【正文】 異型復(fù)合，可見(jiàn)復(fù)合后的管型與第一只三極管相同。 復(fù)合管的電流放大系數(shù)近似為組成該復(fù)合管的各三極管 β值的乘積，其值很大。由 圖 （ a） 可得： 21212111121112211121 )1( ???????????? ????????????bbbbbbbccbciiiiiiiiiii 功率放大電路 108 圖 （ a） NPN同型復(fù)合；（ b） PNP同型復(fù)合； （ c） NPN、 PNP異型復(fù)合；（ d） PNP、 NPN異型復(fù)合 功率放大電路 109 圖 路。圖中 T T3同型復(fù)合等效為 NPN型管， T T4異型復(fù)合等效為 PNP型管。由于 T T2是同一類(lèi)的 NPN管，它們的輸出特性可以很好地對(duì)稱(chēng)，通常把這種復(fù)合管互補(bǔ)電路稱(chēng)為準(zhǔn)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)放大電路。圖中 D DD RP構(gòu)成輸出級(jí)偏置電路，用以克服交越失真。 T1與 T2管發(fā)射極電阻 RE RE2，一般為 ～ ，它除具有直流負(fù)反饋?zhàn)饔锰岣唠娐饭ぷ鞯姆€(wěn)定性外，還具有過(guò)流保護(hù)作用。 T4管發(fā)射極所接電阻 R4是 T T4管的平衡電阻，可保證 T T4管的輸入電阻對(duì)稱(chēng)。 R R4為穿透電流的泄放電阻，用以減小復(fù)合管的穿透電流，提高復(fù)合管的溫度穩(wěn)定性。 T RB RBR1等組成前置電壓放大級(jí)， RB1接至輸出端 E點(diǎn)，構(gòu)成負(fù)反饋，可提高電路工作點(diǎn)的穩(wěn)定性。 功率放大電路 110 例如，某種原因使得 UE升高，則 ， 可見(jiàn)，引入負(fù)反饋可 使 UE趨于穩(wěn)定。同時(shí) RB RB2也引入了交 流負(fù)反饋，從而使放 大電路的動(dòng)態(tài)性能指 標(biāo)得到改善。 ??????????? EBCBBE UUIIUU 3888圖7.40 復(fù)合管互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)放大電路 功率放大電路 111 OTL互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路 功率放大電路 112 圖 甲乙類(lèi)單電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)放大電路 功率放大電路 113 功率放大電路 114 TDA2030A音頻集成功率放大器簡(jiǎn)介 TDA2030A是目前使用較為廣泛的一種集成功率放大器，與其他功放相比，它的引腳和外部元件都較少。 TDA2030A的電器性能穩(wěn)定，并在內(nèi)部集成了過(guò)載和熱切斷保護(hù)電路，能適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作。由于其金屬外殼與負(fù)電源引腳相連，因而在單電源使用時(shí)，金屬外殼可直接固定在散熱片上并與地線（金屬機(jī)箱）相接，無(wú)需絕緣，使用很方便。 TDA2030A的內(nèi)部電路如 圖 （其中 D為二極管）。 TDA2030A使用于收錄機(jī)和有源音箱中，作為音頻功率放大器，也可用作其他電子設(shè)備中的功率放大。因其內(nèi)部采用的是直接耦合，亦可以用作直流放大。外引腳的排列如圖 。 集成功率放大電路 功率放大電路 115 圖 TDA2030A集成功放的內(nèi)部電路 功率放大電路 116 圖 TDA2030A引腳排列及功能 功率放大電路 117 TDA2030A集成功效的典型應(yīng)用 圖 功率放大電路 118 圖 由 TDA2030A構(gòu)成的功放電路 功率放大電路 119 （ 2）單電源應(yīng)用電路 對(duì)僅有一組電源的中、小型錄音機(jī)的音響系統(tǒng)，可采用單電源連接方式，如 圖 。由于采用單電源供電，故同相輸入端用阻值相同的 R R2組成分壓電路，使 K點(diǎn)電位為 VC/2，經(jīng) R3加至同相輸入端。在靜態(tài)時(shí)，同相輸入端、反相輸入端和輸出端皆為 VC/2。其他元件作用與雙電源電路相同。 功率放大電路 120 圖 由 TDA2030A構(gòu)成的單電源功放電路 功率放大電路 121 場(chǎng)效應(yīng)管是利用電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制其電流大小的半導(dǎo)體三極管。它是在 20世紀(jì) 60年代逐漸發(fā)展起來(lái)的，它不僅具有半導(dǎo)體三極管體積小、質(zhì)量輕、耗電省、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，而且還有輸入阻抗高（最高可達(dá) 105Ω）、噪聲低、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)和制造工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，場(chǎng)效應(yīng)管有兩大類(lèi)：絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管和結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。 場(chǎng)效應(yīng)管 場(chǎng)效應(yīng)管 122 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和原理 （ 1）結(jié)構(gòu) 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管可分為增強(qiáng)型和耗盡型兩類(lèi)，每一類(lèi)又有 N溝道和 P溝道兩種。 N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)如 圖 （ a） 所示，它是以一塊摻雜濃度較低的 P型硅片作襯底，利用擴(kuò)散工藝制造兩個(gè) N型區(qū)，并用金屬鋁引出電極，分別為源極 S和漏極 D。絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管又稱(chēng)金屬M(fèi)OSFET），簡(jiǎn)稱(chēng) MOS管。當(dāng)柵極和源極之間不加電壓時(shí)，兩個(gè) N型區(qū)之間沒(méi)有形成導(dǎo)電溝道，屬增強(qiáng)型。 圖 （ b） 是 N溝道增強(qiáng)型 MOS管的符號(hào)。 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管 場(chǎng)效應(yīng)管 123 圖 N溝道增強(qiáng)型 MOS管的結(jié)構(gòu)與符號(hào) （ a）結(jié)構(gòu)；（ b）符號(hào) 場(chǎng)效應(yīng)管 124 （ 2） N溝道增強(qiáng)型 MOS管的工作原理 ① 導(dǎo)電溝道的建立 在 圖 ，如果在柵極和源極之間加正向電壓 UGS產(chǎn)生一個(gè)垂直于 P型硅表面的縱向電場(chǎng)，由于二氧化硅絕緣層很薄，因此即使 UGS很小，也會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電場(chǎng)強(qiáng)度（可達(dá) 105～ 106V/cm）。 P型襯底中的電子受到電場(chǎng)力的吸引到達(dá)表層，除填補(bǔ)空穴形成負(fù)離子的耗盡層外，還在靠近絕緣層那一面形成一個(gè) N型層，如圖 ，通常稱(chēng)它為反型層。它就是溝通源區(qū)和漏區(qū)的 N型導(dǎo)電溝道。柵源電壓 UGS正值越大，半導(dǎo)體表面吸引的電子越多，形成的導(dǎo)電溝道越寬。形成導(dǎo)電溝道后，在漏極電壓 UDS的作用下，將產(chǎn)生漏極電流 ID，從而管子導(dǎo)通。 場(chǎng)效應(yīng)管 125 ② 柵源電壓 UGS對(duì)漏極電流 ID的控制作用 在一定的漏極電壓 UDS下，使管子由不導(dǎo)通變?yōu)閷?dǎo)通啟電壓，用 UT表示。當(dāng)外UDS ，UGS越大，形成的導(dǎo)電溝道越寬，導(dǎo)電溝道的電阻就越小，對(duì)應(yīng)的漏極電流 ID越大。因此可通過(guò)改變 UGS的數(shù)值來(lái)控制電流 ID 。 圖 N溝道增強(qiáng)型 MOS管的工作原理 場(chǎng)效應(yīng)管 126 N溝道增強(qiáng)型 MOS管的特性曲線 圖 N溝道增強(qiáng)型 MOS管的轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線。 所謂轉(zhuǎn)移特性，就是輸入電壓 UGS對(duì)輸出電流 ID的控制特性。在一定的漏源電壓下，使增強(qiáng)型 MOS管形成導(dǎo)電溝道，產(chǎn)生漏極電流時(shí)所對(duì)應(yīng)的柵源電壓稱(chēng)為開(kāi)啟電壓，用 UGS(th)表示。顯然，只有 UGS ＞ UGS(th)時(shí)，柵源電壓才有對(duì)漏極電流的控制作用。 輸出特性表示在 UGS一定時(shí)， ID與 UDS之間的關(guān)系。與晶體三極管類(lèi)似，它也有三個(gè)區(qū)域。 場(chǎng)效應(yīng)管 127 圖 N溝道增強(qiáng)型 MOS 管的轉(zhuǎn)移特性曲線 圖 N溝道增強(qiáng)型 MOS 管的輸出特性曲線 場(chǎng)效應(yīng)管 128 （ 1）截止區(qū) 截止區(qū)是指 UGS UGS(th)的區(qū)域，圖 UGS(th)為2V。由于這時(shí)還未形成導(dǎo)電溝道，因此 ID ≈0。 （ 2）可變電阻區(qū) 可變電阻區(qū)是指 UDS較小時(shí)與縱軸之間的區(qū)域。這時(shí)導(dǎo)電溝道已形成， ID隨 UDS的增大而增大。由于導(dǎo)電溝道的電阻大小隨 UGS而變，故稱(chēng)為可變電阻區(qū)。 （ 3）恒流區(qū) —— 線性放大區(qū) 當(dāng) UDS增大到脫離可變電阻區(qū)時(shí)， ID不再隨 UDS的增大而增大， ID趨于恒定值。但 ID的大小隨 UGS的增加而增加，體現(xiàn)了場(chǎng)效應(yīng)晶體管 UGS控制 ID的放大作用。 場(chǎng)效應(yīng)管 129 N溝道耗盡型 MOS管 N溝道耗盡型 MOS管與增強(qiáng)型 MOS管的結(jié)構(gòu)相似，不同的是在制造時(shí)已在絕緣層中摻入大量的正離子，它所產(chǎn)生的縱向電場(chǎng)即使在 UGS =0時(shí)，也能吸引足夠的電子形成 N型導(dǎo)電溝道。這樣只要 UGS ＞ 0就有 ID產(chǎn)生。這種當(dāng) UGS =0時(shí)，就有導(dǎo)電溝道的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，稱(chēng)為耗盡型 MOS管。 N溝道耗盡型 MOS管的特性曲線和符號(hào)如表 。從轉(zhuǎn)移特性可以看出，耗盡型 MOS管的柵源電壓可以是正值、負(fù)值或零，使用時(shí)靈活性較大。 P溝道 MOS管和 N溝道 MOS管的區(qū)別在于作為襯底的半導(dǎo)體材料的類(lèi)型相反，即它是用 N型硅作襯底的，若是耗盡型，則絕緣層中摻入的是負(fù)離子。注意使用時(shí)， UGS 、 UDS的極性與 N溝道 MOS管相反。 場(chǎng)效應(yīng)管 130 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu) 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管是把一塊 N型半導(dǎo)體材料兩邊擴(kuò)散高濃度的 P型區(qū)，形成兩個(gè) PN結(jié)，如 圖 （ a） 所示。兩個(gè) P型區(qū)引出兩個(gè)電極并連在一起稱(chēng)為柵極 G，在 N型本體材料的兩端各引出一個(gè)電極分別稱(chēng)為源極 S和漏極 D。它的符號(hào)如 圖 （ b） 所示。其中箭頭的方向表示柵結(jié)正向偏置時(shí)，柵極電流的方向由 P指向 N，故從符號(hào)上可以識(shí)別 D、 S之間是 N溝道。 按照同樣的方法，可以制成 P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 場(chǎng)效應(yīng)管 131 圖 N溝道結(jié)型場(chǎng)效晶體管的結(jié)構(gòu)和符號(hào) （ a）結(jié)構(gòu) 。（ b）符號(hào) 場(chǎng)效應(yīng)管 132 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理 N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理如 圖 。當(dāng) UGS =0時(shí)，在一定的 UDS作用下會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電流 ID ，稱(chēng)其為飽和漏電流，用 ID SS表示。當(dāng) UGS反偏電壓增大時(shí)，兩個(gè) PN結(jié)逐漸加寬，導(dǎo)電溝道變窄，溝道的電阻值增大，對(duì)應(yīng)的電流 ID逐漸減小。當(dāng) UGS反偏電壓增大到一定的數(shù)值時(shí)，即等于夾斷電壓 UGS(off)時(shí)，兩個(gè) PN結(jié)相遇，導(dǎo)電溝道消失，此時(shí) ID =0。因此結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管是利用外加電壓 UGS來(lái)改變 PN結(jié)的寬度（ PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的變化），即改變導(dǎo)電溝道電阻的大小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)漏極電流 ID的控制。 結(jié)型場(chǎng)效晶體管使用時(shí)要特別注意柵源之間應(yīng)加反偏電壓，以保證有高的輸入阻抗。 場(chǎng)效應(yīng)管 133 圖 N溝道結(jié)型場(chǎng)效晶體管的工作原理圖 場(chǎng)效應(yīng)管 134 本章小結(jié) 半導(dǎo)體三極管由兩個(gè) PN結(jié)構(gòu)成，它利用微小電流的變化對(duì)集電極的大電流進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)放大功能。三極管工作在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。 為了使放大電路能正常工作，必須給三極管設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。確定工作點(diǎn)的方法，可以通過(guò)放大電路的直流通路進(jìn)行近似估算，也可以用圖解法直觀而形象地求出。為了保證不失真的最大動(dòng)態(tài)范圍，靜態(tài)工作點(diǎn)的位置應(yīng)該大致設(shè)在交流負(fù)載線的中點(diǎn)。放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)容易受溫度的影響發(fā)生改變。因此，對(duì)于放大電路不僅要設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，而且還必須在電路上采取措施來(lái)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。分壓式偏置放大電路能夠在較大的溫度變化范圍內(nèi)具有很好的穩(wěn)定性。 小 結(jié) 135 多級(jí)放大電路中，阻容耦合是常用的級(jí)間連接方式。它的特點(diǎn)是各級(jí)直流通路互不影響，分析計(jì)算簡(jiǎn)便，在一定的頻率范圍內(nèi)能保證信號(hào)順利地由前級(jí)送到后級(jí)。多級(jí)放大電路的總電壓放大倍數(shù)等于各級(jí)放大倍數(shù)的乘積。 功率放大器要求輸出足夠大的功率，這樣輸出電壓和電流的幅度都很大，對(duì)它的要求為輸出功率大，效率高，非線性失真小，并應(yīng)保證三極管安全可靠地工作。乙類(lèi)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路效率高，達(dá) 78 5%，但存在著交越失真。在實(shí)際中多采用甲乙類(lèi)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路，它可有效地消除交越失真，效率也較高。集成功率放大電路具有功耗低、失真小、效率高、安裝調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)，使用日趨廣泛。 小 結(jié) 136 場(chǎng)效應(yīng)晶體管是一種高輸入阻抗的電壓控制器件，有絕緣柵型和結(jié)型兩大類(lèi)。場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路有共源、共漏及共柵三種組態(tài)。分析方法與三極管放大電路類(lèi)似。應(yīng)用方面，凡是普通三極管可以使用的場(chǎng)合，原則上都可使用場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件，但要注意場(chǎng)效應(yīng)晶體管的單級(jí)效益較低。 小 結(jié)