第三章 集成運(yùn)算放大器的單元電路

第三章

集成運(yùn)算放大器的單元電路主講人：詹華偉1集成運(yùn)算放大器的單元電路3.1集成運(yùn)算放大器概述3.2直接耦合多級(jí)放大電路3.3差分放大電路3.4互補(bǔ)功率放大電路23.1集成運(yùn)算放大器概述利用集成電路的制造工藝，將電子元器件和連線制作在同一片半導(dǎo)體芯片上，構(gòu)成具有特定功能的電路，稱(chēng)為集成電路。集成運(yùn)算放大器是一個(gè)直接耦合高增益的多級(jí)放大電路。早期主要用來(lái)完成一些數(shù)學(xué)運(yùn)算，故此得名。它一般由三級(jí)組成：輸入級(jí)是差分放大電路，中間級(jí)是高增益放大電路，輸出級(jí)是互補(bǔ)推挽電路。另外還有一些輔助環(huán)節(jié)，例如偏置電流源、電位移動(dòng)電路等。3集成電路的特點(diǎn)（1）元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特別有利于實(shí)現(xiàn)需要對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的電路。（3）不易制造大電阻。需要大電阻時(shí)，往往使用有源負(fù)載。（4）只能制作幾十pF以下的小電容。因此，集成放大器都采用直接耦合方式。如需大電容，只有外接。（5）不能制造電感，如需電感，也只能外接。4集成運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)圖輸入級(jí)采用高性能的差分放大電路來(lái)提高對(duì)某些干擾信號(hào)的抑制能力中間放大級(jí)提供很高的電壓增益，以保證運(yùn)放應(yīng)用電路的運(yùn)算精度互補(bǔ)輸出級(jí)由PNP和NPN兩種極性的晶體管或復(fù)合管組成，以獲得正、負(fù)兩個(gè)極性的輸出電壓或電流，同時(shí)有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力。5集成運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)圖偏置電流源為各放大級(jí)提供穩(wěn)定的靜態(tài)工作電流，從而達(dá)到穩(wěn)定各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)的目的。電位移動(dòng)電路使各放大級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)的電位合理，并且使輸入為零時(shí)，輸出也為零，即零輸入零輸出。63.2直接耦合多級(jí)放大電路3.2.1多級(jí)放大電路的耦合方式3.2.2零點(diǎn)漂移3.2.3直接耦合放大電路的電位移動(dòng)3.2.4多級(jí)放大電路電壓放大倍數(shù)的計(jì)算73.2.1多級(jí)放大電路的耦合方式

基本放大電路的放大倍數(shù)通常只能達(dá)到幾十倍至一、二百倍，在要求放大倍數(shù)更高時(shí)，就要由多個(gè)單元電路級(jí)聯(lián)成多級(jí)放大電路。多級(jí)放大電路的級(jí)與級(jí)之間、信號(hào)源與放大電路之間、放大電路與負(fù)載之間的連接均稱(chēng)為耦合。8對(duì)耦合電路要求：要求動(dòng)態(tài):

傳送信號(hào)減少壓降損失

靜態(tài)：保證各級(jí)Q點(diǎn)不受影響波形不失真第一級(jí)第二級(jí)第n-1級(jí)第n級(jí)輸入輸出耦合9電抗性元件耦合變壓器耦合方式

常見(jiàn)的耦合方式直接耦合方式阻容耦合方式10直接耦合方式級(jí)間電路通過(guò)電阻連接或者前一級(jí)輸出端直接接到后一級(jí)輸入端的耦合方式。優(yōu)點(diǎn)：

各級(jí)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響。

輸出溫度漂移嚴(yán)重。缺點(diǎn)：

可放大緩慢變化的信號(hào)。

電路中無(wú)電容，便于集成化。集成電路中應(yīng)用廣泛11阻容耦合方式級(jí)間電路采用電容進(jìn)行連接的耦合方式。優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：

各級(jí)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)獨(dú)立。

輸出溫度漂移比較小。

不適合放大緩慢變化的信號(hào)。

不便于作成集成電路。分立元件電路中應(yīng)用廣泛123.2.2零點(diǎn)漂移

零點(diǎn)漂移：放大電路輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出有緩慢變化的電壓信號(hào)產(chǎn)生。簡(jiǎn)稱(chēng)零漂。產(chǎn)生原因：主要是由于晶體管參數(shù)（ICBO、ICEO、UBE、β）會(huì)隨著溫度的變化而波動(dòng)，溫度變化是產(chǎn)生零漂的主要原因，所以有時(shí)也稱(chēng)為溫度漂移，簡(jiǎn)稱(chēng)溫漂。溫漂指標(biāo)：溫度每升高1度時(shí)，輸出漂移電壓按電壓增益折算到輸入端的等效輸入漂移電壓值。13例如若第一級(jí)漂了100uV，則輸出漂移1V。若第二級(jí)也漂了100uV，則輸出漂移10mV。假設(shè)

第一級(jí)是關(guān)鍵減小零漂的措施采用溫度補(bǔ)償采用差分式放大電路漂了100uV漂移

10mV+100uV漂移1V+10mV漂移1V+10mV直流負(fù)反饋143.2.3直接耦合放大電路的電位移動(dòng)

直接耦合放大電路VC1=VB2VC2=VB2+VCB2

=VC1+VCB2

＞

VC1

前后級(jí)的直接耦合

這種方式的缺點(diǎn)：各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響，集電極電位會(huì)逐級(jí)提高，難以設(shè)置正確的靜態(tài)工作點(diǎn)。因此只適用于級(jí)數(shù)較少的放大電路。15解決方案一：NPN+PNP組合由于NPN管集電極電位高于基極電位，PNP管集電極電位低于基極電位，它們的組合使用可避免集電極電位的逐級(jí)升高。NPN和PNP管組合16電流源電位移動(dòng)電路在模擬集成電路中，常采用這種電位移動(dòng)電路。電流源在電路中的作用實(shí)際上是個(gè)有源負(fù)載，其上的直流壓降小，通過(guò)R1上的壓降可實(shí)現(xiàn)直流電位移動(dòng)。但電流源交流電阻大，在R1上的信號(hào)損失相對(duì)較小，從而保證信號(hào)的有效傳遞。同時(shí),輸出端的直流電位并不高，實(shí)現(xiàn)了直流電位的合理移動(dòng)。電流源電位移動(dòng)電路

解決方案二：173.2.4多級(jí)放大電路電壓放大倍數(shù)計(jì)算一、電壓放大倍數(shù)二、輸入電阻三、輸出電阻

對(duì)電壓放大電路的要求：Ri大，Ro小，Au數(shù)值大，最大不失真輸出電壓大。18

在求分立元件多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)時(shí)有兩種處理方法。輸入電阻法開(kāi)路電壓法是將后一級(jí)的輸入電阻作為前一級(jí)的負(fù)載考慮，即將第二級(jí)的輸入電阻與第一級(jí)集電極負(fù)載電阻并聯(lián)。是將后一級(jí)與前一級(jí)開(kāi)路，計(jì)算前一級(jí)的開(kāi)路電壓放大倍數(shù)和輸出電阻，并將其作為信號(hào)源內(nèi)阻加以考慮，共同作用到后一級(jí)的輸入端。19現(xiàn)以NPN和PNP管組合的兩級(jí)放大電路為例加以說(shuō)明，三極管的參數(shù)為

1=2==100，VBE1=VBE2=0.7V。計(jì)算總電壓放大倍數(shù)。分別用輸入電阻法和開(kāi)路電壓法計(jì)算。兩級(jí)放大電路20一、用輸入電阻法求電壓增益（1）求靜態(tài)工作點(diǎn)212223（2）求電壓放大倍數(shù)先計(jì)算三極管的輸入電阻：24電壓增益：25

如果求從VS算起的電壓增益，需計(jì)算第一級(jí)的輸入電阻

Ri1=rbe1//Rb1//Rb2

=3.1//51//20

=3.1//14.4=2.55k26二、用開(kāi)路電壓法求電壓增益

第一級(jí)的輸出電阻：

第一級(jí)的開(kāi)路電壓增益：

第二級(jí)的電壓增益：

總電壓增益：27集成運(yùn)算放大器的單元電路3.1集成運(yùn)算放大器概述3.2直接耦合多級(jí)放大電路3.3差分放大電路3.4互補(bǔ)功率放大電路3.5運(yùn)算放大器的參數(shù)和型號(hào)283.3差分放大電路

前面提到了在多級(jí)放大電路中采用直接耦合存在著兩個(gè)特殊問(wèn)題，一是靜態(tài)工作點(diǎn)的相互影響，二是零點(diǎn)漂移。為了解決這兩個(gè)問(wèn)題，可采用差分放大電路。也叫做差動(dòng)放大電路，簡(jiǎn)稱(chēng)差放。293.3.1差分放大電路的組成即：1=2=

UBE1=UBE2=UBE

rbe1=rbe2=

rbe

Rc1=Rc2=

RcRs1=Rs2=

Rs差分放大電路

對(duì)稱(chēng)性電路結(jié)構(gòu)，其含義是兩個(gè)三極管VT1、VT2的特性一致，電路參數(shù)對(duì)應(yīng)相等。303.3.2差分放大電路的輸入和輸出方式信號(hào)從三極管的兩個(gè)基極加入稱(chēng)為雙端輸入；信號(hào)從三極管的一個(gè)基極對(duì)地加入稱(chēng)為單端輸入。反相輸入端同相輸入端在輸入端ui1輸入極性為正的信號(hào)，輸出信號(hào)極性與其相反，稱(chēng)該輸入端為反相輸入端。在輸入端ui2輸入極性為正的信號(hào)，而輸出信號(hào)極性與其相同，稱(chēng)該輸入端為同相輸入端。31

差分放大電路的四種輸入輸出方式:

1.雙端輸入、雙端輸出（雙----雙）

2.雙端輸入、單端輸出（雙----單）

3.單端輸入、雙端輸出（單----雙）

4.單端輸入、單端輸出（單----單）

差分放大電路可以有兩個(gè)輸出端，一個(gè)是集電極C1另一個(gè)是集電極C2。從C1

和C2輸出稱(chēng)為雙端輸出，僅從集電極C1或C2

對(duì)地輸出稱(chēng)為單端輸出。3.3.2差分放大電路的輸入和輸出方式323.3.3差模信號(hào)和共模信號(hào)差模信號(hào)

共模信號(hào)Ot直流信號(hào)交直流信號(hào)Oui2tui1是指在兩個(gè)輸入端加上幅度相等，極性相反的信號(hào)。是指在兩個(gè)輸入端加上幅度相等，極性相同的信號(hào)。333.3.3差模信號(hào)和共模信號(hào)

差模、共?；旌闲盘?hào)是指兩個(gè)極性相同（或不同）、幅度不等的信號(hào)加在差分放大電路的輸入端，則相當(dāng)于一組差模信號(hào)迭加在共模信號(hào)上，共同加在差分放大電路的輸入端。差模、共?；旌闲盘?hào)ui1、ui2如圖所示。

差模、共模信號(hào)混合的情況34在差分放大電路中有兩個(gè)輸入信號(hào)ui1、ui2

。uid為差分放大電路的差模輸入信號(hào)，顯然uid是兩個(gè)輸入信號(hào)之差,即uic為差分放大電路的共模輸入信號(hào)。它是兩個(gè)輸入信號(hào)的算術(shù)平均值，即3.3.3差模信號(hào)和共模信號(hào)35用共模信號(hào)和差模信號(hào)表示兩個(gè)輸入信號(hào)時(shí)，在差模信號(hào)和共模信號(hào)同時(shí)存在的情況下輸出電壓：

差分放大電路的差模電壓增益差分放大電路的共模電壓增益3.3.3差模信號(hào)和共模信號(hào)其中，uod與uoc分別是差模輸出信號(hào)和共模輸出信號(hào)36例如：ui1=10sinωt(mV),ui2=4sinωt(mV)，則

一般情況：對(duì)于任意輸入的信號(hào):ui1,ui2，都可分解成差模分量和共模分量的組合形式。例:ui1=20mV,ui2=10mV則：uid=10mV,uic=15mV差模分量:共模分量:3.3.3差模信號(hào)和共模信號(hào)37

任意輸入信號(hào)時(shí)差動(dòng)放大器(a)原電路；(b)分解為差模和共模信號(hào)電路38差分放大電路對(duì)差模信號(hào)的放大示意圖如圖。兩集電極電位一個(gè)升高（uC2增加），一個(gè)下降（uC1減?。拖筌E蹺板一樣。差分放大電路對(duì)差模信號(hào)放大能力強(qiáng)。差模輸入時(shí)集電極的輸出情況3.3.3差模信號(hào)和共模信號(hào)39差分放大電路對(duì)共模信號(hào)的放大示意圖如圖。如果輸入是共模信號(hào)且幅度相等，兩集電極電位（uC1和uC2）同時(shí)以相同幅度、向相同方向變化。在電路對(duì)稱(chēng)的條件下，兩集電極之間輸出uo=0。所以，差分放大電路對(duì)共模信號(hào)放大能力弱（理想情況下無(wú)放大作用）。雙端輸出對(duì)共模信號(hào)有較強(qiáng)的抑制能力，而單端輸出對(duì)共模信號(hào)抑制能力較弱。共模輸入時(shí)集電極的輸出情況3.3.3差模信號(hào)和共模信號(hào)40抑制零點(diǎn)漂移的原理在差分放大電路中，無(wú)論是電源電壓波動(dòng)或溫度變化都會(huì)使兩管的集電極電流和集電極電位發(fā)生相同的變化,相當(dāng)于在兩輸入端加入共模信號(hào)。由于電路的完全對(duì)稱(chēng)性,使得共模輸出電壓為零，共模電壓放大倍數(shù)Ac=0，從而抑制了零點(diǎn)漂移。這時(shí)電路只放大差模信號(hào)。

實(shí)際上，差分放大電路對(duì)零漂的抑制，一是靠對(duì)稱(chēng)，而是靠Re。雙端輸出這兩條都可以利用，而單端輸出只利用Re這一條。413.3.4差分放大電路的靜態(tài)分析雙端輸入雙端輸出差分放大電路o+-u

雙端輸入雙端輸出差分放大電路如圖所示。

42雙端輸入雙端輸出差分放大電路對(duì)IE1來(lái)說(shuō),等效2Re433.3.5差分放大電路的差模動(dòng)態(tài)分析3.3.5.1差模電壓放大倍數(shù)ic1ic2ie1ie2

雙端輸入雙端輸出差分放大電路-++-CCVEEV-cRcR1VT2VTsRsReRou+-+idui1ui2uRRLR+

1.雙端輸入雙端輸出

Re=0

RL的中點(diǎn)相當(dāng)于公共端（等效地）,對(duì)VT1、VT2各取

44微變等效電路如圖所示:

差模電壓放大倍數(shù)

45微變等效電路如圖所示:

差模輸入電阻差模輸出電阻差模輸入電阻：差模輸出電阻：

此電路適用于輸入、輸出不需要接地，對(duì)稱(chēng)輸入，對(duì)稱(chēng)輸出的場(chǎng)合。-+idui2usRsrbeRc2RLrbeRc2RLbiodu+-+-+-uod2uod2+--+bibibibbibi1uR46

差模輸入：放大器的兩個(gè)輸入端分別輸入大小相等極性相反的信號(hào)(即ui1=-ui2)，這種輸入方式稱(chēng)為差模輸入。差模輸出電壓

差模輸入信號(hào)47差模電壓放大倍數(shù)

即差動(dòng)式放大電路的差模電壓放大倍數(shù)等于單管共射極電路的電壓放大倍數(shù)。

式中

482.

雙端輸入單端輸出Lod1u-idui2uRsRsrbeRcrbeRcRbi+-+-+-+bibibibbibi1u-++-CCVEEV-cRcR1VT2VTsRsReRod1u+-+idui1ui2uRRLR+（a）從C1輸出其中輸入與輸出反相49-++-CCVEEV-cRcR1VT2VTsRsReRod2u+-+idui1ui2uRRLR+（b）從C2輸出Lod2u+idui2uRsRsrbeRcrbeRcRbi+-+-+--bibibibbibi1u輸入與輸出同相50微變等效電路如圖所示:

差模輸入電阻差模輸出電阻差模輸入電阻：差模輸出電阻：此電路適用于雙端輸入轉(zhuǎn)換成單端輸出的場(chǎng)合。od-idui2usRsrbeRcrbeRcRLbi+-+-+-u+bibibibbibi1uR513.

單端輸入雙端輸出+-+-CCVEEV-cRcR1VT2VTsRsReRouiuLR+(a)單端輸入雙端輸出差分電路+-+-CCVEEV-cRcR1VT2VTsRsReRouLR+-+iu2iu2iu2+-(b)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行等效變換523.

單端輸入雙端輸出由于輸入信號(hào)中有差模和共模信號(hào)兩部分，則輸出信號(hào)也由兩部分組成。就差模信號(hào)而言，單端輸入時(shí)電路的工作狀態(tài)與雙端輸入時(shí)的工作狀態(tài)一致，故單端輸入雙端輸出的差模電壓放大倍數(shù)與雙端輸入雙端輸出的差模電壓放大倍數(shù)相同。此電路適用于單端輸入轉(zhuǎn)換成雙端輸出的場(chǎng)合。534.

單端輸入單端輸出由前面的分析可知，單端輸入時(shí)差分電路的工作狀態(tài)與雙端輸入時(shí)的工作狀態(tài)一致，所以其單端輸入單端輸出的差模電壓放大倍數(shù)與雙端輸入單端輸出的差模電壓放大倍數(shù)相同。-+-+CCVEEV-cRcR1VT2VTsRsReRouiuLR+此電路適用于輸入輸出均有一端接地的場(chǎng)合54從幾種電路的接法來(lái)看，輸入方式對(duì)電路差模輸入電阻沒(méi)有影響,只有輸出方式對(duì)差模放大倍數(shù)和輸出電阻有影響，不論哪一種輸入方式，只要是雙端輸出，其差模放大倍數(shù)就等于單管放大倍數(shù)，單端輸出差模電壓放大倍數(shù)為雙端輸出的一半。3.3.5.2差模輸入電阻和輸出電阻55共模輸入分析：△uI1=△

uI2=△uIc，稱(chēng)之為共模輸入信號(hào)。3.3.6差分放大電路的共模動(dòng)態(tài)分析56

以上計(jì)算結(jié)果表明：（1）單端輸出時(shí)，差放電路對(duì)共模信號(hào)的抑制是通過(guò)Re的強(qiáng)烈負(fù)反饋實(shí)現(xiàn)的；（2）雙端輸出時(shí)，差放電路對(duì)共模信號(hào)的抑制主要是通過(guò)電路參數(shù)的對(duì)稱(chēng)性實(shí)現(xiàn)的；在電路參數(shù)不完全對(duì)稱(chēng)時(shí)，通過(guò)Re的強(qiáng)烈負(fù)反饋?zhàn)饔?，進(jìn)一步抑制共模信號(hào)。Re稱(chēng)為共模抑制電阻。共模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù)573.3.6.2共模抑制比，或反映抑制零漂能力的指標(biāo)定義：雙端輸出，理想情況下

KCMR→∞。單端輸出共模抑制比：增大KCMR，可以通過(guò)增大Re來(lái)實(shí)現(xiàn)58長(zhǎng)尾式差分放大電路分析Re對(duì)共模電壓放大倍數(shù)和差模電壓放大倍數(shù)的影響。長(zhǎng)尾式差分放大電路-+-CCVEEV-c2Rc1R1VT2VTeRous1Rs2R+i1ui2u+-+59

Re穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的過(guò)程加Re后，當(dāng)溫度上升時(shí)，由于IC1和IC2同時(shí)增大，穩(wěn)定過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)負(fù)反饋過(guò)程。T(°C)↑→IC1↓IC1↑IC2↑IC2↓→IE↑→URe↑→UE↑→UBE1↓→IB1↓

UBE2↓→IB2↓Re越大工作點(diǎn)越穩(wěn)定，但Re過(guò)大會(huì)導(dǎo)致UE過(guò)高使靜態(tài)電流減小，加入負(fù)電源-VEE可補(bǔ)償Re上的壓降。60射極電阻Re的作用：（1）直流負(fù)反饋，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)（2）Re對(duì)共模信號(hào)有抑制作用（原理同上，即由于Re的負(fù)反饋?zhàn)饔茫笽e基本不變）（3）Re對(duì)差模信號(hào)相當(dāng)于短路61

通過(guò)對(duì)帶Re的差動(dòng)式放大電路的分析可知，Re越大，KCMR越大，但增大Re，相應(yīng)的負(fù)電源VEE也要增大。顯然，使用過(guò)高的VEE是不經(jīng)濟(jì)的。此外,Re直流能耗也相應(yīng)增大。而且，集成電路里制造大電阻也很困難。所以，靠增大Re來(lái)提高共模抑制比是不現(xiàn)實(shí)的為解決這個(gè)問(wèn)題，可以用恒流源電路來(lái)代替Re，電路如圖所示。T3管采用穩(wěn)壓管VZ提供穩(wěn)定的基極偏置電壓，無(wú)論T1、T2管有無(wú)信號(hào)輸入，Ib3恒定，IC3恒定，所以T3稱(chēng)為恒流管。3.3.7恒流源差分放大電路62

圖中IC3=IE3，由于IC3恒定，IE3恒定，則ΔIE→0，這時(shí)動(dòng)態(tài)電阻rd為

恒流源對(duì)動(dòng)態(tài)信號(hào)呈現(xiàn)出高達(dá)幾兆歐的電阻，而直流壓降不大，可以不增大-UEE。rd相當(dāng)于Re，所以對(duì)差模電壓放大倍數(shù)Aud無(wú)影響。對(duì)共模電壓放大倍數(shù)Auc相當(dāng)于接了一個(gè)無(wú)窮大的Re，所以Auc→0，這時(shí)KCMR→∞。實(shí)現(xiàn)了在不增加-UEE的同時(shí)，提高了共模抑制比的目的。恒流源電路可用恒流源符號(hào)表示63

具有恒流源的差動(dòng)式放大電路-+-CCVEEV-c2Rc1R1VT2VTous1Rs2R+i1ui2u+-+IS64恒流源相當(dāng)于阻值很大的電阻。恒流源不影響差模放大倍數(shù)。恒流源使共模放大倍數(shù)減小，從而增加共模抑制比。理想的恒流源相當(dāng)于阻值為無(wú)窮大的電阻，所以共模抑制比無(wú)窮大。恒流源的作用65重要結(jié)論要盡可能的提高差分放大器的共模抑制比，兩個(gè)關(guān)鍵因素是：

電路對(duì)稱(chēng)性； 共射極電阻。66集成運(yùn)算放大器的單元電路3.1集成運(yùn)算放大器概述3.2直接耦合多級(jí)放大電路3.3差分放大電路3.4互補(bǔ)功率放大電路3.5運(yùn)算放大器的參數(shù)和型號(hào)673.4互補(bǔ)功率放大電路功率放大電路與電壓放大器的區(qū)別是，電壓放大器是多級(jí)放大器的前級(jí)，它主要對(duì)小信號(hào)進(jìn)行電壓放大，主要技術(shù)指標(biāo)為電壓放大倍數(shù)、輸入阻抗及輸出阻抗等。而功率放大電路則是多級(jí)放大器的最后一級(jí)，它要帶動(dòng)一定負(fù)載，如揚(yáng)聲器、電動(dòng)機(jī)、儀表、繼電器等，所以，功率放大電路要求獲得一定的不失真輸出功率。68例：

擴(kuò)音系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)功率放大電壓放大信號(hào)提取69功率放大電路的特點(diǎn)

（1）輸出功率足夠大。常常工作在大信號(hào)狀態(tài)，接近極限工作狀態(tài)。

（2）效率高。功率放大器的效率是指負(fù)載上得到的信號(hào)功率與電源供給的直流功率之比。70

（3）非線性失真小。功率放大器是在大信號(hào)狀態(tài)下工作，電壓、電流擺動(dòng)幅度很大，極易超出管子特性曲線的線性范圍而進(jìn)入非線性區(qū)造成輸出波形的非線性失真。因此，功率放大器比小信號(hào)的電壓放大器的非線性失真問(wèn)題嚴(yán)重。

（4）保護(hù)及散熱。功放管承受高電壓、大電流，因而功放管的保護(hù)及散熱問(wèn)題也應(yīng)重視。71分析功放電路應(yīng)注意的問(wèn)題(1)功放電路中電流、電壓要求都比較大，必須注意電路參數(shù)不能超過(guò)晶體管的極限值:ICM

、UCEM

、

PCM

。ICMPCMUCEMIcuce72(2)電流、電壓信號(hào)比較大，必須注意防止波形失真。(3)電源提供的能量盡可能轉(zhuǎn)換給負(fù)載，減少晶體管及線路上的損失。即注意提高電路的效率（）。Pomax

:負(fù)載上得到的交流信號(hào)最大功率。PV：

電源提供的直流功率。733.4.1三極管的工作狀態(tài)乙類(lèi)（B類(lèi)）甲類(lèi)（A類(lèi)）甲乙類(lèi)（AB類(lèi)）丙類(lèi)（C類(lèi)）丁類(lèi)（D類(lèi)）導(dǎo)通角為360°；效率低≤50%。OωtiC2PIPI3PIIC甲類(lèi)共射極放大電路74導(dǎo)通角為180°；效率≤78.5%。零偏置共射極放大電路乙類(lèi)tiC2PIPI3PIωO75甲乙類(lèi)OωtiCIC導(dǎo)通角≥180°；效率接近乙類(lèi)導(dǎo)通角≤

180°；效率可達(dá)90%OωtiC丙類(lèi)2PIPI3PI76

3.4.2乙類(lèi)互補(bǔ)輸出電路OTL:OutputTransformerLessOCL:OutputCapacitorLess互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功放的類(lèi)型：

互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功放的類(lèi)型

無(wú)輸出變壓器形式（OTL電路）無(wú)輸出電容形式（OCL電路）771電路組成管耗小效率高失真嚴(yán)重

3.4.2乙類(lèi)互補(bǔ)輸出電路78基極輸入

射極輸出

負(fù)載

PNPNPN乙類(lèi)互補(bǔ)功率放大電路（OCL）79

(a)(b)(c)乙類(lèi)互補(bǔ)功率放大電路兩個(gè)射極輸出器組合而成

射極輸出器輸出電阻小、帶負(fù)載能力強(qiáng)

802工作原理乙類(lèi)互補(bǔ)功率放大電路iE181uiuououo

′交越失真死區(qū)電壓交越失真：輸入信號(hào)ui在過(guò)零前后，因三極管存在開(kāi)啟電壓而在輸出端形成的非線性失真便為交越失真。輸入輸出波形圖3交越失真及其消除IB=0

82(1)靜態(tài)電流

IC