模电第三章 多级放大电路

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模电PPT专业知识

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① Ri=1~2kΩ,Au 旳数值≥3000; ② Ri ≥ 10MΩ,Au旳数值≥300; ③ Ri=100~200kΩ,Au旳数值≥150;Ro≤100Ω。 ④ Ri ≥ 10MΩ,Au旳数值≥10,Ro≤100Ω。
①共射、共射; ③共集、共射;
②共源、共射; ④共源、共集。
3.3、直接耦合放大电路
工业控制中旳诸多物理量,如温度、流量、压 力、液面、长度等都是经过不同旳传感器转化成 了变化缓慢旳非周期性信号,且信号旳幅度非常 薄弱。必须经过直接耦合放大电路放大后才干驱 动负载。
、零点漂移现象及其产生旳原因 1、什么是零点漂移现象:ΔuI=0,ΔuO≠0旳现象。
产生原因:温度变化,直流电源波动,器件老化。 其中晶体管旳特征对温度敏感是主要原因,故也称 零漂为温漂。 克服温漂旳措施:引入直流负反馈,温度补偿。 经典电路: 静态工作点稳定电路、差分放大电路。
4. 电压传播特征
放大电路输出电压 与输入电压之间旳关 系称为电压传播特征, 其定义式为:
uO f (uI )
中间一段是线性,斜率即差模放大倍数。输入电压
幅值过大时,输出电压就会产生失真。再加大uId, 则uOd将趋于不变,其数值取决于电源电压VCC。
三、差分放大电路旳四种接法
在实际应用时,信号源需要有“ 接地”点, 以防止干扰;或负载需要有“ 接地”点,以安 全工作。
uO uC1 uC2 2uC1
实现了电压放大
Re1和Re2降低放大倍

iE1 iE2
合二为一为Re
iE
0
经典电路
为简化电路,便于调整Q点,也为了使电源和信号 源“共地”,产生了右图所示旳经典差分放大电路, 即长尾式差分放大电路。 注意:

模电3-多级放大电路

模电3-多级放大电路

)U BE5
动态时:ub1 ub3 ui
§3.5 直接耦合多级放大电路读图
一、放大电路的读图方法 二、例题
一、放大电路的读图方法
1. 化整为零:按信号流通顺序将N级放大电路分
为N个基本放大电路。
2. 识别电路:分析每级电路属于哪种基本电路,
有何特点。
3. 统观总体:分析整个电路的性能特点。 4. 定量估算:必要时需估算主要动态参数。
解决方法:采用电流源取代Re!
具有恒流源差分放大电路的组成
等效电阻 为无穷大
近似为 恒流
I2
IB3,IE3
R2 R1 R2
VEE UBEQ R3
六、差分放大电路的改进
1. 加调零电位器 RW
1) RW取值应大些?还是小些? 2) RW对动态参数的影响? 3) 若RW滑动端在中点,写出Ad、 Ri的表达式。
输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入:
uId uI,uIc uI / 2
2. 单端输入双端输出
问题讨论: (1)UOQ产生的原因? (2)如何减小共模输出 电压?
静态时的值
测试:
uO
Ad
uI
Ac
uI 2
U OQ
差模输出 共模输出
3. 四种接法的比较:电路参数理想对称条件下
输入方式: Ri均为2(Rb+rbe);双端输入时无共模信号输入, 单端输入时有共模信号输入。
共模信号:大小相等,极性相同。
差模信号:大小相等,极性相反.
典型电路
在理想对称的情况下: 1. 克服零点漂移; 2. 零输入零输出; 3. 抑制共模信号; 4. 放大差模信号。
I BQ1 I BQ2 I BQ ICQ1 ICQ2 ICQ I EQ1 I EQ2 I EQ U CQ1 U CQ2 U CQ uO U CQ1 U CQ2 0

模电第四版习题解答

模电第四版习题解答

模电第四版习题解答 YUKI was compiled on the morning of December 16, 2020模拟电子技术基础第四版清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编自测题与习题解答目录第1章常用半导体器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第2章基本放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 第3章多级放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31 第4章集成运算放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第5章放大电路的频率响应‥‥‥‥‥‥‥‥50 第6章放大电路中的反馈‥‥‥‥‥‥‥‥‥60 第7章信号的运算和处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第8章波形的发生和信号的转换‥‥‥‥‥‥90 第9章功率放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114 第10章直流电源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥126第1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一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压,才能保证其R大的特点。

( √)GSU大于零,则其输入电阻会明显变小。

(6)若耗尽型N 沟道MOS 管的GS( ×)二、选择正确答案填入空内。

(l) PN 结加正向电压时,空间电荷区将 A 。

A.变窄B.基本不变C.变宽(2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。

A.正向导通B.反向截止C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时,发射结电压和集电结电压应为 B 。

A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏(4) U GS=0V时,能够工作在恒流区的场效应管有 A 、C 。

模拟电路课件第三章多级放大电路

模拟电路课件第三章多级放大电路

直接耦合多级放大电路的调试与优化
01
调整偏置电路,减小静态工作点 漂移。
02
引入负反馈,改善电路的稳定性 。
阻容耦合多级放大电路的调试与优化
阻容耦合多级放大电路的调试 检查各级放大器的输入和输出阻抗,确保匹配。
调整耦合电容和旁路电容,避免信号失真。
阻容耦合多级放大电路的调试与优化
检查反馈电路,避免自激振荡。 阻容耦合多级放大电路的优化
分析时需要计算各级的电压增益和总 电压增益,并考虑信号的相位和频率 响应。
变压器耦合多级放大电路的分析方法
变压器耦合多级放大电路中,各级通过变压器进行耦合,可以实现阻抗变换和电平 移动。
分析时需要计算各级的电压增益和总电压增益,并考虑变压器的匝数比和信号的相 位和频率响应。
变压器耦合多级放大电路的优点是具有阻抗变换和电平移动功能,缺点是结构复杂、 体积较大。
04
多级放大电路的设计与实现
直接耦合多级放大电路的设计与实现
设计要点
选择合适的晶体管、电阻和电容元件,以实现信号的放大和 传输。同时,需要考虑零点漂移和噪声干扰等问题,采取相 应的措施进行抑制。
实现难点
直接耦合多级放大电路的零点漂移问题较为突出,需要采取 有效的措施进行抑制,以保证电路的稳定性和可靠性。
模拟电路课件第三章多级 放大电路
• 多级放大电路概述 • 多级放大电路的工作原理 • 多级放大电路的分析方法 • 多级放大电路的设计与实现 • 多级放大电路的调试与优化
01
多级放大电路概述
多级放大电路的定义与组成
定义
多级放大电路是由两个或两个以 上的单级放大电路按照一定的拓 扑结构组合而成的电路系统。
益和带宽。
直接耦合多级放大电路的优点是 结构简单、易于集成,缺点是级 间耦合较复杂,容易产生零点漂

模拟电子技术基础及实验 第3章 多级放大ppt课件

模拟电子技术基础及实验 第3章 多级放大ppt课件

共模输入信号:
uic
=
1 2(ui1
ui2)
Rc
+VCC Rc
差模电压增益:
A ud
=
uod u id
Rb
共模电压增益:
Auc
=
u oc u ic
+ u i1

总输出电压:
+ uo _
T1
T2
R
_
e
V
EE
Rb
+ u i2 -
u o= u o d u o cA uu d id A u u i cc
4. 共模抑制比:
额定电流: 12A
电气寿命:≥10万回
机械寿命:≥1亿回
线圈参数:
阻值(士10%):55Ω 线圈功耗:450mW 额定电压:DC 5V 吸合电压:DC 3.5V 释放电压:DC 0.5V 任务温度:-40℃~+85℃ 绝缘电阻:≥100MΩ 线圈与触点间耐压:750VAC/1分钟 触点与触点间耐压:1500VAC/1分钟 HRS4T系列 HRS4-S-DC3V、HRS4-S-DC5V、HRS4S-DC6V、HRS4-S-DC9V、HRS4-S-DC12V、HRS4T-
直 流 通 路
交 流 通 路
原放大电路
微变等效电路:
动态三参量:
2.输入电阻:
R iR brb e(1)R e
3.输出电阻:
.
.
I 0
I
Re
R0
Ie
Re
//Rb rbe 1
1.电. . 压. 放大倍数:
.
Au
UO
.
IeRe
.
U ..
I
.

电子技术精品课程模拟电路第3章 多放大电路 18页

电子技术精品课程模拟电路第3章 多放大电路 18页
解决方法是提高第二级的基极电位。如在第二级加发射极电阻 或加稳压管进行改进,既能有效传递信号,又能使每一级都有 合适的静态工作点。
2019年9月23日星期一
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15
② 零点漂移
第3章 多级放大电路
R1 RC1 R2
+VCC RC2
vo
T1
T2
vo
vi
RE2
t
0
前一级的温漂将作为后一级的输入信号,使得当 vi 等于 零时,vo不等于零。有时会将有用信号淹没
2019年9月23日星期一
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引起零点漂移的因素
第3章 多级放大电路
晶体管参数随温度的变化、电源电压的波动、电路元 件参数的变化等,但温度变化的影响是最严重的。
解决方法: 采用差动放大电路。
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17
第3章 结束
第3章 多级放大电路
2019年9月23日星期一
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T2管的输入电阻: 第一级负载电阻:
rbe1

300 (1
1 )
26 I E1

300 (1
40) 26 1.1
1.3k
26
rbe2

300

(1
40) 1.65

0.95k
RL' 1 RC1 // RB21 // RB22 // rbe2 0.65k
第二级负载电阻:
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第3章 多级放大电路
特点: 能对缓慢变化的信号或直流信号进行放大,将前级的输
出信号直接接到后级的输入端。
适合于集成化的要求,具有良好的低频特性,通频带宽。
存在问题,一是前后 级静态工作点的相互 影响;二是所谓的零 点漂移。

模电课后答案

模电课后答案

模拟电子技术基础第1章 常用半导体器件1.9测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图P1.9所示。

在圆圈中画出管子,并说明它们是硅管还是锗管。

图P1.9解:如解图1.9。

解图1.9第2章 基本放大电路习题2.5在图P2.5所示电路中,已知晶体管的β=80,ber =1kΩ,20iU mV = ,静态时0.7BEQ U V =,4CEQ U V =,20BQ I A μ=。

判断下列结论是否正确,在括号内打“√”和“×”表示。

(1)342002010uA -=-=-⨯ (×) (2)4 5.710.7uA =-=- (×) (3)8054001u A ⨯=-=- (×) (4)80 2.52001uA ⨯=-=- (√) (5)20120i R k k =Ω=Ω (×) (6)0.7350.02i R k k =Ω=Ω (×) (7)3i R k ≈Ω (×) (8)1i R k ≈Ω (√) (9)5OR k =Ω (√) (10) 2.5O R k =Ω (×)(11)20S U mV ≈ (×) (12)60SU mV ≈ (√)2.7电路如图P2.7所示,晶体管的β=80 ,'100bb r =Ω。

分别计算L R =∞和3L R k =Ω时的Q 点、uA 、i R 和o R 。

解:在空载和带负载情况下,电路的静态电流、be r 均相等,它们分别为:22CC BEQBEQ BQ bsV U U I A R R μ-=-≈1.76CQ BQ I I mA β=≈'26(1)1.3be bb EQmVr r k I β=++≈Ω 空载时,静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为:6.2CEQ CC CQ c U V I R V =-≈; 308c ubeR A r β=-≈-// 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω; 93beusube sr A A r R ≈⋅≈-+5o c R R k ==Ω3L R k =Ω时,静态管压降、电压放大倍数分别为:(//) 2.3LCEQ CC CQ c L L cR U V I R R VR R =-≈+用基尔霍夫电流定律容易理解(//)115c L u be R R A r β=-≈- 34.7be us ube sr A A r R ≈⋅≈-+ // 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω 5o c R R k ==Ω。

模电设计多级放大电路实验报告

模电设计多级放大电路实验报告

摘要单级放大电路的电压放大倍数一般可以达到几十倍,然而,在许多场合,这样的放大倍数是不够用的,常需要把若干个单管放大电路串接起来,组成多级放大器,把信号经过多次放大,从而得到所需的放大倍数。

在生产实践中,一些信号需经多级放大才能达到负载的要求。

可由若干个单级放大电路组成的多级放大器来承担这一工作。

在多级放大电路的前面几级,主要用作电压放大,大多采用阻容耦合方式; 在最后的功率输出级中,常采用变压器藕合方式’;在直流放大电路及线性集成电路中,·常采用直接接藕合方式。

摘要 (2)第一章放大电路基础 (3)1.1 放大的概念和放大电路的基本指标:1.2 三种类型的指标第二章基本放大电路 (7)2.1 BJT 的结构 (7)2. 2 BJT的放大原理 (8)第三章多级放大电路 (9)3.1 多级放大电路的耦合方式 (9)3.2 放大电路的静态工作点分析 (11)3.3 设计电路的工作原理 (12)3.4计算参数 .......................................................................................................... .. (13)总结......................................................................................................................... (14)参考文献 ................................................................................................................ (14)第一章放大电路基础放大的概念和放大电路的基本指标:“放大”这个词很普遍,在很多场合都会发现放大的现象的存在。

模拟电子技术课程习题 第三章 多级放大电路

模拟电子技术课程习题 第三章  多级放大电路

第三章多级放大电路3.1 放大电路产生零点漂移的主要原因是[ ]A.放大倍数太大B.采用了直接耦合方式C.晶体管的噪声太大D.环境温度变化引起参数变化3.2 差动放大电路的设置是为了[ ]A.稳定放大倍数B.提高输入电阻C.克服温漂D.扩展频带3.3 差动放大电路用恒流源代替Re是为了[ ]A.提高差模电压放大倍数B.提高共模电压放大倍数C.提高共模抑制比D.提高差模输出电阻3.4 在长尾式差动放大电路中, Re的主要作用是[ ]A.提高差模电压放大倍数B.抑制零点漂移C.增大差动放大电路的输入电阻D.减小差动放大电路的输出电阻3.4 差动放大电路的主要特点是[ ]A.有效地放大差模信号,强有力地抑制共模信号B.既可放大差模信号,也可放大共模信号C.只能放大共模信号,不能放大差模信号D.既抑制共模信号,又抑制差模信号3.5 若三级放大电路的AV1=AV2=20dB,AV3=30 dB,则其总电压增益为[ ]A. 50dBB. 60dBC. 70dBD. 12000dB3.6 设计一个输出功率为10W的扩音机电路,若用乙类推挽功率放大,则应选两个功率管的功率至少为[ ]A. 1WB. 2WC. 4WD. 5W3.7 与甲类功率放大方式比较,乙类推挽方式的主要优点是[ ]A.不用输出变压器B.不用输出端大电容C.无交越失真D.效率高3.8 乙类放大电路是指放大管的道通角等于[ ]A.360oB.180oC.90oD.小于 90o3.9 集成功率放大器的特点是[ ]A.温度稳定性好,电源利用率高,功耗较低,非线性失真较小。

B.温度稳定性好,电源利用率高,功耗较低,但非线性失真较大。

C.温度稳定性好,功耗较低,非线性失真较小,但电源利用率低。

D.温度稳定性好,非线性失真较小,电源利用率高,功耗也高。

3.10 填空。

1、在三级放大电路中,已知|Au1|=50,|Au2|=80,|Au3|=25,则其总电压放大倍数|Au|= ,折合为 dB。

模电3章课后知识题

模电3章课后知识题

填空1. 和开路PN结的结区宽度相比较,当PN结加正偏电压时,其结区宽度将变窄;当PN结加反偏电压时,其结区宽度将变宽。

2. 整流二极管的整流作用是利用PN结的单向导电特性,稳压管的稳压作用是利用PN结的反向击穿特性。

3. 三极管工作在放大状态时,发射结应正偏置,集电结应反偏置。

若工作在饱和状态时,发射结应正偏置,集电结应正偏置。

若工作在截止状态时,发射结应反偏置,集电结应反偏置。

4. 三极管电流放大系数β=50,则α=0.98 ;若α=0.99,则β=99 。

5. 当环境温度升高时,三极管的下列参数变化的趋势是:电流放大系数β增大,穿透电流I CEO增加,当I B不变时,发射结正向压降|U BE| 减小。

6. 共射极放大电路中三极管集电极静态电流增大时,其电压增益将变大;若负载电阻R L变小时,其电压增益将变小。

7. 单级共射极放大电路产生截止失真的原因是静态Ic偏小;产生饱和失真的原因是Ic偏大;若两种失真同时产生,其原因是输入信号太大。

8. 试比较共射、共集和共基三种组态的放大电路,其中输入电阻较大的是共集电路;通频带较宽的是共基电路;输入电阻较小的是共基电路;输出电阻较小的是共集电路;输出信号与输入信号同相位的是共集和共基电路;电压增益小于1的是共集电路;带负载能力较强的是共集电路;既有电流放大能力又有电压放大能力的是共射电路。

9. 单级阻容耦合共射极放大电路的中频电压增益为-100,当信号频率为上限频率f H时,这时电路的实际增益为-77.7 ,其输出与输入信号的相位相差-225 度。

10. 某放大电路的对数幅频特性如图所示,由图可知,该电路的中频电压放大倍数为100 倍,上限频率f H=2×106Hz,下限频率f L=20 Hz,当信号频率恰好为f H或f L时,实际电压增益为37 dB。

11. 在PN结的形成过程中,载流子扩散运动是载流子的浓度差作用下产生的,漂移运动是载流子在内电场作用下产生的。

模电多级放大电路

模电多级放大电路

一. 多级电压放大倍数
多级放大器前级的输出即是后一级的输入 Au = Au1 · Au2 · …· Aun
二. 多级输入电阻
多级放大器的输入电阻即是第一级的输入电阻 Ri= Ri1
三. 多级输出电阻
多级放大器的输出电阻即是最后一级的输出电阻 RO= R0n
四. 多级通频带
多级通频带比任一单级通频带都窄 BW < BWi
IB1 = VCC/ RB1
T1: IC1=β 1IB1 UCE1 = VCC - IC1 RC1
IB2 = VCC/ RB2
T2: IC2=β 2IB2 UCE2 = VCC – IC2 RC2
多级放大器计算举例
(2)动态量计算 第一级: Au1 = -β 1RL1′/ rbe1 其中,RL1′=RC1∥Ri2 =RC1∥rbe2 Ri1 = rbe1 Ro1 = RC1 第二级: Au2 = Asu2 = -β 2RL2′ Ri2/ (Ri2 + Rs2)rbe2 其中,Rs2′ = RO1 = RC1 RL2′ = RC2∥RL Ri2 = rbe2 Ro2 = RC2 两级之间: Au = Au1 Au1 =β 1β 2RL1′ RL2′ / [ rbe1(rbe2 + RC1)] Ri = Ri1 = rbe1 Ro = Ro2 = RC2
多级放大器前后级关系
后级相当于前级的负载(后级的输入电阻Ri+1是前 级的负载RLi);
前级相当于后级的信号源(前级的输出电压UOi是后级 的信号源电压USi+1,前级的输出电阻ROi是后级的信号源 电阻RSi+1)。
多级放大器计算举例
如图所示两级放大器,三极 管的β 1、rbe1、 β 2、rbe2均已知。 (1)估算两管的静态工作点; (2)计算多级电压放大倍数、 输入电阻、输出电阻。 解: (1)静态工作点计算(两管分别计算)

模电课件-第三章多级放大电路

模电课件-第三章多级放大电路

T2
IB
IE RE
IB
U EE U BE
RB 2(1 )RE
–UEE
+UCC
RB
IB
ui2
IC1= IC2= IC= IB
UE1= UE2 =-IBRB-UBE
UC1= UC2= UCC-ICRC UCE1= UCE2 = UC1-UE1
三、 动态分析
输入信号分类 (1)差模输入
ui1 = -ui2= ud
单端
输出端 双端 接法 单端
四种组合
前面所讲的是双端输入双端输出电路
双端输入单端输出电路
单端输入双端输出电路
单端输入单端输出电路
恒流源式差放电路
电路结构:
RC ic1 uoic2 RC
RB T1
T2
ui1 R ib1
E
+UCC RB ib2 R ui2
IC3
R1
T3
为什么要改进原
R3
R2
有的差动放大电
第三章 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
§3.1 多级放大电路的耦合方式

第一级

放大电路
第二级 放大电路
……

第n级

放大电路
第 n-1 级 放大电路
单级——多级,必然存在耦合 耦合:即信号的传送。
功放级
耦合方式:级与级之间的连接方式。
差模信号通路
ui1
RC ic1 uoic2 RC
RB R ib1
T1
uod1 uod2
T2
RB ib2 R
ui2

模电第三章之 放大电路的频率响应

模电第三章之 放大电路的频率响应

C1 + +
+
+
3.3.1 混合 型等效电路
一、混合 型等效电路cBiblioteka brbcrbb
+
b
Ib U be rb b
b
C bc
Ic c
+
gmU be
b
rbe
U be
rbe
C be
e
U ce
(a)三极管结构示意图
e
(b)等效电路
特点:(1)体现了三极管的电容效应 . .
10 f
f
图 3.2.1 的波特图
3.2.1 共射截止频率 f
值下降到 0.707 (即 1 0 )时的频率。 0 2
当 f = f 时,
1 0 0.707 0 2
20 lg 20 lg 0 - 20 lg 2 20 lg 0 - 3(dB )
对数幅频特性:
20 lg Au / dB
实际幅频特性曲线:
0.1 fL fL 10 fL f
0 3dB -20
高通特性:
-20dB/十倍频
-40
当 f ≥ fL(高频),
幅频特性
Au 1
图 3.1.4(a)
当 f < fL (低频), Au 1
且频率愈低,Au 的值愈小,
最大误差为 3 dB, 发生在 f = fL处
2
-20 lg 1 f L 20 lg Au f
2
则有:
当 f f L 时, Au 0 dB 20lg
f f 当 f f L 时, lg Au -20 lg L 20 lg 20 f fL

模电 3多级放大电路

模电 3多级放大电路
在uic作用下,△iB1= △iB2, △iC1= △iC2, 所以, △uC1= △uC2, 双端输出: uoc=0 , 抑制共模信号
单端输出:Re对共模 输入信号起负反馈作用, 抑制共模信号。
Re对共模输入信号起负反馈作用
定义: A c

u oc u ic
— 共模放大倍数
左图电路:Ac=0
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
3.2 多级放大电路的动态分析
Au

U0 Ui

U01 Ui

U02 Ui 2


U0 Uin
Au1 Au2 Aun

注意:必须将后级输入 电阻作为前级的负载;前级
输出电阻视为后级的信号源
314光电耦合图315光电耦合器及其传输特性一光电耦合器二光电耦合放大电路图316光电耦合放大电路32多级放大电路的动态分析un2u1uin02i02i01i0uaaauuuuuuuua??????????????????即注意
第三章 多级放大电路
主要内容: 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

uid 2
差模信号:极性相反,幅度相同
二.长尾式差分放大电路
1).静态分析
由基极回路:
IBQR b UBEQ 2IEQR e VEE
IEQ

VEE UBEQ 2R e
UCQ1 UCQ2 VCC ICQR C
uo UCQ1 UCQ2 0
2).对共模信号的抑制作用
2)对称性好。
关于互补输出 电路常作为功率放 大电路,将在第九 章进一步讨论。

模拟电路网络课件第十六节:多级放大电路

模拟电路网络课件第十六节:多级放大电路

模拟电路网络课件第十六节:多级放大电路模拟电路网络课件第十六节:多级放大电路3.9 多级放大电路一、多级放大电路及其耦合方式在许多应用场合,要求放大器有较高的放大倍数及合适的输入、输出电阻,如用单级放大器很难达到要求。

因此,需要将多个不同组态的基本放大器级联起来,充分利用它们的特点,合理组合构成多级放大器,用尽可能少的级数,满足系统对放大倍数、输入、输出电阻等动态指标的要求。

多级放大器中各级之间连接方式称为耦合方式。

级间耦合时,一方面要确保各级放大器有合适的直流工作点,另一方面应使前级输出信号尽可能不衰减地加到后级的输入。

常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合和光电耦合等。

二、阻容耦合方式连接方式框图阻容耦合的连接方框图如图1所示。

特点1)由于电容器隔直流而通交流,所以各级的直流工作点相互独立,而且,只要耦合电容选得足够大,则较低频率的信号也能由前级几乎不衰减地加到后级,实现逐级放大。

2)阻容耦合放大电路的低频特性差,不能放大变化缓慢的信号。

这是因为耦合电容对这类信号呈现出很大的容抗,信号的一部分甚至全部几乎衰减在耦合电容上。

3)由于集成电路中制造大容量电容很困难,所以这种耦合方式不便于集成化。

三、直接耦合方式直接耦合是把前级的输出端直接或通过恒压器件接到下级输入端。

特点1. 这种耦合方式不仅可放大缓变信号,而且便于集成。

2. 由于前后级之间的直流连通,使各级工作点互相影响,不能独立。

因此,必须考虑各级间直流电平的配置问题,以使每一级都有合适的工作点。

图1给出了几种电平配置的实例。

图1 直接耦合电平配置方式实例(a) 垫高后级的发射极电位;(b) 稳压管电平移位;(c) 电阻和恒流源电平移位;(d) NPN、PNP管级联3. 存在零点漂移,即前级工作点随温度的变化会被后级传递并逐级放大,使得输出端产生很大的漂移电压。

显然,级数越多,放大倍数越大,则零点漂移现象就越严重。

因此,在直接耦合电路中,如何稳定前级工作点,克服其漂移,将成为至关重要的问题。

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RE1 // ri2 RL1 27 14 kΩ 9 .22 kΩ 27 14
26 26 200 (1 ) 200 51 Ω 1 .58kΩ IE 0 .96
ri 2
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第三章 多级放大电路
I b1
I c1
阻容耦合
Rb1 C1
RC1
C2 +
T1
Rb2
Rc2 C 3 + T2
+VCC +
U o

第 一 级
+
U i

+
RL
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,尽量不用。
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+
VBB
图 3.3.2差分放大电路的组成(d)
图 3.3.2差分放大电路的组成(e)
将发射极电阻合二为一、 对差模信号Re相当于短路。
长尾式差分放大电路 便于调节静态工作点,电 源和信号源能共地
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第三章 多级放大电路
二、长尾式差分放大电路
1. 静态分析
+24V
+
. Ui
RB1 1M C1 + T1
RE1 27k
RC2 82k 10k
C2 +
RB1
C3 + T2
+

43k 7.5k
RB2

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第三章 多级放大电路
解: 两级放大电路的静态值可分别计算。
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第三章 多级放大电路
一、 直接耦合放大电路静态工作点的设置 改进电路—(b) +VCC R R c1 c2 Rb1 电路中接入 R e2 , 保证第一级集电极有 + T1 T2 较高的静态电位,但 + U O U i Re2 第二级放大倍数严重 (b) 下降。 改进电路—(c1) 稳压管动态电阻 很小,可以使第二级 的放大倍数损失小。 但集电极电压变化范 围减小。
Ib2
Ic2
+
。 Ui
rbe1
rbe2 +
U _o1
.
+
RB1
RE1
_
RB RB1 2
RC2
1 RE
Uo
.
_
26 26 rbe1 200 (1 β 1) 200 (1 50) 3 kΩ IE1 0 .49
ri ri 1
ro ro 2
320kΩ ri ri1 RB1 //rbe1 (1 ) RL1
iC CTR iD
UCE
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第三章 多级放大电路
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 A A A u u1 u2 un
其中, n 为多级放大电路的级数。
二、 输入电阻和输出电阻
(1 1 ) RL1 (1 50) 9 .22 Au1 0 .994 rbe 1 (1 1) RL1 3 (1 50) 9 .22
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第三章 多级放大电路
I b1
I c1
Ib2
Ic2
+
. Ui
UCC UBE 24 0.6 I B1 mA 9.8 μA RB1 (1 β ) RE1 1000 (1 50) 27
I E1 (1 ) I B1 (1 50) 0.0098mA 0 .49 mA
UCE UCC IE1 RE1 24 0.49 27V 10 .77V
第三章 多级放大电路
3.1.3
变压器耦合
(a)电路 图 3.1.3
(b)交流等效电路 变压器耦合共射放大电路
变压器耦合方式最大的特点是可以实现阻抗变 换。在以前分立元件构成的功率放大电路中得 到广泛使用。目前基本不用。
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第三章 多级放大电路
3.1.4
第三章 多级放大电路
3.1.1
直接耦合
Rb1 +
U i

Rc1
T1
Rb2
Rc2 +VCC
+ T2
U O

图 3.1.1(a)
两个单管放大电路简单的直接耦合
特点: (1) 可以放大交流和 缓慢变化及直流信号; (2) 便于集成化。
(3)各级静态工作点互相影 响;基极和集电极电位会随着 级数增加而上升; (4)零点漂移(如何克服)。
rbe1 RB1 RE1
+
U _o1
.
rbe2
1 RB RB 2
+ RC2
Uo
.
_
1 RE
_
第二级放大电路为共发射极放大电路 RC2 10 Au2 - -50 18 rbe2 (1 2) RE1 1 .79 (1 50) 0 .51 总电压放大倍数
(3) 采用差分放大电路。
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第三章 多级放大电路
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
uO
T
Re
Re
T
V
图 3.3.2差分放大电路的组成(a)
图 3.3.2差分放大电路的组成(b)
利用射极电阻稳定Q点 但仍存在零点漂移问题
ro ro2 RC2 10 kΩ
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第三章 多级放大电路
求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数
I b1
I c1
Ib2
Ic2
+
. Ui
rbe1 RB1 RE1
rbe2
+ RC2
Uo
.
+
U _o1
.
_
RB RB1 2
1 RE
_
第一级放大电路为射极输出器
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。
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第三章 多级放大电路
例:1 如图所示的两级电压放大电路, 已知β 1= β 2 =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。
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I b1
第三章 多级放大电路
I c1
Ib2
Ic2
+
。 Ui
rbe1 RB1 RE1 +
U _o1
.
rbe2
RB RB1 2
+ RC2
Uo
.
_
1 RE
_
ri ri 1
rbe2
// RB2 //rbe2 (1 ) RE1 14 kΩ ri 2 RB1
+24V RB1 1M C1 + T1 RE1 27k RC2 82k 10k
RB1
C3 +
+
. Ui
C2 +
T2
+

43k 7.5k
RB2
510 . RE1 Uo + RE2
CE –
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第三章 多级放大电路
第一级是射极输出器:
第三章 多级放大电路
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。 因为
Rb1 + uI1
-
Rb2 + uI1
uoc 0
-
iB1 iB 2
uC1 uC 2
Re
所以 共模增益
uo 0
AC
RC1 Rb1 RC2 Rb2
uI1
uI2
由于Rb较小,其上的电压 降可忽略不计。
Re
IEQ ≈ (UEE―UBEQ)∕2Re ;
-VEE
IBQ=IEQ/(1+ β )
UCEQ=UCQ-UEQ≈UCC-ICQRc+UBE
图 3.3.3
长尾式差分放大电路
uo= UCQ1-UCQ2 =0
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+ U

Rb1 Rc1 +
T1
Dz
+V Rc2 CC
+ T2
U O
U i

Rb2
( c)
Rb1
Rc1
T1
Re2
T2
+VCC
i
Rc2
+ U O
(d)
图 3.1.1 直接耦合放大电路静态工作点的设置
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