模电第四章PPT课件

大输出功率和失真严重的矛盾，这就要求在电路结构上进
行改进，尽可能大的提高输出功率，减小非线性失真。
4. 半导体三极管散热的问题
常见功放的静态工作状态 甲类 乙类 甲乙类
甲类功率源自文库出级
射极跟随甲类输出级的结构 • T1—射极跟随输出。 • T2—恒流源偏置电路，提供 一个固定的偏流，有源负载。 • 双电源供电使静态工作时 Uo=0。
Io Ie2 R1 Ir Ie1 R2
Io
R1 R2
Ir
微电流源
通过接入R2电阻得到一个比基 准电流小许多倍的微电流源（A级 ），适用微功耗的集成电路中。
镜像电流源
Io
Ube1=Ube2+Ie2Re
Ie2Re = Ube1 -U be2
Io≈Ie2= (Ube1 -U be2)/R2=Ube /R2
双极型模拟集成电路
电流模电路 功率输出级电路 集成运算放大电路
电流模电路
概述 镜像电流源
概
述
电流模电路 以电流作为参量来处理模拟信号的电路 电流模技术 以电流作为参量来分析、设计电路的一种方法。
1.电流源电路是一个电流负反馈电路，并利用PN结的温度 特性，对电流源电路进行温度补偿，以减小温度对电流的影 响。 2.电流源电路用于模拟集成放大器中以稳定静态工作点，这 对直接耦合放大器是十分重要的。 3.用电流源做有源负载，可获得增益高、动态范围大的特性 4.在模拟集成电路中，常用的电流源电路有：镜象电流源、 精密电流源、微电流源、多路电流源、跨导线性电路等。
射极跟随甲类输出级的工作原理
输出功率Po: Po Uo2/RLEc2/2RL
直流电源提供的功率PDC:
P D C 2 E cIcQ 2 E c(E c /R L ) 2 E c 2 /R L
转换效率： Po/PDC2% 5（最高）
集电极最大功耗：PCm ax PDC 4Po
效率低原因：静态电流造成的管耗较大，如果将Q 下移，使信号等于零时，电源的输出等于零或很小，信 号增大时，电源供给的功率增大，这样便可解决效率低 的问题。
Ec
Ube R
R Ir
Ic1
Ic2 Io
若>>1 IoIc2Ic1Ir 有两个集电极
即从工作管输出的电流近似恒定的，电路且是面一积恒相流等源电路。
在集成电路中基本恒流源由双集电极横向PNP管组成。
比例电流源
镜像电流源
在镜象电流源电路的基础上，增加两个发射极电阻，使
两个发射极电阻中的电流成一定的比例关系，即可构成比例
镜像电流源电路 工作三极管的集电极电流 是电流源电路的镜象(电流相等）
基本恒流源
由于两管特性相同，基射相同
Ec Ec
Ib 1Ib2 Ic1 Ic212
Ir Ic1Ib1Ib2Ic22Ib2
IIcr 1
T1
R
Ib1
IIbb12
T2
Ic2
Ir Ic22Ic2/ Ic2(12/)
由电路可得：Ir
乙类功率输出级
电路组成
由一对NPN、PNP特性相同
ie1
的互补三极管组成。这种电路也
转换效率：
η Po 100%25% PDC
电源供给的能量大多数以管耗的形式消耗掉，通常功
放电路中的工作管必须加散热片。
功率放大电路中的一些特殊问题
概述
1. 要求尽可能大的输出功率。管子工作在极限的工作状态。
2. 效率
= 负载得到的有用信号功率Po
电源供给的直流功率PDC
3. 非线性失真要小。
在大信号状态工作必然引起失真的问题，这就存在增
功率放大—信号不失真或轻度失真的条件下提 高输出功率，通常工作在大信号状态。 2. 分析方法：电压放大—采用微变等效电路法和图解法
功率放大—图解法
实例—典型的收音机电路
概述
变频
低放 中放
功放
Po=30mW
Ic=0.5mA Ic=2mA Ic=20mA
Ec=6V 电源供给的功率： PDC=EcIc=120mW
Ir=Ic1+Ib3=Ic1+Ic3/3
Ic1=Ic2
Ic3
3Ie3 1 3
Ie3
Ic2
Ic1 β1
Ic2 β2
三只管子的特性一致即值相同
Ir Ic3(12
基本电流源 Ir
2)
2
Ic1(1
2
)
镜像电流源
多路恒流源
镜像电流源
通过一个基准电流源稳定多个三极管的工作点
电流，即可构成多路电流源，一个基准电流Ir 可获得多个恒定电流Io1、Io2。
Ec
Ui
T1 Io
IcQ
Uo Uom/ 2 Ec/ 2
当Ui<0时，输出电压Uo的最 大峰值为：
Uom= -Ec +Uces2 +IcQR2≈ -Ec 输出电压的有效值为：
R3
D1
R1
T2 RL
R2
Uo
- Ec
Uo Uom/ 2 Ec/ 2
Uces1
(2Ec -Uces2 -IcQR2)
甲类功率输出级
静态： 1.由恒流源提供一个稳定的ICQ。
2. IBQ=ICQ/
3. UCEQ=Ec
Ec
Ui
T1 Io
IcQ
R3
D1
R1
T2 RL
R2
Uo
- Ec
甲类功率输出级
射极跟随甲类输出级的工作原理
设输入Ui为一正弦信号 当Ui>0时，T1导通，输出
电压Uo的最大峰值为：
Uom=Ec-Uces1 ≈ Ec 输出电压的有效值为：
电流源。
因是的两有发在三:射集极极成管面电基积路极之S中T对e比11，、 、地来ST常e电2实2管分用位现发别改相比射为变等例T，电1、于流T源2
的U 。b不e 需1 I另eR 外11 制 极作U 的电b面阻e 积。2 I。eR 22
Io
II因 ccI21e1U bIIIeeec2111USISbreeIe21e22IeI1RcI12oIIoeSS2R ee212I r
由PN结电流方程可知： 一般Ies1=Ies2
Ube1 =UTln (Ie1 /Ies1) Ube2 =UTln (Ie2 /Ies2)
ln (Ir /Io) =IoR2/UT
由Ir=(Ec-Ube1)/R,而Io=Ube/R2,所以Io<<Ir 且Io 比Ir的稳定性要好。
传输精度高
威尔逊电流源
功率输出级
概述 甲类功率输出级 乙类功率输出级 甲乙类功率输出级
概
述
功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路
。为了获得大的输出功率，必须使 输出信号电压大； 输出信号电流大；
放大电路的输出电阻与负载匹配。 电压放大器与功率放大器的区别： 1. 任务不同：电压放大—不失真地提高输入信号的幅度，以 驱动后面的功率放大级，通常工作在小信号状态。