第2章 基本放大電路

第2章基本放大電路2.2分壓式偏置放大電路2.3射極輸出器2.1共射極放大電路2.6功率放大電路*2.5差分放大電路2.4多級(jí)放大電路2.7場(chǎng)效應(yīng)管放大電路*本章要求：理解單管交流放大電路的結(jié)構(gòu)和共發(fā)射極、共集電極放大電路的性能特點(diǎn)。掌握靜態(tài)工作點(diǎn)的估算方法和放大電路的微變等效電路分析法。3.了解放大電路的頻率特性、多級(jí)放大電路的性能特點(diǎn)。4.了解差分放大電路的工作原理和性能特點(diǎn)、互補(bǔ)功率放大電路的工作原理。5.了解場(chǎng)效晶體管的電流放大作用、主要參數(shù)的意義。放大電路（放大器）是模擬電子電路中最基本、最重要的一種單元電路。作用：不失真地放大信號(hào)的幅度（電壓或電流）或功率。實(shí)質(zhì)：實(shí)現(xiàn)能量的控制與轉(zhuǎn)換。有源元件（雙極型晶體管或場(chǎng)效應(yīng)晶體管）對(duì)直流電源的能量進(jìn)行控制和轉(zhuǎn)換，小能量輸入信號(hào)→大能量輸出信號(hào)。放大的對(duì)象：信號(hào)的變化量。常用的測(cè)試信號(hào)：正弦波。本章涉及由分立元器件組成的幾種常用基本放大電路，將討論它們的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、分析方法以及特點(diǎn)和應(yīng)用。重點(diǎn)分析雙極型晶體管放大電路。雙極型晶體管放大電路有三種形式（三種組態(tài)）：共射極放大電路、共集電極放大電路、共基極放大電路。組態(tài)判斷：交流通路中輸入回路和輸出回路公共端對(duì)應(yīng)的極。

2.1共射極放大電路2.1.1共射極放大電路的組成發(fā)射極：輸入回路、輸出回路的公共端。C2+RLuo+–RSusC1++–ui+–+–UCCRBUBBRCVT+–信號(hào)源負(fù)載

2.1共射極放大電路2.1.1共射極放大電路的組成發(fā)射極：輸入回路、輸出回路的公共端。C2+RLuo+–RSusC1++–ui+–+–UCCRBUBBRCVT+–晶體管VT放大元件，集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏，iC

=

iB?；鶚O電源UBB與基極電阻RB使發(fā)射結(jié)正偏，提供合適的基極電流。幾十千歐到幾百千歐。

集電極電源UCC

為電路提供能量，使集電結(jié)反偏。幾伏到幾十伏。

2.1共射極放大電路2.1.1共射極放大電路的組成發(fā)射極：輸入回路、輸出回路的公共端。C2+RLuo+–RSusC1++–ui+–+–UCCRBUBBRCVT+–集電極電阻RC將電流的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱淖兓浊W到幾十千歐。

耦合電容C1

、C2

隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯(lián)系，使交流信號(hào)順利輸入、輸出。幾微法到幾十微法的極性電容器，注意極性。直流量：大寫字母，大寫下標(biāo)，如IB、UBE

；交流量：小寫字母，小寫下標(biāo)，如ib、ube

；疊加量：小寫字母，大寫下標(biāo)，如iB、uBE。C2+RLuo+–RSusC1++–ui+–+–UCCRBUBBRCVT+–單電源供電電路iB=IB+ibiC=IC+iciE=IE+ieuBE=UBE+ubeuCE=UCE+uce放大電路分析：靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩種情況。靜態(tài)：放大電路沒(méi)有輸入信號(hào)，ui=0；電路中的電壓、電流都是直流分量（靜態(tài)值）。動(dòng)態(tài)：有輸入信號(hào)，ui

≠0

。交流信號(hào)疊加在直流分量上，電壓、電流是疊加量。由于電容等元件的存在，直流分量所流經(jīng)的通路和交流分量所流經(jīng)的通路不完全相同，把直流電源、輸入信號(hào)對(duì)電路的作用區(qū)分開(kāi)，用直流通路和交流通路分別進(jìn)行研究。直流通路：用于靜態(tài)分析，計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)，分析靜態(tài)工作點(diǎn)與波形失真的關(guān)系。交流通路：用于動(dòng)態(tài)分析，計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等性能指標(biāo)。2.1.2靜態(tài)分析與計(jì)算（固定值）將電容視為開(kāi)路直流通路固定偏置式共射極放大電路在VT輸入/輸出特性曲線上對(duì)應(yīng)一點(diǎn)——靜態(tài)工作點(diǎn)Q

2.1.3放大電路的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)反映：放大電路的放大能力、帶負(fù)載能力、對(duì)信號(hào)源的大小和頻率影響等。

（1）電壓放大倍數(shù)Au衡量放大電路對(duì)輸入信號(hào)放大能力。越大，放大能力越強(qiáng)。當(dāng)輸入信號(hào)為正弦交流信號(hào)Au大小取決于放大電路的結(jié)構(gòu)和組成電路各個(gè)元器件的參數(shù)。在工程上，Au常用以10為底的對(duì)數(shù)增益表示，基本單位：B（貝爾，Bel），十分之一單位dB（分貝）。（2）輸入電阻ri

放大電路對(duì)信號(hào)源來(lái)說(shuō)是一個(gè)負(fù)載，可用一個(gè)電阻等效代替。放大電路的輸入電阻ri：從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻。放大電路輸入端從信號(hào)源所獲得的信號(hào)電壓為、RS一定時(shí)，ri越大，輸入電壓越大，輸出電壓也將越大；同時(shí)從信號(hào)源獲取的電流越小，可減輕信號(hào)源的負(fù)擔(dān)。輸入電阻ri：衡量放大電路向信號(hào)源索取信號(hào)大小的能力。值越大，放大電路索取信號(hào)的能力越強(qiáng)。一般希望輸入電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)源內(nèi)阻。（3）輸出電阻ro

放大電路的輸出信號(hào)給負(fù)載，對(duì)負(fù)載來(lái)說(shuō)，放大電路相當(dāng)于負(fù)載的信號(hào)源，可用一個(gè)等效電壓源來(lái)代替。輸出電阻ro

：等效電壓源內(nèi)阻，等于負(fù)載開(kāi)路時(shí)，從放大電路的輸出端看進(jìn)去的等效電阻，用戴維寧定理中求電源內(nèi)阻的開(kāi)路短路法計(jì)算。輸出電阻ro：衡量放大電路帶負(fù)載的能力。值越小，負(fù)載變化時(shí)，輸出電壓變化越小，帶負(fù)載能力越強(qiáng)。輸出端開(kāi)路電壓輸出端短路電流（4）通頻帶

描述放大電路頻率特性的重要指標(biāo)。輸入信號(hào)：非單一頻率正弦波，包括不同頻率的正弦分量。輸入信號(hào)的頻帶：輸入信號(hào)所包含的正弦分量的頻率范圍。放大電路中有電容，晶體管的PN結(jié)存在結(jié)電容，電容容抗隨頻率變化而變化，因此放大電路的輸出電壓隨頻率變化而變化，造成同一放大電路對(duì)不同頻率輸入信號(hào)的電壓放大倍數(shù)不同。幅頻特性：電壓放大倍數(shù)的大小隨頻率的變化規(guī)律。（4）通頻帶

幅頻特性：電壓放大倍數(shù)的大小隨頻率的變化規(guī)律。中頻段：最大，且?guī)缀跖c頻率無(wú)關(guān)；低頻段、高頻段：下降。通頻帶寬，輸入信號(hào)中更多的正弦分量放大倍數(shù)相同或變化較小，輸出信號(hào)重現(xiàn)輸入信號(hào)波形。下限截止頻率上限截止頻率通頻帶2.1.4動(dòng)態(tài)分析與計(jì)算動(dòng)態(tài)分析：分析放大電路對(duì)交流信號(hào)的放大能力及性能指標(biāo)。一般采用微變等效電路法。微變等效電路法：當(dāng)交流信號(hào)比較小（微變量）時(shí)，晶體管各電壓、電流在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的小范圍內(nèi)變化。將晶體管看作一個(gè)線性器件，進(jìn)而將放大電路等效為一個(gè)線性電路，用線性電路理論來(lái)分析計(jì)算晶體管放大電路。微變等效電路法的分析步驟：（1）畫出放大電路的交流通路；（2）畫出放大電路的微變等效電路；（3）計(jì)算放大電路主要的性能指標(biāo)。1.晶體管的微變等效電路晶體管的輸入特性曲線非線性，輸入信號(hào)很小時(shí)，在靜態(tài)工作點(diǎn)Q附近一段曲線可視為直線。晶體管的輸入電阻：晶體管基極、發(fā)射極間相當(dāng)于一個(gè)電阻rbe低頻小功率晶體管：

（幾百~幾千歐）1.晶體管的微變等效電路晶體管基極、發(fā)射極間相當(dāng)于一個(gè)電阻rbe低頻小功率晶體管：

（幾百~幾千歐）晶體管工作于放大狀態(tài)，集電極電流的交流分量與基極電流的交流分量成線性關(guān)系，即ic=

ib，集電極、發(fā)射極之間等效為一個(gè)受ib控制的恒流源。晶體管的微變等效電路2.放大電路的交流通路交流信號(hào)的流通路徑。耦合電容值大，容抗很小，對(duì)交流信號(hào)的電壓降忽略不計(jì)。交流通路畫法：將放大電路中的耦合電容、直流電壓源短路。3.放大電路的微變等效電路及其計(jì)算晶體管用其微變等效電路代替→放大電路的微變等效電路（1）放大電路的電壓放大倍數(shù)：負(fù)號(hào)：共射極放大電路的輸出電壓與輸入電壓的相位相反。空載電壓放大倍數(shù)：輸出端開(kāi)路（未接負(fù)載電阻RL）接負(fù)載電阻時(shí)，RL越大，Au越大。為提高Au

，選大RL。（比有載時(shí)增大）（2）放大電路的輸入電阻：（較小）（3）放大電路的輸出電阻：（較大）（1）放大電路的電壓放大倍數(shù)：例1已知，UCC=12V，RB=300k

，RC=3k

，RL=3k

，

=50。試求：（1）放大電路的靜態(tài)值；（2）電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。解：（1）例1已知，UCC=12V，RB=300k

，RC=3k

，RL=3k

，

=50。試求：（1）放大電路的靜態(tài)值；（2）電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。解：（2）2.1.5圖解法分析*利用晶體管的特性曲線和已知輸入信號(hào)的波形作圖，對(duì)放大電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析。1.直流負(fù)載線與靜態(tài)工作點(diǎn)直流負(fù)載線：對(duì)應(yīng)晶體管輸出特性曲線坐標(biāo)系中的一條直線。斜率：?1/RC橫軸截距：UCC縱軸截距：UCC/RC直流負(fù)載線2.1.5圖解法分析*利用晶體管的特性曲線和已知輸入信號(hào)的波形作圖，對(duì)放大電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析。1.直流負(fù)載線與靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)畫法：（1）根據(jù)直流通路求出IB；（2）由IB確定的某條輸出特性曲線與直流負(fù)載線的交點(diǎn)→靜態(tài)工作點(diǎn)Q。直流負(fù)載線：對(duì)應(yīng)晶體管輸出特性曲線坐標(biāo)系中的一條直線。2.交流負(fù)載線與動(dòng)態(tài)工作范圍放大電路加交流信號(hào)后，晶體管的各個(gè)電壓和電流均是在靜態(tài)值的基礎(chǔ)上疊加一個(gè)交流量，電路的工作點(diǎn)將在靜態(tài)工作點(diǎn)Q附近變化。交流負(fù)載線：對(duì)應(yīng)的直線斜率為。交流信號(hào)為零時(shí)，工作點(diǎn)一定是靜態(tài)工作點(diǎn)Q，交流負(fù)載線一定也過(guò)靜態(tài)工作點(diǎn)Q，但比直流負(fù)載線陡。當(dāng)負(fù)載開(kāi)路時(shí)，交流負(fù)載線與直流負(fù)載線重合。輸入電壓ui=ube→使uBE在輸入特性曲線的Q1～Q2之間變化→iB隨之變化→依次畫出iC、uCE的波形。動(dòng)態(tài)工作范圍：直線段Q1Q2，工作點(diǎn)移動(dòng)的軌跡。此時(shí)因靜態(tài)工作點(diǎn)適當(dāng)，輸出信號(hào)無(wú)失真放大。→在輸出特性曲線上對(duì)應(yīng)得到iC、uCE的變化范圍交流信號(hào)的傳輸過(guò)程：ui（ube）→uBE→iB→iC→RCiC→uo（uce）；電壓放大倍數(shù)：輸出電壓的幅值與輸入電壓的幅值之比；晶體管具有反相放大作用：輸出電壓uo與輸入電壓ui相位相反集電極電位變化與基極電位變化極性相反

3.非線性失真失真：輸出波形與輸入波形不完全一致。引起失真的原因有多種。非線性失真：因晶體管特性的非線性而引起的失真。主要原因：靜態(tài)工作點(diǎn)Q設(shè)置不合適，或信號(hào)過(guò)大，放大電路的工作范圍超出了晶體管特性曲線的線性區(qū)。靜態(tài)工作點(diǎn)適當(dāng)，輸出信號(hào)無(wú)失真放大。截止失真：Q太低→ui負(fù)半周進(jìn)入截止區(qū)→iC、uCE失真→uo失真減小RB消除截止失真飽和失真：Q太高→ui正半周進(jìn)入飽和區(qū)→iC、uCE失真→uo失真增大RB消除飽和失真設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)：一般選在交流負(fù)載線的中間，不產(chǎn)生非線性失真。同時(shí)輸入信號(hào)ui的幅值不要過(guò)大：以免發(fā)生“雙向”失真。圖解法直觀、形象，便于理解放大電路的工作原理；但作圖過(guò)程較繁瑣、誤差大，不適合分析較復(fù)雜的電路。

2.2分壓式偏置放大電路合理設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)是保證放大電路正常工作的先決條件。固定偏置放大電路簡(jiǎn)單、容易調(diào)整，但外界條件變化（溫度變化、三極管老化、電源電壓波動(dòng)等）的影響下，將引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)將使放大電路不能正常工作。溫度變化的影響最大：溫度↑→晶體管的發(fā)射結(jié)電壓UBE↓→

、ICEO均↑→IC↑→靜態(tài)工作點(diǎn)上移；反之，則靜態(tài)工作點(diǎn)下移。改進(jìn)電路——分壓式偏置放大電路：當(dāng)溫度升高使IC

增加時(shí)，能自動(dòng)減少IB，從而抑制Q點(diǎn)的變化，保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。1.直流通路及靜態(tài)值的估算若I2>>IB，一般取I2=（5~10）IB，則基極電位：若VB>>UBE，一般取VB=（5~10）UBE，則不受溫度影響使VB基本不變使IC基本不變使Au不下降不受溫度影響1.直流通路及靜態(tài)值的估算若I2>>IB，VB>>UBE，則2.穩(wěn)定工作點(diǎn)的過(guò)程發(fā)射極電阻RE：反饋電阻，將輸出電流的變化反饋至輸入端。溫度↑靜態(tài)工作點(diǎn)基本穩(wěn)定。RE越大，穩(wěn)定性能越好。RE太大，發(fā)射極電位VE增高，減小輸出電壓的大小。RE選擇：小電流情況下為幾百歐~幾千歐，大電流情況下為幾歐~幾十歐。交流旁路電容CE：使發(fā)射極電流的交流分量旁路，避免了電壓放大倍數(shù)的下降，一般為幾十微法~幾百微法。→IC↑→IE↑→VE=REIE↑→UBE=VB-VE

↓IB↓←IC↓←固定3.動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的計(jì)算與固定偏置式共射極放大電路的微變等效電路相似微變等效電路未接旁路電容CE：交流通路微變等效電路未接旁路電容CE：交流通路微變等效電路無(wú)旁路電容CE有旁路電容CE分壓式偏置放大電路減小增大不變無(wú)旁路電容時(shí)，電路中引入串聯(lián)電流負(fù)反饋（第3.4節(jié)）。雖然放大倍數(shù)降低了，但改善了放大電路的工作性能，其中包括提高了放大電路的輸入電阻。例2已知，UCC=24V，RB1=33k

，RB2=10k

，

RC=3.3k

，RE=3.3k

，

RL=5.1k

，

=40。試求：（1）靜態(tài)估算值；（2）電壓放大倍數(shù)，輸入電阻，輸出電阻；（3）當(dāng)RE兩端未并聯(lián)旁路電容CE時(shí)，電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。解：（1）（2）（3）

2.3射極輸出器交流通路交流通路：從基極輸入信號(hào)，從發(fā)射極輸出信號(hào)。集電極為公共端——共集電極放大電路。利用微變等效電路法，對(duì)電路動(dòng)態(tài)分析，得電路特點(diǎn)：（1）電壓放大倍數(shù)接近1，但恒小于1，無(wú)電壓放大作用，但有一定的電流放大和功率放大作用。（2）輸出電壓與輸入電壓同相，故，電路具有跟隨作用，因此又稱為射極跟隨器。（3）輸入電阻高，輸出電阻低。電路應(yīng)用：（1）多級(jí)放大電路或電子測(cè)量?jī)x器的輸入級(jí)：減小信號(hào)源內(nèi)阻壓降，大部分信號(hào)電壓送到放大電路輸入端；減小儀器從信號(hào)源吸取的電流，減小儀器接入時(shí)對(duì)被測(cè)電路產(chǎn)生的影響。（2）多級(jí)放大電路的輸出級(jí)：提高帶負(fù)載的能力。（3）緩沖級(jí)或中間隔離級(jí)：兩級(jí)共發(fā)射極放大電路之間，阻抗匹配作用，提高前級(jí)、后級(jí)的電壓放大倍數(shù)，改善多級(jí)放大電路的工作性能。

2.4多級(jí)放大電路由一個(gè)晶體管構(gòu)成的單級(jí)放大電路，電壓放大倍數(shù)一般只有幾十至幾百倍，往往不能滿足實(shí)際的需求。多級(jí)放大電路：把若干單級(jí)放大電路組合起來(lái)。前一級(jí)輸出是后一級(jí)輸入，信號(hào)逐級(jí)放大。電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等都能達(dá)到所需要求。輸入級(jí)：第1級(jí)，對(duì)輸入級(jí)的要求與輸入信號(hào)有關(guān)；中間級(jí)：幾級(jí)放大電路組成，進(jìn)行信號(hào)放大，提供足夠大的放大倍數(shù)；輸出級(jí)：最后一級(jí)，與負(fù)載相接，對(duì)輸出級(jí)的要求要考慮負(fù)載的性質(zhì)。1.耦合方式及特點(diǎn)級(jí)間耦合：多級(jí)放大電路級(jí)與級(jí)之間的連接。耦合方式：阻容耦合、直接耦合、變壓器耦合和光電耦合等。對(duì)級(jí)間耦合電路的基本要求：（1）要保證各級(jí)都能在合適的靜態(tài)工作點(diǎn)工作；（2）盡量減小信號(hào)在傳遞過(guò)程中的損耗和失真。

阻容耦合：利用耦合電容把兩級(jí)連接起來(lái)。電容隔直作用，各級(jí)的直流通路互不相通，靜態(tài)工作點(diǎn)互相獨(dú)立。當(dāng)耦合電容足夠大時(shí)，前一級(jí)的輸出信號(hào)可以幾乎不衰減地加到后一級(jí)的輸入端。集成電路中很難制造大容量電容，所以在集成電路中不采用。應(yīng)用于分立元件組成的多級(jí)放大電路中。第一級(jí)第二級(jí)負(fù)載信號(hào)源兩級(jí)之間通過(guò)耦合電容

C2與下級(jí)輸入電阻連接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––VT1VT2直接耦合：前級(jí)的輸出端直接接到后級(jí)的輸入端。耦合電路簡(jiǎn)單，信號(hào)無(wú)失真?zhèn)鬟f，常用于集成電路中。放大緩慢變化的信號(hào)或直流信號(hào)。+UCCuoRC2VT2uiRC1R1VT1R2––++RE2直接耦合存在問(wèn)題：（1）前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響；（2）存在零點(diǎn)漂移現(xiàn)象：輸入端短接（ui=0）時(shí)，輸出端電壓不保持恒定，緩慢地、無(wú)規(guī)則地變化。引起原因：電源電壓波動(dòng)、元件老化、半導(dǎo)體元件參數(shù)隨溫度變化使靜態(tài)工作點(diǎn)波動(dòng)等（溫度漂移）。零點(diǎn)漂移會(huì)淹沒(méi)真正的輸出信號(hào)，使電路無(wú)法正常工作。零點(diǎn)漂移的大小是衡量直接耦合放大器性能的一個(gè)重要指標(biāo)。前級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)的微小波動(dòng)能像信號(hào)一樣被后面逐級(jí)放大并且輸出，故整個(gè)放大電路零點(diǎn)漂移大小主要由第一級(jí)電路零點(diǎn)漂移決定。為了提高放大器放大微弱信號(hào)的能力，提高放大倍數(shù)的同時(shí)，減小輸入級(jí)的零點(diǎn)漂移。差分放大電路是抑制零點(diǎn)漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)。變壓器耦合：變壓器做耦合元件。各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互不影響，并可實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。變壓器體積大、費(fèi)用高，且電路低頻特性差、損耗多，現(xiàn)已較少采用。光電耦合：用發(fā)光器件將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，再通過(guò)光敏器件把光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)級(jí)間耦合。如在第1.3節(jié)中介紹過(guò)的光電耦合器件。2.分析方法簡(jiǎn)介多級(jí)放大電路的分析：靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析。靜態(tài)分析：分析求解各級(jí)電路的直流靜態(tài)工作點(diǎn)。阻容耦合的多級(jí)放大電路：各級(jí)直流互不影響，各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)分別計(jì)算。直接耦合的多級(jí)放大電路：各級(jí)直流互相影響，一般要列方程計(jì)算。動(dòng)態(tài)分析：求解整個(gè)多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。動(dòng)態(tài)分析步驟：（1）畫出放大電路交流通路和微變等效電路；（2）計(jì)算每一級(jí)的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻；（3）計(jì)算總的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。計(jì)算某一級(jí)放大電路的性能指標(biāo)時(shí)，考慮前后級(jí)之間的關(guān)系：后級(jí)看作前級(jí)的負(fù)載，后級(jí)的輸入電阻看作前級(jí)的負(fù)載電阻。前級(jí)看作后級(jí)的信號(hào)源，前級(jí)的輸出電阻看作后級(jí)信號(hào)源的內(nèi)阻?？偟碾妷悍糯蟊稊?shù)、輸入電阻、輸出電阻計(jì)算方法：（1）總的電壓放大倍數(shù)等于各級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積

Au=Au1Au2……Aun（2）總的輸入電阻等于輸入級(jí)即第一級(jí)的輸入電阻

ri=ri1（3）總的輸出電阻等于輸出級(jí)即最后一級(jí)的輸出電阻

ro=ron

2.5差分放大電路在直接耦合放大電路中抑制零點(diǎn)漂移的措施很多:選取溫度特性比較穩(wěn)定的硅管作為放大元件，利用熱敏元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償，以抵消由于溫度變化使晶體管參數(shù)變化帶來(lái)的影響等，最有效的抑制方式是改進(jìn)電路的結(jié)構(gòu)形式。差分放大電路是能很好地抑制零點(diǎn)漂移的電路形式，通常用于多級(jí)直接耦合放大電路的輸入級(jí)。1.基本差分放大電路的組成對(duì)稱電路結(jié)構(gòu)：兩個(gè)共射極放大電路。理想情況下，兩個(gè)晶體管特性、對(duì)應(yīng)電阻參數(shù)值都相同，靜態(tài)工作點(diǎn)相同。輸入電壓ui1、ui2：兩個(gè)晶體管的基極輸入，輸出電壓uo：兩個(gè)晶體管的集電極之間輸出。2.零點(diǎn)漂移的抑制靜態(tài)：ui1=ui2=0，電路對(duì)稱，兩個(gè)晶體管各極電流及電位分別對(duì)應(yīng)相等，IC1=IC2

，VC1=VC2

輸出電壓為零，uo=VC1–VC2=0

溫度變化時(shí)，兩管參數(shù)變化，引起各極電流和電位發(fā)生變化。電路對(duì)稱，變化量大小相等、方向相同，ΔIC1=ΔIC2

，ΔVC1=ΔVC2

輸出電壓為零：uo=(VC1+ΔVC1)–(VC2+ΔVC2)=0抑制因溫度變化（或其他原因）而引起的兩管同向零點(diǎn)漂移。2.零點(diǎn)漂移的抑制發(fā)射極電阻RE可限制每個(gè)管子的漂移范圍，進(jìn)一步減小零點(diǎn)漂移，穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。溫度↑→IC1↑IC2↑→IE↑→URE↑→UBE1↓UBE2↓→IB1↓IB2↓

IC1↓IC2↓負(fù)反饋?zhàn)饔肦E越大，抑制作用越顯著。RE過(guò)大：+UCC一定時(shí)，集電極電流過(guò)小，影響靜態(tài)工作點(diǎn)和電壓放大倍數(shù)。負(fù)電源-UEE：抵償RE兩端的直流電壓降，從而獲得合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。3.信號(hào)的輸入方式（1）共模輸入

ui1=ui2

大小相等、極性相同兩管各極電流和電位的變化相同，輸出電壓為零。電路對(duì)共模信號(hào)無(wú)放大作用，有很強(qiáng)的抑制作用，共模放大倍數(shù)Auc=0。（2）差模輸入ui1=–ui2

大小相等、極性相反兩管各極電流和電位的變化大小相等、反相，輸出電壓uo=ΔVC1–ΔVC2=2ΔVC1≠0。電路對(duì)差模信號(hào)有放大作用，差模放大倍數(shù)Aud≠0。3.信號(hào)的輸入方式（3）比較輸入

兩個(gè)輸入信號(hào)大小、極性任意。將比較信號(hào)分解為共模信號(hào)uic和差模信號(hào)uid的疊加：ui1=uic+uid

ui2=uic–uid電路對(duì)共模分量無(wú)放大作用，對(duì)差模分量有放大作用。例如:ui1=10mV,ui2=6mVui2=8mV－2mV可分解成:

ui1=8mV+2mV4.共模抑制比差分放大電路中，差模信號(hào)是有用信號(hào)，對(duì)差模信號(hào)應(yīng)有較大的放大倍數(shù)；共模放大倍數(shù)越小越好，電路對(duì)零點(diǎn)漂移的抑制能力越強(qiáng)。共模抑制比KCMRR

：差模電壓放大倍數(shù)Aud與共模電壓放大倍數(shù)Auc之比共模抑制比越大，差分放大電路分辨有用的差模信號(hào)的能力越強(qiáng)，而受共模信號(hào)的影響越小。理想情況：KCMRR→∞。

2.6功率放大電路多級(jí)放大電路的最終目的是要有一定的功率放大能力，以推動(dòng)負(fù)載的工作，如揚(yáng)聲器發(fā)聲、電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)、繼電器動(dòng)作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。多級(jí)放大電路的輸出級(jí)一般為功率放大電路，將中間級(jí)的輸出信號(hào)進(jìn)行功率放大。2.6.1對(duì)功率放大電路的基本要求（1）在不失真的情況下輸出盡可能大的功率。功放中的晶體管工作在極限狀態(tài)，信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍大，易產(chǎn)生非線性失真，要求非線性失真一定在允許范圍內(nèi)；（2）具有較高的效率。同等輸出功率，效率越高，直流電源需要供給的能量越少。負(fù)載得到的交流信號(hào)有功功率電源供給的直流功率放大電路按照靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置的不同，分為三種工作狀態(tài)：甲類工作狀態(tài)：靜態(tài)工作點(diǎn)Q大致在交流負(fù)載線的中點(diǎn)。靜態(tài)電流IC大，晶體管消耗的功率大，電路的效率低。甲乙類工作狀態(tài)：Q沿交流負(fù)載線下移，效率提高。波形部分失真。乙類工作狀態(tài)：Q下移到IC≈0處，管耗更小，效率更高。波形嚴(yán)重失真。為了提高效率，同時(shí)減小信號(hào)波形的失真，常采用工作于甲乙類或乙類狀態(tài)的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路。2.6.2互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路乙類放大OCL電路：正、負(fù)等值的雙電源供電，VT1：NPN型，VT2：PNP型，兩管的其他特性和參數(shù)一致，構(gòu)成射極輸出器電路。靜態(tài)（ui

=0）：VB=0，VE=0，偏置電壓為零，VT1、VT2均截止，IC=0，乙類工作狀態(tài)，負(fù)載中沒(méi)有電流，uo=0。動(dòng)態(tài)（ui≠0）：ui

＞0時(shí)，VT1導(dǎo)通、VT2截止，電流iC1通過(guò)負(fù)載RL，得正半周uo；ui

＜0時(shí)，VT2導(dǎo)通、VT1截止，電流iC2通過(guò)負(fù)載RL，得負(fù)半周uo。1.無(wú)輸出電容（OCL）的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路uoiC1互補(bǔ)對(duì)稱電路：在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)，VT1、VT2輪流導(dǎo)通，互相補(bǔ)充，從而輸出完整的信號(hào)波形。電路采用射極輸出器的形式，具有電流和功率放大作用，并且提高了輸入電阻和帶負(fù)載的能力。理想情況下，乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路的輸出沒(méi)有失真。由于沒(méi)有直流偏置電流，實(shí)際上只有當(dāng)輸入信號(hào)ui的數(shù)值大于晶體管的死區(qū)電壓（NPN型硅管約為0.5V，PNP型鍺管約為0.2V）時(shí)晶體管才能導(dǎo)通。交越失真：輸入信號(hào)ui的數(shù)值小于死區(qū)電壓時(shí)，VT1、VT2均截止，負(fù)載電阻上輸出電壓為零，uo波形在正、負(fù)半周交接處出現(xiàn)失真。

克服交越失真的辦法：采用甲乙類放大OCL電路。二極管VD1、VD2組成偏置電路，導(dǎo)通壓降使晶體管靜態(tài)時(shí)略微導(dǎo)通，在輸入信號(hào)的過(guò)零處晶體管可以導(dǎo)通，克服了交越失真。IC很小，電路工作在甲乙類狀態(tài)。2.無(wú)輸出變壓器（OTL）的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路甲乙類放大OTL電路：?jiǎn)坞娫垂╇姡ㄟ^(guò)耦合電容C與負(fù)載電阻RL相連。靜態(tài)：兩管對(duì)稱，兩管發(fā)射極電位即電容兩端電壓為1/2UCC。動(dòng)態(tài)：ui

＞0時(shí)，VT1導(dǎo)通、VT2截止，電源向電容C充電，并得正半周uo；ui

＜0時(shí)，VT2導(dǎo)通、VT1截止，電容C放電，作為VT2的直流電源，并得負(fù)半周uo。只要電容C的容量足夠大，其兩端電壓可認(rèn)為近似1/2UCC不變，VT1、VT2的集-射極之間所加的電源電壓都是1/2UCC。2.6.3集成功率放大電路集成功率放大電路種類和型號(hào)很多，使用時(shí)只需在電路外部接入規(guī)定數(shù)值的直流電源、電阻、電容及負(fù)載，即可正常工作。由LM386組成的一種應(yīng)用電路。R2、C4：電源去耦電路，濾掉電源中的高頻交流分量；R3、C3：相位補(bǔ)償電路，消除自激振蕩，并改善高頻時(shí)的負(fù)載特性；C2：防止自激振蕩。

2.7場(chǎng)效應(yīng)管放大電路場(chǎng)效應(yīng)晶體管與雙極型晶體管在功能和應(yīng)用上基本相同，都具有放大作用和開(kāi)關(guān)作用。將場(chǎng)效應(yīng)管的柵極G、漏極D和源極S與晶體管的基極B、集電極C和發(fā)射極E對(duì)應(yīng)，則兩者的放大電路很相似。與晶體管相比，