第9章基本放大电路0
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
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
第九章运算放大电路
类型：同相求和和反相求和。
方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联 负反馈。这样输出电压与运放的开环 放大倍数无关，与输入电压和反馈系 数有关。
27
加法运算电路
1. 反相加法运算电路 ui2 ii2 R12 if RF
因虚断，i– = 0 所以 ii1+ ii2 = if
ro
＋
Avo(vp-vN)
－
vo
开环电压放大倍数高(104-107)； 输入电阻高（约几百KΩ）； 输出电阻低（约几百Ω）； 漂移小、可靠性高、体积小、重量轻、价格低 。
8
四 电压传输特性 uo= f (ui)
uo 近似特性 U＋
-Uds
实际特性
O Uds up-un
-U-
分三个区域： ①线性工作区：
)u
ui1 u R21
ui2 u R22
i
0
ui1 ui2
u
R22 R21 R22
ui1
R21 R21 R22
ui 2
RF
R1
–
u+ + +
R21
+ uo –
R22 平衡电阻：
R21 // R22 = R1 // RF
uo
(1
RF R1
)( R22 R21 R22
ui1 ii1 R11
– +
+
+ R2
R2= R11 // R12 // RF
uo –
若 R11 = R12 = R1
则：uo
若 R1 =
北京交通大学模拟电子技术习题及解答第九章理想运算放大电路及应用
第九章理想运算放大电路及应用9-1．填空（1）理想集成运放的A od= ，r id= ，r od= ，K CMR= 。
（2）运算放大器组成运算电路必须引入反馈，在电压比较器中则应。
（3）欲实现电压放大倍数Au=-100应该选用电路。
（4）欲实现电压放大倍数Au=+100应该选用电路。
（5）比例运算电路中集成运放反相输入端为虚地。
答案：（1）∞，∞，0，∞。
（2）负反馈，开环或加入正反馈。
（3）反相比例放大电路。
（4）同相比例放大电路。
（5）反相。
9-2．判断下列说法是否正确。
（1）运算电路中集成运放一般工作在线性区。
（）（2）反相比例运算电路输入电阻很大，输出电阻很小。
（）（3）虚短是指集成运放两个输入端短路。
（）（4）同相比例运算电路中集成运放的共模输入电压为零。
（）（5）单限比较器的抗干扰能力比迟滞比较器强。
（）（6）无源滤波电路带负载后滤波特性将发生变化。
（）（7）因为由集成运放组成的有源滤波电路往往引入深度电压负反馈，所以输出电阻趋于零。
（）(8)由于有源滤波电路带负载后滤波特性基本不变，即带负载能力强，所以可将其用作直流电源的滤波电路。
（）（9）无源滤波器不能用于信号处理。
（）（10）按照将积分运算电路置于集成运放的负反馈通路中就可实现微分运算的思路，将低通滤波电路置于集成运放的负反馈通路中就可实现高通滤波。
（）答案：（1）对；在运算电路中，为使集成运放工作在线性区，一定要引入负反馈，只有在引入深度负反馈的条件下，输出电压与输入电压运算关系才几乎仅仅决定于反馈网络和输入网络。
（2）错；反相运算电路输入电阻与反相输入端所接电阻大小有关。
（3）错；“虚短”的含义不是说两个端短路，而是指两个端电位近似相等。
（4）错；同相比例运算电路输入单端输入模式。
（5）错；迟滞比较器的抗干扰能力强于单限比较器。
（6）对；本题考查是否理解“有源”和“无源”滤波电路的特点。
有源滤波电路有其局限性，主要表现在：一是频率响应受组成它的晶体管、集成运放频率参数的限制。
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。
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
第9章功率放大电路习题解答
第9 章自测题、习题解答自测题9一、功率放大器和电压放大器没有本质区别，但也有其特殊问题，试简述功率放大器的特点。
解：功率放大电路与电压放大电路本质上没有区别，功率放大电路既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的不失真的信号功率，功率放大器的特点： 1. 输出功率要大 2. 转换效率要高 3. 非线性失真要小。
二、分析下列说法是否正确，凡对者在括号内打“V”，凡错者在括号内打“X” 。
（1）在功率放大电路中，输出功率愈大，功放管的功耗愈大。
（）（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。
（）（3）功率放大器为了正常工作需要在功率管上装置散热片，功率管的散热片接触面是粗糙些好。
（）（4）当OCL 电路的最大输出功率为1W 时，功放管的集电极最大耗散功率应大于1W。
（）（5）乙类推挽电路只可能存在交越失真，而不可能产生饱和或截止失真。
（）（6）功率放大电路，除要求其输出功率要大外，还要求功率损耗小，电源利用率高。
（）（7）乙类功放和甲类功放电路一样，输入信号愈大，失真愈严重，输入信号小时，不产生失真。
（）（8）在功率放大电路中，电路的输出功率要大和非线性失真要小是对矛盾。
（）（9）功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是1）都使输出电压大于输入电压；（）2）都使输出电流大于输入电流；（）3）都使输出功率大于信号源提供的输入功率。
（）（10）功率放大电路与电压放大电路的区别是1）前者比后者电源电压高；（）2）前者比后者电压放大倍数数值大；（）3）前者比后者效率高；（）4）在电源电压相同的情况下，前者比后者的最大不失真输出电压大；(11) 功率放大电路与电流放大电路的区别是1 )前者比后者电流放大倍数大；()2)前者比后者效率高；()解：⑴X,当输出电压峰值为0.6Vcc时，功放管的管耗最大约为最大输出功率的五分之一。
第09章放大电路基础及分析
168169新授课 ）传感器（麦克风），将声音转换成相应的电压信号。
）放大器，将麦克风输出的微弱电压信号放大到所需要的值。
）再生器（扬声器），将放大后的电信号还原成声音。
）电源，提供放大器工作所需要的直流电压。
．什么是放大电路同时满足以下两个条件的电路：）输出信号的功率大于输入信号的功率。
）输出信号波形与输入信号波形相同（不失真）。
用框图表示：输入端：加入需要放大的信号。
输出端：得到放大的输出信号。
组成：一个放大电路必须含有晶体管（或电子管）这样的器件，同时还包含电阻、电感、变压器等元器件。
．放大器的分类）按放大器的频率高低分⎪⎩⎪⎨⎧高频放大器低频放大器直流放大器）按被放大信号的类型分⎪⎩⎪⎨⎧功率放大器电压放大器电流放大器170（a ）双电源供电；（b ）单电源供电；（c ）是（b ）图的习惯画法（不画出集电极电源）。
各元器件的作用： ① 晶体管V ：工作在放大状态，起电流、电压放大作用。
② 基极偏置电阻b R ：它使电源U E 给晶体管提供一个合适的基极电流B I （又称偏流），保证晶体管工作在合适的状态。
取值范围在几十千欧到几百千欧。
③ 集电极负载电阻c R ：作用是把晶体管的电流放大转换为电压放大。
它的取值范围一般在几千到几十千欧。
④ 耦合电容1C 和2C ：起隔直流通交流的作用。
交流信号从1C 输入经过放大从2C 输出，同时1C 把晶体管的输入端与信号源之间，2C 把输出端和负载之间的直流通路隔断。
一般选用电解电容，使用时注意极性的区分。
⑤ 集电极电源U E ：作用一是给晶体管一个合适的工作状态（保证发射结正偏，集电结反偏），二是为放大电路提供能源。
2．静态工作点的建立171这时晶体管的直流电压：CE BE U U 、和对应的直流电流B I 、C I 统称为静态工作点CEQ Q BE U U 、、BQ I 、CQ I 。
如上图（b ）所示是放大电路的直流通路，由于耦合电容的作用，直流只在直流通路内流动，所以将耦合电容1C 、2C 看作断路的部分去掉，剩下的即为直流通路。
高二物理竞赛课件基本放大电路
IB的相反变化自动抑制IC的变化。
RB
调节原理
ICQ↑
IEQ↑
UEQ(=IEQRE)↑
RC
UCC RE
ICQ↓
IBQ ↓
UBEQ(= UBQ -UEQ)↓
工作点的计算：
I BQ
UCC U BE(on)
RB (1 )RE
ICQ I BQ
RE越大，调节作用越强，Q点 越稳定 。RE过大时， 因UCEQ 过小会使Q点靠近饱和区。
2、输入信号必须加在b－e回路：uBE对iC灵敏控制作用， 只有将信号加在发射结，才能得到有效放大。
3、合理通畅的直流和交流信号通路：一是保证稳定Q点， 二是尽可能减少信号损耗。
二、直流偏置电路 作用：在信号的变化范围内，晶体管处于正常放大状态。 偏置电路提供一个适合的静态工作点Q。 对偏置电路的要求是：
基本放大电路
基本放大电路
主要介绍以下内容：
放大器的组成原理和直流偏置电路 放大器图解分析方法 放大器的交流等效电路分析方法 共集电极放大器和共基极放大器 场效应管放大器 放大器的级联
组成原理和直流偏置电路
晶体管的一个基本应用就是构成放大器。所谓放大， 是在保持信号不失真的前提下，使其由小变大、由弱 变强。其实质是放大器件的控制作用，是一种小变化 控制大变化 。 基本放大器是指由一个晶体管构成的单级放大电路。
根据输入、输出回路公共端所接的电极不同，分为共射 极、共集电极和共基极放大电路。
一、基本放大器的组成原理
电容：隔直流通交流，使放
C1 +
+
C2
+
RC
+
大器的直流偏置与信号源和 负载相互隔离。
Rs
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
第9章 集成运算放大器
输入级一般采用具有恒流源的双输入端的差分放大 电路，其目的就是减小放大电路的零点漂移、提高输入 阻抗。 中间级的主要作用是电压放大，使整个集成运算放 大器有足够的电压放大倍数。 输出级一般采用射极输出器，其目的是实现与负载 的匹配，使电路有较大的功率输出和较强的带负载能力。
偏置电路的作用是为上述各级电路提供稳定合适的偏 置电流，稳定各级的静态工作点，一般由各种恒流源电路 构成。 图9-2所示为 LM 741集成运算放大器的外形和管脚图。 它有8个管脚，各管脚的用途如下: (1)输入端和输出端
第二级为反相电路，则有 R21= RF =100 kΩ 平衡电阻为 Rb2= RF∥R21 =100∥100=50 kΩ
三、减法运算电路
如果两个输入端都有信号输入，则为差分输入。差 分运算在测量和控制系统中应用很多，其放大电路如图 9-12所示。 根据叠加原理可知，uo为ui1和ui2分别单独在反相 比例运算电路和同相比例运算电路上产生的响应之和， 即
四、微分运算电路和积分运算电路
1.微分运算电路 微分运算电路如图9-13（ a）所示。依据 u u ≈0，可得 iR=iC 所以
d(ui u ) u uo C dt，因此称为微分运算电路。 在自动控制电路中，微分运算电路不仅可实现数学 微分运算，还可用于延时、定时以及波形变换。如图913（ b）所示，当ui为矩形脉冲时，则uo为尖脉冲。
（2）集成运算放大器同相输入端和反相输入端的输 入电流等于零（虚断）因为理想集成运算放大器的 rid→∞，所以由同相输入端和反相输入端流入集成运算 放 大器的信号电流为零，即 i i ≈0
u u
图9-3 理想集成运算放大器 的符号
图9-4 集成运算放大器的电 压传输特性
基本放大电路
⑶ 判别电压、电流反馈
根据反馈信号取自于输出电压还是输出电流。 ⑷ 判别串联、并联反馈 根据反馈信号馈入输入回路与输入信号的叠加方式是串联还 是并联。
⒉ 负反馈类型判别举例
【例2-10】已知电路如图2-31所示，试分别判别4个电路的反 馈类型。
图2-31 多级反馈放大电路的判别 a) 电压串联负反馈 b) 电压并联负反馈
【例2-7】 已知两级放大电路如图2-22a所示，VCC=24V，rbb′ =300Ω，β1=β2=50，UBEQ=0.7V，RB1=1MΩ，RB21=82kΩ， RB22=43kΩ，RE1=27kΩ，RE21=510Ω，RE22=7.5kΩ， RC2=10kΩ，Rs=1kΩ，RL=8.2kΩ，C1=C2=C3=10μF， CE2=47μF，试求： ⑴ V1、V2静态工作点； ⑵ 画微变等效电路； ⑶ Ri、Ro、Au；
⒉ 减小非线性失真
图2-32 负反馈减小非线性失真 a) 无反馈时信号波形 b) b) 引入负反馈时信号波形
⒊ 扩展通频带
图2-33 负反馈扩展通频带
BWf = (1+AF) BW 放大电路的增益带宽积为一常数：Af · f = A· BW BW
⒋ 改变输入输出电阻
串联负反馈使输入电阻增大； 并联负反馈使输入电阻减小； 电压负反馈使输出电阻减小； 电流负反馈使输出电阻增大。
⑶
2.3 共集电极电路和共基极电路
2.3.1 共集电极电路
⒈ 电路形式⒉ 静态分析 Nhomakorabea 动态分析
微变等效电路：
电压放大倍数：
输入电阻：
输出电阻：
⒋ 主要特点 ⑴ 电压放大倍数小于1，接近于1； ⑵ 输入输出电压同相； ⑶ 输入电阻大； ⑷ 输出电阻小；
基本放大电路
第二章 基本放大电路2.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标 2.1.1 放大的概念以扩音机为例说明一下问题： 如图2.1.1所示：一、 放大电路放大的本质是能量的控制和转换。
二、 电子电路放大的基本特征是功率放大。
三、 放大电路组成的必要条件是存在能够控制能量的元件，即有源元件。
四、 放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下放大才有意义。
五、 放大电路的测试信号为正弦波，因为任何稳态信号都可以分解为若干频率正弦信号的叠加。
2.1.2 放大电路的性能指标一、 放大电路示意图：（图2.1.2）任何一个放大电路都可以看成一个两端口网络，解释放大电路作为负载相当于一个电阻，作为前级相当于电源。
二、 放大倍数i u uu U U A A 0== i i ii I I A A 0== i ui I U A 0= iiu U I A 0= 注： （1）在实测时，只有在不失真的情况下才有意义。
（2）当输入信号为缓慢变化量或直流变化量时，输入、输出量都用△表示，如：I u ∆、I i ∆。
三、 输入电阻 iii I U R =四、 输出电阻 （图2.1.3） L R U U R ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=10'00，0U 与0U '分别代表空载和带负载时的输出电压的有效值。
解释输入、输出电阻在多级放大电路中的作用。
五、 通频带（图2.1.4）1． 通频带产生原因：放大电路中存在电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件。
2． 通频带的定义：L H bw f f f -= 上限截止频率、下限截止频率。
3． 通频带的意义：用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。
4． 通频带的宽窄根据实际情况而定。
六、 非线性失真系数1． 产生原因：放大器件具有非线性特性，线性放大范围有一定的限度，当输入信号幅度超过一定值后，输出电压将会产生非线性失真。
2． 定义：输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比，+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=213212A A A A D七、 最大不失真输出电压1． 定义：当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。
模电阎石第五版第九章功率放大电路
4. 无输出电容的功率放大电路(OCL)
电路的结构特点：
1. 由NPN型、PNP型三极 管构成两个对称的射极 输出器对接而成。 2. 双电源供电。
图9.1.5 OCL电路
3. 输入输出端不加隔直电 容。
4. 无输出电容的功率放大电路(OCL)
静态时，UEQ＝ UBQ＝0。
＋
输入电压的正半周： ＋VCC→T1→RL→地 输入电压的负半周： 地→RL →T2 → －VCC
1. 输出功率尽可能大:即在电源电压一定的情况下，最
大不失真输出电压最大。
2. 效率尽可能高: 即电路损耗的直流功率尽可能小，静
态时功放管的集电极电流近似为0。
9.1.2 功率放大电路的组成 二、为什么共射放大电路不宜用作功率放大电路
图9.1.1 小功率共射放大电路
输出功率和效率的图解分析
静态时，直流电源提供的功率为 I CQVCC ABCO的面积 2 Rc ICQ (VCC UCEQ ) QBCD的面积 集电极Rc上的功率为 ICQ
如何解决效率低的问题？
办法:去掉Rc，降低Q点。
缺点:但又会引起截止失真。
输出功率和效率的图解分析
既降低Q点又不会引起截止失真的办法：采用推 挽输出电路，或互补对称射极输出器。
9.1.2 功率放大电路的组成 三、晶体管的工作方式
1. 甲类方式：晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态
管子的导通角为360 管耗大，效率低,不会产生交越失真。
3. 无输出变压器的功率放大电路(OTL)
因变压器耦合功放的缺点：体积庞大，笨重，故选 用无输出变压器的功率放大电路（简称OTL电路）。
用一个大容量电容取代 了变压器。 T1为NPN型管， T2为PNP型管， 它们的特性对称。
第9章 基本放大电路复习题
电流串联
和 电流并联
。
12.射极输出器的主要特点是：电压放大倍数接近 1 , 输入电阻 大 ，输出电阻 小 。
第9章 基本放大电路复习题
三、填空题
13.共模抑制比是指 差模放大倍数/共模放大倍数 。
14.固定偏置共发射极放大电路，输出出现饱和失真，
其输出波形为： u0
；其原因是 IB太大 ；
改善波形失真应调节 固定偏置电阻RB增大
UCE UCC ICRC 121.56 3(V)
②(略)
③
Au
•
U0
•
Ui
-
RL' rbe
50
63 63 1.8
50 2 1.8
56
(√ )22.自由电子和空穴都是载流子。 (×)23.晶体管在使用时,只要耗散功率不超过PCM值,
晶体管就不会损坏。
(×)24.三极管的正常工作时只能工作在放大状态。
第9章 基本放大电路复习题
一、是非题(对的打√，错的打×)
(√ )25.带电阻负载的单级交流电压放大电路,交流负 载线和直流负载线一定相交于静态工作点Q点 上。
压ui为正弦波，它输出的电压 波形如图,若要改善输出波形,
uO 0
2
t
可采用___A___方法。
(A)增加RB (B)减小RB (C)减小RC (D)增加RC
第9章 基本放大电路复习题
二、选择题
10.检查放大器中的晶体管在静态时是否进入截止区,
最简便的方法是测量___D___。
(A)IB
(B)IC
(√ )18.N型半导体的主要载流子是电子。 (√ )19.三极管在电流放大状态，发射结一定正偏，
第9章 功率放大电路 习题解答
第9章自测题、习题解答自测题9一、功率放大器和电压放大器没有本质区别，但也有其特殊问题，试简述功率放大器的特点。
解：功率放大电路与电压放大电路本质上没有区别，功率放大电路既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的不失真的信号功率，功率放大器的特点：1.输出功率要大 2.转换效率要高 3.非线性失真要小。
二、分析下列说法是否正确，凡对者在括号内打“√”，凡错者在括号内打“×”。
（1）在功率放大电路中，输出功率愈大，功放管的功耗愈大。
（）（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。
（）（3）功率放大器为了正常工作需要在功率管上装置散热片，功率管的散热片接触面是粗糙些好。
（）（4）当OCL电路的最大输出功率为1W时，功放管的集电极最大耗散功率应大于1W。
（）（5）乙类推挽电路只可能存在交越失真，而不可能产生饱和或截止失真。
（）（6）功率放大电路，除要求其输出功率要大外，还要求功率损耗小，电源利用率高。
（）（7）乙类功放和甲类功放电路一样，输入信号愈大，失真愈严重，输入信号小时，不产生失真。
（）（8）在功率放大电路中，电路的输出功率要大和非线性失真要小是对矛盾。
（）（9）功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是1）都使输出电压大于输入电压；（）2）都使输出电流大于输入电流；（）3）都使输出功率大于信号源提供的输入功率。
（）（10）功率放大电路与电压放大电路的区别是1）前者比后者电源电压高；（）2）前者比后者电压放大倍数数值大；（）3）前者比后者效率高；（）4）在电源电压相同的情况下，前者比后者的最大不失真输出电压大；（）（11）功率放大电路与电流放大电路的区别是1）前者比后者电流放大倍数大；（）2）前者比后者效率高；（）解：⑴×，当输出电压峰值为0.6Vcc时，功放管的管耗最大约为最大输出功率的五分之一。
电路与模拟电子技术基础 第9章习题解答
第9章负反馈放大电路习题99.1 什么叫反馈？反馈有哪几种类型？解：在电子系统中，将输出回路的输出量（输出电压或电流）通过一定形式的电路网络，部分或全部馈送到输入回路中，并能够影响其输入量（输入电压或电流），这种电压或电流的回送过程称为反馈。
负反馈可分为4种类型的反馈组态（或称反馈类型）：电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈和电流并联负反馈。
9.2 某放大电路的信号源内阻很小，为了稳定输出电压，应当引入什么类型的负反馈？解：应该引入电压串联负反馈9.3 负反馈放大电路一般由哪几部分组成？试用方框图说明它们之间的关系？解：根据反馈放大器各部分电路的主要功能，可将其分为基本放大电路和反馈网络两部分，如图所示。
9.4 要求得到一个电流控制的电流源，应当引入什么负反馈？解：应该引入电流并联负反馈9.5 在图9.1所示的各电路中，请指明反馈网络是由哪些元件组成的，判断引入的是正反馈还是负反馈？是直流反馈还是交流反馈？设所有电容对交流信号可视为短路。
解：（a）R e、C e，直流电流串联负反馈；（b）R f交、直流电压并联负反馈；（c）R f1、R f2、C，直流电压并联负反馈；R e1级间交、直流电流串联负反馈，R e2本级交、直流电流串联负反馈；（d）R f、R e2级间交、直流电流并联正反馈；（e）R2、R f交、直流电压并联负反馈；（f）R2、R5本级的交、直流电压并联负反馈；R6级间交、直流电流串联负反馈；（g）R1、R f交、直流电压串联正反馈；（h）R3交、直流电流并联负反馈9.6 试判断图9.1所示电路的级间交流反馈的组态。
解：（a）无交流负反馈（b）R f交流电压并联负反馈；（c）R e1级间交流电流串联负反馈；（d）R f、R e2级间交流电流并联正反馈；（e）R2、R f交流电压并联负反馈；（f）R6级间交流电流串联负反馈；（g）R1、R f交流电压串联正反馈；（h）R3交流电流并联负反馈图9.1 习题9.5电路图9.7 某反馈放大电路的方框图如图9.2所示，已知其开环电压增益u 2000A ∙=，反馈系数u 0.0495F ∙=。
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4. 晶体管截止时，发射结反向偏置，集电结反 向偏置
5. 晶体管截止时，集电极与发射极之间相当于开 关的断开状态
晶体管截止时的等效电路
14
例题
UBB=5V,RB=500k Ω,UBE忽略不计(即UBE＝ 0V)，β＝100。 －射极电压UCE。
例1：在图示电路中，已知UCC＝15V，
求：基极电流IB，集电极电流IC，集 例3：在例题1的电路中，把基极电
硅管UBE约为0.7V，UCE约为0.2～0.3V。
10
4. 晶体管饱和时，集电极与发射极之间相当于开 关的闭合状态
晶体管饱和时的等效电路
11
例题
15V,UBB=5V,RB=500k Ω,UBE忽略不计(即 UBE＝0V)，β＝100。 －射极电压UCE。
例1：在图示电路中，已知UCC＝
求：基极电流IB，集电极电流IC，集 例2：在例题1中，把集电极电阻RB
鍺管，PNP,1、2、3依次为 E、 B、 C
22
EX--9 · · 1 1
EX--9 · 2 1·
.
23
例1：在图示电路中，已知UCC＝15V，
求：基极电流IB，集电极电流IC，集 解：U BB RB I B U BE
U BB U BE 5 0 IB mA=0.01mA RB 500 I C I B 100 0.01mA 1mA U CC RC I C U CE U CE U CC RC I C (15 5 1)V 10V
9
1. 饱和是晶体管的一个极限工作状态
当RB减小时，IB增大，IC增大，UCE减小， 当UCE减小到零，IC达到最大值。
2. 饱和的特点：
晶体管的饱和电压降(硅管约0.2～0.3V)：
UCE(sat)≈0。 集电极饱和电流：C(sat) U CC I RC
3. 晶体管饱和时，发射结正向偏置， 集电结正向偏置
18
2.输出特性
(3) UCE≥1V后的特性曲线接近水平线，UCE变化，IC不变。这时， 发射到基区的电子绝大多数已经被集电极电源收集。
(4) 晶体管的特性曲线分为三个区
I 放大区：线性区，IC与IB成比例。 C I B
饱和区：UCE很小。UCE≈0 截止区： IB ＝0以下的区域。
(5) 温度升高时，特性曲线向上移，IC增大
V UCE
输出回路
+ – UCC
RB + –
输入回路
–
–
共 发 射 极 电 路
发射极是输入回路、输出回路的公共端
UBB
16
1.输入特性
(2) UCE≥1V后的特性曲线基本重合，只画出一条即可 (3) 死区电压：硅管约0.5V，锗管约0.2V
导通电压：硅管约0.7V，锗管约0.3V
(4) 温度升高时，特性曲线向左移，UBE减小
改为50k Ω ，其它参数不变。 求：晶体管的工作状态。 U CC 15 I mA=3mA 解： C(sat) RC 5
U BB U BE 5 0 IB mA=0.1mA RB 50 I B 100 0.1mA 10mA>IC
晶体管处于 饱和状态。 12
1. 截止是晶体管的另一个极限工作状态
CE
I 1.5 37.5 I 0.04
C B
Q2
Q1
由 Q1 和Q2点，得
Δ IC 2.3 1.5 40 Δ I B 0.06 0.04
在以后的计算中，一般作近似处理： = 。
21
例题
例2：测得工作在放大电路中几个晶体管三个极电位值V1、
V2、V3，判断管子的材料,NPN型或PNP型，及三个极。 （1）V1=3.5V， V2=2.8V， V3=12V。 硅管，NPN,1、2、3依次为 B、E、C （2）V1= -0.7V， V2= -1V， V3= -6V。
4. 三极管的电流放大系数(倍数)
静态电流放大系数：
IC IB I B
动态电流放大系数： I C
一般情况下，两个系数的数值近似相等，使用时不加区别， 用β表示。 常用三级管的β一般在40～100之间。
6
5. 三极管的放大原理
基极与发射极之间的电压变化(微 小)，发射结正向偏置电压变化(微 小)，发射区发射到基区的电子数目 变化，基极电流变化(小)，集电极电 流变化(大)。 一般书上讲三极管具有电流放大 作用，基极电流控制集电极电流变 化，IC = βI B ，实质是发射结正向偏 置电压的变化控制集电极电流的变化。 放大作用就是控制作用，用变化很小的基－射极电压，控 制集电极电源产生大电流IC的变化。
UCE／V
20
例题
例1：UCE= 6 V时， 在 Q1 点IB=40A, IC=1.5mA；在 Q2
点IB=60 A, IC=2.3mA，求和 。
IC(mA ) 4 3 2 1 0 3 6 9 100A
解：在 Q1 点，有 80A 60A 40A 20A IB=0 12 U (V)
19
1. 电流放大系数（hFE）、 （hfe）同一型号的晶体管 值
有较大差别； 值与IC有关，一般 值为100左右为宜。 2. 集电极最大允许电流 ICM 的2／3。 IC =ICM时， 下降到正常值
IC／mA PCM
3. 集电极最大允许耗散功率PCM
PCM=UCE IC 若超过PCM 则晶体管易烧坏。 4. 反向击穿电压U（BR）CEO 基极开路时，C、E之间允许承 受的最大反向电压。
电工与电子技术
1
三极管名词解释：
晶体三极管、晶体管：制作晶体管的材料硅和锗具 有晶体结构。 双极型晶体管：晶体管内有自由电子和空穴两种载 流子导电。 单极型晶体管：指场效应晶体管(场效应管)，场效 应晶体管中只有一种载流子导电(自由电子或空穴)。
2
1. 基本结构、符号:
2. 分类
按材料分类：硅管和锗管 按结构分类：NPN型和PNP型 以后，不加说明时，所讲的三极管均为NPN型硅管。
当UBB减小时，IB减小，IC减小，UCE增大， 当IC减小到零，UCE达到最大值(UCC)。
2. 截止的特点：I B 0
IC 0 U CE U CC
3. 当UBE小于晶体管的死区电压(硅管的死区电压约 为0.5V)时，晶体管处于截止状态
为使晶体管可靠截止，在截止时晶体管的发射结加反向偏 置电压。
源UBB改为-1.5V，其它参数不变。
求：晶体Байду номын сангаас的工作状态。
解： I B 0
IC 0 U CE U CC 15V
晶体管处于 截止状态。
15
1.输入特性
(1) 定义：UCE一定的情况下，IB与UBE之间的关系曲线。
I B f (U BE )
U CE
常数
IC
mA
IB
A
+
+ V UBE
17
2.输出特性
(1) 定义：在IB一定的情况下，IC与UCE之间的关系曲线。 (2) 输出特性曲线的获得 I C f (U CE )
U CE 常数
先固定基极电流为某一数值，改变UCC，测量出一组IC 与UCE的数据，标在图中，连接起来，成为一条曲线。
改变基极电流IB的数值，用同样的方法，再做出另外 几条曲线。
7
6. 各个区的特点
发射区宽度较窄，掺杂浓度很高 基区很薄，掺杂的浓度很低 集电区很宽，掺杂的浓度较低 集电极与发射极不能互换使用， 否则三极管无放大能力。
7. 温度升高β值增大
温度升高，自由电子在基区的运动速度加快，与空穴复 合的机会减小，基极电流减小，集电极电流增大， β增大。
8
例题
RC=5kΩ,UBB=5V,RB=500k Ω,UBE忽略不计 (即UBE＝0V)，β＝100。 －射极电压UCE。
返 回 上一节
3
1.晶体管在电路中的接法
三极管放大的外部条件:发射结正偏、集电结反偏 外加电源使基极电流流入，集电极电流流入，发射极电流流 出。
4
2. 内部载流子的主要运动规律
(1) 发射区向基区发射电子
由于发射结正向偏置，发射区的自由电子 (多子)扩散到基区，形成发射极电流。 基区的空穴(多子)扩散到发射区产生的电 流忽略不计。
(2) 自由电子在基区的扩散与复合
一部分自由电子在基区与空穴复合，又被 基极电源拉出(走)，形成基极电流，基区中 空穴的浓度不变。 另一部分自由电子扩散到集电结，被集电极电源拉走，形成集电极电流。
(3) 集电极收集基区的电子形成集电极电流
5
3. 三极管的电流关系
IB IC IE IC IB I E (1 ) I B IC IE