最新模拟电子技术基础课件(第三版)童诗白华成英(第三章)课件ppt

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？
第
4.差分放大电路与其它基本放大电路有什么区别？
三
为什么它能抑制零点漂移？
版
童
5.直接耦合放大电路输出级的特点是什么？如何根据
诗
要求组成多级放大电路？
白
改进电路—(c2) 可降低第二级的 集电极电位，又不损 失放大倍数。但稳压 管噪声较大。
差模信号作用下的等效电路
Rb1
+ i B1
i 1 B1
+
R L
2
u Id
i
-
B2
u Od
R L 2-
动态参数
u u u
A=
0
o1
o2
d u
u u
id
i1
i2
2u o1
(R c
//
1 2
R) L
2u
R r
i1
b
be
Rid=2(Rb +rbe;)
Rb2
i 2 B2
图3.3.5差分放大电路加差模信号（b)
电路以两只管子集电极电位 差为输出，可克服温度漂移。
差分放大电路也称为 差动放大电路
动画avi\6-2.avi
差分放大电路的改进图
典型差分放大电路
Rb1
Rb2
Rb1
Rb2
+
uI1
-
Re
-+
-
uI2 uI1
uI2
+-
Re
+
VBB -VEE
图 3.3.2差分放大电路的组成(d)
将发射极电阻合二为一、
图 3.3.2差分放大电路的组成(e)
I E ( 1 1 ) I B ( 1 5 1 0 . 0 0m ) 0 0 9 . 4 A m 8 9 A
U C U E C I C E R E 1 2 1 0 .4 2 9 V 7 1 .7 V 0 7
第二级是分压式偏置电路
V B 2R B U C 1R B CR 2B 282 2 4 4 3 43 8 V .2V 6
图 3.1.3 变压器耦合共射放大电路
以前功率放大电路广泛采用此耦合方式。 可以较好的实现阻抗匹配。 由于变压器体积庞大，目前较少使用
变压器耦合放大电路
选择恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出 功率。
第 二 级 VT2 、 VT3 组 成推 挽 式放大电路， 信号正负半周 VT2、VT3 轮 流导电。
Rod=2RC
共模抑制比
A
K
D
CMR
A
C
K 20lgAD
CMR
A
C
dB
双端输出，理想情况
KCMR
4. 电压传输特性
放大电路的输出电压和输入电压之间的关系曲线。
uo uo ＝ f( uI )
如改变uI的极性，可
uI
得另一条图中虚线所
示的曲线，它与实线
完全对称。
三、 差分放大电路的四种接法
基于不同的应用场合，有双、单端输入和双、单端输出的情况。 所谓“单端”指一端接地。
+
CE –
解: 两级放大电路的静态值可分别计算。
+24V
+
Ui
–
RB1 1M
C1
+
T1
RE1 27k
RB 1
82k
RC2 10k
+C3
+C2
T2
RE1 510
RB 2 RE2
43k 7.5k
+ CE
+
.
Uo
–
第一级是射极输出器:
IB 1 R B U C 1 ( 1 C U β B )R E E 1 10 2 ( 0 1 0 4 50 .0 2 6 m ) 7 9 .A 8 μ A
Rb1 U+ i
Rc1 Dz
T1
Rc2+VCC
T2
Rb2
+
U O
(c)
改进电路—(d) NPN管和PNP管 混合使用，可获得合 适的工作点。为经常 采用的方式。
Rb1
+
U i
Rc1
T1
Re2
T2
Rc2
+VCC
+
U O
(d)
图 3.1.1 直接耦合放大电路静态工作点的设置
3.1.2 阻容耦合
第一级
3.2多级放大电路的动态分析
一、电压放大倍数
总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即
A u A u 1 A u 2 A un
其中， n 为多级放大电路的级数。
二、 输入电阻和输出电阻
通常，多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电 阻；输出电阻就是输出级的输出电阻。
具体计算时，有时它们不仅仅决定于本级参数，也与 后级或前级的参数有关。
R L 1R E/1r /i2 2 2 7 7 1 1k 4 4 Ω 9.2k 2 Ω
Ib1
Ic1
Ib2
Ic2
+
rbe1
。
Ui
RB1
+
.
_
RE1 U_o1
+ rbe2
RB 1 RB 2
RC2
e2 1 0 ( 1 0 1 )2 I E 1 2 6 0 ( 1 5 0 0 0 2 .4 ) 6 3 9 k Ω ro ro2
变压器耦合放大电路
3.1.4 光电耦合
光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和传递 的，因而其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。 一、光电耦合
发光元件
光敏元件
图3.1.5光电耦合器及其传输特性
二、光电耦合放大电路
图3.1.6光电耦合放大电路
目前市场上已有集成光电耦合放大电路， 具有较强的放大能力。
IC 2U R B E － 2 2U R B E E 2 2 0 8..5 2 1 6 7 0..5 6m A 0.9m 6 A
U CE U 2C C IC(2 R C 2R E 2R E )2 2 4 0.9(1 6 0 0.5 1 7.5 )V 6.7V 1
计算 r i和 r 0
Ib1
3.对差模信号的放大作用
RC1
+ uod-
RC2
Rb1 uI1
u+
+ uId
Id
2 -
-
+
u Id
2-
E
Re -VEE
Rb2 uI2
图3.3.5差分放大电路加差模信号（a)
分析时注意二个“虚 地”
E点电位在差模信号作用 下不变，相当于接 “地”。
负载电阻的中点电位在差 模信号作用下不变，相当 于接“地”。
Rb1
C1+
+
U i
RC1
C2
+
T1
Rb2 Rc2 C3 +VCC
+
+
T2
RL U o
第二级
图 3.1.2 阻容耦合放大电路 特点：静态工作点相互独立，在分立元件电路中广 泛使用。在集成电路中无法制造大容量电容，不便 于集成化。
无法放大直流及变化缓慢的信号
3.1.3 变压器耦合
(a)电路
(b)交流等效电路
b
be
Rid=2(Rb +rbe;)
Rod=RC
问题：如输出信号取自
T2管的集电极，动态分
析结果如何？
如输入共模信号： 共模电压增益
uoc=―ICR'L;
uic=IB[rbe+(1+β)2Re];
A
=
u OC
cu
IC
=
R'L
Rbrbe(1)2Re
图3.3.10共模信号作用下的双入 单出电路
KCM ＝ RA Ad＝ Rbr（ 2beR（ 2 1r） ） Re
A u 1 r b1 (e 1 (1 1 )R 1 )L R L 1 13 (1 ( 5 1 5 ) 0 9 0 .9 2 .2 )2 2 0 .99
Ib1
Ic1
+
rbe1
Ui
RB1
+
_
RE1
.
U_o1
Ib2
Ic2
rbe2
+
RB 1 RB 2
RC2
RE 1
.
Uo
_
第二级放大电路为共发射极放大电路
UCE1=Uo+UEE―REIE 注意：由于输出回路的不 对称性，UCEQ1≠UCEQ2。
动态分析
Rb1
+ i B1
i 1 B1
RLR
2
++ L u
Od
u Id
-
i B2
Rb2
uOd
R L 2-
i 2 B2
图3.3.9 图3.3.7所示电路对 差模信号的等效电路
A
=1(Rc
//R) L
d 2 R r
A u 2 － r b e( 1 2 R C 22 )R 'E 1 － 5 1 0 .5 (8 1 1 5 0 0 .5 ) 1 18
总电压放大倍数
A u A u 1 A u 2 0 .9 ( 9 14 8 1 .9 )7
3.3 直接耦合放大电路
3.3.1直接耦合放大电路的零点漂移现象
+ uI1
C △u Ic
- 电路参数的理想对称性，温度
-VEE
图 3.3.4差分放大电路输入共模信号
变化时管子的电流变化完全相 同，故可以将温度漂移等效成
共模信号，差分放大电路对共模信号有很强的抑制作用。
射极电阻Re对共模信号的负反馈作用，抑制了每只晶体管集电极电流的 变化，从而抑制集电极的电位的变化。
R1
R
uB1
+ T2
uI
R2
Rc +VCC iC1
+ T1
Re
uO
图 利用热敏元件补偿零漂
(3) 采用差分放大电路。
3.3.2 差分放大电路
差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路 一、电路的组成
T
Re
图 3.3.2差分放大电路的组成(a)
利用射极电阻稳定Q点 但仍存在零点漂移问题
uO TV
Re
图 3.3.2差分放大电路的组成(b)
T的UCQ变化时，直流电 源V始终与之保持一致。
采用与图（a）所示电路参数完 全相同，管子特性也相同的电路
共模信号
Rb1
+ uI1
-
VBB
Rb2
+ uI2
-
VBB
图 3.3.2差分放大电路的组成(c)
输入信号uI1和uI2大小相等， 极性相同。
差模信号 输入信号uI1和uI2大小相等， 极性相反。
r i r i 1 R B /r b 1 / ( e 1 1 ) R L 3 1k Ω 20
roro 2R C 21k 0 Ω
求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数
Ib1
Ic1
Ib2
Ic2
+
rbe1
Ui
RB1
+
.
_
RE1 U_o1
+ rbe2
RB 1
R
B
2
RC2
RE 1
.
Uo
_
第一级放大电路为射极输出器
IB1=IB2 =IE1/(1+ β) UCE1=UCE2≈UCC+UEE―(RC+2Re)IE1 Uo=0；
（动画avi\6-1.avi）
2.对共模信号的抑制作用
共模信号的输入使两管集 电极电压有相同的变化。
Rb1
+
uI1
-
Re
所以 uu u 0 oc oc1 oc2
Rb2
共模增益 A △ u oc
<A> 双入、双出 <B> 双入、单出 <C> 单入、双出 <D> 单入、单出
“单端”的情况，还具有共模抑制能力吗？
如何进一步改进呢？
1. 双端输入单端输出电路
静态工作点
Rb1
Rb2
+ uI
-
-
图3.3.7双端输入单端输出 差分放大电路
IE1=IE2=(UEE―UBE)∕2RE
IB1=IB2 =IE1/(1+ β)
C
b be
R 'L 2Re
增大Re是改善共模抑制比的基本措施
2. 单端输入、双端输出 静态分析
IE1=IE2=(VEE―VBE)∕2RE ；
uI
IB1=IB2 =IE1/(1+ β)
例:1 如图所示的两级电压放大电路，
已知β1= β2 =50, T1和T2均为3DG8D。
计算前、后级放大电路的静态值(UBE=0.6V)
及电路的动态参数。
+24V
+
Ui
–
RB1 1M
C1
+
T1
RE1 27k
RB 1
82k
RC2 10k
+C3
+C2
RB 2
43k
T2
+
RE1
RE2
7.5k
510
.
Uo
Ic1
+
rbe1
Ui
RB1
+
.
_
RE1 U_o1
Ib2
Ic2
+ rbe2
RB 1
R
B
2
RC2
RE 1
.
Uo
_
ri ri1
ri 2 小信号等效电路
由等效电路可知，放大电路的输入电阻 ri 等于第一级的 输入电阻ri1。 第一级是射极输出器，它的输入电阻ri1与负载有关，而 射极输出器的负载即是第二级输入电阻 ri2。
长尾式差分放大电路
对差模信号Re相当于短路。
便于调节静态工作点，电 源和信号源能共地
二、长尾式差分放大电路
1. 静态分析
RC1
Rb1 uI1
RC2 Rb2 uI2
由于Rb较小，其上的电压降 可忽略不计。 IE1=IE2=(UEE―UBE)∕2Re ；
Re -VEE
图 3.3.3 长尾式差分放大电路
ma275010000624e1b1ccb1ma49ma0098b1e1274924e1e1ccce43v438224b2b2b1ccb2ma96e2e2be2b2c2第二级是分压式偏置电路第二级是分压式偏置电路e2e2c2c2ccce2计算计算rrii和和rr00小信号等效电路小信号等效电路b1b1等于第一级的输入电阻ri1第一级是射极输出器它的输入电阻ri1与负载有关而射极输出器的负载即是第二级输入电阻ri2265120026e1be2b2b114271427i2e1l1b1b1265020026l1be1b1i110c2o2b1b1求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数第一级放大电路为射极输出器第一级放大电路为射极输出器b1b1第二级放大电路为共发射极放大电路第二级放大电路为共发射极放大电路总电压放大倍数b1b1185110501718一零点漂移现象及其产生的原因直接耦合时输入电压为零但输出电压离开零点并缓慢地发生不规则变化的现象