最新模电课件(第四章功率放大电路).PPT
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模拟电子技术基础--功率放大电路44页PPT
模拟电子技术基础--功率放 大电路
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡
电子技术基础模拟部分第四章PPT课件
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第四章 场效应管放大电路
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图5 VGS对沟道电阻的控制作用
第四章 场效应管放大电路
上述分析表明: (a)改变栅源电压vGS的大小，可以有效控制沟道电阻的大小. (b)若同时在漏源-极间加上固定的正向电压vDS，则漏极电流 iD将受vGS的控制，|vGS|增大时，沟道电阻增大，iD减小。 (c)上述效应也可以看作是栅-源极间的偏置电压在沟道两边 建立了电场，电场强度的大小控制了沟道的宽度，即控制了 沟道电阻的大小，从而控制了漏极电流iD的大小。
第四章 场效应管放大电路
4 场效应管放大电路
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第四章 场效应管放大电路
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前言
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第四章 场效应管放大电路
引言： 1.场效应管的特点 (1)它是利用改变外加电压产生的电场强度来控制其导电能力的
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第四章 场效应管放大电路
Page 22
图6 vDS对iD的影响
在上述两个电源的作用下,iD的大小主要受栅-源电压vGS控 制，同时也受漏-源电压vDS的影响。
因此，讨论场效应管的工作原理就是： a.讨论栅-源电压vGS对漏极电流iD（或沟道电阻）的控制作用 b.讨论漏-源电压vDS对漏极电流iD的影响。
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第四章 场效应管放大电路
(2)vGS对iD的控制作用 图5所示电路说明了vGS对沟道电阻的控制作用。为便于讨 论，先假设漏-源极间所加的电压vDS=0。 a. 当vGS=0时，沟道较宽，其电阻较小，如图5(a)所示。 b. 当VPvGS<0，且其大小增加时，在这个反偏电压的作用 下，两个P+N结耗尽层将加宽。由于N区掺杂浓度小于P+ 区，因此，随着|vGS| 的增加，耗尽层将主要向N沟道中扩 展，使沟道变窄，沟道电阻增大，如图5(b)所示。
第四章 场效应管放大电路
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图5 VGS对沟道电阻的控制作用
第四章 场效应管放大电路
上述分析表明: (a)改变栅源电压vGS的大小，可以有效控制沟道电阻的大小. (b)若同时在漏源-极间加上固定的正向电压vDS，则漏极电流 iD将受vGS的控制，|vGS|增大时，沟道电阻增大，iD减小。 (c)上述效应也可以看作是栅-源极间的偏置电压在沟道两边 建立了电场，电场强度的大小控制了沟道的宽度，即控制了 沟道电阻的大小，从而控制了漏极电流iD的大小。
第四章 场效应管放大电路
4 场效应管放大电路
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第四章 场效应管放大电路
引言： 1.场效应管的特点 (1)它是利用改变外加电压产生的电场强度来控制其导电能力的
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第四章 场效应管放大电路
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图6 vDS对iD的影响
在上述两个电源的作用下,iD的大小主要受栅-源电压vGS控 制，同时也受漏-源电压vDS的影响。
因此，讨论场效应管的工作原理就是： a.讨论栅-源电压vGS对漏极电流iD（或沟道电阻）的控制作用 b.讨论漏-源电压vDS对漏极电流iD的影响。
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第四章 场效应管放大电路
(2)vGS对iD的控制作用 图5所示电路说明了vGS对沟道电阻的控制作用。为便于讨 论，先假设漏-源极间所加的电压vDS=0。 a. 当vGS=0时，沟道较宽，其电阻较小，如图5(a)所示。 b. 当VPvGS<0，且其大小增加时，在这个反偏电压的作用 下，两个P+N结耗尽层将加宽。由于N区掺杂浓度小于P+ 区，因此，随着|vGS| 的增加，耗尽层将主要向N沟道中扩 展，使沟道变窄，沟道电阻增大，如图5(b)所示。
模电课件 4。功率放大电路共43页
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❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
Байду номын сангаас
模电课件 4。功率放大电路
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
模拟电子线路第4章放大器中的负反馈.pptx
4.1.1 基本概念
1. 反馈 将电子系统输出回路的电量（电压或电流），送
回到输入回路的过程。
内部反馈
Ib hie
ic
vbe hrevce
hfeib
hoe vce
外部反馈
4.1.1 基本概念
1. 反馈
反馈通路 （反馈网络）
反馈通路——信号反向传输的渠道
信号的反向传输
vI
+
vO
-
RL
信号的正向传输
ii 净输入电压
if 反馈电压
X i X f
(4) 对信号源的要求 要求信号源为电流源
X i X f
信号源内阻越大, 并联反馈的作用越强
4.1.2 四种类型的反馈阻态
例 电流并联负反馈
4.1.2 四种类型的反馈阻态
例
电流并联负反馈
5 电压并联负反馈
(1) 连接方式
4.1.2 四种类型的反馈阻态
例题1
反馈通路
负反馈
R2
R1
(-)
vI (+)
(+)
-
+
净输入量(电 流)
(-)
(-) vO RL
净输入量(电压)
R1
vI (+)
(+)
(-)
+
R2
正反馈
(-)
vO
RL
反馈通路
净输入量(电流)
本级反反馈馈通通路路
R3 (+)
R5 -
R1
-
vI (+)
+ (+)
(-)
级间负反馈
+ (+)
R4 R2
模电课件第4章
Roc Rc
为了衡量差分放大电路放大差模信号、抑制共模信号的能 力 ， 引 入 了 一 个 指 标 参 数 —— 共 模 抑 制 比 （ Common-Mode
Rejection Ratio），用KCMR表示。
K CMR
Aud Auc
第4章 多级放大电路和集成运算放大电路 共模抑制比越大，表明差分放大电路对共模信号的抑制能 力越强。这在直接耦合的放大电路中是很有意义的。因为温度、 电源电压等所引起的零漂，以及外界干扰信号等对两管的影响 是相同的，所以可等效地看成是作用在差放输入端上的共模信 号，从而在输出端被抑制掉，使差模输入的有用信号得到放大。
压放大倍数为
uoc uoc1 uoc 2 Auc 0 uic uic
单端输出时的共模电压放大倍数为
Auc1
uoc1 Rc Rc uic Rb rbe (1 ) 2 Re 2 Re Auc 2 Auc1
第4章 多级放大电路和集成运算放大电路 共模输入电阻是将两输入端并联后，由输入端到地之间的 等效输入电阻， 即 1 Ric [ Rb rbe (1 ) 2 Re ] (1 ) Re 2 单端输出的共模输出电阻为
1℃所产生的折合到输入端的等效零漂电压，即
uo Au T
V / C
第4章 多级放大电路和集成运算放大电路
4.2 差分放大电路
4.2.1 差分放大电路的电路组成 图3-7是一个基本的差分放大电路，它由两个理想对称的共 射放大电路，通过公共的射极电阻Re耦合而成，因此称为射极耦 合差分放大电路。由于射极电阻接负电源-UEE，就好像拖着一个
UEE=IBQRb+UBEQ+2IEQRe
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⑵ 当uI为负半周时： VT1工作在截止 区，VT2工作在放大区。(挽)
⑶ 最后在两管的集电极合成一个完整的正弦波， 再
通过T2耦合到负载RL上。
3、图解分析：
iC1
4、 传统的乙类推挽功率放大电路 的
缺点： ⑴ 输入/输出变压器的体积大、重； ⑵ 因为是变压器耦合，故频带窄； ⑶ 存在交越失真和不对称失真； ⑷ 电路采用反馈时，易自激振荡。
合理选取R1、R2， 使
两管均微通，其发射 极电位为VCC/2。大 电容C已充满电，UC
⑵ 当也u为I为VC正C/半2。周时：
VT1放大、VT2截止。 其正半周的信号通过VT1管、C到达负载。 VT1的 供电电压为：VCC-UC=VCC-VCC/2=VCC/2。
⑶ 当uI为负半周时：
VT1截止、VT2放大。 其负半周的信号通过 VT2管和电容C到达 负 载。VT2的供电电压 ⑷ V为T1：和UVC=T2-V各C负C/2责。输 入信号半周波形的放
返 回
4.2 互补对称式功率放大器
4.2.1 OTL互补对称电路
一、OTL乙类互补对称电路
1、电路结构： ⑴ VT1 和VT2 分别由
NPN和PNP管组成， 然后共同对RL组成 ⑵ 射电极路输只出有器一。个电源，NPN管由VCC供电， PNP管 由电容C供电。R1和R2分别为两管的偏置电 阻。
2、工作原理： ⑴ 静态时：
用 微变等效电路来分析“功放”。一般常 用 图解法分析“功放”静态和动态参数。
三、传统的推挽功率放大电路(乙类功率放大 器1、) 电路结构(变压器耦合)：
T1：输入变压器；
T2：输出变压器；
VT1和VT2： 对称放大管。
2、工作原理： ⑴ 当uI为正半周时：
VT1工作在放大 区，VT2工作在 截止区。(推)
大输出功率Pom的0.4倍。 5、OTL乙类互补对称电路的优、缺点
优点 效率高，理想情况下最在可 达
到78.5%，在静态时，ic1 、ic2 为0，
即：静态功耗为0。
缺点 在输入信号为 0附近的区域内， VT1 和VT2 都不导通，因此会出 现 交越失真。所以上电路若不改进， 则没有实用的价值。
6、交越失真现象
模电课件(第四章功率放 大电路).PPT
第四章 功率放大电路
功率放大电路导论
4.1 功率放大电路的主要特点
4.2 4.3
互补对称式功率放大器 采用复合管的功率放大电
路 4.4 集成功率放大电路
本章小结
单元测验
3、要有较小的失真
由于“功放”工作在大信号的场合，因 此所 处理的信号在三极管特性曲线上将得到极至 地发 挥。其器件的非线性特性则无法避免，我们 只能 根据负载的因要为求处来理规的定是其大允信许号的，失所真以范不围能。采
出，各处理正弦信号的 180 度。故 又
称为：乙类互补对称电路。
4、图解分析 ⑴ 将两管的输出特性曲线合并，VT2是PNP管， 所以
UCE2取负值。
⑵ 静态时： UC1E V 2 CC ,UC2E V 2 CC所以： 静态工作点Q在中点处，负载线的斜率由RL来确 定。
⑶ 输入电压在正半周时：VT1导电，工作点从Q 沿斜
二、OTL甲乙类互补对称电路
1、电路结构： 在VT1和VT2的基
极 接入R和VD1、VD2。 2、工作原理：
⑴ 静由态R和时V：D1、VD2在 两个三极管的基极上产生 一个偏压，使VT1和VT2 微微导通。所以uI=0时， VT1 和VT2 有一个小小 的集 流。但是，iL=0。
⑵ ic当1逐uI渐为增正大半，周V时T：1 在 放大区工作， ic2逐渐 减 小⑶，ic当2V逐uTI2渐为进增负入大半截，周止V时区T：2。 在 放大区工作， ic1逐渐 减 小⑷，在V负Tu载1I的进R整入L上个截得周止到期区了内。比：较理想的正弦波，减小 了交 越失真。
大。所以在负载上iRL=iC1-iC2，合成了一个完
整的 正弦波。
3、讨论：
⑴ VT1导电是靠VCC 供电，VT2导 电是
靠 C 供电。所以 C 必须非常大， 否 ⑵则此电路不使用变压器，用电容 C 来 耦 在负半周会供电不足产生失真。 ⑶ 合此，电所路以由称两为管：轮O流T工L电作路，。互补对称 输
压的最大值为：
⑺ OTL乙类互补对称电路的最大输出功率
Pom P om 1 2U ceI m cm 1 2U cem U R cL e m 1 2U R c 2L em
将前式 Ucem V2CCUce(s饱和电 ) 压 代入上式:（若Uces在0.3V左右时，则可以忽略）
Pom12(V2CCRLUce)s2
⑼ OTL乙类互补对称电路的最大效率m
1VC 2 C mP PoVm 10% 08VR C 2LC10% 0 410% 07.85%
2RL
电路实际上的效率比上值要低。因为电源提 供的 功率有一部分转化为集电极的功耗，使管子发热 产生 了温升。
⑽ 每个三极管的最大功耗PTm
两个三极管的总功耗为 PTm 0.2Pom 最
VC2 C 8RL
⑻ 直流电源VCC消耗的功率PV PV等于VCC/2与半个周期内三极管集电极电
流平
均值P 的V 乘积V 2 C 。 C 1 0IcS m itn (d t)V C C Icm
由于： Icm U ce/m R L(V 2 CC U ce)/sR L
所以：
PVVC(C VC R C /2 LUce)s2V C R 2L C
线向左上方运动。最大集流为Icm1。
⑷ 输入电压在负半周时：VT2导电，工作点从Q 沿斜
线向右下方运动。最大集流为Icm2。
⑸ 假设VT1、VT2 Ic1 m Ic2 m Icm U ce/R m L 特性曲线对称： Uce1mUce2mUcem
⑹ 三极管集电极 电
Ucem V2CCUce(s饱和电 ) 压
⑴ 产生交越失真的原因
在输入信号正半周 或者负半周的起始段， VT1、VT2都处在截止 状态，所以这一段输出 信号出现了失真，我们 称此现象为交越失真。
⑵ 克服交越失真的方法
在两个互补管 的基极引入R、VD1 和VD2支路，保证 电路在静态时或起 始段，VT1和VT2 都处在导通状态， 这样就克服了两管 都截止的情况，保 证了输出信号不出 现了失真。
⑶ 最后在两管的集电极合成一个完整的正弦波， 再
通过T2耦合到负载RL上。
3、图解分析：
iC1
4、 传统的乙类推挽功率放大电路 的
缺点： ⑴ 输入/输出变压器的体积大、重； ⑵ 因为是变压器耦合，故频带窄； ⑶ 存在交越失真和不对称失真； ⑷ 电路采用反馈时，易自激振荡。
合理选取R1、R2， 使
两管均微通，其发射 极电位为VCC/2。大 电容C已充满电，UC
⑵ 当也u为I为VC正C/半2。周时：
VT1放大、VT2截止。 其正半周的信号通过VT1管、C到达负载。 VT1的 供电电压为：VCC-UC=VCC-VCC/2=VCC/2。
⑶ 当uI为负半周时：
VT1截止、VT2放大。 其负半周的信号通过 VT2管和电容C到达 负 载。VT2的供电电压 ⑷ V为T1：和UVC=T2-V各C负C/2责。输 入信号半周波形的放
返 回
4.2 互补对称式功率放大器
4.2.1 OTL互补对称电路
一、OTL乙类互补对称电路
1、电路结构： ⑴ VT1 和VT2 分别由
NPN和PNP管组成， 然后共同对RL组成 ⑵ 射电极路输只出有器一。个电源，NPN管由VCC供电， PNP管 由电容C供电。R1和R2分别为两管的偏置电 阻。
2、工作原理： ⑴ 静态时：
用 微变等效电路来分析“功放”。一般常 用 图解法分析“功放”静态和动态参数。
三、传统的推挽功率放大电路(乙类功率放大 器1、) 电路结构(变压器耦合)：
T1：输入变压器；
T2：输出变压器；
VT1和VT2： 对称放大管。
2、工作原理： ⑴ 当uI为正半周时：
VT1工作在放大 区，VT2工作在 截止区。(推)
大输出功率Pom的0.4倍。 5、OTL乙类互补对称电路的优、缺点
优点 效率高，理想情况下最在可 达
到78.5%，在静态时，ic1 、ic2 为0，
即：静态功耗为0。
缺点 在输入信号为 0附近的区域内， VT1 和VT2 都不导通，因此会出 现 交越失真。所以上电路若不改进， 则没有实用的价值。
6、交越失真现象
模电课件(第四章功率放 大电路).PPT
第四章 功率放大电路
功率放大电路导论
4.1 功率放大电路的主要特点
4.2 4.3
互补对称式功率放大器 采用复合管的功率放大电
路 4.4 集成功率放大电路
本章小结
单元测验
3、要有较小的失真
由于“功放”工作在大信号的场合，因 此所 处理的信号在三极管特性曲线上将得到极至 地发 挥。其器件的非线性特性则无法避免，我们 只能 根据负载的因要为求处来理规的定是其大允信许号的，失所真以范不围能。采
出，各处理正弦信号的 180 度。故 又
称为：乙类互补对称电路。
4、图解分析 ⑴ 将两管的输出特性曲线合并，VT2是PNP管， 所以
UCE2取负值。
⑵ 静态时： UC1E V 2 CC ,UC2E V 2 CC所以： 静态工作点Q在中点处，负载线的斜率由RL来确 定。
⑶ 输入电压在正半周时：VT1导电，工作点从Q 沿斜
二、OTL甲乙类互补对称电路
1、电路结构： 在VT1和VT2的基
极 接入R和VD1、VD2。 2、工作原理：
⑴ 静由态R和时V：D1、VD2在 两个三极管的基极上产生 一个偏压，使VT1和VT2 微微导通。所以uI=0时， VT1 和VT2 有一个小小 的集 流。但是，iL=0。
⑵ ic当1逐uI渐为增正大半，周V时T：1 在 放大区工作， ic2逐渐 减 小⑶，ic当2V逐uTI2渐为进增负入大半截，周止V时区T：2。 在 放大区工作， ic1逐渐 减 小⑷，在V负Tu载1I的进R整入L上个截得周止到期区了内。比：较理想的正弦波，减小 了交 越失真。
大。所以在负载上iRL=iC1-iC2，合成了一个完
整的 正弦波。
3、讨论：
⑴ VT1导电是靠VCC 供电，VT2导 电是
靠 C 供电。所以 C 必须非常大， 否 ⑵则此电路不使用变压器，用电容 C 来 耦 在负半周会供电不足产生失真。 ⑶ 合此，电所路以由称两为管：轮O流T工L电作路，。互补对称 输
压的最大值为：
⑺ OTL乙类互补对称电路的最大输出功率
Pom P om 1 2U ceI m cm 1 2U cem U R cL e m 1 2U R c 2L em
将前式 Ucem V2CCUce(s饱和电 ) 压 代入上式:（若Uces在0.3V左右时，则可以忽略）
Pom12(V2CCRLUce)s2
⑼ OTL乙类互补对称电路的最大效率m
1VC 2 C mP PoVm 10% 08VR C 2LC10% 0 410% 07.85%
2RL
电路实际上的效率比上值要低。因为电源提 供的 功率有一部分转化为集电极的功耗，使管子发热 产生 了温升。
⑽ 每个三极管的最大功耗PTm
两个三极管的总功耗为 PTm 0.2Pom 最
VC2 C 8RL
⑻ 直流电源VCC消耗的功率PV PV等于VCC/2与半个周期内三极管集电极电
流平
均值P 的V 乘积V 2 C 。 C 1 0IcS m itn (d t)V C C Icm
由于： Icm U ce/m R L(V 2 CC U ce)/sR L
所以：
PVVC(C VC R C /2 LUce)s2V C R 2L C
线向左上方运动。最大集流为Icm1。
⑷ 输入电压在负半周时：VT2导电，工作点从Q 沿斜
线向右下方运动。最大集流为Icm2。
⑸ 假设VT1、VT2 Ic1 m Ic2 m Icm U ce/R m L 特性曲线对称： Uce1mUce2mUcem
⑹ 三极管集电极 电
Ucem V2CCUce(s饱和电 ) 压
⑴ 产生交越失真的原因
在输入信号正半周 或者负半周的起始段， VT1、VT2都处在截止 状态，所以这一段输出 信号出现了失真，我们 称此现象为交越失真。
⑵ 克服交越失真的方法
在两个互补管 的基极引入R、VD1 和VD2支路，保证 电路在静态时或起 始段，VT1和VT2 都处在导通状态， 这样就克服了两管 都截止的情况，保 证了输出信号不出 现了失真。