模电课件第三章(模拟电子技术基础第四版童诗白华成英)
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模电课件模拟电子技术基础第四版童诗白华成英
4、电流源还可单独制成稳流电源使用。
集成电路电流源
一、镜象电流源
三极管T1 、T2 匹配，
1
2
VBE1 VBE2 VBE ,则
IR IC1 2 IB
IC2 2 IB
I C 2 (1
2)
且
IR
V CC
V BE R
， 当 2时 ,
IC2 IR ， IC2 和 IR 是 镜 象 关 系 。
2. 电阻元件由硅半导体构成,范围在几十到20千欧, 精度低,高阻值电阻用三极管有源元件代替或外 接，
3. 几十 pF 以下的小电容用PN结的结电容构成、 大电容要外接,
4. 二极管一般用三极管的发射结构成,
原理框图：
与uo反相
反相 输入端
u–
同相u+
输入端
与uo同相
T1 T2
输
IS
入
级
+UCC
T4
镜象电流源、微电流源、多路电流源等 3、电流源电路一般都加有电流负反馈,
4、电流源电路一般都利用PN结的温度特性,对电流源 电路进行温度补偿,以减小温度对电流的影响，
电流源概述
二、电流源电路的用途：
1、给直接耦合放大器的各级电路提供直流偏 置电流，以获得极其稳定的Q点。 2、作各种放大器的有源负载，以提高增益、 增大动态范围。 3、由电流源给电容充电，可获得随时间线性 增长的电压输出。
VBE1 I E1 Re1 = VBE2 I E2 Re2
因 VBE1 VBE2
I E1 Re1 IE2 Re2
I E2 Re1 I E1 Re2
比例式电流源
四、多路电流源
通过一个基准电流源 稳定多个三极管的工作点 电流,即可构成多路电流 源,图中一个基准电流IREF 可获得多个恒定电流 IC2、IC3，
集成电路电流源
一、镜象电流源
三极管T1 、T2 匹配，
1
2
VBE1 VBE2 VBE ,则
IR IC1 2 IB
IC2 2 IB
I C 2 (1
2)
且
IR
V CC
V BE R
， 当 2时 ,
IC2 IR ， IC2 和 IR 是 镜 象 关 系 。
2. 电阻元件由硅半导体构成,范围在几十到20千欧, 精度低,高阻值电阻用三极管有源元件代替或外 接，
3. 几十 pF 以下的小电容用PN结的结电容构成、 大电容要外接,
4. 二极管一般用三极管的发射结构成,
原理框图：
与uo反相
反相 输入端
u–
同相u+
输入端
与uo同相
T1 T2
输
IS
入
级
+UCC
T4
镜象电流源、微电流源、多路电流源等 3、电流源电路一般都加有电流负反馈,
4、电流源电路一般都利用PN结的温度特性,对电流源 电路进行温度补偿,以减小温度对电流的影响，
电流源概述
二、电流源电路的用途：
1、给直接耦合放大器的各级电路提供直流偏 置电流，以获得极其稳定的Q点。 2、作各种放大器的有源负载，以提高增益、 增大动态范围。 3、由电流源给电容充电，可获得随时间线性 增长的电压输出。
VBE1 I E1 Re1 = VBE2 I E2 Re2
因 VBE1 VBE2
I E1 Re1 IE2 Re2
I E2 Re1 I E1 Re2
比例式电流源
四、多路电流源
通过一个基准电流源 稳定多个三极管的工作点 电流,即可构成多路电流 源,图中一个基准电流IREF 可获得多个恒定电流 IC2、IC3，
模电课件模拟电子技术基础第四童诗白华成英ppt
集成运算放大器的分析和设计
• 分析 • 输入电阻和输出电阻的分析，以及频率特性的分析。 • 线性范围和非线性失真的分析。 • 直流和交流性能的分析。 • 设计 • 选择合适的晶体管和电阻器。 • 设计合适的偏置电路和反馈电路。 • 进行频率补偿和稳定性分析。
集成运算放大器的应用
作为通用放大器使用，用于各种不同的信号放大场合 。
THANK YOU.
反馈的极性
正反馈用“+”表示，负反馈用“-”表示 。
正反馈
使放大器的净输入信号增加。
负反馈对放大电路性能的影响
提高放大倍数的稳定性
展宽频带
由于环境温度的变化，晶体管的放大倍数会 发生变化，加入负反馈后，可以减小这种变 化。
由于负反馈的作用，使得放大器的上限频率 有所降低，下限频率有所升高，这样频带就 展宽了。
减小非线性失真
负反馈对噪声的抑制作 用
当输入信号为正弦波时，晶体管的输出信号 由于管子的非线性而产生失真，加入负反馈 后，可以使这种失真减小。
在放大器中，噪声是不可避免的，负反馈可 以抑制噪声。
正反馈和自激振荡
自激振荡
在正反馈的作用下，放大器会自己产生信号而输出音调不变的音调。
消除自激振荡的方法
在放大器中引入负反馈来破坏自激振荡的条件。
直流电源及其应用
直流电源
01
它通常由交流电源经整流、滤波和稳压等环 节转换而来。
03
直流电源广泛应用于各种电子设备和系统中 ，如计算机、手机和电动车等。
05
02
直流电源是一种能够提供稳定直流电压的电 子器件。
04
直流电源电压， 保证其正常工作和延长使用寿命。
电子技术的起源与发展
模拟电子技术基础(第四版)课件童诗白
THANKS
感谢观看
利用运放实现模拟信号的检测、处理和控制，如PID控制器等。
反馈放大电路
05
总结词
理解反馈放大电路的核心概念和类型是掌握模拟电子技术的基础。
详细描述
反馈放大电路是一种通过引入反馈网络来控制放大器性能的电路。根据反馈信号的性质，可以分为正反馈和负反馈。正反馈是指反馈信号加强输入信号，使放大器增益提高；而负反馈则是削弱输入信号，使放大器增益降低。
有源滤波器
用于提高电路的输入阻抗，减小信号源内阻对电路的影响。
电压跟随器与缓冲电路
集成运算放大器的线性应用
比较器
波形发生器
功率放大器
自动控制电路
集成运算放大器的非线性应用
01
02
03
04
将模拟信号转换为数字信号，用于信号的阈值检测和脉冲整形。
利用运放实现正弦波、方波、三角波等波形发生。
利用运放实现音频信号的功率放大，用于扬声器驱动等场合。
晶体管时代
随着集成电路的诞生，电子设备进一步微型化，智能手机、平板电脑等便携式智能设备成为人们生活的重要组成部分。
集成电路时代
近年来，人工智能和物联网技术的迅猛发展，使得智能家居、自动驾驶等成为现实，进一步推动了电子技术的进步。
人工智能与物联网时代
电子技术的发展
医疗电子技术
医疗电子设备如心电图机、超声波诊断仪、医疗影像系统等都离不开电子技术的支持，为医疗诊断和治疗提供了重要的技术支持。
电阻是导体对电流的阻碍作用，电容是储存电荷的元件。电阻和电容是电子电路中最基本的被动元件。
二极管与晶体管
电感与变压器
半导体器件
02
如硅和锗，是半导体的基本组成材料。
元素半导体
感谢观看
利用运放实现模拟信号的检测、处理和控制，如PID控制器等。
反馈放大电路
05
总结词
理解反馈放大电路的核心概念和类型是掌握模拟电子技术的基础。
详细描述
反馈放大电路是一种通过引入反馈网络来控制放大器性能的电路。根据反馈信号的性质，可以分为正反馈和负反馈。正反馈是指反馈信号加强输入信号，使放大器增益提高；而负反馈则是削弱输入信号，使放大器增益降低。
有源滤波器
用于提高电路的输入阻抗，减小信号源内阻对电路的影响。
电压跟随器与缓冲电路
集成运算放大器的线性应用
比较器
波形发生器
功率放大器
自动控制电路
集成运算放大器的非线性应用
01
02
03
04
将模拟信号转换为数字信号，用于信号的阈值检测和脉冲整形。
利用运放实现正弦波、方波、三角波等波形发生。
利用运放实现音频信号的功率放大，用于扬声器驱动等场合。
晶体管时代
随着集成电路的诞生，电子设备进一步微型化，智能手机、平板电脑等便携式智能设备成为人们生活的重要组成部分。
集成电路时代
近年来，人工智能和物联网技术的迅猛发展，使得智能家居、自动驾驶等成为现实，进一步推动了电子技术的进步。
人工智能与物联网时代
电子技术的发展
医疗电子技术
医疗电子设备如心电图机、超声波诊断仪、医疗影像系统等都离不开电子技术的支持，为医疗诊断和治疗提供了重要的技术支持。
电阻是导体对电流的阻碍作用，电容是储存电荷的元件。电阻和电容是电子电路中最基本的被动元件。
二极管与晶体管
电感与变压器
半导体器件
02
如硅和锗，是半导体的基本组成材料。
元素半导体
模电课件第三章(模拟电子技术基础第四版童诗白华成英)
Ri Ri1 R1 // R2 // rbe1 1.52k
直接耦合电路的特殊问题
R1 RC1 R2 T1 RC2
+UCC
T2
RE2
ui
uo
问题 1 :前后级Q点相互影响。
增加R2 、RE2 : 用于设置合适的Q点。
R1 RC1
RC2 T1 T2
+UCC
uo
R2
ui
有时会将 信号淹没
d
(2)共模( common mode) 输入
ui1 = ui2 = uC
U oc 共模电压 Ac 放大倍数: Uc
(一) 差模输入
RC RB T1 均压器 ui R
+UCC uo T2 RE
RC RB
R
–UEE
1 u i1 u i u d 2 1 u i 2 u i u d 2
T2
C11
C12
C22 uo
uo u i
CE
RE2
Ri
放大电路一
放大电路二
+VCC
R1 RC T1 ui R2 RE1 CE
+VCC RB C21 uo u i C22 T2 RE2 uo
C11
C12
Ri 1. 求直接采用放大电路一的放大倍数Au和Aus。
2. 若信号经放大电路一放大后，再经射极输出 器输出，求放大倍数Au、Ri和Ro 。
RB ib1
RC
RB rbe1
Ad1 Ad 2
B1 C1 rbe1 E
ui1
ib1
RC
uod1
差模电压放大倍数:
RC RB R ib1
uod Ad ui
模拟电子技术华成英,童诗白,第四版,考试重点,学习基础第3章多级放大电路PPT课件
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第3章 多级放大电路
《模拟电子技术基础》
第3章 多级放大电路
3.1 多级放大电路的耦合方式 3.2 多级放大电路的动态分析 3.3 直接耦合放大电路
第3章 多级放大电路
《模拟电子技术基础》
本章重点和考点：
1、掌握多级放大电路的耦合方式，为集成电路 的学习打好基础
2、掌握直接耦合放大电路中差分放大电路的组态 及动态参数的计算
模拟电子技术
Fundamentals of Analog Electronics
—多媒体教学课件
E-mail:heroncsh216@ Tel:15994095515
第3章 多级放大电路
《模拟电子技术基础》
总体概述
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3、了解多级放大电路中的互补输出级
本章教学时数： 8学时
第3章 多级放大电路
本章讨论的问题：
《模拟电子技术基础》
1.单管放大电路为什么不能满足多方面性能的要求？
2.如何将多个单级放大电路连接成多级放大电路？ 各种连接方式有和特点？
3.直接耦合放大电路的特殊问题是什么？如何解决？
4.差分放大电路与其它基本放大电路有什么区别？ 为什么它能抑制零点漂移？
第3章 多级放大电路
《模拟电子技术基础》
一、零点漂移现象及其产生的原因
1. 什么是零点漂移现象：ΔuI＝0，ΔuO≠0的现象。
产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中晶 体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。
克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。 典型电路：差分放大电路
清华大学华成英教授的模拟电子技术基础课件
第一片集成电路只有4个晶体管，而1997年一片集成电路 中有40亿个晶体管。有科学家预测，集成度还将按10倍/6年 的速度增长，到2015或2020年达到饱和。
学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展！
华成英 hchya@
值得纪念的几位科学家！
第一只晶体管的发明者 （by John Bardeen , William Schockley and Walter Brattain in Bell Lab） 他们在1947年11月底发明了晶 体管，并在12月16日正式宣布“晶 体管”诞生。1956年获诺贝尔物理 学奖。巴因所做的超导研究于1972 年第二次获得诺贝尔物理学奖。 第一个集成电路及其发明者 （ Jack Kilby from TI ） 1958年9月12日，在德州仪器公司 的实验室里，实现了把电子器件集成 在一块半导体材料上的构想。42年以 后， 2000年获诺贝尔物理学奖。 “为 现代信息技术奠定了基础”。
华成英 hchya@
3、本征半导体中的两种载流子
运载电荷的粒子称为载流子。 外加电场时，带负电的自由电 子和带正电的空穴均参与导电， 且运动方向相反。由于载流子数 目很少，故导电性很差。 温度升高，热运动加剧，载 流子浓度增大，导电性增强。 热力学温度0K时不导电。 两种载流子
大功率 二极管
稳压 二极管
发光 二极管
华成英 hchya@
一、二极管的组成
点接触型：结面积 小，结电容小，故结 允许的电流小，最高 工作频率高。
面接触型：结面积 大，结电容大，故结 允许的电流大，最高 工作频率低。
平面型：结面积可小、 可大，小的工作频率 高，大的结允许的电 流大。
注重培养系统的观念、工程的观念、科技进步 的观念和创新意识，学习科学的思维方法。提倡 快乐学习！
模拟电子技术基础(第四版)完整 童诗白ppt课件
3. 本征半导体中自由电子和空穴的浓度用 ni 和 pi 表示，显然 ni = pi 。
4. 由于物质的运动，自由电子和空穴不断的产生又 不断的复合。在一定的温度下，产生与复合运动 会达到平衡，载流子的浓度就一定了。
5. 载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的升 高，基本按指数规律增加。
11
莆田学院三电教研室－－模拟电路多媒体课件
3. 空间电荷区产生内电场
空间电荷区正负离子之间电位差 Uho —— 电位壁垒； —— 内电场；内电场阻止多子的扩散 —— 阻挡层。
4. 漂移运动 内电场有利 于少子运动—漂 移。
少子的运动 与多子运动方向 相反
阻挡层
P
空间电荷区
N
内电场
Uho
20
莆田学院三电教研室－－模拟电路多媒体课件
第一章 常用半导体器件
T=300 K室温下,本征硅的电子和空穴浓度:
n = p =1.43×1010/cm3
本征锗的电子和空穴浓度:
n = p =2.38×1013/cm3 10
莆田学院三电教研室－－模拟电路多媒体课件
第一章 常用半导体器件
小结
带负电的自由电子
1. 半导体中两种载流子
带正电的空穴
2. 本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现， 称为 电子 - 空穴对。
完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导体 称为本征半导体
+4
+4
+4
将硅或锗材料提
纯便形成单晶体，
共 价
它的原子结构为 键
+4
+4
价 电 子
+4
共价键结构。
+4
当温度 T = 0 K 时，半导 体不导电，如同绝缘体。 图 1.1.1
4. 由于物质的运动，自由电子和空穴不断的产生又 不断的复合。在一定的温度下，产生与复合运动 会达到平衡，载流子的浓度就一定了。
5. 载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的升 高，基本按指数规律增加。
11
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3. 空间电荷区产生内电场
空间电荷区正负离子之间电位差 Uho —— 电位壁垒； —— 内电场；内电场阻止多子的扩散 —— 阻挡层。
4. 漂移运动 内电场有利 于少子运动—漂 移。
少子的运动 与多子运动方向 相反
阻挡层
P
空间电荷区
N
内电场
Uho
20
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第一章 常用半导体器件
T=300 K室温下,本征硅的电子和空穴浓度:
n = p =1.43×1010/cm3
本征锗的电子和空穴浓度:
n = p =2.38×1013/cm3 10
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第一章 常用半导体器件
小结
带负电的自由电子
1. 半导体中两种载流子
带正电的空穴
2. 本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现， 称为 电子 - 空穴对。
完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导体 称为本征半导体
+4
+4
+4
将硅或锗材料提
纯便形成单晶体，
共 价
它的原子结构为 键
+4
+4
价 电 子
+4
共价键结构。
+4
当温度 T = 0 K 时，半导 体不导电，如同绝缘体。 图 1.1.1
模拟电子技术基础(第4版华成英)ppt课件
1
乙类功率放大器是一种非线性放大器，其工作原 理是将输入信号的负半周切除，仅让正半周通过 晶体管放大。
2
在乙类功率放大器中，晶体管只在正半周导通， 因此效率较高。但因为晶体管工作在截止区和饱 和区，所以失真较大。
3
乙类功率放大器通常采用推挽电路形式，以减小 失真。
THANKS
感谢观看
利用晶体管、可控硅等开关元件的开关特性，通过适当组合实现非 正弦波信号的输出。
非正弦波发生电路的组成
包括开关元件、储能元件和输出电路。
非正弦波发生电路的特点
输出信号波形多样，幅度大，但频率稳定性较差，且波形质量受开 关元件特性的影响较大。
波形变换电路
波形变换电路的原理
利用运算放大器和适当组合的RC电路，将一种波形变换为另一种波 形。
基本放大电路 放大电路的基本概念和性能指标
总结词
共基极放大电路的特点是输入阻抗低、 输出阻抗高。
VS
详细描述
共基极放大电路是一种特殊的放大电路， 其工作原理基于晶体管的电压放大作用。 由于其输入阻抗低、输出阻抗高的特点， 因此常用于实现信号的电压放大。在电路 结构上，共基极放大电路与共发射极放大 电路类似，只是晶体管的基极接输入信号 而不是发射极。
01
特征频率
晶体管在特定工作点上的最高使 用频率，超过该频率时放大电路 将失去放大能力。
截止频率
02
03
放大倍数
晶体管在正常放大区与截止区的 交界点上所对应的频率，是晶体 管的重要参数之一。
晶体管在不同频率下的电压放大 倍数，反映了晶体管在不同频率 下的放大性能。
单级放大电路的频率响应
低通部分
放大电路对低频信号的放大能力较强，随着频 率升高，增益逐渐下降。
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iC
T1
ui1 R ib1 E IC3 T3
ib2
恒流源
Q
UCE3 UCE3 IB3 uCE
R ui2
IC3
R1
R3 -UEE
R2
rce 3
静态分析：主要分析T3管。 VB3VE3 IE3 IC3
U ce 3 I c 3
rce3 1M
恒流源的作用
1. 恒流源相当于阻值很大的电阻。
若差动电路带负载RL (接在 C1 与 C2 之间), 对于差 动信号而言，RL中点电位为 0, 所以放大倍数：
1 ( RC // RL ) 2 Ad Ad 1 Ad 2 RB rbe1
2. 输入输出电阻
RC
RB ui1
ro
ic1 ic2 uo uod1 T1
+UCC
RC T2
U o U o U o1 Au Au1 Au 2 U i U o1 U i 185 0.99 183
rbe2 RB // RS 2 rbe2 RB // Ro1 Ro RE 2 // RE 2 // 1 2 1 2 2.36 570 // 5 5.6 // 73 1 100
第三章
多级放大电路
3.1 多级阻容耦合放大电路
输 入 第一级 放大电路 输 出 第二级 放大电路 功放级 第n级 放大电路 第 n-1 级 放大电路 ……
耦合：即信号的传送。 耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。
多级放大电路对耦合电路要求：
1. 静态：保证各级Q点设置
2. 动态: 传送信号。
例1：放大电路由下面两个放大电路组成。已知 VCC=15V ，R1=100k， R2=33k ，RE1=2.5k， RC=5k，1=60，； RB=570k，RE2=5.6k， 2 =100，RS=20k ，RL=5k
+VCC
R1 RC T1 ui R2 RE1
+VCC RB C21
uo= uC1 - uC2= uC1- uC2 = 2uC1
差模电压放大倍数：
uo uo AC ui1 ui 2 2ui1
(很大，>1)
五、共模抑制比(CMRR)的定义
CMRR — Common Mode Rejection Ratio KCMRR =
Ad Ac
(分贝)
Ad KCMRR (dB) = 20 log Ac
RB ib1
RC
RB rbe1
Ad1 Ad 2
B1 C1 rbe1 E
ui1
ib1
RC
uod1
差模电压放大倍数:
RC RB R ib1
uod Ad ui
即：总的差动电 压放大倍数为：
ic1 ic2 uod uod1
RC T2
RB ib2 R ui2
T1
ui1
uod2 E
uod1 uod 2 Ad 1ui1 Ad 2ui 2 Ad Ad 1 Ad 2 ui ui
要求：波形不 失真，减少压 降损失。
多级阻容耦合放大器的特点：
(1) 由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作 点相互独立，分别估算。
(2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压。
(3) 后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。
(4) 总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。 (5) 总输入电阻 ri 即为第一级的输入电阻ri1 。 (6) 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。 由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电 路的首级可提高输入电阻；接在末级可减小输出 电阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大 电路的性能。
R1
RB
当 ui1 = ui2 =0 时： uo= UC1 - UC2 = 0 当温度变化时： uo= (UC1 + uC1 ) - (UC2 + uC2 ) = 0
三、 共模电压放大倍数AC
+UCC
R1 RC RB T1 ui1
uo T2
RC
R1 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 但因两侧不完全对称， uo 0
例: Ad=-200 Ac=0.1
KCMRR=20 lg (-200)/0.1 =66 dB
3.2.2 双电源长尾式差放
一、结构
RC RB T1 ui1 RE –UEE T2 ui2 uo RC RB +UCC
特点：加入射极电阻RE ；加入负电源 -UEE ， 采用正负双电源供电。 为了使左右平衡，可 设置调零电位器:
+UCC RC RB T1 ui1 RE –UEE T2 uo RC RB
ui2
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。
+UCC
二、 静态分析
1. RE的作用 —— 抑制温度 漂移，稳定静 ui1 态工作点。
RB
RC
uo
RC
RB
T2 ui2
T1
RE –UEE
ib1 rbe1 2RE ie1
ic1
ib1
RC uc2
uc1
uoc1 Rc Ac1 Ac 2 uc1 RB rb1 2( 1 )RE
Uoc1 Ac1 Uc1 U A U
oc 2 c2
c2
Uoc Uoc1 Uoc 2 0
IC1= IC2= IC= IB
UE1= UE2 =－IB×RB－UBE UC1= UC2= UCC－IC×RC UCE1= UCE2 = UC1－UE1
三、 动态分析
1. 输入信号分类 (1)差模(differential mode)输入
ui1 = -ui2= ud
U od 差模电压 Ad 放大倍数: U
RB ib2 R ui2
R ib1
uod2 E
ri
ri
输入电阻： ri 2[ R //(rbe1 RB )] 输出电阻： ro = 2RC
思考题：电路去掉RB能正常工作吗？ RB的 作用是什么？
(二) 共模输入
RC RB
+UCC
ic2
T1
ic1 R uoc C uoc1 uoc2 RB
T2
RC
RB
ui1 R ib1
ic1 ic2 uo uod1 T1 uod2 E
RC T2
RB ib2 R ui2
T1单边微变 等效电路
RB ib1
B1 C1
rbe1 E
ui1
ib1
RC
uod1
1. 放大倍数
uod 1 单边差模放大倍数: Ad 1 ui1
Ad 1
ib1RC
ib1 ( RB rbe1 )
RE 对差模信号作用
ui1 ui2 ib1 , ic1 ib2 , ic2 ic1 = - ic2 iRE = ie1+ ie2 = 0 uRE = 0 RE对差模信号不起作用 +UCC
RC
RB ui R ib1 R T1
ic1 ic2 uo T2 RE
RC
RB ib2
iRE
–UEE
差模信号通路
双端
单端
双端 单端
ui1
IC3
-UEE
A 双端输入双端输出： d = Ad1
1 双端输入单端输出：Ad Ad 1 2
ib1 R B ui1
RC C1
B1 T1
uo T2 E
IC3
-UEE
对Ad而言，双端 +UCC 输入与单端输入 RC C2 RB ib2 效果是一样的。 ui1 ui 2 ud B2 2 ui2 ui1 ui 2 uc 2 双端输入： ui1 = -ui2 =0.5ui ud = 0.5ui , uc = 0 单端输入：ui1 =-ui ，ui2 = 0 ud = 0.5ui , uc = 0.5ui
C11 T1 T2
C22 RL
RS
us
ui
R2
RE1 CE
RE2
uo
Ri rbe1=1.62 k
Ri2 Ro1=RC=5 k
rbe2=2.36 k
RL1 Ri 2 RB // [rbe 2 (1 2 ) R'E 2 ] 173k
RE 2 // RL
R'L1 60 5 // 173 185 Au1 1 rbe1 1.62 (1 2 ) R'L Au 2 0.99 rbe 2 (1 2 ) R'L
AC 0 KCMRR
问题：负载影响共模放大倍数吗？
不影响！
3.2.3 恒流源式差放电路
电路结构:
RC
RB ui1 R ib1 T1 ic1 ic2 uo
RC T2
+UCC RB ib2 R u i2
E
IC3
T3
R3 R2
R1
-UEE
RC RB
ic1
uo
ic2
RC
T2
+UCC RB
T3 :放大区
=1.52 k Ri A Aus u Ri RS 1.52 93 1.52 20 6 .6
(1) 由于RS大，而Ri小，致使放大倍数降低； (2) 放大倍数与负载的大小有关。例： RL=5k 时, Au= - 93；RL=1k 时, Au= - 31 。
2. 若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器 输出，求放大倍数Au 、Ri和Ro 。 +VCC RC R1 RB
T1
ui1 R ib1 E IC3 T3
ib2
恒流源
Q
UCE3 UCE3 IB3 uCE
R ui2
IC3
R1
R3 -UEE
R2
rce 3
静态分析：主要分析T3管。 VB3VE3 IE3 IC3
U ce 3 I c 3
rce3 1M
恒流源的作用
1. 恒流源相当于阻值很大的电阻。
若差动电路带负载RL (接在 C1 与 C2 之间), 对于差 动信号而言，RL中点电位为 0, 所以放大倍数：
1 ( RC // RL ) 2 Ad Ad 1 Ad 2 RB rbe1
2. 输入输出电阻
RC
RB ui1
ro
ic1 ic2 uo uod1 T1
+UCC
RC T2
U o U o U o1 Au Au1 Au 2 U i U o1 U i 185 0.99 183
rbe2 RB // RS 2 rbe2 RB // Ro1 Ro RE 2 // RE 2 // 1 2 1 2 2.36 570 // 5 5.6 // 73 1 100
第三章
多级放大电路
3.1 多级阻容耦合放大电路
输 入 第一级 放大电路 输 出 第二级 放大电路 功放级 第n级 放大电路 第 n-1 级 放大电路 ……
耦合：即信号的传送。 耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。
多级放大电路对耦合电路要求：
1. 静态：保证各级Q点设置
2. 动态: 传送信号。
例1：放大电路由下面两个放大电路组成。已知 VCC=15V ，R1=100k， R2=33k ，RE1=2.5k， RC=5k，1=60，； RB=570k，RE2=5.6k， 2 =100，RS=20k ，RL=5k
+VCC
R1 RC T1 ui R2 RE1
+VCC RB C21
uo= uC1 - uC2= uC1- uC2 = 2uC1
差模电压放大倍数：
uo uo AC ui1 ui 2 2ui1
(很大，>1)
五、共模抑制比(CMRR)的定义
CMRR — Common Mode Rejection Ratio KCMRR =
Ad Ac
(分贝)
Ad KCMRR (dB) = 20 log Ac
RB ib1
RC
RB rbe1
Ad1 Ad 2
B1 C1 rbe1 E
ui1
ib1
RC
uod1
差模电压放大倍数:
RC RB R ib1
uod Ad ui
即：总的差动电 压放大倍数为：
ic1 ic2 uod uod1
RC T2
RB ib2 R ui2
T1
ui1
uod2 E
uod1 uod 2 Ad 1ui1 Ad 2ui 2 Ad Ad 1 Ad 2 ui ui
要求：波形不 失真，减少压 降损失。
多级阻容耦合放大器的特点：
(1) 由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作 点相互独立，分别估算。
(2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压。
(3) 后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。
(4) 总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。 (5) 总输入电阻 ri 即为第一级的输入电阻ri1 。 (6) 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。 由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电 路的首级可提高输入电阻；接在末级可减小输出 电阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大 电路的性能。
R1
RB
当 ui1 = ui2 =0 时： uo= UC1 - UC2 = 0 当温度变化时： uo= (UC1 + uC1 ) - (UC2 + uC2 ) = 0
三、 共模电压放大倍数AC
+UCC
R1 RC RB T1 ui1
uo T2
RC
R1 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 但因两侧不完全对称， uo 0
例: Ad=-200 Ac=0.1
KCMRR=20 lg (-200)/0.1 =66 dB
3.2.2 双电源长尾式差放
一、结构
RC RB T1 ui1 RE –UEE T2 ui2 uo RC RB +UCC
特点：加入射极电阻RE ；加入负电源 -UEE ， 采用正负双电源供电。 为了使左右平衡，可 设置调零电位器:
+UCC RC RB T1 ui1 RE –UEE T2 uo RC RB
ui2
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。
+UCC
二、 静态分析
1. RE的作用 —— 抑制温度 漂移，稳定静 ui1 态工作点。
RB
RC
uo
RC
RB
T2 ui2
T1
RE –UEE
ib1 rbe1 2RE ie1
ic1
ib1
RC uc2
uc1
uoc1 Rc Ac1 Ac 2 uc1 RB rb1 2( 1 )RE
Uoc1 Ac1 Uc1 U A U
oc 2 c2
c2
Uoc Uoc1 Uoc 2 0
IC1= IC2= IC= IB
UE1= UE2 =－IB×RB－UBE UC1= UC2= UCC－IC×RC UCE1= UCE2 = UC1－UE1
三、 动态分析
1. 输入信号分类 (1)差模(differential mode)输入
ui1 = -ui2= ud
U od 差模电压 Ad 放大倍数: U
RB ib2 R ui2
R ib1
uod2 E
ri
ri
输入电阻： ri 2[ R //(rbe1 RB )] 输出电阻： ro = 2RC
思考题：电路去掉RB能正常工作吗？ RB的 作用是什么？
(二) 共模输入
RC RB
+UCC
ic2
T1
ic1 R uoc C uoc1 uoc2 RB
T2
RC
RB
ui1 R ib1
ic1 ic2 uo uod1 T1 uod2 E
RC T2
RB ib2 R ui2
T1单边微变 等效电路
RB ib1
B1 C1
rbe1 E
ui1
ib1
RC
uod1
1. 放大倍数
uod 1 单边差模放大倍数: Ad 1 ui1
Ad 1
ib1RC
ib1 ( RB rbe1 )
RE 对差模信号作用
ui1 ui2 ib1 , ic1 ib2 , ic2 ic1 = - ic2 iRE = ie1+ ie2 = 0 uRE = 0 RE对差模信号不起作用 +UCC
RC
RB ui R ib1 R T1
ic1 ic2 uo T2 RE
RC
RB ib2
iRE
–UEE
差模信号通路
双端
单端
双端 单端
ui1
IC3
-UEE
A 双端输入双端输出： d = Ad1
1 双端输入单端输出：Ad Ad 1 2
ib1 R B ui1
RC C1
B1 T1
uo T2 E
IC3
-UEE
对Ad而言，双端 +UCC 输入与单端输入 RC C2 RB ib2 效果是一样的。 ui1 ui 2 ud B2 2 ui2 ui1 ui 2 uc 2 双端输入： ui1 = -ui2 =0.5ui ud = 0.5ui , uc = 0 单端输入：ui1 =-ui ，ui2 = 0 ud = 0.5ui , uc = 0.5ui
C11 T1 T2
C22 RL
RS
us
ui
R2
RE1 CE
RE2
uo
Ri rbe1=1.62 k
Ri2 Ro1=RC=5 k
rbe2=2.36 k
RL1 Ri 2 RB // [rbe 2 (1 2 ) R'E 2 ] 173k
RE 2 // RL
R'L1 60 5 // 173 185 Au1 1 rbe1 1.62 (1 2 ) R'L Au 2 0.99 rbe 2 (1 2 ) R'L
AC 0 KCMRR
问题：负载影响共模放大倍数吗？
不影响！
3.2.3 恒流源式差放电路
电路结构:
RC
RB ui1 R ib1 T1 ic1 ic2 uo
RC T2
+UCC RB ib2 R u i2
E
IC3
T3
R3 R2
R1
-UEE
RC RB
ic1
uo
ic2
RC
T2
+UCC RB
T3 :放大区
=1.52 k Ri A Aus u Ri RS 1.52 93 1.52 20 6 .6
(1) 由于RS大，而Ri小，致使放大倍数降低； (2) 放大倍数与负载的大小有关。例： RL=5k 时, Au= - 93；RL=1k 时, Au= - 31 。
2. 若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器 输出，求放大倍数Au 、Ri和Ro 。 +VCC RC R1 RB