模电课件15第二章多级放大器
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模电课件放大器基础PPT课件
VGSQ
RG2VDD RG1 RG2
I DQ RS
I DQ
COXW
2l
(VGSQ
VGS(th) )2
VDSQ VDD IDQ (RD RS )
VDD
RG1
ID
RD
G
T
S
RG2
RS
▪ 电路特点： 分压偏置电路不仅适用于三极管，同时适用
于各种类型的场效应管。
第9页/共69页
（2）自偏置电路 ▪ Q点估算：
+
vi Ri
vS-
-
+
Ro
+ RL vo
-vot
-
Avt
vot vi
vo vi
vot vo
Av (1
Ro ) RL
RO越小，RL对Av影响越小。
源电压增益：
Avs
vo vs
vo vi
vi vs
Av
Ri Rs Ri
Ri越大，RS对Avs影响越小。
第25页/共69页
➢电流放大器
电流增益： 短路电流增益：
谐振放大器 （放大高频载波信号）
▪ 按信号强弱分： 小信号放大器 （线性放大器） 大信号放大器 （非线性放大器）
▪ 按电路结构分： 直流放大器 （多用于集成电路） 交流放大器 （多用于分立元件电路）
第2页/共69页
放大器组成框图
具有正向受控作用的半导体器件是 整个电路的核心
输
耦
入
合
信
电
号
路
耦
输
合
ii
RS
+ vS -
+
vi
Ri
或
iS
模电模块二放大电路ppt课件
8
(5) 耦合电容C1、C2 。起“隔直通交”的作用，它把信号源与放大电路之间， 放大电路与负载之间的直流隔开，在图2.1所示电路中，使C1左边，C2右边只有 交流而无直流，中间部分为交直流共存。耦合电容一般多采用电解电容器。在使 用时，应注意它的极性与加在它两端的工作电压极性相一致，正极接高电位，负 极接低电位。
为使放大器能对输入信号进行不失真地放大，必须设置合适的静态工作点。
2.放大原理 由于三极管具有较强的电流放大作用，可使iB（IBQ+ib）控制iC（ βiB =ICQ+ic）
作更大的变化。只要电路参数选择合适，输出电压uo比输入电压ui要大得多，从 而实现电压放大作用。
17
模块二 测量分析半导体三极管
放大电路的非线性失真问题
因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上 的线性范围，从而引起非线性失真。
（1 ）“Q”过低引起截止失真
iB
iB
iC
iC 交流负载线
ib
O
t
O O
t
Q uBE/V O uBE/V
ui
ic
tO O
t
Q点过低时，输出信号出现顶部失真称为截止失真。
不发生截止失真的条件：IBQ > Ibm 。
27
模块二 测量分析半导体三极管
【例】 共射电路中， =8 0，UBEQ=0.7V，求： (1)静态工作点； (2)画出微变等效电路； (3)计算Au、Ri、Ro。
+VCC
RB
C1
510 +
k
+
ui
RC 3k
12 V C2
+
V
+
(5) 耦合电容C1、C2 。起“隔直通交”的作用，它把信号源与放大电路之间， 放大电路与负载之间的直流隔开，在图2.1所示电路中，使C1左边，C2右边只有 交流而无直流，中间部分为交直流共存。耦合电容一般多采用电解电容器。在使 用时，应注意它的极性与加在它两端的工作电压极性相一致，正极接高电位，负 极接低电位。
为使放大器能对输入信号进行不失真地放大，必须设置合适的静态工作点。
2.放大原理 由于三极管具有较强的电流放大作用，可使iB（IBQ+ib）控制iC（ βiB =ICQ+ic）
作更大的变化。只要电路参数选择合适，输出电压uo比输入电压ui要大得多，从 而实现电压放大作用。
17
模块二 测量分析半导体三极管
放大电路的非线性失真问题
因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上 的线性范围，从而引起非线性失真。
（1 ）“Q”过低引起截止失真
iB
iB
iC
iC 交流负载线
ib
O
t
O O
t
Q uBE/V O uBE/V
ui
ic
tO O
t
Q点过低时，输出信号出现顶部失真称为截止失真。
不发生截止失真的条件：IBQ > Ibm 。
27
模块二 测量分析半导体三极管
【例】 共射电路中， =8 0，UBEQ=0.7V，求： (1)静态工作点； (2)画出微变等效电路； (3)计算Au、Ri、Ro。
+VCC
RB
C1
510 +
k
+
ui
RC 3k
12 V C2
+
V
+
模拟电子技术多级放大器
第33页/共34页
﹡ D1和D2的交流电阻rd很小， 可近似认为ui直接作用于基极
1. 利用二极管
目录
第29页/共34页
2. 设置偏压其它方法
第三节 互补输出级
三、消除交越失真的互补输出级
目录
第30页/共34页
四、采用复合管的准互补级输出
第三节 互补输出级
静态时：
动态时：
优点：T2、T4特性相同容易 (因管型相同)
第一节 多级放大器的概念
Q1不合适，如何调整e2接电阻？二极管、稳压管，PNP(T2)
目录
第3页/共34页
﹡直接耦合电路性能： 低频响应好（因无电容） 易于集成化（最大优点），集成电路最常用 两级Q点之间互相影响 存在零点漂移（最大缺点）
目录
第22页/共34页
三、提高差放性能的几点措施
1. 提高共模抑制比KCMR 以恒流源取代BJT差放中的射极电阻Re
2.调整电路的对称性
RW调整电路的对称性，取值小好
第二节 差分放大器
目录
第23页/共34页
3. 提高差分电路的输入阻抗Rid
第二节 差分放大器
﹡采用场效应管组成差分放大器；﹡晶体管采用共集接法组成差动放大器
第一节 多级放大器的概念
﹡关于零漂的几个问题
目录
第5页/念
﹡电路性能： 各级工作点互相独立、无零漂、能传输交流、 低频响应差、不易集成化
﹡定义：两级之间、末级与负载之间、或第一级与信号源 之间，用电容器连接
第二节 差分放大器
目录
第15页/共34页
5. 对差模信号的放大作用
①加差模信号时工作状态 由于两基极所加输入电压数值相等，相位相反。对差模信号：RL中点、e点是虚地点
模电第二章
UCE uc
uCE相位如何
uCE与uBE反相！
(2-24)
各点波形
+EC
RB RC uC iB ui C2
iC
C1
uo
(2-25)
实现放大的条件
1、晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集 电结反偏。 2、正确设置静态工作点，使整个波形处于放大 区。 3、输入回路将变化的电压转化成变化的基极电 流。
参考点
(2-13)
共射放大电路 +EC RC C1 T RB EB
集电极电源， 为电路提供能 量。并保证集 电结反偏。
C2
(2-14)
共射放大电路 +EC RC C1 T RB EB
集电极电阻，将 变化的电流转变 为变化的电压。
C2
(2-15)
共射放大电路组成 +EC RC C1 T
基极电源与基 极电阻
(2-28)
例：
对直流信号（只有+EC）
+EC
RB C1 开路 RC
C2
开路
(2-29)
直流通道
+EC RB RC
(2-30)
对交流信号(输入信号ui)
+EC
RB C1 短路 RC
置零 C2
短路
(2-31)
交流通道
ui
RB
RC
RL
uo
(2-32)
2.3.2直流负载线 +EC RB RC IC UCE 1、输出特性。 2、UCE=EC–ICRC。 UCE~IC满足什 么关系？
(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入输出 特性曲线上的一个点称为静态工作点。
模电第02章 运算放大器(康华光)
(5-15)
vp
vn
- ri ro + &#传输特性(vo~vi关系) 例如反相比例器：
vo
+Vom
传输特性
vo
Rf R1
vi
-vim
－Vom
vim
vi
vo 变化范围：
－ Vom
~ + Vom
线性工作区
当vo = Vom时： vim = - +Vom R1/Rf 可见：加入负反馈(闭环使用时)使线性工作区变宽。
vn
in
ro
ri +
vp ip +
vo
- A(vp-vn)
可见： 当vp-vn> 0 时, vo=+Vom 运放工作在正向饱和区 当vp-vn<0时, vo=-Vom 运放工作在反向饱和区
∵实际运算放大器≈理想运算放大器 ∴分析实际运算放大器≈分析理想运算放大器
(5-11)
五.含理想运算放大器电路的分析依据
RL
+ vo -
2.指标计算 虚地 (1)电压增益 “虚短”: vn≈vp ＝0 “虚断”: ip＝in≈0 ∴i1 ＝ i2+in≈ i2
1.结构特点 负反馈引到反相输入端, 信号从反相端输入。
v i v n v n vo R1 R2 v i vo R1 R2
vo R2 Av vi R1
当(vp- vn)<0时, vo=-Vom ——负饱和值
饱和值Vom的绝对值略低于正负电源的绝对值。
(5-13)
§2.3 §2.4 线性运放电路
运放外部接若干元件(R、C 等)，即可组成多种线 性运放电路。线性运放电路工作在闭环状态。
vp
vn
- ri ro + &#传输特性(vo~vi关系) 例如反相比例器：
vo
+Vom
传输特性
vo
Rf R1
vi
-vim
－Vom
vim
vi
vo 变化范围：
－ Vom
~ + Vom
线性工作区
当vo = Vom时： vim = - +Vom R1/Rf 可见：加入负反馈(闭环使用时)使线性工作区变宽。
vn
in
ro
ri +
vp ip +
vo
- A(vp-vn)
可见： 当vp-vn> 0 时, vo=+Vom 运放工作在正向饱和区 当vp-vn<0时, vo=-Vom 运放工作在反向饱和区
∵实际运算放大器≈理想运算放大器 ∴分析实际运算放大器≈分析理想运算放大器
(5-11)
五.含理想运算放大器电路的分析依据
RL
+ vo -
2.指标计算 虚地 (1)电压增益 “虚短”: vn≈vp ＝0 “虚断”: ip＝in≈0 ∴i1 ＝ i2+in≈ i2
1.结构特点 负反馈引到反相输入端, 信号从反相端输入。
v i v n v n vo R1 R2 v i vo R1 R2
vo R2 Av vi R1
当(vp- vn)<0时, vo=-Vom ——负饱和值
饱和值Vom的绝对值略低于正负电源的绝对值。
(5-13)
§2.3 §2.4 线性运放电路
运放外部接若干元件(R、C 等)，即可组成多种线 性运放电路。线性运放电路工作在闭环状态。
模电设计多级放大器
模电设计多级放⼤器前⾔ (2)第⼀章放⼤器的概述 (2)1.1多级放⼤器的功能 (2)1.2.2设计任务及⽬标 (2)1.2.3主要参考元器件 (3)第⼆章电路设计原理与单元模块 (3)2.1设计原理 (3)2.2设计⽅案 (4)2.3单元模块 (6)第三章安装与调试 (6)3.1电路的安装 (6)3.2电路的调试 (7)第四章实验体会 (7)结论 (7)致谢 (7)参考⽂献 (8)附录 (8)前⾔电⼦技术电路课程设计是从理论到实践的⼀个重要步骤，通过这个步骤使我们的动⼿能⼒有了质的提⾼，也使我们对电路设计理念的认识有了质的飞跃。
本课程设计是对放⼤器对电压放⼤的基本应⽤，我们设计的⼆级低频阻容耦合放⼤器严格按照实验要求设计，能够充分满⾜的电压放⼤倍数、频带宽、输⼊输出电阻等实验要求的性能参数，这次课程设计让我们了解了类似产品的部原理结构。
设计时我和搭档设计了⼆级三极管放⼤电路、可变放⼤倍数的⼆级运算放⼤器电路等多种⽅案，由于考虑到器材的限制，我们最终采⽤了最为简洁的两级运算放⼤器电路，实现了⽤最少的元器件实现要求功能。
第⼀章放⼤器的概述1.1多级放⼤器的功能随着科技的进步，电⼦通讯产品越来越多的进⼊⼈们视野，⼩到⽿机⼿机收⾳机，⼤到⼤型雷达都要利⽤到信号放⼤器，可以说信号放⼤器是现代通讯设备的核⼼器件之⼀，⽽多级放⼤器⼜是⼀级放⼤器的推⼴，可以克服单级放⼤器放⼤倍数不够等诸多问题。
耦合形式多级放⼤电路的连接，产⽣了单元电路间的级联问题，即耦合问题。
放⼤电路的级间耦合必须要保证信号的传输，且保证各级的静态⼯作点正确。
直接耦合——耦合电路采⽤直接连接或电阻连接，不采⽤电抗性元件。
直接耦合电路可传输低频甚⾄直流信号，因⽽缓慢变化的漂移信号也可以通过直接耦合放⼤电路。
电抗性元件耦合——级间采⽤电容或变压器耦合。
电抗性元件耦合，只能传输交流信号，漂移信号和低频信号不能通过。
根据输⼊信号的性质，就可决定级间耦合电路的形式。
模电第二章 基本放大电路
温 T ( C 度 ) I C T ( C I C ) E I C O
T ( C U B ) 不 E I B I C 变
温度T (C) IC ，
若此时I B
，则I
、
CQ
U CEQ在输出特性坐标
系中的位置就可能
基本不变。
2.4 放大电路静态工作点的稳定
一、典型电路
消除方法：增大Rb，减小Rc，减小β。
例2-1:由于电路参数的改变使静态工作点产生如图所示变化。 试问（1）当Q从Q1移到Q2、 从Q2移到Q3、 从Q3移到Q4时， 分别是电路的哪个参数变化造成的？这些参数是如何变化的？
4mA 3mA 2mA 1mA
40µA
Q3
Q4
30µA 20µA
IB=10µA
2 6 m V
2 6 m V
r b e 2 0 0 ( 1 ) I E Q 2 0 0 ( 1 3 0 ) 1 . 2 m A 8 7 1 . 6 7
R i R b ∥ r b e r b e 8 7 1 . 6 7 R o R c 6 k
2.4 放大电路静态工作点的稳定
温度对Q点的影响
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法
结论: 1. ui uBE iB iC uCE uo
阻容耦合共射放大电路
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法 二、图解分析
结论: 2. uo与ui相位相反；3. 测量电压放大倍数；4. 最大不失 真输出电压Uom （UCEQ －UCES与 VCC－ UCEQ ，取其小者，除以 2 ）。
Q
UBE/V
UBEQ VCC
1、放大电路的静态工作点 （2）图解法确定静态工作点
T ( C U B ) 不 E I B I C 变
温度T (C) IC ，
若此时I B
，则I
、
CQ
U CEQ在输出特性坐标
系中的位置就可能
基本不变。
2.4 放大电路静态工作点的稳定
一、典型电路
消除方法：增大Rb，减小Rc，减小β。
例2-1:由于电路参数的改变使静态工作点产生如图所示变化。 试问（1）当Q从Q1移到Q2、 从Q2移到Q3、 从Q3移到Q4时， 分别是电路的哪个参数变化造成的？这些参数是如何变化的？
4mA 3mA 2mA 1mA
40µA
Q3
Q4
30µA 20µA
IB=10µA
2 6 m V
2 6 m V
r b e 2 0 0 ( 1 ) I E Q 2 0 0 ( 1 3 0 ) 1 . 2 m A 8 7 1 . 6 7
R i R b ∥ r b e r b e 8 7 1 . 6 7 R o R c 6 k
2.4 放大电路静态工作点的稳定
温度对Q点的影响
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法
结论: 1. ui uBE iB iC uCE uo
阻容耦合共射放大电路
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法 二、图解分析
结论: 2. uo与ui相位相反；3. 测量电压放大倍数；4. 最大不失 真输出电压Uom （UCEQ －UCES与 VCC－ UCEQ ，取其小者，除以 2 ）。
Q
UBE/V
UBEQ VCC
1、放大电路的静态工作点 （2）图解法确定静态工作点
模电课程多级放大器
目录一放大电路基础 (2)1.1 放大的概念和放大电路的基本指标 (2)1.2第一种类型的指标： (2)1.3 第二种类型的指标： (4)1.4 第三种类型的指标： (4)二基本放大电路 (5)2.1 BJT 的结构 (5)2.2 BJT的放大原理 (6)三、多级放大电路 (7)3.1 多级放大电路概述 (7)3.2 耦合形式 (8)3.3 直接耦合放大电路的构成 (9)3.4放大电路的静态工作点分析 (10)3.5 设计电路的工作原理 (11)四设计总结 (12)五参考文献 (12)一放大电路基础1.1 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。
比如，利用放大镜使微小的物体出现较大的形象，这是光学中的放大现象；利用杠杆能用较小的力移动重物，这是力学的放大现象；等等一些。
我们可以看见它们的一个共同点，它们都是把原物中的差异的程度放大了。
因此，所谓放大就是对差异的程度或变化量而言的。
这是我们要注意的第一点。
同时，我们可以发现，它们之间还存在着一个重要的差别。
经放大镜放大后的影像，其亮度比原来的要弱；利用杠杆得到较大的力，然而物理移动的距离要比加力点经过的距离短。
可见，这几种放大现象都是遵守能量守恒原则。
总之，得到了较大的功率。
我们首先要先定性看什么样的放大电路时比较好的。
希望不失真，最大能输出多少功率等等。
这些都应该是衡量放大电路性能的标准。
性能指标可以分为3种类型：第一种是对应于一个幅值已定、频率已定的信号输入时的性能，这是放大电路的基本性能。
第二种是对于幅值不变而频率改变的信号输出时的性能。
第三种是对应于频率不变而幅值改变的信号输入时的性能。
1.2第一种类型的指标：a.放大倍数放大倍数是衡量放大电路放大能力的指标。
它定义为输出变化量的幅值与输入变化量的幅值之比，有时也称为增益。
虽然放大电路能实现功率的放大，然而在很多场合，人们常常只关心某一单项指标的放大的倍数，比如电压或者电流的放大倍数。
模电课件第二章二极管及其放大电路
模电课件第二章二极管及 其放大电路
CATALOGUE
目 录
• 二极管的基本知识 • 二极管电路分析 • 二极管放大电路 • 二极管电路的调试与故障排除 • 二极管的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
二极管的基本知识
二极管的种类
硅二极管
硅二极管是最常用的二 极管类型，具有较低的 导通电压和较高的稳定
应用场景
共基放大电路在高频信号处理、振 荡器等领域应用较广。
04
CATALOGUE
二极管电路的调试与故障排除
调试方法
静态工作点的调试
通过调节偏置电阻，观察二极管的工作状态 ，确保其处于合适的静态工作点。
反馈电路的调试
检查反馈电路的元件参数，调整反馈电阻和 电容，使电路达到最佳的放大效果。
输入和输出信号的调整
正向偏置和反向偏置
当二极管的正极电压高于负极电压时 ，称为正向偏置；当二极管的负极电 压高于正极电压时，称为反向偏置。
二极管的应用
01
02
03
04
整流电路
利用二极管的单向导通性实现 交流电的整流，将交流电转换
为直流电通断控制。
稳压电路
利用齐纳二极管的反向击穿特 性实现电路的稳压。
信号放大
利用二极管的非线性特性实现 信号的放大和失真效果。
02
CATALOGUE
二极管电路分析
整流电路
整流电路
利用二极管的单向导电性，将交流电转换为直流电的电路 。
单相半波整流电路
只利用半个周期的交流电进行整流，输出电压平均值为输 入电压的一半。
单相全波整流电路
利用两个二极管交替导通和截止，将交流电转换为直流电 ，输出电压平均值为输入电压的0.9倍。
CATALOGUE
目 录
• 二极管的基本知识 • 二极管电路分析 • 二极管放大电路 • 二极管电路的调试与故障排除 • 二极管的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
二极管的基本知识
二极管的种类
硅二极管
硅二极管是最常用的二 极管类型，具有较低的 导通电压和较高的稳定
应用场景
共基放大电路在高频信号处理、振 荡器等领域应用较广。
04
CATALOGUE
二极管电路的调试与故障排除
调试方法
静态工作点的调试
通过调节偏置电阻，观察二极管的工作状态 ，确保其处于合适的静态工作点。
反馈电路的调试
检查反馈电路的元件参数，调整反馈电阻和 电容，使电路达到最佳的放大效果。
输入和输出信号的调整
正向偏置和反向偏置
当二极管的正极电压高于负极电压时 ，称为正向偏置；当二极管的负极电 压高于正极电压时，称为反向偏置。
二极管的应用
01
02
03
04
整流电路
利用二极管的单向导通性实现 交流电的整流，将交流电转换
为直流电通断控制。
稳压电路
利用齐纳二极管的反向击穿特 性实现电路的稳压。
信号放大
利用二极管的非线性特性实现 信号的放大和失真效果。
02
CATALOGUE
二极管电路分析
整流电路
整流电路
利用二极管的单向导电性，将交流电转换为直流电的电路 。
单相半波整流电路
只利用半个周期的交流电进行整流，输出电压平均值为输 入电压的一半。
单相全波整流电路
利用两个二极管交替导通和截止，将交流电转换为直流电 ，输出电压平均值为输入电压的0.9倍。
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）
模电运算放大器
作用：将信号按比例放大。
类型：同相比例放大和反相比例放大。
方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联 负反馈。这样输出电压与运放的开环 放大倍数无关，与输入电压和外围网 络有关。
10
一、反相比例运算电路
i2
R2
1. 放大倍数
虚开路
u u 0
i1 ui
R1
RP
_
+ +
uo i1= i2
虚短路 虚开路
ui uo
理想运放的电压传输特性和电路模型
6
运放的输入方式
7
三、线性工作条件
负反馈的作用：
8
分析运放组成的线性电路的出发点
Ii u+ u–
_
+ +
uo
•虚短路 •虚开路
u u
Ii 0
•放大倍数与负载无关，
可以分开分析。
运放线
信号的放大、运算
性应用
有源滤波电路
9
§2 信号的运算电路
2.1 比例运算电路
18
R11 ui1
i11
ui2
R12
i12
iF
R2
_ +
+
RP
u u0 i11i12iF
uo
uo (RR121ui1RR122ui2)
调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影 响输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。
19
二、同相加法器
R1
RF
ui1
R21
-
uo +
+
ui2
R22
R 1//RFR 21 //R 22
1 R4
)
R2(R12
类型：同相比例放大和反相比例放大。
方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联 负反馈。这样输出电压与运放的开环 放大倍数无关，与输入电压和外围网 络有关。
10
一、反相比例运算电路
i2
R2
1. 放大倍数
虚开路
u u 0
i1 ui
R1
RP
_
+ +
uo i1= i2
虚短路 虚开路
ui uo
理想运放的电压传输特性和电路模型
6
运放的输入方式
7
三、线性工作条件
负反馈的作用：
8
分析运放组成的线性电路的出发点
Ii u+ u–
_
+ +
uo
•虚短路 •虚开路
u u
Ii 0
•放大倍数与负载无关，
可以分开分析。
运放线
信号的放大、运算
性应用
有源滤波电路
9
§2 信号的运算电路
2.1 比例运算电路
18
R11 ui1
i11
ui2
R12
i12
iF
R2
_ +
+
RP
u u0 i11i12iF
uo
uo (RR121ui1RR122ui2)
调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影 响输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。
19
二、同相加法器
R1
RF
ui1
R21
-
uo +
+
ui2
R22
R 1//RFR 21 //R 22
1 R4
)
R2(R12
模电第二章课件
交流输出电压和输入电压相位差是180，表明共发放大器具有倒相作用，为 反向放大器
3 . 静态工作点的选择与波形失真
图2.9 工作点的设置与波形失真 （a）工作点偏低，截止失真图
工作点偏低时，工作范围有一部分已进入截止区,使iC 、uCE的波形出 现失真，称为截止失真。
工作点偏高时，工作范围有一部分已进入饱和区，使iC、uCE的波形出现 失真。称饱和失真。
2.2.1 共发放大器的工作原理
2.2.2 分析方法
2.2.3 温度对工作点的影响与分压式偏置电路
2.2.1 共发放大器的工作原理
输入回路和输出回路共用发射极。 直流电源VBB、VCC和偏置电阻RB、RC给三极管提供一定的直流偏置 电压(UBEQ、UCEQ) 和电流(IBQ、ICQ)。交流输入信号ui经C1耦合，由于对 信号频率短路，C1上仅有直流电压UBEQ，所以发射结上总电压uBE为：
将电容开路，画出图2.2所示电路的直流通路如图2.5所示
(2) 由输入回路计算基极电流
I BQ
VBB 40uA RB
图2.5 直流通路
(3) 在三极管输出特性上作直流 负载线
三极管的输出特性如图2.6所 示。由于IBQ＝40μA，所以UCE和IC 的关系就是输出特性中IBQ =40μA 的那一根曲线
定义为
A
g
Io Ui
放大器的放大倍数通常指中频放大倍数。在中频段,放大电路中容抗 和感抗可以忽略,输出量和输入量的正弦相量之间相位差为0o或180o 。为 方便起见,上述增益的表达式可用输出信号变化量(交流)与输入信号变化量 表示,即:
uo Au ui
uo Aus us
io Ai is
多级放大电路和运算放大器PPT课件
第19页/共46页
集成运放的使用常识
1、集成电路器件命名
1) 国标 GB-3430-82 对集成电路的规定
第一部分 第二部分
字母
字母
符号国标 器件类型
符 号
意符 义号
意义
第三部分 第四部分
数字 系列品种
字母 工作条件
符 号
意义
第五部分
字母 封装
符 号
意义
T TTL
C 中 H HTL
国 E ECL
制 造
第10页/共46页
集成运算放大电路概述
1. 集成电路与集成运算放大器 集成电路是利用半导体制造工艺，将整个电路所含有的元器件及相互连接导 线全部制作在一块半导体基片上，封装在管壳内，能完成特定功能的电路块。
集成电路按其功能可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。模拟集成电 路品种繁多，主要分为集成运算放大器、集成功率放大器和集成稳压器等，其 中应用最为广泛的是集成运算放大器。
运算放大器工作在线性区时，通常要引入 深度负反馈。所以，它的输出电压和输入电压 的关系基本决定于反馈电路和输入电路的结构 和参数，而与运算放大器本身的参数关系不大。 改变输入电路和反馈电路的结构形式，就可以 实现不同的运算。
第24页/共46页
12..1反相比比例例运运算算
（2）电压放大倍数
（1）电路组成 if RF
10
－UCC
6
9
NC 7
8
14PIN DIP
NC NC NC ＋UCC Uo 调零＋
NC
集成运放外形结构示意图
第16页/共46页
运算放大器外形图
第17页/共46页
2．集成运放的电路符号
集成运放有两个输入端，N端称为反相输入端，用“－”表示，说明输入 信号由此端加入时，由它产生的输出信号与输入信号相位反相。P端称为同 相输入端，用“+”表示，说明输入信号由此端加入时，由它产生的输出信号 与输入信号相位相同。
集成运放的使用常识
1、集成电路器件命名
1) 国标 GB-3430-82 对集成电路的规定
第一部分 第二部分
字母
字母
符号国标 器件类型
符 号
意符 义号
意义
第三部分 第四部分
数字 系列品种
字母 工作条件
符 号
意义
第五部分
字母 封装
符 号
意义
T TTL
C 中 H HTL
国 E ECL
制 造
第10页/共46页
集成运算放大电路概述
1. 集成电路与集成运算放大器 集成电路是利用半导体制造工艺，将整个电路所含有的元器件及相互连接导 线全部制作在一块半导体基片上，封装在管壳内，能完成特定功能的电路块。
集成电路按其功能可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。模拟集成电 路品种繁多，主要分为集成运算放大器、集成功率放大器和集成稳压器等，其 中应用最为广泛的是集成运算放大器。
运算放大器工作在线性区时，通常要引入 深度负反馈。所以，它的输出电压和输入电压 的关系基本决定于反馈电路和输入电路的结构 和参数，而与运算放大器本身的参数关系不大。 改变输入电路和反馈电路的结构形式，就可以 实现不同的运算。
第24页/共46页
12..1反相比比例例运运算算
（2）电压放大倍数
（1）电路组成 if RF
10
－UCC
6
9
NC 7
8
14PIN DIP
NC NC NC ＋UCC Uo 调零＋
NC
集成运放外形结构示意图
第16页/共46页
运算放大器外形图
第17页/共46页
2．集成运放的电路符号
集成运放有两个输入端，N端称为反相输入端，用“－”表示，说明输入 信号由此端加入时，由它产生的输出信号与输入信号相位反相。P端称为同 相输入端，用“+”表示，说明输入信号由此端加入时，由它产生的输出信号 与输入信号相位相同。
多级放大器的课件
优点:既可以放大交流信号,也可以放大直流和变化非常 缓慢的信号;电路简单,便于集成,所以集成电路中多采用这 种耦合方式。
3）直接耦合
缺点:存在着各级静态工作点相互牵制和零点漂移这
两个问题。
课 堂 练习
一、选择题 （1）直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是（ C、D ） A.电阻阻值有误差 B.晶体管参数的分散性 C.晶体管参数受温度影响 D.电源电压不稳定 （2）集成放大电路采用直接耦合方式的原因是（A） A.便于设计 B.放大交流信号 C.不易制作大容量电容
级线圈的交流信号传到次级线圈，直流电压或电流无法通
过变压器传给次级。（突出优点：阻抗变换）
2)变压器耦合
缺点：体积大， 不能实现集成化， 此外， 由于频率特 性比较差，一般只应用于低频功率放大和中频调谐放大电 路中。
3）直接耦合
我们把级与级之间用导线直接连通的方式称为直接
耦合方式。电路如图。
3）直接耦合
的特点及应用。
作业： P54
第 14 题
二、判断题 （1）阻容耦合多级放大电路各级的Q点互相独立，（ √ ） 它只能放大交流信号。（ √ ） （2）直接耦合多级放大电路各级的Q点互相影响，（ √ ） 它只能放大直流信号（ × ）
三种耦合方式之间的比较
直接耦合 级与级之间直接或用电阻连接 （1）优点：传递直流或交流等各种信号，频率特性好，易与 集成。 （2）缺点：各级静态工作点互相影响，出现零点漂移现象。
动负载（例如音箱）工作的程度,仅通过单级放大电路放 大,达不到实际要求,则必须通过多个单级放大电路连续多 次放大,才可满足实际要求。
§ 2－ 4
多级放大器
话筒
音响
弱小信号放大
推动负载放大
3）直接耦合
缺点:存在着各级静态工作点相互牵制和零点漂移这
两个问题。
课 堂 练习
一、选择题 （1）直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是（ C、D ） A.电阻阻值有误差 B.晶体管参数的分散性 C.晶体管参数受温度影响 D.电源电压不稳定 （2）集成放大电路采用直接耦合方式的原因是（A） A.便于设计 B.放大交流信号 C.不易制作大容量电容
级线圈的交流信号传到次级线圈，直流电压或电流无法通
过变压器传给次级。（突出优点：阻抗变换）
2)变压器耦合
缺点：体积大， 不能实现集成化， 此外， 由于频率特 性比较差，一般只应用于低频功率放大和中频调谐放大电 路中。
3）直接耦合
我们把级与级之间用导线直接连通的方式称为直接
耦合方式。电路如图。
3）直接耦合
的特点及应用。
作业： P54
第 14 题
二、判断题 （1）阻容耦合多级放大电路各级的Q点互相独立，（ √ ） 它只能放大交流信号。（ √ ） （2）直接耦合多级放大电路各级的Q点互相影响，（ √ ） 它只能放大直流信号（ × ）
三种耦合方式之间的比较
直接耦合 级与级之间直接或用电阻连接 （1）优点：传递直流或交流等各种信号，频率特性好，易与 集成。 （2）缺点：各级静态工作点互相影响，出现零点漂移现象。
动负载（例如音箱）工作的程度,仅通过单级放大电路放 大,达不到实际要求,则必须通过多个单级放大电路连续多 次放大,才可满足实际要求。
§ 2－ 4
多级放大器
话筒
音响
弱小信号放大
推动负载放大
《多级放大器》PPT课件
A2
信号，“Q” 互相影响，零
点
漂移严重。
一. 多级放大器的耦合方式
1.阻容耦合——通过电容将后级电路与前级相连接
优点： • 各级放大器静态工作点独立。由于电
容器隔直流而通交流，所以它们的直流
通路相互隔离、相互独立的，这样就给
设计、调试和分析带来很大方便。
Cb1
• 输出温度漂移比较小。
Rb11
Rc1 T1 Cb2
立、互不影响的。因为变压器不能传送直流信号。3、变压器耦合多级放大 电路基本上没有温漂现象。
缺点： 体积大，成本高，不便于集成；
不能传送直流或者频率低的信号，高频和低频性能都很差
4. 光电耦合 光电耦合方式是通过光电耦合器件实现的 .
发光 二极管
光电 三极管
前级 放大电路
后级 放大电路
光电耦合器件
举例1：两级放大电路如图示，求Q、Au、ri、ro
设：1=2==100，UBE1=UBE2=0.7 V。
Rb1
51k
Cb1
+
+
ui Rb2 - 20k
+
Rc1 5.1k
Re2
3.9k
+V CC
Ce2
T1 Re1 2.7k Ce1
T2
+
+
Rc2 4.3k uo
+
解：（1）求静态工作点
UB1 =
VCC Rb2 Rb1 Rb2
+
+
u i
-
+
Ri
A1
Ri1
Ro1
+
u
o1
u o1
-
A2
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U C 2 E E C U C 1 E I E 1 (R C R e ) 整理ppt
EC
UB2 UB1
R1 R2 R3
UBE2 UBE1
T2RI+UCc C2 E2+U- CE2
T1
+
IE2=IC1
UCE1+
RI-Ee 1
UCE1 -
直流通路
5
（2）交流参数的分析
交流通路 Rb=R2//R3 Ri Rb//Ri Ri Rb//rbe1 Ro Rc
Ausuuos
Ri 整R理sppt Ri
Au
4
BJT组合放大器
共射-共基(CE-CB)组合电路
UB1
R3
R1R2R3
EC
UB2 R1R 2R R21R 3R3 EC Rc
EC
II(C EU 12B 2R U CCI s E b1U B2 1B RE 2eU IR)C B21E 1 (I U E B 11TT12 UCB2E 1R)L U C 1 uE s( U B 2 R 3U B 2 ) E R( eU B 1 C e U B 1 ) E
E1
Re1
B2 T2E2 EC
Rb3C2
RTe22 RL
Re2
u提s R高共b2射了R—e1 共集组合R放e2大器RL Ri 整理Rp’pi共t 射R”—L 共集组R合’i2放大器R的S2直’ 流通7路Ro
作业：P88 2.10
整理ppt
8
1．放大器的直流通路可用来求( 静态工作点 )。在画直流通 路时，应将电路元件中的( 电容 )开路，( 电感 )短路。
+ uo2
- 器- - 器-
放 大 +
uin
+ uon
- 器-
uo(n-1) =ui(n) RL(n-1) =Ri (n) 电压增益为
AAA Au
uo ui
uo1uo2uo uo1uo2 uo ui uo1 uo(n1) ui ui2 ui(n)
u1 u2
un
源电压增益为
A u su u o s u u s iu u o i1u u o o 1 2 u o u (n o 1 ) R sR iR iA u 1 A u 2 A un
2．3 多级放大电路
1．电容耦合 各级放大器的直流通路是独立的，从而各级工作 点互不影响
只能放大 交流信号 不能放大 直流信号
整理ppt
1
2．变压器耦合
各级放大器的直流通路是独立的，从而各级工作 点互不影响
只能放大交流信号不能放大直流信号
易实现的功率 匹配。但是， 变压器体积大、 笨重、成本高 且频率特性差
动点((uce,iC))的运动轨迹。
4．CE放大器工作点选在( (uCES,UCEQ+ICQR )的中点时，无 削波失真的输出电压最大 ’L)
5．放大器信号源的等效负载是放大器的( 输入电阻 )电阻，
而向放大器的负载RL输出功率的等效信号源的内阻是放大器 的( 输出电阻 )电阻 P50 6．多级放大器的增益等于各级增益分贝数( 和 )。若放
整理ppt
10
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Байду номын сангаас
RL RbR1e2//RL C2
BR1 b1
CEC-1CCR组c1 合放RTb31大电路 的RR电sbR1 b压2 增 益 与 单 级
TE2C Rs C3
CEus放
R相显s
同 然
大 输 负
出电ReT电1路1 阻的很基Ce小本TR，2e2 us 载能力大大
RL
RbR1b RRbb22
EC
Rc1
C1
T1 TR1c1 Rb3
rbe
RL
T1
RL
RCCusEEs-放CB大组R器3合相电同路R，的e 目AuC的与e 展单级宽
了放大器的通频带
RL1
整理pptRo
6
2．AuCAEu-1ACu2C组 合电R路c1 // Rb3 //rb(2e(1)RL )
(11)RL
放大器的交流通路
R r ib 1e R b//R i'R b//rb1erbe2 (1)RL
AuAu1Au2
RL1
rbe 1
RC // RL Ri2RC//RL
rbe2
rbe1
rbe2
B1
Rs
R2Rb R3
us
Ri
R’i
E2 T2 C2
C1
T1
B2
E1
Rc RL
Ri2= rbe2／(1+β)EC
R1
Rc
A uC b rbe1r be T2 R CrC b 2 /e/RL
C1
R2RC //
RoRe2//Ro ' rR bRee12 LR /c /1 rb/A12 euR 1 /b 3 R /s'r 2b r /b 12 e (其e (A1 中u1 )R rbRR L e1Ls)'12ARuc21/r/bR e2(b13(1)RL)RL
R L R c 1/RR c1/b 3/r R/b b2 3( e (1 ) ER CL )
大器Au= -70．7倍，则Au的分整贝理p数pt =( -20lg70.7 )。 9
7 ． 级 联 放 大 器 常 用 的 级 间 耦 合 方 式 有 ( 电容 ) 耦 合 ， ( 变压器 )耦合和( 直接 )耦合。
9．高增益直流放大器要解决的一个主要问题是( 静态工作点)。 10．在多级放大器中，中间某一级的( 输入 )电阻是上一级的 负载
2．交流通路只反映( 交流 )电压与( 交流 )电流之间的关系。 在画交流通路时，应将耦合和旁路电容及恒压源( 短路 )。
3 ( (
．图IC PE2RCC．UR1CE2E所 静态工作点
示共射放大器的输 )。该电路
)点，且斜率为(
出直流负载线方程近似为
的
1交
R L
流负载线是经过 )的一条直线。共射
放大器的交流负载线是放大器工作时共射输出特性曲线上的
整理ppt
2
3．直接耦合
由于直接耦合造成放大器前后级工作点不再独立，而是互相影响 直接耦合放大器在静态时，输出端直流电压会出现缓慢变化的现 象，称为零点漂移，简称零漂 ，漂移电压 被放大
两级直接耦合共射放大器 整理pNptPN-PNP直接耦合共射放大3 器
放 大 +
ui1
+ uo1
+ ui2
放 大