(2-1)
第十六章基本放大电路
(4)
(2-2)
特点,结构对称。
16.9 差动放大电路
ui1 ui2
uoRCR1
T1
RB
RC R1
T2
RB
16.9.1 差动放大电路的工作情况
(2-3)
一,抑制零漂的原理
uo= UC1 - UC2 = 0当 ui1 = ui2 =0 时：
uo= (UC1 +?uC1 ) - (UC2 +?uC2 ) = 0
当温度变化时：
+UCC
uo
ui1
RCR1
T1
RB
RC R1
T2
RB
ui2
(2-4)
二,输入信号分类
(1)差模 (differential mode)输入
ui1 = -ui2= ud
(2)共模 ( common mode) 输入
ui1 = ui2 = uC
任意输入的信号 ui1,ui2,都可分解成差模分量和共模分量。
(3)比较 输入
(2-5)
ui1 = uC + ud ； ui2 = uC - ud
例,ui1 = 20 mV,ui2 = 10 mV
则,ud = 5mV,uc = 15mV
差模分量,
2
21 ii
d
uuu
共模分量,
2
21 ii
c
uuu
ui1 = 15mV + 5mV ； ui2 = 15mV - 5mV
(2-6)
三,共模电压放大倍数 AC
+UCC
uo
ui1
RCR1
T1
RB
RC R1
T2
RB
ui2
共模输入信号,ui1 = ui2 = uC （大小相等，极性相同）
理想情况,ui1 = ui2? uC1 = uC2?uo= 0
共模电压放大倍数,（很小,<1)
但因两侧不完全对称,uo? 0
C
oC uuA?
(2-7)
uo
ui1
RCR1
T1
RB
RC R1
T2
RB
ui2
四,差模电压放大倍数 Ad
差模输入信号,ui1 =- ui2 =ud （大小相等，极性相反）
(很大,>1)
设 uC1 =UC1 +?uC1,uC2 =UC2 +?uC2 。
因 ui1 = -ui2,uC1 =-?uC2
uo= uC1 - uC2=?uC1-?uC2 = 2?uC1
差模电压放大倍数：
1i
o
2i1i
o
d u2
u
uu
uA?
+UCC
(2-8)
五,共模抑制比 (CMRR)的定义例,Ad=-200
Ac=0.1
KCMRR=20 lg? (-200)/0.1? =66 dB
CMRR — Common Mode Rejection Ratio
KCMRR =
KCMRR (dB) = (分贝 )
c
d
A
A
c
d
A
Alo g20
(2-9)
为了使左右平衡，可设置调零电位器,
16.9.2 典型差动放大电路特点,加入射极电阻 RE ；加入负电源 -UEE,
采用正负双电源供电。
uo
ui1
+UCC
RC
T1
RB
RC
T2
RB
ui2
RE
–UEE
一、静态分析
(2-10)
双电源的作用：
（ 1）使信号变化幅度加大。
（ 2） IB1,IB2由负电源 -UEE提供。
uo
ui1
+UCC
RC
T1
RB
RC
T2
RB
ui2
RE
–UEE
(2-11)
IC IE = 2IC UE
UBEIBIC
温度 T
RE的作用设 ui1 = ui2 = 0
自动稳定
RE 具有强负反馈作用
—— 抑制温度漂移，稳定静态工作点。
uo
ui1
+UCC
RC
T1
RB
RC
T2
RB
ui2
RE
–UEE
(2-12)
dii uuu 2
1
1
dii uuu 2
1
2
R
R
uo
ui
+UCC
RC
T1
RB
RC
T2
RB
RE
–UEE
二、动态分析
(2-13)
RE 对差模信号作用
ib2,ic2
ui1
ui2
ib1,ic1 ic1 = - ic2 iRE = ie1+ ie2 = 0
uRE = 0 RE对差模信号 不起 作用
R
R
uo
ui
+UCC
RC
T1
RB
RC
T2
RB
RE
–UEE
ib2ib1
ic2ic1
iRE
(2-14)
差模信号通路
T1单边微变等效电路
uod1
RB B
1
E
C1
RC
ib1u
i1 rbe1
ib1
R R
uo
ui1
RC
T1
RB
RC
T2
RB
ib2ib1
ic2ic1
ui2
uod1
uod2
E
(2-15)
1
1
1
i
od
d u
uA?单边差模放大倍数,
111
1
1 )(
beB
C
beBb
Cb
d rR
R
rRi
Ri
A
21 dd AA?
uod1
RB B
1
E
C1
RC
ib1u
i1 rbe1
ib1
(2-16)
21
221121
dd
i
idid
i
odod
d AAu
uAuA
u
uuA
即：总的差动电压放大倍数为：
差模电压放大倍数,
i
od
d u
uA?
R R
uod
ui1
RC
T1
RB
RC
T2
RB
ib2ib1
ic2ic1
ui2
uod1
uod2
E
若带负载,RL中点电位为 0,所以放大倍数：
1
21
)
2
1
(
beB
LC
ddd
rR
R//R
AAA
(2-17)
差放电路的几种接法输入端接法双端单端输出端接法双端单端
uo
ui1
+UCC
RC
T1
RB
RC
T2
RB
ui2
RE
–UEE
(2-18)
双端输出,Ad = Ad1 单端输出：
12
1
dd AA?
对 Ad而言，双端输入与单端输入效果是一样的。
ud = 0.5ui,uc = 0双端输入,ui1 = -ui2 =0.5ui
ud = 0.5ui,uc = 0.5ui 单端输入,ui1 =-ui,ui2 = 0
双 (单 )端输入双端输出,Ad = Ad1
双 (单 )端输入单端输出：
1dd A2
1A?
(2-19)
(1) 功放电路中电流、电压要求都比较大，
必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值,ICM,UCEM,PCM 。
ICM
PCM
UCEM
Ic
uce
16.10互补对称功率放大电路
16.10.1对功率放大电路的基本要求
(2-20)
(2) 电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。
(3) 电源提供的能量尽可能地转换给负载，以减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（?）。
Pomax,负载上得到的交流信号功率。
PE,电源提供的直流功率。
%100m a x
E
o
P
P
(2-21)
uo
tuo
ib
Q
ic
uceU
SC
E
SC
R
U
(2-22)
uo的取值范围
Q
Ic
uCE
USC
E
SC
R
U 直流负载线交流负 载线
UCEQ = 0.5USC
静态工作点：
L
SC
E
SC
CQ
R
U
R
U
I
5.0
5.0
若忽略晶体管的饱和压降和截止区，输出信号 uo的峰值最大只能为：
SCo UU 5.0m a x?
放大电路的输出没有失真的工作方式称为 甲类放大 。
较小?
(2-23)
如何解决效率低的问题？
办法,降低 Q点。
既降低 Q点又不会引起截止失真的办法,采用互补对称射极输出电路。
缺点,但又会引起截止失真。
(2-24)
互补对称功放的类型无输出变压器形式
（ OTL电路）
无输出电容形式
（ OCL电路）
互补对称,电路中采用两支晶体管,NPN、
PNP各一支；两管特性一致。
类型：
(2-25)
16.10.2 互补对称功放电路一、特点
1,单电源供电；
2,输出加有大电容。
二、静态分析
T1,T2 特性对称，
,2SCA UU? 2SCC UU?
2
SC
i
Uu?
0.5USC
RL
ui
T1
T2
+USC
CA
UL
+ -UC
1.无输出变压器的乙类互补对称功放电路
(2-26)
三、动态分析设输入端在 0.5USC 直流电 基础上加入正弦信号。
若输出电容足够大,UC
基本保持在 0.5USC,负载上得到的交流信号正负半周对称，但存在交越失真。
ic1
ic2
交越失真
RL
ui
T1
T2
+USC
CA
UL
+ -
时,T1导通,T2截止；
2
SC
i
Uu?
时，
2
SC
i
Uu?
T1截止,T2导通。 0.5U
SC
ui
t
两个晶体管都只在半个周期内工作，称为 乙类放大 。
(2-27)
2,无输出电容的乙类互补对称功放电路一、工作原理（设 ui为正弦波）
电路的结构特点：
ui
-USC
T1
T2
uo
+USC
RL
iL
1,由 NPN型,PNP型三极管构成两个对称的射极输出器对接而成。
2,双电源供电。
3,输入输出端不加隔直电容。
(2-28)
ic1
ic2
动态分析：
ui? 0V T1截止,T2导通
ui > 0V T1导通,T2截止
iL= ic1 ;
ui
-USC
T1
T2
uo
+USC
RL
iL
iL=ic2
因此，不需要隔直电容。
静态分析：
ui = 0V? T1,T2均不工作
uo = 0V
(2-29)
乙类放大的输入输出波形关系,
ui
-USC
T1
T2
uo
+USC
RL
iL
死区电压
ui
uo
u"o
u′o′
t
t
t
t
交越失真,输入信号 ui在零点前后，输出信号出现的失真为交越失真。交越失真
(2-30)
ui
-USC
T1
T2
uo
+USC
RL
iL
(1) 静态电流 ICQ,IBQ等于零；
(2) 每管导通时间等于半个周期 ；
(3) 存在交越失真。
乙类放大的特点：
(2-31)
交越失真产生的原因,在于晶体管特性存在非线性,ui <uT时晶体管截止。
iBiB
uBE t
ui
t UT
(2-32)
3.甲乙类互补对称功率放大电路
R1
D1
D2
R2
+USC
-USC
UL
ui iL
RL
T1
T2
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。
克服交越失真的措施：
(2-33)
R1
D1
D2
R2
+USC
-USC
UL
ui iL
RL
T1
T2
两管导通时间均比半个周期大一些的工作方式称为
,甲乙类放大,。
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 基极电位进一步提高，进入良好的导通状态。从而克服死区电压的影响，去掉交越失真。
(2-34)
uB1
t U
T
t
iB
IBQ
甲乙类放大的波形关系：
ICQ
iC
uBE
iB
ib
特点,存在较小的静态电流 ICQ,IBQ 。
每管导通时间大于半个周期，基本不失真。
iC
Q uce
USC /RE
USC
IBQ
(2-35)
16.10.3 复合管增加复合管的目的是,扩大电流的驱动能力。
复合管的构成方式：
c
b
e
T1
T2
ib
ic b
e
c
ib
ic方式一：
bccc
bc
bebbc
iiii
ii
iiiii
)1(
,
,)1(,
12121
222
11211
(2-36)
b
e
c
ib
ic
1?2
晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。
方式二：
c
b
e
T1
T2
ib
ic
复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效后晶体管的性能确定均如下：
第十六章基本放大电路
(4)
(2-2)
特点,结构对称。
16.9 差动放大电路
ui1 ui2
uoRCR1
T1
RB
RC R1
T2
RB
16.9.1 差动放大电路的工作情况
(2-3)
一,抑制零漂的原理
uo= UC1 - UC2 = 0当 ui1 = ui2 =0 时：
uo= (UC1 +?uC1 ) - (UC2 +?uC2 ) = 0
当温度变化时：
+UCC
uo
ui1
RCR1
T1
RB
RC R1
T2
RB
ui2
(2-4)
二,输入信号分类
(1)差模 (differential mode)输入
ui1 = -ui2= ud
(2)共模 ( common mode) 输入
ui1 = ui2 = uC
任意输入的信号 ui1,ui2,都可分解成差模分量和共模分量。
(3)比较 输入
(2-5)
ui1 = uC + ud ； ui2 = uC - ud
例,ui1 = 20 mV,ui2 = 10 mV
则,ud = 5mV,uc = 15mV
差模分量,
2
21 ii
d
uuu
共模分量,
2
21 ii
c
uuu
ui1 = 15mV + 5mV ； ui2 = 15mV - 5mV
(2-6)
三,共模电压放大倍数 AC
+UCC
uo
ui1
RCR1
T1
RB
RC R1
T2
RB
ui2
共模输入信号,ui1 = ui2 = uC （大小相等，极性相同）
理想情况,ui1 = ui2? uC1 = uC2?uo= 0
共模电压放大倍数,（很小,<1)
但因两侧不完全对称,uo? 0
C
oC uuA?
(2-7)
uo
ui1
RCR1
T1
RB
RC R1
T2
RB
ui2
四,差模电压放大倍数 Ad
差模输入信号,ui1 =- ui2 =ud （大小相等，极性相反）
(很大,>1)
设 uC1 =UC1 +?uC1,uC2 =UC2 +?uC2 。
因 ui1 = -ui2,uC1 =-?uC2
uo= uC1 - uC2=?uC1-?uC2 = 2?uC1
差模电压放大倍数：
1i
o
2i1i
o
d u2
u
uu
uA?
+UCC
(2-8)
五,共模抑制比 (CMRR)的定义例,Ad=-200
Ac=0.1
KCMRR=20 lg? (-200)/0.1? =66 dB
CMRR — Common Mode Rejection Ratio
KCMRR =
KCMRR (dB) = (分贝 )
c
d
A
A
c
d
A
Alo g20
(2-9)
为了使左右平衡，可设置调零电位器,
16.9.2 典型差动放大电路特点,加入射极电阻 RE ；加入负电源 -UEE,
采用正负双电源供电。
uo
ui1
+UCC
RC
T1
RB
RC
T2
RB
ui2
RE
–UEE
一、静态分析
(2-10)
双电源的作用：
（ 1）使信号变化幅度加大。
（ 2） IB1,IB2由负电源 -UEE提供。
uo
ui1
+UCC
RC
T1
RB
RC
T2
RB
ui2
RE
–UEE
(2-11)
IC IE = 2IC UE
UBEIBIC
温度 T
RE的作用设 ui1 = ui2 = 0
自动稳定
RE 具有强负反馈作用
—— 抑制温度漂移，稳定静态工作点。
uo
ui1
+UCC
RC
T1
RB
RC
T2
RB
ui2
RE
–UEE
(2-12)
dii uuu 2
1
1
dii uuu 2
1
2
R
R
uo
ui
+UCC
RC
T1
RB
RC
T2
RB
RE
–UEE
二、动态分析
(2-13)
RE 对差模信号作用
ib2,ic2
ui1
ui2
ib1,ic1 ic1 = - ic2 iRE = ie1+ ie2 = 0
uRE = 0 RE对差模信号 不起 作用
R
R
uo
ui
+UCC
RC
T1
RB
RC
T2
RB
RE
–UEE
ib2ib1
ic2ic1
iRE
(2-14)
差模信号通路
T1单边微变等效电路
uod1
RB B
1
E
C1
RC
ib1u
i1 rbe1
ib1
R R
uo
ui1
RC
T1
RB
RC
T2
RB
ib2ib1
ic2ic1
ui2
uod1
uod2
E
(2-15)
1
1
1
i
od
d u
uA?单边差模放大倍数,
111
1
1 )(
beB
C
beBb
Cb
d rR
R
rRi
Ri
A
21 dd AA?
uod1
RB B
1
E
C1
RC
ib1u
i1 rbe1
ib1
(2-16)
21
221121
dd
i
idid
i
odod
d AAu
uAuA
u
uuA
即：总的差动电压放大倍数为：
差模电压放大倍数,
i
od
d u
uA?
R R
uod
ui1
RC
T1
RB
RC
T2
RB
ib2ib1
ic2ic1
ui2
uod1
uod2
E
若带负载,RL中点电位为 0,所以放大倍数：
1
21
)
2
1
(
beB
LC
ddd
rR
R//R
AAA
(2-17)
差放电路的几种接法输入端接法双端单端输出端接法双端单端
uo
ui1
+UCC
RC
T1
RB
RC
T2
RB
ui2
RE
–UEE
(2-18)
双端输出,Ad = Ad1 单端输出：
12
1
dd AA?
对 Ad而言，双端输入与单端输入效果是一样的。
ud = 0.5ui,uc = 0双端输入,ui1 = -ui2 =0.5ui
ud = 0.5ui,uc = 0.5ui 单端输入,ui1 =-ui,ui2 = 0
双 (单 )端输入双端输出,Ad = Ad1
双 (单 )端输入单端输出：
1dd A2
1A?
(2-19)
(1) 功放电路中电流、电压要求都比较大，
必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值,ICM,UCEM,PCM 。
ICM
PCM
UCEM
Ic
uce
16.10互补对称功率放大电路
16.10.1对功率放大电路的基本要求
(2-20)
(2) 电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。
(3) 电源提供的能量尽可能地转换给负载，以减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（?）。
Pomax,负载上得到的交流信号功率。
PE,电源提供的直流功率。
%100m a x
E
o
P
P
(2-21)
uo
tuo
ib
Q
ic
uceU
SC
E
SC
R
U
(2-22)
uo的取值范围
Q
Ic
uCE
USC
E
SC
R
U 直流负载线交流负 载线
UCEQ = 0.5USC
静态工作点：
L
SC
E
SC
CQ
R
U
R
U
I
5.0
5.0
若忽略晶体管的饱和压降和截止区，输出信号 uo的峰值最大只能为：
SCo UU 5.0m a x?
放大电路的输出没有失真的工作方式称为 甲类放大 。
较小?
(2-23)
如何解决效率低的问题？
办法,降低 Q点。
既降低 Q点又不会引起截止失真的办法,采用互补对称射极输出电路。
缺点,但又会引起截止失真。
(2-24)
互补对称功放的类型无输出变压器形式
（ OTL电路）
无输出电容形式
（ OCL电路）
互补对称,电路中采用两支晶体管,NPN、
PNP各一支；两管特性一致。
类型：
(2-25)
16.10.2 互补对称功放电路一、特点
1,单电源供电；
2,输出加有大电容。
二、静态分析
T1,T2 特性对称，
,2SCA UU? 2SCC UU?
2
SC
i
Uu?
0.5USC
RL
ui
T1
T2
+USC
CA
UL
+ -UC
1.无输出变压器的乙类互补对称功放电路
(2-26)
三、动态分析设输入端在 0.5USC 直流电 基础上加入正弦信号。
若输出电容足够大,UC
基本保持在 0.5USC,负载上得到的交流信号正负半周对称，但存在交越失真。
ic1
ic2
交越失真
RL
ui
T1
T2
+USC
CA
UL
+ -
时,T1导通,T2截止；
2
SC
i
Uu?
时，
2
SC
i
Uu?
T1截止,T2导通。 0.5U
SC
ui
t
两个晶体管都只在半个周期内工作，称为 乙类放大 。
(2-27)
2,无输出电容的乙类互补对称功放电路一、工作原理（设 ui为正弦波）
电路的结构特点：
ui
-USC
T1
T2
uo
+USC
RL
iL
1,由 NPN型,PNP型三极管构成两个对称的射极输出器对接而成。
2,双电源供电。
3,输入输出端不加隔直电容。
(2-28)
ic1
ic2
动态分析：
ui? 0V T1截止,T2导通
ui > 0V T1导通,T2截止
iL= ic1 ;
ui
-USC
T1
T2
uo
+USC
RL
iL
iL=ic2
因此，不需要隔直电容。
静态分析：
ui = 0V? T1,T2均不工作
uo = 0V
(2-29)
乙类放大的输入输出波形关系,
ui
-USC
T1
T2
uo
+USC
RL
iL
死区电压
ui
uo
u"o
u′o′
t
t
t
t
交越失真,输入信号 ui在零点前后，输出信号出现的失真为交越失真。交越失真
(2-30)
ui
-USC
T1
T2
uo
+USC
RL
iL
(1) 静态电流 ICQ,IBQ等于零；
(2) 每管导通时间等于半个周期 ；
(3) 存在交越失真。
乙类放大的特点：
(2-31)
交越失真产生的原因,在于晶体管特性存在非线性,ui <uT时晶体管截止。
iBiB
uBE t
ui
t UT
(2-32)
3.甲乙类互补对称功率放大电路
R1
D1
D2
R2
+USC
-USC
UL
ui iL
RL
T1
T2
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。
克服交越失真的措施：
(2-33)
R1
D1
D2
R2
+USC
-USC
UL
ui iL
RL
T1
T2
两管导通时间均比半个周期大一些的工作方式称为
,甲乙类放大,。
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 基极电位进一步提高，进入良好的导通状态。从而克服死区电压的影响，去掉交越失真。
(2-34)
uB1
t U
T
t
iB
IBQ
甲乙类放大的波形关系：
ICQ
iC
uBE
iB
ib
特点,存在较小的静态电流 ICQ,IBQ 。
每管导通时间大于半个周期，基本不失真。
iC
Q uce
USC /RE
USC
IBQ
(2-35)
16.10.3 复合管增加复合管的目的是,扩大电流的驱动能力。
复合管的构成方式：
c
b
e
T1
T2
ib
ic b
e
c
ib
ic方式一：
bccc
bc
bebbc
iiii
ii
iiiii
)1(
,
,)1(,
12121
222
11211
(2-36)
b
e
c
ib
ic
1?2
晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。
方式二：
c
b
e
T1
T2
ib
ic
复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效后晶体管的性能确定均如下：
