2多级和功率放大电路全解
基本放大电路ppt课件
两线的交点即是Q点，得到IBQ 。在输出特性曲线上，作出直流负载线
VCE=VCC－ICRC，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ 。
图12-8 静态工作情况图解
②动态工作情况分析 Ⅰ 交流通路及交流负载线 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/(RL∥Rc)直线，该直线即为交流 负载线。交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。R'L= RL∥Rc，是交流负载电阻。 Ⅱ 输入交流信号时的图解分析 通过图解分析，可得如下结论：
（1）vi vBE iB iC vCE | vo | （2）vo与vi相位相反； （3）可以测量出放大电路的电压放大倍数； （4）可以确定最大不失真输出幅度。
图12-9 动态工作情况图解
3．放大电路三种 基本组态的比较
共发射极放大电路
共集电极放大电路
共基极放大电路
电 路 组 态
电
压 增
(RC // RL )
图12-3 放大电路的幅频特性曲线
▪ 2．共射极放大电路
根据放大器输入输出回路公共端的不同，放大器有共发射极、共集电极和共基 极三种基本组态，下面介绍共发射极放大电路。 （1）电路组成 共射极基本放大电路如图12-4所示。
图12-4 共发射极基本放大电路
▪ 具体分析如下： ▪ ①Vcc:集电极回路的直流电源 ▪ ②VBB:基极回路的直流电源 ▪ ③三极管T：放大电路的核心器件，具有电流放大
便于计算和调试。
（2）因为耦合电容的容量较
（2）电路比较简单，体积 大，故不易集成化。
较小。
（1）元件少，体积小，易 集成化。
（2）既可放大交流信号， 也可放大直流和缓变信号。
晶体管共集电极放大电路和共基极放大电路及多级放大电路
2.6 共集电极放大电路和共基极放大电路
（3） 动态性能指标 1）电压放大倍数
Uo Ie ( RE // RL )
(1 )Ib RL
Ui Uo Ibrbe
Ibrbe (1 )Ib RL
其中 RL RE // RL
i b
rbe
ui
RB
RE
c
b
+
RL uo
2.6 共集电极放大电路和共基极放大电路
_ uS
_
Ri RB //[rbe (1 )RL ]
微变等效电路
b
+ rbe
b
ui RB
RE
_
+
RL uo
_
Ri
RL RE // RL
2.6 共集电极放大电路和共基极放大电路
(3) 求电压放大倍数
Au
Uo Ui
(1 )RL rbe (1 )RL
A·us
U·o U·s
·· UU·oi UU·si
【例】电路如图所示，试求:
VCC
(1) 电路的静态工作点ICQ、
UCEQ； RS
(2) 电路的输入电阻Ri；
+
u_S
(3) 电路的电压放大倍数
Au=Uo/Ui 、 Aus=Uo/Us；
C1
RB
+
+
ui
_
T + C2
+
RE
RL uo
_
(4) 输出电阻Ro。
2.6 共集电极放大电路和共基极放大电路
VCC
Au
Uo Ui
RL
rbe
2.6 共集电极放大电路和共基极放大电路
模拟电路第三章 多级放大电路
1. 双端输入单端输出：共模信号作用下的分析
Ad
1(Rc∥RL)
2 Rbrbe
AcRbrb(R ec2 ∥ (1R L))Re
KCMRA Ad c Rb2 rb(R eb2(1rbe))Re
整理ppt
2. 单端输入双端输出
共模输入电压 差模输入电压 输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：
3.3.2 差分放大电路
一、电路的组成
零点 漂移
参数理想对称： Rb1= Rb2，Rc1= Rc2， Re1= Re2;T1、T2在任何温度下特性均相同。 uI1与uI2所加信号大小相等、极性相同——共模信号
整理ppt
二、长尾式差分放大电路
典型电路
信号特点？ uI1与uI2所加信号大小相等、极性相反——差模信号
在实际应用时，信号源需要有“ 接地”点，以避免干扰； 或负载需要有“ 接地”点，以安全工作。
根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种接法： 双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、 单端输入单端输出。
整理ppt
三、差分放大电路的四种接法 1. 双端输入单端输出：Q点分析
由于输入回路没有变化，所以
共模放大倍数 Ac
uO c uIc
参数理想对称A时 c 0
Re的共模负反馈作用：温度变化所引起的变化等效为共模信号
如 T(℃)↑→IC1↑ IC2 ↑→UE↑→ IB1 ↓IB2 ↓→ IC1 ↓ IC2 ↓
Re负反馈作用抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。
整理ppt
3. 放大差模信号 差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即
uI1uI2uId/2
i B 1 i B2 i C 1 i C2 u C 1 u C2 u O 2 u C1
概述甲类乙类甲乙类功率放大电路全解ppt课件
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
2. 消除交越失真的OCL电路:工作原理
利用甲乙类双电源互补对称功率放大电路可以消除交跃 失真。
静态： U B1、B2 U R2 U D1 U D2
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
工作原理：
uI正半周主要是 T1管发射极 驱动负载； uI负半周主要是 T2管发射极驱动负载 T1、T2导通时间 uI半个周期 T1、T2工作在甲乙类状态。
UomVCC2UCES
PomU Ro2Lm(VCC2R ULCE)S2
4
78.5%
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
4. 几种电路的比较
变压器耦合乙类推挽：单电源供电，笨重，效率 低，低频特性差。 OTL电路：单电源供电，低频特性差。 OCL电路：双电源供电，效率高，低频特性好。
因此，选择功率BJT时，其极限参数:
I CM i U CEO(BR)
C
max
u CE
V CC RL
max
2V CC
PCM
PT max
0.2
V
2 CC
2RL
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
多级放大电路
第五章多级放大电路第一节多级放大电路在实际工作中，为了放大非常微弱的信号，需要把若干个基本放大电路连接起来，组成多级放大电路，以获得更高的放大倍数和功率输出。
多级放大电路内部各级之间的连接方式称为耦合方式。
常用的耦合方式有三种，即阻容耦合方式、直接耦合方式和变压器耦合方式。
1.多级放大电路的耦合方式阻容耦合通过电容和电阻将信号由一级传输到另一级的方式称为阻容耦合。
图所示电路是典型的两级阻容耦合放大电路。
优点：耦合电容的隔直通交作用，使两级Q相互独立，给设计和调试带来了方便；缺点：放大频率较低的信号将产生较大的衰减，不适合传递变化缓慢的信号，更不能传递直流信号；加之不便于集成化，因而在应用上也就存在一定的局限性。
直接耦合多级放大电路中各级之间直接（或通过电阻）连接的方式，称为直接耦合。
直接耦合放大电路具有结构简单、便于集成化、能够放大变化十分缓慢的信号、信号传输效率高等优点，在集成电路中获得了广泛的应用。
直接耦合放大电路存在的最突出的问题是零点漂移问题。
所谓零点漂移是指把一个直接耦合放大电路的输入端短路时，即输入信号为零时，由于种种原因引起输出电压发生漂移（波动）。
变压器耦合变压器耦合放大电路如图所示。
这种耦合电路的特点是：级间无直流通路，各级Q独立；变压器具有阻抗变换作用，可获最佳负载；变压器造价高、体积大、不能集成，其应用受到限制。
级间耦合的优、缺点及应用比较耦合方式优点缺点应用直接耦合·可放大直流及缓慢变化的信号，低频响应好。
·便于集成·各级Q不独立，使设计、计算、调试不便。
·有严重的零点漂移问题。
直流或交流放大，分立或集成电路2.直接耦合放大电路的特殊问题——零点漂移零点漂移所谓零点漂移是指当把一个直接耦合放大电路的输入端短路时，即输入信号为零时，由于种种原因引起输出电压发生漂移（波动）。
产生零点漂移的原因很多。
如晶体管的参数随温度的年华、电源、电压的波动等，其中，温度的影响是最重要的。
多级放大电路资料
图2.7.1 多级放大器框图由于单级放大电路的放大倍数有限，不能满足实际的需要，因此实用的放大电路都是由多级组成的。
通常可分为两大部分，即压放大(小信号放大)和功率放大(大信号放大)，如图2.7.1框图所示。
前置级一般跟据信号源是电压源还是电流源来选定，它与中，称为功率级主要的作用是放大信号电压。
中间级一般都用共发射极电路或组合电路组成。
末级要求有一定的输出功率供给负载RL大器，一般由共集电极电路，或互补推挽电路，有时也用变压器耦合放大电路。
2.7.1. 级间耦合方式在多级放大器中前置级的输入信号由信号源提供。
前级的输出信号(电压或电流)加到后级的输入端所采用的方式称为耦合，通耦合电路使前后级联系起来。
前级的输出信号就是后级的输入信号源，前级的输出电阻就是后级的信号源内阻，后级的输入电阻就前级的负载电阻。
耦合方式解决的是级与级之间如何连接的问题。
对耦合方式的要求是不失真地、有效地传送信号。
在多级放大器通常采用的耦合方式有三种，即变压器耦合、阻容耦合和直接耦合。
变压器耦合放大电路图2.7.2 变压器耦合多级放大器变压器耦合放大电路如图2.7.2所示。
它的特点是，各级工作点互相独立；通过变压器的阻抗变换作用，使级与级之间达到阻匹配，以获得最大功率输出。
缺点是体积大，笨重、价格高、频率响应差(高频段受线圈之间分布电容的影响，低频段受电感的影响不利于小型化，在低频小信号多级电压放大器中一般不采用。
在功率放大器中，有时选用。
阻容耦合放大电路图2.7.3 阻容耦合多级放大器阻容耦合(实际上应该称为电容耦合)放大电路如图2.7.3所示。
它的特点是，各级静态工作点互相独立，体积小，价格低。
缺是当频率很低时，电容的容抗不能忽略，输出电压比中频时低，低频响应差，级与级之间阻抗严重失配。
直接耦合放大电路图2.7.4 直接耦合多级放大器直接耦合放大电路如图2.7.4所示。
它的特点是，电路中没有外加电抗元件，频率响应好，低频段可以延伸到直流，使用元件适用于线性集成电路。
第九章 功率放大电路
时, 允许的最大功耗 Pcm 仅为1W,加了120mm×120 mm×4 mm的
散热片后, 其Pcm可达到10 W。 在实际功率放大电路中,为了 提高输出信号功率, 在功放管一般加有散热片。
第9章 功率放大电路
9.1.4 提高效率的方法
第9章 功率放大电路
9.2 互补对称功率放大电路
9.2.1 双电源互补对称电路 (OCL电路)
第9章 功率放大电路
第9章 功率放大电路
9.1 功率放大电路概述 9.2 互补对称功率放大电路 9.3 集成功率放大器
第9章 功率放大电路
9.1 低频功率放大电路概述
实际的放大电路中，输出信号要驱动一定的负载装置，如收音机中扬声器的音圈、 电动机控制绕组、计算机监视器或电视机的扫描偏转线圈等。所以，实际的多级放大 电路除了应有电压放大级外，还要求有一个能输出一定信号功率的输出级，这类主要 用于向负载提供功率的放大电路常称为功率放大电路。
第9章 功率放大电路
2. 效率要高 放大电路输出给负载的功率是由直流电源提供的。在输出 功率比较大时，效率问题尤为突出。如果功率放大电路的效 率不高，不仅造成能量的浪费，而且消耗在电路内部的电能 将转换为热量，使管子、元件等温度升高而损毁。为定量反
映放大电路效率的高低，定义放大电路的效率为 η,
Po 100% PE
9.1.1 分类
•按晶体管导通时间不同，可分为甲类、乙类、甲乙类等
iC O O O iB iB iC iC iC iC iC
t
O O
iB O iB
t
O O
iB O iB
t
t t
(a) 甲类 (b) 乙类
图 9 – 1 甲类、乙类、甲乙类功率放大电路的工作状态示意图
功率放大电路
51- 11
第8章 功率放大电路 8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路 8.3.2 分析计算
ic的变化范围：±Icm ，vCE的变化范围： ± (VCC-VCES)
若忽略管子的饱和压降VCES，则Vcem=IcmRL≈VCC
51- 12
第8章 功率放大电路
8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路
例.如图，已知VCC=12V，RL=16Ω，vi为正弦波，(1) 在BJT的饱和
压降可以忽略不计的情况下，负载上可能得到的最大输出功率Pom，
(2)每只管子允许的管耗PCM至少应为多少？(3)每个管子的耐压应
为多大？
解.(1) 因. Vom =. VCC
+VCC
T1
Po
1 Vo2m 2 RL
51- 19
第8章 功率放大电路
8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路
8.3.2 分析计算
例.如图，设BJT的β＝100，VBE=0.7V，VCES=0.5V，ICEO=0，电容 C对交流视为短路。输入信号vi为正弦波。(1) 计算电路可能达到 的最大不失真输出功率Pom；(2)此时Rb应调节到什么数值？(3)此 时电路的效率η＝？试与工作在乙类的互补对称电路比较。
(3) 甲乙类： 输入正弦iC信号在一个周期内功放管导通半i个b 多
周期，静态工作点设置在放大区但靠近截止区，导
通角为π～２ π 。效率高，可以消除交越失真。
动画
51- 6
第8章 功率放大电路 8.2 射极输出器—甲类功率放大电路实例
射极输出器 的特点： 1.电压放大倍数接近1但永远小于1; 2.输入电阻高，适合做多级放大电路的输入级; 3.输出电阻低，带负载能力强，
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B
I b1
β 1I b1
I c1
C
B
I b2 β2 I b2
I c2C
+ RC2 E
+
RC1 U o1
rbe
E
rbe RB2 RB1
RL U o
-
-
第一级
1 RC1 // ri 2 RL
ri 2
第二级
U U U 电压放大倍数 Au o o1 o Au1 Au 2 U U U i i i2
RC2 // RL RL2
ri ri 1
1 U RL o1 Au1 β1 Ui rbe 1
U RL2 o Au 2 β2 U rbe2 i2
ro ro 2
例: 如图所示的两级电压放大电路，已知 β 1= β 2 =50, T1和T2 第二章 交流放大电路 均为3DG8D。 (1) 计算前、后级放大电路的静态值(UBE=0.6V); (2) 求放大电路的输入电阻和输出电阻； (3) 求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数。 +24V RB1 1M C1 + T1 RE1 27k RC2 82k 10k C2 + T2
E S
+
–
RB2 U
i
+ U O1 RB2 CE1
–
U o
–
–
由于电容有隔直作用，所以每级放大电路的直流通路互 不相通，每级的静态工作点互相独立，互不影响，可以各 级单独计算。 两级放大电路均为共发射极分压式偏置电路。
第二章 交流放大电路 2. 动态分析 微变等效电路
Ii
U i + E S - RS +
I c2
βI b2
+
rbe1 RB1 RE1
+
U i
_
U o1
_
+
RB RB1 2
RC2
U o
_
–
第二级
第二章 交流放大电路
2.直接耦合：将前级的输出端直接接后级的输入端。 可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。
R1
R2
RC1 T1
+UCC
RC2
T2 RE2 +
+ ui
–
uo
–
第二章 交流放大电路
直接耦合存在的两个问题：
（1） 前后级静态工作点相互影响 （2） 零点漂移 零点漂移：指输入信 号电压为零时，输出电压 发生缓慢地、无规则地变 化的现象。 uo
U i
C2 +
–
43k 7.5k
RB2
510 U RE1 o + RE2
CE –
第一级是射极输出器:
UCC UBE 24 0.6 I B1 mA 9.8 μA RB1 (1 β ) RE1 1000 (1 50) 27
I E1 (1 ) I B1 (1 50) 0.0098mA 0 .49 mA
解: 第二级是分压式偏置电路 第二章 交流放大电路
+24V RB1 1M C1 + T1 RE1 27k RC2 82k 10k
RB1
C3 + T2 +
+
i U
C2 +
–
43k 7.5k
RB2
510 U RE1 o + RE2
CE –
0 .96 I B2 mA 19 .2 μA 2 50
RE2 ) U CE2 U CC I C2 ( RC2பைடு நூலகம் RE2 24 0 .96(10 0 .51 7 .5)V 6 .71V
I C2
第二章 交流放大电路
(2) 计算 r i和 r 0
I b1
I c1
βI b1
微变等效电路
I b2
rbe2
RB1
C3 + +
+
i U
–
43k 7.5k
RB2
510 U RE1 o + RE2 C
E
–
解:
第二章 交流放大电路 (1) 两级放大电路的静态值可分别计算。
RB1 1M C1 + T1 RE1 27k RC2 82k 10k
+24V
RB1
C3 +
T2 +
+
O
产生的原因：晶体管参数随温度变化、电源电压 波动、电路元件参数的变化。
t
第二章 交流放大电路
3．变压器耦合
变压器将第一级的输 出电压变换成第二级的输 入电压，变压器将第二级 的输出电压变换成负载所 要求的电压，同时进行阻 抗变换，使负载获得足够 的输出功率。变压器可以 隔断直流量，又可传递交 流信号。
变压器比较笨重，体积大，成本高，无法集成化，故其应 用范围较窄。只有特殊需要时才采用，例如需要进行阻抗变换 时可利用变压器耦合。
第二章 交流放大电路 2.5.2 多级放大电路的分析方法
1. 静态分析 RB1 C1 + RS + RC1 T1 RE1 C2 + +
RB1
RC2 T2 RE2
+UCC C3 + + + RL CE2
第二章 交流放大电路
2.5 多级放大电路
输 入
输入级
第二级
推动级
输出级
输 出
2.5.1 级间耦合方式：信号源与放大电路之间、两级放 大电路之间、放大器与负载之间的连接方式。 常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和变压器耦合。 对耦合电 路的要求
静态：保证各级有合适的Q点 波形不失真 动态: 传送信号 减少压降损失
510 U RE1 o + RE2
CE –
UCC 24 VB2 RB2 43V 8.26V RB2 RB1 82 43
I C2 UB2－UBE2 8 .26 0 .6 mA 0 .96 mA RE2 RE2 0 .51 7 .5
UCE UCC IE1 RE1 24 0.49 27V 10 .77V
解:
第二级是分压式偏置电路 第二章 交流放大电路
+24V RC2 82k 10k
+
i U
RB1 1M C1 + T1 RE1 27k
RB1
C3 + T2 +
C2 +
–
43k 7.5k
RB2
第二章 交流放大电路 一. 阻容耦合
两级之间通过耦合电容 C2 与下级输入电阻连接
RB1
+ C1 +
RC1 T1 RE1
第一级
C2 + +
1 RB
RC2 T2
+UCC
C3 + + + RL
RS
E S
RB2 U i +
+ U O1 2 RB CE1
–
RE2
– – 信号源
CE2
负载
U o