模電復(fù)習(xí)知識點總結(jié)

1、 總的來說就是以三極管為核心，以集成運放為主 線。 集成運放內(nèi)部主要組成單元是差分輸入級、電壓 放大級、功率放大級、偏置電路。 集成運放的兩個不同工作狀態(tài)：線性和非線性應(yīng) 用。 模擬電路主要就是圍繞集成運放的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外 部特性及應(yīng)用、性能改善、工作電源產(chǎn)生、信號 源產(chǎn)生等展開。 模擬電路知識體系模擬電路知識體系 湖南科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院湖南科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院 主講主講: : 胡仕剛胡仕剛 第一章第一章 緒緒 論論 一、放大電路的表示方法一、放大電路的表示方法 放大電路主要用于放大微弱的電信號，輸出電壓或電流放大電路主要用于放大微弱的電信號，輸出電壓或電流 在幅度上得到了放大。放

2、大電路為雙口網(wǎng)絡(luò)，即一個信號在幅度上得到了放大。放大電路為雙口網(wǎng)絡(luò)，即一個信號 輸入口和一個信號輸出口。輸入口和一個信號輸出口。 放大電路基本知識放大電路基本知識 1.1.放大倍數(shù)放大倍數(shù)( (增益增益)表征放大器的放大能力表征放大器的放大能力 根據(jù)放大電路輸入信號的條件和對輸出信號的要求，放大器根據(jù)放大電路輸入信號的條件和對輸出信號的要求，放大器 可分為四種類型，所以有四種放大倍數(shù)的定義?？煞譃樗姆N類型，所以有四種放大倍數(shù)的定義。 放大電路的主要技術(shù)性能指放大電路的主要技術(shù)性能指 標(biāo)標(biāo) （1）電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)定義為定義為: AU=UO/UI （2）電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)定義為定義為

3、: : A AI I= =I IO O/ /I II I （3）互阻增益互阻增益定義為定義為: Ar=UO/II （4）互導(dǎo)增益互導(dǎo)增益定義為定義為: Ag=IO/UI 2. 輸入電阻輸入電阻Ri從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電 阻，決定了放大電路從信號源吸取信號幅值的大小。阻，決定了放大電路從信號源吸取信號幅值的大小。 輸入電阻：輸入電阻： Ri=ui / ii 一般來說，一般來說， Ri越大越好。越大越好。 （1）Ri越大，越大，ii就越小，從信號源索取的電流越小。就越小，從信號源索取的電流越小。 （2）當(dāng)信號源有內(nèi)阻時，）當(dāng)信號源有內(nèi)阻時， Ri越大，越大，

4、ui就越接近就越接近uS。 輸入端輸入端 ii ui Ri uS RS 信號源信號源 Au 輸出端輸出端 3. 輸出電阻輸出電阻Ro從放大電路輸出端看進(jìn)從放大電路輸出端看進(jìn) 去的等效電阻。決定了放大電路帶負(fù)載的能力。去的等效電阻。決定了放大電路帶負(fù)載的能力。 輸出端輸出端 Ro uo 輸出端輸出端 Au uS 輸出電阻是表明放大電路帶負(fù)載的能力，輸出電阻是表明放大電路帶負(fù)載的能力，Ro越小，放越小，放 大電路帶負(fù)載的能力越強，反之則差。大電路帶負(fù)載的能力越強，反之則差。 0 , . o . o o SL = =UR I U R 輸出電阻輸出電阻的定義：的定義： 4. 通頻帶通頻帶 通頻帶：通頻

5、帶： fBW=fHfL 放大倍數(shù)隨頻率放大倍數(shù)隨頻率 變化曲線變化曲線幅幅 頻特性曲線頻特性曲線 f A Am 0.7Am fL下限截下限截 止頻率止頻率 fH上限截上限截 止頻率止頻率 3dB帶寬帶寬 湖南科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院湖南科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院 主講主講: : 胡仕剛胡仕剛 第二章第二章 運算放大器運算放大器 o +Uo(sat) -Uo(sat) 實際特性 理想特性 u+ - u- 開環(huán)電壓放大倍數(shù)高(104-107)； 輸入電阻高（約幾百K）； 輸出電阻低（約幾百）； 漂移小、可靠性高、體積小、重量輕、價格低 。 電壓傳輸特性電壓傳輸特性 Vo=Avo(vp-vN) 3

6、）開環(huán)輸出電阻 ro0 2）差模輸入電阻 rid 4）共模抑制比 KCMRR 理想運放及其分析依據(jù) 理想化條件理想化條件： 1）開環(huán)電壓放大倍數(shù) Auo 理想運算放大器理想運算放大器 Avo(vp-vN) Vp vN vo 理想運算放大器具有“虛短”和“虛斷”的特性， 這兩個特性對分析線性運用的運放電路十分有用。為 了保證線性運用，運放必須在閉環(huán)(負(fù)反饋）下工作。 理想運算放大器的特性 (1)(1)虛短虛短 由于運放的電壓放大倍數(shù)很大，而運放的輸出電 壓是有限的，一般在10 V14 V。因此運放的差模輸入 電壓不足1 mV，兩輸入端近似等電位，相當(dāng)于 “短 路”。開環(huán)電壓放大倍數(shù)越大，兩輸入端

7、的電位越接 近相等。 “虛短”是指在分析運算放大器處于線性狀態(tài)時， 可把兩輸入端視為等電位，這一特性稱為虛假短路，簡 稱虛短。顯然不能將兩輸入端真正短路。 (2)(2)虛斷虛斷 由于運放的差模輸入電阻很大，一般都在1 M 以上。因此流入運放輸入端的電流往往不足1 A， 遠(yuǎn)小于輸入端外電路的電流。故通?？砂堰\放的兩 輸入端視為開路，且輸入電阻越大，兩輸入端越接 近開路。 “虛斷”是指在分析運放處于線性狀態(tài)時， 可以把兩輸入端視為等效開路，這一特性稱為虛假 開路，簡稱虛斷。顯然不能將兩輸入端真正斷路。 下面舉兩個例子說明虛短和虛斷的運用。 幾種常見的基本運算電路 反相比例運算 同相比例運算 電壓跟

8、隨器 加法電路 減法電路 積分電路 3.1 半導(dǎo)體的基本知識半導(dǎo)體的基本知識 3.3 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 3.4 二極管基本電路及其分析方法二極管基本電路及其分析方法 3.5 特殊二極管特殊二極管 3.2 PN結(jié)的形成及特性結(jié)的形成及特性 3.1.4 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量元素作為雜質(zhì)，在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量元素作為雜質(zhì)， 可使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質(zhì)可使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質(zhì) 主要是三價或五價元素。摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體主要是三價或五價元素。摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體 稱為稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體。 N N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體摻入五價雜質(zhì)

9、元素（如磷）的摻入五價雜質(zhì)元素（如磷）的 半導(dǎo)體。半導(dǎo)體。 P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體摻入三價雜質(zhì)元素（如硼）的摻入三價雜質(zhì)元素（如硼）的 半導(dǎo)體。半導(dǎo)體。 3.2.1 載流子的漂移與擴散載流子的漂移與擴散 漂移運動：漂移運動： 由電場作用引起的載流子的運動稱為由電場作用引起的載流子的運動稱為漂移運動漂移運動。 擴散運動：擴散運動： 由載流子濃度差引起的載流子的運動稱為由載流子濃度差引起的載流子的運動稱為擴散運動擴散運動。 在一塊本征半導(dǎo)體兩側(cè)通過擴散不同的雜質(zhì)在一塊本征半導(dǎo)體兩側(cè)通過擴散不同的雜質(zhì), , 分別形成分別形成N N型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和P P型半導(dǎo)體。此時將在型半導(dǎo)體。此時將在N N型

10、半型半 導(dǎo)體和導(dǎo)體和P P型半導(dǎo)體的結(jié)合面上形成如下物理過程型半導(dǎo)體的結(jié)合面上形成如下物理過程: : 因濃度差因濃度差 空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場 內(nèi)電場促使少子漂移內(nèi)電場促使少子漂移 內(nèi)電場阻止多子擴散內(nèi)電場阻止多子擴散 最后最后, ,多子的多子的擴散擴散和少子的和少子的漂移漂移達(dá)到達(dá)到動態(tài)平衡動態(tài)平衡。 多子的擴散運動多子的擴散運動 由由雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū)雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū) 3.2.2 PN結(jié)形成結(jié)形成 PNPN結(jié)加正向電壓時，呈現(xiàn)低電阻，結(jié)加正向電壓時，呈現(xiàn)低電阻， 具有較大的正向擴散電流；具有較大的正向擴散電流； PNPN結(jié)加反向電壓時，呈現(xiàn)高電阻，結(jié)加反向電壓時

11、，呈現(xiàn)高電阻， 具有很小的反向漂移電流。具有很小的反向漂移電流。 由此可以得出結(jié)論：由此可以得出結(jié)論：PNPN結(jié)具有單結(jié)具有單 向?qū)щ娦?。向?qū)щ娦浴?3.2.3 PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?PNPN結(jié)結(jié)V V- -I I 特性表達(dá)式特性表達(dá)式 其中其中 PNPN結(jié)的伏安特性結(jié)的伏安特性 )1e ( / SD D = = T V Ii v I IS S 反向飽和電流反向飽和電流 V VT T 溫度的電壓當(dāng)量溫度的電壓當(dāng)量 且在常溫下（且在常溫下（T T=300K=300K） V026. 0= = = q kT VTmV 26= = 當(dāng)當(dāng)PNPN結(jié)的反向電壓結(jié)的反向電壓 增加到一定數(shù)值時，反

12、增加到一定數(shù)值時，反 向電流突然快速增加，向電流突然快速增加， 此現(xiàn)象稱為此現(xiàn)象稱為PNPN結(jié)的結(jié)的反向反向 擊穿。擊穿。 熱擊穿熱擊穿不可逆不可逆 雪崩擊穿雪崩擊穿 齊納擊穿齊納擊穿 電擊穿電擊穿可逆可逆 3.2.4 PN結(jié)的反向擊穿結(jié)的反向擊穿 一、一、PN PN 結(jié)的伏安方程結(jié)的伏安方程 D / DS(e 1) T unV iI= 反向飽和電流反向飽和電流 10-8-10-14A 溫度的溫度的 電壓當(dāng)量電壓當(dāng)量 T kT V q = 電子電量電子電量 玻爾茲曼常數(shù)玻爾茲曼常數(shù) 1.38*10-23J/K 當(dāng)當(dāng) T T = 300(27= 300(27 C)C)：VT = 26 mV 3.

13、3.2 二極管的伏安特性二極管的伏安特性 二、二極管的伏安特性二、二極管的伏安特性 O uD /V iD /mA 正向特性正向特性 Vth 死區(qū)死區(qū) 電壓電壓 iD = 0 Vth = 0.5 V 0.1 V ( (硅管硅管) ) ( (鍺管鍺管) ) V VthiD 急劇上升急劇上升 0 V Vth VD(on) = (0.6 0.8) V 硅管硅管 0.7 V (0.2 0.4) V 鍺管鍺管 0.3 V 反向特性反向特性 ISV (BR) 反向擊穿反向擊穿 V(BR) V 0 i D = IS U(BR) 反向電流急劇增大反向電流急劇增大 ( (反向擊穿反向擊穿) ) 3.4.2 二極管

14、電路的簡化模型分析方法二極管電路的簡化模型分析方法 1.1.二極管二極管V V- -I I 特性的建模特性的建模 將指數(shù)模型將指數(shù)模型 分段線性化，得到二極分段線性化，得到二極 管特性的等效模型。管特性的等效模型。 )1e ( D SD = = T V Ii v （1 1）理想模型）理想模型 （a a）V V- -I I特性特性 （b b）代表符號）代表符號 （c c）正向偏置時的電路模型）正向偏置時的電路模型 （d d）反向偏置時的電路模型）反向偏置時的電路模型 （2 2）恒壓降模型）恒壓降模型 （a）V-I特性特性 （b）電路模型）電路模型 （3 3）折線模型）折線模型 （a）V-I特性特

15、性 （b）電路模型）電路模型 （4 4）小信號模型）小信號模型 vs =0 時時, Q點稱為靜態(tài)工作點點稱為靜態(tài)工作點 ，反映直流時的工作狀態(tài)。，反映直流時的工作狀態(tài)。 )( 11 sDDDD vv = =V RR i vs =Vmsin t 時（時（VmVT 。 （a）V-I特性特性 （b）電路模型）電路模型 (2) 主要特點：主要特點： (a) 正向特性同普通二極管正向特性同普通二極管 (b) 反向特性反向特性 較大的較大的 I 較小的較小的 U 工作在反向擊穿狀態(tài)。工作在反向擊穿狀態(tài)。 在一定范圍內(nèi)，反向擊穿在一定范圍內(nèi)，反向擊穿 具有可逆性。具有可逆性。 （一）穩(wěn)壓二極管（一）穩(wěn)壓二極

16、管 （3）主要參數(shù)）主要參數(shù) 穩(wěn)定電壓：穩(wěn)定電壓：Uz 最小穩(wěn)定電流： 最小穩(wěn)定電流：Izmin 最大穩(wěn)定電流：最大穩(wěn)定電流：Izmax (1) 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：面接觸型硅二極管面接觸型硅二極管 U/V Izmin Izmax I/mA Uz 0 上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié) (a) 圖形符號圖形符號 (b) 伏安特性伏安特性 30 3.5 特殊二極管特殊二極管 湖南科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院湖南科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院 主講主講: : 胡仕剛胡仕剛 第四章第四章 半導(dǎo)體三極管的結(jié)半導(dǎo)體三極管的結(jié) 構(gòu)示意圖如圖所示。構(gòu)示意圖如圖所示。 它有兩種類型它有兩種類型:NP

17、N型型 和和PNP型。型。 (a) NPN型管結(jié)構(gòu)示意圖型管結(jié)構(gòu)示意圖 (b) PNP型管結(jié)構(gòu)示意圖型管結(jié)構(gòu)示意圖 (c) NPN管的電路符號管的電路符號 (d) PNP管的電路符號管的電路符號 三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下，通過載三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下，通過載 流子傳輸體現(xiàn)出來的。流子傳輸體現(xiàn)出來的。 外部條件：外部條件：發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏 4.1.2 放大狀態(tài)下放大狀態(tài)下BJT的工作原理的工作原理 1. 內(nèi)部載流子的傳輸過程內(nèi)部載流子的傳輸過程 發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子 集電區(qū)：收集載流子集電區(qū)：收集載流子 基區(qū)：傳送和控制

18、載流子基區(qū)：傳送和控制載流子 （以（以NPNNPN為例）為例） 由于三極管內(nèi)有兩種載流子由于三極管內(nèi)有兩種載流子( (自自 由電子和空穴由電子和空穴) )參與導(dǎo)電，故稱為雙參與導(dǎo)電，故稱為雙 極型三極管或極型三極管或BJTBJT ( (Bipolar Junction Transistor) )。 IC= InC+ ICBO IE=IB+ IC 放大狀態(tài)下放大狀態(tài)下BJTBJT中載流子的傳輸過程中載流子的傳輸過程 2. 電流分配關(guān)系電流分配關(guān)系 發(fā)射極注入電流發(fā)射極注入電流 傳輸?shù)郊姌O的電流傳輸?shù)郊姌O的電流 設(shè)設(shè)= = E nC I I = = 即即 根據(jù)傳輸過程可知根據(jù)傳輸過程可知 IC

19、= InC+ ICBO 通常通常 IC ICBO E C I I 則則有有 為電流放大系數(shù)。它只為電流放大系數(shù)。它只 與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度 有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。一般有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。一般 = 0.9 0.99 。 IE=IB+ IC 放大狀態(tài)下放大狀態(tài)下BJTBJT中載流子的傳輸過程中載流子的傳輸過程 = = 1 又又設(shè)設(shè) B CEOC I II = = 則則 是另一個電流放大系數(shù)。同樣，它也只與管是另一個電流放大系數(shù)。同樣，它也只與管 子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。 一般一般 1 。 根據(jù)根據(jù)IE

20、=IB+ IC IC= InC+ ICBO E nC I I = = 且令且令 B C CEOC I I II 時，時，當(dāng)當(dāng) ICEO= (1+ ) ICBO（穿透電流）（穿透電流） 2. 電流分配關(guān)系電流分配關(guān)系 3. 三極管的三種組態(tài)三極管的三種組態(tài) 共集電極接法共集電極接法，集電極作為公共電極，用，集電極作為公共電極，用CC表示。表示。 共基極接法共基極接法，基極作為公共電極，用基極作為公共電極，用CB表示；表示； 共發(fā)射極接法共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，用，發(fā)射極作為公共電極，用CE表示；表示； BJT的三種組態(tài)的三種組態(tài) 三極管的放大作用，主要是依靠它的發(fā)射極電三極管的放大作用

21、，主要是依靠它的發(fā)射極電 流能夠通過基區(qū)傳輸，然后到達(dá)集電極而實現(xiàn)流能夠通過基區(qū)傳輸，然后到達(dá)集電極而實現(xiàn) 的。的。 實現(xiàn)這一傳輸過程的兩個條件是：實現(xiàn)這一傳輸過程的兩個條件是： （1）內(nèi)部條件：內(nèi)部條件：發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基區(qū) 雜質(zhì)濃度，且基區(qū)很薄。雜質(zhì)濃度，且基區(qū)很薄。 （2）外部條件：外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反 向偏置。向偏置。 4.1.3 BJT的的V-I 特性曲線特性曲線 iB=f(vBE) vCE=const (2) 當(dāng)當(dāng)vCE1V時，時， vCB= vCE - - vBE0，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開始收，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀

22、態(tài)，開始收 集電子，基區(qū)復(fù)合減少，同樣的集電子，基區(qū)復(fù)合減少，同樣的vBE下下 IB減小，特性曲線右移。減小，特性曲線右移。 (1) 當(dāng)當(dāng)vCE=0V時，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。時，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。 1. 輸入特性曲線輸入特性曲線 （以共射極放大電路為例）（以共射極放大電路為例） 共射極連接共射極連接 飽和區(qū)：飽和區(qū)：iC明顯受明顯受vCE控制的區(qū)域，控制的區(qū)域， 該區(qū)域內(nèi)，一般該區(qū)域內(nèi)，一般vCE0.7V (硅管硅管)。 此時，此時，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反 偏電壓很小偏電壓很小。 iC=f(vCE) iB=const 2. 2. 輸出特性

23、曲線輸出特性曲線 輸出特性曲線的三個區(qū)域輸出特性曲線的三個區(qū)域: : 截止區(qū)：截止區(qū)：iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0 的曲線的下方。此時，的曲線的下方。此時， vBE小于死區(qū)小于死區(qū) 電壓電壓。 放大區(qū)：放大區(qū)：iC平行于平行于vCE軸的區(qū)域，曲軸的區(qū)域，曲 線基本平行等距。此時，線基本平行等距。此時，發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏， 集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏。 4.1.3 BJT的的V-I 特性曲線特性曲線 (1) 集電極最大允許電流集電極最大允許電流ICM (2) 集電極最大允許功率損耗集電極最大允許功率損耗PCM PCM= ICVCE 極限參數(shù)極限參數(shù) 4.1.4 BJT的主要參數(shù)

24、的主要參數(shù) V(BR)CEO基極開路時集電極和發(fā)射基極開路時集電極和發(fā)射 極間的擊穿電壓。極間的擊穿電壓。 在輸出特性曲線上，作出直流負(fù)載線在輸出特性曲線上，作出直流負(fù)載線 VCE=VCCiCRc，與，與IBQ曲曲 線的交點即為線的交點即為Q點，從而得到點，從而得到VCEQ 和和ICQ。 在輸入特性曲線上，作出直線在輸入特性曲線上，作出直線 ，兩線的交點，兩線的交點 即是即是Q點，得到點，得到IBQ。 bBBBBE RiV = =v 4.3.1 圖解分析法圖解分析法 1. 靜態(tài)工作點的圖解分析靜態(tài)工作點的圖解分析 根據(jù)根據(jù)vs的波形，在的波形，在BJT的輸入特性曲線圖上畫出的輸入特性曲線圖上畫

25、出vBE 、 iB 的的 波形波形 2. 動態(tài)工作情況的圖解分析動態(tài)工作情況的圖解分析 tsin sms V= =v bBsBBBE RiV = =vv 根據(jù)根據(jù)iB的變化范圍在輸出特性曲線圖上畫出的變化范圍在輸出特性曲線圖上畫出iC和和vCE 的波形的波形 2. 動態(tài)工作情況的圖解分析動態(tài)工作情況的圖解分析 cCCCCE RiV = =v 3. 靜態(tài)工作點對波形失真的影響靜態(tài)工作點對波形失真的影響 截止失真的波形截止失真的波形 飽和失真的波形飽和失真的波形 3. 靜態(tài)工作點對波形失真的影響靜態(tài)工作點對波形失真的影響 4.3.2 小信號模型分析法小信號模型分析法 1. BJT的的H參數(shù)及小信號

26、模型參數(shù)及小信號模型 建立小信號模型的意義建立小信號模型的意義 建立小信號模型的思路建立小信號模型的思路 當(dāng)放大電路的輸入信號電壓很小時，就可以把三極當(dāng)放大電路的輸入信號電壓很小時，就可以把三極 管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來代替，從而可以管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來代替，從而可以 把三極管這個非線性器件所組成的電路當(dāng)作線性電路來把三極管這個非線性器件所組成的電路當(dāng)作線性電路來 處理。處理。 由于三極管是非線性器件，這樣就使得放大電路的由于三極管是非線性器件，這樣就使得放大電路的 分析非常困難。建立小信號模型，就是將非線性器件做分析非常困難。建立小信號模型，就是將非線性器件做 線性化

27、處理，從而簡化放大電路的分析和設(shè)計。線性化處理，從而簡化放大電路的分析和設(shè)計。 BJT的的H參數(shù)及小信號模型參數(shù)及小信號模型 H參數(shù)的確定參數(shù)的確定 rbe= rbb + (1+ ) re 其中對于低頻小功率管其中對于低頻小功率管 rbb200 則則 )mA( )mV(26 )1(200 EQ be I r )mA( )mV(26 )mA( )mV( EQEQ e II V r T = = = 而而 (T=300K) 一般也用公式估算一般也用公式估算 rbe （忽略（忽略 re ） 重點掌握固定偏流射極電路和分壓式射極 電路 4.4.2 射極偏置電路射極偏置電路 小信號模型小信號模型等效電路法

28、的步驟等效電路法的步驟： 1. 首先利用圖解法或近似估算法確定放大電路首先利用圖解法或近似估算法確定放大電路 的靜態(tài)工作點的靜態(tài)工作點 Q 。 2. 求出靜態(tài)工作點處的微變等效電路參數(shù)求出靜態(tài)工作點處的微變等效電路參數(shù) 和和 rbe 。 3. 畫出放大電路的微變等效電路。可先畫出三畫出放大電路的微變等效電路。可先畫出三 極管的等效電路，然后畫出放大電路其余部分的交極管的等效電路，然后畫出放大電路其余部分的交 流通路。流通路。 4. 列出電路方程并求解。列出電路方程并求解。 三種組態(tài)的特點及用途三種組態(tài)的特點及用途 共射極放大電路：共射極放大電路： 電壓和電流增益都大于電壓和電流增益都大于1 1

29、，輸入電阻在三種組態(tài)中居中，輸，輸入電阻在三種組態(tài)中居中，輸 出電阻與集電極電阻有很大關(guān)系。適用于低頻情況下，作多級出電阻與集電極電阻有很大關(guān)系。適用于低頻情況下，作多級 放大電路的中間級。放大電路的中間級。 共集電極放大電路：共集電極放大電路： 只有電流放大作用，沒有電壓放大，有電壓跟隨作用。在只有電流放大作用，沒有電壓放大，有電壓跟隨作用。在 三種組態(tài)中，輸入電阻最高，輸出電阻最小，頻率特性好?？扇N組態(tài)中，輸入電阻最高，輸出電阻最小，頻率特性好。可 用于輸入級、輸出級或緩沖級。用于輸入級、輸出級或緩沖級。 共基極放大電路：共基極放大電路： 只有電壓放大作用，沒有電流放大，有電流跟隨作用，

30、輸只有電壓放大作用，沒有電流放大，有電流跟隨作用，輸 入電阻小，輸出電阻與集電極電阻有關(guān)。高頻特性較好，常用入電阻小，輸出電阻與集電極電阻有關(guān)。高頻特性較好，常用 于高頻或?qū)掝l帶低輸入阻抗的場合，模擬集成電路中亦兼有電于高頻或?qū)掝l帶低輸入阻抗的場合，模擬集成電路中亦兼有電 位移動的功能。位移動的功能。 阻容耦合放大電路由于存在級間耦合電容、發(fā)射極旁路電阻容耦合放大電路由于存在級間耦合電容、發(fā)射極旁路電 容及三極管的結(jié)電容等，它們的容抗隨頻率變化，故當(dāng)信號容及三極管的結(jié)電容等，它們的容抗隨頻率變化，故當(dāng)信號 頻率不同時，放大電路的輸出電壓相對于輸入電壓的幅值和頻率不同時，放大電路的輸出電壓相對于

31、輸入電壓的幅值和 相位都將發(fā)生變化。相位都將發(fā)生變化。 )()( ffAA uu = = Au( f ) 幅頻特性幅頻特性 ( f ) 相頻特性相頻特性 f |Au | 0.707| Auo | fLfH | Auo | 幅頻特性幅頻特性 f 270 180 90 相頻特性相頻特性 4.7 4.7 多級多級( (組合組合) )放大電路放大電路 基本放大電路基本放大電路多級放大電路多級放大電路 一級一級 耦合方式耦合方式 直接耦合直接耦合 阻容耦合阻容耦合 變壓器耦合變壓器耦合 光電耦合光電耦合 1. 直接耦合直接耦合 如圖所示如圖所示 耦合方式有耦合方式有 考點考點 二、直接耦合方式的優(yōu)缺點二

32、、直接耦合方式的優(yōu)缺點 2. 阻容耦合阻容耦合 3 3、變壓器耦合、變壓器耦合 4.7.2 4.7.2 多級（組合）放大電路的動態(tài)分析多級（組合）放大電路的動態(tài)分析 一、電壓放大倍數(shù)一、電壓放大倍數(shù) in-1)o(ni3o2i2o1 UUUUUU = = = =、 un AAA U U U U U U U U A u2u1 in o i2 o2 i o1 i o u = = = = = = = = = n j AA 1 uju 注意注意 二、輸入電阻二、輸入電阻 三、輸出電阻三、輸出電阻 第六章第六章 模擬集成電路模擬集成電路 湖南科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院湖南科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院 主講

33、主講: :胡仕剛胡仕剛 6.1.1 BJT電流源電路電流源電路 1. 鏡像電流源鏡像電流源 BE1BE2 =VV E1E2 = II C1C2 = II T T1 1、T T2 2的參數(shù)全同的參數(shù)全同 即即12，ICEO1ICEO2 當(dāng)當(dāng)BJT的的較大時，基極電流較大時，基極電流IB可以忽略可以忽略 IoIC2IREF R VV R VVV EECCEEBECC )( 代表符號代表符號 6.1.1 BJT電流源電路電流源電路 1. 鏡像電流源鏡像電流源 動態(tài)電阻動態(tài)電阻 2B 1 2CE 2C o )( I v i r = = 一般一般ro在幾百千歐以上在幾百千歐以上 ce r= = 6.2.

34、1 差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu) 2. 有關(guān)概念有關(guān)概念 i2i1id =vvv 差模信號差模信號 )( 2 1 = i2i1ic vvv 共模信號共模信號 id o d = v v v A差模電壓增益差模電壓增益 ic o c = v v v A共模電壓增益共模電壓增益 iccidd ooo = vv vvv vv AA = = 總輸出電壓總輸出電壓 其中其中 o v 差模信號產(chǎn)生的輸出差模信號產(chǎn)生的輸出 o v 共模信號產(chǎn)生的輸出共模信號產(chǎn)生的輸出 共模抑制比共模抑制比 反映抑制零漂能力的指標(biāo)反映抑制零漂能力的指標(biāo) c d CMR = v v A A K 6.2.1 差

35、分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu) 2. 有關(guān)概念有關(guān)概念 根據(jù)根據(jù) 2 = id ici1 v vv 2 = id ici2 v vv i2i1id =vvv )( 2 1 = i2i1ic vvv 有有 共模信號相當(dāng)于兩個輸入共模信號相當(dāng)于兩個輸入 端信號中相同的部分端信號中相同的部分 差模信號相當(dāng)于兩個輸入差模信號相當(dāng)于兩個輸入 端信號中不同的部分端信號中不同的部分 兩輸入端中的共模信號兩輸入端中的共模信號 大小相等，相位相同；差模信大小相等，相位相同；差模信 號大小相等，相位相反。號大小相等，相位相反。 3.差分放大電路四種接法 雙入雙出 單入單出 單入雙出 單入單出 1.

36、差分放大電路的任意輸入信號都可以分解為一 對共模信號和一對差模信號組合，因此單端輸入 的差分電路仍可看作雙端輸入時的工作狀態(tài)。 2.差分放大電路的差模電壓放大倍數(shù)只與輸出方 式有關(guān)，而于輸入方式無關(guān)，即輸入方式無論是 單端輸入還是雙端輸入，只要是雙端輸出，差動 放大電路的差模電壓放大倍數(shù)就等于單管放大電 路的電壓放大倍數(shù)；凡是單端輸出，差動放大電 路的差模電壓放大倍數(shù)就只等于單管放大電路電 壓放大倍數(shù)的一半。 湖南科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院湖南科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院 主講主講: :胡仕剛胡仕剛 第七章第七章 放大電路中的反饋放大電路中的反饋 7.1.1 什么是反饋什么是反饋 將電子系統(tǒng)輸出

37、回路的電量（電壓或電流），將電子系統(tǒng)輸出回路的電量（電壓或電流）， 送回到輸入回路的過程。送回到輸入回路的過程。 hfeib ic vce Ib vbehrevce hie hoe 內(nèi)部反饋內(nèi)部反饋 外部反饋外部反饋 輸出信號輸出信號 反饋放大電路反饋放大電路 的輸入信號的輸入信號 反饋信號反饋信號 基本放大電路的輸入基本放大電路的輸入 信號（凈輸入信號）信號（凈輸入信號） 7.1.1 什么是反饋什么是反饋 反饋放大電路組成框圖反饋放大電路組成框圖 反饋通路反饋通路信號反向傳輸?shù)那佬盘柗聪騻鬏數(shù)那?開環(huán)開環(huán) 無反饋通路無反饋通路 閉環(huán)閉環(huán) 有反饋通路有反饋通路 7.1.3 正反饋與負(fù)反饋正

38、反饋與負(fù)反饋 正反饋：輸入量不變時，引入反饋后輸出量變大了。正反饋：輸入量不變時，引入反饋后輸出量變大了。 負(fù)反饋：輸入量不變時，引入反饋后輸出量變小了。負(fù)反饋：輸入量不變時，引入反饋后輸出量變小了。 從輸出端看從輸出端看 從輸入端看從輸入端看 正反饋：引入反饋后，使凈輸入量變大了。正反饋：引入反饋后，使凈輸入量變大了。 負(fù)反饋：引入反饋后，使凈輸入量變小了。負(fù)反饋：引入反饋后，使凈輸入量變小了。 凈輸入量可以是電壓，也可以是電流。凈輸入量可以是電壓，也可以是電流。 7.1.3 正反饋與負(fù)反饋正反饋與負(fù)反饋 判別方法：判別方法：瞬時極性法瞬時極性法。即在電路中，從輸入端開始，沿著。即在電路中，

39、從輸入端開始，沿著 信號流向，標(biāo)出某一時刻有關(guān)節(jié)點電壓變化的斜率信號流向，標(biāo)出某一時刻有關(guān)節(jié)點電壓變化的斜率 （正斜率或負(fù)斜率，用（正斜率或負(fù)斜率，用“+”+”、“-”-”號表示）。號表示）。 凈輸入量減小凈輸入量減小 凈輸入量增大凈輸入量增大 負(fù)反饋負(fù)反饋 正反饋正反饋 反饋通路反饋通路 反饋通路反饋通路 7.1.5 電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋 電壓反饋與電流反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸出電壓反饋與電流反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸出 端的取樣對象決定端的取樣對象決定 電壓反饋：反饋信號電壓反饋：反饋信號xf和輸出電壓成比例，即和輸出電壓成比例，即xf=Fvo 電流反饋：反饋信號電流反饋

40、：反饋信號xf與輸出電流成比例，即與輸出電流成比例，即xf=Fio 并聯(lián)結(jié)構(gòu)并聯(lián)結(jié)構(gòu) 串聯(lián)結(jié)構(gòu)串聯(lián)結(jié)構(gòu) 7.1.5 電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋 判斷方法：負(fù)載短路法判斷方法：負(fù)載短路法 將將負(fù)載負(fù)載短路，反饋量仍然存在短路，反饋量仍然存在電流反饋。電流反饋。 將將負(fù)載負(fù)載短路（未接負(fù)載時輸出對地短路），反饋量為零短路（未接負(fù)載時輸出對地短路），反饋量為零 電壓反饋。電壓反饋。 電壓反饋電壓反饋電流反饋電流反饋 反饋通路反饋通路 反饋通路反饋通路 7.2 負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài) 7.2.2 電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路 7.2.3 電流串聯(lián)負(fù)反

41、饋放大電路電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路 7.2.4 電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路 7.2.1 電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路 反饋組態(tài)判斷舉例（交流）反饋組態(tài)判斷舉例（交流） 信號源對反饋效果的影響信號源對反饋效果的影響 7.2.1 電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路 輸入以電壓形式求和輸入以電壓形式求和（KVLKVL）： vid id= =vi i- - vf f 穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定輸出電壓 特點：特點： 電壓控制的電壓源電壓控制的電壓源 R L v o v f v id(= vi v f) v o 7.2.2 電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路 輸

42、入以電流形式求和輸入以電流形式求和（KCLKCL）： iid id= =ii i- -if f 穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定輸出電壓 電流控制的電壓源電流控制的電壓源 特點：特點： 7.2.3 電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路 輸入以電壓形式求和輸入以電壓形式求和（KVLKVL）： vid id= =vi i- - vf f 穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定輸出電流 電壓控制的電流源電壓控制的電流源 特點：特點： RL io vf (=ioRf ) vi一 定 時 vi d io 7.2.4 電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路 輸入以電流形式求和輸入以電流形式求和（KCLKCL）： iid id=

43、=ii i- -if f 穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定輸出電流 電流控制的電流源電流控制的電流源 特點：特點： 電壓負(fù)反饋：電壓負(fù)反饋：穩(wěn)定輸出電壓，具有恒壓特性穩(wěn)定輸出電壓，具有恒壓特性 串聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋：輸入端電壓求和（輸入端電壓求和（KVLKVL） 電流負(fù)反饋：電流負(fù)反饋：穩(wěn)定輸出電流，具有恒流特性穩(wěn)定輸出電流，具有恒流特性 并聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：輸入端電流求和（輸入端電流求和（KCLKCL） 特點小結(jié)：特點小結(jié)： 7.3 負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式 1. 閉環(huán)增益的一般表達(dá)式閉環(huán)增益的一般表達(dá)式 2. 反饋深度討論反饋深度討論 3. 環(huán)路增益環(huán)路增益 1. 閉環(huán)增

44、益的一般表達(dá)式閉環(huán)增益的一般表達(dá)式 開環(huán)增益開環(huán)增益 id o x x A = = o f x x F = =反饋系數(shù)反饋系數(shù) i o f x x A = =閉環(huán)增益閉環(huán)增益 因為因為 fiid xxx = = 所以所以 i o f x x A = = fid o xx x = = FxAx x oo o / = = 已知已知 AF A = = 1 fidi xxx = = 閉環(huán)增益的一般表達(dá)式閉環(huán)增益的一般表達(dá)式 即即 AF A A = = 1 f 7.3 負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式 負(fù)反饋放大電路中各種信號量的含義負(fù)反饋放大電路中各種信號量的含義 7.3

45、負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式 2. 反饋深度討論反饋深度討論 一般負(fù)反饋一般負(fù)反饋 稱為反饋深度稱為反饋深度)1(FA 時時， 11 )1( FA ， F AA 時，時， 11 )2( FA 深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋 正反饋正反饋時，時， 11 )3( FA ， F AA 自激振蕩自激振蕩時，時， 01 )4(= = FA ， F A 一般情況下，一般情況下，A和和F都是頻率的函數(shù)，當(dāng)考慮信號頻率的影都是頻率的函數(shù)，當(dāng)考慮信號頻率的影 響時，響時，Af、A和和F分別用分別用 、 和和 表示。表示。 f A A F 即即 FA A A = = 1 f end 7.3

46、負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式 7.4 負(fù)反饋對放大電負(fù)反饋對放大電 路性能的影響路性能的影響 7.4.2 減小非線性失真減小非線性失真 7.4.3 抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲 7.4.4 對輸入電阻和輸出電阻的影響對輸入電阻和輸出電阻的影響 7.4.1 提高增益的穩(wěn)定性提高增益的穩(wěn)定性 負(fù)反饋對放大電路性能的改善，是以犧牲增負(fù)反饋對放大電路性能的改善，是以犧牲增 益為代價的，且僅對環(huán)內(nèi)的性能產(chǎn)生影響。益為代價的，且僅對環(huán)內(nèi)的性能產(chǎn)生影響。 串聯(lián)負(fù)反饋串聯(lián)負(fù)反饋 并聯(lián)負(fù)反饋并聯(lián)負(fù)反饋 電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋 電流負(fù)反饋電流負(fù)反饋 特別注意表特別注意表7.4.1

47、的內(nèi)容的內(nèi)容 增大輸入電阻增大輸入電阻 減小輸入電阻減小輸入電阻 減小輸出電阻，穩(wěn)定輸出電壓減小輸出電阻，穩(wěn)定輸出電壓 增大輸出電阻，穩(wěn)定輸出電流增大輸出電阻，穩(wěn)定輸出電流 7.4.4 對輸入電阻和輸出電阻的影響對輸入電阻和輸出電阻的影響 end 7.5 深度負(fù)反饋條件下深度負(fù)反饋條件下 的近似計算的近似計算 1. 深度負(fù)反饋的特點深度負(fù)反饋的特點 2. 舉例舉例 1. 深度負(fù)反饋的特點深度負(fù)反饋的特點 即，深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)即，深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān) 11 FA 由于由于 FA A A = = 1 f 則則 FFA A 1 = = 又因為又因為 i

48、 o f X X A = = o f X X F = =代入上式代入上式 if XX 得得（也常寫為（也常寫為 xf f xi i） ） 0 fiid = =XXX 凈輸入量近似等于零凈輸入量近似等于零 由此可得深度負(fù)反饋條件下，基本放大電路由此可得深度負(fù)反饋條件下，基本放大電路“兩虛兩虛”的概念的概念 輸入量近似等于反饋量輸入量近似等于反饋量 （xid id 0 ） ） 1. 深度負(fù)反饋的特點深度負(fù)反饋的特點 串聯(lián)負(fù)反饋，輸入端電壓求和串聯(lián)負(fù)反饋，輸入端電壓求和 0 i id id = = r i v 深度負(fù)反饋條件下深度負(fù)反饋條件下 xid id= = xi i - - xf f 0 虛短

49、虛短 虛斷虛斷 虛短虛短 虛斷虛斷 并聯(lián)負(fù)反饋，輸入端電流求和并聯(lián)負(fù)反饋，輸入端電流求和 vid id= = vi i - - vf f 0 iid id= = ii i - - if f 0 vid id= = iid id ri i 0 8.1 功率放大電路的一般問題功率放大電路的一般問題 2. 功率放大電路提高效率的主要途徑功率放大電路提高效率的主要途徑 1. 功率放大電路的特點及主要研究對象功率放大電路的特點及主要研究對象 8.0 功率放大電路概述功率放大電路概述 能夠向負(fù)載提供足夠信號功率的放大電路稱為能夠向負(fù)載提供足夠信號功率的放大電路稱為 功率放大電路功率放大電路，簡稱，簡稱功放

50、功放。 功放既不是單純追求輸出高電壓，也不是單純功放既不是單純追求輸出高電壓，也不是單純 追求輸出大電流，而是追求在電源電壓確定的追求輸出大電流，而是追求在電源電壓確定的 情況下，輸出盡可能大的功率。情況下，輸出盡可能大的功率。 功放電路的要求：功放電路的要求：Pomax 大，三極管極限工作大，三極管極限工作 = Pomax / PV 要高要高 失真要小失真要小 一、主要技術(shù)指標(biāo)一、主要技術(shù)指標(biāo) 1.最大輸出功率最大輸出功率Pom 功率放大電路提供給負(fù)載的信號功率稱為輸出功率。是功率放大電路提供給負(fù)載的信號功率稱為輸出功率。是 交流功率，表達(dá)式為交流功率，表達(dá)式為PoIoUo。 最大輸出功率是

51、在電路參數(shù)確定的情況下，負(fù)載上可能最大輸出功率是在電路參數(shù)確定的情況下，負(fù)載上可能 獲得的最大交流功率獲得的最大交流功率 2.轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)換效率 功率放大電路的最大輸出功率與電源提供的直流功率之功率放大電路的最大輸出功率與電源提供的直流功率之 比。比。直流功率等于電源輸出電流平均值及電壓之積直流功率等于電源輸出電流平均值及電壓之積。 3.最大輸出電壓最大輸出電壓Vom 二、功率放大電路中的晶體管二、功率放大電路中的晶體管 在功率放大電路中，為使輸出功率盡可能大，要求在功率放大電路中，為使輸出功率盡可能大，要求 晶體管工作在極限應(yīng)用狀態(tài)。晶體管工作在極限應(yīng)用狀態(tài)。 選擇功放管時選擇功放管時，要注意

52、極限參數(shù)的選擇，還要注意其，要注意極限參數(shù)的選擇，還要注意其散散 熱條件熱條件，使用時必須安裝合適的散熱片和，使用時必須安裝合適的散熱片和各種保護(hù)措施各種保護(hù)措施。 晶體管集電極電流最大時接近晶體管集電極電流最大時接近ICM （集電極最大允許電流）（集電極最大允許電流） 晶體管管壓降最大時接近晶體管管壓降最大時接近V（ （BR）CEO 晶體管耗散功率最大時接近晶體管耗散功率最大時接近PCM（集電極最大（集電極最大 允許耗散功率）允許耗散功率） 三、功率放大電路的分析方法三、功率放大電路的分析方法 采用圖解法采用圖解法 四種工作狀態(tài)四種工作狀態(tài) 根據(jù)正弦信號整個周期內(nèi)三根據(jù)正弦信號整個周期內(nèi)三

53、極管的導(dǎo)通情況劃分極管的導(dǎo)通情況劃分 乙類：乙類：導(dǎo)通角等于導(dǎo)通角等于180 甲類：甲類：一個周期內(nèi)均導(dǎo)通一個周期內(nèi)均導(dǎo)通 甲乙類：甲乙類：導(dǎo)通角大于導(dǎo)通角大于180 丙類：丙類：導(dǎo)通角小于導(dǎo)通角小于180 8.2 射極輸出器射極輸出器甲類放大的實例甲類放大的實例 簡化電路簡化電路 帶電流源詳圖的電路圖帶電流源詳圖的電路圖 特點：特點：電壓增益近似為 電壓增益近似為1，電流增益很大，可獲得較大的功，電流增益很大，可獲得較大的功 率增益，輸出電阻小，帶負(fù)載能力強。率增益，輸出電阻小，帶負(fù)載能力強。 8.3 乙類雙電源互補對稱乙類雙電源互補對稱 功率放大電路功率放大電路 8.3.2 分析計算分析計

54、算 8.3.1 電路組成電路組成 8.3.3 功率功率BJT的選擇的選擇 8.3.1 乙類雙電源互補對稱功率放大電路乙類雙電源互補對稱功率放大電路 1. 電路組成電路組成 由一對由一對NPN、PNP特性相同特性相同 的互補三極管組成，采用正、負(fù)的互補三極管組成，采用正、負(fù) 雙電源供電。這種電路也稱為雙電源供電。這種電路也稱為 OCL(Output Capacitorless)互互 補功率放大電路。補功率放大電路。 2. 工作原理工作原理 兩個三極管在信號正、負(fù)兩個三極管在信號正、負(fù) 半周輪流導(dǎo)通，使半周輪流導(dǎo)通，使負(fù)載得到一負(fù)載得到一 個完整的波形。個完整的波形。 3. 分析計算分析計算 Q

55、iC1 O VCC vCE1 iB =常數(shù)常數(shù) Icm1 A VCES Vom B iC1 Q iB =常數(shù)常數(shù) O vCE iC2 O VCES VCES B A Icm 2Icm Vom 2Vom 圖解分析圖解分析 3. 分析計算分析計算 （1）最大不失真輸出功率）最大不失真輸出功率Pomax L 2 CC L 2 CESCC L 2 CESCC omax 2 2 )( ) 2 ( = R V R VV R VV P = = 實際輸出功率實際輸出功率Po L 2 om L omom ooo 2 22 = R V R VV IVP= = = = iC1 iC2 Icm 2Icm Q VCES

56、 iB =常數(shù)常數(shù) Vom 2Vom VCES O O vCE B A 因電壓增益近似為因電壓增益近似為1，當(dāng)輸，當(dāng)輸 入信號足夠大，入信號足夠大，VCES很小很小 時時,使使 Vim=Vom VCC時，時，可可 獲得最大功率輸出。獲得最大功率輸出。 3. 分析計算分析計算 單個管子在半個周期內(nèi)的管耗單個管子在半個周期內(nèi)的管耗 )(d )( 2 1 = 0 L o oCCT1 t R v vVP （2）管耗）管耗PT 兩管管耗兩管管耗 )d( sin )sin( 2 1 0 L om omCC t R tV tVV = = )d( )sinsin( 2 1 0 2 L 2 om L omCC

57、tt R V t R VV = = ) 4 ( 1 2 omomCC L VVV R = = = = T2T1T =PPP) 4 ( 2 2 omomCC L VVV R 最大管耗與最大輸出功率的關(guān)系：最大管耗與最大輸出功率的關(guān)系： ) 4 ( 1 2 omomCC L 1 VVV R P T = = 因為：因為： 令令dPT1/dVom=0， 則：則： 4 omCC VV = = 即：當(dāng)即：當(dāng) 時，具有最大管子功耗。時，具有最大管子功耗。 CCCCom 6 . 0 2 VVV = = = = 4 ) 2 ( 2 1 2 CC 2 CC L 1 VV R P mT L R VVV R 2 CC

58、 22 2 CC 2 2 CC L 1 21 = = = = L 2 CC omax 2 R V P 因因為為 om 2 2 T1m 2 . 0 1 P R V P L CC = = 選管依據(jù)之一選管依據(jù)之一 3. 分析計算分析計算 （3）電源供給的功率）電源供給的功率PV = = ToV =PPP L omCC 2 R VV 當(dāng)當(dāng) 時，時， CCom VV 2 L 2 CC Vm R V P = = （4）效率）效率 CC om V o 4 = V V P P = = 當(dāng)當(dāng)時，時， CCom VV % 78.5 4 = = L 2 om L omom ooo 2 22 = R V R VV

59、IVP= = = = 因為因為: ) 4 ( 2 2 omomCC L VVV R =PT (3)通過通過BJT的最大集電極電流為的最大集電極電流為VCCRL，所選，所選BJT的的ICM一一 般不宜低于此值。般不宜低于此值。 5、功率、功率BJT的選擇：的選擇： 由上面的分析知，若想得到最大輸由上面的分析知，若想得到最大輸 出功率，出功率，BJT的參數(shù)必須滿的參數(shù)必須滿 足下列條件：足下列條件： (1)每只每只BJT的最大允許管耗的最大允許管耗PCM必須大于必須大于PTlm 0.2Pom； (2)考慮到當(dāng)考慮到當(dāng)T2導(dǎo)通時，當(dāng)導(dǎo)通時，當(dāng)-vCE2 0時，時，vCE1具有最大值，且等具有最大值，

60、且等 于于2VCC。因此，應(yīng)選用。因此，應(yīng)選用 V(BR)CEO 2VCC的管子；的管子； 8.4 甲乙類互補對稱功率甲乙類互補對稱功率 放大電路放大電路 8.4.2 甲乙類單電源互補對稱電路甲乙類單電源互補對稱電路 8.4.1 甲乙類雙電源互補對稱電路甲乙類雙電源互補對稱電路 8.4.1 甲乙類雙電源互補對稱電路甲乙類雙電源互補對稱電路 乙類互補對稱電路存在的問題乙類互補對稱電路存在的問題 由于由于T1、T2管輸入特性存在死區(qū)，所以輸出波形在信管輸入特性存在死區(qū)，所以輸出波形在信 號過零附近產(chǎn)生失真號過零附近產(chǎn)生失真交越失真。交越失真。 原因：假設(shè)原因：假設(shè)T1、T2的死區(qū)電壓都是的死區(qū)電壓