多级放大电路和集成运算放大器-2

= Au1·Au2 ···Aun
Au (dB) = Au1 (dB) + Au2 (dB) + ···+ Aun (dB)
考虑级与级之间的相互影响，计算各级电压放大 倍数时，应把后级的输入电阻作为前级的负载处理!!!
模 拟电子技术
（2）输入和输出电阻的计算
多级放大电路的输入电阻为第一级放大电路的输 入电阻。 Ri Ri1
+24V
+
Ui
–
RB1 1M
C1
+
T1
RE1 27k
RB 1 82k
RC2 10k
+C3
+C2
RE1
RB 2 43k
RE2 7.5k
T2
510 +CE
+
.
Uo
–
VB 2
UCC RB 1 RB 2
RB2
24 43V 82 43
8.26V
IC2
UB 2－UB E2 RE2 RE 2
8 .26 0 .6 mA
ICQ1 1I BQ1 50 0.02mA 1mA
U CEQ1 U BEQ2 U Z 4.7V
模 拟电子技术
I3
VCC
U CEQ1 RC1
12 4.7 6.8 103
mA
1.07mA
IBQ2 I3 ICQ1 1.07mA 1mA 0.07mA
ICQ2 2IBQ2 35 0.07mA 2.45mA
_
+ RG3
ui
RG1 -
+ ugs -
RG2
+
gmugs
RD
ui2
-
I·b rbe RB1 RB2
RE1
βI·b RC
+ RL uo
-
计算前、后级放大电路的静态值(UBE=0.6V);
+24V
+
Ui
–
RB1
C1 +
1M T1
RE1 27k
RB 1
82k
RC2 10k
+C3
+C2
RB 2
43k
T2
+
RE1
RE2
7.5k
510
.
Uo
+
CE –
模 拟电子技术
解: 两级放大电路的静态值可分别计算。
+24V
+
Ui
–
RB1 1M
C1
+
T1
RE1 27k
T , ICBQ1 ,U BEQ1 I B1 IC1 UCEQ1
U BEQ2 ICQ2 UO
模 拟电子技术
3）零点漂移的严重性及其抑制方法 如果零点漂移的大小足以和输出的有用信号相比拟，
就无法正确地将两者加以区分。因此，为了使放大电路 能正常工作，必须有效地抑制零点漂移。
模 拟电子技术
3 kΩ
ro 2
ri ri1 RB1 // rbe1 (1 )RL1 320 kΩ
ro ro2 RC2 10 kΩ
模 拟电子技术
例 3: 1 = 60, 2 = 100; rbe1= 2 k, rbe2 = 2.2 k。
求 Au, Ri, Ro。
模 拟电子技术
[解] Ri2 = R6 // R7 // rbe2
0 .51 7 .5
0 .96 mA
模 拟电子技术
+24V
+
Ui
–
RB1 1M
C1
+
T1
RE1 27k
RB 1
82k
RC2 10k
+C3
+C2
T2
+
RE1 510
.
Uo
RB 2
43k
RE2
7.5k
+ CE –
UCE2 UCC IC2 (RC2 RE 2 RE2 ) 24 0 .96(10 0 .51 7 .5)V 6 .71V
RL 1
RE1
//
ri2
27 14 27 14
kΩ
9
.22 kΩ
模 拟电子技术
Ib1
Ic1
Ib2
Ic2
+
rbe1
Ui
RB1
+
.
_
RE1 U_o1
+ rbe2
RB 1 RB 2
RC2
RE 2
.
Uo
_
rbe1
200 (1 β 1) 26
IE1
200 (1 50) 26 0 .49
ro
模 拟电子技术
4.1.3其他多级放大电路
RG1 200kΩ
0.33μF
+
RG3
47MΩ
ui
RG2
200kΩ
_
RD 10kΩ
RS 5.1kΩ
RB1 60kΩ 10μF
+ VT1
RC 3kΩ
VT2
+VCC (+15V)
+
10μF
+
RB2
RE1
RL 3kΩ
uo
100Ω
20kΩ
+50μF
RE2 2kΩ
+ 50μF
模 拟电子技术
4）抑制零点漂移的方法：
a.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。
b.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。
RB 1
82k
RC2 10k
+C3
+C2
RE1
RB 2
43k
RE2
7.5k
T2
510 + CE
+
.
Uo
–
模 拟电子技术
第一级是射极输出器:
+24V
+
Ui
–
RB1 1M
C1+
T1
RE1 27k
+C2
RB 1
82k
10RkC2
+C3
T2
RE1 510
RB 2
43k
RE 2
7.5k
+CE
+
.
Uo
–
IB1
RL1 = R3 // Ri2
Au1
1RL1 rbe1 (1 1 )R4
60 1.3 2 61 0.1
9.6
Au2
2 RL
rbe2
100
(4.7 // 5.1) 2.2
111
AU=AU1•AU2
Ri = Ri1= R1 // R2 // [rbe1 + (1+ 1)R4]
Ro = R8 = 4.7 k
RC1 6.8kΩ
R 1.5kΩ
+
I2
ICQ1
VT2 IBQ2
VT1 R1 6.8kΩ IBQ1
+
UOQ
UZ
VDZ
-
-
模 拟电子技术
I1
VCC 0.7 RB
12 0.7 95 103
mA
0.12mA
I2
0.7 R1
0.7 6.8 103
mA
0.1mA
I BQ1 I1 I 2 0.02mA
1、静态工作点的分析 变压器耦合 同第二章单级放大电路 阻容耦合 光电耦合 直接耦合
思路：根据电路的约束条件和管子的IB、IC和IE的 相互关系，列出方程组求解。如果电路中有特殊电位点， 则应以此为突破口，简化求解过程。
模 拟电子技术
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。
模 拟电子技术
(2) 计算 r i和 r 0 微变等效电路
Ib1
Ic1
+
rbe1
Ui
RB1
+
.
_
RE1 U_o1
ri ri1
Ib2
Ic2
+ rbe2
RB 1 RB 2
RC2
RE 2
.
Uo
_
ri 2
模 拟电子技术
由微变等效电路可知，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。
UCC UBE RB1 (1 β )RE1
24 0.6 mA 1000 (1 50) 27
9.8μA
IE1 (1 )IB1 (1 50) 0.0098mA 0 .49 mA
UCE UCC IE1RE1 24 0.49 27V 10 .77V
模 拟电子技术
第二级是分压式偏置电路
模 拟电
RB1
RC1
子技术
+VCC
RC2
+
+
VT1
VT2
+
Ui
RA2
Uo
Ui
-
-
-
+VCC
RB1
RC1
VT1
RC2 R
+
VT2
Uo
VDZ -
2）产生零点漂移的原因
温度变化导致电阻，管子参数的变化，直流电源波动， 元器件老化。如果采用高精度电阻并经过老化处理和采用 高稳定度的电源，则晶体管参数随温度的变化将成为产生 零点漂移的主要原因。
UOQ VCC ICQ2RC2 (12 2.45 2)V 7.1V
模 拟电子技术
2. 动态性能分析
（1）放大倍数的计算
ii
RS us
ui
Au1 uo1
第一级
ui2
Au2
第二级
uo2 uin
Aun
末级
RL uo
Au
uo ui
uo1 uo2 uo3 ... uo ui ui2 ui3 uin
RC2
RE 2
.
Uo
_
A第Uu–+1i一 级CrRb1e+1B放(11大(121M7R电kE11路)RT1为)1LR1射L+1C极2 输38423(出RR1kk(B B器121 5710.550R)kR R 0kC)E E2912T.95221.202++2CC3EU.0+–o+.2949V4
模 拟电子技术
Ib1
Ic1
Ib2
Ic2
+
rbe1
Ui
RB1
+
.
_
RE1 U_o1
+ rbe2
RB 1 RB 2
RC2
RE 2
.
Uo
_
第二级放大电路为共发射极放大电路
Au2
－
rbe2
RC2
(1
2)RE2
－50
1
.79
(1
10 50) 0
.51
ห้องสมุดไป่ตู้
18
总电压放大倍数
Au Au1 Au2 0 .994 (18) 17 .9
模 拟电子技术
例2 下图是一个输入短路的两级直接耦合放大电路，计算
IBQ1、ICQ1、UCEQ1和IBQ2、ICQ2、UCEQ2的值。设VT1、VT2的β
值分别是β1=50， β2=35，稳压管的稳定电压UZ=4V，
UBEQ1=UBEQ2=0.7V。
+VCC
ICQ2
(+12V)
I1
I3
RC2
RB 95kΩ
注意：为什么只对直接耦合多级放大电路 提出这一问题呢？原来温度的变化和零点 漂移都是随时间缓慢变化的，如果放大电 路各级之间采用阻容耦合，这种缓慢变化 的信号不会逐级传递和放大，问题不会很 严重。但是，对直接耦合多级放大电路来 说，输入级的零点漂移会逐级放大，在输 出端造成严重的影响。特别是当温度变化 较大，放大电路级数多时，造成的影响尤 为严重。
多级放大电路的输出电阻为最后一级放大电路的 输出电阻。
Ro Ron
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。
模 拟电子技术
例:3 如图所示的两级电压放大电路，
已知β1= β2 =50, T1和T2均为3DG8D。
（1）求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数。 （2）求放大电路的输入电阻和输出电阻
模 拟电子技术
Ib1
Ic1
Ib2
Ic2
+
rbe1
Ui
RB1
+
.
_
RE1 U_o1
+ rbe2
RB 1 RB 2
RC2
RE 2
.
Uo
_
r rbe2
200
(1
)
26 IE
200
i2
51
26
0 .96
Ω
1 .58kΩ
ri2 RB 1 // RB 2 // rbe2 (1 )RE 2 14 kΩ
c.采用直流负反馈稳定静态工作点。
d.各级之间采用阻容耦合。
模 拟电子技术
5）零点漂移大小的衡量 △uIdr= △uOdr/Au △T △uOdr是输出端的漂移电压； △T是温度的变化； Au是电路的电压放大倍数； △uIdr就是温度每变化1℃折合到放大电路输入端的漂移电压。
模 拟电子技术
4.1.2多级放大电路的分析方法
+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
+
CE –
模 拟电子技术
（1）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 RB 2