电工电子学 射极输出器
2.输入电阻
ri Ui Ii
Ii
Ui RB
Ib
Ii
Ib B
C Ic
RS +
+
E s
Ui RB
rbe E
Ie
RE
β Ib RL +Uo
Ui
Ui
RB rbe (1 )(RE / / RL )
ri RB / / rbe (1 )(RE / /RL
U o U o1
Au1
Au 2
注意:计算前级的电压放大倍数时必须把后级的输入电
阻考虑到前级的负载电阻之中。如计算第一级的电压放
大倍数时,其负载电阻就是第二级的输入电阻。
②输入电阻就是第一级的输入电阻。
③输出电阻就是最后一级的输出电阻。
RB1 C1 +
RS + es
T1 + C2
RE1
最大集电极电流ICM,承受的最大管压降接近c-e反向击穿 电压UBR(CEO),消耗的最大功率接近集电极最大耗散功率 PCM 。因此晶体管工作在尽限状态。
2. 对功率放大电路的要求
(1)在电源电压一定的情况下,最大不失真输出电压最 大,即输出功率尽可能大。
(2)效率尽可能高,因而电路损耗的直流功率尽可能小, 静态时功放管的集电极电流近似为0。
学习要求:
1.了解射极输出器电路的组成,掌握静态 工作点的估算、微变等效电路分析,掌握射极输 出器的特点及用途;
2.了解互补对称功率放大电路的要求及工作 原理;
10.4 射极输出器 电路的组成:
10.4.1.静态分析
IB
UCC UBE
RB (1 )RE
IC IB
UCE UCC RE IE
UCE1 UCC RE1 IE1 (12 2103 2.14103 ) V 7.72 V
后级静态值同例 10.3.1,即
IC2 IE2 1.7 mA IB2 0.045 mA UCE2 5.2 V
(2) 放大电路的输入、输出电阻
ri ri1 RB1 // rbe1 (1 1 )RL1
0.98
后级(见例10.3.1) Au2 = 71.2 两级电压放大倍数
Au = Au1 Au2 = 0.98 ( 71.2) = 69.8
10.6 互补对称功率放大电路
10.6.1 对功率放大电路的基本要求
1. 功率放大电路研究的问题
(1) 性能指标:最大输出功率和效率。
最大输出功率Pom :在电路参数确定的情况下,负载上可 获得的最大交流功率。
R3 C + B1 T1
+ R1
t
ui
t
D1 A
D2
RL ;
这种功率放大电路在理 想情况下的效率为 78.43;UCC uo
iC1
O
t
CL
+
+
iC2
RL uo
2.无输出电容(OCL)的互补对称放大电路
+UCC
R3
C+
+
T1
ui
R1
OCL 电路需用正负 两路电源。其工作原理 与 OTL 电路基本相同。
rbe
RS
射极输出器的输出电阻很低。
射极输出器的主要特点是:电压 放大倍数小于接近 1;输入电阻高;输 出电阻低。因此,它常被用作多级放 大电路的输入级或输出级。
[例 1] 用射极输出器和分压式偏置放大电路组成两级放
大电路,如下图所示。已知:UCC = 12V,1 = 60,RB1 = 200
RB1 C1 +
RS
+
ui1
es
T1 + C2
RE1
u01 ui 2
RB1 RB2
+UCC
RC2
+C3
T2
RE2
+
RL uo
CE2
阻容耦合多级放大电路分析
(1)静态分析:各级单独计算。 (2)动态分析
①电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积。
Au
U o U i
U o1 U i
D1 A
+
RL uo
D2
T2
R2 OCL电路
UCC
式中 RL 1 RE1 // ri2
为前级的负载电阻,其中 ri2 为后级的输入电阻,已在例 10.3.1 中求得,ri2 = 0.79 k,于是
RL 1
2 0.79 2 0.79
k
0.57
k
rbe1
200
(1
1)
26 I E1
200
(1
60)
给的功率全部消耗在管子
甲类工作状态
的集电极上。效率比较低。
(2) 甲乙类工作状态
iC
iC
静态工作点 Q 沿负载线
下移,静态管耗减小,但产
生了失真。
Q
iC
iC
O
tO
uCE
甲乙类工作状态
O
tO
乙类工作状态
Q uCE
(3)乙类工作状态
静态工作点下移到
IC 0 处,管耗更小, 但输出波形只剩半波了。
10.6.2 互补对称放大电路
IIRe I ERE
RE
RE
RL
++UUoo
计算 ro 的等效电路
ro
U o Io
1
1 1
RE (rbe RS )
(1 )RE (rbe RS )
rbe RS RE
通常 (1 )RE (rbe RS ), 1
故 ro
26 2.14
0.94
k
ri ri1 RB1 // rbe1 (1 1 )RL1 30.3 k
输出电阻
ro ro2 RC2 2 k
(3)计算电压放大倍数
前级
Au1
(1 1 )RL 1 rbe (1 1 )RL 1
(1 60) 0.57 0.94 (1 60) 0.57
RB1 RB2
+UCC
RC2
+C3
T2
RE2
+
RL
CE2
(1) 前级静态值为
IB1
UCC UBE1
RB1 (1 1)RE1
12 0.6 200103 (1 60) 2103 A 0.035 mA
IC1 IE1 (1 1 )IB1 (1 60) 0.035 mA 2.14 mA
1.无输出变压器(OTL)的互补对称放大电路
图中两个晶体管 T1(NPN 型)和 T2(PNP 型)的特性基 本相同。
R3 C + B1 T1
静态时,调节
+
R3,使 A 点的电位
为
1 2
U
CC
。
输出耦合电容 CL 上
t ui
的电压也为
1 2
U
CC
。
R1 和 D1 、D2 上的压降 使两管获得合适的偏压,工
作在甲乙类状态。
R1 D1 A
D2 B2 T2 R2
+UCC
iC1 O
+ CL
+
RL uo
1.无输出变压器(OTL)的互补对称放大电路 工作原理:
在 ui 的正半周, T1 导通,T2 截止, 电流 iC1 自上而下流 过负载 RL ;
ui 在 ui 的负半 周,T1 截止, T2 导通,电流 iC2 自 下而上流过负载
Pom
U2 o max
RL
(Uomax为有效值)
效率 :电路的最大输出功率与电源提供的功率之比。
Pom 100%
PV
(2) 分析方法:因大信号作用,故应采用图解法分析。
10.6.1 对功率放大电路的基本要求
(3) 晶体管的选用:根据极限参数选择晶体管。 在功放中,晶体管通过的最大集电极或射极电流接近
U i rbe Ib RL Ie rbe Ib (1 Uo<)RULiIb
无电压放 大能力,但 有电流放
大能力
Au
Uo Ui
(1 )RL Ib rbeIb (1 )RL Ib
(1 )RL rbe (1 )RL
1
若(1+)Re rbe,Au 1,即 Uo Ui 。
ui RB E
eS
RE RL U o
10.4.2 动态分析
1.电压放大倍数
Uo RL Ie
RS
(1 )RL Ib
+
E s
式中 RL RE / / RL
Ii
+
U i RB
电压跟随器
Ib B
C Ic
rbe E
Ie
RE
β Ib RL +U o
ri与负载有关!
输入电阻比共射放大电路大得多,可达几十千欧 到几百千欧。
3.输出电阻
RRS S
+
Io Ib Ib IRE
E s
(1 ) Uo Uo
rbe RS RE