第五章放大器基本结构
同相放大器结构原理
同相放大器结构原理运放电路被当作运算放大器应用时，必须工作于闭环状态——将OUT 端输出电压引回IN-端构成负反馈通路，如果OUT端与IN-端直接短接，即将输出电压信号全部地引回至反相输入端，则放大器将失掉电压放大能力，处于电压跟随器的工作状态。
1、电路跟随器图1 电压跟随器的电路形式之一以图1中的a电路为例，以输入、输入的原始状态对地电压为0V为静态工作点，分析电压跟随器电路的工作原理。
当放大器同相输入端由原始状态跃升为1V输入信号电压时，因输入端IN+> IN-，Q1开始导通，使输出端向+15V靠近；因输出端反馈信号全部馈回IN-反相输入端的缘故，由放大器脾性可知，至IN-端电压也为1V，两输入端电压相等时，电路进入平衡状态；当IN+端输入负电压信号时，此时因IN－> IN+，Q2导通，使输出电压向-15V靠近，直至两输入端电压相等时，电路进行平衡状态。
由此推知，当IN+端输入电源范围以内的电压信号，其输出端也必然输出相应的相等的输出电压。
由电压跟随器电路，可以找到该电路的两个基本特点：（1）、闭环状态下，当电路达到平衡状态后（实际上，电路的控制速度非常之快，当我们下笔测量时，调整过程已经结束），两输入端电压相等，即其电压差为0V；（2）、针对电压跟随器这个“特型电路”，其三端——两个输入端和输出端电压——是完全相等的。
若有不等，即电路是坏掉的。
上述（1）即教科书中说到的“虚短”概念，适用于一切由运放构成的放大器电路。
那么既然输入、输出电压是完全相等的（即无电压放大作用），添加该级放大器岂不是无用的？答案是否定的。
电压跟随器是一个阻抗变换器，变输入高阻为低阻输出，提高带载能力，置身于前、后级电路之间，起到隔离和缓冲作用。
如MCU信号输出端口输出2V电压信号时，因拉电流能力约1mA左右，无法直接驱动发光二极管，接入电压跟随器后，同样的电压幅度，则具备了驱动发光二极管的能力。
基本放大电路ppt课件
两线的交点即是Q点，得到IBQ 。在输出特性曲线上，作出直流负载线
VCE=VCC－ICRC，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ 。
图12-8 静态工作情况图解
②动态工作情况分析 Ⅰ 交流通路及交流负载线 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/(RL∥Rc)直线，该直线即为交流 负载线。交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。R'L= RL∥Rc，是交流负载电阻。 Ⅱ 输入交流信号时的图解分析 通过图解分析，可得如下结论：
（1）vi vBE iB iC vCE | vo | （2）vo与vi相位相反； （3）可以测量出放大电路的电压放大倍数； （4）可以确定最大不失真输出幅度。
图12-9 动态工作情况图解
3．放大电路三种 基本组态的比较
共发射极放大电路
共集电极放大电路
共基极放大电路
电 路 组 态
电
压 增
(RC // RL )
图12-3 放大电路的幅频特性曲线
▪ 2．共射极放大电路
根据放大器输入输出回路公共端的不同，放大器有共发射极、共集电极和共基 极三种基本组态，下面介绍共发射极放大电路。 （1）电路组成 共射极基本放大电路如图12-4所示。
图12-4 共发射极基本放大电路
▪ 具体分析如下： ▪ ①Vcc:集电极回路的直流电源 ▪ ②VBB:基极回路的直流电源 ▪ ③三极管T：放大电路的核心器件，具有电流放大
便于计算和调试。
（2）因为耦合电容的容量较
（2）电路比较简单，体积 大，故不易集成化。
较小。
（1）元件少，体积小，易 集成化。
（2）既可放大交流信号， 也可放大直流和缓变信号。
晶体管放大器结构原理图解
晶体管放大器构造原理图解功率放大器的作用是未来自前置放大器的信号放大到足够能推进相应扬声器系统所需的功率。
就其功率来说远比前置放大器简单，就其耗费的电功率来说远比前置放大器为大，因为功率放大器的实质就是将沟通电能“转变”为音频信号，自然此中不行防止地会有能量损失，此中尤以甲类放大和电子管放大器为甚。
一、功率放大器的构造功率放大器的方框图如图1-1 所示。
1、差分对管输入级输入级主要起缓冲作用。
输入输入阻抗较高时，往常引入必定量的负反应，增添整个功放电路的稳固性和降低噪声。
前置激励级的作用是控制后来的激励级和功绩输出级两推挽管的直流均衡，并供应足够的电压增益。
激励级则给功率输出级供应足够大的激励电流及稳固的静态偏压。
激励级和功率输出级则向扬声器供应足够的激励电流，以保证扬声器正确放音。
其他，功率输出级还向保护电路、指示电路供应控制信号和向输入级供应负反应信号（有必需时）。
一、放大器的输入级功率放大器的输入级几乎一律都采纳差分对管放大电路。
因为它办理的信号很弱，由电压差分输入给出的是与输入端口处电压基本上没关的电流输出，加之他的直流失调量很小，固定电流不再一定经过反应网络，所以其线性问题简单办理。
事实上，它的线性远比单管输入级为好。
图1-2 示出了 3种最常用的差分对管输入级电路图。
图 1-2 种差分对管输入级电路1、加有电流反射镜的输入级在输入级电路中，输入对管的直流均衡是极其重要的。
为了获得精准的均衡，在输入级中加上一个电流反射镜构造，如图1-3 所示。
它能够迫使对管两集电极电流近于相等，进而能够对二次谐波正确地加以抵消。
其他，流经输入电阻与反应电阻的两基极电流因不相等所造成的直流失调也变得更小了，三次谐波失真也降为不加电流反射镜时的四分之一。
在均衡优秀的输入级中，加上一个电流反射镜，起码可把总的开环增益提升6Db。
而对于预先未能获得足够好均衡的输入级，加上电流反射镜后，则提升量最大可达 15dB 。
《单级放大器》课件
共栅放大器
适用于宽带、低噪声、高速应 用，具有较高的增益和带宽。
差分放大器
适用于抑制共模干扰和消除零 点漂移，具有较高的线性度和
较低的失真。
06
CATALOGUE
单级放大器的调试与维护
单级放大器的调试方法
静态工作点的调试
通过调节偏置电阻，观察放大器的输 入和输出波形，确保工作点设置在合 适的区域。
03
CATALOGUE
单级放大器的电路分析
电压放大倍数
电压放大倍数是指输出电压与输入电压的比值，用于衡量放大器对信号的放大能力 。
电压放大倍数的大小取决于电路元件的参数和连接方式，可以通过计算和测量来确 定。
电压放大倍数的计算公式为：A = (Rc / Re) * (1 + β)，其中Rc是集电极电阻，Re是 发射极电阻，β是晶体管的电流放大倍数。
失真
表示放大器输出信号与输入信 号相比产生的畸变程度。
02
CATALOGUE
单级放大器的基本结构和工作 原理
单级放大器的基本结构
输入级
偏置电路
接收微弱信号并将其放大，是放大器 的第一级。
为放大器提供合适的工作点，使放大 器正常工作。
输出级
输出放大的信号，是放大器的最后一 级。
单级放大器的工作原理
设计反馈网络
为了稳定放大器的性能，需要设 计合适的反馈网络。
确定放大倍数
根据需求确定放大器的放大倍数 。
考虑散热和封装
对于大功率放大器，需要考虑散 热和封装问题。
单级放大器的设计实例
01
02
03
04
共射放大器
适用于低频、大功率应用，具 有较高的输入阻抗和较低的输
低噪声放大器..
5） C
C 0 VBC 1 0
n
反偏集电结电容
6） 7）
Ccs 集电结与衬底间的势垒电容
rbb ' 、ree 、 rcc 为各极的体电阻
大倍数下降为 1 时的频率
8） 特征频率 fT 定义为共射输出短路电流放
gm gm fT 2 (C C ) 2 C
3） 有源偏置电路
有源偏置电路具有相 当出色的温度稳定性，但 同时也带来了元件数目增 多，电路结构复杂等缺点。 在放大器的温度稳定性要 求比较高的时候，可以考 虑采用这种偏置电路。
有源偏置电路
3）传输线偏置电路
传输线偏置电路
传输线偏置法可以抑制偶次谐波，并且还可以 改善放大器的稳定性。
固定基流偏置电路
IIP3
Input VSWR
－11.1dBm
1.5
－3dBm
1.2
Output VSWR
隔 离
3.1
21dB
1.4
21dB
从表中可以看出，低噪声放大器的主要指标为： 噪声系数 增益 线性范围
输入输出阻抗的匹配
功耗
输入输出的隔离
以上各项指标并不独立，是相互关联的，在 设计中如何折中，兼须各项在指标，是设计的 重点也是难点。
C gd ---漏极与源极电容
rG 、 rS 、 rD 分别为各极的欧姆电阻，rds 是漏源电
阻， R 是串联栅极电阻 i
对于GaAs FET ，这些参数的典型值为
Ri 7
C gs 0.3 pF
rds 400 Cds 0.12 pF
gm 40mS
C gd 0.01 pF
基极分压射极偏置电路
光纤放大器结构及原理
光纤放大器结构及原理
光纤放大器的基本结构主要包括信号源、泵浦源、掺杂光纤、耦合器、隔离器等部分。
其中，掺杂光纤是核心部件，实现信号光的放大。
耦合器将信号光和泵浦光有效耦合进掺杂光纤。
隔离器用来防止反向传输光对光器件的损伤，确保放大器稳定工作。
光纤放大器的原理基于激光的受激辐射，通过将泵浦光的能量转变为信号光的能量实现放大作用。
在光纤中掺杂稀土离子（如铒、镨、铥等）作为激光活性物质，当适当的光信号通过时，亚稳态电子会发生受激辐射效应，放射出大量同波长光子，从而实现信号光的放大。
光纤放大器的种类有很多，其中掺铒光纤放大器（EDFA）是最常用的一种。
EDFA的组成基本上包括了掺铒光纤、泵浦激光器、光合路器几个部分。
基于不同的用途，掺铒光纤放大器已经发展出多种不同的结构。
以上内容仅供参考，如需更全面准确的信息，可以查阅光纤通信相关的书籍或文献，也可以咨询该领域的专家。
功率放大电路
授课教师：徐升鹏
项目：功率电路制作
2020/5/16
2
第五章 功率放大电路
§ 5.1 功率放大电路的一般问题 § 5.3 乙类双电源互补对称功放电路 § 5.4 甲乙类互补对称功放电路 § 5.5 集成功率放大器
引言
多级放大电路:
几级放大电路的串联构成的电路
多极放大电路中，输出的信号往往需要送到 负载，去驱动一定的装置，或驱动执行装置， 通常采用的就是功率放大电路。
引言
本章的主要内容就是由晶体管BJT组成的 功率放大电路。
前面所讨论的放大电路主要用于增强电压 幅度或电流幅度，因而相应地称为电压放大 电路或电流放大电路。强调的是不同的输出量。
2020/5/16
5
§ 5.1 功率放大电路的一般问题
功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级， 以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动 作、 仪表指针偏转等。
T2 RL
-VCC
甲乙类双电源互补对称功放电路OCL
1.克服交越失真的措施：
+VCC
电路中增加 R1、D1、D2、R2
R1
T1
支路
D1
静态时: T1、T2两管发射 结电位分别为二极管
D1、 D2的正向导通压 降，致使两管均处于
微弱导通状态.
vi D2 R2
VL iL T2 RL
在负载上静态时电流为零，电压为零。 -VCC
集成功放LM384： 生产厂家：美国半导体器件公司 电路形式：单电源 输出功率：8负载上可得到5W功率 电源电压：最大为28V
集成功放 LM384管脚说明:
14 -- 电源端（ Vcc）
3、4、5、7 -- 接地端（ GND） 10、11、12 -- 接地端（GND）
晶体管放大器结构原理图解
晶体管放大器结构原理图解功率放大器的作用是将来自前置放大器的信号放大到足够能推动相应扬声器系统所需的功率。
就其功率来说远比前置放大器简单，就其消耗的电功率来说远比前置放大器为大，因为功率放大器的本质就是将交流电能“转化”为音频信号，当然其中不可避免地会有能量损失，其中尤以甲类放大和电子管放大器为甚。
一、功率放大器的结构功率放大器的方框图如图1-1所示。
1、差分对管输入级输入级主要起缓冲作用。
输入输入阻抗较高时，通常引入一定量的负反馈，增加整个功放电路的稳定性和降低噪声。
前置激励级的作用是控制其后的激励级和功劳输出级两推挽管的直流平衡，并提供足够的电压增益。
激励级则给功率输出级提供足够大的激励电流及稳定的静态偏压。
激励级和功率输出级则向扬声器提供足够的激励电流，以保证扬声器正确放音。
此外，功率输出级还向保护电路、指示电路提供控制信号和向输入级提供负反馈信号（有必要时）。
一、放大器的输入级功率放大器的输入级几乎一律都采用差分对管放大电路。
由于它处理的信号很弱，由电压差分输入给出的是与输入端口处电压基本上无关的电流输出，加之他的直流失调量很小，固定电流不再必须通过反馈网络，所以其线性问题容易处理。
事实上，它的线性远比单管输入级为好。
图1-2示出了3种最常用的差分对管输入级电路图。
图1-2种差分对管输入级电路1、加有电流反射镜的输入级在输入级电路中，输入对管的直流平衡是极其重要的。
为了取得精确的平衡，在输入级中加上一个电流反射镜结构，如图1-3所示。
它能够迫使对管两集电极电流近于相等，从而可以对二次谐波准确地加以抵消。
此外，流经输入电阻与反馈电阻的两基极电流因不相等所造成的直流失调也变得更小了，三次谐波失真也降为不加电流反射镜时的四分之一。
在平衡良好的输入级中，加上一个电流反射镜，至少可把总的开环增益提高6Db。
而对于事先未能取得足够好平衡的输入级，加上电流反射镜后，则提高量最大可达15dB。
另一个结果是，起转换速度在加电流反射镜后，大致提高了一倍。
第5章 光放大器
（1） 宽的增益平坦度（30 nm）。如对1500 nm波 长 区 的 宽 带 信 号 放 大， 最 高 带 宽 已 达 到80 nm， 是 EDFA最佳数据的两倍。在1530～1610 nm的波长区， 得到了20 dB以上的增益，增益平坦度达1.5 dB。 （2） 放大波段向长波长移动。硅和氟EDFA大约
拉曼光纤放大器的主要问题在于所需泵浦的种类， 其次是如何使放大器本身作为一个谐振腔来获得高数 量级的拉曼效应。 目前， 拉曼光纤放大器的小信号增 益为30 dB， 饱和输出功率为+25 dBm， 特别适于作光 功率放大级。
5.4 其他光纤放大器
1. 掺镨光纤放大器（PDFA） EDFA光纤放大器只能对1550 nm波段的光信号进 行放大，为了能对1310 nm波段的光信号进行放大， 人们在光纤中掺入镨。PDFA具有高的增益（约30 dB） 和高的饱和功率（20 dBm），适用于EDFA不能放大
放 大器
电 光变 换 (E /O )
光纤
光 的范 围
电 的范 围
光 的范 围
图5.1 传统的中继器原理框图
尽管这种方式对于单个波长且数据速率不太高的 通信很适用， 但对于高速率的多个波长系统显然是相 当复杂的， 每一波长就需一个再生器， 如有N个波长 就需要N个这样的再生器，造价是相当高的。另一方面， 对于很高的数据速率，电放大器的实现难度很大。 因 此， 人们试图对光信号直接放大， 如果这种放大的带 宽较宽， 则可以同时对多个波长进行放大，因而只需 一个放大器即可。 人们经过很大的努力， 终于研制成
模光纤的构造一样， 如图5.3所示。 铒离子位于EDF的
纤芯中央地带， 将铒离子放在这里有利于其最大地吸 收泵浦和信号能量， 从而产生好的放大效果。
放大电路的工作原理
放大电路的工作原理
放大电路是电子设备中常见的一种电路，它可以将输入信号放大到所需的幅度，从而实现信号的增强和处理。
放大电路的工作原理主要包括放大器的基本结构、放大器的工作原理和放大器的分类。
首先，放大电路的基本结构包括输入端、输出端和放大器。
输入端接收输入信号，输出端输出放大后的信号，而放大器则是实现信号放大的关键部件。
放大器通常由电子元件如晶体管、电阻、电容等组成，通过这些元件的协同作用，实现对输入信号的放大。
其次，放大电路的工作原理是利用放大器对输入信号进行放大。
当输入信号进
入放大器后，放大器会根据其内部的电路结构和工作原理，对输入信号进行放大处理，从而得到放大后的输出信号。
放大器通常会根据信号的不同特性，采用不同的放大方式，如电压放大、电流放大、功率放大等。
最后，放大电路根据其工作原理和放大方式，可以分为多种不同类型的放大器，如电压放大器、功率放大器、运放放大器等。
每种放大器都有其特定的应用场景和工作特性，可以根据实际需求选择合适的放大器类型。
总的来说，放大电路的工作原理是通过放大器对输入信号进行放大处理，从而
得到所需的输出信号。
放大电路在电子设备中有着广泛的应用，是实现信号处理和增强的重要组成部分。
通过对放大电路的工作原理和分类的了解，可以更好地理解其在电子设备中的作用和应用。
第5章 直流放大器
=6.3v 1、 直接耦合后，由于Ub2不会有很大的增加，迫使T1处于接 近饱和的状态。
2、 直接耦合后，Rc1作为T2的偏流电阻，且由于Rc1＜Rb2使 IB2大大增加，使T2处于深度饱和状态。
解决办法
5.1 直流放大器
二、 存在的两个特殊问题
方案1：
（一）、前后级Q点相互影响
Rb1 RC1
Rb1
输出级特点----由射极输出器组成，带负载能力强。 偏置部分---提供直流电源
5.3 集成运算放大器
二、 集成运放的电路组成及符号
3、结构符号
a
输入级
中间级
输出级
举例1：Vpb=0，VN=Vi=1mV，Avd=100000；求Uo值？
Uo= -100000mV Uo=Avd（Vp-Vn）
举例2： VN=0，Vp=Vi=1mV，Avd=偏10置0000；求Uo值？
当uI≠0时， ui1=-ui2， 则uo1=-uo2，同时VC1=-VC2，则输出信号 uo=uo1-uo2=2uo1，即输入信号不为零且相反时，输出信号也不 为零。
5.2 差分放大器
三、 对共模信号的抑制作用
R1 RC
共模( common mode)信
Rs
号：uc 定义：大小相等，
ui1 ui ui2
（二）、零点漂移现象 1、什么是零点漂移（零漂）
uo
在直流放大电路中，我们把
输入信号为零时，输出电压
偏离其初始值的现象称为零
点漂移。 即Ui=0，而Uo≠0；
0
Uo=4.21V
有时会将 信号淹没
t
ui
Au=20 U01=10mv Au=20 U02=210mv Au=20 U01=4.21v
第五章-微波晶体管放大器和振荡器
5.2.2微波场效应晶体管
微波场效应晶体管有以下三种 •金属—半导体 MESFET •PN结场效应管 JFET •绝缘栅场效应管 IGFET 以砷化镓或磷化铟N沟道MESFET的微波性能最佳，这种器件也 叫肖特基势垒栅场效应管 1.微波场效应管的结构、工作原理和等效电路
Ls
L
Ld
Vd
Vg
制作过程：在本征砷化镓材料作衬底，电阻率为108Ω.cm，基本为 绝缘体，在衬底上生长一层厚度约0.15μm到0.35μm的n型外延 层，称为沟道，在沟道上方制作源极、栅极和漏极，源极和漏极 的金属与n型砷化镓接触形式为欧姆接触，栅极金属和n型半导体 形成肖特基势垒 在n型半导体内部形成一层载流子完全耗尽的薄层，该耗尽层 的作用就像一个绝缘区，它压缩了n层中供电流流动的面积，当在 栅极增加负压Vg时，内建电场与外加电场方向相同，耗尽层变 宽，沟道的厚度变薄，变薄的程度受到栅极反向电压的控制，如 果不断增加负栅压，当达到某一值-Vp时，沟道厚度变为零，即沟 道被耗尽层夹断了，这时的栅压-Vp称为夹断电压 在如果不加栅压，当加漏电压Vd时，沟道中有电流流过，由 于沟道有一定的电阻，因此沟道中就产生电压降，从源极到漏极 的电位越来越高，这时如果将源极和栅极相连，该电压就会作用 到栅极和n沟道之间的结上，而且是反偏的，故会使耗尽层变厚， 沟道变薄，由于该电压是沿沟道分布的，因而在栅极有效控制范 围内，漏端电压较大，耗尽层较宽，可见源端电压较小，耗尽层 较薄，即耗尽层沿沟道的分布是不均匀的。
单位为欧姆
当微波晶体管的直流电流增益 h fe > 10( f / fT ) 时，利用上式 计算的误差较小
由上式可见，为了降低噪声系数，应该提高 fT ，降低基极电 阻 rb′ ，但是由于噪声系数是集电极电流 I c 的函数，集电极 电流降低，会使集电极和基极电流产生的散弹噪声降低，但 同时会使 re 减小，将导致发射结的充电时间 τ e 增大，从而 使 fT 降低，因此集电极电流有一个最佳值，使噪声系数最 小，对于小信号低噪声微波双极晶体管，该最佳噪声电流一 般为1~3mA 噪声系数的典型曲线
第五章-集成运算放大器的线性应用全篇
ui1
R
ui2
R
-Δ ∞
R3 i3
+
+
uO1
-Δ ∞
+
u0
+
加/减运算电路
实现将若干个输入信号之和或之差按比例 放大的电路，称为加/减运算电路。
反相加法器
同相加法器
减法器
加减器
加法与减法运算电路（1）
i3
ui3
if Rf
➢反相加法器(Summing Amplifer)
R3
电路结 构特点
Rf引入深度负反馈 输入信号均加入反向端
(1
Rf R1
)ui
比例运算电路（5）
输入电阻
rif
ui I
ui 0
因为电路引入电压负反馈， 输出电阻 ro=0
if Rf
i1 R1 I- -Δ ∞
+
+
+
+
ui
R’
u0 -
-
ui R’
当Auf=1时，称为电压跟随器。
此电路是电压并联
Rf
负反馈，输入电阻大，
输出电阻小，在电路
-Δ ∞ +
+
u0 ui
_
uo1= ui1=-1V
+
ui1
+
R1
R2
R1
R1
_
+
ui2
+
RP uo2= ui2(1+R2/R1)=3V
R2
_
uo
+
+
R2
uo=
R2 R1
(uo2- uo1)
=(20/10)[3-(-1) ]
差动放大电路 (课件)
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。 虚短 在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端 视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。 虚地 如将运放的同相端接地V+=0，则V-=0,即反相端是一 个不接“地”的“地”，称为“虚地”
4.共模抑制比CMRR=∞;
5.开环带宽BW=∞;
6.失调、漂移和内部噪声为零。
二、理想运放的工作状态及其特点
IVV+ I+
Vo + Vo VOH 理想
VOH为正向输出饱和电压 VOL为负向输出饱和电压
其数值接近运放的正负
电源电压 分析应用电路 的工作原理时， 首先要分清运 放工作在线性 区还是非线性 区。
2rbe
1 ( Rc // RL ) 2 rbe
( Rc // RL )
2rbe
2rbe
2rbe
1 [rbe (1 )2ro ] 2
2Rc Rc
1 [rbe (1 )2ro ] 2 Rc 2R
c
集成运算放大器概述
集成运算放大器结构特点
集成运算放大器组成及各部分作用 集成运算放大器主要参数 理想集成运算放大器及两个工作区域
1 R L 2 R b rbe
C1为反向输出端,C2为同向输出端
rid=2(Rb+rbe)
rod ≈ Rc
3.对共模信号的抑制作用分析 Uic1=Uic2=Uic
工作原理
Ibc1=Ibc2 Iec1=Iec2
流过Ree上的电流： Iec=Iec1+Iec2=2 Iec1 Ree上的电压：URee=Iec12Ree 画交流通路时，单管射极电阻应为2Ree。 Uic1 Rb
功率放大器的基本结构和工作原理
功率放大器的基本结构和工作原理功率放大器的基本结构和工作原理功率放大器的基本结构和工作原理扩音机是一种对声音信号进行放大的电子设备，其基本结构如图5-1所示，常分为前置放大器(简称前级)和功率放大器(简称后级)两大部分。
前置放大器通常由输人选择与均衡放大电路、等响音量控制电路、音调控制电路等组成，而功率放大器常由功率放大电路和扬声器保护电路组成。
扩音机工作时，输人选择电路主要对收音调谐器、录音座、CD唱机和Av辅助输入等信号源的信号进行选择切换控制，得出所需的信号输入，输入后的信号经均衡放大电路进行频率特性的校正和放大，使输入信号的频率特性变得较为平坦，同时使各种信号源输入的信号电平基本趋于一致，避免在转换不同的信号源时，声音响度出现较大的变化，影响使用效果。
均衡放大后的信号则由等响音量控制电路控制信号的强弱，从而调节音量的大小。
等响控制的目的主要是在音量较小时提升高、低频信号成分，以补偿人耳听觉的不足，在低响度时得到较丰满的声音信号。
而音调控制电路则主要是根据个人的喜好调节电路的频率特性，适当提升或衰减声音中的高、低频成分，以满足听音者的需求。
经前置放大器放大处理后的信号被送人功率放大器进行功率放大，以推动扬声器重放出声音。
扩音机中为了保护扬声器免受电路冲击电流的干扰，或在电路出现故障时烧毁扬声器，常在功率放大器中加入扬声器保护电路。
在高保真的音响设备中，扩音机常有两种组合结构形式，一种是把前置放大器和功率放大器组合在一起，称作合并式扩音机，这种形式把“前置”和“功放”合并在一起，这时由于小信号电压放大的前置级和大信号电流放大的功率放大在电性能上不能互相兼顾，因而不能使扩音机达到最佳的工作状态，特别是前、后级的电源馈电，电源变压器的电磁干扰，印制电路板的走线排列，共用地线的走向等方面总会存在一定的相互干扰，影响整机性能的提高。
另一形式是在设计制造上把前置放大器和功率放大器彻底分开，分别使用独立电源，单独的机壳，使前、后级之间互不干扰，形成前、后级分体式的结构，在使用时再把它们用信号传输线连接起来，这种分体式结构的扩音机可获得极高的性能指标。
第五章 光放大器
第五章光放大器5.1 光放大器一般概念一、中继距离所谓中继距离是指传输线路上不加放大器时信号所能传输的最大距离。
当信号在传输线上传输时，由于传输线的损耗会使信号不断衰减，信号传输的距离越长，其衰减程度就越多，当信号衰减到一定程度后，对方就收不到信号。
为了延长通信的距离往往要在传输线路上设置一些放大器，也称为中继器，将衰减了的信号放大后再继续传输，显然，中继器越多，传输线的成本就越高，通信的可靠性也会降低，若某一中继器出现故障，就会影响全线的通信。
在通信系统设计中，传输线路的损耗是要考虑的基本因素，下表列出了电缆和光纤每千可见，光纤的传输损耗较之电缆要小很多，所以能实现很长的中继距离。
在1550nm波长区，光纤的衰减系统可低至0.2dB/km，它对降低通信成本，提高通信的可靠性及稳定性具有特别重大的意义。
二、光放大器光信号沿光纤传输一定距离后，会因为光纤的衰减特性而减弱，从而使传输距离受到限制。
通常，对于多模光纤，无中继距离约为20多公里，对于单模光纤，不到80公里。
为了使信号传送的距离更大，就必须增强光信号。
光纤通信早期使用的是光－电－光再生中继器，需要进行光电转换、电放大、再定时脉冲整形及电光转换，这种中继器适用于中等速率和单波长的传输系统。
对于高速、多波长应用场合，则中继的设备复杂，费用昂贵。
而且由于电子设备不可避免地存在着寄生电容，限制了传输速率的进一步提高，出现所谓的“电子瓶颈”。
在光纤网络中，当有许多光发送器以不同比特率和不同格式将光发送到许多接收器时，无法使用传统中继器，因此产生了对光放大器的需要。
经过多年的探索，科学家们已经研制出多种光放大器。
光放大器的作用如图5.1所示。
图5.1与传统中继器比较起来，它具有两个明显的优势，第一，它可以对任何比特率和格式的信号都加以放大，这种属性称之为光放大器对任何比特率和信号格式是透明的。
第二，它不只是对单个信号波长，而是在一定波长范围内对若干个信号都可以放大。
集成运算 放大电路
5. 充电，按下charge钮，充电完毕后红灯亮。
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第一节 心脏除颤仪
安放电极板，前-侧位，前电极板（STERUM）置于胸骨右 缘第二肋间（心底部）即右侧锁骨下方，侧电极板（APEX） 放在左侧腋中线第五肋间（心尖部），电极的中心适在腋中 线上，两者间距不得少于10cm，并与胸壁紧密接触，以保 证电流最大限度通过心肌。若取前后位，电极板分别放在心 尖部和右肩胛下角处。
二、集成运放的主要参数 集成运放的参数是评价其性能优劣的主要技术指标，也是正
确选择和使用它的基本依据。 开环差模电压增益是指集成运放在开环状态（即无外加反馈
回路）下输出空载时的直流差模电压放大倍数。
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第二节 集成运算放大电路
最大共模输入电压Uicmax运放对共模信号有抑制能力，但这 个能力只是在规定的限制值内才有，一般运放的Uicmax接近 或高于电源电压。
第五章 集成运算放大电路
第一节 直接耦合放大电路和差动放大电 路
第二节 集成运算放大电路 第三节 基本运算放大电路 第四节 集成运算放大电路的应用
第一节 直接耦合放大电路和差动放大 电路
一、直接耦合放大电路 1．级间耦合方式 由于集成运放要求能放大交流信号和直流信号，所以集成运
放的级间耦合不能采用具有隔断直流作用的电容耦合和变压 器耦合，必须采用直接耦合方式将放大器的级与级之间直接 连接，或采用能通过直流的电阻性元件（如电阻、二极管、 稳压管等）相连。但采用直接耦合方式以后，各级的静态工 作点不再独立，而是互相牵制。所以必须采取一定的措施， 保证各级有合适的工作状态和足够的动态范围。 图5-1和图5-2所示即为两种常用的直接耦合方式。
放大电路组成及三种组态
基本放大器的组成原则
基本放大器通常是指由一个晶体管或场效应管构成的单级放大器。
放大器条件：
1.要有控制元件：晶体管或场效应管;
2.要有电源--提供能量; 3.偏置在放大区; 4.待放大信号一定加在发射结(或栅源结),不可加到集电极(或漏极);
iC iE I S (e
信号从基极输入, 从发射极输出, ------共集电极
信号从发射极输入, 从集电极输出, ------共基极
第二章
以用途最为广泛的阻容耦合共发射极放大器为例：
▲ 管子--核心控制元件; ▲ RB--偏置电阻, 保证发射结正偏,(放大区); ▲ UCC---能源, 同时保证集电结反偏, 管子工 作在放大区; ▲ RC---集电极负载电阻, 将变化电流转变为 变化电压;
u u u i i i u i (R // R ) u
C
2 1000 10 10
晶体管放大器电路结构及放大原理
u BE UT
1) I S e
u BE UT
5.信号可从集电极或发射极输出,不可从基极(或栅极)输出; 6.要有一定的负载(RC或RE), 将变化电流转为变化电压。
第二章 根据输入、输出回路公共端所接的电极不同，实际有共发射极、 共集电极和共基极三种基本(组态)放大器。
信号从基极输入, 从集电极输出, ------共发射极
RB
C1 RS +
RC
C2 RL
+ UO
UCC
Us
+ Ui
-
-
控制
▲ 信号源通过耦合电容C1输入到管子基极; ▲ 放大了的信号又通过耦合电容C2输出到负载RL;
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uBE UT re |Q iE ICQ
iC iC iB 1 ICQ gm |Q |Q uBE iB uBE rbe ( 1 )re re UT
uCE UA rce iC I CQ
rbc
uCE rce iB
第五章 工作点相同 基本放大器电路
UO IC ( RC || RL ) I b R'L R'L Au Ui Ib rbe Ib rbe rbe
UO Ib R'L R'L Au Ui Ib rbe ( 1 )I B RE rbe ( 1 )RE
输入电阻
Ri (RG1 / / RG2 ) RG3
输出电阻
RO RD
2 共漏放大器
第五章
基本放大器电路
UDD RG1 150k £ « RG3 1M 50k RG2 gm£ ½2mA/V £ « C2 RS 2k RL 10k £ « . Uo £ -
Au
Uo Ui
I d ( RS RL ) Ui
iD
1 £ R Q2 0 uGS
¡ å Q2 ¡ ä Q1 ¡ ä Q2 0 (b) ¡ ä Q3 Q3 RG2 u UDD GS RG1£ « RG2
S
Q1
二.解析法
UGS 2 U GS 2 iiD I DSS ( ) (1 1 ) D I DSS UGSoff
(a)
联立解求出漏极电流
光耦合 (不共地)
直接耦合
[例5.6.1]
5.6.2
级联放大器的分析计算 第五章 基本放大器电路 (举例) 共源--共射级联,输出与输入同相
1.直流工作点分析 2.放大倍数
U 0 U 01 U 0 Au Au1 Au 2 U i U i U 01
3.输入电阻,决定笫一级 4.输出电阻,决定最后一级
输入电阻很大 输出电阻很小
可做为输入级,输出级,中间级
第五章 5.4.2 共基放大器
基本放大器电路
Au
( RC || RL )
rbe
输出与输入同相
rbe Ri 1
输入电阻最小,且与共集 电路的输出电阻相同
RO RC
与共射电路相同 输
例 5.4.1 1. 要求源电压增益最大 2. 要求输出电压 UO U S 3. 要求输出电压 UO U S
基本放大器电路
共射放大器输出电压信号 与输入电压信号反相
第五章
基本放大器电路
工作点太高,集电极电流太大, 易产生饱和失真 工作点太低,集电极电流太小, 易产生截止失真
第五章 输出不失真线性动态范围
基本放大器电路
受截止失真限制 二者取其小 受饱和失真限制
UOm ICQ R'L
UOm UCEQ UCES
第五章
D
基本放大器电路
S
rds
+
RD
RL
+ UO
RG2
RS
-
Ui
-
U gs Ui
UO ' Au gm RL Ui
UO gmU gs R
' L
1 Ri RS // gm
RO RD
5.6
放大器级联
第五章 5.6.1 级间耦合方式 基本放大器电路
阻容耦合
变压器耦合 (不共地)
输出与输入反相 Ui Ri RB1 || RB 2 || rbe Ii Ri [ rbe ( 1 )RE ] || RB1 || RB 2
RO UO |U S 0.RL RC IO
RO RC
5.4
共集电极放大器和共基放大器 第五章 基本放大器电路
5.4.1 共集电极放大器--射极输出器--射极跟随器
所以,输出线性动态范围
UOPP 2UOm
5.3
放大器的交流等效电路分圻法 第五章 -基本放大器电路 前提是工作在放大区
5.3.1
晶体管交流小信号模型
uBE UBEQ ube
iB I BQ ib
iC ICQ ic
uCE UCEQ uce
第五章
基本放大器电路
ube uBE iE uBE rbe |Q ( 1 )re ib iB iB iE
第五章
基本放大器电路 5. 要求同时获得一对 等值反相的输出信号
4. 要求接入负载电阻 RL 1K 时,UO |U S | ,并求输出电阻 RO
100
第五章
基本放大器电路
5.5 场效应管放大器 5.5.1 场效应管偏置电路 FET、J耗尽型MOSFET:UGS=0，iD≠0，可采用自偏压方式; 增强型MOSFET，则一定要采用分压式偏置或混合偏置方式.。
( 1 )I b ( RE || RL ) Au 1 I b rbe ( 1 )I b ( RE || RL )
输入输出同相 放大倍数近似为1
Ri rbe ( 1 )( RE || RL )
UO RS rbe RO |U S 0 ,RL IO (1 )
(2) 输出电阻
RO RD
(3) 输入电阻
Ri RG
[例5.5.1]
第五章
基本放大器电路
放大倍数
Au
UO Ui
Ui Ugs US Ugs gmU gs RS U gs (1 gm RS )
UO gm ( RD / / RS ) UO gmU gs (RD / / RL ) Au Ui 1 g m RS
[例5.6.2]
第五章
基本放大器电路
1.直流工作点分析 2.放大倍数 3.输入电阻,决定笫一级
共集--共射--共集级联
4.输出电阻,决定最后一级
[例5.6.3]
第五章
基本放大器电路
共射--共基级联
[例5.6.4]
第五章
基本放大器电路
第五章
基本放大器电路
第五章
基本放大器电路
第五章
基本放大器电路
UDD RD V ui RG RS ( 自偏压
电阻) ( 分压式 偏置)
UDD RG1 RD
ui
RG2
RS ( 自偏压
电阻)
uGS iD RS
uGS
RG 2 U DD iD RS RG1 RG 2
一,图解法
第五章
基本放大器电路
uGS iD RS
iD 1 £ R
S
uGS
RG 2 U DD iD RS RG1 RG 2
1.电压放大倍数
UO IC ( RC || RL ) I b R'L R'L Au Ui I b rbe I b rbe rbe
输出与输入反相 2. 输入电阻 3. 输出电阻
Ui Ri RB1 || RB 2 || rbe Ii
UO RO |U S 0.RL RC IO
内部方程--特性曲线
ic f ( uCE )|uBE c
外部方程—直流负载线方 程
uCE UCC iC RC
5.2.2
交流图解分析 第五章
基本放大器电路
2.交流负载线钭率 1.交流负载线一定 通过直流工作点Q
iC 1 1 K ' uCE RC || RL RL
第五章
第五章
基本放大器电路
图中忽略bcrbc 的影响
r
压控型电路模型 考虑基区体电阻 rbb' 的影响
流控型电路模型
UT rbe rbb' rb' e rbb' ( 1 )re rbb' ( 1 ) ICQ
gmUb' e Ib
5.3.7
第五章 基本放大器电路 共射放大器的交流小信号模型分析法
' 0
. Id S
£ « RS RL . Uo £ -
gm (U0 ) gmU0
Uo Uo 1 1 Ro RS // 400 1 1 Io gm Uo gm U o 1 RS RS gm
3. 共栅放大器
UCC RG1 RD + RS + Ui RL UO
C1 £ « . Ui £ -
I d g m U gs
g m [U i I d ( RS RL )]
] g m [U i I d RL
gm g R 2 10 1 . 6 10 m L Id U i Au 0.76 3 3 1 g m RL 1 2 10 1.6 10 1 gm RL
uGS GS iD D RS S
第五章
基本放大器电路
•
•
5.5.3
场效应管放大器分析 ( CS、CD、CG )
RD 10k £ «C RG3 1M 50k RS 2k £ « C3
2
1、共源放大器
RG1 150k C1 . Ui
UDD£ ½£ « 20V . Uo RL 1M
直 (1) 直流工作点分析 直
第五章
基本放大器电路
第五章
基本放大器电路
第五章
基本放大器电路
第五章
基本放大器电路
3 3
Ri RG3 RG1 RG2 1.0375 M
2. 输出电阻Ro
第五章
基本放大器电路
RL开路， U i 短路，输出端加 U o 求出