电工15

nullnull 晶体管的主要用途之一是利用其放大作用组成放大电路，因此对放大电路的分析是电子学课程中的主要 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 之一。一个完整的、性能良好的放大电路看起来比较复杂，其实它们都是由一些基本的放大电路所组成。因此，熟练的掌握基本放大电路的工作原理和分析 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 是分析复杂放大电路所必备的条件。 第15章 基本放大电路 本章所介绍的是由分立元件组成的各种常用基本放大电路，讨论他们的电路结构、工作原理、分析方法以及特点和应用。 null[放大的概念] 在模拟电路中，往往需要将微弱的电信号增强到可以利用的程度，这种技术称为放大。 放大的对象：变化量 放大的本质：能量的控制 放大的特征：功率放大第15章 基本放大电路null[放大的概念] 在模拟电路中，往往需要将微弱的电信号增强到可以利用的程度，这种技术称为放大。 放大后的信号波形应与放大前的波形相似或基本相似，而其功率则有所增加。也就是说，放大后信号的电压、电流的乘积（功率）大于放大前信号的电压、电流的乘积（功率），信号被放大后所增加的功率，并非来自输入端的信号源，而是来自放大电路中的电源。因此，放大的实质就是用较小的能量来控制较大的能量。 用来完成上述放大任务的电子装置称为放大器。它包括控制信号功率的电子器件（晶体管），以及相应的电阻、电容和电源。 [放大的实质]第15章 基本放大电路null [对放大电路的基本要求 ] 1. 要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。 2. 尽可能小的波形失真。 3.另外还有输入电阻、输出电阻等其它技术指标。[放大的概念] 在模拟电路中，往往需要将微弱的电信号增强到可以利用的程度，这种技术称为放大。 [放大的实质]第15章 基本放大电路15.1 共发射极放大电路的组成15.1 共发射极放大电路的组成15.1.1 共发射极放大电路的组成 放大电路的组成原则有两条：1、保证晶体管工作在放大区。即：集电结反偏，发射结正偏。2、应使输入信号得到顺利的传送和足够的放大。共发射极基本放大电路15.1 共发射极放大电路的组成共发射极基本放大电路15.1 共发射极放大电路的组成15.1.1 共发射极放大电路的组成 15.1.2 基本放大电路各元件作用 晶体管T--放大元件。 在保证集电结反偏,发射结正偏情况下,使晶体管工作在放大区。此时iC= iB。基极电源EB与基极电阻RB--使发射结处于正偏，并提供大小适当的基极电流。15.1 共发射极放大电路的组成共发射极基本放大电路15.1 共发射极放大电路的组成15.1.1 共发射极放大电路的组成 集电极电源EC --为电路提供能量。并保证集电结反偏。集电极电阻RC--将变化的电流转变为变化的电压。耦合电容C1 、C2 --隔离输入、输出与放大电路直流的联系，同时使信号顺利输入、输出。15.1.2 基本放大电路各元件作用 15.1 共发射极放大电路的组成15.1 共发射极放大电路的组成15.1.1 共发射极放大电路的组成 信号源负载15.1.3 基本放大电路的化简 输入回路输出回路15.1.2 基本放大电路各元件作用 15.1 共发射极放大电路的组成15.1 共发射极放大电路的组成15.1.1 共发射极放大电路的组成 15.1.2 基本放大电路各元件作用 15.1.3 基本放大电路的化简 15.1 共发射极放大电路的组成15.1 共发射极放大电路的组成15.1.1 共发射极放大电路的组成 单电源供电时常用的画法15.1.2 基本放大电路各元件作用 15.1.3 基本放大电路的化简 15.1.4 共射放大电路的电压放大作用15.1.4 共射放大电路的电压放大作用15.1 共发射极放大电路的组成无输入信号(ui = 0)时:uBE = UBE uCE = UCE uo = 015.1.4 共射放大电路的电压放大作用15.1.4 共射放大电路的电压放大作用15.1 共发射极放大电路的组成有输入信号(ui ≠ 0)时:uBE = UBE+ ui uCE = UCE + uo uCE = UCC－ iC RC 结论：结论： (1) 无输入信号电压时，晶体管各电极都是恒定的 电压和电流:IB、UBE和 IC、UCE 。 (IB、UBE) 和(IC、UCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为静态工作点。15.1 共发射极放大电路的组成即必须满足工作在放大区的条件: 发射结正偏，集电结反偏。结论：结论：(2) 加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大 小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了 一个交流量，但方向始终不变。集电极电流15.1 共发射极放大电路的组成也就是说必须正确设置静态工作点。结论：结论：(2) 加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大 小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了 一个交流量，但方向始终不变。+直流分量交流分量动态分析静态分析15.1 共发射极放大电路的组成也就是说必须正确设置静态工作点。集电极电流结论：结论：+直流分量交流分量动态分析静态分析15.1 共发射极放大电路的组成也就是说必须正确设置静态工作点。集电极电流(3) 若参数选取得当，输出电压可比输入电压大， 即电路具有电压放大作用。结论：结论：+动态分析静态分析15.1 共发射极放大电路的组成也就是说必须正确设置静态工作点。(3) 若参数选取得当，输出电压可比输入电压大， 即电路具有电压放大作用。结论：结论：+动态分析静态分析15.1 共发射极放大电路的组成也就是说必须正确设置静态工作点。(4) 输出电压与输入电压在相位上相差180°， 即共发射极电路具有反相作用。15.2 放大电路的静态分析15.2 放大电路的静态分析静态：放大电路无信号输入（ui = 0）时的工作状态。分析方法：估算法、图解法。 分析对象：各极电压电流的直流分量。 所用电路：放大电路的直流通路。设置Q点的目的： (1) 使放大电路的放大信号不失真； (2) 使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是动态的基础。——静态工作点Q：IB、IC、UCE 。静态分析：确定放大电路的静态值。15.2.1 用估算法确定静态值15.2.1 用估算法确定静态值15.2 放大电路的静态分析一、画直流通路直流通路直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE )对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）断开断开15.2.1 用估算法确定静态值15.2.1 用估算法确定静态值15.2 放大电路的静态分析一、画直流通路二、计算静态值工作点Q (IB 、 IC 、 UCE )直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE )1. 直流通路估算 IB当UBE<< UCC时，由KVL: UCC = IB RB+ UBE15.2.1 用估算法确定静态值15.2.1 用估算法确定静态值15.2 放大电路的静态分析一、画直流通路二、计算静态值工作点Q (IB 、 IC 、 UCE )1. 直流通路估算 IB根据电流放大作用2. 由直流通路估算UCE、IC由KVL: UCC = IC RC+ UCE所以 UCE = UCC – IC RC 15.2 放大电路的静态分析例1：用估算法计算静态工作点。已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k， =37.5。解：15.2 放大电路的静态分析15.2 放大电路的静态分析例2：用估算法计算图示电路的静态工作点。 由例1、例2可知，当电路不同时，计算静态值的公式也不同。由KVL可得：由KVL可得：15.2 放大电路的静态分析15.2 放大电路的静态分析例题3：电路如图所示， 已 知RB=100KΩ ，β=100， RＣ=３KΩ， UCC=12V ，试 求静态值工作点。15.2 放大电路的静态分析15.2.2 用图解法确定静态值15.2.2 用图解法确定静态值用作图的方法确定静态值步骤： 1. 用估算法确定IB 优点： 能直观地分析和了解静 态值的变化对放大电路 的影响。2. 由输出特性确定IC 和UCC直流负载线方程15.2 放大电路的静态分析15.2.2 用图解法确定静态值15.2.2 用图解法确定静态值直流负载线由IB确定的那条输出特性与直流负载线的交点就是Q点O15.2 放大电路的静态分析15.3 放大电路的动态分析15.3 放大电路的动态分析动态：放大电路有信号输入（ui 0）时的工作状态。分析方法： 微变等效电路法，图解法。 所用电路： 放大电路的交流通路。动态分析: 计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。分析对象： 各极电压和电流的交流分量。目的： 找出Au、 ri、 ro与电路参数的关系，为设计打基础。15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法一、放大电路的交流通路 XC  0，C 可看作短路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒定，直流电源对交流可看作短路。短路短路对地短路交流通路 用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。15.3.1 微变等效电路法一、放大电路的交流通路二、 晶体管的微变等效电路微变等效电路： 把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件。线性化的条件： 晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。微变等效电路法： 利用放大电路的微变等效电路分析计算放大电路电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法 晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。 当信号很小时，在静态工作点附近的输入特性在小范围内可近似线性化。UBE对于小功率晶体管：rbe一般为几百欧到几千欧。1、 输入回路Q输入特性晶体管的 输入电阻 晶体管的输入回路(B、E之间)可用rbe等效代替，即由rbe来确定ube和 ib之间的关系。一、放大电路的交流通路二、 晶体管的微变等效电路15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法一、放大电路的交流通路二、 晶体管的微变等效电路2、 输出回路输出特性 输出特性在线性工作区是 一组近似等距的平行直线。晶体管的电流放大系数O 晶体管的输出回路(C、E之间)可用一受控电流源 ic= ib等效代替，即由来确定ic和 ib之间的关系。一般在20～300之间，在手册中常用hfe 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示。15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法一、放大电路的交流通路二、 晶体管的微变等效电路2、 输出回路输出特性 输出特性在线性工作区是 一组近似等距的平行直线。晶体管的电流放大系数Orce愈大，恒流特性愈好因rce阻值很高，一般忽略不计。晶体管的输出电阻15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法ib晶体晶体管微变等效电路 晶体管的B、E之间可用rbe等效代替。 晶体管的C、E之间可用一受控电流源ic=ib等效代替。一、放大电路的交流通路二、 晶体管的微变等效电路15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法一、放大电路的交流通路二、 晶体管的微变等效电路三、 放大电路的微变等效电路交流通路共发射极基本放大电路15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法一、放大电路的交流通路二、 晶体管的微变等效电路三、 放大电路的微变等效电路 将交流通路中的晶体管用晶体管微变等效电路代替即可得放大电路的微变等效电路。交流通路微变等效电路15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法一、放大电路的交流通路二、 晶体管的微变等效电路三、 放大电路的微变等效电路交流通路微变等效电路 分析时假设输入为正弦交流，所以等效电路中的电压与电流可用相量表示。15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法一、放大电路的交流通路二、 晶体管的微变等效电路三、 放大电路的微变等效电路微变等效电路 分析时假设输入为正弦交流，所以等效电路中的电压与电流可用相量表示。用相量表示的微变等效电路15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法一、放大电路的交流通路二、 晶体管的微变等效电路三、 放大电路的微变等效电路微变等效电路四、电压放大倍数的计算 式中的负号表示输出电压的相位与输入相反。当放大电路输出端开路(未接RL)时，15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法一、放大电路的交流通路二、 晶体管的微变等效电路三、 放大电路的微变等效电路微变等效电路四、电压放大倍数的计算 式中的负号表示输出电压的相位与输入相反。当放大电路输出端开路(未接RL)时， 因rbe与IE有关，故放大倍数与静态 IE有关。 负载电阻愈小，放大倍数愈小。15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法一、放大电路的交流通路二、 晶体管的微变等效电路三、 放大电路的微变等效电路微变等效电路四、电压放大倍数的计算五、 放大电路输入电阻的计算放大电路对信号源(或对前级放大电路)来说，是一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻,也就是放大电路的输入电阻。15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法一、放大电路的交流通路二、 晶体管的微变等效电路三、 放大电路的微变等效电路四、电压放大倍数的计算五、 放大电路输入电阻的计算放大电路对信号源(或对前级放大电路)来说，是一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻,也就是放大电路的输入电阻。定义：注意:输入电阻是对交流信号而言的，是动态电阻。15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法一、放大电路的交流通路二、 晶体管的微变等效电路三、 放大电路的微变等效电路四、电压放大倍数的计算五、 放大电路输入电阻的计算15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法五、 放大电路输入电阻的计算15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法放大电路对负载(或对后级放大电路)来说，是一个信号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电源的内阻即为放大电路的输出电阻。定义： 输出电阻是动态电阻，与负载无关。 输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，因此一般总是希望得到较小的输出电阻。六、 放大电路输出电阻的计算15.3.1 微变等效电路法15.3.1 微变等效电路法共射极放大电路特点： 1. 放大倍数高; 2. 输入电阻低; 3. 输出电阻高.求ro的步骤： 1) 断开负载RL外加六、 放大电路输出电阻的计算15.3.1 微变等效电路法15.3.2 图解法15.3.2 图解法RL= 由uo和ui的峰值（或峰峰值）之比可得放大电路的电压放大倍数。一、 图解分析15.3.2 图解法15.3.2 图解法 如果Q设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工作，将造成非线性失真。若Q设置过高， 晶体管进入饱和区工作，造成饱和失真。 适当减小基极电流可消除失真。二、 非线性失真15.3.2 图解法15.3.2 图解法若Q设置过低， 晶体管进入截止区工作，造成截止失真。 适当增加基极电流可消除失真。 如果Q设置合适，信号幅值过大也可产生失真，减小信号幅值可消除失真。15.4 静态工作点的稳定15.4 静态工作点的稳定 合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条件的变化而发生变动。 前述的固定偏置放大电路，简单、容易调整，但在温度变化、晶体管老化、电源电压波动等外部因素的影响下，将引起静态工作点的变动，严重时将使放大电路不能正常工作，其中影响最大的是温度的变化。15.4 静态工作点的稳定温度升高时， IC将增加，使Q点沿负载线上移。15.4 静态工作点的稳定温度升高时，输出特性曲线上移结论： 当温度升高时， IC将增加，使Q点沿负载线上移，容易使晶体管 T进入饱和区造成饱和失真。 固定偏置电路的工作点Q点是不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升高使 IC 增加时，能够自动减少IB，从而抑制Q点的变化，保持Q点基本稳定。15.4 静态工作点的稳定温度升高时， IC将增加，使Q点沿负载线上移。15.4 静态工作点的稳定温度升高时，输出特性曲线上移15.4 静态工作点的稳定15.4.1. 静态工作点的计算VB15.4 静态工作点的稳定15.4 静态工作点的稳定估算法:15.4 静态工作点的稳定15.4.1. 静态工作点的计算15.4 静态工作点的稳定15.4.1. 静态工作点的计算VB15.4 静态工作点的稳定15.4 静态工作点的稳定估算法:15.4 静态工作点的稳定15.4.1. 静态工作点的计算15.4.2 动态分析15.4.2 动态分析画交流通路：原则?交流通路微变等效电路15.4 静态工作点的稳定15.4.2 动态分析15.4.2 动态分析交流通路微变等效电路15.4 静态工作点的稳定15.4 静态工作点的稳定15.4 静态工作点的稳定去掉CE后的电路分析15.4.2 动态分析15.4 静态工作点的稳定15.4 静态工作点的稳定去掉CE后的电路分析15.4.2 动态分析15.4 静态工作点的稳定15.4 静态工作点的稳定去掉CE后的电路分析15.4.2 动态分析例1:例1: 在图示放大电路中，已知UCC=12V, RC= 6kΩ, RE1= 300Ω， RE2= 2.7kΩ， RB1= 60kΩ， RB2= 20kΩ RL= 6kΩ ，晶体管β=50， UBE=0.6V, 试求: (1) 静态工作点 IB、IC 及 UCE； (2) 画出微变等效电路； (3) 输入电阻ri、ro及 Au。解:解:(1)由直流通路求静态工作点。直流通路(2) 由微变等效电路求Au、 ri 、 ro。(2) 由微变等效电路求Au、 ri 、 ro。微变等效电路15.6 射极输出器15.6 射极输出器 因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路的公共端，所以是共集电极放大电路。 因从发射极输出，所以称射极输出器。null求Q点：15.6.1 静态分析直流通路null15.6.2 动态分析交流通路null15.6.2 动态分析交流通路微变等效电路null15.6.2 动态分析1. 电压放大倍数 电压放大倍数Au1且输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。微变等效电路null15.6.2 动态分析1. 电压放大倍数2. 输入电阻 射极输出器的输入电阻高，对前级有利。 ri 与负载有关null15.6.2 动态分析1. 电压放大倍数2. 输入电阻3. 输出电阻null15.6.2 动态分析1. 电压放大倍数2. 输入电阻3. 输出电阻null15.6.2 动态分析1. 电压放大倍数2. 输入电阻3. 输出电阻射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。共集电极放大电路(射极输出器)的特点：共集电极放大电路(射极输出器)的特点：1. 电压放大倍数小于1，约等于1;3. 输入电阻高；4. 输出电阻低；2. 输出与输入同相;例1:例1:. 在图示放大电路中，已知UCC=12V, RE= 2kΩ, RB= 200kΩ， RL= 2kΩ ，晶体管β=60， UBE=0.6V, 信号源内阻RS= 100Ω，试求: (1) 静态工作点 IB、IE 及 UCE； (2) 画出微变等效电路； (3) Au、ri 和 ro 。解:解:(1)由直流通路求静态工作点。直流通路(2) 由微变等效电路求Au、 ri 、 ro。(2) 由微变等效电路求Au、 ri 、 ro。微变等效电路null15.7 差分放大电路直接耦合：将前级的输出端直接接后级的输入端。 可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。null15.7 差分放大电路直接耦合存在的两个问题：1. 前后级静态工作点相互影响2. 零点漂移15.7 差分放大电路直接耦合存在的两个问题：1. 前后级静态工作点相互影响2. 零点漂移2. 零点漂移15.7 差分放大电路直接耦合存在的两个问题：1. 前后级静态工作点相互影响2. 零点漂移零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电压发生 缓慢地、无 规则 编码规则下载淘宝规则下载天猫规则下载麻将竞赛规则pdf麻将竞赛规则pdf 地变化的现象。产生的原因：晶体管参数随温度变化、电源电压 波动、电路元件参数的变化。2. 零点漂移15.7 差分放大电路直接耦合存在的两个问题：1. 前后级静态工作点相互影响2. 零点漂移零点漂移的危害： 直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。 严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂移电压。 为此，抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路的一个重要的问题。而抑制零点漂移最有效的电路结构差分放大电路。null15.7 差分放大电路15.7.1 静态分析一、 零点漂移的抑制uo= VC1 － VC2 = 0uo= (VC1 + VC1 ) － (VC2 +  VC2 ) = 0静态时，ui1 = ui2 = 0当温度升高时ICVC （两管变化量相等） 对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用，这是它的突出优点。null15.7 差分放大电路15.7.1 静态分析一、 零点漂移的抑制二、 静态值的计算null15.7 差分放大电路15.7.1 静态分析一、 零点漂移的抑制二、 静态值的计算在基极回路：null 两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出电压为零，即对共模信号没有放大能力。(1) 共模信号 ui1 = ui2　大小相等、极性相同 差动电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零点漂移的抑制水平。共模信号 需要抑制15.7.2 动态分析2. 有信号输入时的工作情况2. 有信号输入时的工作情况两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，(2) 差模信号 ui1 = – ui2　大小相等、极性相反uo= (VC1－VC1 )－(VC2 + VC１ ) =－2 VC1 即对差模信号有放大能力。差模信号 是有用信号(3) 比较输入(3) 比较输入 ui1 、ui2 大小和极性是任意的。例1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV － 2 mV 例2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV 可分解成: ui1 = 18 mV + 2 mV ui2 = 18 mV － 2 mV 可分解成: ui1 = 8 mV + 2 mV共模信号差模信号 放大器只 放大两个 输入信号 的差值信 号—差动 放大电路。 这种输入常作为比较放大来应用，在自动控制系统中是常见的。 null（Common Mode Rejection Ratio) 全面衡量差分放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力。差模放大倍数共模放大倍数 KCMR越大，说明差放分辨 差模信号的能力越强，而抑制 共模信号的能力越强。3. 共模抑制比共模抑制比null 若电路完全对称，理想情况下共模放大倍数 Ac = 0 输出电压 uo = Ad （ui1 － ui2 ） = Ad uid 若电路不完全对称，则 Ac 0， 实际输出电压 uo = Ac uic + Ad uid 即共模信号对输出有影响 。16. 9. 2 典型差分放大电路16. 9. 2 典型差分放大电路RE的作用：稳定静态工作点，限制每个管子的漂移。EE：用于补偿RE上的压降，以获得合适的工作点。null 在多级放大电路中，输出级的任务是驱动执行机构。如扬声器，记录仪，继电器，伺服电机等。因此要求有大的输出功率，即不但要向负载提供大的信号电压，而且要向负载提供大的信号电流，这种以供给负载足够大的信号功率为目的的放大器称为功率放大器。 从本质上来看，它和以前学过的电压放大器并无区别，但由于它的输出信号大，所以在分析动态参数时，微变等效电路不能用，即本节的分析方法与以前不同16.10 互补对称功率放大电路null16.10.1 对功率放大电路的基本要求(1) 在不失真的情况下能输出尽可能大的功率。(2) 由于功率较大，就要求提高效率。16.10 互补对称功率放大电路甲类工作状态 晶体管在输入信号 的整个周期都导通 静态IC较大，波形好, 管耗大效率低。晶体管的工作状态null16.10.1 对功率放大电路的基本要求16.10 互补对称功率放大电路乙类工作状态 晶体管只在输入信号 的半个周期内导通， 静态IC=0，波形严重失真, 管耗小效率高。null16.10.1 对功率放大电路的基本要求16.10 互补对称功率放大电路甲乙类工作状态 晶体管导通的时间大于半个周期，静态IC 0，一般功放常采用。16.10.2 互补对称放大电路16.10.2 互补对称放大电路 互补对称电路是集成功率放大电路输出级的基本形式。当它通过容量较大的电容与负载耦合时，由于省去了变压器而被称为无输出变压器(Output Transformerless)电路，简称OTL电路。若互补对称电路直接与负载相连，输出电容也省去，就成为无输出电容(Output Capacitorless)电路，简称OCL电路。 OTL电路采用单电源供电， OCL电路采用双电源供电。1. OTL电路1. OTL电路(1) 特点T1、T2的特性一致； 一个NPN型、一个PNP型 两管均接成射极输出器； 输出端有大电容； 单电源供电。(2) 静态时(ui= 0), IC1 0， IC2  0OTL原理电路电容两端的电压null(3) 动态时 设输入端在UCC/2 直流基础上加入正弦信号。T1导通、T2截止； 同时给电容充电T2导通、T1截止； 电容放电，相当于电源 若输出电容足够大，其上电压基本保持不变，则负载上得到的交流信号正负半周对称。ic1ic2交流通路uo输入交流信号ui的正半周输入交流信号ui的负半周null (4) 交越失真 当输入信号ui为正弦波时， 输出信号在过零前后出现的 失真称为交越失真。 交越失真产生的原因 由于晶体管特性存在非线性， ui < 死区电压晶体管导通不好。　采用各种电路以产生有不大的偏流，使静态工作点稍高于截止点，即工作于甲乙类状态。克服交越失真的措施null 动态时，设ui 加入正弦信号。正半周T2 截止，T1基极电位进一步提高，进入良好的导通状态。负半周T1截止，T2基极电位进一步降低，进入良好的导通状态。 静态时T1、T2 两管发射结电压分别为二极管D1、D2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态。(5) 克服交越失真的电路null2. OCL电路ic1ic2静态时：ui = 0V, iC1 0， iC2 0 uo = 0V。动态时：ui < 0VT2导通，T1截止ui > 0VT1导通，T2截止特点： 双电源供电、 输出无电容器。uoOCL原理电路null复合管的组成原则：③电流为相加关系 。①管型和第一级相同。②第二级的基极接第一级的集电极或发射极，且满足电流流通关系。nullnullnull16.11 场效应管及其放大电路16.11 场效应管及其放大电路场效应管：利用电场效应控制的器件 60年代初期出现的半导体器件优点：温度稳定性好，噪音小，制造工艺简单，便于集成等. 缺点：易损坏.本节要求：1、了解绝缘栅型场效应管的工作原理 2、了解场效应管与晶体管的区别 3、掌握场效应管放大电路的分析方法根据结构不同，场效应管可分为两大类1、结型场效应管N沟道P沟道2、绝缘栅型场效应管增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道16.11.1 绝缘栅场效应管16.11.1 绝缘栅场效应管漏极D 栅极和其它电极及硅片之间是绝缘的，称绝缘栅型场效应管。(1) N沟道增强型管的结构栅极G源极S1. 增强型绝缘栅场效应管1. 增强型绝缘栅场效应管符号：16.11.1 绝缘栅场效应管(1) N沟道增强型管的结构1. 增强型绝缘栅场效应管 由于栅极是绝缘的，栅极电流几乎为零，输入电阻很高，最高可达1014 。 由于栅极是绝缘的，栅极电流几乎为零，输入电阻很高，最高可达1014 。16.11.1 绝缘栅场效应管(1) N沟道增强型管的结构1. 增强型绝缘栅场效应管1. 增强型绝缘栅场效应管(2) N沟道增强型管的工作原理 由结构图可见，N+型漏区和N+型源区之间被P型衬底隔开，漏极和源极之间是两个背靠背的PN结。 当栅源电压UGS = 0 时，不管漏极和源极之间所加电压的极性如何，其中总有一个PN结是反向偏置的，反向电阻很高，漏极电流近似为零。16.11.1 绝缘栅场效应管1. 增强型绝缘栅场效应管1. 增强型绝缘栅场效应管(2) N沟道增强型管的工作原理16.11.1 绝缘栅场效应管1. 增强型绝缘栅场效应管 当UGS > 0 时，P型衬底中的电子受到电场力的吸引到达表层，填补空穴形成负离子的耗尽层；当UGS >UGS（th）时，将出现N型导电沟道，将D-S连接起来。UGS愈高，导电沟道愈宽。 1. 增强型绝缘栅场效应管16.11.1 绝缘栅场效应管1. 增强型绝缘栅场效应管在漏极电源的作用下将产生漏极电流ID，管子导通。N型导电沟道1. 增强型绝缘栅场效应管(2) N沟道增强型管的工作原理16.11.1 绝缘栅场效应管1. 增强型绝缘栅场效应管当UGS  UGS(th）后，场效应管才形成导电沟道，开始导通，若漏–源之间加上一定的电压UDS，则有漏极电流ID产生。在一定的UDS下漏极电流ID的大小与栅源电压UGS有关。所以，场效应管是一种电压控制电流的器件。 在一定的漏–源电压UDS下，使管子由不导通变为导通的临界栅源电压称为开启电压UGS(th）。1. 增强型绝缘栅场效应管(3) 特性曲线有导电沟道转移特性曲线无导电 沟道开启电压UGS(th）UDSUGS/ 漏极特性曲线恒流区可变电阻区截止区16.11.1 绝缘栅场效应管1. 增强型绝缘栅场效应管1. 增强型绝缘栅场效应管符号：结构(4) P沟道增强型 SiO2绝缘层加电压才形成 P型导电沟道 增强型场效应管只有当UGS  UGS(th）时才形成导电沟道。16.11.1 绝缘栅场效应管1. 增强型绝缘栅场效应管2. 耗尽型绝缘栅场效应管2. 耗尽型绝缘栅场效应管符号：(1 ) N沟道耗尽型管SiO2绝缘层中 掺有正离子予埋了N型 导电沟道16.11.1 绝缘栅场效应管1. 增强型绝缘栅场效应管1. 增强型绝缘栅场效应管2. 耗尽型绝缘栅场效应管(1 ) N沟道耗尽型管16.11.1 绝缘栅场效应管1. 增强型绝缘栅场效应管 由于耗尽型场效应管预埋了导电沟道，所以在UGS= 0时，若漏–源之间加上一定的电压UDS，也会有漏极电流 ID 产生。 当UGS > 0时，使导电沟道变宽， ID 增大； 当UGS < 0时，使导电沟道变窄， ID 减小； UGS负值愈高，沟道愈窄， ID就愈小。 这时的漏极电流用 IDSS表示，称为饱和漏极电流。1. 增强型绝缘栅场效应管2. 耗尽型绝缘栅场效应管(1 ) N沟道耗尽型管16.11.1 绝缘栅场效应管1. 增强型绝缘栅场效应管 当UGS达到一定负值时，N型导电沟道消失， ID= 0，称为场效应管处于夹断状态（即截止）。这时的UGS称为夹断电压，用UGS(off）表示。null(2) 耗尽型N沟道MOS管的特性曲线夹断电压 耗尽型的MOS管UGS= 0时就有导电沟道，加反向电压到一定值时才能夹断。 UGS(off)IDSS2. 耗尽型绝缘栅场效应管2. 耗尽型绝缘栅场效应管(3) P 沟道耗尽型管予埋了P型 导电沟道SiO2绝缘层中 掺有负离子耗尽型耗尽型G、S之间加一定 电压才形成导电沟道在制造时就具有 原始导电沟道3. 场效应管的主要参数3. 场效应管的主要参数(1) 开启电压 UGS(th)：是增强型MOS管的参数 (2) 夹断电压 UGS(off)： (3) 饱和漏电流 IDSS：(4) 低频跨导 gm：表示栅源电压对漏极电流 的控制能力极限参数：最大漏极电流、耗散功率、击穿电压。 场效应管与晶体管的比较 场效应管与晶体管的比较类 型 NPN和PNP N沟道和P沟道16.11.3 场效应管放大电路16.11.3 场效应管放大电路 场效应晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点，常用于多级放大电路的输入级以及要求噪声低的放大电路。 场效应管的源极、漏极、栅极相当于双极型晶体管的发射极、集电极、基极。 场效应管的共源极放大电路和源极输出器与双极型晶体管的共发射极放大电路和射极输出器在结构上也相类似。 场效应管放大电路的分析与双极型晶体管放大电路一样，包括静态分析和动态分析。 16.11.3 场效应管放大电路16.11.3 场效应管放大电路1.自给偏压式偏置电路 栅源电压UGS是由场效应管自身的电流提供的，故称自给偏压。UGS = –RSIS = –RSIDT为N沟道耗尽型场效应管 增强型MOS管因UGS=0时， ID 0，故不能采用自给偏压式电路。null（1）静态分析估算法：UGS = – RSID将已知UGS， 解出ID; 由 UDS= UDD –ID(RD+ RS) 解出UDSnullAu、ri、ro画交流通路及微变等效电路交流通路（1）静态分析nullAu、ri、ro画交流通路及微变等效电路交流通路（1）静态分析微变等效电路nullAu、ri、ro画交流通路及微变等效电路（1）静态分析微变等效电路null2. 分压式偏置电路(1) 静态分析解出ID; 由 UDS= UDD – ID(RD+ RS) 解出UDS流过 RG 的电流为零(2) 动态分析(2) 动态分析电压放大倍数交流通路输入电阻输出电阻 RG是为了提 高输入电阻ri 而设置的。null3.源极输出器交流通路电压放大倍数特点与晶体管的射极输出器一样