4-多级及运算放大电路
多级运算电路实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解多级运算电路的工作原理及特点。
2. 掌握多级运算电路的设计方法。
3. 学习使用电子实验设备，如信号发生器、示波器、数字万用表等。
4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理多级运算电路是由多个基本运算电路组成的，通过级联多个基本运算电路，可以实现对信号的放大、滤波、调制、解调等功能。
本实验主要涉及以下几种基本运算电路：1. 反相比例运算电路：该电路可以实现信号的放大或衰减，放大倍数由反馈电阻RF和输入电阻R1的比值决定。
2. 同相比例运算电路：该电路可以实现信号的放大，放大倍数由反馈电阻RF和输入电阻R1的比值决定。
3. 加法运算电路：该电路可以将多个信号相加，输出信号为各输入信号的代数和。
4. 减法运算电路：该电路可以实现信号的相减，输出信号为输入信号之差。
三、实验仪器与设备1. 信号发生器：用于产生实验所需的输入信号。
2. 示波器：用于观察实验过程中信号的变化。
3. 数字万用表：用于测量电路的电压、电流等参数。
4. 电阻、电容、二极管、运放等电子元器件。
5. 电路板、导线、焊接工具等。
四、实验内容与步骤1. 设计并搭建反相比例运算电路，测量并记录放大倍数、输入电阻等参数。
2. 设计并搭建同相比例运算电路，测量并记录放大倍数、输入电阻等参数。
3. 设计并搭建加法运算电路，测量并记录输出信号与输入信号的关系。
4. 设计并搭建减法运算电路，测量并记录输出信号与输入信号的关系。
5. 分析实验数据，验证实验结果是否符合理论计算。
五、实验结果与分析1. 反相比例运算电路实验结果：放大倍数为10，输入电阻为10kΩ。
分析：根据理论计算，放大倍数应为RF/R1，输入电阻应为RF+R1。
实验结果与理论计算基本一致。
2. 同相比例运算电路实验结果：放大倍数为10，输入电阻为10kΩ。
分析：根据理论计算，放大倍数应为RF/R1，输入电阻应为RF+R1。
实验结果与理论计算基本一致。
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 。
什么是多级放大电路
什么是多级放大电路一般情况下，单个三极管构成的放大电路的放大倍数是有限的，只有几十倍，这就很难满足我们的实际需要，在实际的应用中，一般是使用多级放大电路。
多级放大电路，其实也是由多个单个三极管构成的，把单个三极管放大电路进行级联，就能组成多级放大电路。
那么问题来了，这些放大电路每级之间怎么进行连接？这里就涉及到一个叫“耦合方式”的专业术语了，耦合方式是指多级放大电路各级之间的连接方式。
多级放大电路常用的耦合方式主要有三种：阻容耦合、变压器耦合、直接耦合。
1、阻容耦合放大电路下图所示电路就是一个阻容耦合方式连接成的一个多级放大电路，电路的第一级和第二级之间通过电容相连接。
阻容耦合方式的主要优点是，由于前后级放大电路是通过电容相连接，所以各级之间的直流通路是相互断开的，各级的静态工作点之间互不影响。
如果电容容量足够大，那么在一定频率范围内，输入信号是可以几乎无衰减的传送到后一级电路的。
但是，阻容耦合方式的缺点也很显著，因为电容有“隔直”的作用，所以直流成分不能通过电容器，其次，电容器对变化缓慢的信号也会有比较大的阻碍作用，所以当变化缓慢的信号通过电容时会造成比较大的衰减。
更重要的是，大容量的电容器很难集成到集成电路中，所以，阻容耦合电路不适合运用在集成的放大电路中。
2、变压器耦合放大电路变压器能够将信号转换成磁能的形式进行传送，所以所以变压器也能作为多级放大电路的耦合元件来使用。
如下图所示就是一个变压器耦合放大电路，变压器T1将第一级的输出信号传送给第二级，变压器T2将第二级的输出信号传送给负载。
变压器耦合放大电路的重要优点是具有阻抗变换作用，因而可以应用在分立元件功率放大电路中；另外，电路前后级是通过磁能来实现耦合，所以各级之间的静态工作点相对独立，互不影响。
阻抗变换：当负载阻抗和传输线特性阻抗不等，或两段特性阻抗不同的传输线相连接时均会产生反射，会使损耗增加、功率容量减小、效率降低；只要在两段所需要匹配的传输线之间，插入一段或多段传输线段，就能完成不同阻抗之间的变换，以获得良好匹配。
多级放大电路
第五章多级放大电路第一节多级放大电路在实际工作中，为了放大非常微弱的信号，需要把若干个基本放大电路连接起来，组成多级放大电路，以获得更高的放大倍数和功率输出。
多级放大电路内部各级之间的连接方式称为耦合方式。
常用的耦合方式有三种，即阻容耦合方式、直接耦合方式和变压器耦合方式。
1.多级放大电路的耦合方式阻容耦合通过电容和电阻将信号由一级传输到另一级的方式称为阻容耦合。
图所示电路是典型的两级阻容耦合放大电路。
优点：耦合电容的隔直通交作用，使两级Q相互独立，给设计和调试带来了方便；缺点：放大频率较低的信号将产生较大的衰减，不适合传递变化缓慢的信号，更不能传递直流信号；加之不便于集成化，因而在应用上也就存在一定的局限性。
直接耦合多级放大电路中各级之间直接（或通过电阻）连接的方式，称为直接耦合。
直接耦合放大电路具有结构简单、便于集成化、能够放大变化十分缓慢的信号、信号传输效率高等优点，在集成电路中获得了广泛的应用。
直接耦合放大电路存在的最突出的问题是零点漂移问题。
所谓零点漂移是指把一个直接耦合放大电路的输入端短路时，即输入信号为零时，由于种种原因引起输出电压发生漂移（波动）。
变压器耦合变压器耦合放大电路如图所示。
这种耦合电路的特点是：级间无直流通路，各级Q独立；变压器具有阻抗变换作用，可获最佳负载；变压器造价高、体积大、不能集成，其应用受到限制。
级间耦合的优、缺点及应用比较耦合方式优点缺点应用直接耦合·可放大直流及缓慢变化的信号，低频响应好。
·便于集成·各级Q不独立，使设计、计算、调试不便。
·有严重的零点漂移问题。
直流或交流放大，分立或集成电路2.直接耦合放大电路的特殊问题——零点漂移零点漂移所谓零点漂移是指当把一个直接耦合放大电路的输入端短路时，即输入信号为零时，由于种种原因引起输出电压发生漂移（波动）。
产生零点漂移的原因很多。
如晶体管的参数随温度的年华、电源、电压的波动等，其中，温度的影响是最重要的。
模拟电子技术(4.1)--多级放大电路和集成运算放大器
第4章多级放大电路和集成运算放大器例题【例4-1】 已知电路如图4-1所示，V 12CC +=V Ω='100b b r ，6021==ββ，Ω=k 300B1R ，Ω=k 2C1R ，Ω=k 200B2R ，Ω=k 2E R ，Ω=k 2L R ，V 7.0BE =U ，1C 、2C 、3C 对交流看作短路。
（1）估算静态工作点1B I 、1C I 、2B I 、2C I ；（2）计算总的电压放大倍数；（3）求放大电路的输入电阻和输出电阻。
图4-1 例4-1电路【解4-1】 【解题思路】本题是阻容耦合两级放大电路，故前后两级静态工作点独立；第一级为共发射极电路，故输入电阻即第一级放大电路的输入电阻；第二级为共集电极接法的射极跟随器，输出电阻尽管是第二级的输出电阻，但是在计算过程中要考虑前一级放大电路的影响。
【解题过程】（1）静态工作点μA 383003.11B1BEQ1CC 1≈=-=R U V I B 2.3mA μA 3860B11C1≈⨯==I I βμA352612003.11)1(E2B2BEQ2CC B2=⨯+=++-=R R U V I β 2.1mAμA 3560B22C2≈⨯==I I β（2）总的电压放大倍数是各级放大电路电压放大倍数的乘积。
采用教材P127页的方法1：在计算第一级的电压放大倍数时，把第二级的输入电阻作为第一级的负载考虑，然后单独计算第二级的放大倍数。
kΩ8.03.22661100mV 26)1(EQ11b b be1≈⨯+=++='I r r βkΩ8.01.22661100mV 26)1(EQ22b b be2≈⨯+=++='I r r βkΩ47)]2//2(618.0//[200)]//)(1(//[L E 2be2B2i2≈⨯+=++=R R r R R β1440.8)47//2(60)//(be1i2C11.i.o1u1.≈⨯-=-==r R R U U A β99.08.6161)//)(1()//)(1(L E 2be2L E 2.i2.o u2.≈-=+++==R R r R R U U A ββ143u2.u1.u .≈⋅=A A A （3）输入电阻和输出电阻kΩ8.08.0//300//be1B1i1i ≈===r R R R Ω450612//2008.0//21////2C1B2be2o2o ≈+=++==βR R r R R R E 【点 评】本题的难点是输出电阻的计算，由于输出级采用的是射极跟随器，故一方面输出电阻的计算应考虑前一级的影响；另外，在计算过程中，以发射极作为参照基准，在基极回路的电阻要等比缩小21β+倍。
《多级放大电路》课件
电压放大倍数等于输出电压与输入电压的比值，即A=Uo/Ui。
03
影响因素
影响电压放大倍数的因素包括晶体管的参数、电路元件的参数以及电路
的连接方式等。
输入输出电阻
输入电阻
输入电阻是指多级放大电路对信号源所呈现的电阻，反映 了电路对信号源的负载能力。输入电阻越大，信号源的有 效功率越大，电路的性能越好。
稳定性问题
总结词
稳定性问题是指多级放大电路在工作过程中，由于各种原因导致电路性能的不稳定，出现波形失真、增益下降等 现象。
详细描述
稳定性问题可能是由于电路中元器件的参数变化、温度和湿度等环境因素的影响、电源电压的波动等原因引起的。 解决稳定性问题需要采取一系列措施，如改善电路的散热条件、减小环境因素的影响、稳定电源电压等，以保证 多级放大电路的稳定可靠运行。
音频放大器性能指标
音频放大器的性能指标包括频率响应、失真度、信噪比和输出功率 等。
功率放大器
功率放大器概述
功率放大器是一种将微弱的信号放大到足够大的功率，以驱动负 载的电子设备。
功率放大器电路组成
功率放大器通常由输入级、中间级和输出级等部分组成。
功率放大器性能指标
功率放大器的性能指标包括功率增益、效率、失真度和带宽等。
稳定性
稳定性
稳定性是指多级放大电路在各种工作条件下保持性能稳定的 能力。稳定性是多级放大电路的重要性能指标之一。
影响因素
影响稳定性的因素包括温度、电源电压的变化、晶体管的参 数变化以及电路元件的老化等。为了提高稳定性，可以采用 负反馈、温度补偿、选用性能稳定的晶体管等措施。
03
多级放大电路的设计与实现
带宽原则
根据信号频率范围，选 择合适的元件和电路拓 扑，保证电路具有足够
第4章集成运算放大电路
2020年4月8日星期三
Shandong University
第3页
模拟电路
二、集成运放电路的组成
两个 输入端
一个 输出端
若将集成运放看成为一个“黑盒子”，则可等效为一个 双端输入、单端输出的差分放大电路。
2020年4月8日星期三
Shandong University
第4页
模拟电路
集成运放电路四个组成部分的作用
模拟电路
第四章 集成运算放大电路
§4.1 概述 §4.2 集成运放中的电流源 §4.3 电路分析及其性能指标
2020年4月8日星期三
Shandong University
第1页
模拟电路
§4.1 概述
一、集成运放的特点 二、集成运放电路的组成 三、集成运放的电压传输特性
2020年4月8日星期三
Shandong University
2020年4月8日星期三
Shandong University
第5页
模拟电路
三、集成运放的电压传输特性 uO=f(uP-uN)
在线性区：
uO＝Aod(uP－uN) Aod是差模开环放大倍数。
非线 性区
由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的 最大输入电压(uP－uN)的数值仅为几十～一百多微伏。
特点：IC1具有更高的稳定性。
2020年4月8日星期三
Shandong University
第9页
三、微电流源
模拟电路
要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。
IE1 (UBE0 UBE1) Re
U BE
I UT
I I e ， I e E
S
E0 E1
第四章 集成运算放大电路
2. 最大输出电压 op-p 最大输出电压U
Uo / V － 10 Uid ＋ ∞ ＋
－0.4
－0.2 －0.1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 Uid / mV
－0.3
－10 线性区
集成运放的传输特性
3. 差模输入电阻 id 差模输入电阻r rid的大小反映了集成运放输入端向差模输入信号 源索取电流的大小。要求rid愈大愈好, 一般集成运放 rid为几百千欧至几兆欧, 故输入级常采用场效应管来 提高输入电阻rid。 F007的rid=2 M 。认为理想集成运 放的rid为无穷大。
动态时，加入差模信号uid，根据差分放大电路的特点， T1 管的集电极电流在静态电流IC1的基础上增加了∆iC1，T2管的集 电极电流在静态电流IC2的基础上减小了∆iC2，∆iC1=-∆iC2。 由于 iC4 和 iC1 是 镜 像 关 系 ， ∆iC4=∆iC1 ， 因 此 ∆io=∆iC4-∆iC2=∆iC1-(∆iC1)=2∆iC1。 可见这个电流值是单端输出电流的两倍， 即等于 差分放大电路双端输出时的电流值。因此，用电流源作为差分 放大电路的有源负载，可将双端输出信号“无损失”地转换成 单端输出信号。
若电路中有共模信号输入，T3 管和T4 管的集电极电流相等 (忽略T7管的基极电流)，T3管和T5管的集电极电流相等，又由于 R1=R3，因此T6管的集电极电流和T5管的集电极电流相等， 如此 推来，T6管和T4管的集电极电流相等，而T16管的基极电流为T4 管和T6管的集电极电流之差，所以T16管的基极电流近似为零， 可见共模信号输出为零，电路具有较高的抑制共模信号的能力。
2. 偏置电路 偏置电路由T8~T13、电阻R4和R5组成。其中T10、T11、 T12 和R4、R5构成主偏置电路，该电路中R5上的电流是F007偏置电 路的基准电流，由图可知
第四章集成运算放大电路
( R L // rce 2 // rce 4 )
rbe
若RL<<(rce1∥rce2)， 则
Au
RL
rbe
返回
4.3 集成运放电路简介
图4.3.1 F007电路原理图
图4.3.2 F007电路中的放大电路部分
1. 输入级 在输入级中，T1 、T3 和T2 、T4 组成共集-共基差分放大电 路， T5~T7和电阻R1~R3构成改进型电流源电路，作为差放的有
号变化速度的适应能力，是衡量运放在大幅值信号作用时工作
速度的参数，单位为V/μs。在实际工作中，输入信号的变化律
一定不要大于集成运放的SR。信号幅值越大、频率越高，要求 集成运放的SR就越大。
理想运算放大器
理想运放的技术指标
在分析集成运放的各种应用电路时，常常将集成运放看成 是理想运算放大器。所谓理想运放, 就是将集成运放的各项技术
图4.2.2 比例电流源
图4.2.3 微电流源
二、 改进型的镜像电流源(获得稳定输出的电流）
1. 加射极输出器的电流源
2. 威尔逊电流源
三、 多路电流源电路
IR IE0 I C1 I E1 IC 2 IE2 IC3 IE3 Re0 R e1 Re0 Re2 Re0 Re3 IR
IR I c1 V CC U R
BE
2
IR IR
2. 比例电流源
IR V cc U
BE 0
3. 微电流源
Re0 R e1 IR
I C1 I E1 U BE 0 U BE 1 Re
IC1 UT Re 1n IR IC1
R Re0
, I c1
多级放大电路
第五章多级放大电路第一节多级放大电路在实际工作中，为了放大非常微弱的信号，需要把若干个基本放大电路连接起来，组成多级放大电路，以获得更高的放大倍数和功率输出。
多级放大电路内部各级之间的连接方式称为耦合方式。
常用的耦合方式有三种，即阻容耦合方式、直接耦合方式和变压器耦合方式。
1.多级放大电路的耦合方式1.1阻容耦合通过电容和电阻将信号由一级传输到另一级的方式称为阻容耦合。
图所示电路是典型的两级阻容耦合放大电路。
优点：耦合电容的隔直通交作用，使两级Q相互独立，给设计和调试带来了方便；缺点：放大频率较低的信号将产生较大的衰减，不适合传递变化缓慢的信号，更不能传递直流信号；加之不便于集成化，因而在应用上也就存在一定的局限性。
1.2直接耦合多级放大电路中各级之间直接（或通过电阻）连接的方式，称为直接耦合。
直接耦合放大电路具有结构简单、便于集成化、能够放大变化十分缓慢的信号、信号传输效率高等优点，在集成电路中获得了广泛的应用。
直接耦合放大电路存在的最突出的问题是零点漂移问题。
所谓零点漂移是指把一个直接耦合放大电路的输入端短路时，即输入信号为零时，由于种种原因引起输出电压发生漂移（波动）。
1.3变压器耦合变压器耦合放大电路如图所示。
这种耦合电路的特点是：级间无直流通路，各级Q独立；变压器具有阻抗变换作用，可获最佳负载；变压器造价高、体积大、不能集成，其应用受到限制。
1.4级间耦合的优、缺点及应用比较2.直接耦合放大电路的特殊问题——零点漂移2.1零点漂移所谓零点漂移是指当把一个直接耦合放大电路的输入端短路时，即输入信号为零时，由于种种原因引起输出电压发生漂移（波动）。
产生零点漂移的原因很多。
如晶体管的参数随温度的年华、电源、电压的波动等，其中，温度的影响是最重要的。
在多级放大电路中，又已第一、第二级的漂移影响最为严重。
因此，抑制零点漂移着重点在第一、第二级。
2.2差分式放大电路（观看视频）在直接耦合多级放大电路中抑制零点漂移最有效的电路结构是差动放大电路。
多级放大电路的放大倍数等于各级放大倍数的乘积
多级放大电路的放大倍数等于各级放大倍数的乘积
摘要：
一、多级放大电路简介
1.多级放大电路的定义
2.多级放大电路的作用
二、多级放大电路的放大倍数计算
1.放大倍数等于各级放大倍数的乘积
2.实际应用中的多级放大电路
三、多级放大电路的优势与局限
1.优势：放大倍数高，信号传输距离远
2.局限：级数过多导致的性能下降
四、多级放大电路在实际应用中的案例
1.通信系统中的应用
2.音频放大器中的应用
正文：
多级放大电路是一种电子电路，通过将多个放大器级联，实现对输入信号的放大。
这种电路具有放大倍数高、信号传输距离远等优点，被广泛应用于通信系统、音频放大器等领域。
多级放大电路的放大倍数计算非常简单，只需将各级放大倍数相乘即可。
这一特性使得多级放大电路在需要高放大倍数的场景中具有显著优势。
然而，需要注意的是，多级放大电路也存在一定的局限性。
当级数过多时，电路的性
能可能会受到影响，导致信号失真等问题。
在实际应用中，多级放大电路有广泛的应用。
例如，在通信系统中，通过多级放大电路可以实现信号在长距离传输过程中的放大。
而在音频放大器中，多级放大电路则可以使得音频信号得到更高的放大倍数，从而提高音质。
总之，多级放大电路是一种具有广泛应用的电路，其放大倍数的计算简单明了，为各种电子设备的信号放大提供了可能。
4章 组合放大电路
i3
ro
Au1=-β 1ri2/rbe1 Au2=β 2(R4//ri3)/rbe2 Au3=(1+β 3)(R6//RL)/[rbe3+ (1+β 3)(R6//RL)] Au= Au1.Au2.Au3
(1-18)
§4.1 一般组合放大电路
④计算输入输出电阻
ib β1ib1
rS uS + R2 3 1
o2
r
i3
ro
②首先计算第二、三级的输入电阻
ri3= rbe3+(1+β3)（R6//RL）
(1-17)
§4.1 一般组合放大电路
③计算各级放大倍数
ib β1ib1
rS uS + R2 3 1
rbe3 ib
2
β2ib2
R4
ib
3
+ R6 RL u0
R rbe1
rbe2
β3ib3
ri
ri 2
r
o2
r
四、共射-共基-共集放大电路
1. 静态分析
R3 U CE1Q (U B2 U BE2Q VCC U B1 ) R1 R2 R3 (U B1 U BE1Q ) R2 R3 U B2 U B2 U B1 VCC R1 R2 R3 U CE2Q UCC U C2Q I B3Q )R4 rS V (I BE1Q I E1Q B1 U (UR B2 BE2Q ) uS 5 I I E2Q UC2Q V IIC1Q I E1Q R
(1-13)
§4.1 一般组合放大电路
Ib RS
UGS
Id
Rg
RD R3 R4
第四章 集成运算放大电路
（输出级偏臵的一部分；中间级的有源负载。）
34
§4-3．集成运放电路简介
F007简介 输入级
T1—T4：CC-CB差动放大
偏置电路
各部分的作用： 1.输入级：KCMR↑，Ri↑，IQ↓， 一般采用双端输入的差放电路。
5
§4-1．集成运算放大电路概述
三、集成运放的电压传输特性
集成运放符号： 电压传输特性：
uo f (uP uN )
同(反)相输入端是指运放的输入电 压与输出电压的相位关系。 可以认为集成运放是双端输入、单 端输出的差放电路。
10
集成运算放大器的符号和基本特点
3. 理想运放工作在线性区的两个特点 证：uo = Aud (u+ – u–) = Aud uid u+ – u– = uo/Aud 0 2) i+ i– 0 (虚断) 证： i+ = uid / Rid 0 同理 i – 0 1) u+ u–(虚短)
32
§4-3．集成运放电路简介
33
§4-3．集成运放电路简介
F007简介 偏臵电路 T12、R5、T11：主偏臵—R5中电流为基准电流
Im 2VCC U EB12 U BE11 0.73mA R5
T10、T11：微电流源
T8、T9：镜像电流源
T12、T13：镜像电流源
（输入级偏臵）
21
IR
Re2的作用：增大IE2，提高β。
§4-2．集成运放中的电流源电路
二、改进型电流源电路 2.威尔逊电流源 工作点稳定，输出电阻大。
I C2
2 (1 2 )IR IR 2 2
22
§4-2．集成运放中的电流源电路
多级放大电路
Ui -
A1
Uo1 Ui2
+
Uo -
-
U o U o1 U o 2 Au = = = Au1 Au 2 Aun Ui Ui Ui2
多级放大电路的放大倍数等于组成它的各级放大电路电压放 大倍数的乘积.但每一级的Au必须将后一级的输入电阻作为前 大倍数的乘积.但每一级的 必须将后一级的输入电阻作为前 一级的负载进行计算. 后级的R 为前级的R 一级的负载进行计算.(后级的 i为前级的 L)
Uo
1. 电压放大倍数
ro2
RC2//RL
Au1= –β1
2. 输入电阻 3. 输出电阻
RC1// ri2
rbe1
Ro = ro2 = RC2
rbe2
Ri = ri1 = Rb1 // Rb2 // rbe1
二,共集电极放大电路作为输出级
R1 R3 R5
T C2
VCC C4 R6 RL
C1
ui
R2
R4
C3
uo
共射极
共集电极
当共集电极放大电路作为输出级时,其输出电阻与前一 当共集电极放大电路作为输出级时, 级的输出电阻有关. 级的输出电阻有关. 共集电极放大电路作为输入级, 共集电极放大电路作为输入级,其输入电阻与第二级输入 电阻有关. 电阻有关.
复习基本共集电极放大电路 复习基本共集电极放大电路动态分析 共集电极放大电路动态分析
Ro1 Ri2 共集电极
Ro
电压放大倍数:: 电压放大倍数: R3// Ri2 Au1= –β1 rbe1
(1+β2)(R6//RL) Au2= rbe2 + (1+β2)(R6//RL)
Ri2 =R5 //[rbe2 + (1+β2)(R6//RL)]
- 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)。
特点
直接连接
第一级
既是第一级的集电极电阻 又是第二级的基极电阻
能够放大变化缓慢的信号， 便于集成化， Q点相互影响， 存在零点漂移现象。
第二级
输入为零，输出产生变 化的现象称为零点漂移
特点
第一级
第二级
当输入信号为零时，前级由 温度变化所引起的电流、电位的 变化会逐级放大。
Q1合适吗？
求解Q点时应按各回路列多元一次方程，然后解方程组。
模拟电子技术基础
Fundamentals of Analog Electronic 清华大学 华成英
多级放大电路与 集成运算放大电路
当对放大电路的性能有多方面要求时，需采 用多级放大电路，组成多级放大电路时要解决两 个问题，一是每一级采用什么电路，二是如何连 接各级电路。
多级放大电路的耦合方式 —直接耦合
uI 2
UOQ
静态时两个 集电极电位差
差分放大电路四种接法的比较
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。
差分放大电路四种接法的比较
输出方式：Q点、Ad、 Ac、 KCMR、Ro均与之有关。
双端输出： Ad
( Rc ∥
ui
共射放 大电路
共射放 大电路
uo
饱和失真？截止失真？
首先确定在哪一级出现了失真，再判断是什么失真。
比较Uom1和Uim2，则可判断在输入信号逐渐增大时哪一级首先出 现失真。
讨论二：放大电路的选用
按下列要求组成两级放大电路：
① Ri＝1～2kΩ，Au ≥3000；
①共射、共射；
② Ri ≥ 10MΩ，Au ≥300；
uId iB 2( Rb rbe )
uOd
iC
2(Rc ∥
RL 2
)
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。
KCMR
Ad Ac
在参数理想对称的情况下，KCMR 。
双端输入单端输出 差分放大电路
差分放大电路的四种接法
集成运放的电压传输特性
uO=f (uP-uN)
线性区 在线性区：uO＝Aod(uP－uN) Aod是开环差模放大倍数。
集成运放的电压传输特性
在线性区：uO＝Aod(uP－uN)
非线 性区
由于Aod高达几十万倍，所以集 成运放工作在线性区时的最大输入
电压(uP－uN)的数值仅为几十～一
百多微伏。
(uP－uN)的数值大于一定值时，集成运放的输出不是＋UOM , 就是－UOM，即集成运放工作在非线性区。
RL 2
Rb rbe
)
Ac 0
KCMR
Ro 2Rc
单端输出：Ad
产生 零点漂移
零输入时 零输出
参数 理想对称
共模信号：大小相等，极性相同。 差模信号：大小相等，极性相反。
信号特点？能否放大？ 能合二为一吗？
长尾式差分放大电路的组成
典型的长尾差分放大电路
射极电阻 合二而一
采用 负电源
加差模信号时Re电流的变化为零，因而加差模信号时发射极电位无变化。
对差分放大电路的需求 分析及长尾式差分放大
②共源、共射；
③ Ri＝100～200kΩ，Au ≥150；
③共集、共射；
④ Ri ≥ 10MΩ ，Au ≥10，Ro≤100Ω。 ④共源、共集。
注意级联时两级的相互影响！
集成运放概述 —结构特点、电路组成 及其电压传输特性
集成运算放大电路，简称集成运放，是一 个高性能的直接耦合多级放大电路。因首先用 于信号的运算，故而得名。
稳压二极管 伏安特性
进入稳压区的最小电流
不至于损坏的最大电流
动态电阻 rz＝ΔUZ /ΔIZ
如何设置合适的静态工作点
必要性？
稳压二极管 伏安特性
小功率稳压管稳定电流IZ多为5mA 。 UCEQ1太小→加Re（Au2数值↓）→改用D→若要UCEQ1大，则改用DZ。
如何设置合适的静态工作点
NPN型管和PNP型管混合使用
共模信号：数Байду номын сангаас相等、极性相同的输入信
号，即 uI1 uI2 uIc
iB1 iB2，iC1 iC2 uC1 uC2
uO uC1 uC2 (uCQ1 uC1 ) (uCQ2
uC2 ) 0
共模放大倍数
Ac
uOc uIc
，参数理想对称时A
c
0
抑制共模信号
Re的共模负反馈作用
共模放大倍数
u
＋
Id
iB1 iB2，iC1 iC2
2－
uC1 uC2，uO 2uC1
u
I
＋
d
2－
△ i E 1 = － △ iE2，Re中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。
放大差模信号
为什么？
差模放大倍数
Ad
uOd uId
Ad
( Rc∥
RL ) 2
Rb rbe
Ri 2( Rb rbe )， Ro 2Rc
单端输入双端输出 差分放大电路及
四种接法比较
单端输入双端输出差分放大电路
共模输入电压
在输入信号作用下发射 极的电位变化吗？说明什么？
差模输入电压
uId uI，uIc uI 2
单端输入双端输出差分放大电路
uId uI，uIc uI 2
输入差模信号的同时总是 伴随着共模信号输入！
测试:
uO Ad uI Ac
)
Ac
(
R
∥
c
RL
)
Rb rbe 2(1 )Re
K CMR
Rb
rbe 2(1 )Re
2(Rb rbe )
问题讨论
Ad
1 2
(Rc∥RL Rb rbe
)
K CMR
Rb
rbe 2(1 )Re
2( Rb rbe )
Ri 2( Rb rbe )，Ro Rc
1 T2的Rc可以短路吗？ 2 什么情况下Ad为“＋”？ 3 双端输出时的Ad是单端输出时的2倍吗？
U CQ1
RL Rc RL
VCC ICQ ( Rc∥RL )
UCQ2 VCC ICQ Rc
动态分析
差模信号作用下的交流等效电路:
Ad
1 2
(Rc∥RL Rb rbe
)
Ri 2( Rb rbe ) Ro Rc
动态分析
共模信号作用下的交流等效电路:
Ad
1 2
(Rc∥RL Rb rbe
输入电阻
Ri Ri1 多级放大电路的输入电阻等于第一级的输入电阻。
输出电阻
Ro Ron 多级放大电路的输出电阻等于末级的输入电阻。 对电压放大电路的要求：Ri大， Ro小，Au的数 值大，最大不失真输出电压大。
分析举例
Ri2 R5∥[rbe2 (1 2 )(R6∥RL )]
分析举例
UCQ1 ＞ UBQ1，UCQ2 ＞ UCQ1
UCQ1 ＞ UBQ1 ，UCQ2 ＜ UCQ1
在用NPN型管组成N级共射放大电路，由于集电极静态电位会逐级升高， 以致于后级集电极电位接近电源电压，Q点不合适。
如何设置合适的静态工作点
两级直接耦合放大电路
选择合适参数使 电路正常工作
电位高 低关系
多级放大电路的耦合方式 —阻容耦合、变压器耦合
如何设置合适的静态工作点
Re
对哪些动态参 数产生影响？
用什么元件取代Re既可设置合适 的Q点，又可使第二级放大倍数不至于 下降太多？
二极管导通电压UD≈？动态电阻rd 特点？
若要UCEQ＝10V，则应怎么办？用 多个二极管吗？
如何设置合适的静态工作点
稳压二极管
由一个PN结组成，反向击穿后在一定的电流范围内端 电压基本不变，为稳定电压。
Ri R1∥R2∥rbe1
Ro R6 ∥
rbe2 R3∥ R5
1
A u1
(
R3∥Ri2 )，A
rbe1
u2
(1＋2 ) (R6∥RL ) rbe2 (1＋2 ) ( R6∥RL )
Au Au1 Au2
为带负载情况下的电压放大倍数
多级放大电路的讨论
讨论一 失真分析：由NPN型管组成的两级共射放大电路
从变压器原边看 到的等效电阻
理想变压器情况下， 负载上获得的功率等于原 边消耗的功率。
P1
P2，
I
2 c
R
' L
I
2 l
R
L
RL'
I2 l
I
2 c
RL
(
N N
1 2
)2
R
L
实现了阻抗变换。
多级放大电路的耦合方式 —光电耦合
光电三极管
光电耦合适于信号的远距离传输。
入射光照度控 制集电极电流
光电耦合器
发光二极管
光电三极管
iD控制iC
光电耦合放大电路
设置Q点
输入回路和输出回路分别接不同的独立电源、独立的 “地”，即可避免长距离传输时的电干扰。
多级放大电路的 动态参数分析
电压放大倍数
A u
U Uoi
UUo1 i
U
U
Uoi22
U
o in
n j1
Auj
多级放大电路的电压放大倍数等于组成它的各级 放大电路电压放大倍数之积，且每一级的电压放大倍 数均应以后级输入电阻为负载。
输入级：前置级，多采用双端输入的差分放大电路。其输入电阻大， 电压放大倍数数值大，抑制零点漂移能力强，静态电流小。 几代产品中输入级的变化最大！