第 5章 放大电路基础
第五章低频功率放大电路习题及答案
第五章低频功率放大电路一、填空题1、以功率三极管为核心构成的放大器称__________ 放大器。
它不但输出一定的_________ 还能输出一定的_______ ，也就是向负载提供一定的功率。
2、功率放大器简称_____ 。
对它的要求与低频放大电路不同，主要是：__________ 尽可能大、_______ 尽可能高、 _______ 尽可能小，还要考虑_________ 管的散热问题。
3、功放管可能工作的状态有三种：______ 类放大状态，它的失真_______ 、效率___ ；_____ 它的失真 ______ 、效率 ______ 。
4、功率放大电路功率放大管的动态范围大，电流、电压变化幅度大，工作状态有可能超越输出特性曲线的放大区，进入 ___________ 或 __________ ，产生______ 失真。
5、所谓“互补”放大器，就是利用________ 型管和 _____ 型管交替工作来实现放大。
6、OTL电路和OCL电路属于 ____ 工作状态的功率放大电路。
7、为了能使功率放大电路输出足够大的功率，一般晶体三极管应工作在 ______ 。
8、当推挽功率放大电路两只晶体管的基极电流为零时，因晶体三极管的输入特性_______ ，故在两管交替工作时产生 _______ 。
9、对于乙类互补称功放，当输入信号为正半周时，_________ 型管导通， ______ 型管截止；当输入信号为负半周时， ______ 型管导通，________ 型管截止；输入信号为零（Ui=O ）时，两管 ____ ，输出为________ 。
10、乙类互补对称功放的两功率管处于偏置工作状态，由于电压的在存在，当输入信号在正负半周交替过程中造成两功率管同时―, 引起 _________ 的失真，称为_____ 失真。
11、功率放大器按工作点在交流负载线上的位置分类有：__________ 类功放、___________类功放和 ___________ 类功放电路。
电路基础、电子技术与元器件教案——第5章 放大器
第5章放大器【学习要点】：本章主要介绍二极管和三极管的基本特性，重点讨论各种放大器的电路结构、工作原理及分析方法。
学习本章时，应适当放慢学习速度，打好基础。
把认识电路、掌握电路工作原理及元件的作用放在第一位。
在此基础上，再理解电路的定量分析。
本章内容十分重要，是全书的重点，望读者认真学习。
5.1 二极管和三极管5.2 基本共射放大器5.3共集放大器与共基放大器5.4 负反馈放大器5.5 直流放大器5.6 功率放大器5.7 放大器中的噪声5.1 二极管和三极管一半导体介绍1.本征半导体本征半导体是指化学成分纯净的半导体。
半导体中有两种基本导电粒子，一种是电子，另一种是空穴。
电子带负电，空穴带正电。
2. 杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可形成杂质半导体。
杂质半导体可分为N型半导体和P型半导体两种。
3. PN结在一块半导体上，一头做成P型，另一头做成N型，就会形成PN结。
1）PN结加正向电压就会导通；2）PN结加反向电压就会截止。
PN结还具有一定的电容效应，这种电容称为PN结的结电容。
二.二极管1.二极管的结构及符号将PN结加上金属引脚和外壳后，就成了二极管，如图（a）所示，图（b）是它的符号。
二极管有点接触型、面接触型和平面型三大类。
2.二极管的伏安特性二极管的伏安特性是指二极管两端所加的电压与流过二极管的电流之间的关系，这种关系可以用伏安特性曲线来描述。
1）正向特性当二极管两端所加的正向电压较小时，正向电流几乎为零，此工作区域称为死区。
当正向电压增大到V F时，二极管开始导通，因此，常将V F称为门坎电压或死区电压（硅管的V F 约为0.5V，锗管为0.2V）。
当正向电压大于V F时，正向电流迅速增加（图中AB段），此时，二极管充分导通，呈现的正向电阻很小。
2）反向特性当二极管两端加反向电压时，反向电流几乎为零，且在较大的范围内不随反向电压的变化而变化。
但当反向电压增加到一定程度（V R）时，反向电流剧增，二极管反向击穿。
第五章 功率放大电路
V C（ C V
CC U CE (sat)） RL
2.2W
m
π 4
V CC
U CE(sat) V CC
65％
5.2.2 OTL电路
1 、 OCL 电 路 线 路 简 单 、 效率高，但要采用双电源供电， 给使用和维修带来不便。
2、采用单电源供电的互 补对称电路，称为无输出变压 器（Output transformerless）的 功放电路，简称OTL电路，如 图5.2.5所示。其特点是在输出 端负载支路中串接了一个大容 量电容C2。
第五章 功率放大电路
5.1 功率放大电路概述 5.2 乙类互补对称功率放大电路 5.3 集成功率放大器 *5.4 功率管的安全使用
教学目标
1、了解功放电路特点、分类、对功放电路要求。熟悉低频
功放电路主要技术指标。
2、熟悉OCL、OTL电路组成、工作原理、性能参数估算方
法。
3、掌握交越失真产生原因、消除交越失真方法。 4、掌握复合管组成原则。
教学目标
5、熟悉常用集成功率放大器（LA4102、LM386、TDA2030
等）引脚功能，了解其主要技术指标。熟悉集成功放应用电 路组成、外接元器件作用，会估算闭环增益。
6、选学BTL电路原理及其由集成功放构成的应用电路。
7、选学功放管二次击穿和热致击穿现象及其保护措施，功
放管等功率器件散热计算及散热片的选择。
2、功放管的最大耐压U（BR）CEO 当一只管子饱和导通时，另一只管子承受的最大反向电
压为2VCC。故
U (BR)CEO 2VCC
3、功放管的最大集电极电流
I
CM
VCC RL
4、选择示例
大学模拟电子技术基础练习题第五章 放大电子技术基础的频率响应
第五章 放大电路的频率响应自 测 题一、选择正确答案填入空内。
（1）测试放大电路输出电压幅值与相位的变化，可以得到它的频率响应，条件是 。
A.输入电压幅值不变，改变频率B.输入电压频率不变，改变幅值C.输入电压的幅值与频率同时变化（2）放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是 ，而低频信号作用时放大倍数数值下降的原因是 。
A.耦合电容和旁路电容的存在B.半导体管极间电容和分布电容的存在。
C.半导体管的非线性特性D.放大电路的静态工作点不合适（3）当信号频率等于放大电路的f L 或f H 时，放大倍数的值约下降到中频时的 。
A.0.5倍B.0.7倍C.0.9倍 即增益下降 。
A.3dBB.4dBC.5dB（4）对于单管共射放大电路，当f ＝ f L 时，o U 与iU 相位关系是 。
A.＋45˚B.－90˚C.－135˚当f ＝ f H 时，o U 与iU 的相位关系是 。
A.－45˚ B.－135˚ C.－225˚ 解：（1）A （2）B ，A （3）B A （4）C C二、电路如图T5.2所示。
已知：V C C ＝12V ；晶体管的C μ＝4pF ，f T = 50MHz ，'bb r ＝100Ω, 0＝80。
试求解：（1）中频电压放大倍数smu A ； （2）'C ；（3）f H 和f L ；（4）画出波特图。
图T5.2解：（1）静态及动态的分析估算：∥178)(mA/V2.69k 27.1k 27.1k 17.1mV26)1(V 3mA 8.1)1(Aμ 6.22c m bee b'i s ismTEQ m b be i e b'bb'be EQe b'c CQ CC CEQ BQ EQ bBEQCC BQR g r r R R R A U I g R r R r r r I r R I V U I I R U V I u（2）估算'C ：pF1602)1(pF214π2)(π2μc m 'μTe b'0μπe b'0TC R g C C C f r C C C r f（3）求解上限、下限截止频率：Hz14)π(21kHz 175π21567)()(i s L 'πH s b b'e b'b s b b'e b'CR R f RC f R r r R R r r R ∥∥∥（4）在中频段的增益为dB 45lg 20smu A 频率特性曲线如解图T5.2所示。
讲义第5章集成运算放大电路
第5章集成运算放大电路（上一章介绍的用三极管、场效应管等组成的放大电路称为分立元件电子电路。
）集成电路：如果在一块微小的半导体基片上，将用晶体管（或场效应管）组成的实现特定功能的电子电路制造出来，这样的电子电路称为集成电路。
（集成电路是一个不可分割的整体，具有其自身的参数及技术指标。
模拟集成电路种类较多，本章主要介绍集成运算放大电路。
）本章要求：（1）了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。
（2）理解运算放大器的电压传输特性，理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法。
（3）理解用集成运放组成的比例、加减、微分和积分运算电路的工作原理。
（4）理解电压比较器的工作原理和应用。
5.1集成运算放大器简介5.1.1集成运算放大器芯片集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路。
是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。
集成运算放大器简称运放，是一种多端集成电路。
集成运放是一种价格低廉、用途广泛的电子器件。
早期，运放主要用来完成模拟信号的求和、微分和积分等运算，故称为运算放大器。
现在，运放的应用已远远超过运算的范围。
它在通信、控制和测量等设备中得到广泛应用。
1、集成电路的概念（1）集成电路：禾U用半导体的制造工艺，把晶体管、电阻、电容及电路连线等做在一个半导体基片上，形成不可分割的固体块。
集成电路优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。
（2）集成电路分类：模拟、数字集成电路；单极型、双极型集成电路，小、中、大、超大规模集成电路。
①模拟集成电路：以电压或电流为变量，对模拟量进行放大、转换、调制的集成电路。
（可分为线性集成电路和非线性集成电路。
）②线性集成电路：输入信号和输出信号的变化成线性关系的电路，如集成运算放大器。
③非线性集成电路：输入信号和输出信号的变化成非线性关系的电路，如集成稳压器。
（3）线性集成电路的特点①电路一般采用直接耦合的电路结构，而不采用阻容耦合结构。
②输入级采用差动放大电路，目的是克服直接耦合电路的零漂。
功率放大电路
第5章功率放大电路5.1 教学基本要求教学基本要求主要知识点熟练掌握正确理解一般了解低频功率放大电路的特点、分类、效率和失真问题√√乙类互补推挽功率放大电路的工作原理及主要性能指标计算甲乙类互补推挽功放电路工作原理√互补推挽功率放大电路单电源功率放大电路工作原理√低频功放的能量和效率√功率器件与散热几种功率器件的特点、功率器件的散热√集成功率放大器√5.2 重点和难点一、重点1．理解甲类、乙类和甲乙类低频功率放大器的功率、效率与静态工作点设置的关系。
2．乙类功放的工作原理和功率参数计算方法。
二、难点1．正确理解乙类和甲乙类低频功率放大器中放大管的电流流通角、波形失真及其解决方法。
2．乙类和甲乙类低频功率放大器的功率、效率计算以及提高效率。
5.3 知识要点甲类功放及特点乙类功放及特点1．低频功率放大器甲乙类功放及特点主要技术要求乙类互补对称功率放大器交越失真及其解决办法2．互补对称功率放大器甲乙类互补对称功率放大器单电源互补对称功率放大器BTL功率放大器本课程中对低频功率放大器的讨论和分析的思路为：先讨论功率放大器的特殊问题甲类功放电路的组成、原理及其优缺点提高效率的途径乙类互补功放电路的组成、原理及其优缺点，功率计算(输出信号交越失真)为了克服交越失真甲乙类低频功放的组成、原理及其优缺点需要解决交流输出信号正负半周不对称问题采用自举电路。
然后介绍集成功放以及BTL功放电路等。
5.4 主要内容5.4.1 功率放大电路的特殊问题5.4.1.1 功率放大电路的特点和要求1．在不失真的前提下尽可能地输出较大功率由于功率放大电路在多级放大电路的输出级，信号幅度较大，功率放大管往往工作在极限状态。
功率放大器的主要任务是为额定负载LR提供不失真的输出功率，同时需要考虑功率放大管的失真、功率放大管的安全(即极限参数CMP、CMI、CEO(BR)U)和散热等问题。
2．具有较高的效率由于功率放大电路输出功率较大，所以，效率问题是功率放大电路的主要要问题。
电子技术基础第五章集成运算放大器
2.差模交流信号分析 :
2.差模交流信号分析 : 画出对差模交流信号的交流通路
理想的直流电压源短路 关键是此处对Ree的处理。 在以前画交流通路时，线性电阻在交流通路中保留，阻值 为线性电阻的交流电阻，因为是线性的，所以交流电阻与 直流电阻相等。
A u c(单 u u o ic ） c 1 1 (b R rb )e 2 R c ()1 e R e2 -R R e ce
4 对任意信号的分析方法
ui1=uic+uid/2 ui2=uic-uid/2 uic = (ui1+ui2)/2 uid=ui1-ui2 uid1= -uid2= uid /2
差模信号和共模信号
• 差模信号：有用的信号，包含着信息，要进行 放大的。
• 共模信号：人为引入的一个信号，不是要放大 的，而是用来描述零漂的大小。直接描述、测 量零漂很麻烦，要先后测量两种不同的环境温 度下的静态工作点，求取它们的差值。从另外 一个角度：在同样的环境温度下，在输入端施 加共模信号，测量输出端的信号，求取共模放 大倍数。
2.1差模输入双端输出
某瞬间的真实方向
uid = uid1-uid2 uid1= -uid2
Ree上交流压降为0。 因此，画差模交流信号交流通路时，Ree可视为短路，
即两管的发射极直接接地。
由uc1= -uc2可知RL两端电位一端为正，一端为负，RL的中点应 是地电位，即每管对地的负载电阻为RL/2.
（5）不能制造电感，如需电感，也只能外接。
（6）一般无二极管，用三极管代替(B、C 极接在一起)。
集成运放的组成：输入级
第 5 章 负反馈放大电路
教学难点：
负反馈对放大电路性能的影响
第一节 反馈的基本概念
一、反馈与反馈支路
反馈：就是将放大电路输出信号（电压或电 流信号）的全部或一部分，通过反馈支路形成反馈 信号引回到输入端，和输入信号作比较（相加或相 减），再由比较所得的信号去控制输出。这样一来， 输出不但取决于输入，也取决于输出本身。
二、反馈放大电路的组成
ui
解： 因反馈信号取自输出电流，所以是电流反馈；
因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上，所
以是并联反馈;
作业：P106 17.1.2 ， P106 17.2.1
第三节 负反馈对放大电路性能的影响
一、提高放大倍数的稳定性
A Af 1 AF
将Af对A求导，得到
dAf 1 1 ,即dAf dA 2 2 dA (1 AF ) (1 AF )
第 5 章 负反馈放大电路
第一节 反馈的基本概念
第二节 反馈电路的类型与判别
第三节 负反馈对放大电路性能的影响
第 5 章 负反馈放大电路
教学目的及要求：
1.掌握负反馈的概念及含义 。 2.理解负反馈放大电路。 3.理解负反馈对放大电路性能的影响。
教学重点：
负反馈的概念及含义、负反馈对放大电路性能 的影响
负反馈信号取自输出电压，反馈信号与输入信号相并联。
(3)电流串联负反馈：
负反馈信号取自输出电流，反馈信号与输入信号相串联。
(4)电流并联负反馈： 负反馈信号取自输出电流，反馈信号与输入信号相并联。
二、反馈极性的判别(瞬时极性法)
利用瞬时极性法判别负反馈与正反馈的步骤 1.设接“地”参考点的电位为零。
图 (a) 直流反馈
电子电工学——模拟电子技术 第五章 场效应管放大电路
场效应管正常工作时漏极电流的上限值。
2. 最大耗散功率PDM
由场效应管允许的温升决定。
3. 最大漏源电压V(BR)DS 当漏极电流ID 急剧上升产生雪崩击穿时的vDS值。
4. 最大栅源电压V(BR)GS
是指栅源间反向电流开始急剧上升时的vGS值。
5.2 MOSFET放大电路
场效应管是电压控制器件，改变栅源电压vGS的大小，就可以控制漏极 电流iD，因此，场效应管和BJT一样能实现信号的控制用场效应管也 可以组成放大电路。
场效应管放大电路也有三种组态，即共源极、共栅极和共漏极电路。
由于场效应管具有输入阻抗高等特点，其电路的某些性能指标优于三极 管放大电路。最后我们可以通过比较来总结如何根据需要来选择BJT还
vGS＜0沟道变窄，在vDS作用下，iD 减小。vGS=VP(夹断电压，截止电 压）时，iD=0 。
可以在正或负的栅源电压下工作，
基本无栅流。
2.特性曲线与特性方程
在可变电阻区 iD
Kn
2vGS
VP vDS
v
2 DS
在饱和区iD
I DSS 1
vGS VP
2
I DSS KnVP2称为饱和漏极电流
4. 直流输入电阻RGS
输入电阻很高。一般在107以上。
二、交流参数
1. 低频互导gm 用以描述栅源电压VGS对漏极电流ID的控制作用。
gm
iD vGS
VDS 常数
2. 输出电阻 rds 说明VDS对ID的影响。
rds
vDS iD
VGS 常数
3. 极间电容
极间电容愈小，则管子的高频性能愈好。
三、极限参数
D iD = 0
电子技术基础第5章-(4学时)集成运算放大器应用电路
三、 减运算
（1）利用差分式电路实现减法运算
Rf uO (uI2 uI1 ) R
实现了差分 放大电路
根据虚短、虚断和N、P点的KCL得：
vN vP
v I1 v N v N vO R1 Rf v I2 v P v P 0 R2 R3
R3 R1 Rf Rf vO ( )( )vI2 v I1 R1 R2 R3 R1
当
Rf R3 Rf (v I2 v I1 ) , 则 vO R1 R1 R2
（2）利用反相信号求和实现减法运算
第一级反相比例
v O1
Rf 1 v S1 R1
第二级反相加法
vO
即
Rf 2 Rf 2 v S2 v O1 R2 R2
当 Rf 1 R1 ，Rf 2 时 R2
断开反馈，在断开处给放大电路加 f＝f0的信号Ui，且规 定其极性，然后根据 Ui的极性→ Uo的极性→ Uf的极性 若Uf与Ui极性相同，则电路可能产生自激振荡；否则电 路不可能产生自激振荡。
运放的传输特性
线性工作状态
V+-V-=Vo/AU≈0 Rid≈∞
1.理想运放的同相和反相输入端电流近似为零
I+=I-≈0
2.理想运放的同相和反相输入端电位近似相等 V+=V-
由于理想运放的输入电阻非常高，在分析处于线性状 虚断 态运放时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性 称为虚假开路，简称虚断。
其中
vI (t )
滤波电路
vO ( t )
A( j ) A( j ) e j ( ) A( j ) ( )
—— 相位角，相频响应
A( j ) —— 模，幅频响应
基本放大电路的工作原理
基本放大电路的工作原理
基本放大电路的工作原理是通过放大器将输入信号的幅值增加，从而产生一个更大幅值的输出信号。
放大电路通常由一个输入端、一个输出端和一个能够增加输入信号幅值的放大器组成。
在基本放大电路中，输入信号通过输入端进入放大器。
放大器中的电子器件（如晶体管）会根据输入信号的特性（如幅值、频率等）对电流或电压进行调节。
通过放大器的放大作用，输入信号的幅值会被放大，生成一个更大幅值的输出信号。
输出信号以与输入信号相同的形式通过输出端输出。
放大器的工作原理主要基于电子器件的非线性特性和反馈机制。
非线性特性可以导致输入信号的幅值在放大器中发生非线性变化，使输出信号的幅值增大。
反馈机制可以通过将部分输出信号反馈到输入端，对输入信号进行调节和修正，进一步增强放大效果。
总之，基本放大电路通过放大器使输入信号的幅值增加，并生成一个更大幅值的输出信号。
这个过程基于电子器件的非线性特性和反馈机制。
第5章 功率放大电路
集电极电 流波形
QA
ICQ
=2
uCE
0
2 ωt
(2) 乙类放大电路 静态工作点在截止区，如图5.1.3所示，静态集电极电流 为零，无静态功耗，但输出波形严重失真。 iC 特点 集电极电 流波形 iC2 a. 静态功耗 =π
PC U CEQ I CQ 0
b. 能量转 换效率高
QA
0 uCE
给功率管（T1和T2）一定的直流偏置，使其工作于微 导通状态，即甲乙类工作状态。 U CC (1) 甲乙类互补推挽电路 a. 利用二极管提供偏压 电路如图5-6所示 二极管提供偏 压，使T1、T2 呈微导通状态
2 U CC 4 PT1(U om U CC ) ( ) 0.137Pom RL 4
这是不是最 在理想情况下（即无静态电流，忽略管子饱和压降）， 大的管耗呢？
2 1 U CCU om U om 求管耗的极值： PT 2 PT1 ( ) RL 4
令
dPT 1 2VCC U om 0 dU om RL π
uo
T2
RL
静态功耗为零
U CC
图5-2(a)乙类OCL功放电路原理图
b. ui >0 时 T1导通，T2截止
c. ui <0 时
T2导通，T1截止
输入信号ui
0 t
U CC
U CC
ui
0 t
T1
ic1
RL
ui
T2
电流io方向
ic 2
RL
uo
输入信号ui 电流io 方向
uo
uo≈ui
uo≈ui
5.2 乙类互补对称功率放大电路
电子课件-《电工与电子技术基础(第三版)》-A06-3734 第五章 放大与震荡电路
固定偏置放大电路的直流等效电路
第五章 放大与震荡电路
（2）动态分析 当放大电路输入交流信号，即 ui ≠ 0 时，称为动态。
放大电路的电压、电流波形图
第五章 放大与震荡电路
通常把交流信号流通的路径称为交流等效电路。交流等效电路的画法原则： 对小容抗的电容和内阻很小的电源，忽略其交流压降，都可以视为短路。
一、集成运算放大器的外形和图形符号
1. 集成运算放大器的外形
常见集成运放的外形 a）双列直插式 b）单列直插式 c）扁平式 d）圆壳式
第五章 放大与震荡电路 2. 集成运算放大器的图形符号
集成运算放大器的图形符号如图所示。图中“ ”表示放大器，三角形所 指方向为信号的传输方向，“∞”表示开环电压放大倍数极高。
一、低频功率放大器的概念
功率放大电路又称为功率放大器，简称“功放”。功放中以半导体三极管 为主要器件，一般称为功率放大管，简称“功放管”。
1. 对功率放大器的基本要求
（1）要求有足够大的输出功率。 （2）要求有较高的效率。 （3）要求非线性失真较小。 （4）要求功放管的散热性能好。
第五章 放大与震荡电路
第五章 放大与震荡电路
对负载来说，放大器又相当于一个具有内阻的信号源，这个内阻就是放大 电路的输出电阻。该放大电路的输出电阻
放大器的输入电阻和输出电阻
第五章 放大与震荡电路
二、分压式射极偏置放大电路
三极管在不同温度时的输出特性曲线
第五章 放大与震荡电路 1. 分压式射极偏置放大电路的结构特点
分压式射极偏置放大电路 a）分压式射极偏置放大电路 b）直流等效电路 c）交流等效电路
2. 加法器
uo = -（ui1 + ui2）
《模拟电子电路及技术基础(第二版)》教、学指导书(孙肖子)1-23章 (3)
第五章 基本放大电路 图5-4 图5-2的交流通路
第五章 基本放大电路
3. 放大器直流(静态)工作点的计算
首先明确： 放大器的直流分析要在其直流通路上进行。
由于集电极总是位于放大器的输出回路， 因此所谓直流工作
3.7V
UECQ=UCC－I(CRQC+RUE)RIBC2RQ=E102－.7 (1.35.7+12..503.)7×22=4m.A4 V
UCEQ=－UECQ=－4.4 V
第五章 基本放大电路 图5-5 例5-4电路图及直流通路
第五章 基本放大电路
4. 放大器的图解法分析 图解法的要点是在晶体管的输出特性上分别作直流负载线 和交流负载线。 按“先直流， 后交流”的分析原则， 其中 直流负载线是截距为集电极电源电压而斜率为集电极回路直流 总电阻的负倒数的一条直线。 直流负载线与由基极回路确定
Au
Uo Ui
rbe
RC (1 )RE
100 2 2 101 2
1
(4) 因为共基放大器的输入电阻最小， 所以电路必须 接成共基组态， 即①端接地， ③端接输入电压， ②端接输 出。 此时
Ri
RE
// rbe
1
2 // 2 101
0.02k
第五章 基本放大电路
(5) 由于共集放大器的输出电阻最小， 因此只能接成共 集组态， 即②端接地或开路， ①端接输入电压， ③端接输 出。 此时
其动态电阻极小， 因而将输入信号对地短路。 修改办法是选 用一电阻代替稳压二极管。
电路(c)不能正常放大， 原因是集电极输出端被电源－
UCC短路， 所以要在集电极和CC相接点与电源之间串接一电阻
第5章 功率放大电路
⒉ 电路计算
按乙类互补对称功放电路，但必须用VCC /2代替各 式中的VCC。
⒊ 调试方法
中点电压UA可调R1，功放管电流可调R4，但两者 互有牵连，反复调节2～3次，可满足要求。
5.2.3 OCL电路
双电源无输出电容互补对称电路。
⒈ 电路分析
⑴ V1V3、V2V4组成复合功放管； ⑵ R10R11V5组成恒压源， 提供功放管静态偏置； ⑶ V7V8组成差动输入级， 调节R6能调节中点电压； ⑷ V6管是驱动管； ⑸ R13C5组成自举电路； ⑹ R2C3R3组成电压串联(交流)负 反馈网络，调节R3可调节整个功
处在甲乙类状态下工作的三极管，
V1
其静态工作点的正向偏置电压很 小，两个管子在静态时处在微导 通的状态，当输入信号输入时，
V2
管子即进入放大区对输入信号进 行放大。处在甲乙类状态下工作 的互补功放电路如图所示。
图中的电阻R1和R2，二极管D1和D2分别组成三极管T1和T2的偏置电 路，用来消除交越失真。
因乙类放大器只在信号的半个周期内有功率输出，所以，该放大器有信号输 出 时，电源消耗的功率PE为电源电压和半波电流 即 的平均值的乘积，
由此可得，在理想的情况下，乙类放大器的能量转换效率η为
(3) 甲乙类工作状态
乙类放大器将静态工作点取在如图9-1-2所示的IC为零的Q点上，工作在这种 状态下的放大器虽然效率比较高，但在信号交接的时候会产生交越失真。为了消 除交越失真，将静态工作点的值取在如图9-1-3所示的Q点，具有这种工作点特性 的放大器称为甲乙类工作状态。
●
●
●
●
●
●
●
●
●
5.1 功率放大电路的基本概念
第5章1 放大电路基础
题目部分：一、选择题(17小题,共46.0分)(02 分)1.从括号内选择正确答案，用A、B、C…填空。
在某双极型晶体管放大电路中，测得，，则该放大电路中晶体管的____（A．13.6，B．34，C．0.4，D．1，E．10），该晶体管是____。
.（F．硅管， G．锗管）。
(02 分)2.从括号内选择正确答案，用A、B、C…填空。
在某双极型晶体管放大电路中，测得，ìA，则该放大电路中晶体管的__________（A．7，B．5， C ．1，D．0.5，E．14），该晶体管是____。
（F．硅管，G．锗管）。
(03 分)3.判断下列计算图示电路的输出电阻的公式哪个是正确的。
A．B．C．D．E．(03 分)4.选择正确答案用A、B、C填空。
（A．共射组态， B．共集组态， C．共基组态）在共射、共集、共基三种组态的放大电路中____的电压放大倍数一定小于1，____的电流放大倍数一定小于1，____的输出电压与输入电压反相。
(03 分)5.选择正确答案，用A、B、C填空。
可以粗略估计在图示三种电路中电路（1）的输入电阻约为____，电路（2）的输入电阻约为____，电路（3）的输入电阻约为____。
（A．1M，B．100k，C．3k，D．100）(03 分)6.比较图示的几个放大电路，哪一个输入电阻最大？哪一个输入电阻最小？(02 分)7.选择正确答案，用A、B填空。
（A．共源组态， B．共漏组态）在共源组态和共漏组态两种放大电路中，_____的电压放大倍数比较大，_____的输出电阻比较小。
____的输出电压与输入电压是同相的。
(02 分)8.选择正确答案，用A、B填空。
（A．共源组态， B．共漏组态）在共源组态和共漏组态两种放大电路中，电压放大倍数一定小于1的是____，输出电压与输入电压反相的是____，输出电阻比较小的是____。
(02 分)9.选择正确答案，用A、B填空。
（A．共源组态 B．共漏组态）在共源、共漏两种组态的放大电路中，希望电压放大倍数大应选用____，希望带负载能力强应选用____，希望输出电压与输入电压同相应选用____。
基本放大电路_典型例题(全)
C2
+
+
RL uo
−
第五章 基本放大电路
2.求静态工作点Q 根据直流通路，有
IB
VCC U BE RB
12 0.7 377
30A
RB RC
Rs C1+ + us−
+VC
C
+C2 +
RL uo
−
I C I B 5 0 3 0 1 .5 m A U C E V C C R C I C 1 2 6 1 .5 3 V
试计算：
+VC
C
C2 +
RL uo
−
1.试标出电容C1、C2极性；2.求电路的静态工作点Q ； 3.电压放大倍数Au、Aus ； 4.输入电阻ri、输出电阻ro。
第五章 基本放大电路
解： 1. 标出电容C1、C2极性
RB RC
Rs C1
+
+VCC
C2
+
+
RL
uo
−
RB RC
Rs C1
+
+
us
−
+VCC
−
rbe2
300
（1
）26 2 I E2
300 38.5 26 1.65
0.9k
ri2 RB1 // RB2 // rbe2 0.79k
RL 1
RE1
//
ri2
2 0.79 2 0.79
0.57 k
第五章 基本放大电路
RB
200kΩ
Rs C1+ + 100Ω +
RB1
20kΩ
第5章差分放大电路
第5章 差分放大电路内容提要：本章介绍差分放大电路，包括差分放大电路的组成、差分放大电路的输入和输出方式、差分放大电路的静态计算和动态计算。
概述差分放大电路（简称差放）就其功能来讲，是放大两个输入信号之差。
由于它具有优良的抑制零点漂移的特性，因此成为集成运放的要紧组成单元。
在电子仪器和医用仪器中经常使用差分放大电路做信号转换电路，将双端输入信号转换为单端输出或将单端输入信号转换为双端输出。
5.1.1 差分放大电路的组成差分放大电路是一种对称结构的放大电路，差分放大电路是由两个特性相同的三极管VT 1、VT 2组成的对称电路，两部份之间通过射极公共电阻R e 耦合在一路。
在差分放大电路的电路图（图5-1-1）中。
R s1、R s2为VT 1、VT 2确信适合的静态工作点。
采纳双电源供电形式，可扩大线性放大范围。
差分放大电路的电路如图5-1-1所示。
+-i1u i2u图5-1-1 差分放大电路差分放大电路是对称电路。
对称电路的含义是两个三极管VT 1、VT 2的特性一致，电路参数对应相等。
即βββ==21BE BE2BE1U U U == be be2be1r r r ==c c21c R R R ==s s21s R R R == 5.1.2 差分放大电路的输入和输出方式差分放大电路一样有两个输入端：反相输入端和同相输入端，如图5-1-1所示。
在输入端A 输入极性为正的信号u i1，输出信号u o 的极性与其相反，称该输入端A 为反相输入端。
在输入端B 输入极性为正的信号i2u ，而输出信号u o 的极性与其相同，称该输入端B 为同相输入端。
极性的判定以图中确信的正方向为准。
信号从三极管的两个基极加入称为双端输入；信号从三极管的一个基极对地加入称为单端输入。
差分放大电路一样有两个输出端：集电极C 1和集电极C 2。
从集电极C 1和集电极C 2之间输出信号称为双端输出，从一个集电极对地输出信号称为单端输出。
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i
（5.23）
b
根据三极管输入回路结构分析,rbe的数值可以用下 列公式计算:
26(mV) rbe rbb (1 ) (mV) I EQ
（5.24）
2)三极管集(电)-(发)射极间的等效 当三极管工作于放大区时,ic 的大小只受ib 控 制,而与uCE 无关,即实现了三极管的受控恒流特 性,ic=βib 。所以,当输入回路的ib 给定时,三极管输 出回路的集电极与发射极之间,可用一个大小为βib 的理想受控电流源来等效,如图5.14(c)所示。
（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 （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。
3． 放大电路中电压、 电流的方向及符号规定 1） 电压、 电流正方向的规定 2）电压、电流符号的规定
IB Ib m O ib
(b)
图 5.4 基本共射放大电路的交、直流通路 (a)直流通路;(b)交流通路
二. 放大电路的工作状态分析 1．静态（ui=0）工作情况 所谓静态,是指输入信号为零时放大电路的工作状 态。 静态分析的目的是通过直流通路分析放大电路中
三极管的工作状态。
＋UCC Rc Rb IBQ ＋ UBEQ － ＋ UCEQ － ICQ
B
c
BQ
b
i i I i u U i R U
c B CQ CE CC C C
CEQ
ic RC U CEQ uce
（8.3） （8.4） （8.5）
u u
o
ce
ic Rc
三. 放大电路的失真现象分析
所谓失真,是指输出信号的波形与输入信号的波形
不成比例的现象。
流所流过的路径。画交流通路时,放大电路中的耦合电容
短路;由于直流电源UCC 的内阻很小,对交流变化量几乎 不
起作用,故可看作短路。图5.2所对应的交流通路如图 5.4(b)所示。
ic c
＋UCC Rb Rc
＋ ib ＋ Rb ube － ＋ uce － ie e
＋
b
V
Rc
RL
uo
ui －
－
(a)
共集电极接法和共基极接法。这三种接法分别以发射
极、集电极、基极作为输入回路和输出回路的公共端, 而构成不同的放大电路,如图5.1(以NPN管为例)所示。
c ＋ b ＋ ui － (a) e － uo ＋ ui － (b) b
e ＋
＋
e
c ＋ uo b (c) －
uo
ui －
c －
图5.1 放大电路中三极管的三种连接方法 (a)共(发)射极电路;(b)共集电极电路;(c)共基极电路
流分量之和,即交流叠加在直流上,用小写字母和大写下标
表示。如iB 表示基极电流总的瞬时值,其数值为iB=IB+ib 。 (4)交流有效值。用大写字母和小写下标表示。如Ib表 示基极的正弦交流电流的有效值。
4．直流通路和交流通路
1）直流通路 所谓直流通路,是指当输入信号ui=0时,在直流电源 UCC的作用下,直流电流所流过的路径。在画直流通路时, 电路中的电容开路,电感短路。图2.2所对应的直流通路如 图2.4（a）所示。 2）交流通路 所谓交流通路,是指在信号源ui的作用下,只有交流电
1．演示电路 演示电路如图5.7所示。 2．演示过程 (1）通过信号发生器产生一频率为1000Hz的正弦
波信号ui,输入放大电路,调整ui的幅值和电位器RP,通过
示波器在输出端可观察到最大不失真输出信号的波形, 如图5.8（a）所示。
(2）调节RP,使Rb 减小,通过示波器在输出端可观 察到2.8（b）所示的底部失真信号。 (3）调节RP,使Rb 增大,通过示波器在输出端可观 察到2.8（c）所示的顶部失真信号。 3．现象分析
ic ib ＋ ube － c e ＋ uce －
b
(a)
ib ＋ ube － rbe e ib ＋ ube － rbe e ic ＋ e ic ＋
b
c
ib
uce －
(b)
(c)
b
c
ib
uce －
图5.14三极管的微变等效电路
(d )
rbe
uBE iB
uCE 常数
ube
2．放大电路的组成及各元件的作用 电路的组成如图5.2所示。
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
b
I U
CQ
I BQ
U CC I CQ RC
U CES
C
CEQ
U CC I CS
R
CS
U CC
R
C
I BS
I
U R
SS C
3)电路的特点 固定偏置式电路结构简单,但静态工作点不稳定。
例如当IBQ固定时,温度升高,β值增大,ICQ增大,UCEQ减小,
使Q点变化。 2.分压式偏置电路
＋UCC
＋
Rc
C2 ＋
Rb iB IBQ C1 ＋ ui O － UBEQ O
＋
iC
iC ICQ c ＋ O uCE UCEQ O e － O
t
uo
iB uBE
t
b ＋
t
t
t
O
t
－ －
图5.6 放大电路的动态工作情况
u U u i I i
BE BEQ
1
（8.1） （8.2）
极管输入回路基极与发射极之间可用等效电阻rbe代替。
其等效电路如图5.14（b）所示。
＋UCC Rb1 Rc
Ce: 射极旁路电容， 使发射极交流接地
＋
＋
C1 Rb2
＋
C2 RL Re Ce ＋
＋
＋
ui －
UB －
uo
－
(a)
ib ＋
ic
ie Rb1 Rb2 Rc RL
ui －
(b)
图5.13实用的共射放大电路 （a）电路;（b）交流通路
放大电路
ro ＋ uo′ － ro
io RL
＋ uo
－
图5.12 放大电路的方框图
3. 输出电阻ro 如图5.12所示,从放大电路输出端看,放大电路对于 负载RL相当于一个信号源,该信号源的内阻就是放大电 路的输出电阻,用ro表示,它定义为
r u i
o
（5.22）
o
o
六. 共发射极放大电路性能指标的估算
2. 放大电路的微变等效电路 下面我们以图5.13（a）所示电路为例,总结画放大电 把图5.13(b)所示交流通路中的三极管,用微变等效电路 代换,则可得到 放大电路的微变等效电路,如图5.15所示。
路微变等效电路的方法和步骤。
(1）画出放大电路的交流通路如图5.13（b）所示。 (2）用三极管的微变等效电路代替交流通路中的三极 管,画出放大电路的微变等效电路,如图5.15(a)所示。
iB
IB
t
O
(b)
O (a)
t
t
(c)
图5.3三极管基极的电流波形 (a)直流分量;(b)交流分量;(c)总变化量
(1)直流分量。如图5.3(a)所示波形,用大写字母和大 写下标表示。如IB表示基极的直流电流。 (2)交流分量。如图5.3(b)所示波形,用小写字母和小 写下标表示。如ib表示基极的交流电流。 (3)总变化量。如图5.3(c)所示波形,是直流分量和交
＋UCC Rc Rb IBQ ＋ UBEQ － Re ＋ UCEQ － ICQ
图5.11 带有(发)射极电阻Re的固定偏置式直流电路
2) Q点的估算 由电路可得
U U R (1 ) R I I U U I (R R ) I BQ
CQ CEQ CC BEQ B e BQ CC CQ c e
1）底部失真
＋UCC RP Rc
＋
示波器
信号 发生器
＋ ui －
Rb
＋
C2
＋
C1 uo －
Y轴输入
图5.7 演示电路
(a)
(b)
(c)
(d )
图5.8 通过示波器所观察到的输出波形
四. 放大电路的偏置分析
放大电路只有设置了合适的静态工作点Q,才能不 失真地放大交流信号。因此,设置直流偏置电路,是实现 对交流信号放大的前提。放大电路中常见的直流偏置 电路有以下几种。 1．固定偏置式电路 1)电路组成
如图5.9所示,+UCC经电阻Rb为发射结提供正偏电
压,经电阻Rc为集电结提供反偏电压。
＋UCC Rc Rb IBQ ＋ UBEQ － ＋ UCEQ － IEQ ICQ
图5.9 固定偏置式直流电路
2)静态工作点的估算
I BQ
U
CC
U BEQ
R
（5.6） （5.7） （5.8） （5.9） （5.10）
b ＋ ui － ri Rb
ib
ic
c ＋
rbe
ib
Rc
RL
uo －
（5.16） （5.17）
（5.18）
该电路与不带 Re 的固定偏置式电路相比 , 静态 工作点较稳定。其稳定过程请读者自行分析。
五. 放大电路的动态性能指标