，即 u i1 = u i2 ，就称为共模输入。差动放大电路对共模信号的抑制能力，就是抑制零点漂移的能力。（2）差模输入 若输入信号等大反相，即 u i1 = -u i2 ，则称为差模输入。输入差模信号时，由于 u i1 、u i2 等大反相，则两管集电极电位也等大反相，即U C1 =U C2 所以u o =U C1 -U C2 = 2 U C1可见，差模输入信号作用下，差动放大电路的输出电压为单管输出电压变化量的 2 倍。即对差模信号有放大能力。（3）比较输入 比较输入也叫非差非共输入。u i1 和 u i2 的大小不相等，极性也是任意的。对于任意一对比较信号，均可看成是一对共模信号和一对差模信号的叠加，如对于u i1 = 3mV = 5mV-2mVu i2 = 7mV = 5mV+2mV可以看成是一对 5mV 的共模信号和一对 2mV 的差模信号。“差动，差动，有差才动”这也就是“差动”放大电路名称的由来。4存在问题1）理想对称是不存在的；2）单端输出时零点漂移就无法抑制了。二、典型差分放大电路（长尾式）1电路组成长尾式差动放大电路也是一种典型差动放大电路，R E-共模抑制电阻E E-抵消 R E 两端的直流压降，从而获得合适的静态工作点，保证基极静态电位值在零伏左右。R P-调零电位器。2静态分析由于电路的对称原理，计算一个管子的静态值即可。I BR B + U BE + 2I E R E = E EI C I E U E 0I B = 2RU CE U CC I C R C U CC EC3动态分析 4 种输入、输出方式（1）双端输入双端输出u i1 = u I u i2 = u i12 12单管差模信号通路如图 9.5 所示。P77由图可得出单管差模电压放大倍数：A d1 = = u o1u i1 beBCrR双端输入双端输出差动电路的差模电压放大倍数为A d = = = = A d1 = - u 0u i u 01 - u 022u i1 2u 012u i1 R CR B + r be f(u 0)当输出端接有负载电阻 RL 时， A d = - R LR B + r be2/LC两输入端之间的差模输入电阻和输出电阻分别为r i = 2 ( R B + r be )r o 2R C（2）单端输入单端输出单端输入是双端输入的效果动态参数A d = 12 - R LR B + r beLC/Lr o R Cr i = 2 ( R B + r b e )结论：a) 无论什么输入方式，均有r i = 2 ( R B + r b e )b) 双端输出时，有A d = - R LR B + r ber o 2R C式中， 2/LLCRc) 单端输出时，有A d = 12 - R LR B + r ber o R C式中， LCR/L三、共模抑制比 K CMRR设输入的共模信号为 u iC 时，输出电压为 u OC ，则共模放大倍数为A c = u oCu iC定义：差模电压放大倍数 A ud 与共模电压放大倍数 A uc 之比，称为差动放大电路的共模抑制比，用 K CMRR 表示，即K CMRR = A dA c或用对数形式表示：K CMR = 20lg (dB)A dA c电流源来替代 RE ，构成采用恒流源的长尾式差动放大电路，对该电路此处不加以讨论。15-8 互补对称功率放大电路一、对功率放大器的要求与功放的类型1要求(1) 在不失真的情况下能输出尽可能大的功率，以满足负载的要求；(2) 具有较高的工作效率；(3) 尽量减少非线性失真。 2类型功率放大电路按照其晶体管静态工作点的不同常分为甲类、乙类、甲乙类等。功率放大电路按照其结构分：变压器耦合方式、无输出变压器（OTL）功率放大电路和无输出电容（OCL）功率放大电路。二、互补对称功率放大电路1乙类 OTL 互补对称放大电路（1）组成（2）原理（3）交越失真2甲乙类 OTL 互补对称放大电路P72（1）组成R1 引入电压负反馈以稳定 A 点的电位在 UCC，其稳定过程为： P8412交越失真的消除：（2）工作原理（3）最大输出功率 Pom UCC28RL（4）功放管的最大功耗 PCM 0.2 Pom3无输出电容 OCL 甲乙类互补对称功率放大电路（1） 组成 P74（2）原理最大输出功率由下式估算PomUCC22RL考虑晶体管的饱和压降等因素，实际最大不失真输出功率比上式计算值要小。4复合管的特点及其接法ic= ic1+ ic 2= 1i b1+ 2i b2= 1i b1+ 2i e1= 1i b1+ 2（1+ 1） i b1 =（ 1+ 2+ 1 2）i b1 1 2i b1=i b因此，复合后的电流放大系数（输入电阻）= 1 2三、集成功率放大电路（略）P7415-9 场效应晶体管及其放大电路一、绝缘删场效应管1 增强型 MOS 管 （1）N 沟道增强型 MOS 管a) 基本结构及工作原理b) 转移特性和漏极特性漏极特性 转移特性转移特性开启电压 UGS（th） 和跨导 g m（几个毫姆欧）漏极特性饱 和 区- VGDVT）非饱和区- VGDVT （V DS1010VGSI GS（3）击穿电压 UDS（BR ） 、U GS（BR ）（4）低频跨导 g m（零点几个至几个毫姆欧）（5）导通电阻 RON饱和区时较大，为几十至几百 KVGS=0 时较小，为几百欧姆以内，常用 RON 表示。（6）极间电容CGS=1-3Pf CGD=1-3Pf CDS=0.1-1Pf(7)漏极最大耗散功率 PDSM4场效应管与双极性晶体管的比较（1）场管是电压控制器件而三极管是电流控制器件；（2）场管是单极型器件而三极管是双极型器件，故前者受温度影响小；（3）场效应管噪声小；（4）有些场效应管的源极和漏极可互换，删压可正可负（耗尽型） ，使用灵活；（5）场管输入电阻大，在低压小电流下可工作，便于集成等。（6）因跨导小，场管组成的放大器放大倍数一般较低。二、场效应管放大电路1自给偏压偏置电路 P81（耗尽型 MOS 才可）2分压式偏置电路 （1）静态分析简述（U GSQ、U DSQ、I DQ）（2）动态分析微变等效电路补 MOS 管模型 电路 P83 性