多级放大电路和差分放大电路

Au3
加以推广到n级放大器
Au Au1 Au2 Au3 Aun
图6 三级阻容耦合放大电路
Rb12
C1 ＋
＋
Ui
Rb11
－
Rc1
＋C2
＋ UCC
V Re1
＋ Ce1
ri 2 Uo1
Rb22 C2
＋
Rb21
Rc2
＋C3
＋ UCC
V Re2
Uo2
ri3 ＋
Ce2
(a)
(b)
图7 考虑前后级相互影响
I EQ3
U E3 Re3
2 1
2mA ICQ3
UCEQ3 UCC ICQ3 (Rc3 Re3 ) 7V
电压放大倍数:
Au Au1 Au2 Au3
第一级: 第一级是射极输出级, 其电压放大倍数
Au1
(1 )Re'
rbe2
(1
)
R' e1
1
第二级:
Au2
rbe2
Rc' 2
三极管的电流放大倍数均为β=50。试求电路的静态工作 点、 电压放大倍数、 输入电阻和输出电阻。
解：图示放大电路, 第一级是射极输出器, 第二、 三级都 是具有电流反馈的工作点稳定电路, 均是阻容耦合, 所以 各级静态工作点均可单独计算。
第一级:
I BQ
UCC U BE
Rb1 (1 )Re1
14.3 0.012mA 150 1020
ICQ IBQ 50 0.012 0.61mA
UCEQ UCC ICQ Re1 15 0.61 20 2.8V
第二级:
U B2
Rb21
R R b21
b22
U CC
15 15 1.96V 100 15
UE2 UB UBE 1.26V
多级放大电路和差分放大电路
制作：浙江广厦建设职业技术学院 信息与控制工程学院
一、 多级放大电路
1、 多级放大电路的耦合方式
常用的耦合方式有三种, 即阻容耦合、直接耦合和变 压器耦合。
（1） 多级放大电路的组成
信号源
多级放大电路
输入级
中间级
输出级
负载
图1 多级放大电路组成的方框图
（2） 阻容耦合 图2 阻容耦合放大电路
(1
)
R' e2
R' c2
Rc2
// ri3
5 // 0.96 0.8k
Ri3 Rb31 // Rb32 // rbe3 100 // 22 // 0.96 0.96k
rbe3
Rbb'
(1 ) 26
I EQ3
300 51 26 0.96k 2
rbe2
Rbb'
(1 ) 26
【例】 下图为三级放大电路：
Rb1 ＋ ＋ C1
Ui
－
Rb22
V1 ＋
C2
Re1
Rb21
Rc2
Rb32
＋ C3
V2
Re′ 2
Rb31
＋
Re2
Ce2
＋ UCC
Rc3
＋ C4 ＋
V3
Re3
＋ Ce3
RL Uo
－
图 三级阻容耦合放大电路
已知: UCC 15V , Rb1 150 k, Rb22 100 k, Rb21 15k, Rb32 100 k, Rb31 22k, Re1 20k, Re'2 100 k, Re2 750 k, Re3 1k, Rc2 5k, Rc3 3k, RL 1k,
4.对共模信号的抑制作用
共模信号：输入信号uI1和uI2大小相 等，极性相同。
共模信号的输入使两管集电极电压有 相同的变化。
因此，由于电路参数的理想对称性， 温度变化时管子的电流变化完全相 同，故可以将温度漂移等效成共模 信号，差分放大电路对共模信号有 很强的抑制作用。
输入电阻: 输入电阻即为第一级输入电阻
ri
ri1
Rb1
//
r'
i1
Байду номын сангаас 150//178
81k
r'
i1
rbe1
(1
)
R' e1
178k
r'
e1
r R e1 i2
3.45k
ri2
rb21
// Rb22
//[rbe2
(1
)
R' e2
100//15// 6.3 4.17k
rbe1
rbb
(1 )
（3） 直接耦合 图3 直接耦合放大电路
图4 直接耦合方式实例
（4） 变压器耦合 图5 变压器耦合放大电路
2、 多级放大电路的指标计算
（1） 电压放大倍数
Au
UO Ui
由于 Ui2 UO1、Ui3 UO2、UO UO3 则上式可写成
Au
UO1 Ui
UO2 Ui2
UO3 Ui3
Au1 Au2
26 I EQ1
300 51 26 2.48K 0.61
输出电阻: 输出电阻即为第三级的输出电阻
ro=ro3=Rc3=3kΩ
二、差分放大电路
1、零点漂移：在直接耦合时，输入电压为零，但输出电压 离开零点，并缓慢地发生不规则变化的现象，这种现象就 是零点漂移。
产生的原因：放大器件的参数受温度影响而使 Q 点不稳
（2） 输入电阻和输出电阻 一般说来, 多级放大电路的输入电阻就是输入级的
输入电阻, 而输出电阻就是输出级的输出电阻。由于多 级放大电路的放大倍数为各级放大倍数的乘积, 所以, 在 设计多级放大电路的输入级和输出级时, 主要考虑输入 电阻和输出电阻的要求, 而放大倍数的要求由中间级完 成。
具体计算输入电阻和输出电阻时, 可直接利用已有 的公式。但要注意, 有的电路形式, 要考虑后级对输入级 电阻的影响和前一级对输出电阻的影响。
定。也称温度漂移。放大电路级数愈多，放大倍数愈高， 零点漂移问题愈严重。
2、抑制零漂的方法： (1) 引入直流负反馈以稳定 Q 点； (2) 利用热敏元件补偿放大器的零漂； (3) 采用差分放大电路。 第三种方法是最有效，在集成电路中广泛使用。
3、差分放大电路电路图和特点
特点：采用如上图所示 的电路参数完全相同， 管子特性也相同的电路， 电路以两只管子集电极 电位差为输出，可克服 温度漂移。
I EQ2
UE Re2 Re'2
1.26 0.85
1.48mA
I CQ2
UCEQ2 UCC ICQ2 (Rc2 Re'2 Re2 ) 6.3V
第三级:
U B3
Rb31
R R b31
b22
UCC
22 15 100 22
2.7V
UE3 UB3 UBE 2.7 0.7 2V
I EQ2
300 51 26 1.2k 1.48
Au2
50 0.8 1.2 51 0.1
5.13
第三级:
Au3
Rc' 3
rbe3
R' c3
Rc3
// RL
3//1
0.75k
50 0.75 Au3 0.96 39.06
Au Au1 Au2 Au3 1 5.13 39.06 200