電工學(xué)電子技術(shù)課件第十五章《基本放大電路》第二部分

1、1/130 阻容耦合放大電路由于存在級間耦合電容、發(fā)射阻容耦合放大電路由于存在級間耦合電容、發(fā)射極旁路電容及晶體管的結(jié)電容等，它們的容抗隨頻極旁路電容及晶體管的結(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相位都將發(fā)生變化。壓相對于輸入電壓的幅值和相位都將發(fā)生變化。2/1300.707| Au0 |fLfH| Au0 |幅頻特性幅頻特性f 270 180 90相頻特性相頻特性 f|Au |3/1304/130oUbeUiU5/130oU6/1307/130EBBECCB)1 (RRUUI BE)1(II

2、EECCCERIUU 8/130LEL/RRR LeoRIU Lb1RI ）（ LebebiRIrIU Lbbeb)1 (RIrI LbbebLb)1 ()1 (RIrIRIAu LbeL)1 (1RrR ）（9/130LbbebLb)1 ()1 (RIrIRIAu LbeL)1 (1RrR ）（Lbe)1 (RrioUUoUiUbe)1 (IIioUU10/130iBi/rRr LbeBi)1 (/RrRr LbebLEebebbii)1 ()/(RrIRRIrIIUr LEL/RRR irir 11/130rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbIsE

3、eIREiIoroUoIEobeobeoebbRURrURrUIIIISSoSSSo1111RrRRrRRRrIUrbeEbeEEbeoo12/130 1SbeoRrrSEbe) 1 ( RRr 通通常常SSSo1111RrRRrRRRrIUrbeEbeEEbeoo1，13/130LbeL) 1 () 1 (RrRAu LbeBi) 1(/RrRr Rrr 1Sbeo14/130 在圖示放大電路中，已知在圖示放大電路中，已知UCC=12V, RE= 2k , RB= 200k，RL= 2k ，晶體管，晶體管= 60，UBE= 0.6V, 信號源內(nèi)阻信號源內(nèi)阻RS= 100 ，試求試求: :(1

4、) 靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點 IB、IE 及及 UCE； 畫出微變等效電路；畫出微變等效電路；(3) Au、ri 和和 ro 。15/130mA035. 0mA260)(12006 . 012) (1EBBECCB RRUUImA14. 2 0.035mA60)(1 )(1BE II V727V142212EECCCE.RIUU 16/1303 .1760100940Sbeo Rrrk94. 014. 2266120026) (1200Ebe Ir LbeBi) 1 (/RrRr k7 .41 LbeL) 1()(1RrRAu 98.0 17/13018/130 放大器的放大器的輸入信號一般很微弱

5、，因此常采用多級輸入信號一般很微弱，因此常采用多級放大，才可在輸出端獲得必要的電壓幅度或足夠的功放大，才可在輸出端獲得必要的電壓幅度或足夠的功率，以推動負載工作。此外，多級放大的輸入級或輸率，以推動負載工作。此外，多級放大的輸入級或輸出級也常采用出級也常采用射極輸出器射極輸出器以獲得高輸入電阻以獲得高輸入電阻ri 或低輸或低輸出電阻出電阻ro，從而改善工作性能。，從而改善工作性能。19/130 如圖所示的兩級電壓放大電路如圖所示的兩級電壓放大電路, ,已知已知1=2=50, T1 和和 T2 均為均為 3DG8D。 (1) 計算前、后級放大電路的靜態(tài)值計算前、后級放大電路的靜態(tài)值( (UBE

6、= 0.6V); (2) 求放大電路的輸入電阻和輸出電阻；求放大電路的輸入電阻和輸出電阻； (3) 求各級電壓放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)。求各級電壓放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)。20/130 在圖示兩級電壓放大電路中，前、后級之間是在圖示兩級電壓放大電路中，前、后級之間是通過耦合電容通過耦合電容C2及下級輸入電阻連接的，故稱為及下級輸入電阻連接的，故稱為。由于電容有隔直作用，它可使前、后級的直流由于電容有隔直作用，它可使前、后級的直流工作狀態(tài)相互之間無影響，故工作狀態(tài)相互之間無影響，故可以可以。耦合電容對交流信號的容抗必須。耦合電容對交流信號的容抗必須很小，其交流分壓作用可以忽略不計，以使前級輸出很

7、小，其交流分壓作用可以忽略不計，以使前級輸出信號電壓差不多無損失地傳送到后級輸入端。信號電壓差不多無損失地傳送到后級輸入端。21/130 (1) 兩級放大電路的靜態(tài)值分別計算。兩級放大電路的靜態(tài)值分別計算。A8 . 9mA2750)(110000.624) (1E1B1BECCB1 RRUUImA 50. 0mA 0098. 050)(1)1 (B1E1C1 III V5 .10V)2750. 024(E1E1CCCE RIUU22/130V26. 843V438224B2B2B1CCB2 RRRUVmA 96. 0mA5 . 751. 06 . 026. 8E2E2BE2B2E2 RRUVI

8、23/130A 8 . 18mA5196. 012E2B2 II)(E2E2C2E2CCCE2RRRIUU 解解: : V71. 6V)5 . 751. 010(96. 024 24/1302ir )1 (/L1be1B1i1iRrRrr 1iirr C22ooRrr k 320 /i2E1L1rRR k58. 126)1(200Ebe2 Ir k 14)1 (/E2be2B2B12i RrRRr k 22. 9k14271427 25/1302ir 994. 022. 950)(1322. 9)501 ()1 ()1 (L111beL111 RrRAu k 22. 9/i2E1L1 rRR2

9、12ioi1oiouuuAAUUUUUUA 26/1301 .1851. 050)(158. 11050)1 (2E2be22C2 RrRAu 總電壓放大倍數(shù)總電壓放大倍數(shù)99. 1718.1)(994. 021 uuuAAA27/130v例15.6.128/13029/13030/130將前級的輸出端直接接后級的輸入端。將前級的輸出端直接接后級的輸入端?？捎脕矸糯缶徛兓男盘柣蜃兓闹绷餍盘??？捎脕矸糯缶徛兓男盘柣蜃兓闹绷餍盘?。+UCCuORC2T2uIRC1R1T1R2+RE231/130(1) 前后級靜態(tài)工作點相互影響；前后級靜態(tài)工作點相互影響；32/13033/130 直接影響

10、對輸入信號測量的準確程度和分辨能力。直接影響對輸入信號測量的準確程度和分辨能力。 嚴重時，可能淹沒有效信號電壓，無法分辨是有嚴重時，可能淹沒有效信號電壓，無法分辨是有效信號電壓還是漂移電壓。效信號電壓還是漂移電壓。 一般用輸出漂移電壓折合到輸入端的等效漂移電一般用輸出漂移電壓折合到輸入端的等效漂移電壓作為衡量零點漂移的指標(biāo)。壓作為衡量零點漂移的指標(biāo)。uAuudIdO 只有輸入端的等效漂移電壓比輸入信號小許多時，只有輸入端的等效漂移電壓比輸入信號小許多時，放大后的有用信號才能被很好地區(qū)分出來。放大后的有用信號才能被很好地區(qū)分出來。34/130 由于不采用電容，所以直接耦合放大電路具有良由于不采用

11、電容，所以直接耦合放大電路具有良好的低頻特性。好的低頻特性。f|Au |0.707| Au0|OfH| Au0| 抑制零點漂移是制作高質(zhì)量抑制零點漂移是制作高質(zhì)量直接耦合放大電路直接耦合放大電路的的一個重要的問題。一個重要的問題。 適應(yīng)集成化的要求，在集成運放的內(nèi)部，級間都適應(yīng)集成化的要求，在集成運放的內(nèi)部，級間都是直接耦合。是直接耦合。35/130雙端輸入雙端輸入雙端輸出差分放大電路雙端輸出差分放大電路 電路兩邊完全對稱。電路兩邊完全對稱。T1、T2是兩個是兩個型號和特性相型號和特性相同同的晶體管；的晶體管；兩個輸入信號兩個輸入信號uIl和和uI2，分別加到兩個管，分別加到兩個管子子T1、T

12、2的基極；輸出信號的基極；輸出信號uo從兩個管子的集電極從兩個管子的集電極之間取出，這種輸出方式稱為之間取出，這種輸出方式稱為雙端輸出雙端輸出。REE稱為稱為共共發(fā)射極電阻發(fā)射極電阻，可使靜態(tài)工作點穩(wěn)定。，可使靜態(tài)工作點穩(wěn)定。特點：特點： a. 兩個輸入端，兩個輸入端， 兩個輸出端；兩個輸出端； b. 左右兩邊元件左右兩邊元件參數(shù)對稱；參數(shù)對稱； c. 雙電源供電；雙電源供電； d. ui1 = ui2 時，時， uo = 0能有效地克服零點漂移能有效地克服零點漂移36/130差動放大電路的輸入、輸出方式差動放大電路的輸入、輸出方式雙端輸入雙端輸入單端輸出差分放大電路單端輸出差分放大電路 雙端

13、輸入雙端輸入雙端輸出差分放大電路雙端輸出差分放大電路 單端輸入單端輸入單端輸出差分放大電路單端輸出差分放大電路 單端輸入單端輸入雙端輸出差分放大電路雙端輸出差分放大電路 37/130uO= VC1 VC2 = 0uO= (VC1 + VC1 ) (VC2 + VC2 ) = 0靜態(tài)時靜態(tài)時，uI1 = uI2 = 0當(dāng)當(dāng)溫度升高溫度升高時時ICVC (兩管變化量相等兩管變化量相等) 對稱差分放大電路對兩管所產(chǎn)生的同向漂移都對稱差分放大電路對兩管所產(chǎn)生的同向漂移都有抑制作用。有抑制作用。雙端輸入雙端輸入雙端輸出差分放大電路雙端輸出差分放大電路 38/130 差分放大電路之所以能抑制零點漂移，是由

14、于差分放大電路之所以能抑制零點漂移，是由于電路的對稱性。實際上，完全對稱的理想情況是不電路的對稱性。實際上，完全對稱的理想情況是不存在的，所以單靠提高電路的對稱性來抑制零點漂存在的，所以單靠提高電路的對稱性來抑制零點漂移是有限的。移是有限的。另外，上述差分電路的每個管的集電極電位的漂移另外，上述差分電路的每個管的集電極電位的漂移并未受到抑制，如果采用并未受到抑制，如果采用單端輸出單端輸出，漂移根本無法，漂移根本無法抑制。為此，引入了發(fā)射極電阻抑制。為此，引入了發(fā)射極電阻RE和負電源和負電源-UEE。39/130穩(wěn)定靜態(tài)工作點，限制每個管子的漂移。穩(wěn)定靜態(tài)工作點，限制每個管子的漂移。 UEE：用

15、于補償用于補償RE上的壓降，以獲得合適的工作點。上的壓降，以獲得合適的工作點。電位器電位器 RP : 調(diào)零電位器，保證輸入電壓為零時，調(diào)零電位器，保證輸入電壓為零時，輸出電壓也為零。輸出電壓也為零。抑制了每只差分管集電極電流、電位的變化。抑制了每只差分管集電極電流、電位的變化。40/130 在靜態(tài)時，設(shè)在靜態(tài)時，設(shè) IB1 = IB2 = IB， IC1= IC2 = IC，忽略，忽略阻值很小的阻值很小的 RP 可列出可列出 EEEEBEBB12UIRUIR 上式中前兩項較第三項小得多可略去，上式中前兩項較第三項小得多可略去，則每管的集電極電流則每管的集電極電流EEEEC2RUII 由此得發(fā)射

16、極電位由此得發(fā)射極電位 VE 0每管的基極電流每管的基極電流EEECB2 RUII 每管的集每管的集射極電壓射極電壓ECEECCCCCCCE2RRUUIRUU 單管直流通路單管直流通路 由于電路對稱，計算一個管的靜態(tài)值即可。由于電路對稱，計算一個管的靜態(tài)值即可。41/130 42/130單管單管差模信號差模信號交流通路交流通路 由于差模信號使兩管的集電極電流一增一減，由于差模信號使兩管的集電極電流一增一減，其變化量相等，通過其變化量相等，通過 RE 的電流近于不變，的電流近于不變，RE 上沒有上沒有差模信號壓降，故差模信號壓降，故 RE 對差模信號不起作用對差模信號不起作用，可得出，可得出下圖

17、所示的下圖所示的單管差模信號通路單管差模信號通路。單管差模電壓放大倍數(shù)單管差模電壓放大倍數(shù)beBCbeBbCbI11d1)(OrRRrRiRiuuA 同理可得同理可得d1beBCI22d2OArRRuuA 雙端輸入雙端輸入雙端輸出差分電路的差模電壓放大倍數(shù)雙端輸出差分電路的差模電壓放大倍數(shù)43/130雙端輸入雙端輸入雙端輸出差分電路的雙端輸出差分電路的差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù)為為beBCd1I2I1dOrRRAuuuA I2I1d1I2d2I1d1O2O1OuuAuAuAuuu雙端輸出電壓為雙端輸出電壓為與單管放大電路的電壓放大倍數(shù)相等。與單管放大電路的電壓放大倍數(shù)相等?？梢?，接成差可

18、見，接成差分放大電路是為了能抑制零點漂移。分放大電路是為了能抑制零點漂移。當(dāng)在兩管的集電極之間接入負載電阻時當(dāng)在兩管的集電極之間接入負載電阻時beBLdrRRA 式中式中LCL21/RRR 因為當(dāng)輸入差模信號時，一管的集電極電位降低，另一管增高，在因為當(dāng)輸入差模信號時，一管的集電極電位降低，另一管增高，在RL的中點相的中點相當(dāng)于交流接當(dāng)于交流接“地地”，所以每管各帶一半負載電阻。，所以每管各帶一半負載電阻。44/130兩輸入端之間的差模輸入電阻為兩輸入端之間的差模輸入電阻為)( 2beBirRr 兩集電極之間的差模輸出電阻為兩集電極之間的差模輸出電阻為Co2Rr 輸入電阻和輸出電阻輸入電阻和輸

19、出電阻雙端輸入雙端輸入雙端輸出差分電路對差模信號的交流通路雙端輸出差分電路對差模信號的交流通路45/130 例例15.7.1 在在前圖所示的差分放大電路中前圖所示的差分放大電路中,已知已知UCC=12V, UEE = 12V, =50, RC=10k , RE =10k , RB=20 k ， RP =100 , 并在輸出端接負載電阻并在輸出端接負載電阻RL = 20k , 試求電路的靜態(tài)值和差模電壓放大倍數(shù)試求電路的靜態(tài)值和差模電壓放大倍數(shù)。解解: :mA0.6A101021223EEEC RUImA0.012mA500.6CB IIV6V)100.6101012(33CCCCCE IRUU

20、112.4120550beBLd rRRA 式中式中 k521/LCLRRR k 2.41)0.62651(20026)1 (200EbeIr 46/130如果從如果從T1集電極或集電極或T2集電極集電極單端輸出，單端輸出，則差分則差分電路電路的差模電壓放大倍數(shù)為的差模電壓放大倍數(shù)為)(beBCI11I2I11d212OO反反相相輸輸出出rRRuuuuuA )(beBCI22I2I12d212OO同同相相輸輸出出rRRuuuuuA 即即單端輸出差分電路的電壓放大倍數(shù)只有雙端輸出差單端輸出差分電路的電壓放大倍數(shù)只有雙端輸出差分電路的一半分電路的一半。 雙端輸入分雙端輸出和單端輸出兩種。此外，還雙

21、端輸入分雙端輸出和單端輸出兩種。此外，還有單端輸入的有單端輸入的, 即將即將 T1 輸入端或輸入端或 T2 輸入端接輸入端接“地地”, 而另一端接輸入信號而另一端接輸入信號uI 。單端輸入也分為雙端輸出和。單端輸入也分為雙端輸出和單端輸出兩種。單端輸出兩種。47/130如如: uI1 = 10 mV, uI2 = 6 mV uI2 = 8 mV 2 mV 如如: uI1 =20 mV, uI2 = 16 mV 可分解成可分解成: : uI1 = 18 mV + 2 mV uI2 = 18 mV 2 mV 可分解成可分解成: : uI1 = 8 mV + 2 mV 這種輸入常作為這種輸入常作為比

22、較放大比較放大來應(yīng)用，在自動控制系來應(yīng)用，在自動控制系統(tǒng)中是常見的。統(tǒng)中是常見的。 48/130idiciidiciuuuuuu21式中式中uic為共模為共模輸入輸入，uid為差模輸入。為差模輸入。uil和和ui2的平均值的平均值是共模分量是共模分量uic；uil和和ui2的差值是差模分量的差值是差模分量uid，即，即)()(212121iiidiiicuuuuuu 這樣的輸入信號稱為這樣的輸入信號稱為一般輸入一般輸入?？梢苑纸鉃橐弧？梢苑纸鉃橐粚材Ｐ盘柡鸵粚Σ钅Ｐ盘柕慕M合，即對共模信號和一對差模信號的組合，即49/130輸入輸輸入輸出方式出方式差模輸入差模輸入uid共模輸入共模輸入uic雙

23、入雙入雙出雙出uid = ui1- ui2 uic =(ui1+ui2)/2 單入單入雙出雙出uid = ui1 uic = ui1 / 2雙入雙入單出單出uid = ui1- ui2uic =(ui1+ui2)/2單入單入單出單出uid = ui1 uic = ui1 / 250/130差分放大電路的四種接法差分放大電路的四種接法 1. 雙端輸入單端輸出：雙端輸入單端輸出：Q點分析點分析CCQCCCQ2LCCQCCLCLCQ1 )(RIVURRIVRRRU 由于輸入回路沒有變由于輸入回路沒有變化，所以化，所以IEQ、IBQ、ICQ與雙端輸出時一樣。但與雙端輸出時一樣。但是是UCEQ1 UCE

24、Q2。51/1301. 雙端輸入單端輸出：雙端輸入單端輸出：差模信號差模信號作用下的分析作用下的分析beBLCd)( 21rRRRACobeBi)(2RrrRr，52/1301. 雙端輸入單端輸出：雙端輸入單端輸出：共模信號共模信號作用下的分析作用下的分析beBLCd)( 21rRRRAEbeBLCc)1 (2)( RrRRRAbebebebCMR)1 (2rRRrRK53/1302. 單端輸入雙端輸出單端輸入雙端輸出v電路對于差模信號是通過發(fā)射極相連的方式將電路對于差模信號是通過發(fā)射極相連的方式將T1管的發(fā)射極電流傳遞到管的發(fā)射極電流傳遞到T2管的發(fā)射極的，故稱這管的發(fā)射極的，故稱這種電路為

25、射極耦合電路。種電路為射極耦合電路。 54/130共模輸入電壓共模輸入電壓差模輸入電壓差模輸入電壓 輸入差模信號的同時總是伴隨著共模信號輸入：輸入差模信號的同時總是伴隨著共模信號輸入：2/IIcIIduuuu，將輸入信號進行將輸入信號進行等效變換，可看等效變換，可看出，兩輸入端分出，兩輸入端分別輸入了差模信別輸入了差模信號和共模信號。號和共模信號。 可見，單端輸入電路與雙端輸入電路的區(qū)別在于：可見，單端輸入電路與雙端輸入電路的區(qū)別在于：差模信號輸入的同時，伴隨著共模信號輸入。差模信號輸入的同時，伴隨著共模信號輸入。 55/130輸出電壓輸出電壓若電路參數(shù)對稱，則若電路參數(shù)對稱，則Ac0，KCM

26、R為無窮大。為無窮大。靜態(tài)工作點以及動態(tài)參數(shù)的分析完全與雙端輸靜態(tài)工作點以及動態(tài)參數(shù)的分析完全與雙端輸入、雙端輸出相同。入、雙端輸出相同。 2IcIdOuAuAu56/130該電路對該電路對靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點、差模增益差模增益、共模增益共模增益、輸入與輸出電阻輸入與輸出電阻的分的分析與析與單端輸出單端輸出電路相電路相同。同。對對輸入信號的作用輸入信號的作用分析分析與與單端輸入單端輸入電路電路相同。相同。 單端輸入單端輸入單端輸出差分放大電路單端輸出差分放大電路 3.單端輸入、單端輸出電路單端輸入、單端輸出電路 57/1304. 四種接法的比較：電路參數(shù)理想對稱條件下四種接法的比較：電路參數(shù)理

27、想對稱條件下輸入方式輸入方式： ri均為均為2(RB+rbe)； 雙端輸入時無共模信號輸入，雙端輸入時無共模信號輸入， 單端輸入時有共模信號輸入。單端輸入時有共模信號輸入。輸出方式輸出方式：Q點、點、Ad、 Ac、 KCMR、ro均與之有關(guān)。均與之有關(guān)。CoCMRcbeBLCd2 0 )2(RrKArRRRA雙端輸出：CobeBEbeBCMREbeBLCcbeBLCd )(2)1 (2 )1 (2)( )(2)(RrrRRrRKRrRRRArRRRA單端輸出：58/130四種差分放大電路的比較見主教材表四種差分放大電路的比較見主教材表15.7.1。59/130具有恒流源的差分放大電路具有恒流源

28、的差分放大電路 為什么要采用電流源？為什么要采用電流源？ RE 越大，共模負反饋越強，單端輸出時的越大，共模負反饋越強，單端輸出時的Ac越小，越小，KCMR越大，差分放大電路的性能越好。越大，差分放大電路的性能越好。 但為使靜態(tài)電流不變，但為使靜態(tài)電流不變，RE 越大，越大，VEE越大，以越大，以至于至于RE太大就不合理了。太大就不合理了。 需在低電源條件下，得到趨于無窮大的需在低電源條件下，得到趨于無窮大的RE。解決方法：采用電流源代替解決方法：采用電流源代替RE！60/130五、具有恒流源的差分放大電路五、具有恒流源的差分放大電路3BEQEE2123EB32RUVRRRIII，等效電阻等效

29、電阻為無窮大為無窮大近似為近似為恒流恒流61/130cdCMRRAAK )dB(lg20cdCMRAAK 62/130 對于對于雙端輸出雙端輸出差分放大電路，差分放大電路，若電路完全對稱若電路完全對稱,理想情況下共模放大倍數(shù)理想情況下共模放大倍數(shù) Ac = 0， 若電路不完全對稱，若電路不完全對稱， 則則 Ac 0實際輸出電壓實際輸出電壓 即共模信號對輸出有影響即共模信號對輸出有影響 。 CMRRK輸出電壓輸出電壓 63/130uod = Auduid( (2) ) 若若 Ad = 50、 Ac = 0.05求求輸出電壓輸出電壓 uo，及，及 KCMR1.01 V0.99 V 解解 可將任意輸

30、入信號分解為可將任意輸入信號分解為共模信號和差模信號之和共模信號和差模信號之和( (1) )ui1 = 1.01 = 1.00 + 0.01 (V)ui2 = 0.99 = 1.00 0.01 (V)( (1) )求求差模輸入電壓差模輸入電壓 uid 、共模輸入電壓、共模輸入電壓 uic例例ui1V1+VCCV2VEERCRCREEuoui2uC1uC2uid = u i1 u i2uic = (ui1+ ui2 ) / 2= 1.01 0.99 = 0.02 (V)= 1 (V)id21i1 iuuuc id21ici2uuu ( (2) )= 50 0.02= 1 (V)uoc = Auc

31、uic= 0.05 1= 0.05 (V)uo = Auduid + Aucuic= 1.05 (V)cdCMRlg20)dB(uuAAK 05. 050lg20 = 60 (dB)差模信號差模信號共模信號共模信號64/130差放性能指標(biāo)差放性能指標(biāo)歸納總結(jié)歸納總結(jié) ri與電路輸入、輸出方式無關(guān)。與電路輸入、輸出方式無關(guān)。 ro僅與電路輸出方式有關(guān)。僅與電路輸出方式有關(guān)。 Ad僅與電路輸出方式有關(guān)。僅與電路輸出方式有關(guān)。 Ac僅與電路輸出方式有關(guān)。僅與電路輸出方式有關(guān)。bei2rRrB雙端輸出雙端輸出Co2Rr 單端輸出單端輸出CoRr 雙端輸出雙端輸出beL1drRRAABu單端輸出單端輸出

32、beLd2d1d2rRRAAABuu雙端輸出雙端輸出0icocuuAuc單端輸出單端輸出1icoc1c2c1uuuAuuAAELEbeBLC2)1 (2)(RRRrRRR)2/(LCLRRR 其中其中LCL/ RRR 其中其中65/130電電源源供供給給的的直直流流功功率率率率負負載載得得到到的的交交流流信信號號功功 66/13067/130 互補對稱電路是集成功率放大電路輸出級的基本互補對稱電路是集成功率放大電路輸出級的基本形式。當(dāng)它通過容量較大的電容與負載耦合時，由于形式。當(dāng)它通過容量較大的電容與負載耦合時，由于省去了變壓器而被稱為無輸出變壓器省去了變壓器而被稱為無輸出變壓器()電路，簡稱

33、電路，簡稱OTL電路。若互補對稱電路直電路。若互補對稱電路直接與負載相連，輸出電容也省去，就成為無輸出電容接與負載相連，輸出電容也省去，就成為無輸出電容(電路，簡稱電路，簡稱OCL電路。電路。 OTL電路采用單電源供電，電路采用單電源供電， OCL電路采用雙電電路采用雙電源供電。源供電。68/130OTL原理電路原理電路(1) 特點特點T1、T2的特性一致；的特性一致；一個一個NPN型、一個型、一個PNP型型;兩管均接成射極輸出器；兩管均接成射極輸出器；輸出端有大電容；輸出端有大電容；單電源供電。單電源供電。(2) 靜態(tài)時靜態(tài)時( (ui= 0) ), IC1 0， IC2 0。調(diào)調(diào)整整輸輸入

34、入的的直直流流電電壓壓使使2CCUV B2V CCAU由于由于T1、T2對稱，使對稱，使2 CCUuC 于于是是電電容容兩兩端端電電壓壓69/130 設(shè)輸入端在設(shè)輸入端在UCC/2 直流基礎(chǔ)上加入正弦信號。直流基礎(chǔ)上加入正弦信號。 若輸出電容足夠大，其上電壓基本保持不變，則負若輸出電容足夠大，其上電壓基本保持不變，則負載上得到的交流信號正、負半周對稱。載上得到的交流信號正、負半周對稱。iC1iC2交流通路交流通路uO2CCUV 2CCUV 70/130 (4) 交越失真交越失真 當(dāng)輸入信號當(dāng)輸入信號ui為正弦波時，為正弦波時，輸出信號在過零前后出現(xiàn)的輸出信號在過零前后出現(xiàn)的失真稱為交越失真。失

35、真稱為交越失真。 交越失真產(chǎn)生的原因交越失真產(chǎn)生的原因: : 由于晶體管特性存在非線性，由于晶體管特性存在非線性， uI 死區(qū)電壓晶體管導(dǎo)通不好。死區(qū)電壓晶體管導(dǎo)通不好。交越失真交越失真采用各種電路以產(chǎn)生有不大的偏流，使靜態(tài)工作采用各種電路以產(chǎn)生有不大的偏流，使靜態(tài)工作點稍高于截止點，即工作于甲乙類狀態(tài)。點稍高于截止點，即工作于甲乙類狀態(tài)?？朔辉绞д娴拇胧┛朔辉绞д娴拇胧?71/130(5) 克服交越失真的克服交越失真的OTL互補對稱放大電路互補對稱放大電路 兩個晶體管兩個晶體管 T1 ( (NPN型型) )和和T2( (PNP型型) )的特性基本相同。的特性基本相同。靜態(tài)時靜態(tài)時, 調(diào)節(jié)

36、調(diào)節(jié) R3 ,使使 A 點的電位點的電位為為 。CC21U 輸出電容輸出電容CL上上的電壓也等于的電壓也等于 。CC21U R1 和和 D1、D2 上的壓降使兩管獲上的壓降使兩管獲得合適的偏壓，工作在甲乙類狀態(tài)。得合適的偏壓，工作在甲乙類狀態(tài)。OTL互補對稱放大電路互補對稱放大電路 72/130當(dāng)輸出功率較大時常采用復(fù)合管當(dāng)輸出功率較大時常采用復(fù)合管復(fù)合管的構(gòu)成復(fù)合管的構(gòu)成方式方式 1ic1= 1 ib1 ic2= 2 ib2 = 2 (1+ 1 ) ib1ic = ic1+ ic2 = 1+ 2 (1+ 1 ) ib1 1 2 ib1 ib2= ie1=(1+ 1 ) ib1ib= ib17

37、3/130 復(fù)合管的電流放大系數(shù)復(fù)合管的電流放大系數(shù) 1 2復(fù)合管的類型與復(fù)合管中第一只管子的類型相同復(fù)合管的類型與復(fù)合管中第一只管子的類型相同用復(fù)合管組成的互補對稱放大電路常稱為用復(fù)合管組成的互補對稱放大電路常稱為準互補對準互補對稱放大電路。稱放大電路。產(chǎn)品手冊中常把復(fù)合管稱為產(chǎn)品手冊中常把復(fù)合管稱為“達林頓達林頓”晶體管。晶體管。74/130OTL準準互補對稱放大電路互補對稱放大電路 (3) R8 和和R9 的作用的作用? (1) R4、D1、D2的作用？的作用？ (2) T1 和和T3 、T2 和和T4 構(gòu)成什么工作方式？構(gòu)成什么工作方式？ (4) R6和和R7 的作用的作用?避免產(chǎn)生交

38、越失真。避免產(chǎn)生交越失真。構(gòu)成復(fù)合管。構(gòu)成復(fù)合管。引入電流負反饋，引入電流負反饋，使電路工作穩(wěn)定。使電路工作穩(wěn)定。分流分流T1、T2的的I ICEO，提高溫度穩(wěn)定性。提高溫度穩(wěn)定性。思考思考75/130 2. 無輸出電容無輸出電容( (OCL) )的互補對稱放大電路的互補對稱放大電路OCL互補對稱放大電路互補對稱放大電路 76/130 LM386是一種低電壓通用型低頻集成功放。該是一種低電壓通用型低頻集成功放。該電路功耗低、允許的電源電壓范圍寬、通頻帶寬、電路功耗低、允許的電源電壓范圍寬、通頻帶寬、外接元件少外接元件少, 廣泛用于收錄機、廣泛用于收錄機、 對講機、對講機、 電視伴音電視伴音等系

39、統(tǒng)中。等系統(tǒng)中。 目前集成功放電路獲得了廣泛的應(yīng)用目前集成功放電路獲得了廣泛的應(yīng)用, 其內(nèi)部電其內(nèi)部電路一般均為路一般均為OTL 或或 OCL電路。集成功率放大電路除電路。集成功率放大電路除了具有分立元件了具有分立元件OTL或或OCL電路的優(yōu)點外電路的優(yōu)點外, 還具有體還具有體積小、工作穩(wěn)定可靠、使用方便等優(yōu)點。積小、工作穩(wěn)定可靠、使用方便等優(yōu)點。 低頻集成功放的種類很多低頻集成功放的種類很多, 下面以下面以LM386為例作為例作一簡單介紹。一簡單介紹。77/130 相位補償相位補償, 消除消除自激振蕩自激振蕩, 改善改善高頻負載特性高頻負載特性去耦，濾掉高去耦，濾掉高頻交流頻交流消振，防止高

40、消振，防止高頻自激頻自激集成功放集成功放LM386接線圖接線圖特點特點: :工作可靠、工作可靠、使用方便。使用方便。只需在器件只需在器件外部適當(dāng)連外部適當(dāng)連線，即可向線，即可向負載提供一負載提供一定的功率。定的功率。78/130 場效應(yīng)晶體管是利用電場效應(yīng)來控制電流的一種半場效應(yīng)晶體管是利用電場效應(yīng)來控制電流的一種半導(dǎo)體器件，即是導(dǎo)體器件，即是。它的輸出電流決定于。它的輸出電流決定于輸入電壓的大小，基本上不需要信號源提供電流，所輸入電壓的大小，基本上不需要信號源提供電流，所以它的以它的輸入電阻高，且溫度穩(wěn)定性好。輸入電阻高，且溫度穩(wěn)定性好。按結(jié)構(gòu)不同按結(jié)構(gòu)不同場效晶體管有兩種場效晶體管有兩種: :本節(jié)僅介紹絕緣柵場效晶體管本節(jié)僅介紹絕緣柵場效晶體管 由于絕緣柵場效晶體管制作工藝簡單，便于集成由于絕緣柵場效晶體管制作工藝簡單，便于集成化化, ,且性能優(yōu)于結(jié)型場效晶體管且性能優(yōu)于結(jié)型場效晶體管, ,因此得到廣泛應(yīng)用。因此得到廣泛應(yīng)用。79/130(1) N溝道增強型管的結(jié)構(gòu)溝道增強型管的結(jié)構(gòu) 按工作狀態(tài)可分為：按工作狀