高频电子线路课件(谢嘉奎第四版)1-3
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阻大。
② 采用自举电路
R1 ，R2 ， C2，取代 R 。特 点：交流电位由 O 经 C2 自举到 C 点，即 vC vO。
工作原理：Av 1，故 vB vO vC，通过 R2 的交流电流 i 0， 因而从 B 点向虚线框看进去的交
流电阻(vB/i)很大，趋于无穷，T3 的交流负载电阻便近似等于
图 1-3-4 二极管偏置电路
3．VBE 倍增电路
VBB
VBE3(1
R1 R2
)
(1)偏置电路
由 T3、R1、R2 组成，且由电 流源 IR 激励，为互补功率管 T1、 T2 提供偏置电压 VBB。
图 1–3–5 VBE 倍增偏置电路
T3、R1 构成电压并联负反馈电路，反馈电路的输出电 阻很小，几乎不影响输入信号的传输。
1.3 乙类推挽功率放大电路
从原理电路到实用电路，还需解决如下等问题：
① 交越失真 —— 加偏置电路； ② 双电源 —— 单电源供电； ③ 互补管难配 —— 准互补推挽电路； ④ 安全 —— 过载保护； ⑤ 充分激励 —— 输入激励电路。
一、交越失真和偏置电路
1．交越失真(Crossover Distortion) (1)定义 在零偏置条件下，考虑到导通电压的影响，输出电压 波形在衔接处出现的失真，称交越失真。
五、输入激励电路
1．必要性
互补功放, 功率管为射随器，Av < 1。若要求输出最大 信号功率，则要求激励
级提供振幅接近电源电
压的推动电压(单电源
为 VCC /2 )。
2．电路 T3：输入激励级， T3 的直流负载 R(忽略 T1 和 T2基 极电流)，直流负 载线为Ⅰ。
图 1–3–9(a) 未加自举电容的电路 (b)输入激励级图解分析
图 1–3–2 图解分析乙类推挽电路时，两管的合成传输特性
交越失真
(2) 解决途径 输入端两管适当正偏，使其工作在甲乙类。 由传输特性可见：只要 VBB 取值合适，上下两路传输特 性起始段的弯曲部分就可相互补偿，合成传输特性趋近于直 线，在输入正弦电压激励下，得到不失真的输出电压。
图 1–3–3 加偏置的互补推挽电路及其传输特性
3．输出振幅 交流负载 r R//ri < R ,交流负载线如Ⅱ所示。故 T3 管 最大输出电压振幅减小，小于 VCC/2。 若使 r > R，则 交流负载线如 曲线 Ⅲ 所示，输出信号 电压振幅可接近 VCC/2。
图 1–3–9(a) 未加自举电容的电路 (b)输入激励级图解分析
4．改进电路 ① 电流源构成有源负载放大器，直流电阻小，交流电
T1(或 T2)电路的输入电阻。
图 1–3–9 (c)
加自举电容的电路
(3)常用电路
① 二极管偏置电路
② VBE 倍增电路
2．二极管偏置电路
在集成电路中，偏置二极管通常由晶体管取代，如图
1-3-4(b)所示。或者用互补管 T3、T4 取代，如图 1-3-4(c) 所示。
图 1-3-4 二极管偏置电路
问题：偏置电路是否影响输入信号 vi (t) 的传输。 解答：二极管正向交流电阻很小，可认为交流短路。
(2)倍增原理
VBE3
VBB
R2 R1 R2
VBB
VBE3(1
R1 R2
)
式中，
IS---PN结反响饱和电流
VBE3 = VT ln(IE3 / IS) VT ln(IR / IS)
上式表明：偏置电路提供的偏 置电压 VBB 是 VBE3 的倍增值，且 其值受 R1 和 R2 控制，故称为 VBE 倍增电路。
3．电路
复合管 T1、T2 等效为 NPN 型管；
T3与 T4 等效为 PNP 型管。
图 1–3–7 准互补推挽电路
三、准互补推挽电路
3．电路 复合管 T1、T2 等效为 NPN 型管； T3与 T4 等效为 PNP 型管。
其中，T1、T3 为小功率管，它们 之间是互补的，T2、T4 为大功率管， 它们是同型，便于特性配对，故称为 准互补推挽电路。
四、保护电路
2．过流保护电路 (1)电路 T1、T2 ：保护管；R1、R2 ： 取样电阻。
(2)原理 以保护管 T1 为例。
正常时，VR1 不足以使 T1 导通，不起保护作用。 异常时，VR1 使 T1导通，分流 i1，限制 T3 管的输出电 流，起到了限流保护作用。
T2 对 T4 的限流保护作用同上。
R1，R2(几百欧姆)—— 减小复合管的反向饱和电流。
四、保护电路
1．必要性 实际可能发生负载短路，电流迅速增大等异常现象， 造成功率管损坏。为了安全起见，应有过流、过压、过热 保护。
2．过流保护电路
(1)电路 T1、T2：保护管；R1、R2 ： 取样电阻。
(2)原理
以保护管 T1 为例。
图 1–3–8 限流保护电路
(3功率管ICQ ↑
T↑ →VBE3→VBB → ICQ
二、单电源供电的互补推挽电路(OTL)
1．电路特点
① 单电源供电
② 负载串接大容量隔直电容
CL。VCC 与两管串接，若两管特 性配对，则 VO = VCC/2，CL 等效 为电压等于 VCC/2 的直流电源。
2．工作原理
图 1–3–6
T1 管的直流供电电压：VCC VO = VCC/2， T2 的供电电
压：0 VO = VCC/2。
单电源供电电路等效为 VCC/2 和 VCC/2 的双电源供电
电路。
三、准互补推挽电路
1．问题的提出 互补要求两功率管特性配对，难实现。
2．解决办法
采用复合管取代互补管，构成准 互补推挽电路。
② 采用自举电路
R1 ，R2 ， C2，取代 R 。特 点：交流电位由 O 经 C2 自举到 C 点，即 vC vO。
工作原理：Av 1，故 vB vO vC，通过 R2 的交流电流 i 0， 因而从 B 点向虚线框看进去的交
流电阻(vB/i)很大，趋于无穷，T3 的交流负载电阻便近似等于
图 1-3-4 二极管偏置电路
3．VBE 倍增电路
VBB
VBE3(1
R1 R2
)
(1)偏置电路
由 T3、R1、R2 组成，且由电 流源 IR 激励，为互补功率管 T1、 T2 提供偏置电压 VBB。
图 1–3–5 VBE 倍增偏置电路
T3、R1 构成电压并联负反馈电路，反馈电路的输出电 阻很小，几乎不影响输入信号的传输。
1.3 乙类推挽功率放大电路
从原理电路到实用电路，还需解决如下等问题：
① 交越失真 —— 加偏置电路； ② 双电源 —— 单电源供电； ③ 互补管难配 —— 准互补推挽电路； ④ 安全 —— 过载保护； ⑤ 充分激励 —— 输入激励电路。
一、交越失真和偏置电路
1．交越失真(Crossover Distortion) (1)定义 在零偏置条件下，考虑到导通电压的影响，输出电压 波形在衔接处出现的失真，称交越失真。
五、输入激励电路
1．必要性
互补功放, 功率管为射随器，Av < 1。若要求输出最大 信号功率，则要求激励
级提供振幅接近电源电
压的推动电压(单电源
为 VCC /2 )。
2．电路 T3：输入激励级， T3 的直流负载 R(忽略 T1 和 T2基 极电流)，直流负 载线为Ⅰ。
图 1–3–9(a) 未加自举电容的电路 (b)输入激励级图解分析
图 1–3–2 图解分析乙类推挽电路时，两管的合成传输特性
交越失真
(2) 解决途径 输入端两管适当正偏，使其工作在甲乙类。 由传输特性可见：只要 VBB 取值合适，上下两路传输特 性起始段的弯曲部分就可相互补偿，合成传输特性趋近于直 线，在输入正弦电压激励下，得到不失真的输出电压。
图 1–3–3 加偏置的互补推挽电路及其传输特性
3．输出振幅 交流负载 r R//ri < R ,交流负载线如Ⅱ所示。故 T3 管 最大输出电压振幅减小，小于 VCC/2。 若使 r > R，则 交流负载线如 曲线 Ⅲ 所示，输出信号 电压振幅可接近 VCC/2。
图 1–3–9(a) 未加自举电容的电路 (b)输入激励级图解分析
4．改进电路 ① 电流源构成有源负载放大器，直流电阻小，交流电
T1(或 T2)电路的输入电阻。
图 1–3–9 (c)
加自举电容的电路
(3)常用电路
① 二极管偏置电路
② VBE 倍增电路
2．二极管偏置电路
在集成电路中，偏置二极管通常由晶体管取代，如图
1-3-4(b)所示。或者用互补管 T3、T4 取代，如图 1-3-4(c) 所示。
图 1-3-4 二极管偏置电路
问题：偏置电路是否影响输入信号 vi (t) 的传输。 解答：二极管正向交流电阻很小，可认为交流短路。
(2)倍增原理
VBE3
VBB
R2 R1 R2
VBB
VBE3(1
R1 R2
)
式中，
IS---PN结反响饱和电流
VBE3 = VT ln(IE3 / IS) VT ln(IR / IS)
上式表明：偏置电路提供的偏 置电压 VBB 是 VBE3 的倍增值，且 其值受 R1 和 R2 控制，故称为 VBE 倍增电路。
3．电路
复合管 T1、T2 等效为 NPN 型管；
T3与 T4 等效为 PNP 型管。
图 1–3–7 准互补推挽电路
三、准互补推挽电路
3．电路 复合管 T1、T2 等效为 NPN 型管； T3与 T4 等效为 PNP 型管。
其中，T1、T3 为小功率管，它们 之间是互补的，T2、T4 为大功率管， 它们是同型，便于特性配对，故称为 准互补推挽电路。
四、保护电路
2．过流保护电路 (1)电路 T1、T2 ：保护管；R1、R2 ： 取样电阻。
(2)原理 以保护管 T1 为例。
正常时，VR1 不足以使 T1 导通，不起保护作用。 异常时，VR1 使 T1导通，分流 i1，限制 T3 管的输出电 流，起到了限流保护作用。
T2 对 T4 的限流保护作用同上。
R1，R2(几百欧姆)—— 减小复合管的反向饱和电流。
四、保护电路
1．必要性 实际可能发生负载短路，电流迅速增大等异常现象， 造成功率管损坏。为了安全起见，应有过流、过压、过热 保护。
2．过流保护电路
(1)电路 T1、T2：保护管；R1、R2 ： 取样电阻。
(2)原理
以保护管 T1 为例。
图 1–3–8 限流保护电路
(3功率管ICQ ↑
T↑ →VBE3→VBB → ICQ
二、单电源供电的互补推挽电路(OTL)
1．电路特点
① 单电源供电
② 负载串接大容量隔直电容
CL。VCC 与两管串接，若两管特 性配对，则 VO = VCC/2，CL 等效 为电压等于 VCC/2 的直流电源。
2．工作原理
图 1–3–6
T1 管的直流供电电压：VCC VO = VCC/2， T2 的供电电
压：0 VO = VCC/2。
单电源供电电路等效为 VCC/2 和 VCC/2 的双电源供电
电路。
三、准互补推挽电路
1．问题的提出 互补要求两功率管特性配对，难实现。
2．解决办法
采用复合管取代互补管，构成准 互补推挽电路。