电工与电子技术--射极输出器--课件

9-5 射极输出器射极输出器 9.5.1 电路结构电路结构电路如图电路如图9-5-1所示，输入为基所示，输入为基极，输出为发射极，故称为射极，输出为发射极，故称为射极输出器极输出器其交流通路如图其交流通路如图9-5-2所示，所示，输入回路输入回路输出回路输出回路集电极为公共集电极为公共极，故为共集极，故为共集电极电路电极电路1PPT课件9.5.2 9.5.2 静态分析静态分析静态分析静态分析 射极输出器的直流通路如图射极输出器的直流通路如图9-5-3所示所示2PPT课件则射极输出器的静态值为则射极输出器的静态值为则射极输出器的静态值为则射极输出器的静态值为3PPT课件9.5.3 9.5.3 动态分析动态分析动态分析动态分析射极输出器的微变等效电射极输出器的微变等效电路如图路如图9-5-4所示。所示。4PPT课件1.1.1.1.电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数由微变等效电路得由微变等效电路得其中其中则则由以上分析可知由以上分析可知 （1）电压放大倍数小于）电压放大倍数小于1但接近于但接近于1,Uo Ui，故没有电故没有电压放大作用，但有电流和功率放大作用；压放大作用，但有电流和功率放大作用；5PPT课件2.2.输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻(2)输出电压和输入电压同相位，且输出电压和输入电压同相位，且Uo Ui，输出电压输出电压跟随输入电压变化，故具有电压跟随作用，所以称为射跟随输入电压变化，故具有电压跟随作用，所以称为射极跟随器。极跟随器。由图由图9-5-4的微变等效电路得的微变等效电路得其中其中6PPT课件故故故故一般（一般（1+）RE/RLrbe，而而RB又较大，所以又较大，所以射极输出射极输出射极输出射极输出器的输入电阻高器的输入电阻高器的输入电阻高器的输入电阻高，远大于一般共射电路的输入电阻，可，远大于一般共射电路的输入电阻，可达几十千欧甚至几百千欧。达几十千欧甚至几百千欧。3.3.输出电阻输出电阻 利用利用“加压求流法加压求流法”，由微，由微变等效电路，将独立电源和变等效电路，将独立电源和负载电阻除去，在负载开路负载电阻除去，在负载开路两端加一电压两端加一电压 ，则产生一，则产生一电流电流 如图如图9-5-5所示所示 7PPT课件则放大电路的输出电阻写成则放大电路的输出电阻写成则放大电路的输出电阻写成则放大电路的输出电阻写成由于由于8PPT课件则输出电阻为则输出电阻为则输出电阻为则输出电阻为由由于于R s+rbe的的值值较较小小，除除以以（1+）以以后后会会更更小小，一一般般为为几几十十欧欧姆姆。所所以以射射射射极极极极输输输输出出出出器器器器的的的的输输输输出出出出电电电电阻阻阻阻很很很很小小小小，故具有较强的带负载能力。故具有较强的带负载能力。9PPT课件1.1.由于由于由于由于射极输出器的输入电阻高射极输出器的输入电阻高射极输出器的输入电阻高射极输出器的输入电阻高，故将射极输出器放，故将射极输出器放，故将射极输出器放，故将射极输出器放 在电路的输入级，可以提高整个放大电路的输入电在电路的输入级，可以提高整个放大电路的输入电在电路的输入级，可以提高整个放大电路的输入电在电路的输入级，可以提高整个放大电路的输入电阻。阻。阻。阻。2.2.2.2.由于由于由于由于射极输出器的输出电阻低射极输出器的输出电阻低射极输出器的输出电阻低射极输出器的输出电阻低，故将射极输出器放，故将射极输出器放，故将射极输出器放，故将射极输出器放在电路的输出级，可以降低整个放大电路的输出电在电路的输出级，可以降低整个放大电路的输出电在电路的输出级，可以降低整个放大电路的输出电在电路的输出级，可以降低整个放大电路的输出电阻，提高带负载能力。阻，提高带负载能力。阻，提高带负载能力。阻，提高带负载能力。3.3.3.3.将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路 的匹配作用，故也叫缓冲级。的匹配作用，故也叫缓冲级。的匹配作用，故也叫缓冲级。的匹配作用，故也叫缓冲级。9.5.4 9.5.4 射极输出器的应用射极输出器的应用射极输出器的应用射极输出器的应用 10PPT课件解：解：解：解：由直流通路得由直流通路得由直流通路得由直流通路得例例9.5.1 一射极输出器的电路如图一射极输出器的电路如图9-5-6，试求，试求静态值静态值IC、IB和和UCE；、输入电阻输入电阻 ri 和输出电阻和输出电阻 ro11PPT课件由微变等效电路得由微变等效电路得由微变等效电路得由微变等效电路得12PPT课件输入电阻为输入电阻为输入电阻为输入电阻为输出电阻为输出电阻为13PPT课件9.6 多级放大电路多级放大电路 9.6.1 多级放大电路的组成及级间耦合多级放大电路的组成及级间耦合 在在大大多多数数情情况况下下，放放大大电电路路的的输输入入信信号号常常为为毫毫伏伏级级或或微微伏伏级级，这这样样微微弱弱的的信信号号仅仅经经过过单单级级放放大大，输输出出电电压压和和功功率率是是不不能能满满足足负负载载要要求求的的。为为了了得得到到能能推推动动负负载载的的足足够够大大的的电电压压和和电电流流，常常把把多多个个单单级级放放大大电电路路连连接接起起来来，构构成成多多级级放放大大电电路路，以以满满足足负负载载对对放放大大倍倍数数及及其其它它性性能能指指标标的的要要求求。一一般般多多级级放放大大电电路路的的方方框框图图如图如图9-6-1所示。所示。14PPT课件耦合及耦合方式耦合及耦合方式耦合及耦合方式耦合及耦合方式 在在多多级级放放大大电电路路中中，每每两两个个单单级级放放大大电电路路之之间间的的联联接接方方式式称称为为耦耦合合。常常用用的的耦耦合合有有阻阻容容耦耦合合、直直接接耦耦合合、变变压压器器耦耦合合。由由于于变变压压器器耦耦合合在在放放大大电电路路中中应应用用逐逐渐渐减减少，本节只讨论前两种耦合方式。少，本节只讨论前两种耦合方式。1.阻容耦合阻容耦合 阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路的级与级之间是通过的级与级之间是通过耦合电容及后级输入耦合电容及后级输入电阻电阻连接的。其电路连接的。其电路如图如图9-6-2所示由于电所示由于电容具有隔直作用，所容具有隔直作用，所以前后级的静态工作以前后级的静态工作点各自独立，可单独点各自独立，可单独考虑。考虑。15PPT课件2.2.直接耦合直接耦合直接耦合直接耦合 注：对于缓慢变化的信号及直流信号，由于容抗很大，注：对于缓慢变化的信号及直流信号，由于容抗很大，注：对于缓慢变化的信号及直流信号，由于容抗很大，注：对于缓慢变化的信号及直流信号，由于容抗很大，将大大衰减甚至隔断，故不适宜用这种电路放大。将大大衰减甚至隔断，故不适宜用这种电路放大。将大大衰减甚至隔断，故不适宜用这种电路放大。将大大衰减甚至隔断，故不适宜用这种电路放大。直接耦合放大电路的直接耦合放大电路的级与级之间是不经过任何级与级之间是不经过任何元件直接相连的，其电路元件直接相连的，其电路如图如图9-6-3所示所示 其其主主要要特特点点是是可可以以放放大大直直流流及及缓缓慢慢变变化化的的信信号号，但但它它的的静静态态工工作作点点前前、后后级级相相互互影影响响，要要综综合合考考虑虑，不能单独计算。不能单独计算。16PPT课件9.6.2 9.6.2 9.6.2 9.6.2 阻容耦合多级放大电路的计算阻容耦合多级放大电路的计算阻容耦合多级放大电路的计算阻容耦合多级放大电路的计算 对于图对于图9-6-1所示的多级放大电路所示的多级放大电路多多级级放放大大电电路路的的输输入入电电阻阻为为第第一一级级输输入入电电阻阻，输输出出电电阻阻为最后一级输出电阻。即为最后一级输出电阻。即17PPT课件多多多多级级级级放放放放大大大大电电电电路路路路不不不不论论论论何何何何种种种种耦耦耦耦合合合合方方方方式式式式，前前前前级级级级的的的的输输输输出出出出电电电电压压压压即即即即为为为为后后后后级级级级的的的的输输输输入入入入电电电电压压压压，后后后后级级级级的的的的输输输输入入入入电电电电阻阻阻阻即即即即为为为为前前前前级级级级的的的的负负负负载载载载电阻。即电阻。即电阻。即电阻。即其总的电压放大倍数为其总的电压放大倍数为18PPT课件即即即即多多多多级级级级放放放放大大大大电电电电路路路路的的的的电电电电压压压压放放放放大大大大倍倍倍倍数数数数，等等等等于于于于各各各各级级级级电电电电压压压压放放放放大大大大倍倍倍倍数数数数的的的的乘乘乘乘积积积积。但但但但要要要要注注注注意意意意在在在在计计计计算算算算每每每每级级级级电电电电压压压压放放放放大大大大倍倍倍倍数数数数时时时时，应应应应考考考考虑虑虑虑后后后后级级级级的的的的负负负负载载载载效效效效应应应应，即即即即后后后后一一一一级级级级的的的的输输输输入入入入电电电电阻阻阻阻即即即即为为为为前前前前级的负载电阻。级的负载电阻。级的负载电阻。级的负载电阻。19PPT课件例例9.6.1 在图在图9-6-4所示的放大电路中，已知所示的放大电路中，已知1=2=50，每个管子的每个管子的UBE0.6V。求：求：计算前、后级放大电路计算前、后级放大电路的静态工作点；的静态工作点；画出微变等效电路；画出微变等效电路；求放大电路的求放大电路的输入电阻和输出电阻；输入电阻和输出电阻；求各级电压放大倍数和总的电求各级电压放大倍数和总的电压放大倍数；压放大倍数；后级采用射极输出器有何好处？后级采用射极输出器有何好处？解：解：由于由于阻容耦合放大阻容耦合放大电路前后级的电路前后级的直流通路互不直流通路互不牵连，可单独牵连，可单独计算。计算。20PPT课件其直流通路如图其直流通路如图其直流通路如图其直流通路如图9-6-59-6-5所示所示所示所示第一级：第一级：21PPT课件第二级：第二级：第二级：第二级：22PPT课件 其微变等效电路如其微变等效电路如其微变等效电路如其微变等效电路如9-6-69-6-6图所示。图所示。图所示。图所示。23PPT课件放大电路的输入电阻和输出电阻放大电路的输入电阻和输出电阻放大电路的输入电阻和输出电阻放大电路的输入电阻和输出电阻24PPT课件各级电压放大倍数和总的电压放大倍数各级电压放大倍数和总的电压放大倍数各级电压放大倍数和总的电压放大倍数各级电压放大倍数和总的电压放大倍数第二级的输入电阻为第二级的输入电阻为25PPT课件第一级电压放大倍数为第一级电压放大倍数为第一级电压放大倍数为第一级电压放大倍数为第二级的电压放大倍数为第二级的电压放大倍数为26PPT课件 输出电阻小，带负载能力强。输出电阻小，带负载能力强。总的电压放大倍数为总的电压放大倍数为总的电压放大倍数为总的电压放大倍数为27PPT课件9.6.39.6.3*单级阻容耦合放大电路的频率特性单级阻容耦合放大电路的频率特性单级阻容耦合放大电路的频率特性单级阻容耦合放大电路的频率特性 我们在讨论放大电路的动态计算时，都是在假定耦我们在讨论放大电路的动态计算时，都是在假定耦合电容合电容、射极旁路电容的容抗均为零，而且电路中不存射极旁路电容的容抗均为零，而且电路中不存在其它电抗元件的前提下进行的，因此放大电路的电压在其它电抗元件的前提下进行的，因此放大电路的电压放大倍数与频率无关。但实际情况并非如此。在阻容耦放大倍数与频率无关。但实际情况并非如此。在阻容耦合放大电路中除了存在耦合电容和旁路电容外，还存在合放大电路中除了存在耦合电容和旁路电容外，还存在三极管极间电容（结电容）、电路元件和导线对地的分三极管极间电容（结电容）、电路元件和导线对地的分布电容等。这些电容在高低频时的容抗值不能忽略，且布电容等。这些电容在高低频时的容抗值不能忽略，且随随频率而变化，导致电压放大倍数也随频率而变化随随频率而变化，导致电压放大倍数也随频率而变化 将放大电路的电压放大倍数随频率而变化的关系称将放大电路的电压放大倍数随频率而变化的关系称将放大电路的电压放大倍数随频率而变化的关系称将放大电路的电压放大倍数随频率而变化的关系称为频率特性。将电压放大倍数的模随频率而变化的关系为频率特性。将电压放大倍数的模随频率而变化的关系为频率特性。将电压放大倍数的模随频率而变化的关系为频率特性。将电压放大倍数的模随频率而变化的关系称为幅频特性，电压放大倍数的辐角随频率而变化的关称为幅频特性，电压放大倍数的辐角随频率而变化的关称为幅频特性，电压放大倍数的辐角随频率而变化的关称为幅频特性，电压放大倍数的辐角随频率而变化的关系称为相频特性，系称为相频特性，系称为相频特性，系称为相频特性，这里讨论的是各频段电压放大倍数的这里讨论的是各频段电压放大倍数的幅频特性幅频特性28PPT课件对于图对于图对于图对于图9-6-79-6-7所示的单级阻容耦合放大电路所示的单级阻容耦合放大电路所示的单级阻容耦合放大电路所示的单级阻容耦合放大电路其中其中C1、C2为耦合电容，为耦合电容，CE为旁路电容，为旁路电容，Ci、Co为三为三极管的结电容极管的结电容Cbe、Cbc和线路分布电容折算到输入输出和线路分布电容折算到输入输出端的综合值端的综合值其交流通路如图其交流通路如图其交流通路如图其交流通路如图9-6-89-6-8所示所示所示所示29PPT课件1.1.1.1.中频段中频段中频段中频段 由于电容由于电容C1、C2和和CE的容值较大，容抗极小，可的容值较大，容抗极小，可视为短路；而视为短路；而Ci、Co的容值极小，容抗很大，可视为的容值极小，容抗很大，可视为开路，其等效电路如图开路，其等效电路如图969所示所示。30PPT课件中频段对应放大电路的频率特性图中频段对应放大电路的频率特性图中频段对应放大电路的频率特性图中频段对应放大电路的频率特性图9-6-109-6-10中间平坦部分。中间平坦部分。中间平坦部分。中间平坦部分。前面章节所讨论的微变等效电路及放大倍数的计算，前面章节所讨论的微变等效电路及放大倍数的计算，前面章节所讨论的微变等效电路及放大倍数的计算，前面章节所讨论的微变等效电路及放大倍数的计算，均是指中频段的情况均是指中频段的情况均是指中频段的情况均是指中频段的情况 故可认为电容不影响交流信号的传送，放大倍数与频率故可认为电容不影响交流信号的传送，放大倍数与频率无关，即无关，即常数常数中频段中频段31PPT课件2.2.2.2.低频段低频段低频段低频段 由由于于信信号号频频率率较较低低，Ci、Co仍仍可可视视为为开开路路，但但C1、C2、CE容抗较大，不能再视为短路，其电路如图容抗较大，不能再视为短路，其电路如图9611。故在低频段时在输入输出端由于故在低频段时在输入输出端由于C1、C2的分压作用，的分压作用，导致实际三极管上的输入电压导致实际三极管上的输入电压Ube比输入信号电压比输入信号电压Ui要要小，输出电压小，输出电压Uo比比Uce要小，故使电压放大倍数降低；要小，故使电压放大倍数降低；32PPT课件另外由于另外由于另外由于另外由于C CE E的容抗增大，使交流负反馈作用增强的容抗增大，使交流负反馈作用增强的容抗增大，使交流负反馈作用增强的容抗增大，使交流负反馈作用增强（参见下节），也使电压放大倍数减小。其频率特（参见下节），也使电压放大倍数减小。其频率特（参见下节），也使电压放大倍数减小。其频率特（参见下节），也使电压放大倍数减小。其频率特性对应图性对应图性对应图性对应图9 96 61010所示的所示的所示的所示的0 0f fL L 段段段段低频段低频段33PPT课件3.3.3.3.高频段高频段高频段高频段 由由于于信信号号频频率率较较高高，C1、C2、CE仍仍可可视视为为短短路路，但但Ci、Co不不能能再再视视为为开开路路，需需考考虑虑其其影影响响，其其等等效效电电路路如如图图9613所示。所示。34PPT课件 随着频率的升高，随着频率的升高，随着频率的升高，随着频率的升高，C Ci i 、C Co o 的容抗减小，的容抗减小，的容抗减小，的容抗减小，放大电路的输入阻抗放大电路的输入阻抗放大电路的输入阻抗放大电路的输入阻抗和输出阻抗减小，使和输出阻抗减小，使和输出阻抗减小，使和输出阻抗减小，使电压放大倍数减小。电压放大倍数减小。电压放大倍数减小。电压放大倍数减小。故放大电路在高频段故放大电路在高频段故放大电路在高频段故放大电路在高频段的频率特性下降，即的频率特性下降，即的频率特性下降，即的频率特性下降，即f fHHf f 段段段段高频段高频段35PPT课件4.4.4.4.上限频率、下限频率及通频带上限频率、下限频率及通频带上限频率、下限频率及通频带上限频率、下限频率及通频带将将上上、下下限限频频率率之之间间的的频频率率范范围围称称为为通通频频带带用用BW表表示，即示，即通频带是表明放大电路频率特性的一个重要指标。通频带是表明放大电路频率特性的一个重要指标。在电子技术中规在电子技术中规定，在低频段和高频定，在低频段和高频段，将电压放大倍数段，将电压放大倍数下降到其中频段电压下降到其中频段电压放大倍数的放大倍数的0.707倍时倍时所对应的频率所对应的频率fL、fH，分别称为下限频率和分别称为下限频率和上限频率上限频率36PPT课件9.7 放大电路中的负反馈（化工不讲）放大电路中的负反馈（化工不讲）9.7.1 反馈的基本概念和分类反馈的基本概念和分类1.反馈概念反馈概念：就是将基本放大电路的输出量（电压或：就是将基本放大电路的输出量（电压或电流）的一部分或全部，通过一定的反馈电路返送到电流）的一部分或全部，通过一定的反馈电路返送到输入回路，与输入信号比较，从而用输出信号影响放输入回路，与输入信号比较，从而用输出信号影响放大电路的净输入信号大电路的净输入信号，可用图，可用图9-7-1的框图来表示的框图来表示其中其中输入信号输入信号输出信号输出信号净输入信号净输入信号反馈信号反馈信号开环放大倍数开环放大倍数反馈系数反馈系数37PPT课件2.2.2.2.反馈的分类反馈的分类反馈的分类反馈的分类 a.a.正反馈与负反馈正反馈与负反馈:如果反馈信号使净输入减小，输出减如果反馈信号使净输入减小，输出减小，则为负反馈；相反，如果反馈信号使净输入增加，小，则为负反馈；相反，如果反馈信号使净输入增加，输出增加，则为正反馈输出增加，则为正反馈 负反馈负反馈：加入反馈后，净加入反馈后，净输入信号输入信号|Xid|Xi|，输出输出幅度增加幅度增加 。正反馈易引起电路振荡，使电路性能不稳。正反馈易引起电路振荡，使电路性能不稳定，故在放大电路中很少采用，主要用于振荡电路中。定，故在放大电路中很少采用，主要用于振荡电路中。38PPT课件对于图对于图对于图对于图9-7-29-7-2所示的射极输出器为负反馈所示的射极输出器为负反馈所示的射极输出器为负反馈所示的射极输出器为负反馈39PPT课件对于图对于图对于图对于图9-7-39-7-3所示电路为正反馈所示电路为正反馈所示电路为正反馈所示电路为正反馈40PPT课件b.b.直流反馈、交流反馈和交直流反馈直流反馈、交流反馈和交直流反馈直流反馈、交流反馈和交直流反馈直流反馈、交流反馈和交直流反馈如如果果反反馈馈中中只只包包含含直直流流分分量量，即即反反馈馈只只存存在在直直流流通通路路中中，则则为为直直流流反反馈馈；如如果果反反馈馈中中只只包包含含交交流流分分量量，反反馈馈只只存存在在交交流流通通路路中中，则则为为交交流流反反馈馈；在在许许多多情情况况下下，反反馈馈中中既既有有直直流流分分量量，又又有有交交流流分分量量，也也就就是是反反馈馈即即存存在在于于直直流通路中，也存在于交流通路中，称其为交、直流反馈。流通路中，也存在于交流通路中，称其为交、直流反馈。对于图对于图9-7-4分压偏置分压偏置式放大电路，式放大电路，RE引入的为引入的为直流负反馈，目的是稳定直流负反馈，目的是稳定静态工作点静态工作点41PPT课件对于图对于图对于图对于图9-7-59-7-5所示电路，所示电路，所示电路，所示电路，R Rf f引入的是交流负反馈引入的是交流负反馈引入的是交流负反馈引入的是交流负反馈交流负反馈可以改善放大电路的性能。如非线性失真、交流负反馈可以改善放大电路的性能。如非线性失真、展宽频带、输入电阻和输出电阻等展宽频带、输入电阻和输出电阻等42PPT课件对于图对于图对于图对于图9-7-69-7-6的的的的R Re e引入的是交直流负反馈引入的是交直流负反馈引入的是交直流负反馈引入的是交直流负反馈43PPT课件c.c.电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈 从输出端看，如果反馈信号取自从输出端看，如果反馈信号取自输出电压输出电压输出电压输出电压，则为电，则为电压反馈；如果反馈信号取自压反馈；如果反馈信号取自输出电流输出电流输出电流输出电流，则为电流反馈。，则为电流反馈。d.d.串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈 从从输输入入端端看看，反反馈馈信信号号送送回回到到输输入入回回路路，与与输输入入信信号号比比较较。如如果果反反馈馈信信号号是是以以电电电电压压压压形形形形式式式式出出出出现现现现，则则为为串串串串联反馈联反馈联反馈联反馈；如果是以；如果是以电流形式出现电流形式出现电流形式出现电流形式出现，则为，则为并联反馈并联反馈。负反馈可以有四种组态：串联电压、并联电流、串联电负反馈可以有四种组态：串联电压、并联电流、串联电负反馈可以有四种组态：串联电压、并联电流、串联电负反馈可以有四种组态：串联电压、并联电流、串联电流、并联电压。流、并联电压。流、并联电压。流、并联电压。e.本级反馈和级间反馈本级反馈和级间反馈 存在于多级放大电路中的某一级反馈，称为本级存在于多级放大电路中的某一级反馈，称为本级反馈；而跨接在几级或输入输出之间的反馈称为极间反馈；而跨接在几级或输入输出之间的反馈称为极间反馈反馈44PPT课件9.7.2 9.7.2 负反馈的判定负反馈的判定负反馈的判定负反馈的判定 在判断电路连接成何种反馈形式之前，首先要在判断电路连接成何种反馈形式之前，首先要找出找出找出找出反馈元件反馈元件反馈元件反馈元件(电路电路)。反馈电路是连接在输出回路和输入回。反馈电路是连接在输出回路和输入回路之间的电路。有时，在同一个放大电路中，同时存在路之间的电路。有时，在同一个放大电路中，同时存在几个反馈，构成不同的反馈类型，再进一步逐一分析几个反馈，构成不同的反馈类型，再进一步逐一分析 对于图对于图9-7-7所示电路所示电路45PPT课件RE1 、RF 、CF连在输入回路和输出回路之间，故为连在输入回路和输出回路之间，故为两级之间的两级之间的级间反馈级间反馈级间反馈级间反馈 RE1、RE2构构成第一级和第成第一级和第二级的二级的本级反本级反本级反本级反馈馈馈馈1.1.本级反馈和级间反馈本级反馈和级间反馈本级反馈和级间反馈本级反馈和级间反馈本级反馈本级反馈本级反馈本级反馈本级反馈本级反馈本级反馈本级反馈级间反馈级间反馈级间反馈级间反馈46PPT课件2.2.2.2.直流反馈与交流反馈的判断直流反馈与交流反馈的判断直流反馈与交流反馈的判断直流反馈与交流反馈的判断对于图对于图9-7-7所示电路所示电路RE2构成后级的直流反馈，构成后级的直流反馈，RE1构成前级的交、直流反馈，构成前级的交、直流反馈，RF构成级间的交流反馈构成级间的交流反馈直流反馈直流反馈直流反馈直流反馈交流反馈交流反馈交流反馈交流反馈47PPT课件3.3.正负反馈的判断正负反馈的判断正负反馈的判断正负反馈的判断 通通常常用用瞬瞬瞬瞬时时时时极极极极性性性性法法法法来来判判断断反反馈馈电电路路是是构构成成正正反反馈馈还还是是负负反反馈馈。先先假假设设放放大大电电路路的的输输入入端端信信号号在在某某一一瞬瞬时时对对地地的的极极性性为为()或或()，然然后后根根据据各各级级电电路路输输出出端端与与输输入入端端信信号号的的关关系系（同同相相或或反反相相），标标出出电电路路各各点点的的瞬瞬时时极极性性，再再得得到到反反馈馈端端信信号号的的极极性性，最最后后通通过过比比较较反反馈馈端端和输入端的极性来判断电路的净输入是增加还是削弱。和输入端的极性来判断电路的净输入是增加还是削弱。对基本放大电路，假定信号先从输入到输出单方向对基本放大电路，假定信号先从输入到输出单方向传送，为正向传输；然后从反馈电路，信号从放大电路传送，为正向传输；然后从反馈电路，信号从放大电路的输出到输入（即从反馈电路的输入到输出）单方向传的输出到输入（即从反馈电路的输入到输出）单方向传送，这称为反向传输。送，这称为反向传输。若引回的反馈信号使得净输入信若引回的反馈信号使得净输入信若引回的反馈信号使得净输入信若引回的反馈信号使得净输入信号减小，为负反馈。否则使得净输入信号增加，为正反号减小，为负反馈。否则使得净输入信号增加，为正反号减小，为负反馈。否则使得净输入信号增加，为正反号减小，为负反馈。否则使得净输入信号增加，为正反馈馈馈馈48PPT课件对于对于对于对于9-7-79-7-7所示电路所示电路所示电路所示电路且三者同相，有且三者同相，有故为负反馈故为负反馈由于由于49PPT课件4.4.串联反馈和并联反馈的判断串联反馈和并联反馈的判断串联反馈和并联反馈的判断串联反馈和并联反馈的判断 当反馈信号与输入信号在同一个节点比较，称为当反馈信号与输入信号在同一个节点比较，称为并联反馈；若反馈信号与输入信号不在同一节点比较，并联反馈；若反馈信号与输入信号不在同一节点比较，则为串联反馈。对于共射电路和共集电路，其输入端则为串联反馈。对于共射电路和共集电路，其输入端都为基极，当反馈信号引回到基极，则为并联反馈；都为基极，当反馈信号引回到基极，则为并联反馈；引到发射极为串联反馈引到发射极为串联反馈，如图，如图9-7-8所示所示50PPT课件对于图对于图对于图对于图9-7-79-7-79-7-79-7-7所示电路所示电路所示电路所示电路RF、RE1构成的为串联反馈。构成的为串联反馈。51PPT课件5.5.电压反馈和电流反馈的判断电压反馈和电流反馈的判断电压反馈和电流反馈的判断电压反馈和电流反馈的判断 只要设输出电压只要设输出电压uo0（即将输出短路），如果反即将输出短路），如果反馈依然存在，则为电流反馈；如果反馈不存在，则为馈依然存在，则为电流反馈；如果反馈不存在，则为电压反馈。对于共射电路，若反馈信号是从集电极引电压反馈。对于共射电路，若反馈信号是从集电极引回，则为电压反馈；若从发射极引回，则为电流反馈，回，则为电压反馈；若从发射极引回，则为电流反馈，如图如图9-7-9所示。所示。电压负反馈可以稳定输出电压，电流电压负反馈可以稳定输出电压，电流电压负反馈可以稳定输出电压，电流电压负反馈可以稳定输出电压，电流负反馈可以稳定输出电流。负反馈可以稳定输出电流。负反馈可以稳定输出电流。负反馈可以稳定输出电流。52PPT课件对于图对于图对于图对于图9-7-79-7-7所示电路所示电路所示电路所示电路RE2直流电直流电流串联负反馈流串联负反馈RF、RE1构构成成级级间间交交流串联电压负反馈流串联电压负反馈RE1本级交、直流本级交、直流串联电流负反馈串联电流负反馈53PPT课件其稳定电压的过程如下：其稳定电压的过程如下：其稳定电压的过程如下：其稳定电压的过程如下：54PPT课件9.7.3 9.7.3 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响 直流负反馈的作用是稳定静态工作点。交流负反直流负反馈的作用是稳定静态工作点。交流负反馈可以改善放大电路的动态性能馈可以改善放大电路的动态性能 1.降低了放大倍数降低了放大倍数 对于对于9-7-1所示的带负所示的带负反馈的放大电路的方框图，反馈的放大电路的方框图，其其未引入反馈时基本放大未引入反馈时基本放大电路的放大倍数电路的放大倍数(即开环放即开环放大倍数大倍数)为：为：将反馈信号与输出信号之比称为反馈系数，即将反馈信号与输出信号之比称为反馈系数，即 55PPT课件故输出信号为故输出信号为故输出信号为故输出信号为引引入入反反馈馈以以后后的的闭闭环环放放大大倍数为倍数为由于由于对于负反馈，对于负反馈，、与与 是同相的，且同是电压或是同相的，且同是电压或电流，所以电流，所以 是正实数。是正实数。56PPT课件2.2.提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性将将 称为反馈深度，其值越大，负反馈作用越强，称为反馈深度，其值越大，负反馈作用越强，也就越小也就越小 当外界条件变化时，即使输入信号不变，仍会引起当外界条件变化时，即使输入信号不变，仍会引起输出信号的变化，即引起放大倍数的变化输出信号的变化，即引起放大倍数的变化 由上式可知，输出信号比未引入负反馈时要小，也就是由上式可知，输出信号比未引入负反馈时要小，也就是引入负反馈后放大倍数降低了引入负反馈后放大倍数降低了引入负反馈后会，会如何呢？引入负反馈后会，会如何呢？57PPT课件故故则放大倍数的相对变化则放大倍数的相对变化则放大倍数的相对变化则放大倍数的相对变化量为量为量为量为 当引入负反馈后，由于当引入负反馈后，由于58PPT课件即即放放大大电电路路的的闭闭环环放放大大倍倍数数的的相相对对变变化化量量只只有有开开环环放放大大倍倍数数相相对对变变化化量量的的 1/(1+AF)，也也就就是是说说，放放大大倍倍数的稳定性提高了数的稳定性提高了(1+AF)倍。倍。闭环放大倍数的相对变化量闭环放大倍数的相对变化量闭环放大倍数的相对变化量闭环放大倍数的相对变化量其中其中其中其中59PPT课件上上式式说说明明深深度度负负反反馈馈的的闭闭环环放放大大倍倍数数只只与与反反馈馈系系数数F F 有有关关，即即只只与与反反馈馈电电路路有有关关，与与三三极极管管的的特特性性无无关关，基基本本不不受受外外界界因因素素变变化化的的影影响响。这这时时放放大大电电路路的的工工作作相当稳定。相当稳定。在深度负反馈即在深度负反馈即在深度负反馈即在深度负反馈即(1+(1+AF AF)1)1时，有时，有时，有时，有60PPT课件3.3.3.3.改善波形失真改善波形失真改善波形失真改善波形失真 图图9-7-10(a)是是无反馈的基本放大无反馈的基本放大电路的方框图。当电路的方框图。当输入为正弦波时，输入为正弦波时，由于非线性失真，由于非线性失真，会出现一个上大下会出现一个上大下小的失真波形。小的失真波形。在电路引入负反馈后在电路引入负反馈后(图图9-7-3(b)，反馈信号和输入信反馈信号和输入信号成正比，是一个上大下小的波形号成正比，是一个上大下小的波形61PPT课件这这这这个个个个波波波波形形形形与与与与输输输输入入入入信信信信号号号号比比比比较较较较后后后后，得得得得到到到到的的的的净净净净输输输输入入入入为为为为上上上上小小小小下下下下大大大大的的的的波波波波形形形形，再再再再经经经经过过过过基基基基本本本本放放放放大大大大电电电电路路路路，得得得得到到到到上上上上下下下下大大大大小小小小基基基基本本本本相相相相同同同同的的的的波波波波形形形形。故故故故经经经经反反反反馈馈馈馈放放放放大大大大电电电电路路路路后后后后，可可可可在在在在很很很很大大大大程程程程度度度度上上上上减少失真。减少失真。减少失真。减少失真。62PPT课件4.4.4.4.扩展通频带扩展通频带扩展通频带扩展通频带 在在阻阻容容耦耦合合放放大大电电路路中中，当当信信号号频频率率在在低低频频段段和和高高频频段段时时，放放大大倍倍数数均均要要下下降降。由由于于负负反反馈馈具具有有稳稳定定放放大大倍倍数数的的作作用用，迫迫使使放放大大倍倍数数在在低低、高高频频段段下下降降的的程程度度减减少少，使使减减小小，增增大大，故故使使通通频频带带展展宽宽了了,如如图图9-7-11所示所示。图图9-7-11负反馈对通频带的影响负反馈对通频带的影响63PPT课件5.5.5.5.对输入电阻的影响对输入电阻的影响对输入电阻的影响对输入电阻的影响 负负反反馈馈对对放放大大电电路路输输入入电电阻阻的的影影响响与与反反馈馈电电路路在在输输入入回回路路的的连连接接方方式式有有关关，即即与与串串联联反反馈馈还还是是并并联联反反馈有关馈有关(1)串联负反馈使输入电串联负反馈使输入电阻增大阻增大对于图对于图9-7-12所示的反馈框所示的反馈框图根据输入电阻的定义图根据输入电阻的定义 即即引引入入负负反反馈馈使使输输入入电电阻阻增大（增大（1+AF）倍。倍。64PPT课件(2)(2)并联负反馈使输出电阻降低并联负反馈使输出电阻降低并联负反馈使输出电阻降低并联负反馈使输出电阻降低从图从图9-7-13所示的并联负反馈可得所示的并联负反馈可得即并联反馈使输出电阻减小即并联反馈使输出电阻减小(1+AF)倍。倍。65PPT课件 放大电路引入负反馈，会使输出电阻改变，这与反放大电路引入负反馈，会使输出电阻改变，这与反馈的取样信号是电压还是电流有关。馈的取样信号是电压还是电流有关。6.6.对输出电阻的影响对输出电阻的影响对输出电阻的影响对输出电阻的影响 电电压压负负反反馈馈可可以以稳稳定定输输出出电电压压，即即具具有有恒恒压压输输出出的的性性质质。恒恒压压源源内内阻阻很很小小，故故电电压压负负反反馈馈使使输输出出电电阻阻减减小。小。电电流流负负反反馈馈可可以以稳稳定定输输出出电电流流，即即具具有有恒恒流流输输出出的的性性质质。恒恒流流源源内内阻阻很很大大，故故电电流流负负反反馈馈可可使使输输出出电电阻阻增大增大66PPT课件9.8互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路a.电压放大电路电压放大电路的主要作用是在不失真的前提下，尽可的主要作用是在不失真的前提下，尽可能地提高输出电压。其工作在小信号状态下，可用微能地提高输出电压。其工作在小信号状态下，可用微变等效电路的方法计算其动态指标：电压放大倍数、变等效电路的方法计算其动态指标：电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等输入电阻、输出电阻等 多级放大电路包括电压放大电路和功率放大电路。多级放大电路包括电压放大电路和功率放大电路。它们的区别为：它们的区别为：b.功率放大电路功率放大电路的主要作用是在不失真或轻微失真的前的主要作用是在不失真或轻微失真的前提下，尽可能地对功率进行放大，以推动负载如扬声器提下，尽可能地对功率进行放大，以推动负载如扬声器发声、电机旋转、继电器动作、指示仪表偏转等。其工发声、电机旋转、继电器动作、指示仪表偏转等。其工作在大信号状态，不能用微变等效电路的方法，一般采作在大信号状态，不能用微变等效电路的方法，一般采用图解法分析主要性能指标如效率、输出功率等用图解法分析主要性能指标如效率、输出功率等 由于功放电路的输入为大信号，故由于功放电路的输入为大信号，故对于功率放大对于功率放大电路的分析包含着一些以前没有出现过的特殊问题。电路的分析包含着一些以前没有出现过的特殊问题。67PPT课件9.8.19.8.1对功率放大电路的基本要求对功率放大电路的基本要求对功率放大电路的基本要求对功率放大电路的基本要求 1.在不失真的前提下尽可能地输出较大功率在不失真的前提下尽可能地输出较大功率 为了得到较大的输出功率，功率放大管往往工作在为了得到较大的输出功率，功率放大管往往工作在极限状态，这时要考虑功率放大管的输出失真问题；同极限状态，这时要考虑功率放大管的输出失真问题；同时要考虑功率放大管的安全问题，即极限参数时要考虑功率放大管的安全问题，即极限参数PCM、ICM、U(BR)CEO和散热问题。和散热问题。2.功放电路要具有较高的效率功放电路要具有较高的效率 由由于于输输出出功功率率较较大大，效效率率问问题题就就尤尤为为突突出出。效效率率不不高高，不不仅仅使使电电源源提提供供的的能能量量浪浪费费，而而且且在在电电路路内内产产生生热热量量，使使之之温温度度升升高高，造造成成电电路路的的不不稳稳定定。所所以以效效率问题是功率放大电路的重要问题。率问题是功率放大电路的重要问题。68PPT课件9.8.2 9.8.2 提高功率放大电路效率的主要途径提高功率放大电路效率的主要途径提高功率放大电路效率的主要途径提高功率放大电路效率的主要途径a.甲类工作状态甲类工作状态：在电压放大电路中，静态工作点设在：在电压放大电路中，静态工作点设在交流负载线的中点，如图交流负载线的中点，如图981所示所示 放大电路根据静态工作点的位置有三种工作状态放大电路根据静态工作点的位置有三种工作状态其其特特点点是是：不不论论有有无无输输入入信信号号，电电源源供供给给的的功功率率总总是是不不变变的的，PICUCC。当当无无信信号号输输入入时时，电电源源功功率率全全部部消消耗耗在在管管子子和和电电阻阻上上，以以管管子子集集电极损耗为主。电极损耗为主。当当有有输输入入信信号号时时，其其中中一一部部分分转转化化为为有有用用的的输输出出功功率率。信信号号越越大大，输输出出功功率率越越大大，管管子子损损耗耗越越小小。理理想想情情况下的最大效率为况下的最大效率为50%。69PPT课件b.b.乙类状态工作状态：乙类状态工作状态：乙类状态工作状态：乙类状态工作状态：静态工作点在截止区，如图静态工作点在截止区，如图静态工作点在截止区，如图静态工作点在截止区，如图9-89-82 2所示，特点是：所示，特点是：所示，特点是：所示，特点是：静态集电极电流为零，无静态功耗，静态集电极电流为零，无静态功耗，静态集电极电流为零，无静态功耗，静态集电极电流为零，无静态功耗，但输出波形严重失真但输出波形严重失真但输出波形严重失真但输出波形严重失真c.c.甲乙类状态工作状态：甲乙类状态工作状态：甲乙类状态工作状态：甲乙类状态工作状态：静态静态工作点在靠近截止区的放大区工作点在靠近截止区的放大区处，如图处，如图983所示所示特点是：特点是：静态集电极电流很小静态集电极电流很小无静态功耗小，效率比甲类工无静态功耗小，效率比甲类工作状态要高，最高可达作状态要高，最高可达78.5%78.5%。但输出波形严重失真。但输出波形严重失真。70PPT课件9.8.3 9.8.3 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路1.无输出电容的双电源互补对称功率放大电路无输出电容的双电源互补对称功率放大电路（OCL）原理电路如图原理电路如图9-8-4所示所示a.电路结构和特点电路结构和特点 V1为为 NPN管管，为为 V2为为PNP管管，要要求求两两个个三三极极管管V1、V2的的特特性性对对称称一一致致。由由于于没没有有设设置置基基极极偏偏置置电电压压，故故两两管管的的IB、IC、UBE均均为为零零，三三极极管管工工作作在在乙乙类类工工作作状状态态。从从电电路路形形式式看看，每每个个三三极极管管接接成成射射极极输输出出器器，具具有有uo ui，输输入入电电阻阻高高，输输出出电电阻阻低低的特点。的特点。71PPT课件b.b.工作原理工作原理工作原理工作原理 当当ui为为正正半半波波时时，V1导导通通、V2截截止止，流流过过负负载载RL的电流为的电流为ie1，此时，此时uo ui，如图，如图9-8-5所示。所示。当当ui为负半波时，为负半波时，V2导通、导通、V1截止，流过负载截止，流过负载RL的的电流为电流为ie2，由于，由于V1、V2对称，故对称，故ie1=ie2 ,uo ui。72PPT课件故在输入信号故在输入信号故在输入信号故在输入信号u ui i的一个周期内，、的一个周期内，、的一个周期内，、的一个周期内，、V V1 1、V V2 2交替导通，交替导通，交替导通，交替导通，互相补足，故称为互补对称功率放大电路。电流互相补足，故称为互补对称功率放大电路。电流互相补足，故称为互补对称功率放大电路。电流互相补足，故称为互补对称功率放大电路。电流i ie1e1 、i ie2 e2 以正反不同的方向交替流过负载，在上得到一个完以正反不同的方向交替流过负载，在上得到一个完以正反不同的方向交替流过负载，在上得到一个完以正反不同的方向交替流过负载，在上得到一个完整的输出信号整的输出信号整的输出信号整的输出信号u uo o，其波形基本和其波形基本和其波形基本和其波形基本和u ui i相似。相似。相似。相似。73PPT课件但乙类但乙类但乙类但乙类OCLOCL有个缺点，即有个缺点，即有个缺点，即有个缺点，即u uo o波形存在失真。如图波形存在失真。如图波形存在失真。如图波形存在失真。如图9-8-59-8-5所示所示所示所示 这是因为三极管的输入特这是因为三极管的输入特性曲线上有一段死区电压，而性曲线上有一段死区电压，而该电路工作于乙类状态，基极该电路工作于乙类状态，基极偏置为零。当输入电压尚小而偏置为零。当输入电压尚小而不足以克服死区电压时，三极不足以克服死区电压时，三极管基本截止，在这段区域内，管基本截止，在这段区域内，ie=0，uo=0在正负半波相交的在正负半波相交的地方出现了失真，称其为交越地方出现了失真，称其为交越失真失真 交越失真交越失真 为避免交越失真，采用一定的措施，使为避免交越失真，采用一定的措施，使V1和和V2产生产生一个不大的偏流，使静态工作点稍高于截止点，即工一个不大的偏流，使静态工作点稍高于截止点，即工作于作于甲乙类状态甲乙类状态74PPT课件 这种静态工作点设置在甲乙类状态的电路即为这种静态工作点设置在甲乙类状态的电路即为这种静态工作点设置在甲乙类状态的电路即为这种静态工作点设置在甲乙类状态的电路即为甲乙甲乙甲乙甲乙类互补对称功放电路类互补对称功放电路类互补对称功放电路类互补对称功放电路 ，其原理电路如图，其原理电路如图，其原理电路如图，其原理电路如图9-8-69-8-6所示所示所示所示 它它是是利利用用R2、D1、D2、R1、R3设设置置一一个个不不大大的的偏偏流流,这些电阻的阻值不宜选的过大。这些电阻的阻值不宜选的过大。其工作原理与乙类其工作原理与乙类OCL功功放电路一样。放电路一样。75PPT课件2.2.无输出变压器的单电源互补对称功率放大电路无输出变压器的单电源互补对称功率放大电路无输出变压器的单电源互补对称功率放大电路无输出变压器的单电源互补对称功率放大电路（OTLOTL）其原理电路如图其原理电路如图9-8-7所示所示 在在静静态态时时，A点点的的电电位位为为0.5UCC,耦耦合合电电容容上上的的电电压压为为。为为保保证证正正常常工工作作，输输入入端端的的直直流流电电位位也也应应为为0.5UCC，V1、V2管管工工作作于于乙类状态。乙类状态。其工作原理为：静态时，当其工作原理为：静态时，当V1导通时，电容导通时，电容CL被充电，被充电，其上电压为其上电压为0.5UCC；当；当V2导通时，导通时，CL代替电源向代替电源向V2供供电。在整个放大过程中，电。在整个放大过程中，A点电压不能下降过多。因此点电压不能下降过多。因此CL的容量必须足够大。的容量必须足够大。76PPT课件动态时，即有输入信号动态时，即有输入信号动态时，即有输入信号动态时，即有输入信号u ui i时：时：时：时：对对交交流流而而言言，输输出出耦耦合合电电容容的的容容抗抗和和电电源源内内阻阻均均不不计计，交交流流通通路路和和乙乙类类OCL的的电电路路相相同同(图图9-8-4）。当当ui为为正正半半波波时时，V1、V2的的基基极极电电位位高高于于A点点电电位位，故故V1导导通通、V2截截止止，流流过过负负载载的的电电流流为为ie1，由由于于为为射射极极输输出出，故故uo ui77PPT课件当当当当u ui i为负半波时，为负半波时，为负半波时，为负半波时，V V1 1、V V2 2基极电位低于基极电位低于基极电位低于基极电位低于A A点电位，故点电位，故点电位，故点电位，故V V2 2导通、导通、导通、导通、V V1 1截止，流过负载的电流为截止，流过负载的电流为截止，流过负载的电流为截止，流过负载的电流为i ie2e2，故故故故u uo o u ui i。这样这样这样这样在负载在负载在负载在负载R RL L上得到一个合成的正弦电流及电压。上得到一个合成的正弦电流及电压。上得到一个合成的正弦电流及电压。上得到一个合成的正弦电流及电压。78PPT课件图图图图9-8-89-8-8是具有推动级的互补对称功率放大电路是具有推动级的互补对称功率放大电路是具有推动级的互补对称功率放大电路是具有推动级的互补对称功率放大电路 *T3是工作于甲类状态是工作于甲类状态的推动管，的推动管，R1、R2是它是它的分压式偏置电路，调的分压式偏置电路，调节节R1可改变可改变IC1的数值。的数值。*R3、R4既是的集电极电既是的集电极电阻，又是阻，又是V1、V2的偏置的偏置电阻，使电阻，使V1、V2工作于工作于甲乙类状态，避免产生甲乙类状态，避免产生交越失真交越失真 79PPT课件*R R4 4上并联旁路电容上并联旁路电容上并联旁路电容上并联旁路电容C C2 2的的的的目的，是在动态时保证目的，是在动态时保证目的，是在动态时保证目的，是在动态时保证V V1 1、V V2 2的基极交流电位的基极交流电位的基极交流电位的基极交流电位相等，否则将会造成输相等，否则将会造成输相等，否则将会造成输相等，否则将会造成输出波形的正负半波不对出波形的正负半波不对出波形的正负半波不对出波形的正负半波不对称称称称 *RE1、RE2分别为分别为V1、V2的发射极反馈电阻，目的发射极反馈电阻，目的是稳定的是稳定V1、V2的射极的射极电流，从而达到稳定输电流，从而达到稳定输出电压的目的出电压的目的 80PPT课件*V V3 3的偏置电阻的偏置电阻的偏置电阻的偏置电阻R R1 1不接不接不接不接电源而接电源而接电源而接电源而接A A点，引入电点，引入电点，引入电点，引入电压负反馈，目的是使压负反馈，目的是使压负反馈，目的是使压负反馈，目的是使A A点的电位稳定在点的电位稳定在点的电位稳定在点的电位稳定在0.50.5U UCCCC上。当温度升高时，上。当温度升高时，上。当温度升高时，上。当温度升高时，U UA A的稳定过程如下：的稳定过程如下：的稳定过程如下：的稳定过程如下：81PPT课件作作 业业9-1 9-4 9-882PPT课件