第9章(X三极管及基本放大电路)
第9章 功率大电路要点
e
e 1 2
复合PNP型 c ic
准互补输出功放电路：
T1：电压推动级（前置级） T2、R1、R2：UBE扩大电路
U CE 2 U BE 2 R1 R2 R2
ui
T1 T3
+VCC
T4 T5 T6 -VCC RL
合理选择R1、R2大小，b3、 b5间便可得到 UBE2 任意倍 R2 数的电压。 T3、T4、T5、T6：复合管构 成互补对称功放
实际输出功率Po
U om U om U om Po = Vo I o 2 2 R L 2R L
图解分析演示图
2
（2）计算电源提供的功率PV
1 P V i dt V1 CC c 1 T0
VCC 2π
T
VCC 2π
0
π
uO dt RL
0
π
VCC UOM U OM sin ωt dt π RL RL
1 U om 1 V 2CC 2 RL 8 RL
2
实用的OCL准互补功放电路：
Rc1
反馈级 R1
T2 Rf
共射放大级 Re4 T4 C2 UBE 倍增 电路 C3
准互补功放级 T7 T9 Re7 Re9
+24V
ui
T1
R2
T6 R3
T5
Rb1
Rb2
C1
保险管 BX C5 R4 RL
差动放大级
T3 Re3 偏置电路 D1 D2
第九章 功率放大电路 9.1 功率放大电路的主要特点 9.2 互补对称功率放大电路 9.3 集成功率放大器及其应用 9.4 功率放大电路的安全运行
9.1 功率放大电路的主要特点
第9章 放大电路的频率响应
第9章放大电路的频率响应1．已知某放大电路电压放大倍数的频率特性表达式为：式中f单位Hz，表明其下限频率为；上限频率为；中频电压增益为dB，输出电压与输入电压中频段的相位差为。
2．幅度失真和相位失真统称为失真，它属于失真，在出现这类失真时，若u i为正弦波，则u o为波，若u i为非正弦波，则u o与u i的频率成分，但不同频率成分的幅度变化。
3．饱和失真，截止失真都属于失真，在出殃这类失真时，若u i为正弦波，则u o为波。
u o与u i的频率成分。
4．多级放大电路的通频带比组成它的各个单级放大电路的通频带。
5．多级放大电路在高频时产生的附加相移比组成它的各个单级放大电路在相同频率产生的附加相移。
6．多级放大电路放大倍数的波特图是各级波特图的。
7．在三级放大电路中，已知|A u1|=50，|A u2|=80，|A u3|=25，则其总电压放大倍数|A u|= ，折合为 dB。
8．在多级放大电路中，后级的输入电阻是前级的，而前级的输出电阻则也可视为后级的；前级对后级而言又是。
9．为了放大从热电偶取得的反映温度变化的微弱信号，放大电路应采用 ______耦合方式。
10．为了使放大电路的信号与负载间有良好的匹配，以使输出功率尽可能加大，放大电路应采用耦合方式。
11．电路图所示：其中V cc=6.7V，R b=300kΩ，R c=2 kΩ，晶体管的β=100，r bb’=300Ω，U BE=0.7V，电容C1=C2=5μF，R L=。
①求中频电压放大倍数A u②求下限频率f L③若信号频率f=10Hz，希望放大倍数 |A u|仍不低于0.7|A um|则应更换哪个元件？其值为多少?12．某放大电路的电压放大倍数复数表达式为：f的单位为Hz①求中频电压放大倍数A um②画出A u幅频特性波特图③求上限截止频率f H和下限截止频率f L13．图示电路中的T1，T2均为硅管，U BE=0.7V，两管间为直接耦合方式，已知β1=β2=50，r bb’1= r bb’2=300Ω，电容器C1、C2、C3、C4的容量足够大。
电工学(少学时)唐介第9章 基本放大电路
9.2 放大电路的工作原理 9.3 放大电路的静态分析 9.4 放大电路的动态分析 9.5 双极型晶体管基本放大电路
9.8 多级放大电路 9.9 差分放大电路
教学要求：
第9章 基本放大电路
1. 理解共射极单管放大电路的基本结构和工作原理。 2. 掌握静态工作点的估算和动态微变等效电路的分析方法。 了解输入电阻、输出电阻的概念。了解放大电路的频率特性。 3. 要很好理解共射放大电路、共集放大电路的特点。 4. 了解多级放大的概念。掌握阻容耦合放大电路的静态和动 态方法。了解直接耦合放大电路中的零点漂移现象。 5. 了解差动放大电路的工作原理，了解差模信号和共模信号 的概念。 重点：单管放大电路的基本结构和工作原理，共射放大电路、 共集放大电路静态和动态分析方法。直接耦合放大电路中的零 点漂移现象。 难点：放大电路的工作原理及静态和动态分析方法。
例2：用估算法计算图示电路的静态工作点。
+UCC RB IB RC + + TUCE UBE – – IC
由KVL可得：
U CC I B RB U BE I E RE I B RB UBE (1 β ) I B RE
U CC U BE IB RB (1 β ) RE
+ + TUCE UBE – – IE
–
直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE )
对交流信号(有输入信号ui时的交流分量) XC 0，C 可看作 C2 对地短路 RB 短路。忽略电源的内 + iC + 阻，电源的端电压恒 C1 iB + 定，直流电源对交流 T uCE 短路 + + + 可看作短路。 RS 短路 uBE – RL uo – ui + – iE 交流通路 u
模拟电子技术基础(第四版)童诗白、华成英 教材9
当输入信号为正弦交流电时 微导通。 当 ui = 0 时，T1、T2 微导通。
第九章 功率放大器
当 ui ＞ 0 (↑ 至 ↓)， T1 微导通 → 充分导通 → 微导通； 充分导通 微导通； T2 微导通 → 截止 → 微导通。 微导通。 当 ui ＜ 0 (↓ 至 ↑)， T2 微导通 → 充分导通 → 微导通； 微导通； T1 微导通 → 截止 → 微导通。 微导通。 二管导通的时间都比输入信号的 半个周期更长， 半个周期更长，功放电路工作在 甲乙类状态。 甲乙类状态。
图9.1.5 OCL电路 电路
不同类型的二只晶体管交替工作， 不同类型的二只晶体管交替工作，且均组成射极输出形式的 电路称为“互补”电路； 电路称为“互补”电路；二只管子的这种交替工作方式称为 互补”工作方式。 “互补”工作方式。
五、桥式推挽功率放大电路 Balanced Transformerless（BTL电路） 电路） （ 电路
第九章 功率放大器
直流电源提供的直流功率不变 R/L(=RC//RL)上获得的最大 上获得的最大 交流功率P 交流功率 /Om为
1 ′ ′ P0′m = ( ) RL = I CQ ( I CQ RL ) 2 2
2
I CQ
即图中三角形QDE的面积 的面积 即图中三角形
图9.1.1输出功率和效率的图解分析 输出功率和效率的图解分析
希望输入信号为零时，电源不提供功率，输入信号 希望输入信号为零时，电源不提供功率， 愈大，负载获得的功率也愈大， 愈大，负载获得的功率也愈大，电源提供的功率也 随之增大，从而提高效率。 随之增大，从而提高效率。 变压器耦合乙类推挽功率放大电路 无输入信号， 无输入信号，三管截止 有输入信号， 有输入信号，三管交替 导通 同类型管子在电路中交 同类型管子在电路中交 替导通的方式称为“ 替导通的方式称为“推 工作方式。 挽”工作方式。 图9.13(a)变压器耦合乙类推挽功率放大电路 变压器耦合乙类推挽功率放大电路
《模拟电子技术基础》目录
模拟电子技术根底主编：黄瑞祥副主编：周选昌、查丽斌、郑利君杨慧梅、肖铎、赵胜颖目录绪论第1章集成运算放大器1.1 抱负运算放大器的功能与特性抱负运算放大器的电路符号与端口抱负运算放大器的功能与特性1.2 运算放大器的反相输入阐发闭环增益输入、输出阻抗有限开环增益的影响加权加法器运算放大器的同相输入阐发闭环增益输入、输出阻抗有限开环增益的影响电压跟随器1.4 运算放大器的差分输入阐发1.5 仪表放大器1.6 积分器与微分器1.6.1 具有通用阻抗的反相输入方式1.6.2 反相积分器1.6.3 反相微分器1.7 运算放大器的电源供电1.7.1 运算放大器的双电源供电1.7.2 运算放大器的单电源供电本章小结习题第2章半导体二极管及其底子电路2.1 半导体根底常识2 本征半导体2 杂质半导体2 两种导电机理——扩散和漂移2.2 PN结的形成和特性2.2.1 PN结的形成2.2.2 PN结的单向导电性2.2.3 PN结的反向击穿2.2.4 PN结的电容特性2.3 半导体二极管的布局及指标参数2 半导体二极管的布局2 二极管的主要参数2 半导体器件型号定名方法2.4 二极管电路的阐发方法与应用2.4.1 二极管电路模型2.4.2 二极管电路的阐发方法2 二极管应用电路2.5 特殊二极管2.5.1 肖特基二极管2.5.2 光电子器件本章小结习题第3章三极管放大电路根底3.1 三极管的物理布局与工作模式3 物理布局与电路符号3 三极管的工作模式3.2 三极管放大模式的工作道理3.2.1 三极管内部载流子的传递3.2.2 三极管的各极电流3.3 三极管的实际布局与等效电路模型3.3.1 三极管的实际布局3.3.2 三极管的等效电路模型3.4 三极管的饱和与截止模式3.4.1 三极管的饱和模式3.4.2 三极管的截止模式3.5 三极管特性的图形暗示3.5.1 输入特性曲线3.5.2 输出特性曲线3.5.3 转移特性曲线3.6 三极管电路的直流阐发3.6.1 三极管直流电路的阐发方法3.6.2 三极管直流电路阐发实例3.7 三极管放大器的主要参数3.7.1 三极管放大器电路3.7.2 集电极电流与跨导3.7.3 基极电流与基极的输入电阻发射极电流与发射极的输入电阻电压放大倍数3.8 三极管的交流小信号等效模型3.8.1 混合∏型模型3.8.2 T型模型3.8.3 交流小信号等效模型应用3.9 放大器电路的图解阐发3.10 三极管放大器的直流偏置3.10.1 单电源供电的直流偏置3.10.2 双电源供电的偏置电路集电极与基极接电阻的偏置电路恒流源偏置电路3.11 三极管放大器电路3.11.1 放大器的性能指标3.11.2 三极管放大器的底子组态共发射极放大器发射极接有电阻的共发射极放大器共基极放大器共集电极放大器本章小结习题第4章场效应管及其放大电路4.1 MOS场效应管及其特性4 增强型MOSFET〔EMOSFET〕4 耗尽型MOSFET〔DMOSFET〕4 四种MOSFET的比较4 小信号等效电路模型4.2 结型场效应管及其特性4 工作道理4 伏安特性4 JFET的小信号模型4.3 场效应管放大电路中的偏置4 直流状态下的场效应管电路4 分立元件场效应管放大器的偏置4 集成电路中场效应管放大器的偏置4.4 场效应管放大电路阐发4 FET放大电路的三种底子组态4 共源放大电路4 共栅放大电路4 共漏放大电路4 有源电阻本章小结习题第5章差分放大器与多级放大器5.1 电流源5 镜像电流源5 微电流源比例电流源5.2 差分放大器差分放大器模型差分放大器电路差分放大器的主要指标差分放大器的传输特性5.2.5 FET差分放大器5.2.6 差分放大器的零点漂移5.3 多级放大器5 多级放大器的一般布局5 多级放大器级间耦合方式5 多级放大器的阐发计算5.4 模拟集成电路读图操练5.4.1 模拟集成电路内部布局框图5.4.2 简单集成运放电路道理通用型模拟集成电路读图操练集成运算放大器的主要技术指标集成运算放大器的分类正确选择集成运算放大器集成运算放大器的使用要点本章小结习题第6章滤波电路及放大电路的频率响应6.1 有源滤波电路6 滤波电路的底子概念与分类6 低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器6.2 放大电路的频率响应6 三极管的高频等效模型6 单管共射极放大电路的频率特性阐发多级放大电路的频率特性本章小结习题第7章反响放大电路7.1 反响的底子概念与判断方法7 反响的底子概念7 负反响放大电路的四种底子组态反响的判断方法7.2 负反响放大电路的方框图及一般表达式7.2.1 负反响放大电路的方框图7.2.2 负反响放大电路的一般表达式7.3 负反响对放大电路性能的影响7.3.1 提高增益的不变性7.3.2 改变输入电阻和输出电阻7.3.3 减小非线性掉真和扩展频带7.4 深度负反响放大电路的阐发深度负反响条件下增益的近似计算虚短路和虚断路7.5 负反响放大电路的不变性问题负反响放大电路自激振荡及不变工作的条件负反响放大电路不变性的阐发负反响放大电路自激振荡的消除方法本章小结习题第8章功率放大电路8.1 概述8 功率放大电路的主要特点8 功率放大电路的工作状态与效率的关系8.2 互补对称功率放大电路8.2.1 双电源互补对称电路〔OCL电路〕8.2.2 单电源互补对称功率放大器〔OTL〕8.2.3 甲乙类互补对称功率放大器8.2.4 复合管互补对称功率放大器8.2.5 实际功率放大电路举例8.3 集成功率放大器8.3.1 集成功率放大器概述8.3.2 集成功放应用简介8.4 功率放大器实际应用电路OCL功率放大器实际应用电路OTL功率放大器实际应用电路集成功率放大器实际应用电路功率放大器应用中的几个问题本章小结习题第9章信号发生电路9.1 正弦波发生电路9.1.1 正弦波发生电路的工作道理和条件9.1.2 RC正弦波振荡电路9.1.3 LC正弦波振荡电路9.1.4 石英晶体正弦波振荡电路9.2 电压比较器单门限电压比较器迟滞比较器窗口比较器集成电压比较器9.3 非正弦波发生电路9.3.1 方波发生电路9.3.2 三角波发生电路9.3.3 锯齿波发生电路集成函数发生器简介本章小结习题第10章直流稳压电源10.1 引言10.2 整流电路10.2.1 单相半波整流电路单相全波整流电路10.2.3 单相桥式整流电路10.3 滤波电路10.3.1 电容滤波电路10.3.2 电感滤波电路10.3.3 LC滤波电路Π型滤波电路10.4 线性稳压电路10.4.1 直流稳压电源的主要性能指标10.4.2 串联型三极管稳压电路10.4.3 提高稳压性能的办法和庇护电路10.4.4 三端集成稳压器10.5 开关式稳压电路10.5.1 开关电源的控制方式10.5.2 开关式稳压电路的工作道理及应用电路10.5.3 脉宽调制式开关电源的应用电路本章小结习题。
第9章 基本放大电路
- 43 -第9章 基本放大电路放大是模拟电路最重要的一种功能。
本章所要介绍的基本放大电路几乎是所有模拟集成电路的基本单元。
工程上的各类放大电路都是由若干基本放大电路组合而成的，其中第一级称为输入级，最后一级称为输出级，其余各级为中间级。
9.1 放大电路的工作原理放大电路或称为放大器，其作用是把微弱的电信号、电压、电流、功率放大到所需要的量级，而且输出信号的功率要比输入信号的功率大，输出信号的波形要与输入信号的波形相同。
现以晶体管共射极接法的电路为例来说明放大电路的工作原理。
输入信号按波形不同可分为直流信号与交流信号两种。
由于正弦信号是一种基本信号，在对电路进行性能分析与测试时，常以它作为输入信号。
因此，也以正弦信号作为输入信号来说明放大电路的工作原理。
在输入端与输出端分别接有电容C 1、C 2，它们起着传递信号，隔离直流的作用，电容C 1、C 2称为输入和输出耦合电容或隔直电容。
由于耦合作用要求电容的容抗值很小，一般为几微法至几百微法，因而需要采用有极性的电解电容器。
输入端未加输入信号时，放大电路的工作状态称为静态。
这时U CC 提供了直流偏置电流。
由于电容的隔直作用，输入端和输出端不会有电压与电流。
可见，静态时，除了输入端与输出端外，晶体管各极电压与电流都是直流，其波形如图9-1各波形中的虚线所示。
输入端加上输入信号时，放大电路的工作状态称为动态。
交流输入信号u i 通过C 1耦合到晶体管的发射结两端，使发射结电压u BE 以静态值U BE 为基准上下波动，但方向不变，即u BE 始终大于零，发射结保持正向偏置，晶体管始终处于放大状态。
这时的发射结电压u BE ＝U BE ＋u be 。
忽略C 1上的交流电压降，则u be ＝u i 。
发射结电压的变化会引起各极电流的相应变化，而且它们都会有一个静态直流分量和一个交流信号分量，其波形如图9-1所示。
i C 的变化引起R C i C 的相应变化。
(完整版)三极管及放大电路原理
测判三极管的口诀三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功，为了帮助读者迅速掌握测判方法，笔者总结出四句口诀：“三颠倒，找基极；PN结，定管型；顺箭头，偏转大；测不准，动嘴巴。
”下面让我们逐句进行解释吧。
一、三颠倒，找基极大家知道，三极管是含有两个PN结的半导体器件。
根据两个PN结连接方式不同，可以分为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管，图1是它们的电路符号和等效电路。
测试三极管要使用万用电表的欧姆挡，并选择R×100或R×1k挡位。
图2绘出了万用电表欧姆挡的等效电路。
由图可见，红表笔所连接的是表内电池的负极，黑表笔则连接着表内电池的正极。
假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型，也分不清各管脚是什么电极。
测试的第一步是判断哪个管脚是基极。
这时，我们任取两个电极(如这两个电极为1、2)，用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻，观察表针的偏转角度；接着，再取1、3两个电极和2、3两个电极，分别颠倒测量它们的正、反向电阻，观察表针的偏转角度。
在这三次颠倒测量中，必然有两次测量结果相近：即颠倒测量中表针一次偏转大，一次偏转小；剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小，这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极(参看图1、图2不难理解它的道理)。
二、PN结，定管型找出三极管的基极后，我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型(图1)。
将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电极中的任一电极，若表头指针偏转角度很大，则说明被测三极管为NPN型管；若表头指针偏转角度很小，则被测管即为PNP型。
三、顺箭头，偏转大找出了基极b，另外两个电极哪个是集电极c，哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。
(1) 对于NPN型三极管，穿透电流的测量电路如图3所示。
根据这个原理，用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec，虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大，此时电流的流向一定是：黑表笔→c 极→b极→e极→红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”)，所以此时黑表笔所接的一定是集电极c，红表笔所接的一定是发射极e。
模拟电子技术答案 第9章 功率放大电路
第9章 功率放大电路自测题一、选择合适的答案填入括号内。
(1)功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时，输出基本不失真情况下，负载上可获得的最大( A )。
A.交流功率B.直流功率C.平均功率(2)功率放大电路的转换效率是指( B )。
A.输出功率与晶体管所消耗的功率之比；B.最大输出功率与电源提供的平均功率之比；C.晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比。
(3) 在选择功放电路中的晶体管时，应当特别注意的参数有( BDE )。
A ．βB ．I CMC ．I CBOD ．U CEOE ．P CMF ．f T(4) 若图T9.1所示电路中晶体管饱和管压降的数值为CES U ，则最大输出功率P OM =( C )。
A.2()2CC CES LV U R - B.21()2CC CES L V U R - C.21()22CC CES L V U R -图T9.1 图T9.2二、电路如图T9.2 所示，已知T l 和T 2的饱和管压降2CES U V =，直流功耗可忽略不计。
回答下列问题：(1)R 3、R 4 和T 3的作用是什么？(2)负载上可能获得的最大输出功率P om 和电路的转换效率η各为多少？(3)设最大输入电压的有效值为1V 。
为了使电路的最大不失真输出电压的峰值达到16V ，电阻R 6至少应取多少千欧？解：(1)消除交越失真。
(2)最大输出功率和效率分别为：2()162CC CES omLV U P W R -==, 69.8%4CC CES CC V U V πη-=⋅≈ (3)由题意知，电压放大倍数为：61111.3u R A R =+≥== ∴61(11.31)10.3R R k ≥-=Ω习题9.1判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果。
(1)在功率放大电路中，输出功率越大，功放管的功耗越大。
( × )(2)功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下，负载上可能获得的最大交流功率。
模电第四版习题解答
模电第四版习题解答 YUKI was compiled on the morning of December 16, 2020模拟电子技术基础第四版清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编自测题与习题解答目录第1章常用半导体器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第2章基本放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 第3章多级放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31 第4章集成运算放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第5章放大电路的频率响应‥‥‥‥‥‥‥‥50 第6章放大电路中的反馈‥‥‥‥‥‥‥‥‥60 第7章信号的运算和处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第8章波形的发生和信号的转换‥‥‥‥‥‥90 第9章功率放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114 第10章直流电源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥126第1章常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确，用“×”和“√”表示判断结果填入空内。
(1)在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。
( √ )(2)因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
( ×)(3)PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
( √ )(4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。
( ×)(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其R大的特点。
( √)GSU大于零，则其输入电阻会明显变小。
(6)若耗尽型N 沟道MOS 管的GS( ×)二、选择正确答案填入空内。
(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。
A.变窄B.基本不变C.变宽(2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。
A.正向导通B.反向截止C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。
A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏(4) U GS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有 A 、C 。
第9章 功率放大电路
出波形不可避免地产生一定的非线性失真。在实际的功率放大
电路中，应根据负载的要求来规定允许的失真度范围。 4、分析估算采用图解法 由于功放中的晶体管工作在大信号状态，因此分析电路时， 不能用微变等效电路分析方法，可采用图解法对其输出功率和 效率等指标作粗略估算。
第9章 功率放大电路
5、功放中晶体管的保护及散热问题
•按照放大信号的频率，分为低频功放和高频功放。前者用于 放大音频范围（几十赫兹到几十千赫兹）的信号，后者用于放 大射频范围（几百千赫兹到几十兆赫兹）的信号。本课程仅介 绍低频功放。
第9章 功率放大电路
四、提高输出功率的方法
1. 提高电源电压 2. 改善器件的散热条件 普通功率三极管的外壳较小, 散热效果差, 所以允许的耗 散功率低。当加上散热片, 使得器件的热量及时散热后, 则 输出功率可以提高很多。例如低频大功率管3AD6在不加散热片
第9章 功率放大电路
二、变压器耦合功率放大电路
电源提供的功率为PV＝ICQ VCC
，全部消耗在管子上。
RL等效到原边的电阻为
RL (
N1 2 ) RL N2
则可作出交流负载线
第9章 功率放大电路
在理想变压器的情况下，最大输出功率为
I CQ VCC 1 P0 m I CQVCC 2 2 2
即三角形QAB的面积 在输入信号为正弦波时，若集电极电流也为正弦波 直流电源提供的功率不变 电路的最大效率为: Pom / PV =50 ℅
第9章 功率放大电路
实用的变压器功率放大电路
希望输入信号为零时，电源不提供功率，输入信号 愈大，负载获得的功率也愈大，电源提供的功率也 随之增大，从而提高效率。 变压器耦合乙类推挽功率放大电路 无输入信号，二管截止 有输入信号，二管交替 导通 同类型管子在电路中交 替导通的方式称为“推 挽”工作方式。 图9.1.3变压器耦合乙类推挽功率放大电路
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为了反映扩散到集电区的电流ICE与基区复 合电流IBE之间的比例关系，定义共发射极 IB 直流电流放大系数为：
N
Rc
B
IBE
I CE I C I CBO I C I BE I B I CBO I B
其含义是：基区每复合一个电子， 则有 个电子扩散到集电区去。
P ＋
Rb N －
复合管
放大电路概论 一、 放大的概念 电子学中放大的目的是将微弱的变化信 号放大成较大的信号。这里所讲的主要是电 压放大电路。 电压放大电路可以用有输入口和输出口 的四端网络表示，如图。
ui Au uo
二、放大电路的性能指标 1、电压放大倍数Au
ui
Au
uo
Uo Au Ui
Au是复数，反映了输出和输入的 幅值比与相位差。 Ui 和Uo 分别是输入和输出电压 的有效值。
uCE在很大范围内变化时IC基本 不变。因此，当IB一定时，集 电极电流具有恒流特性。
放
60
大 区
40
20
iB＝0A 0 2 4 6 8 10 uCE / V
截止区
3）饱和区 条件：发射结正偏，集电结正偏。
IC I B
iC / mA
（IC不受IB控制） 失去电流放大作用
饱和区
100 80
(c) 共集电极
1、三极管实现放大作用的外部条件是：
发射结正向偏置, 集电结反向偏置。
对NPN: VC>VB>VE 对PNP: VC<VB<VE
IC
RC
RB
IB
EC
IE
EB
由实验数据可得如下结论:
1) IE=IB+IC (KCL) 2) IB << IC IB << IE IC IE 3) IB (IB的微小变化) IC 变化大
＋ UCC －
1、输入特性曲线
iB / A 100 80 25℃ 60 40
uCE ＝0 uCE ≥1
iB f (uBE ) uCE 常数
当uCE =0时，晶体管相 当于两个并联的二极管
死区电压 当UCE≥1V时， 输入特性曲线右移
20
0
0.2
0.4
0.6
0.8 uBE / V
当UCE≥1V的输入特性曲线基本重合
扩散运动
略
N
IE
E
1）发射区向基区发射电子的过程 2）电子在基区的扩散和复合过程 3）电子被集电区收集的过程
电流分配关系
I I I
C
I CE I CBO
对于PNP管,三个电极产生的电流方向 正好和NPN管相反
C ICBO ICE IC
I BE I CBO B
E
I CE I BE I C I B
第9章 基本放大电路
§9.1 双极型晶体管(三极管) §9.2 共射极放大电路 §9.3静态工作点的稳定和分压式偏置放大电路 §9.4共集电极放大器(射极输出器)
§9.1 双极型晶体管(三极管)
一、三极管的结构与电路符号
C 集电区 集电区 基区
C
P
N P
集电结
B N
P N
基区BBiblioteka 集电结发射区发射结
发射结
R C
IC IB
I C I B
共射极交流电流放大倍数
RB EB
EC
I
E
2、三极管内部载流子的运动 内部条件：
E区：掺杂浓度高；
IC
B区：掺杂浓度低，薄； C区：掺杂浓度低，尺寸大；
漂移运动 本征激发
C ICBO ICE
N
Rc
电场力作用 非平衡少子漂移运动
IB
B
IBE
P ＋ UCC －
Rb ＋ UBB －
Uo | Au | Ui
2、输入电阻ri
定义：
Ii Ui
ri
Au
US ~
Ui ri Ii
放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号， 那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放大 电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大， 从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。 一般来说， ri越大越好。 ri越大，Ii 就越小， ui就越接近uS
E PNP型
发射区 E
发射载流子作用 E区：掺杂浓度高； NPN型 B区：掺杂浓度低，薄； 控制载流子作用 C区：掺杂浓度低，尺寸大； 收集载流子作用
C 集电区 基区 B 发射区 N P N E NPN型 C 集电区 基区 B 发射区 P N P E PNP型 发射结 集电结 发射结 集电结
电路符号
T RL IE=IB+IC
ui=0时
无信号输入时
基本放大电路的工作原理 静态工作点
RB C1 +EC
RC
IB
IC C 2
T ( IC,UCE )
(IB,UBE)
UBE
R UCE L
(IB,UBE) 和( IC,UCE )分别对应于输入输出 特性曲线上的一个点称为静态工作点。
P ICUCE C
ＰＣＭ决定三极管的工作点允许范围
6、集电极-发射极间的反向击穿电压 U（BR）CEO
基极开路时, 集电极-发射极间的反向击穿电压。 三个极限参数：
iC ICM
功耗线
ＩＣＭ
U（BR）CEO
ＰＣＭ
决定三极管的安全工作区
安全 工作区
PCM
0
U( BR) CEO u CE
三极管的安全工作区
iC ＋ uCE
＋ UCC －
四、三极管的特性曲线
三极管的特性曲线是指各电极间电压和电流之间的关系曲线。 以共射为例。
1、输入特性曲线
iB f (uBE ) uCE 常数
mA
Rc
2、输出特性曲线
i
C
f (uCE ) iB 常数
iB A ＋ Rb UBB － V － ＋ uBE
iC ＋ iE V － uCE
B
C
T E
符号中的箭头方向表示 发射结正向偏置时的电 流方向。
NPN型
C B
T
E PNP型
二、三极管的电流分配与放大作用
三极管有两个PN结，三个极，需两个电源，则必有一个公共端。
三极管的三种连接方式：
IE E IB B IC C IB E IE
C
B IC B IB
E IE C
IC
(a) 共基极
(b) 共发射极
（3）集电极电阻Rc: 其作用是将集电极电流的变
化转换成电压的变化。 （4）耦合电容C1、 C2: 其作用是隔直流、 通交流。 （5）符号“⊥”为接地符号, 是电路中的零参考电 位。
基本放大电路的工作原理 静态工作点 +EC 由于电源 的存在 IB0 RB C1 I
B
RC
IC0
IC C 2
UCC Rb
＋
Rc iB iC V iE
＋
C2
V : 三极管,根据输入信号的 变化规律,控制直流电源所 给出的电流,使在 RL上获得 较大的电压或功率 ＋ RL uo －
电路中各元件的作用如下: （1）集电极电源UCC: 其作用是为整个电路提供能 源, 保证三极管的 发射结正向偏置, 集电结反向偏置。 （2）基极偏置电阻Rb: 其作用是为基极提供合适 的偏置电流。
Rc
iB A ＋ Rb UBB － V － ＋ uBE
iC ＋ iE V － uCE
＋ UCC －
2）饱和状态
条件：发射结正偏，集电结正偏。 RB UBE IB 最大值 IC UCE=UCC-RCIC
当UC 0
U CC IC RC
特征：1） IB
故 IB再增大， IC 亦不能增大了
IC不变 （失去控制能力）
以共射放 大器为例 讲解工作 原理
§9.2 共射放大电路
§9.2.1 基本放大电路的组成及分析
Rb : 基极偏置电 阻,为三极管基 极提供合适的正 向偏流 C1、C2 : 耦合电容(电解电容), ①有效地构成交流信号的通路;②避免 信号源与放大器之间直流电位的互相 影响 C1 ＋ ui － Rc : 集电极电阻,将集电极电 流转换成集电极电压，并影响 放大器的电压放大倍数 UCC : 直流电源, ①向RL提供能量, ②给V提供适当的 偏置
3、输出电阻ro 放大电路对其负载而言，相当于信号 源，我们可以将它等效为戴维南等效电路， 这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。 输出端 uS ~ Au
ro
输出端
uso ~
如何确定电路的输出电阻？
在电路的计算中求ro有两个方法： 1) 所有的电源（包括信号源）置零， 保留受控源。然后采用加压求流法。
2、输出特性曲线
iC / mA
i
C
f (uCE ) iB 常数
饱和区
100 80
输出特性曲线分为三个区:
1) 截止区 2) 放大区 3）饱和区
10 uCE / V
放
60 40
20
大
区
iB＝0A 0 2 4 6 8
截止区
1)截止区:
IB= 0,
IC = ICEO 0
集射极反向电流(穿透电流)
>
所以T处于饱和状态。
u0 UCES 0V
I B ( sat )
I C ( sat )
12m A 0.24m A 50
五、三极管的主要参数
1、共发射极电流放大系数
IC IB
I C I B
U CE 常数
——直流电流放大系数
——交流电流放大系数