电子线路基础ppt课件.ppt

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1、刘开华7/30/2021电子线路基础1第五章、集成运算放大器原理5.1概述5.2功率放大器简介5.3差分放大器5.4集成运算放大器典型电路介绍5.5集成运算放大器的性能参数和模型25.1概述一.集成电路（IntegratedCircuit简称IC）采用半导体制造工艺，将大量的晶体管、电阻、电容等电路元件及其电路连线制作在一小块硅单晶上，形成具有特定电路功能的单元电路。二.摩尔定律未来10年中芯片上的晶体管数将每年翻一番（1965年）芯片上的晶体管数量每两年将翻一番（1975年）3514三.集成电路的特点（同分立器件电路相比）：1.

2、集成电路中电阻、电容等无源器件不能象分立元件电路那样任意选用；集成电路中电阻阻值偏大将占用硅片较大的面积，不利于集成；集成电路中的电容是利用PN结的结电容或用二氧化硅层作为电介质做成的，不适宜制造几十皮法以上的电容器，所以集成运放电路多采用直接耦合的形式。5.1概述45152.两者的设计思想正好相反3.同一集成电路中的元件参数一致性和温度均一性较好，很容易制造对称性较高的电路。分立元件电路：尽量少用晶体管，以降低成本；集成电路：则尽量减少电阻、电容等无源器件，用晶体管等有源器件所取代。5.1概述55165.2功率放大器简介5.2.

3、1功率放大器的主要指标5.2.2功率放大器的分类5.2.3保护电路4585.2.1功率放大器的主要指标功率放大：以输出功率为重点，驱动负载。电压放大：不失真地增大输出信号电压幅度，以驱动功放。功率放大实质上也是能量转换电路，它的主要特点就是工作在大信号状态下。1.预备知识电压放大和功率放大有不同的特点及指标要求，在多级放大器中，电压放大器处于前置级和中间级，而功率放大处在末级（也可能包括末前级），以驱动负载。459效率η：放大器的输出信号功率与直流电源供给功率之比。2.主要指标功率放大器在线性区能够向负载提供的最大交流功率。a.工

4、作在线性区；（1）输出功率注意：b.提供的最大交流功率（管子充分利用或称尽限运用）。：直流电源供给集电极和偏置电路等直流功率之和。晶体管集电极效率：输出功率Po与电源供给集电极的直流功率之比。（2）功率放大器的效率η和晶体管集电极效率4602.主要指标直流电源供给功率一部分变成了有用的输出信号，剩余的部分主要变成了晶体管的管耗，即：（3）非线性失真由于功放工作在大信号状态下，所以很容易导致输出信号产生非线性失真。要求功放产生的非线性失真尽可能小。结论：功率放大器的任务是:在确保晶体管安全运用情况下，获得尽可能大的输出功率，尽可能高

5、的效率和尽可能小的非线性失真。4615.2.2功率放大器的分类功率放大器根据功放管的导通时间的长短进行分类。（1）甲类（A类）工作状态在输入信号的整个周期内晶体管都是导通的。（2）乙类（B类）工作状态在输入信号的半个周期内晶体管导通。4625.2.2功率放大器的分类（3）甲乙类（AB类）工作状态是介于甲类和乙类之间的工作状态，晶体管导通的时间大于半个周期，但小于一个周期。（4）丙类（C类）工作状态晶体管导通的时间小于半个周期。4635.2.2功率放大器的分类（5）丁类（D类）工作状态此时，晶体管处于开关状态，即在输入信号的半个周期

6、内饱和导通；在另外半个周期内，晶体管截止。饱和导通：五类功放的效率满足下式：4645.2.3互补推挽功率放大器1乙类推挽功率放大器的工作原理2乙类推挽功率放大器的非线性失真466采用乙类的原因：由于晶体管只在半个周期内导通，因此晶体管的集电极静态电流，所以一个周期内晶体管的平均功耗小。1.乙类推挽功率放大器的工作原理显然，集电极电流产生了严重的非线性失真选用两只特性完全相同的异型晶体管，轮流工作在乙类状态。如何解决非线性失真和高效率的矛盾？从而在负载上获得完整的输出波形。4671).电路结构（1）和是一对对称的异型晶体管；（2）和

7、分别与负载组成射极跟随器；（3）采用两组电源供电。两管交替工作，一只在输入信号正半周导通，另一只在负半周导通，犹如一推一挽，在负载上合成完整的波形。4682).工作原理注：以下的分析中不考虑门限电压。电路两管基极的静态电位为零两管均截止4692).工作原理电路导通，截止与组成射极跟随器在上得到上半周波形输入信号在正半周的情况4702).工作原理电路导通，截止与组成射极跟随器在上得到下半周波形输入信号在负半周的情况4712).工作原理4723).集电极效率ηcmax称为理论极限效率。可见，乙类推挽功放的集电极效率与电压利用系数ξ成正

8、比。4774).对晶体管的要求（1）集电极功耗Pc：每管的集电极损耗。通过管耗的表达式可以画出和ξ的关系曲线能否认为输入信号越大越大），管耗就越大呢？上式均是对两管而言的，而集电极功耗是对每一管子而言的。管耗也与ξ有关。在选管时，为了保证晶体管安全