模拟电子技术第3章 功率放大器
《模拟电子技术基础》目录
模拟电子技术根底主编：黄瑞祥副主编：周选昌、查丽斌、郑利君杨慧梅、肖铎、赵胜颖目录绪论第1章集成运算放大器1.1 抱负运算放大器的功能与特性抱负运算放大器的电路符号与端口抱负运算放大器的功能与特性1.2 运算放大器的反相输入阐发闭环增益输入、输出阻抗有限开环增益的影响加权加法器运算放大器的同相输入阐发闭环增益输入、输出阻抗有限开环增益的影响电压跟随器1.4 运算放大器的差分输入阐发1.5 仪表放大器1.6 积分器与微分器1.6.1 具有通用阻抗的反相输入方式1.6.2 反相积分器1.6.3 反相微分器1.7 运算放大器的电源供电1.7.1 运算放大器的双电源供电1.7.2 运算放大器的单电源供电本章小结习题第2章半导体二极管及其底子电路2.1 半导体根底常识2 本征半导体2 杂质半导体2 两种导电机理——扩散和漂移2.2 PN结的形成和特性2.2.1 PN结的形成2.2.2 PN结的单向导电性2.2.3 PN结的反向击穿2.2.4 PN结的电容特性2.3 半导体二极管的布局及指标参数2 半导体二极管的布局2 二极管的主要参数2 半导体器件型号定名方法2.4 二极管电路的阐发方法与应用2.4.1 二极管电路模型2.4.2 二极管电路的阐发方法2 二极管应用电路2.5 特殊二极管2.5.1 肖特基二极管2.5.2 光电子器件本章小结习题第3章三极管放大电路根底3.1 三极管的物理布局与工作模式3 物理布局与电路符号3 三极管的工作模式3.2 三极管放大模式的工作道理3.2.1 三极管内部载流子的传递3.2.2 三极管的各极电流3.3 三极管的实际布局与等效电路模型3.3.1 三极管的实际布局3.3.2 三极管的等效电路模型3.4 三极管的饱和与截止模式3.4.1 三极管的饱和模式3.4.2 三极管的截止模式3.5 三极管特性的图形暗示3.5.1 输入特性曲线3.5.2 输出特性曲线3.5.3 转移特性曲线3.6 三极管电路的直流阐发3.6.1 三极管直流电路的阐发方法3.6.2 三极管直流电路阐发实例3.7 三极管放大器的主要参数3.7.1 三极管放大器电路3.7.2 集电极电流与跨导3.7.3 基极电流与基极的输入电阻发射极电流与发射极的输入电阻电压放大倍数3.8 三极管的交流小信号等效模型3.8.1 混合∏型模型3.8.2 T型模型3.8.3 交流小信号等效模型应用3.9 放大器电路的图解阐发3.10 三极管放大器的直流偏置3.10.1 单电源供电的直流偏置3.10.2 双电源供电的偏置电路集电极与基极接电阻的偏置电路恒流源偏置电路3.11 三极管放大器电路3.11.1 放大器的性能指标3.11.2 三极管放大器的底子组态共发射极放大器发射极接有电阻的共发射极放大器共基极放大器共集电极放大器本章小结习题第4章场效应管及其放大电路4.1 MOS场效应管及其特性4 增强型MOSFET〔EMOSFET〕4 耗尽型MOSFET〔DMOSFET〕4 四种MOSFET的比较4 小信号等效电路模型4.2 结型场效应管及其特性4 工作道理4 伏安特性4 JFET的小信号模型4.3 场效应管放大电路中的偏置4 直流状态下的场效应管电路4 分立元件场效应管放大器的偏置4 集成电路中场效应管放大器的偏置4.4 场效应管放大电路阐发4 FET放大电路的三种底子组态4 共源放大电路4 共栅放大电路4 共漏放大电路4 有源电阻本章小结习题第5章差分放大器与多级放大器5.1 电流源5 镜像电流源5 微电流源比例电流源5.2 差分放大器差分放大器模型差分放大器电路差分放大器的主要指标差分放大器的传输特性5.2.5 FET差分放大器5.2.6 差分放大器的零点漂移5.3 多级放大器5 多级放大器的一般布局5 多级放大器级间耦合方式5 多级放大器的阐发计算5.4 模拟集成电路读图操练5.4.1 模拟集成电路内部布局框图5.4.2 简单集成运放电路道理通用型模拟集成电路读图操练集成运算放大器的主要技术指标集成运算放大器的分类正确选择集成运算放大器集成运算放大器的使用要点本章小结习题第6章滤波电路及放大电路的频率响应6.1 有源滤波电路6 滤波电路的底子概念与分类6 低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器6.2 放大电路的频率响应6 三极管的高频等效模型6 单管共射极放大电路的频率特性阐发多级放大电路的频率特性本章小结习题第7章反响放大电路7.1 反响的底子概念与判断方法7 反响的底子概念7 负反响放大电路的四种底子组态反响的判断方法7.2 负反响放大电路的方框图及一般表达式7.2.1 负反响放大电路的方框图7.2.2 负反响放大电路的一般表达式7.3 负反响对放大电路性能的影响7.3.1 提高增益的不变性7.3.2 改变输入电阻和输出电阻7.3.3 减小非线性掉真和扩展频带7.4 深度负反响放大电路的阐发深度负反响条件下增益的近似计算虚短路和虚断路7.5 负反响放大电路的不变性问题负反响放大电路自激振荡及不变工作的条件负反响放大电路不变性的阐发负反响放大电路自激振荡的消除方法本章小结习题第8章功率放大电路8.1 概述8 功率放大电路的主要特点8 功率放大电路的工作状态与效率的关系8.2 互补对称功率放大电路8.2.1 双电源互补对称电路〔OCL电路〕8.2.2 单电源互补对称功率放大器〔OTL〕8.2.3 甲乙类互补对称功率放大器8.2.4 复合管互补对称功率放大器8.2.5 实际功率放大电路举例8.3 集成功率放大器8.3.1 集成功率放大器概述8.3.2 集成功放应用简介8.4 功率放大器实际应用电路OCL功率放大器实际应用电路OTL功率放大器实际应用电路集成功率放大器实际应用电路功率放大器应用中的几个问题本章小结习题第9章信号发生电路9.1 正弦波发生电路9.1.1 正弦波发生电路的工作道理和条件9.1.2 RC正弦波振荡电路9.1.3 LC正弦波振荡电路9.1.4 石英晶体正弦波振荡电路9.2 电压比较器单门限电压比较器迟滞比较器窗口比较器集成电压比较器9.3 非正弦波发生电路9.3.1 方波发生电路9.3.2 三角波发生电路9.3.3 锯齿波发生电路集成函数发生器简介本章小结习题第10章直流稳压电源10.1 引言10.2 整流电路10.2.1 单相半波整流电路单相全波整流电路10.2.3 单相桥式整流电路10.3 滤波电路10.3.1 电容滤波电路10.3.2 电感滤波电路10.3.3 LC滤波电路Π型滤波电路10.4 线性稳压电路10.4.1 直流稳压电源的主要性能指标10.4.2 串联型三极管稳压电路10.4.3 提高稳压性能的办法和庇护电路10.4.4 三端集成稳压器10.5 开关式稳压电路10.5.1 开关电源的控制方式10.5.2 开关式稳压电路的工作道理及应用电路10.5.3 脉宽调制式开关电源的应用电路本章小结习题。
模拟电子技术-功率放大器基础.
当
Vom VCC 时，
π 78.5% 4
8.3.3 功率BJT的选择
1. 最大管耗和最大输出功率的关系
因为
PT1
1 RL
(VCCVom π
Vom 2 ) 4
当
Vom
2 π
VCC
≈0.6VCC
时具有最大管耗
Pom
VCC 2 2RL
PT1m
1 π2
VC2C RL
vo )
vo RL
d (
t)
1 2π
π 0
(VCC
Vomsint
)
Vo
msint
RL
d(
t)
1 2π
π
(VCCVom
sint
V2 om
sin2t )
d(
t)
0
RL
RL
1 (VCCVom Vom2 )
RL π
4
两管管耗
PT
= PT1 PT2
2 (VCCVom RL π
例8.3.1
功的放极电 限路参数如为图I所CM示=2，A设，V|VC(CB=R1)C2EVO|，＝R30L=V8，ΩP，CM功＝率5BWJ。T 试求：
(1)求Pom，并检验功率BJT的安全工作情况
解：
Pom
1 VCC 2 2 RL
122 9W 28
PTm≈0.2Pom ＝1.8W<5W
≈0.2Pom
选管依据之一
选取两个额定管耗大于0.2Pom的管子， 但要留有充分余地。
8.3.3 功率BJT的选择
模拟电子技术教程第3章习题答案
第3章 习题1. 概念题：（1）在放大电路中，三极管或场效应管起的作用就是 将一种形式的电量转换为另一种形式的电量 。
（2）电源的作用是 为能量转换提供能源 ，如果离开电源，放大器可以工作吗？（ 不能 ）（3）单管放大器的讲解从电容耦合形式开始，这是因为 阻容耦合放大器设计和计算相对来说要简单点 ，如果信号和负载直接接入，其 工作点 的计算将要复杂的多。
（4）在共射放大器的发射极串接一个小电阻，还能认为是共射放大器吗？（ 能 ）在共集放大器的集电极串接一个小电阻，还能认为是共集放大器吗？（ 能 ）（5）在模电中下列一些说法是等同的，（A 、C 、F ）另一些说法也是等同的。
（B 、D 、E ）A. 直流分析B. 交流分析C. 静态分析D. 动态分析E. 小信号分析F. 工作点分析（6）PN 结具有单向导电性，信号电压和电流的方向是随时间变化的，而交流信号却能在放大电路中通过并获得放大，这是因为 放大器输出端获取的交流信号其实就是电流或电压的相对变化量 。
（7） β大的三极管输入阻抗 也大 ，小功率三极管的基本输入阻抗可表示为EQTbb'be I U )1(r r β++≈。
（8）画直流通路比画交流通路复杂吗？（不）在画交流通路时直流电压源可认为 短路 ，直流电流源可认为 开路 ，二极管和稳压管只考虑其 动态内阻 即可。
（9）求输出阻抗时负载R L 必须 断开 ，单管放大器输出阻抗最难求的是共 集电极 放大器，其次是共 源 放大器。
（10）对晶体管来说，直流电阻指 晶体管对所加电源呈现的等效电阻 ，交流电阻指 在一定偏置下晶体管对所通过的信号呈现的等效电阻 ，对纯电阻元件有这两种电阻之区分吗？（ 无 ）（11）在共射级放大器或共源放大器中，电阻R C 或R D 的作用是 把电流I C 或I D 的变化转换为电压的变化 。
（12）放大电路的非线性失真包括 饱和 失真和 截止 失真，引起非线性失真的主要原因是 放大器工作点偏离放大区 。
功率放大器的原理
功率放大器的原理
功率放大器是一种电子设备，它的作用是将输入信号的功率增大到更高的水平。
功率放大器的原理基于三个关键要素：输入信号，放大元件和负载。
首先，输入信号是功率放大器的输入，它可以是电压信号或电流信号。
输入信号的功率通常较低，需要经过放大才能达到所需的功率水平。
其次，放大元件是实现功率放大的关键部分。
常见的放大元件包括晶体管和场效应晶体管。
放大元件的工作原理是通过控制输入信号的增大或减小，从而使输出信号的功率增加。
最后，负载是功率放大器输出端的电阻或负载。
负载是功率放大器的目标，它需要接收到足够的功率。
负载的大小和类型取决于应用的需求。
整个功率放大器的工作过程如下：输入信号经过放大元件，放大元件将输入信号的功率增加到所需的水平，然后输出到负载。
为了保证功率放大器的稳定性和性能，还需要考虑输入输出的匹配、功率损耗等因素。
总之，功率放大器利用放大元件将输入信号的功率增大到所需的水平，并输出到负载。
它在各种电子设备中起到重要作用，如音频放大器、射频放大器等。
模拟电子技术第三章
2. 输入电阻 3. 输出电阻
Ri = Ri1
Ro = Ron
对电压放大电路的要求： 对电压放大电路的要求：Ri大， Ro小，Au的数值 最大不失真输出电压大。 大，最大不失真输出电压大。
第三章 多级放大电路
分析举例
= β ( R3 ∥ Ri2 ) Au1 rbe1 (1＋β 2 ) ( R6 ∥ RL ) Au 2 = rbe2 + (1＋β 2 ) ( R6 ∥ RL ) A = A A
第三章 多级放大电路
3.1 多级放大电路的耦合方式
将多个单级基本放大电路合理联接， 将多个单级基本放大电路合理联接，构成多级放大电路
组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级 一级， 组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级， 级间耦合。 级与级之间的连接称为级间耦合 级与级之间的连接称为级间耦合。 四种常见的耦合方式：
R1 R + uI
iC1 T1 Re
Rc
+VCC + uO
uB1 T2 R2
利用热敏三极管补偿零漂
(3) 采用差分放大电路。 ) 采用差分放大电路。
第三章 多级放大电路
3.3.2
差分放大电路
差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路 一、电路的组成
uO T
Re Re
T
V
差分放大电路的组成(a) 图 3.3.2差分放大电路的组成 差分放大电路的组成
选择恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出功率。 选择恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出功率。
第三章 多级放大电路
四
光电耦合
光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和 传递的，因而其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。 传递的，因而其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。
音频功率放大器（课程设计报告）
1 概述在介绍音频功率放大器的文章中，有时会看到“THD+N”，THD+N是英文Total Hormonic Distortion +Noise 的缩写，译成中文是“总谐波失真加噪声”。
它是音频功率放大器的一个主要性能指标，也是音频功率放大器的额定输出功率的一个条件。
THD+N性能指标THD+N表示失真+噪声，因此THD+N自然越小越好。
但这个指标是在一定条件下测试的。
同一个音频功率放大器，若改变其条件，其THD+N的值会有很大的变动。
这里指的条件是，一定的工作电压VCC(或VDD)、一定的负载电阻RL、一定的输入频率FIN（一般常用1KHZ）、一定的输出功率Po下进行测试。
若改变了其中的条件，其THD+N值是不同的。
例如，某一音频功率放大器，在VDD=3V、FIN=1kHz、RL=32Ω、Po=25mW条件下测试，其TDH+N=0.003%，若将RL改成16欧，使Po增加到50mW，VDD及FIN不变，所测的TDH+N=0.005%。
一般说，输出功率小（如几十mW）的高质量音频功率放大器（如用于MP3播放机），它的THD+N指标可达10-5，具有较高的保真度。
输出几百mW的音频功率放大器，要用扬声器放音，其THD+N一般为10-4；输出功率在1～2W，其THD+N更大些，一般为0.1～0.5%.THD+N这一指标大小与音频功率放大器的结构类别有关（如A类功放、D类功放），例如D类功放的噪声较大，则THD+N的值也较A类大。
这里特别要指出的是资料中给出的THD+N这个指标是在FIN=1kHz下给出的，在实际上音频范围是20Hz～20kHz，则在20Hz～20kHz范围测试时，其THD+N要大得多。
例如，某音频功率放大器在1kHz时测试，其TDH+N=0.08%。
若FIN改成20Hz-20kHz,，其他条件不变，其THD+N变为小于0.5%。
输出额定功率的条件过去有用“不失真输出功率是多少”这种说法来说明其输出功率大小。
高频第3章高频调谐功率放大器
o
导通角是调谐功率放大器的重要参数
20
二、集电极余弦脉冲电流分析
ic I c0 I cm1 cos t I cm2 cos 2t I cmn cos nt I c0 I cmn cos nt
n 1
ic Icmax θc θc
ic1
ic2
3.2 调谐功率放大器的工作原理（重点） 3.3功率和效率 （重点）
3.4调谐功率放大器的工作状态分析（难点）
3.5调谐功率放大器的实用电路（重点）
3.6功率晶体管的高频效应 （指导实践）
3.7 倍频器
3
3.1
概述
回顾问题：（模拟电子技术中的功放内容）
1. 放大器的实质？
2. 放大器的两种工作状态？ （已学的）
U cm I c1m Rc
集电极抽头处基波电压幅值
则晶体管集电极与发射极间电压为 ：
uce Ec uc Ec U cm cos t
26
3.3
晶体管 槽路
功率和效率
直流功率 交流功率 脉冲功率 正弦功率
2.槽路效率 TT 2.槽路效率 1.集电极效率 c 谐振回路 Q1 U I 0 尽量大，在 PO 2 cm c1m 1 Qcm 1I c max L 1Po 1UT Q0 QL U P Pcm 保证选频性能的前提下， L T c P P Q0 PS Ec I 2 Ec 0 I c max o 2 0 o Ec 尽量小（5~10）c 0 1 集电极电流利用系 0 数 ，尽量大 27
ic3
Ico
ωt
注意：高频调谐功率放大器，选频的对象是： 集电极电流 ic中的不同频率成分。
模拟电子技术课程习题 第三章 多级放大电路
第三章多级放大电路3.1 放大电路产生零点漂移的主要原因是[ ]A.放大倍数太大B.采用了直接耦合方式C.晶体管的噪声太大D.环境温度变化引起参数变化3.2 差动放大电路的设置是为了[ ]A.稳定放大倍数B.提高输入电阻C.克服温漂D.扩展频带3.3 差动放大电路用恒流源代替Re是为了[ ]A.提高差模电压放大倍数B.提高共模电压放大倍数C.提高共模抑制比D.提高差模输出电阻3.4 在长尾式差动放大电路中, Re的主要作用是[ ]A.提高差模电压放大倍数B.抑制零点漂移C.增大差动放大电路的输入电阻D.减小差动放大电路的输出电阻3.4 差动放大电路的主要特点是[ ]A.有效地放大差模信号，强有力地抑制共模信号B.既可放大差模信号，也可放大共模信号C.只能放大共模信号，不能放大差模信号D.既抑制共模信号，又抑制差模信号3.5 若三级放大电路的AV1=AV2=20dB,AV3=30 dB，则其总电压增益为[ ]A. 50dBB. 60dBC. 70dBD. 12000dB3.6 设计一个输出功率为10W的扩音机电路，若用乙类推挽功率放大，则应选两个功率管的功率至少为[ ]A. 1WB. 2WC. 4WD. 5W3.7 与甲类功率放大方式比较，乙类推挽方式的主要优点是[ ]A.不用输出变压器B.不用输出端大电容C.无交越失真D.效率高3.8 乙类放大电路是指放大管的道通角等于[ ]A.360oB.180oC.90oD.小于 90o3.9 集成功率放大器的特点是[ ]A.温度稳定性好，电源利用率高，功耗较低，非线性失真较小。
B.温度稳定性好，电源利用率高，功耗较低，但非线性失真较大。
C.温度稳定性好，功耗较低，非线性失真较小，但电源利用率低。
D.温度稳定性好，非线性失真较小，电源利用率高，功耗也高。
3.10 填空。
1、在三级放大电路中，已知|Au1|=50，|Au2|=80，|Au3|=25，则其总电压放大倍数|Au|= ，折合为 dB。
功率放大电路(模拟电子技术)
Po
Vo 2
2
.
1 RL
Vo 2 2RL
最大输出功率:
Pom
(Vom 2
)2
1 RL
4、直流电源供给的功率是多少？
PE PVC PVE
5、管耗是多少？ PT PE PO
6、效率是多少？ η Pom PE 100%
例题：电路参数如下，试计算最大输出功率T1管耗电流源
19
的损耗及效率，设T1的饱和电压VCES≈0.2V
令 vo Vom sin t 单个管子在半个周期内的管耗
PT1
=
1 2π
π
0 vCEiC
d( t)
1 2π
π 0
(VCC
vo
)
vo RL
d( t)
1 2π
π 0
(VCC
Vo
msint
)
Vo
msint
RL
d(
t)
1 2π
π
(VCCVom
sint
V2 om
sin2t )
d(
t)
0
RL
RL
1
工作状态小结 类别 工作点 波 形
甲类 较高
13
导通角 特点
无失真
360
效率低
乙类 最低
180 失真大 效率最高
甲乙类 较低
180 — 失真较大
360
效率较高
功率放大电路提高效率的主要途径:
降低静态功耗，即减小静态电流。
（4）功率放大电路的性能指标
14
p • 输出功率
： o
PO
V0I0
Vo2 RL
Pom
Vom 2
2
模拟电子技术及应用实验报告OTL功率放大器
课程名称模拟电子技术及应用实验序号 2实验项目OTL功率放大器实验地点实验学时 2 实验类型验证性指导教师专业 ____ 班级学号姓名2020 年12 月16 日(1)学会OTL 电路的调试及主要性能指标的测试方法。
(2)进一步理解OTL 功率放大器的工作原理。
二、实验内容图 3-4 所示为 OTL 低频功率放大器。
晶体管VT1组成推动级（也称前置放大级)，VT2、VT3是一对参数对称的PNP型和NPN 型晶体管，它们组成互补推挽OTL功放电路。
其中VT1工作于甲类状态，它的集电极电流I C1由电位器RW1进行调节。
IC的一部分流经电位器RW2及二级管VD，给VT2、VT3提供偏压。
调节Rw2，可以使T2、T3得到合适的静态电流而工作于甲、乙类状态，以克服交越失真。
静态时，要求输出端中点A的电位UA =1/2UCC，可以通过调节RW1来实现，又由于RW1的一端接在A点，因此在电路中引入交、直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。
当输人正弦交流信号ui 时，经VT1放大、倒相后同时作用于VT2、VT3的基极，ui的负半周使VT3导通（VT2截止)，有电流通过负载RL ，同时向电容C充电；在ui的正半周，VT2导通（VT3截止)，则已充电完毕的电容器C0起着电源的作用，通过负载RL.放电，这样在RL上就得到完整的正弦波。
C2和R构成自举电路，用于提高输出电压正半周的幅度，扩大动态范围。
OTL 电路的主要性能指标如下:(1)最大不失真输出功率Pom。
理想情况下：。
实验中，可通过测量RL 两端的电压有效值求得实际的Pom为。
(2)效率η。
计算公式为式中 PE——直流电源供给的平均功率。
理想情况下，ηmax = 78.5％。
在实验中，可测量电源供给的平均电流IDC，从而求得PE =UccIDC用上述方法求出负载上的交流功率，就可以计算实际效率了。
（3）输人灵敏度。
输人灵敏度是指输出最大不失真功率时，输入信号Ui的值（4）频率响应。
模拟电子技术基础-自测题答案
第1章半导体二极管及其基本应用1．1 填空题1．半导体中有空穴和自由电子两种载流子参与导电。
2．本征半导体中，假设掺入微量的五价元素，则形成N 型半导体，其多数载流子是电子；假设掺入微量的三价元素，则形成P型半导体，其多数载流子是空穴。
3．PN结在正偏时导通反偏时截止，这种特性称为单向导电性。
4．当温度升高时，二极管的反向饱和电流将增大，正向压降将减小。
5．整流电路是利用二极管的单向导电性，将交流电变为单向脉动的直流电。
稳压二极管是利用二极管的反向击穿特性实现稳压的。
6．发光二极管是一种通以正向电流就会发光的二极管。
7．光电二极管能将光信号转变为电信号，它工作时需加反向偏置电压。
8．测得某二极管的正向电流为1 mA，正向压降为0.65 V，该二极管的直流电阻等于650 Ω，交流电阻等于26 Ω。
1．2 单项选择题1．杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于( C )。
A．温度B．掺杂工艺C．掺杂浓度D．晶格缺陷3．硅二极管的反向电流很小，其大小随反向电压的增大而(B )。
A．减小B．基本不变C．增大4．流过二极管的正向电流增大，其直流电阻将( C )。
A．增大B．基本不变C．减小5．变容二极管在电路中主要用作(D )。
、A．整流B．稳压C．发光D．可变电容器1．3 是非题1．在N型半导体中如果掺人足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。
(√)2．因为N型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
(×)3．二极管在工作电流大于最大整流电流I F时会损坏。
(×)4．只要稳压二极管两端加反向电压就能起稳压作用。
(×)第2章半导体三极管及其基本应用2．1 填空题1．晶体管从结构上可以分成PNP 和NPN两种类型，它工作时有2种载流子参与导电。
2．晶体管具有电流放大作用的外部条件是发射结正偏，集电结反偏。
3．晶体管的输出特性曲线通常分为三个区域，分别是放大、饱和、截止。
4．当温度升高时，晶体管的参数β增大，I CBO增大，导通电压U BE 减小。
第3章模拟集成电路基础
模电拟 电子子 技技术 术
集成运放的电路结构特点
（1）因为硅片上不能制作大电容，所以集成运放均采用直 接耦合方式。 （2）因为相邻元件具有良好的对称性，而且受环境温度和 干扰等影响后的变化也相同，所以集成运放中大量采用各种 差分放大电路（作输入级）和恒流源电路（作偏置电路或有 源负载）。
（3）因为制作不同形式的集成电路，只是所用掩模不同， 增加元器件并不增加制造工序，所以集成运放允许采用 复杂的电路形式，以达到提高各方面性能的目的。
由场效应管同样可以组成镜像电流源、比例电流源等。T0～T3均为N沟道增强型 MOS管，它们的开启电压UGS(th)等参数相等。在栅-源电压相等时，MOS管的漏极 电流正比于沟道的宽长比。设宽长比W/L=S，且T0～T3的宽长比分别为S0、S1、 S2、S3。这样就可以通过改变场效应管的几何尺寸来获得各种数值的电流。
模电拟 电子子 技技术 术
比例电流源
基准电流 输出电流
分析
模电拟 电子子 技技术 术 比例电流源分析
微电流
输出电流可以大于或小于基准电流，与基准电流成比例关系。
模电拟 电子子 技技术 术
微电流源
基准电流 输出电流
分析
模电拟 电子子 技技术 术
微电流源分析
在已知Re的情况下，上式对输 出电流IC1而言是超越方程，可 以通过图解法或累试法解出IC1。
模电拟 电子子 技技术 术
长尾式差分放大电路
电路参数理想对称，Rb1=Rb2=Rb，Rc1=Rc2=Rc；T1管与 T2管的特性相同，β1= β 2= β ，rbe1=rbe2=rbe；Re为 公共的发射极电阻。
静态分 析 共模信 号作用
差模信 号作用
模电拟 电子子 技技术 术
第三章---高频功率放大器知识讲解
i(t) v(t) R
V 1msin1tV 2msin2t
R
输出电流中仅含ω１、ω２两个频率。
高频电子线路
若把它加到非线性元件 i v 2 上，则：
R
i(t) v(t)2
R
R 1 ( V 1 2 m s2 i1 t n V 2 2 m s2 i2 t n 2 V 1 m V 2 m si 1 ts ni 2 t ) n
高频电子线路
在电子技术中一些非常重要的现象和过程都属 于非线性现象和参量现象，工程上为了简化计算， 较多的场合不用求解微分方程，而采用一些近似 分析方法。 3.2.1非线性元件的特性
(1)、非线性电阻器
直流电阻
R Vo 1
Io tg
线性电阻器特性
高频电子线路
静态电阻 R Vo 1
Io tg
V2 1m (1c
2R
o2s1t)V 22R 2m(1c
o2s2t)
2V1mV2m[c R
o s1(2)t
c
o s1 (2)t]
可见，输电流中出现新频率：直流、２ω１、２ω２、 ω１＋ω２、ω１－ω２
高频电子线路
(3) 、非线性电路不满足叠加原理
对于非线性元件
i v2 R
，若 v 1 V 1 m sin 1 t
在输入信号很大时，非线性元件的特性可用折线 近似，如三极管的转移特性可用折线近似：
ic 0 ic g c (v B v Bz )
(v B v Bz ) (v B v Bz )
三极管的转移特性可用折线近似 高频电子线路
高频电子线路
3.3 谐振高频功率放大器原理
3.3.1.基本电路 3.3.2.工作状态
vb
模拟电子技术基础 3.3差分放大电路PPT课件
ic2 = ic1
而（对镜像源）：
二、双端变单端的转换电路
对共模信号：
ic4 = ic3 ≈ ic1
iL = ic4 – ic2 = 0
uoc = 0
ic2 = ic1
而
具有双端输出的效果！
3.3.4 差分放大电路的差模传输特性
O
ui
iC
iC1
iC2
I0
UT
-UT
4UT
采用 V3 管代替 R
4 FET管电流源
I0 = IREF
2、有源负载
以电流源取代电阻作放大电路的负载。
优点：既提高了电压放大倍数，又设置了合适的工作点。
一、电流源与有源负载
二、具有电流源的差分放大电路
二、具有电流源的差分放大电路
CMOS差分放大电路
V1、V2构成差放， V3、V4构成电流源作有源负载， V5、V6 、V7构成电流源提供偏置。
第3章 放大电路基础
3.1 放大电路的基础知识 3.2 基本组态放大电路 3.3 差分放大电路 3.4 互补对称功率放大电路 3.5 多级放大器
3.3 差分放大电路
3.3.1 基本差分放大电路
3.3.2 电流源与具有电流源的差分放大电路
3.3.3 差分放大电路的输入、输出方式
差分放大电路又称差动放大电路，简称差放，具有输出电压近似与两个输入电压之差成正比的特性，是集成运放中重要的基本单元电路。
3.3.3 差分放大电路的差模传输特性及应用
一、电路组成及静态分析
一般
3.3.1 基本差分放大电路
结构特点： 1 两个输入端，两个输出端； 2 电路结构和元件参数对称； 3 双电源供电； 4 RE是公共发射极电阻。
模拟电子技术基础知识功率放大器的失真与校正
模拟电子技术基础知识功率放大器的失真与校正模拟电子技术基础知识：功率放大器的失真与校正在模拟电子技术中，功率放大器起着至关重要的作用。
然而，功率放大器在实际应用中往往会产生失真的问题，影响音频、视频信号的质量。
本文将详细探讨功率放大器的失真机制以及常见的校正方法。
一、功率放大器失真的类型1. 线性失真线性失真是指当输入信号的幅度发生变化时，放大器输出信号的幅度也发生变化，但变化不符合输入信号的线性关系。
常见的线性失真包括增益非线性失真、交叉失真以及组合失真等。
2. 非线性失真非线性失真是指当输入信号幅度较小时，放大器输出信号存在非线性扭曲。
非线性失真会导致信号失真、频谱扩展、相位失真等问题，使得信号质量下降。
3. 相位失真相位失真是指放大器在对信号进行放大过程中，对信号的相位特性造成改变。
相位失真会导致信号相关性降低、音调改变等问题。
二、功率放大器失真的主要原因1. 饱和失真饱和失真是指当输入信号幅度超过放大器的输出能力时，放大器无法再将信号进一步线性放大，导致输出波形被削平，出现失真。
2. 截止失真截止失真是指当输入信号幅度较小时，放大器的输出信号不能完全线性放大，导致输出波形失真。
3. 偏置失真偏置失真是由于放大器的直流偏置电流不准确或变化导致的失真。
这种失真会导致输出信号的直流处于不稳定状态，出现直流偏移现象。
三、功率放大器失真的校正方法1. 反馈校正反馈校正是指通过将一部分输出信号引入到放大器的输入端进行比较，并将比较结果作用于放大器的输入端，来减小输出信号的失真。
反馈校正能够降低放大器的非线性失真，提高放大器的线性度。
2. 预失真校正预失真校正是通过在放大器输入端添加一个特殊的电路，使得输入信号在经过放大器之前发生特定的失真，使得在放大过程中失真得到部分抵消。
预失真校正可以有效降低功率放大器的非线性失真。
3. 功率拆分校正功率拆分校正是通过将输入信号进行拆分，并由多个放大器进行放大，再经过合并输出，从而降低每个放大器的失真程度。
(完整版)高频电子线路教案第三章高频功率放大器
三极管四种工作状态根据正弦信号整个周期内三极管的导通情况划分甲类：一个周期内均导通晶体管在输入信号的整个周期都导通静态I C较大，波形好, 管耗大效率低。
乙类：导通角等于180°晶体管只在输入信号的半个周期内导通，静态I C=0，波形严重失真, 管耗小效率高。
甲乙类：导通角大于180°晶体管导通的时间大于半个周期，静态I C 0，一般功放常采用。
丙类：导通角小于180°图3-4 各级电压和电流波形丙类(C类)高频功率放大器的折线分析法图3-5 3DA21静态特性曲线及其理想化cos cnm I +()cd t θωcos θ出电路 。
宽频带功率放大器没有选频作用。
因此谐波的抑制成了一个重要的问题。
为此，放大管的工作状态就只能选在非线性畸变比较小的甲类或甲乙类状态，效率较低，也就是说宽频带放大器是以牺牲效率作为代价来换取宽频带输出的 。
传输线变压器是将两根等长的导线紧靠在一起，并绕在高导磁率低损耗的磁芯上构成的。
最高工作频率可扩展到几百兆赫甚至上千兆赫。
传输线变压器与普通变压器在传输能量的方式上是不相同的，传输线变压器负载两端的电压不是次级感应电压，而是传输线的终端电压。
两根导线紧靠在一起，所以导线任意长度处的线间电容很大，且在整个线上均匀分布。
其次，两根等长导线同时绕在高μ磁芯上，所以导线上均匀分布的电感量也很大，这种电路通常又叫分布参数电路。
在传输线变压器中，线间的分布电容不影响高频能量的传输，电磁波以电磁能交换的形式在导线间介质中传播的。
u su su sR LR LR LR s R sR s (a) 结构示意图(c) 普通变压器的原理电路(b) 原理电路图u 1u 2u 1u 2u 1u 2。
高频电子技术第3章高频功率放大器的应用
3.1 谐振功率放大器
(2)晶体管输出电流、电压波形
当基极输入一余弦高频信号ui=ubm cos( ωt)时，基极与发 射极之间的电压为
(3. 1)
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3.1 谐振功率放大器
其波形如图3一3(a)所示，当ube的瞬时值大于晶体管的导通电 压UBZ时，晶体管导通，产生基极脉冲电流，由转移特性可 得集电极流过的电流或也为脉冲波形，如图3一3 (b)所示。将
图中示出动态特性曲线的斜率为负值，它的物理意义是:从 负载方面看来，放大器相当于一个负电阻，亦即它相当于交 流电能发生器，可以输出电能至负载。
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3.1 谐振功率放大器
(2)高频功率放大器的工作状态 功率放大器通常按晶体管集电极电流导通角θ的不同可划
分为甲类、乙类和丙类放大器。谐振功率放大器的工作状态 是指处于丙类或乙类放大时，在输入信号激励的一周内，是 否进入晶体管特性曲线的饱和区来划分，它分为欠压、临界 和过压3种状态，用动态特性能较容易地区分这3种工作状态。 图3 -8给出了丙类谐振高频功率放大器的3种不同工作状态 (欠压、临界和过压)的电压和电流波形。
处于放大区，对应的Ucm1较小，通常将这样的工作状态称为
欠压状态，对应的集电极电流为尖顶脉冲。当Ucm增大到Ucm
= Ucm2时，动态特性要变化，其A点由Ucemin与Ubemax决定相交
第3章 高频功率放大器的应用
3.1 谐振功率放大器 3.2 宽带高频功率放大器 3.3 倍频器 3.4 技能训练3：高频功率放大与发射实训
第3章 高频功率放大器
高频功率放大器的功能是用小功率的高频输入信号去控
制高频功率放大器，将直流电源供给的能量转换成大功率的
模拟电子技术项目化教程教材答案
模拟电子技术项目化教程教材答案第一章：引言1.1 简介本教程旨在介绍模拟电子技术的基本原理和应用，并通过项目化教学的方式帮助学生深入理解和应用这些知识。
本教材答案提供了与教材相对应的习题答案，以帮助学生检验自己的学习成果。
1.2 适用范围本教材答案适用于学习模拟电子技术的学生，包括电子工程专业的本科生和研究生。
第二章：电子元件和电路基础2.1 电子元件2.1.1 晶体管习题1：晶体管的基本结构是什么？它的工作原理是什么？答案：晶体管由三个掺杂不同材料的半导体层构成，即 P型半导体、N 型半导体和 P 型半导体。
晶体管的工作原理是通过控制基极电流，来控制集电极和发射极之间的电流流动，从而实现放大或开关功能。
2.1.2 二极管习题2：二极管的作用是什么？它的正向和反向特性有什么区别？答案：二极管的作用是将电流只能沿一个方向通过。
在正向特性下，二极管可以近似看作一个导电性很好的开关，电流可以顺畅地通过。
在反向特性下，二极管的导电性非常低，电流无法通过。
2.2 电路基础2.2.1 电阻习题3：如果在一个电路中连接了一个10 欧姆的固定电阻，通过该电阻流过的电流是 2 安培，求该电路中的电压。
答案：根据欧姆定律，电压等于电流乘以电阻，即 V = I * R，代入已知数值可得V = 2 A * 10 Ω = 20 V。
2.2.2 电容习题4：如何计算一个电容器的电流？答案：电容器的电流可以通过求解电容器两端的电压随时间变化的导数来计算，即 I = dQ/dt，其中 I 是电流，Q 是电容器的电荷量，t 是时间。
2.3 实践项目习题5：请设计一个模拟电子技术的实践项目，并给出关键步骤和所需材料。
答案：一个例子是设计一个音频放大器电路。
关键步骤包括：选择适当的放大器电路拓扑结构，设计大小适当的功率放大器模块，选择合适的音频输入输出接口，优化电路参数以提高放大效果。
所需材料包括：晶体管、电容、电阻、音频接口等。
第三章：放大电路和运算放大器3.1 放大电路3.1.1 放大器的分类习题6：请列举几种常见的放大器类型，并简要介绍它们的特点。
电子技术基础课件第3章 集成运算放大器及正弦波振荡电路
图中VT3组成分压式工作点稳定电路，该电路当温度发生变 化时，Ie3基本不变，且
从而阻止了Ic1、Ic2随温度升高而增大，起到抑制零漂的作用。
*3.1.4 差动放大电路的4种接法
1．单端输入、双端输出式 单端输入、双端输出式差动放大电路如图3.3所示。
2．双端输入、单端输出式 双端输入、单端输出式差动放大电路如图3.4所示。
② 中间级。其作用是提供较高的电压放大倍数，一般由共发射 极放大电路组成。
③ 输出级。输出级的作用是提供一定的电压变化，通常采用互 补对称放大电路。
④ 辅助环节。使各级放大电路有稳定的直流偏置。
2．集成运放符号
集成运放是高电压放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直 接耦合放大电路，由于直接耦合放大电路存在零点漂移问题，所 以对零漂影响最大的第一级电路往往采用差动放大器。
（a）新符号
（b）旧符号
图3.9 集成运放的图形符号
3．主要参数 集成运放的性能可以用各种参数来反映，为了合理正确地
选择和使用集成运放，下面介绍集成运放的主要性能指标。 ① 开环电压放大倍数Auo：指无反馈时集成运放的差模电压放大 倍数。 ② 差模输入电阻rid：指差模输入时运放无外加反馈回路时的输 入电阻。
集成电路按电路功能可分为模拟集成电路和数字集成电路， 模拟集成电路主要有集成功率放大器、集成运算放大器、集成 稳压器等。由于集成电路体积小、稳定性好，因而在各种电子 设备及仪器中得到了广泛的应用。
3.2.1 集成电路的特点
与分立元件电路相比，集成电路具有以下突出特点。 1．可靠性高、寿命长 2．体积小、重量轻 3．速度高、功耗低 4．成本低
3．抑制零点漂移的措施 ① 选用稳定性能好的高质量的硅管。
② 采用高稳定度的稳压电源可以抑制电源电压波动引起的零漂。
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电压放大器的主要要求是：电压放大倍 数要尽可能大、较大的输入和较小的输出电 阻等，主要作用是放大电压，而输出的功率 并不一定大。
功率放大器电路的要求是：输出功率要 尽可能大、效率要高、非线形失真要小。主 要作用是放大功率，而输出的电压并不一定 最大。
3.1.1功率放大器的特点
在乙类互补推挽功率放大器中，由于三极管没有静态偏置
电路，即它的ICQ=0，这样，当输入信号的幅值较小时
（小于放大管的门坎电压），V1、V2两管. 都不导通，iC1、
iC2基本为零，负载RL中无电流通过（也没有电压输出），
会出现一段死区，这种现象就是所谓的. 交越失真。
+Ucc
ui
V1
iC1
iL 交越失真
2U CC
U CC U CES
RL
（3）效率η
η= Pom = U CC U CES
PE m ax
4
U CC
若忽略功放管的饱和压降，以上各项分别为
Pom =
U
2 CC
2RL
PE
η=
m
a
xP=PEICom×max2U=CπC/=4=278UR.5C2L%C
3.功放管的选择
（1）最大管压降U（BR）CEO 当管子截止时将承受最大管压降，即 UCEmax=2UCC-UCES≈2UCC
1.要求输出功率PO 尽可能大
P0
I0U 0
I om 2
U om 2
1 2
I
0mU
om
2. 效率η要高
Po
PE
3.非线形失真要小
3.1.2功率放大器的种类及其特点
1.甲类功率放大器
• 电路的优点是在输入信号的 整个周期内三极管都处于导 电状态,输出信号失真较小
• 缺点是三极管有较大的静态 电流ICQ,这时功放管的静态功 耗PV大
iC
iC
Q
iB＝ 0
Q iB＝ 0
O
uCE
O
uCE
(b)
（b）乙类
(c)
（c）甲乙类
.
3.2 互补推挽功率放大器
3.2.1 工作在乙类的互补推挽功率放大器电路 •电路组成
.
.
+U cc
V1
iC1
+U cc
V1
-U cc
V2 .
.
+
-
.
ui
V2
RL uo
ui iC1
-
+
RL uo
-
ui
+
iC2
RL
-
挽功率放大器
+Ucc
R1 V3
V1
V2
C1 +
+
ui
-
R2
.
.
+ C2 +
RL uo
V4
-
-Ucc
.
.
3.2.3 单电源互补推挽功率放大器
1．电路组成
+Ucc R1
V3
R2
V1
C1 +
V2
+
ui
-
R3
+ C2 +
RL uo
V4
-
.
.
2.工作原理
在输入信号正半周, V3导通,V4截止, V3以射极 输出器形式将正向信号传送给负载, 同时对电容C2 充电；在输入信号负半周时, V3截止, V4导通, 电容 C2放电, 充当V4管直流工作电源, 使V4也以射极输 出器形式将负向信号传送给负载，这样, 负载RL上 得到一个完整的信号波形。 只要选择时间常数
PV
PE
令 P0
2U omUCC
RL
U
2 om
2RL
令 dPV dU om
，0 则可求得U om=
2U CC
时，两管的管耗最大。
选择三极PV管时PV，1 应P使V 2三极2U管2 RC2C的L 极限42 参Po数m PCM0.4Pom
PCM 0.2Po m
3.2.2 工作在甲乙类的互补推挽功率放大器
wt
wt
O
+
ui
-
V2 i L
+
RL uo
O
-
iC2
-U cc
.
为了减小和克服交越失真，可使用上图所示的电路，
在三极管. V3、V4两基极间加上二极管V1、V2，利用. 二极 管的正向电压UV=UV1+UV2为三极管V3、V4提供一定的正 向偏置电压，使V3、V4处于微导通状态。从而有较小的
IC3和IC4。电路工作在甲乙类状态，称为甲乙类的互补推
uo
+
i C2
.
-U cc . .
a)
.
b)
c)
.
.
• 电路工作原理
图 (b)(c)所示的射极输出器在输入信号的每个
周期内，各导电约半个周期。当输入信号ui处于 正半周时，V2截止，V1导通并处于放大状态，电 流iC1流过负载RL；而当输入信号ui处于负半周时， V1截止，V2导通并处于放大状态，电流iC2流过负 载RL，由此便在负载上产生完整的电压波形。这 样，如图 (a)所示电路实现了静态时管子不取电流）CEO＞UCEmax=2UCC
（2）集电极最大电流ICM
负载上达最大电压UCC-UCES时，集电极电流达最大值，即
I CM
U CC U CES RL
U CC RL
选择三极管时，应使三极管的极限参数
I CM
U CC RL
（3）集电极最大允许耗散功率PCM 两功放管总的集电极耗散功率
半个周期波形进行放大，另半个周期波形需要由另 外一只功放管放大，因而用两只功放管互补工作。
3.甲乙类功率放大器
功率放大器的静态工作点选在放大区中靠近截止 区的位置, 如图（c）所示。即放大器在输入信号 的半个多周期内有集电极电流, 这样既能有效克服 乙类放大电路的失真问题, 又能提高放大器的转换 效率。实用的功率放大器常采用这种工作状态。
而有信号时，V1、V2轮流导电，组成推挽式电路。
•功率和效率的计算
（1）输出功率PO
负载电压的最大幅值Uom为： Uom=UCC-UCES
负载电流的最大幅值Iom为： Iom=（UCC-UCES）/RL
输出功率 ：
Po
U om 2
I om 2
U om I om 2
最大功率：
Pom
=
U om I om 2
=
UCC UCES 2 2RL
（2）直流电源提供的功率PE 流过两电源的平均电流相等且均为：
IC=
1
2
0
I om
s in td t
1
I om
1 U CC U CES
RL
输出功率最大时，两电源也提供最大功率 ：
PE max =IC×2UCC=
• 效率最高也只能达到50％。 一般情况下η≤35％。
iC
Q
uCE
(a)
2.乙类功率放大器
•功率放大器的优点是静态工作点在三极管截止区边 缘，如图（b）所示。输入信号只有半个周期内有 电流流过,由于三极管的静态电流ICQ≈0, 功放管的静 态功耗PV很小，近似为零，所以能量转换效率η高, 一般η≤78.5％。 •它的缺点是由于在输入特性死区内不产生信号波形， 因此出现了严重的非线性失真，只能对输入信号的