二極管及其應用.ppt

1、基本放大電路,電子技術(shù)基礎(chǔ),了解放大電路的基本概念及結(jié)構(gòu)組成；熟悉低頻小信號放大電路及功率放大器的工作原理；理解靜態(tài)工作點的圖解法，掌握其微變等效電路的估算法；熟練掌握分壓式偏置的共發(fā)射極放大電路靜態(tài)情況下的特點、動態(tài)情況下的特點；理解反饋對放大電路性能的影響。,學習目的與要求,一、基本放大電路的概念及工作原理,二、基本放大電路的靜態(tài)分析,三、基本放大電路的動態(tài)分析,四、共集電極放大電路,五、功率放大器及差動放大電路簡介,六、放大電路中的負反饋,目 錄,一、基本放大電路的概念及工作原理,放大電路是電子技術(shù)中應用十分廣泛的一種單元電路。,所謂“放大”，是指將一個微弱的電信號，通過某種裝置， 得到

2、一個波形與該微弱信號相同、但幅值卻大很多的信號輸 出。這個裝置就是晶體管放大電路?！胺糯蟆弊饔玫膶嵸|(zhì)是電 路對電流、電壓或能量的控制作用。,揚聲器負載,輸入信號源,擴音器中放大電路的組成,為放大器提供能量的直流電源,話筒送來的微弱音頻信號,ui,放 大 電 路,微弱輸入小信號ui,u0,幅度大大增強的輸出信號u0,放大電路的放大作用，實質(zhì)是把直流電源UCC的能量轉(zhuǎn)移給輸出信號。輸入信號的作用則是控制這種轉(zhuǎn)移，使放大電路輸出信號的變化重復或反映輸入信號的變化。,放大電路的核心元件是晶體管，因此，放大電路若要實現(xiàn)對輸入小信號的放大作用，必須首先保證晶體管工作在放大區(qū)。 晶體管工作在放大區(qū)的外部偏置

3、條件是：其發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置。此條件是通過外接直流電源，并配以合適的偏置電路來實現(xiàn)的。,三種基本組態(tài)的晶體管放大電路,晶體管放大電路一般有三種組態(tài)：,共發(fā)射極放大電路,共集電極放大電路,共基極放大電路,無論放大電路的組態(tài)如何，其目的都是讓輸入的微弱小信號通過放大電路后，輸出時其信號幅度顯著增強。必須清楚：幅度得到增強的輸出信號，其能量并非來自于晶體管，而是由放大電路中的直流電源提供的。晶體管只是實現(xiàn)了對能量的控制，使之轉(zhuǎn)換成信號能量，并傳遞給負載。,1. 放大電路的組成原則,放大電路的作用是實現(xiàn)對微弱小信號的幅度放大，單憑晶 體管的電流放大作用顯然無法完成。必須在放大電路中設(shè)置 直

4、流電源，使其保證晶體管工作在線性放大區(qū)。因此，放大 電路的組成原則為：,(1) 核心元件晶體管必須發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏；,(2) 輸入回路的設(shè)置應使輸入信號耦合到晶體管輸入電路， 以保證晶體管的以小控大作用；,(3) 輸出回路的設(shè)置應保證晶體管放大后的電流信號能夠轉(zhuǎn) 換成負載需要的電壓形式；,(4) 不允許被傳輸小信號放大后出現(xiàn)失真。,2. 共射放大電路的組成及各部分作用,共發(fā)射極放大電路是電子技術(shù)中應用最為廣泛的放大電路形式，其電路組成的一般形式為：,放大電路的核心元件三極管,耦合電容,基極電阻,基極電源,集電極電阻,集電極電源,耦合電容,上圖所示為雙電源組成的共發(fā)射極基本放大電路。,實際

5、應用中，共射放大電路通常采用單電源供電，各部分的作用分別如下：,晶體管在放大電路中起以小控大的能量控制作用,向放大電路提供能量，并保證晶體管工作在放大區(qū),基極偏置電阻的作用是為放大電路提供合適的靜態(tài)工作點。,有極性電解電容的作用是隔離直流和讓輸入交流信號順利通過。,有極性電解電容的作用是隔離直流和讓放大的交流信號順利輸出。,RC的作用是將放大的集電極電流轉(zhuǎn)換成晶體管的輸出電壓。,3. 共射放大電路的工作原理,基極固定偏置電流,放大后的集電極電流,iC通過RC將放大的電流轉(zhuǎn)換為放大的晶體管電壓輸出。,uCE經(jīng)C2濾掉了直流成分后的輸出電壓,信號電流和基極固定偏流的疊加,顯然，放大電路內(nèi)部各電流、

6、電壓都是交直流共存的。,輸入交流信號電流,反相！,輸入信號電壓,需放大的信號電壓 ui通過C1轉(zhuǎn)換為放大電路的輸入電流，與基極偏流疊加后加到晶體管的基極，基極電流iB的變化通過晶體管的以小控大作用引起集電極電流 iC變化；iC通過RC使電流的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，即： uCE=UCC- iCRC,放大電路內(nèi)部各電壓、電流都是交直流共存的。其直流分 量及其注腳均采用大寫英文字母；交流分量及其注腳均采用 小寫英文字母；疊加后的總量用英文小寫字母，但其注腳采 用大寫英文字母。例如：基極電流的直流分量用IB表示；交 流分量用ib表示；總量用iB表示。,由上式可看出：當 iC增大時，uCE就減小，所以

7、uCE的變化正好與 iC相反，這就是它們反相的原因。uCE經(jīng)過C2濾掉了直流成分，耦合到輸出端的交流成分即為輸出電壓 u0。若電路參數(shù)選取適當，u0的幅度將比 ui 幅度大很多，亦即輸入的微弱小信號 ui 被放大了，這就是放大電路的工作原理。,共射放大電路工作原理,放大電路中各電壓、電流的符號有何規(guī)定?,你會做嗎？,放大電路的基本概念是什么？放大電路中能量的控制與變換關(guān)系如何？,檢驗學習結(jié)果,基本放大電路的組成原則是什么？以共射組態(tài)基本放大電路為例加以說明,二 基本放大電路的靜態(tài)分析,輸入信號ui=0、只在直流電源UCC作用下電路的狀態(tài)稱“靜態(tài)”。靜態(tài)分析就是要求出此時的IB、IC和UCE三數(shù)

8、值。,UBE,放大電路的直流通道,UCE,IC=IB,UCE=UCCICRC,直流下耦合電容C1、C2相當于開路,由直流通道求工作點上的IB：,由圖可得,由晶體管放大原理可求得IC：,由圖又可求得工作點上UCE：,式中ICRC前面的負號表示輸出電壓與集電極電流IC反相，即與輸入電壓反相。,1.放大電路靜態(tài)分析的估算法,分析,t1,t1,t2,t3,t4,t3,t2,t4,此時ui小于死區(qū)的部分將無法得到傳輸，只有大于死區(qū)的部分才能轉(zhuǎn)換成電流ib通過晶體管。,由于輸入信號大部分無法通過晶體管，ib電流波形與ui波形完全不一樣了，造成輸入信號輸入時的“截止失真”。,輸入信號 電壓波形,假如不設(shè)置靜

9、態(tài)工作點,不設(shè)置靜態(tài)工作點行嗎？,結(jié)論：為保證傳輸信號不失真地輸入到放大器中得到放大，必須在放大電路中設(shè)置靜態(tài)工作點。,利用晶體管的輸入、輸出特性曲線求解靜態(tài)工作點的方法 稱為圖解法。其分析步驟一般為：,2. 用圖解法求解靜態(tài)工作點,(1)按已選好的管子型號在手冊中查找、或從晶體管圖示儀上 描繪出管子的輸入、輸出特性如下圖所示：,已知圖示電路中UCC=10V，RB=250K，RC=3K， =50，試求該放大電路的靜態(tài)工作點Q。,解,IB=37.2A,所以靜態(tài)工作點Q：,IC=1.86mA,UCE=4.42V,例,注意：計算中一定要弄明白各量的單位，不允許寫錯！,(2)畫出直流負載線。此步驟是圖

10、解法求靜態(tài)工作點的關(guān)鍵。,由放大電路的直流通道可得：,UCE=UCCICRC,令,UCE=0， 可得：IC=UCC/RC,令,IC=0 可得：UCE=UCC,UCC,連接兩點作出直流負載線,(3)確定靜態(tài)工作點,只有IBQ對應的交點才是Q點,IBQ,直流負載線上交點有多個,固定偏置的放大電路存在很,溫度TQ點ICUCEVC,若 溫度上升，將造成輸出特性曲線上移。,靜態(tài)工作點Q 隨之上移,如果VCVB，則集電結(jié)就會由反偏變?yōu)檎?，當兩個PN結(jié)均正偏時，電路出現(xiàn)“飽和失真”。,分析,上述固定偏置共射放大電路有哪些不足？,大的不足。例如當晶體管所處環(huán)境溫,度升高時，晶體管內(nèi)部載流子運動加劇，因此將,

11、造成放大電路中的各參量將隨之發(fā)生變化。,為不失真地傳輸信號，實用中需對,上述電路進行改造。分壓式偏置的共,發(fā)射極放大電路可通過反饋環(huán)節(jié)有效,地抑制溫度對靜態(tài)工作點的影響。,分壓式偏置的共發(fā)射極放大電路由于設(shè)置了反饋環(huán)節(jié)，因此當溫度升高而造成IC增大時，可自動減小IB，從而抑制了靜態(tài)工作點由于溫度而發(fā)生的變化，保持Q點穩(wěn)定。,對固定偏置的放大電路進行改造。,RB,RB1,分壓電阻,射極反饋電阻,射極旁路濾波電容,為穩(wěn)定工作點Q而添加的負反饋環(huán)節(jié),分壓電阻,此電路就是能夠抑制溫度影響而引起靜態(tài)工作點變化的分壓式偏置的共發(fā)射極電壓放大電路。,分壓式偏置共射放大電路的靜態(tài)分析,靜態(tài)分析時，此電路需滿足

12、I1I2IB的小信號條件。,VB,VB的大小顯然與溫度無關(guān)。,分壓式偏置共射放大電路的直流通道,偏置電阻RB1和RB2應選擇適當數(shù)值，使之符合：I1I2IB 的條件。在小信號條件下，IB可近似視為0值。,忽略IB時，RB1和RB2可以對UCC進行分壓。即：,分壓式偏置共射放大電路的靜態(tài)分析,上述分析步驟，就是分壓式偏置的共發(fā)射極電壓放大 電路的估算法。顯然，基極電位VB的高低對靜態(tài)工作點 的影響非常大。,UBE,UCE,基極電位VB的高低對靜態(tài)工作點Q的影響,設(shè)置合適的靜態(tài)工作點是對放大電路的基本要求?；鶚O電位VB選擇偏高或偏低時，Q點隨之上移或下行。設(shè)VB較高時：,Q,u0,Q點的上移造成放

13、大過程中信號的一部分進入飽和區(qū)，發(fā)生飽和失真，集電極電流上削波。,放大電路輸出電壓同樣產(chǎn)生飽和失真。由于共射電路輸入、輸出反相，因此輸出電壓呈下削波。,結(jié)論：,輸入信號波形,iC,VB值大Q點高，飽和失真！,基極電位VB設(shè)置較低時對Q點的影響,VB設(shè)置的高低，取決于兩個基極偏置電阻的數(shù)值選擇，當RB1太大時， VB值就會較低，引起靜態(tài)工作點Q下行：,Q,輸入信號波形,Q點下行造成放大過程中信號的一部分進入截止區(qū)，發(fā)生截止失真，集電極電流呈下削波。,iC,u0,放大電路輸出電壓同樣產(chǎn)生截止失真。由于共射電路輸入、輸出反相，因此輸出電壓呈現(xiàn)上削波。,結(jié)論：,VB值小Q點低，截止失真！,VB的高低對

14、放大電路的靜態(tài)工作點影響很大。溫度對Q點的影響也不能忽視。分壓式偏置的共發(fā)射極放大電路由于加設(shè)了負反饋環(huán)節(jié)，因此當溫度升高時，具有自調(diào)節(jié)能力。,設(shè)放大電路環(huán)境溫度升高，此時:,由于電路具有對溫度變化的自調(diào)節(jié)能力，因此集電極電流通常恒定，即:,溫度變化IC基本不受影響,T,IB,IC,IE,VE,VBE,IC,只要基極電位和射極反饋電阻不變，集電極電流始終維持不變！,通過分析可知，交流放大電路中如果不設(shè)置靜態(tài)工作點，輸入的交流信號就無法全部通過放大電路，造成傳輸過程中信號的嚴重失真；若靜態(tài)工作點設(shè)置不合適，同樣會發(fā)生傳輸過程中的飽和失真和截止失真。,設(shè)置合適的靜態(tài)工作點顯然是放大電路保證傳輸質(zhì)量

15、的必要條件，其設(shè)置的原則是：保證正常的輸入信號不失真的輸出且保證靜態(tài)工作點的相對穩(wěn)定。,分壓式偏置的共射放大電路顯然可以實現(xiàn)上述原則。通過選擇合適的分壓電阻RB1和RB2，可獲得一個恰當?shù)幕鶚O電位VB值，以確保晶體管的發(fā)射結(jié)正偏和集電結(jié)反偏。這樣，在信號傳輸?shù)倪^程中晶體管就會始終工作在放大區(qū)，使放大電路正常工作。電路中的反饋電阻RE則起到了穩(wěn)定工作點的作用，從而抑制了由于溫度變化對放大電路產(chǎn)生的影響。,學習與歸納,放大電路中為什么要設(shè)置靜態(tài)工作點？靜態(tài)工作點不穩(wěn)定對放大電路有何影響？,你會做嗎？,放大電路的失真包括哪些？如何消除失真？兩種失真下集電極電流的波形和輸出電壓的波形有何不同？,檢驗學

16、習結(jié)果,能否說出RE和CE在放大電路中所起的作用。,三 基本放大電路的動態(tài)分析,放大電路加入交流輸入信號的工作狀態(tài)稱為動態(tài)。動態(tài)時，放大電路輸入的是交流微弱小信號；電路內(nèi)部各電壓、電流都是交直流共存的疊加量；放大電路輸出的則是被放大的輸入信號。求解放大電路的動態(tài)輸入電阻r0、輸出電阻ri及電壓放大倍數(shù)Au等參量的過程稱為動態(tài)分析。,1.共射放大電路的動態(tài)分析,分壓式偏置共發(fā)射極放大電路,輸入信號源,放大電路 負載,電源為0時可視為“地”,電容相當于“交流短路”,RB1相當于接于基極與“地”之間,RC相當于接于集電極與“地”之間,分壓式偏置共發(fā)射極放大電路的交流通道,由于發(fā)射極為輸入、輸出回路的

17、公共支路，因之而稱為共 發(fā)射極組態(tài)的放大電路。,電容CE在電路中起何作用？,電容CE的作用：交流通路中，射極電容將反饋電阻短路，則Au不受影響。,如果把射極電容去掉，對電路會產(chǎn)生何影響？,如果把射極電容CE去掉，交流通道反饋電阻RE仍起作用，則IE減小，rbe增大，負載不變情況下，電壓放大倍數(shù)Au降低。,2. 微變等效電路法,微變等效電路法就是在滿足小信號條件下，將晶體管線性 化，把放大電路等效為一個近似的線性電路，然后應用線性 電路的求解方法求出ri、r0、Au的方法。,一般情況下，由高、低頻小功率管構(gòu)成的放大電路都符合小信號條件。因此其輸入、輸出特性在小范圍內(nèi)均可視為線性。,晶體管的微變等

18、效電路。其中rbe是晶體管輸入端的等效電阻，受控電流源相當晶體管的集電極電流。顯然微變等效電路反映了晶體管電流的以小控大作用。,圖中：晶體管交流輸入等效電阻,共射電壓放大器的微變等效電路法,晶體管的微變等效電路,基極電流,集電極電流,放大電路的輸入電壓和電流,放大電路的輸出電壓和電流,電路交流等效輸入電阻：,ri=rbe/RB1/RB2,由于小信號電路有RB1和RB2 rbe ，所以 ri rbe,顯然交流等效輸出電阻：r0=RC,電路中電壓放大倍數(shù)：,若電路接入負載，,此時電路放大倍數(shù)：,共發(fā)射極放大電路微變等效電路法的動態(tài)分析結(jié)果為：,式中負號反映了輸出電壓與輸入電壓的反相關(guān)系,顯然，放大

19、電路帶上負載后，其電壓放大倍數(shù)將降低 。負載越大，RL等效電阻越小，放大倍數(shù)下降越多。,共發(fā)射極放大電路的主要任務(wù)是對輸入的小信號進行電壓 放大，因此電壓放大倍數(shù)Au是衡量放大電壓性能的主要指標 之一。 共射放大電路的電壓放大倍數(shù)隨負載增大而下降很多，說 明這種放大電路的帶負載能力不強。,微 變 等 效 電 路,動態(tài)分析：,顯然電路中加了交流反饋電阻Re后，電路中的電壓放大倍數(shù)進一步降低了。,共射放大電路中含有交流反饋電阻的動態(tài)分析,輸入電阻ri的大小決定了放大電路從信號源吸取電流的大小。為減輕信號源負擔，總希望Ri大些。另外，較大的輸入電阻ri，也可降低信號源內(nèi)阻RS的影響，使放大電路獲得較

20、強的輸入電壓。在共發(fā)射極放大電路中，由于RB比rbe大得多，ri近似等于rbe，一般只有幾百歐至幾千歐，阻值比較低，即共射放大器輸入電阻不理想。,對負載而言，總希望放大電路的輸出電阻越小越好。因為放大電路輸出電阻r0越小，負載電阻RL的變化對輸出電壓的影響就越小，則放大電路的帶負載能力就越強。而共射放大電路的輸出電阻r0在通常只有幾千歐至幾十千歐，因此共射放大器的輸出電阻也不理想。,電壓放大倍數(shù)與晶體管的電流放大倍數(shù)、動態(tài)輸入電阻rbe及集電極電阻RC、負載電阻RL均有關(guān)。由計算式可看出，當rbe 和RL一定時，Au與成正比。共射電壓放大器由于自身的特點，較廣泛地應用于放大電路的輸入級、中間級

21、和輸出級。,想想 練練,1、下圖中設(shè)UCC和RC為定值，當基極電流增加時，IC能否成正比地增加？最后接近何值？此時UCE=？當基極電流減小時，IC又如何變化？最后達到何值？這時的UCE約等于多少？,說一說下圖所示各電路能否放大交流信號？為什么？,不能！,不能！,不能！,不能！,VB=UCC，飽和失真,VB=UBE，截止失真,NPN管的電路，電容極性接反且無反饋環(huán)節(jié)。,PNP管的電路，電源、電容極性均接反。,圖示電路，已知UCC=12V，RB1=20k，RB2=10k，RC=3k，RE=2k，RL=3k，=50。試估算靜態(tài)工作點，并求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。,（1）用估算法計算靜態(tài)工作

22、點,例,解,(2)用微變等效電路法計算電壓放大倍數(shù)Au及輸入、輸出電阻,試述放大電路輸出電阻的概念。為什么總希望放大電路的輸出電阻r0盡量小一些呢？,你會做嗎？,電壓放大倍數(shù)的概念是什么?電壓放大倍數(shù)是如何定義的？共發(fā)射極放大電路的電壓放大倍數(shù)與哪些參數(shù)有關(guān)？,檢驗學習結(jié)果,何謂放大電路的動態(tài)分析？動態(tài)分析分析步驟？你能否說出微變等效電路法的思想？,四 共集電極放大電路,1. 電路的組成,觀察左圖，可見共集電極放大電路的特點是：晶體管的集電極直接與直流電源UCC相接，負載接在發(fā)射極電阻兩端。顯然，電路的輸入極仍為基極，輸出極卻是發(fā)射極。,直 流 通 道,IB,IC,IE,靜態(tài)分析,UBE,動態(tài)

23、分析,顯然，集電極為輸入、輸出回路共同的交流“地”端，因此稱之為共集電極放大電路。,RE,交流情況下UCC=0，相當于“地”電位,RB相當于接在基極與“地”之間,耦合電容C1、C2相當于短路,微變等效電路,求電路的電壓放大倍數(shù)Au,通常(1+)RLrbe，故式中分子小于約等于分母，即共集電極放大電路的Au小于和約等于1。,因Au為正值，說明ui與u0相位相同；又因ui u0，說明電路中的電壓并沒有被放大。但電路中ie=(1+)ib，說明電路仍有電流放大和功率放大作用。此外， u0是由射極輸出的，因之共集電極放大電路又稱為“射極輸出器”。,求電路的輸入電阻ri,求電路的輸出電阻r0,射極輸出器的

24、Ri較大，通常可達幾十千歐至幾百千歐。,顯然，射極輸出器的r0較小，僅為幾十歐至幾百歐。,射極輸出器的用途,電壓放大倍數(shù)小于1約等于1，即u0跟隨ui變化。 輸入電阻較高。 輸出電阻較低。,歸納射極輸出器電路特點,射極跟隨器具有較高的輸入電阻和較低的輸出電阻，這是射極跟隨器最突出的優(yōu)點。射極跟隨器常用于多級放大器的第一級或最末級，也可用于中間隔離級。用作輸入級時，其高輸入電阻可以減輕信號源的負擔，提高放大器的輸入電壓。用作輸出級時，其低輸出電阻可以減小負載變化對輸出電壓的影響，并易于與低阻負載相匹配，向負載傳送盡可能大的功率。,檢驗學習結(jié)果,五 功率放大器和差動放大電路簡介,1. 功率放大器的

25、分類,功率放大電路與電壓放大電路沒有本質(zhì)上的區(qū)別。它們都是利用放大器件的控制作用，把直流電源的能量轉(zhuǎn)化為按輸入信號規(guī)律變化的交變能量輸出送給負載。所不同的是：電壓放大電路的主要任務(wù)是不失真地放大信號電壓；功率放大電路的主要任務(wù)則是使負載得到盡可能不失真的信號功率。功放電路中的晶體管稱為功率放大管，簡稱“功放管”。廣泛用于各種電子設(shè)備、音響設(shè)備、通信及自控系統(tǒng)中。,(1)功率放大器按工作狀態(tài)一般可分為：,甲類放大器：這種功放的工作原理是輸出器件晶體管始 終工作在傳輸特性曲線的線性部分，在輸入信號的整個周 期內(nèi)輸出器件始終有電流連續(xù)流動，這種功放失真小，但 效率低，約為50%，功率損耗大，一般應用

26、在家庭的高檔 機較多。,乙類放大器：兩只晶體管交替工作，每只晶體管在信號 的半個周期內(nèi)導通，另半個周期內(nèi)截止。該類功放效率較 高，約為78%，但缺點是容易產(chǎn)生交越失真。,甲乙類放大器：兼有甲類放大器音質(zhì)好和乙類放大器效 率高的優(yōu)點，被廣泛應用于家庭、專業(yè)、汽車音響系統(tǒng)中。,(2)按放大器功能一般可分為：,前級功放：主要作用是對信號源傳輸過來的節(jié)目信號進 行必要的處理和電壓放大后，再輸出到后級放大器。,后級功放：對前級放大器送出的信號進行不失真放大， 以強勁的功率驅(qū)動揚聲器系統(tǒng)。除放大電路外，還設(shè)計有 各種保護電路，如短路保護、過壓保護、過熱保護、過流 保護等。前級功放和后級功放一般只在高檔機或

27、專業(yè)的場 合采用。,合并式放大器：將前級放大器和后級放大器合并為一臺 功放，兼有前二者的功能，通常所說的放大器都是合并式 的，應用范圍較廣。,2. 功率放大器的特點及技術(shù)指標,(1)功率放大器的特點,由于功放電路的主要任務(wù)是向負載提供一定的功率，因而 輸出電壓和電流的幅度足夠大；,由于要求輸出信號幅度大，通常使三極管工作在極限應用 狀態(tài)，即三極管工作在接近飽和區(qū)與截止區(qū)的工作狀態(tài)，因 此輸出信號存在一定程度的失真。,功率放大電路在輸出功率的同時，三極管消耗的能量也較 大，因此三極管的管耗不能忽視。,功率放大電路工作在大信號運用狀態(tài)，因此只能采用圖解 法進近估算。,(2)功率放大器的技術(shù)要求,由

28、于功放的上述特點，因此實用中對功率放大器有一定的 技術(shù)要求。,（1）效率盡可能高,（2）具有足夠大的輸出功率,（3）非線性失真盡可能小,（4）散熱條件要好,功放通常工作在大信號情況下，所以輸出功率和功耗都較大， 效率問題突顯。我們期望在允許的失真范圍內(nèi)盡量減小損耗。,為獲得最大的功率輸出，要求功放管工作在接近“極限運用”狀 態(tài)。選用時應考慮管子的三個極限參數(shù)ICM、PCM和U(BR)CEO。,處于大信號工況下的管子不可避免地存在非線性失真。但應考 慮在獲得盡可能大的功率輸出下將失真限制在允許范圍內(nèi)。,功放管工作在“極限運用”狀態(tài)，因而造成相當大的結(jié)溫和管殼 溫升。散熱問題應充分重視，應采取措施

29、使功放管有效地散熱。,3. 功放電路中的交越失真,左圖電路采用了兩個導電特性相反 的管子，其中T1和T2分別為NPN型管 和PNP型管。電路工作時，一個管子 在信號的正半周導通，另一管子在信 的負半周導通，兩個管子在信號周期 內(nèi)交替工作，各自產(chǎn)生半個周期的信 號波形，在負載上合成一個完整的信 號波形，這種功放電路稱作乙類功率 放大電路。,交越失真：兩個管子在信號周期內(nèi)交替工作，由于管子總是存 在著死區(qū)電壓，因此在信號零點附近不會產(chǎn)生基極電流，造成 傳輸信號波形的嚴重失真，由于這種失真產(chǎn)生在過零值處，所 以稱為交越失真。,觀察電路，可看出此電路沒有基極偏置，所以uBE1=uBE2=ui。 當ui

30、=0時， T1管和T2管均處于截止狀態(tài)。,功放電路中交越失真說明及消除方法,過零處的交越失真,此電路是能消除交越失真的 甲乙類互補對稱的功放電路。,只要R1、R2數(shù)值適當，當ui =0時，可使IC3 、VB2和VB1達到所需 大小，為T1和T2發(fā)射結(jié)提供適當電壓，以消除過零處的交越失真。,4. 差動放大電路,(1)零漂現(xiàn)象,直接耦合的多級放大電路，當輸入信號為零時，輸出信號 電壓并不為零，而且這個不為零的電壓會隨時間作緩慢的、 無規(guī)則持續(xù)變動，這種現(xiàn)象稱為零點漂移，簡稱零漂。差動 放大電路就是一種對零漂有很強抑制作用的放大電路。,(2)差動放大電路,差動放大電路由兩個對稱的共射基 本放大電路組

31、成。其中T1、T2是兩個 特性完全相同的晶體管，兩管基極信 號電壓ui1、ui2大小相等、相位相反。 差動放大電路這種雙端輸入方式稱 為差模輸入方式，所加信號稱為差模 信號，差模信號是放大電路中需要傳 輸和放大的有用信號，用uid表示，數(shù) 值上等于兩管輸入信號的差值：,uid=ui1 ui2,溫度變化、電源電壓波動等引起的 零漂電壓，折合到放大電路輸入端， 相當于在放大電路輸入端加了“共模 信號”，外界電磁干擾對放大電路的 影響也相當于在輸入端加上了“共模 信號”?？梢?，所謂的共模信號對放 大電路是一種干擾信號。因此，放大 電路對共模信號不僅不應放大，反而 應當具有較強的抑制能力。,溫度發(fā)生變

32、化時，差動放大電路輸入端相當于加了一個共模 信號，此時兩管對共模信號產(chǎn)生的電流，其變化規(guī)律相同， 兩管集電極電壓漂移量也完全相同，從而使雙端輸出電壓始 終為零。也就是說，依靠電路的完全對稱性，使兩管的零漂 在輸出端相抵消。因此，零點漂移被抑制。,差動放大電路的公共發(fā)射極電阻Re 是保證靜態(tài)工作點穩(wěn)定的關(guān)鍵元件。 當溫度T兩管的發(fā)射極電流IE1和 IE2、集電極電流IC1和IC2均增大由 于兩管基極電位VB1和VB2均保持不變 兩管的發(fā)射極電位VE升高引起兩 管的發(fā)射結(jié)電壓UBE1和UBE2降低兩 管的基極電流IB1和IB2隨之減小IC2 下降。此過程類似分壓式偏置的共射 放大電路中RE的作用。,雙端輸出情況下，差動放大電路兩管的輸出穩(wěn)定在靜態(tài)值，從 而有效地抑制了零點漂移。Re數(shù)值越大，抑制零漂的作用越強。 即使電路處于單端輸出方式，電路仍有較強的抑制零漂能力。 由于Re上流過兩倍的集電極變化電流，其穩(wěn)定能力比射極偏置 電路更強。此外，采用雙電源供電，可以使UB1UB20，從而 使電路可適應正、負兩種極性的輸入信號，擴大了應用范圍。,什