电子技术基础-第4章多极放大电路
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4.3.1. 1功率放大电路的特点
1. 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。
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。在前级电压放大基础上, 再乙类放大，为负载 提供足够的输出功率
-V CC
电源功率： P V 1 0 V C icd C c (t) Ic 2 V C C V C 0 C U R o L s mitd n (t) 2 V π C R U L o Cm
PDC
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
=
3. 非线性失真要小。
负载得到的有用信号功率Po 电源供给的直流功率PDC
在大信号状态工作必然引起失真的问题，这就存在增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
ro1RD5.6k
前级采用场效应管可以 提 高 电 路 的 输 入 电 阻，
后级采用射极跟随器可以 降 低 输 出 电 阻， 提 高 带 负 载 能 力。
Chap
4.3 功率放大电路
4.3.1 功率放大电路的一般问题
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。
• 甲乙类放大：
在截止区偏上一点，防止交越失真
2. 射极输出器的功率放大作用
甲乙类放大和乙类放大电路因静态电流很小， 使电源供给的直流功率几乎全部转换成交流输出信 号，因此降低了管耗，提高了效率。但是，这两种 功放电路都出现了严重的波形失真。
射级输出器具有输入电阻高、输出电阻低的特点， 能达到电阻匹配的要求。另外射极输出器的电压放大 倍数近似等于1，具有电流放大和功率放大作用。因此 用射级输出器作功率输出级，在负载上可得到最大不 失真输出功率。
级 的 输 入、输 出电 阻；(4) 说 明 前 级 采 用 场 效 应 管， 后 级 采 用 射 极 输 出 放 大 电 路 的 作 用。
A u s g m { R D /R /B /r /b[ e(1)R (E/R /L )] } 4 .38
U o4.8 3 mV
ri RGRG1//RG210M
Chap
Chap
Chap
4.2 阻容耦合放大电路
1. 静态分析
• 耦合电容通交隔直, 各级放大电路静态工 作点,可以单独进行分析。
2. 动态分析
(1) n级放大电路的总电压放大倍数
多级放大器的放大倍数等于各个单级放大器放
大倍数的积。
n
AuAu1Au2Au3 Aun
Auk
在求单级放大电路的放大倍数时必须将后一k1级的输
1、静态值
VB1RVBC1 C RR Bb223.87V
2、rI输bEe入1 1电3 V阻B0 1R 0 E(U 11 BE 1)2 I0E.6 62m 2.8Ak6ri21.78k
ri1rbe/1R /B/1/R B 22k .5ri21.78k
3、负载电阻
RL'1RC1//ri21.6k
RL'2RC/2/RL23.0k4
将T1的输出曲线, 倒置在的T2下方—
静态点Q重合
Chap
输出功率 ：
输出电压 幅值
输出 电流 幅值
+ VCC
PoUoIoUo2mIo2mU 2R o2Lm
VT1
负载上的最大不失真功率：
PomaxU2o2Rmm L
axVCC2 2RL
ui
V T2 RL uo
每管工作半周 的平均电流
Ic2 1 ππ 0ic1dt2 1 ππ 0Iom sin tdtw Iπ om U πC LR C
4、电压放大倍数
A u(rR b'L e)1 1•(rR b'L e)2 2( 2)• 4( 1)43 0360
Chap
例4.2.2.两 级 交 流 放 大 电 路 如 图 所 示， 已 知 场 效 应 管 的 gm=2 mS， 晶 体 管 的
100。要 求：(1) 画 出 放 大 电 路 的 微 变 等 效 电 路；(2) 计 算 Aus (3) 计 算 第 一
Chap
4.3.2 互补对称功率放大器
4.3.2.1、乙类功率放大电路
将发射极电阻用与NPN管相近的PNP管代替，看作两个射极输出器构成，两管均工 作在截止状态, 两管都工作在乙类放大状态。输出电压uo=0。电路内没有功率损耗。
1、静态值
IBQ=0 VE=0
ICQ=0 UCEQ=Ec
2、波形 • 正半周：T1通，T2止 • 负半周：T2通，T1止 • 输出： 完整
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
Chap 退出
实例—典型的收音机电路
变频
低放 中放
功放
Po=30mW
Ic=0.5mA
Ic=2mA
Ic=20mA
电源供给的功率： PDC=EcIc=120mW 2. 功率放大电路中的一些特殊问题
Ec=6V
转换效率：η
Po
100%25%
入电阻作为前一级的负载考虑，即将第二级的输入
电阻与第一级集电极负载电阻并联。
(2) n级放大电路的输入电阻
n级放大电路第一级的输入电阻就是n级放大电
路的输入电阻，即 ri ri1
(3) n级放大电路的输出电阻
n级放大电路最末一级的输出电阻就是n级
放大电路的输出电阻，即 ro ron
3. 频率特性:级数越多,通频带越窄
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。
Chap
4.3.1.2、放大电路工作状态
1. 放大电路工作状态
• 甲类放大：
静态工作点在交流负载线中点，用于电压 放大, 甲类虽然放大的信号不失真，但管耗 太大，电路的效率很低。
• 乙类放大：
ICQ = 0 ，三极管只在正半周工作，电压幅 值大，用于功率放大
Chap
例4.2.1：阻容耦合பைடு நூலகம்大电路
已知：Ec=20V, Rs=1K, RB1=100K, RB2=100K, Rc1=15K, RE1=501K, RB1=33K, RB2=6.8K,
RC2=7.5K, RE2=2K, RL=5.1K, 1=60, 2=120, UBEQ=0.7V。 求Au
1. 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。
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。在前级电压放大基础上, 再乙类放大，为负载 提供足够的输出功率
-V CC
电源功率： P V 1 0 V C icd C c (t) Ic 2 V C C V C 0 C U R o L s mitd n (t) 2 V π C R U L o Cm
PDC
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
=
3. 非线性失真要小。
负载得到的有用信号功率Po 电源供给的直流功率PDC
在大信号状态工作必然引起失真的问题，这就存在增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
ro1RD5.6k
前级采用场效应管可以 提 高 电 路 的 输 入 电 阻，
后级采用射极跟随器可以 降 低 输 出 电 阻， 提 高 带 负 载 能 力。
Chap
4.3 功率放大电路
4.3.1 功率放大电路的一般问题
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。
• 甲乙类放大：
在截止区偏上一点，防止交越失真
2. 射极输出器的功率放大作用
甲乙类放大和乙类放大电路因静态电流很小， 使电源供给的直流功率几乎全部转换成交流输出信 号，因此降低了管耗，提高了效率。但是，这两种 功放电路都出现了严重的波形失真。
射级输出器具有输入电阻高、输出电阻低的特点， 能达到电阻匹配的要求。另外射极输出器的电压放大 倍数近似等于1，具有电流放大和功率放大作用。因此 用射级输出器作功率输出级，在负载上可得到最大不 失真输出功率。
级 的 输 入、输 出电 阻；(4) 说 明 前 级 采 用 场 效 应 管， 后 级 采 用 射 极 输 出 放 大 电 路 的 作 用。
A u s g m { R D /R /B /r /b[ e(1)R (E/R /L )] } 4 .38
U o4.8 3 mV
ri RGRG1//RG210M
Chap
Chap
Chap
4.2 阻容耦合放大电路
1. 静态分析
• 耦合电容通交隔直, 各级放大电路静态工 作点,可以单独进行分析。
2. 动态分析
(1) n级放大电路的总电压放大倍数
多级放大器的放大倍数等于各个单级放大器放
大倍数的积。
n
AuAu1Au2Au3 Aun
Auk
在求单级放大电路的放大倍数时必须将后一k1级的输
1、静态值
VB1RVBC1 C RR Bb223.87V
2、rI输bEe入1 1电3 V阻B0 1R 0 E(U 11 BE 1)2 I0E.6 62m 2.8Ak6ri21.78k
ri1rbe/1R /B/1/R B 22k .5ri21.78k
3、负载电阻
RL'1RC1//ri21.6k
RL'2RC/2/RL23.0k4
将T1的输出曲线, 倒置在的T2下方—
静态点Q重合
Chap
输出功率 ：
输出电压 幅值
输出 电流 幅值
+ VCC
PoUoIoUo2mIo2mU 2R o2Lm
VT1
负载上的最大不失真功率：
PomaxU2o2Rmm L
axVCC2 2RL
ui
V T2 RL uo
每管工作半周 的平均电流
Ic2 1 ππ 0ic1dt2 1 ππ 0Iom sin tdtw Iπ om U πC LR C
4、电压放大倍数
A u(rR b'L e)1 1•(rR b'L e)2 2( 2)• 4( 1)43 0360
Chap
例4.2.2.两 级 交 流 放 大 电 路 如 图 所 示， 已 知 场 效 应 管 的 gm=2 mS， 晶 体 管 的
100。要 求：(1) 画 出 放 大 电 路 的 微 变 等 效 电 路；(2) 计 算 Aus (3) 计 算 第 一
Chap
4.3.2 互补对称功率放大器
4.3.2.1、乙类功率放大电路
将发射极电阻用与NPN管相近的PNP管代替，看作两个射极输出器构成，两管均工 作在截止状态, 两管都工作在乙类放大状态。输出电压uo=0。电路内没有功率损耗。
1、静态值
IBQ=0 VE=0
ICQ=0 UCEQ=Ec
2、波形 • 正半周：T1通，T2止 • 负半周：T2通，T1止 • 输出： 完整
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
Chap 退出
实例—典型的收音机电路
变频
低放 中放
功放
Po=30mW
Ic=0.5mA
Ic=2mA
Ic=20mA
电源供给的功率： PDC=EcIc=120mW 2. 功率放大电路中的一些特殊问题
Ec=6V
转换效率：η
Po
100%25%
入电阻作为前一级的负载考虑，即将第二级的输入
电阻与第一级集电极负载电阻并联。
(2) n级放大电路的输入电阻
n级放大电路第一级的输入电阻就是n级放大电
路的输入电阻，即 ri ri1
(3) n级放大电路的输出电阻
n级放大电路最末一级的输出电阻就是n级
放大电路的输出电阻，即 ro ron
3. 频率特性:级数越多,通频带越窄
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。
Chap
4.3.1.2、放大电路工作状态
1. 放大电路工作状态
• 甲类放大：
静态工作点在交流负载线中点，用于电压 放大, 甲类虽然放大的信号不失真，但管耗 太大，电路的效率很低。
• 乙类放大：
ICQ = 0 ，三极管只在正半周工作，电压幅 值大，用于功率放大
Chap
例4.2.1：阻容耦合பைடு நூலகம்大电路
已知：Ec=20V, Rs=1K, RB1=100K, RB2=100K, Rc1=15K, RE1=501K, RB1=33K, RB2=6.8K,
RC2=7.5K, RE2=2K, RL=5.1K, 1=60, 2=120, UBEQ=0.7V。 求Au