晶体管放大器的三种基本组态.ppt

晶体管放大器的三种基本组态 根据输入和输出回路共同端的不同，放大电路有三 种基本组态。共发射极，共集电极，共基极。 共发射极电路共集电极电路 共基极电路 15.6 射极输出器 RB +UCC C1 C2 RE RL uiuo 元器件作用 ： 基极偏置电阻RB 发射极电阻RE 耦合电容C1、C2 射极输出器（共集电极电路） 求求Q Q点：点： 15.15.1 .1 静态分析静态分析 直流通路直流通路 +UCC RB R E E + UCE + UBE I E E IB IC RB +UCC C1 C2 R E E RL ui + uo + + + es + RS 15.15.2 .2 动态分析动态分析 1. 1. 电压放大倍数电压放大倍数 电压放大倍数电压放大倍数A A u u 1 1且输入输出同相，输出电压且输入输出同相，输出电压 跟随输入电压，跟随输入电压，故称电压跟随器。故称电压跟随器。 微变等效电路微变等效电路 rbe RB RL E B C + - + - + - RS RE rbe RB RL E B C + - + - + - RS RE 2. 2. 输入电阻输入电阻 射极输出器的射极输出器的 输入电阻高，对输入电阻高，对 前级有利。前级有利。 r r i i 与负载有关与负载有关 3. 3. 输出电阻输出电阻 射极输出器的输射极输出器的输 出电阻很小，带出电阻很小，带 负载能力强。负载能力强。 rbe RB RL E B C + - + - + - RS RE 共集电极放大电路共集电极放大电路( (射极输出器射极输出器) )的特点：的特点： 1. 1. 电压放大倍数小于电压放大倍数小于1 1，约等于，约等于1;1; 2. 2. 输入电阻高；输入电阻高； 3. 3. 输出电阻低；输出电阻低； 4. 4. 输出与输入同相。输出与输入同相。 射极输出器的应用射极输出器的应用 主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。 1. 1. 因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的 第一级，可以提高输入电阻，第一级，可以提高输入电阻，减轻信号源负担减轻信号源负担。 2. 2. 因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的 末级，可以降低输出电阻，末级，可以降低输出电阻，提高带负载能力。提高带负载能力。 3. 3. 利用利用 r r i i 大、 大、 r ro o 小以及小以及 A A u u 1 1 的特点，也可将的特点，也可将 射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗 匹配作用，匹配作用，这一级射极输出器称为缓冲级或中间这一级射极输出器称为缓冲级或中间 隔离级。隔离级。 . 在图示放大电路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，晶体管=60， UBE=0.6V, 信号源内阻RS= 100，试求: (1) 静态工作点 IB、IE 及 UCE； (2)(2) 画出微变等效电路； (3) Au、ri 和 ro 。 RB +UCC C1 C2 R E E RL ui + uo + + + es + RS 例1 解解: :(1) (1)由直流通路求静态工作点。由直流通路求静态工作点。 直流通路直流通路 +UCC RB R E E + UCE + UBE I E E IB IC (2) (2) 由微变等效电路求由微变等效电路求A A u u 、 r r i i 、 r r o o 。 rbe RB RL E B C + - + - + - RS RE 微变等效电路微变等效电路 +UCC RS 1M (+24V) RB1 20k Ui 27k C2 C3 RB3 RB2 RL RE2 82k 43k 10k 8k Uo 10k C1 T1 RE1 CE T2 US 前级后级 已知: 1=2=50, rbe1 = 2.9k , rbe2 = 1.7k 求:(1)微变等 效 电路; (2) ri 、 r0 （3）Au 。 返回 例2 解: （1） 微变等效电路 RE1 RB2 RB3 RC2 RL RS RB1 返回 （2）ri 、 r0 其中 故 返回 （3）Au 多级放大器的组成模式： 许多放大器都是由多级放大电路组成的，各 级放大电路对微弱信号进行接续放大，从而获得 必要的电压幅度或足够的功率。 多级放大器的组成模式可用下列框图示意： 第一级第(n-1)级第二级第n级 输入 输出 前置级 末前级末级(输出级) 功率放大 电压放大 15.7 差分放大电路 15.7.1 15.7.1 多级放大电路及其极间耦合多级放大电路及其极间耦合 一、阻容耦合 1.隔直作用:前后两 级的静态工作点互 不影响； 2.容抗很小:交流信 号可顺利通过电容 耦合到下一级； 3.低频特性差:低频 时容抗较大，交流 信号损失较大； 4.难于集成:集成电 路无法制造大容量 的耦合电容。 +UCC RS 1M (+24V) RB1 20k Ui 27k C2 C3 RB3 RB2 RL RE2 82k 43k 10k 8k Uo 10k C1 T1 RE 1 CE T2 US 前级 后级 为了能对缓慢变化的信号或直流信号进行 放大，不能采用阻容耦合而只能采用直接耦合 将前级的输出信号直接接到后级的输入端 ： 二、直接耦合 直接耦合的结构虽然简单，但存在着严重 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。 直接耦合 R2 、RE2 : 为设置合适的Q点而增加 1. 前级与后级静态工作点的相互影响 +UCC u0 RC2 T2 ui RC1 R1 T1 R2 RE2 返回 2.零点漂移 uo t 0 当 ui= 0 时： ui RC1 R1 T1 R2 +UCC uo RC2 T2 RE2 假“信号” 返回 15.7.2 15.7.2 差分放大电路的工作原理差分放大电路的工作原理 电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及 对应电阻元件的参数值都相等。 差分放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。 差分放大原理电路差分放大原理电路 +UCC uo ui1 RC RB2 T1 RB1 RC ui2 RB2 RB1 + + T2 两个输入、 两个输出 两管静态工 作点相同 1. 1. 无输入信号时零点漂移的抑制无输入信号时零点漂移的抑制 uo= VC1 VC2 = 0 uo= (VC1 + VC1 ) (VC2 + VC2 ) = 0 静态时，ui1 = ui2 = 0 当温度升高时ICVC （两管变化量相等） 对称差动放大电路对两管所产生的同向漂移都对称差动放大电路对两管所产生的同向漂移都 有抑制作用。有抑制作用。 +UCC uo ui1 RC RB2 T1 RB1 RC ui2 RB2 RB1 + + T2 2. 2. 有信号输入时的工作情况有信号输入时的工作情况 两管集电极电位呈等量同向变化，所以输两管集电极电位呈等量同向变化，所以输 出电压为零，即出电压为零，即对共模信号没有放大能力对共模信号没有放大能力。 (1)(1)共模输入信号共模输入信号 u u i1 i1 = = u u i2i2 大小相等、极性相同 大小相等、极性相同 差分电路抑制共模信号能力的大小，反映了差分电路抑制共模信号能力的大小，反映了 它对零点漂移的抑制水平。它对零点漂移的抑制水平。 +UCC uo RC RB2 T1 RB1 RCRB2 RB1 + ui1ui2 + T2 + + + + + + 共模信号 需要抑制 +UCC uo ui1 RC RB2 T1 RB1 RC ui2 RB2 RB1 + + T2 两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化， (2)(2) 差模输入信号差模输入信号 u ui1 i1 = = u ui2 i2 大小相等、极性相反 大小相等、极性相反 u uo o = (= (V VC1 C1 V VC1 C1 ) )( (V VC2 C2 + + V VC2 C2 ) = ) =2 2 V VC1 C1 即即对差模信号有放大能力对差模信号有放大能力。 + + + + + + 差模信号 是有用信号 (3) (3) 比较输入比较输入 u u i1 i1 、 、 u u i2 i2 大小和极性是任意的。 大小和极性是任意的。 例1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV 2 mV 例2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV 可分解成: ui1 = 18 mV + 2 mV ui2 = 18 mV 2 mV 可分解成: ui1 = 8 mV + 2 mV 共模信号共模信号差模信号差模信号 放大器只放大器只 放大两个放大两个 输入信号输入信号 的差值信的差值信 号号差分差分 放大电路。放大电路。 这种输入常作为比较放大来应用，在自动控制系统 中是常见的。 （Common Mode Rejection Ratio) 全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信 号的能力。号的能力。 差模放大倍数差模放大倍数 共模放大倍数共模放大倍数 K KCMR CMR越大，说明差放分辨 越大，说明差放分辨 差模信号的能力越强，而抑制差模信号的能力越强，而抑制 共模信号的能力越强。共模信号的能力越强。 3. 3. 共模抑制比共模抑制比 共模抑制比共模抑制比 若电路完全对称，理想情况下共模放大倍数 Ac = 0 输出电压 u uo o = = A Ad d （ u u i1 i1 u u i2 i2 ） ） = = A Ad d u u idid 若电路不完全对称，则 Ac 0， 实际输出电压 u uo o = = A Ac c u u ic ic + + A Ad d u u id id 即共模信号对输出有影响 。 15. 7. 3 15. 7. 3 典型差分放大电路典型差分放大电路 +UCC CC uo ui1 RC RP T1 RB RC ui2 RE RB + + T 2 2 UEE + R RE E 的作用：的作用：稳定静态工作点，限制每个管子的漂移。 UEE：用于补偿RE上的压降，以获得合适的工作点。 R P :调零电位器。 零点漂移的抑制 ui1 = ui2 = 0 RE : 对共模信号有很强负反馈作用, 抑制温度漂 移。 对差模信号基本上不影响放大效果。 温 度 IC1 IC2 IE URE UBE1 UBE2 IB2 IB1 IC1 IC2 返回 1.双端输入-双端输出 差模信号 ui1 uo +UCC RC T1 RB RC T2 RB ui2 -UEE R E + _ - - + ui 返回 IE IC IB - + UBE T1 RB RE RC UEE +UCC U