直接耦合放大电路中零点漂移的分析
差分放大电路:零漂、组成、直流分析
算到输入端的等效输入漂移电压值。
抑制零漂(温漂)的措施
• 引入直流负反馈:Q点的漂移,故引入Re稳定Q点。
• 用热敏元件进行温度补偿:二极管——图2.4.6。
• 采用差分式放大电路:利用特性相同的管子,使它
们 的温漂相互抵消。
1.2 差分式放大电路的组成及其直流分析
放大倍数大为减小。在实际电路中,均满
足Re>RC ,故|Ac(单)|<0.5,即差动放大器
对共模信号不是放大而是抑制。共模负反
馈电阻Re越大,则抑制作用越强。
1.4 差分放大电路对差模信号的放大作用
uI1=uId1,uI2=uId2 ,
而uId1= - uId2
ib1= -ib2 ie1= -ie2 uc1= -uc2
恒流源电路的简化画法及电路调零措施
差动放大器的传输特性
差分放大电路的电压传输特性
本章小结
•
•
•
•
•
•
•
•
(1)零漂——温漂——静漂
(2)差分电路的静态分析
(3)对共模信号的抑制:Re=2Re
理想对称
(4)对差模信号的放大:没Re
(5)共模抑制比KCMR
(6)四种接法时的计算
(7)改进型差分放大电路
输出电压为: uO=Aduid+Acuic
Ac=0时: uO=Aduid
差动放大电路的输出与两个
输入电压的差值成正比,与
输入电压本身的大小无关
例
题
单端输入差放电路的分析
Ui1=Ui Ui2=0
处理方法:按任意信号处理
Uic1=Uic2=(Ui+0)/2= Ui/2
直接耦合多级放大电路的零点漂移
直接耦合多级放大电路的零点漂移多级放大电路的耦合方式为了获得足够高的增益或满足输入电阻、输出电阻的特殊要求,实用的放大电路通常由几级基本放大单元级联而成,构成多级放大电路。
各级之间的连接方式称为耦合方式。
常用的耦合方式有阻容耦合、变压器耦合、直接耦合三种.直接耦合多级放大电路的特点直接耦合也称为直流耦合。
其优缺点如下:优点:(1)信号传输通路没有电抗图1直接耦合放大电路元件,可以放大直流及缓慢变化的信号;(2)体积小,便于集成。
缺点:(1)各级之间静态工作点相互影响;(2)存在较严重的零点漂移问题。
图1是一个3级直接耦合放大电路。
根据各级输入输出所处的电极,可以判断出第一、二级是共发射极组态,第三级是共集电极组态。
零点漂移如果将直接耦合放大电路的输入端短路,其输出端应有一固定的直流电压,即静态输出电压。
但实际上输出电压将随着时间的推移,偏离初始值而缓慢地随机波动,这种现象称为零点漂移,简称零漂。
零漂实际上就是静态工作点的漂移。
零漂产生的主要原因(1)温度的变化。
由温度对放大电路工作点影响一节我们知道,温度的变化最终都将导致BJT的集电极电流C的变化,从而使静态工作点发生变化,使输出产生漂移。
因此,零漂有时也称为温漂。
(2)电源电压波动。
电源电压的波动,也将引起静态工作点的波动,而产生零点漂移。
分析零点漂移应注意的几个问题(1)只有在直接耦合放大电路中,前级的零点漂移才能被逐级放大,并最终传送出。
(2)第一级的漂移影响最大,对放大电路的总漂移起着决定性作用。
(3)当漂移电压的大小可以与有效信号电压相比时,将“淹没”有效信号。
2严重时甚至使后级放大电路进入饱和或截止状态,而无法正常工作。
抑制零点漂移一般措施(1)用非线性元件进行温度补偿;(2)采用调制解调方式。
如“斩波稳零放大器”;(3)采用差分式放大电路。
目前,第三种方式以其简单,经济,抑制零漂能力强等特点而广泛采用。
抑制零点漂移的原理在图1差分式放大电路中单端输出时温度变化■两管集电极电流以及相应的集电极电压相同的变化■在电路完全对称的情况下,双端输出(两集电极间)的电压可以始终保持为零■抑制了零点漂移尽管在实际情况下,要做到两管电路完全对称是比较困难的,但输出漂移电压仍将大大减小。
直接耦合放大电路
uI1 R T1
+uo
RL
RL
2
2
Rc uI2 R
T2
Ro 2Rc
带调节电位器RW的恒流源电路的简化画法
Rc uI1
R T1
+ uo
RL
RW
+VCC Rc
uI2 R T2
I
VEE 图3.3.14 恒流源电路的简化画法及电路调零措施
调节电位器RW的滑动端位置可使电路在uI1=uI2=0时,uO=0。
Rid 2 Rb rbe
(4)输出电阻
单端输出时 Ro Rc 双端输出时 Ro 2Rc
(5)共模抑制比
共模抑制比KCMR是差分放大器的一个重要指标。
KCMR
Avd Avc
或
KCMR
20lg
Avd Avc
dB
双端输出时KCMR可认为等于无穷大, 单端输出时共模抑制比:
K CMR
R'L / 2(Rb rbe ) R'L / 2Re
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。
<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
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
1 (R // R )
A =
c
模拟数字电力电子技术第2章 直接耦合放大电路及反馈
第一节 差动放大电路
(2)共模输入电阻
模 拟
从两输入端看进去的共模输入电阻为两单管放大电路输 入电阻的并联。
、
数
字
及 电
(3)共模输出电阻
力 双端输出时:
Roc 2Rc
电 子
单端输出时:
Roc1Roc2 Rc
技
➢对于差分放大电路,由于输入信号中既有差模信号
术
又有共模信号,输出信号也由两部分组成:
射放大电路电压放大倍数的一半
厚德达理 励志勤工
第一节 差动放大电路
模
(2) 差模输入电阻
拟
、
差模输入电阻Rid是从两输入端看进去的交流等效电阻
数
字
Rid 2(Rbrbe)
及
电 力
(3)差模输出电阻
电
差模输出电阻Rod是从两输出端看进去的交流等效电阻
子
技 术
双端输出时: Rod 2Rc
单端输出时: Rod1Rod2 Rc
厚德达理 励志勤工
第一节 差动放大电路
模 拟 、
RC1 RB1
RC2
+UCC
数
字
+
及
电
ui
力 电
-
+
V1
+
V2
uo
uo1 -
RE2 -
子
技
术
厚德达理 励志勤工
第一节 差动放大电路
模 二、长尾式差动放大电路
拟 电路组成:
VCC
、 差分放大电路由两
数 字 及 电 力 电 子 技
个对称的共发射极
放大电路通过发射
第一节 差动放大电路
抑制电路零点漂移的常用措施
抑制电路零点漂移的常用措施
摘要: 电压不漂移,应该掌握这3 种抑制零点漂移的常用措施产生零点漂移的原因很多,任何元件参数的变化,都将造成输出电压漂移。
实践证明,温度变化是产生零点漂移的主要原因,也是最难克服的因素,这是由于半导体...
电压不漂移,应该掌握这3 种抑制零点漂移的常用措施
产生零点漂移的原因很多,任何元件参数的变化,都将造成输出电压漂移。
实践证明,温度变化是产生零点漂移的主要原因,也是最难克服的因素,这是由于半导体元器件的导电性对温度非常敏感,而温度又很难维持恒定。
当环境温度变化时,将引起晶体管参数的变化,从而使放大电路的静态工作点发生变化,而且由于级间耦合采用直接耦合方式,这种变化将逐级放大和传递,最后导致输出端的电压发生漂移。
直接耦合放大电路级数愈多,放大倍数愈大,则零点漂移愈严重,并且在各级产生的零点漂移中,第一级产生零点漂移影响最大,为此减小零点漂移的关键是改善放大电路第一级的性能。
在实际电路中,根据具体情况可采用不同的措施抑制零点漂移。
常用的措施有下面几种:
1、选用高质量的硅管
硅管的Icbo 要比锗管小好几个数量级,因此目前高质量的直流放大电路几乎都采用硅管。
另外管子的制造工艺也很重要,即使同一种类型的管子,。
抑制零点漂移
0 引言直接耦合是级与级连接方式中最简单的,就是将后级的输入与前级输出直接连接在一起,一个放大电路的输出端与另一个放大电路的输入端直接连接的耦合方式称为直接耦合。
另外直接耦合放大电路既能对交流信号进行放大,也可以放大变化缓慢的信号;并且由于电路中没有大容量电容,所以易于将全部电路集成在一片硅片上,构成集成放大电路。
由于电子工业的飞速发展,使集成放大电路的性能越来越好,种类越来越多,价格也越来越便宜,所以直接耦合放大电路的使用越来越广泛。
除此之外很多物理量如压力、液面、流量、温度、长度等经过传感器处理后转变为微弱的、变化缓慢的非周期电信号,这类信号还不足以驱动负载,必须经过放大。
因这类信号不能通过耦合电容逐级传递,所以,要放大这类信号,采用阻容耦合放大电路显然是不行的,必须采用直接耦合放大电路。
但是各级之间采用了直接耦合的联接方式后却出现前后级之间静态工作点相互影响及零点漂移的问题,在此主要分析零点漂移的产生原因,并寻找解决的办法。
1 直接耦合放大电路的特点当多级放大电路需要放大频率极低的信号,甚至直流信号时,级间采用阻容耦合和变压器耦合都不适用,必须采用如图1所示的直接耦合方式。
图1中的阻容耦合方式只用一只电容器就将两级放大电路连接起来,方式简单。
耦合电容器具有隔直通交作用。
根据信号频率的高低选取电容器的电容量,使容抗很小,就能顺利传送交流信号;电容器的隔直作用,使各级放大电路的静态工作点各自独立,互不影响,只要各级静态工作点比较稳定,整个放大电路工作就比较稳定。
所以阻容耦合放大电路应用十分广泛。
但是,在各种自动控制系统和一些测量仪表中,传递信号多数是变化极为缓慢的、非周期的信号,甚至为直流信号。
例如,水轮发电机组的转速,发电机的端电压,变压器的油温,水电站前池的水位等变化是缓慢的,要实现对这些缓慢变化的物理量的测量和自动控制,必须将这些物理量转变为电信号(即模拟信号),由于这些电信号不仅是缓变的,而且是微弱的,因此必须进行放大。
--直接耦合放大电路资料
iS1
iS2
I
+VDD
Rg uI2
场效应管组成的 差分放大电路可以获 得较大的输入电阻, 也有四种接法,分析 方法与晶体管组成的 差分放大电路相同。
-VSS
例题1:已知Rb=1KΩ,Rc=10 KΩ,RL=5.1 KΩ,VCC=12V, VEE=6V,晶体管的β=100,rbe= 2KΩ。 (1)为使T1管和T2管的发射极静态电流均为0.5mA, Re的取值应为多少?T1管和T2管的管压降等于多少?
uI -
RL uo -
Rb
T1
T2
Re - VEE
T1
+Vcc
Rc
+VCC Rc
①静态分析
UCQ1
UCQ2
VCC
RL RL RC
VCC
RC RC // RL
Rb
T1
Rb
T2
I EQ
VEE UBEQ 2Re
IBQ (1IEQ)
UCEQ1 UCQ1 U EQ1 VCC ICQ RC U BEQ
UCQ1
Rc
RL RL
VCC
ICQ ( Rc
//
RL )
2.36V
uo uo UCEQ 0.64V
+ VCC
Rc1
RL
Rc2
Au
1 2
Rc // RL Rb rbe
56
+
uI
uo Ad
11.4mV
uId
-
uC1 uI1 Rb1
Ti1C+1uod
i-C2
T2
uC2 Rb2
iB1 iE1
(3)共模放大倍数(描述抑制温度漂移的能力)
直接耦合放大电路和集成运算放大器讲课文档
第一页,共八十二页。
一、直接耦合放大电路的零点漂移问题
与阻容耦合的放大电路相比,直接耦合放大电路突出的问题就是零 点漂移问题。
从实验中可以发现,对于两级以上的耦合放大电路,即使在输入端不加 信号(即输入端短路),输出端也会出现大小变化的电压,如图 9-1 所示。 这种现象称作零点漂移,简称零漂。 级数越多,放大倍数越大,零漂现象越 严重。
为了表示一个电路放大有用的差模信号和抑制无用的共模信号的 能力,引用了一个叫抑制比的指标KCMRR,它定义为
KCMRR=
(9 -3)
其中, Ad为差模信号放大倍数,Ac为共模信号放大倍数KCMRR对 理想的差动放大电路为无穷大, 对实际差动电路, KCMRR愈大愈好。
Ad
Ac
第十页,共八十二页。
9.2 集成电路基本知识
利用半导体三极管常用的硅平面工艺技术,把组成电路的电阻、 电容、二极管、三极管及连接导线同时制造在一小块硅片上,便成 为一块集成电路,其对外部完成某一电路的功能。
第十一页,共八十二页。
集成电路出现后, 以其体积小、重量轻、可靠性高、组装和调试工 作量小等一系列优异性能,在科学技术各个部门得到了普遍的推广使用。 目前,各类集成电路已在计算机、国防科技及仪器仪表、通讯、广播电 视等领域广泛使用。
集成电路还可按单片上能集成的元器件数目(即集成度)分成小 规模(SSI)、中规模(MSI)、大规模(LSI)和超大规模(VLSI) 集成电路。
这里应当指出,在模拟集成电路中,由于内部有源器件工作 状态复杂,制造难度大,所以一般能在单片上集成100个以上的元 器件,就称为大规模集成电路了。这点是与数字电路的集成度数 量有很大差别的。
第十八页,共八十二页。
直接耦合多级放大电路的零点漂移
1 直接耦合多级放大电路的零点漂移多级放大电路的耦合方式为了获得足够高的增益或满足输入电阻、输出电阻的特殊要求,实用的放大电路通常由几级基本放大单元级联而成,构成多级放大电路。
各级之间的连接方式称为耦合方式。
常用的耦合方式有阻容耦合、变压器耦合、直接耦合三种.直接耦合多级放大电路的特点直接耦合也称为直流耦合。
其优缺点如下:优点:(1)信号传输通路没有电抗元件,可以放大直流及缓慢变化的信号;(2)体积小,便于集成。
缺点:(1)各级之间静态工作点相互影响;(2)存在较严重的零点漂移问题。
图1是一个3级直接耦合放大电路。
根据各级输入输出所处的电极,可以判断出第一、二级是共发射极组态,第三级是共集电极组态。
零点漂移如果将直接耦合放大电路的输入端短路,其输出端应有一固定的直流电压,即静态输出电压。
但实际上输出电压将随着时间的推移,偏离初始值而缓慢地随机波动,这种现象称为零点漂移,简称零漂。
零漂实际上就是静态工作点的漂移。
零漂产生的主要原因(1)温度的变化。
由温度对放大电路工作点影响一节我们知道,温度的变化最终都将导致BJT的集电极电流I C的变化,从而使静态工作点发生变化,使输出产生漂移。
因此,零漂有时也称为温漂。
(2)电源电压波动。
电源电压的波动,也将引起静态工作点的波动,而产生零点漂移。
分析零点漂移应注意的几个问题(1)只有在直接耦合放大电路中,前级的零点漂移才能被逐级放大,并最终传送出。
(2)第一级的漂移影响最大,对放大电路的总漂移起着决定性作用。
(3)当漂移电压的大小可以与有效信号电压相比时,将“淹没”有效信号。
2 严重时甚至使后级放大电路进入饱和或截止状态,而无法正常工作。
抑制零点漂移一般措施(1)用非线性元件进行温度补偿;(2)采用调制解调方式。
如“斩波稳零放大器”;(3)采用差分式放大电路。
目前,第三种方式以其简单,经济,抑制零漂能力强等特点而广泛采用。
抑制零点漂移的原理3 在图1差分式放大电路中单端输出时温度变化→两管集电极电流以及相应的集电极电压相同的变化→在电路完全对称的情况下,双端输出 (两集电极间)的电压可以始终保持为零→抑制了零点漂移尽管在实际情况下,要做到两管电路完全对称是比较困难的,但输出漂移电压仍将大大减小。
第二章 直接耦合放大电路
运算放大器方框图
输入级:输入电阻高,能减小零点漂移和抑制干 扰信号,都采用带恒流源的差分放大器 。 中间级:要求电压放大倍数高。常采用带恒流源 的共发射极放大电路构成。 输出级:与负载相接,要求输出电阻低,带负载 能力强,一般由互补对称电路或射极输出器构成。 偏置电路: 由镜像恒流源等电路组成
双端输入—双端输出差分电路的差模电压放大倍数为 uo RC Ad Ad1 ui1 ui2 RB rbe 当在两管的集电极之间接入负载电阻时 RL Ad RB rbe 1 式中 RL RC // RL
2
两输入端之间的差模输入电阻为
ri 2( RB rbe )
恒流源式差动放大电路的简化表示法
2.2 直接耦合功率放大电路
功率放大电路的作用:是放大电路的输出级,去 推动负载工作。例如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转、电动机旋转等。
对功率放大电路的基本要求
(1) 在不失真的情况下能输出尽可能大的功率。 (2) 由于功率较大,要求提高效率。
负载得到的交流信号功 率 η 电源供给的直流功率
+UCC
2.动态分析 由于差模信号使两管的集电极电流一增一减, 其变化量相等,通过 RE 的电流近于不变,RE 上没 有差模信号压降,故 RE 对差模信号不起作用,可得 出下图所示的单管差模信号通路。 单管差模电压放大倍数 + ic RB ib uo1 β ib RC βRC Ad1 T1 ui1 ib ( RB rbe ) RB rbe + RC u o1 ui1 同理可得 uo2 RC Ad2 Ad1 ui2 RB rbe 单管差模信号通路
上式中前两项较第三项小得多略去, RC IC 则每管的集电极电流 + EE RB1 IB IC IE T1 +UCE + 2RE UBE- I 发射极电位 VE 0 - E IC EE 每管的基极电流 I B 2 RE RE 2IE 每管的集 — 射极电压 EE RC -EE U CE U CC RC I C U CC 单管直流通路 2RE
零点漂移在差分放大电路中的影响分析
零点漂移在差分放大电路中的影响分析张艳秋【摘要】在模拟电路设计中,零点漂移是直接耦合放大电路存在的一个特殊问题.本文结合工程应用案例,介绍了AD620仪表放大器零点漂移引发的问题,指出其形成原因,进行了影响分析,通过对滤波电容的不同选择,得出了共模抑制比对零点漂移的影响.本文可以避免实际可能出现的采集精度超差等问题,并对故障分析提供一定的参考和依据.【期刊名称】《计测技术》【年(卷),期】2017(037)005【总页数】2页(P51-52)【关键词】零点漂移;差分放大;共模抑制【作者】张艳秋【作者单位】太原航空仪表有限公司显示技术研究所, 山西太原030006【正文语种】中文【中图分类】TB9近年来很多集成放大器,其内部电路设计多采用直接耦合放大电路的方式,从而,可能会引发零点漂移的问题。
所谓零点漂移是当输入信号电压为零时,在放大器的输出端出现一个变化不定的电压信号的现象,简称为零漂。
前一级的漂移被后一级放大,会严重的干扰正常的有效信号,放大级数越多,出现漂移现象会越严重,甚至致使放大器不能正常工作。
在AD620芯片内部电路结构上,集成有差分放大电路,此电路是抑制零漂最为广泛和有效的方式,然而,其抑制零点漂移的程度可用共模抑制比这一技术指标来衡量,其值越大越好。
在某显示器产品的工程应用中,其温压采集电路采用AD620芯片设计实现,电路设计原理如图1所示。
在实际使用中,将RPT200传感器更换为RPS8100传感器后,输出的温压范围由400~800 mV变成-800~800 mV,产品出现常温下采集数据精度超差现象。
通过测量传感器输出的温压,发现部分产品传感器的温压输出在0 mV附近时,后端输出参数温压、压力被拉偏,其中温压误差约为6 mV,压力误差约为100Pa。
在上述案例中,RPS8100传感器输出的温压范围为-800~800 mV,包含零电压输出值,而若出现零漂现象,必然导致前端输入为零电压,后端输出不为零,由此采集数据出现误差,严重时会造成精度超差的现象。
直接耦合放大电路
IB Rb + U BE + 2I E Rem EE
Rb IE IE Rb
IB
Rb
EE U BE + 2(1 + )Rem
;
IC IB;
ui1 2IE
Rem ui2
-EE
UC EC IC RC ; UE 0 IB RB UBE U BE ;
UCE EC IC RC U E EC IC RC + UBE
双 端 输 出 :Ad
( Rc Rb
∥ RL 2
+ rbe
)
Ac 0
KCMR
Ro 2Rc
单 端 输 出 :Ad
(Rc ∥ RL )
2( Rb + rbe )
Ac
Rb
(Rc ∥ RL ) + rbe + 2(1 + )Re
K CMR
Rb
+ rbe + 2(1 + )Re
2( Rb + rbe )
为使静态电流不变,Re 越大,导致VEE越大 Re太大不合理
需在低电源条件下,得到趋于无穷大的Re
解决方法:采用电流源!
继续
具有恒流源的差分放大电路
等效电阻 为无穷大
近似为 恒流
I2
IB3,IE3
R2 R1 + R2
VEE R3
UBEQ
又如
加调零电位器RW
(p166)
若RW滑动端在中点, 写出Ad、Ri的表达式。
当输入信号为任模信号时,将之分解为共模分量和差模分量的
组合,然后代入 uO Aud uid + AuC uiC 中进行计算。
例如:已知某差放的 Aud 100, AuC 0.1,
直接耦合放大电路
Ad
Rb
2
rb e(1 )
RW
2
Ri 2Rbrbe(1)R 2W
RO 2RC
2. 用恒流源电路取代Re,构成
3. 恒流源型差分放大电路
AcuO c
(Rc//RL)
uIc Rbrbe 2(1)Re
KCMRAd Rbrbe2(1)Re
Ac
2(Rbrb)e
Re为无穷大时,Ac为0,KCMR为无穷大。
电路参数理想对称
T1与T2的特性相同
R b1 R b2 R b
R c1 R c2 R c
1 2
r r r be 1
be 2
be
1. 静态分析
IR eIE1Q IE2 Q 2 IEQ
IB R b Q U B E 2 IQ ER Q e V EE
IEQVEEUBEQ
2Re
IBQ IEQ
A c u O c
(R c//R L ) 0
u Ic R brbe 2 (1)R e
K CM R Ad Rbrbe 2(1 )R e
Ac
2(Rbrb)e
四、改进型差分放大电路
为了使差分放大电路的性能更好,对共模信号的抑制能 力更强,对差模信号的放大能力更大。 1. 加条令电位器
(Rc // RL)
IEQVEEUBEQ 2Re
但是,在同样的静态工作电流下,增大Re 势必是要求更 高的VEE。另外Re大,不易集成。
所以我们希望在e的元件具有对直流电阻较小,对交流电 阻很大的特点。恒流源具有此功能。
2. 用恒流源电路取代Re,构成 3. 恒流源型差分放大电路
静态分析:
I 2 IB 3
UB3 R2 VEE R1R2
模拟电子技术_中南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
模拟电子技术_中南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.直接耦合放大电路存在零点漂移的主要原因是()。
答案:晶体管参数受温度影响2.实现输入电阻高、输出电压稳定,应该引入()负反馈。
答案:电压串联3.现有阻容耦合基本放大电路如下,输出电压与输入电压同相的电路是()。
答案:共集电路_共漏电路4.MOS管只有多子参与导电。
()答案:正确5.晶体管能够实现放大的外部条件是()。
答案:发射结正偏,集电结反偏6.二极管具有()导电特性。
答案:单向7.下图电路中,T1和T2管的饱和管压降│UCES│=2V,VCC=15V, RL=8Ω,电路的最大输出功率Pomax =()W。
【图片】答案:≈10.56W8.差动放大电路的共模抑制比KCMR越大,表明电路()。
答案:对共模信号的抑制能力越强9.甲类放大电路不适合作功率放大电路的原因是甲类放大容易()。
答案:导致效率低、静态损耗大10.用恒流源取代电阻长尾差动放大电路中的RE,将会提高电路的()。
答案:共摸抑制比11.在下图中,所有二极管均为理想二极管,则Vo=()V【图片】答案:-212.在下图电路中,设静态时ICQ=2mA,晶体管饱和管压降UCES=0.6V。
当负载电阻RL=3kΩ时电路的最大不失真输出电压有效值为()V。
【图片】答案:2.1213.现有直接耦合基本放大电路如下,有电流放大,但没有电压放大作用的电路是()。
答案:共集电路_共漏电路14.关于多级放大电路,下列说法正确的是()。
答案:多级放大电路的输入电阻就是第1级的输入电阻_多级放大电路的输出电阻就是最后1级的输出电阻_多级放大电路的放大倍数就是各级放大倍数之积15.现测得两个共射放大电路空载时的电压放大倍数均为-100,将它们连成两级放大电路,其电压放大倍数应小于10000。
()答案:正确16.直接耦合多级放大电路不能放大交流信号。
()答案:错误17.MOS管一旦预夹断,管子立即进入截止区。
差分放大电路资料
差模输出 共模输出
静态时的值
3. 任意信号的输入
输入信号既不是共模也不是差模信号:要把输
入信号分解为一对共模信号和一对差模信号,它们 共同作用在差动电路的输入端。
ui1=uic+uid
ui2=uic-uid
uic
ui1 ui2 2
uid
ui1 ui2 2
输入信号分解为差模和共模信号
例:已知输入信号 ui1=20 mv , ui2=10 mv,求共模 信号uic和差模信号uid.
电阻Re不影响差模电压放大倍数!
Ri 2(Rb rbe )
Ro 2Rc
差分放大电路
4. 动态参数:Ad、Ri、 Ro、 Ac、KCMR
共模抑制比KCMR:综合考察差分放大电路放大差模信号 的能力和抑制共模信号的能力。
K CMR
Ad Ac
在参数理想对称的情况下,KCMR 。
在实际应用时,信号源需要有“ 接地”点,以避免 干扰;或负载需要有“ 接地”点,以安全工作。
由于IBQ ,Rb较小,其上的 电压降可忽略不计。
ui1 Rb1
-UBEQ
IBQ 2IEQ Re
-VEE
Rb2 ui2
I BQ1 I BQ2 I BQ ICQ1 ICQ2 ICQ I EQ1 I EQ2 I EQ U CQ1 U CQ2 U CQ
I EQ
VEE
U BEQ 2Re
+ RL/2
uod
ui1 rbe2 βIb
Rc1
RL/2
-
Rb2 (e) 交流等效电路
uod
2ic1(Rc
//
模拟电路习题解答1
第一章 常用半导体器件
自测题
一、判断下列说法是否正确,用“√”和“×”表示判断结 果填入空内。
(1)在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素,可将其 改型为P型半导体。( )
(2)因为N型半导体的多子是自由电子,所以它带负电。 ()
(3)PN结在无光照、无外加电压时,结电流为零。( ) (4)处于放大状态的晶体管,集电极电流是多子漂移运动 形成的。( ) (5)结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层 承受反向电压,才能保证其RGS大的特点。( ) (6)若耗尽型N沟道MOS管的UGS大于零,则其输入电阻 会明显变小。( ) 解:(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6) ×
uC1(R2crbeRW)uI
uC22rRbce uI
uO uC1uC2(RcrbeR2W)uI
所以Ad的表达式为
Ad
uO uI
( Rc
RW) 2
rb e
比较结果可知,两种情况下的Ad完全相等;
但第二种情况下的
uC1>uC2
3.8 电路如图P3.8所示,T1和T2的低频跨导 gm均为10mS。试求解差模放大倍数和输 入电阻。
解:差模放大倍数和输入电阻分别为
Ad=-gmRD=-200 Ri=∞
第四章 集成运算放大电路
自测题
一、选择合适答案填入空内。
(1)集成运放电路采用直接耦合方式是因为 。
A.可获得很大的放大倍数 B. 可使温漂小
C.集成工艺难于制造大容量电容
(2)通用型集成运放适用于放大 。
A.高频信号
B. 低频信号
(5)为了实现下列目的,应引入 A.直流负反馈 B.交流负反馈
(2)求解RL:
差动放大电路
R o = Rc
理论计算
动态分析 3.单端输入 单端输入、 3.单端输入、双端输出 ' RL vo vo1 − vo 2 2vo1 2 β RL 差模电压增益: 差模电压增益:AVD = ′ = = =− RL = RC // vid vi1 − vi 2 vid Rid 2 共模电压增益: 共模电压增益: Avc = voc1 − voc 2 vic ≈ 0
(
)
共模抑制比: 共模抑制比: 输入阻抗 输出阻抗: 输出阻抗:
K
CMR
=
A A
vd
vc
→∞
Rid = 2rbe + (1 + β ) Rp; rbe = rbb ' + 26(1 + β ) / I C1Q
Ro = 2Rc
动态分析 4.单端输入 单端输入、 4.单端输入、单端输出
理论计算
' RL vo vo1 − vo 2 2vo1 β RL ′ RL = RC // = = =− 差模电压增益: 差模电压增益: AVD = 2 vid vi1 − vi 2 vid Rid
2011-6-13
理论计算
静态分析 当输入信号为零时: 当输入信号为零时: 由于没有输入信号,所以: 由于没有输入信号,所以: VB1=VB2=0V; VE1=VE2=0-0.7=-0.7V; VC3=VE1-0.5*IC3*0.5RP=-0.7-0.5*1.15*0.5*330=-0.79V 由于I 所以: 由于 C3 ≈ IE3, IE1 =IE2 = 0.5 IE3,所以: IE1=IE2=0.5IE3=0.577mA; VC1=VC2=VCC-IE1*RC=12-0.577*10*1000=6.23V
直接耦合放大电路的优缺点
抑制零点漂移的方法:
1)采用恒温措施,使晶体管工作温度稳定。需要恒温室 或槽,因此设备复杂,成本高。
2)采用温度补偿法。就是在电路中用热敏元件或二极 管(或晶体管的发射结)来与工作管的温度特性互相补 偿。最有效的方法是设计特殊形式的放大电路,用特性 相同的两个管子来提供输出,使它们的零点漂移相互抵 消。这就是“差动放大电路”的设计思想。
项目九 多级放大电路和集成电路运算放大器
1 多级放大电路 2 差分放大电路 3 集成电路运算放大器
1 多级放大电路
引言 1.1 级间耦合问题 3.1.2 多级放大电路的分析
引言
• 为什么要多级放大?在项目八中,我们主要研究了由一个晶体管组成 基本放大电路,它们的电压放大倍数一般只有几十倍。但是在实际应 用中,往往需要放大非常微弱的信号,上述的放大倍数是远远不够的。 为了获得更高的电压放大倍数,可以把多个基本放大电路连接起来, 组成“多级放大电路”。其中每一个基本放大电路叫做一“级”,而 级与级之间的连接方式则叫做“耦合方式”。
uo
(a)
(a) 加入电阻RE2
RB1
i
u
RC1
R
T1 Uz
RC2 T2
Dz
(b)在T2的发射极加入稳压管
+VCC
uo
为了解决第二个问题:可以在电路中采用不同类型 的管子,即NPN和PNP管配合使用,如下图所示。
RB1 RC
ui
u RC2
o
利用NPN型管和PNP型管进行电平移动
• 实际上,单级放大电路中也存在电路与信号源以及负载之间的耦合问 题。
1.1 级间耦合问题
极间耦合形式:
阻容
耦合 A1
A2
变压
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
输 出端 很 难 区 分 什 么是 有 用 信 号 , 么 是 什
漂移 电压。
3解决零点漂移的方 法
因 为 温 度 变 化所 引起 的半 导 体 元 器 件 参 数 变 化 是 产 生 零 点 漂 移 现 象 的 主 要 原 因 , 以 零 点 漂移 也 称 温 度漂 移 , 漂 的 强 所 零 弱 是将 输 出 的 漂 移 电 压折 合 到 输 入 端 来 进 行描 述 的 。 如 在一 个 两 级放 大 电路 中 ( 图 1 : 如 ) 在 室温 2  ̄时 , 5 输入信号 U= , 整输 出对地 电 O调 压 U 0 温 度升至 5 ℃时 , 入信号 U , 一, 5 输 一0 测 量 输 出 电压 上 升 为 0. V, U 3 即 =0. V 当 3 AV= 5 V时 , 5  ̄ 5 2O T= 5C一2 ℃-3  ̄则放 大器输 0 C
放 大 电路 在 科 学 实 验 和 生 产 实 践 中 有 十 分 广 泛 的应 用 , 大 电路 是 电子 设备 中 放 最 重 要 , 基 本 的单 元 电路 , 大 电路 可 以 最 放 对 声 音 信 号 ; 像 信 号 和 各 种 非 电物 理 量 图 检 测 信 号 等 进 行 放 大 , 大 电路 的 主 要 任 放 务 是 放 大 电信 号 , 把 微 弱 的 电信 号 通 过 即 电子 器 件 的控 制 作 用 , 直 流 电 源 功 率 转 将 换 成一 定强 度 的 随 输 入信 号 强度 变 化 而 变 化输 出功率 , 以推 动 元 器件 ( 如扬 声 器 ; 电动 机 ; 电 器等 ) 常 工作 , 继 正 因此 放 大 电路 实 质 是一个能量转换 器。 单 级 放 大 电路 的 电压 放 大 倍 数 一 般 可 以 达 到 几十 倍 , 而在 许 多场 合 , 样 的 放 然 这 大 倍 数 是 不够 用 的 , 需 要 把 若 干 个 单 管 常 放 大 电路 串联 起 来 , 成 多级 放 大 器 。把 组 信 号 经过 多级 放 大 得 到 所 需 的 放 大 倍 数 , 集 成 运 赫 放 大 器是 一 种 被 广 范运 用 的半 导 体 器件 , 它是 一 种 内 部 为 直 接 耦 合 高 放 大 倍 数 的线 性 集 成 电路 , 际 上 集 成 运 赫 放 实 大 器就 是 一 种 常 用 的 交 直 流 放 大 电路 , 既 能 对 直 流 信 号 进 行 放 大 , 能 对 交 流 信 号 也 进行放大, 由于 集 成 电路 制 造 方 面 的原 因 , 集 成 运 放 的 各级 之 间采 用 了直 接耦 合的 联 接 方 式 但 却 出现 前 后 级 之 间静 态 工 作点 相 互 影 响 及 零 点 漂 移 的 问题 , 此 主 要 分 析 在 零 点 漂移 的产 生 原 因 , 找 解 决 办 法 。 寻
正常工作 。
2造成 零点 漂移 的因素
主 要 有 三 个 方 面 : 是 电源 电 压 的 波 一 动, 二是 电路 元 件 的 老化 ; 是 半导 体 器件 三 随 温 度 变化 而 产 生 变 化 。 前 两 个 因素 造 成 零 点漂 移 较 小 , 生 零 点漂 移 的 主 要 原 因 产 是 三 极 管 参 数随 温 度 变 化 1 的漂 移 。 在 起 阻容 耦 合 放 大 电路 中 , 移 电 压 降 落 在 电 漂 容 之 上 , 会 传 递 到 下 一 级 继 续 放 大 。 但 不 在 直 接 耦 合 放 大 电路 中 , 由于 前 后 级 直 接 相 连 , 一 级 的 漂 移 电 压和 有 用 信 号 一 起 前
1 ECHN l O 00 Y } 0RM A 1 N Nr r0
动 力 与 电 气工 程
直接 耦 合放 大 电路 中零 点 漂 移 的 分析
王 献 青 ( 湖北第二 师范学 院 湖北 武汉 400 ) 3 2 5
摘 要: 为了提 高电子产品的集成化 生产能力, 2 世 纪 6 在 0 0年代 发展起来 的一种半 导体 器件——集成 电路 , 它是采 用集成工 艺把晶体 管 ; 场效应管 ; 二级 管; 电阻; 电容 等元器件 以及 它们之 间的连 线集成在 , 一个 芯 片上 , 由于半导体基 片上不可 以制造大阻值 电容 , 以集成 电 所 路一般 采 用直接耦合 的结 构, 这样就 出现一个 新p 题 即零 点漂移 , 篇分析 了产生零点 漂移主要 原 因, 出解决方法 。 - - - ] 本 提 关键词 : 大电路 零点漂移 放 中图分类号 : N7 T 2 文献标识码 : A 文章编号 : 6 2 3 9 ( o 81 () 1 8 0 1 7 - 7 1 2 o ) lb一O 0 — l
人 的温 漂 电 压 U . / 5 * 0 0 V/℃ 即 -0 3 2 0 3 4 u 温 度升 高 1 ℃时 , 大 器 的输 入端 好 像 接 入 放
一
1零点漂移的概ห้องสมุดไป่ตู้念
直 接 耦 合 放 大 电路 , 在 的 关 键 问 题 存 个 4u 0 V的 虚假 信 号 。 是零 点 漂 移 的 问题 。 所谓 零 点 漂 移 的 是 指 因此 解 决 零 点 漂 移 关 键 就 是 控 制 好 三 放 大 电路 在 输 入 端 短 路 ( 没 有 输 入信 号 即 极管参数与温度的关系 。 的输 入 时 ) 灵敏 的直 流 表 测 量 输 出 端 , 用 也 具 体 有 以下 几种 方 法 : 会 有 变 化 缓 慢 的 输 出 电 压 产 生 , 为 零 点 称 ① 采 用 恒 温 措 施 : 用 于 对 零 点 漂 移 常 漂移 现 象 。 零 点 漂 移 的信 号 会在 各 级 放 大 要 求 很 高 的装 置 , 为 实 现 这 种 方 法 成 本 因 的 电路 间 传 递 , 过 多 级 放 大后 , 输 出 端 经 在 投入较高 。 成 为 教 大 的 信号 , 如果 有 用 信 号较 弱 , 点 零 ② 采 用 温 度 补 偿 电 路 : 用 温 度 对 非 利 漂移 就 可 能 将 有 用 信 号淹 没 , 电 路 无 法 使