模拟电子电路课件第一章.ppt

1,第三章 多级放大电路,3.1多级放大电路的耦合方式,3.2多级放大电路的动态分析,3.3直接耦合放大电路,*差分式放大电路（静态动态），互补输出,2,一.直接耦合,直接耦合：将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端。,3.1多级放大电路的耦合方式,UCEQ1UBEQ2 （易饱和失真）加Re（Au2数值下降）改用二极管或稳压管（后级UCQi接近VCC, Q点不合适） 改用PNP,优点：能够放大变化缓慢的信号，便于集成化，,缺点：Q点相互影响，存在零点漂移现象。,3,二、阻容耦合,阻容耦合:将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端。,图3.1.2 两级阻容耦合放大电路,优点:Q点相互独立。,缺点:不能放大变化缓慢的信号（特别不能用于直流信号的放大）,低频特性差，不能集成化。,4,优点:Q相互独立，级间阻抗匹配， 放大电路可得到较大的功率输出。,缺点:低频特性差，不能放大变化缓慢的信号;不易集成，笨重。,三、变压器耦合,变压器耦合:将放大电路的前级输出端通过变压器接到后级输入端或负载电阻上。,图3.1.3 变压器耦合共射放大电路,5,3.2多级放大电路的动态分析,1. 电压放大倍数：,2. 输入电阻为第一级的输入电阻：,3. 输出电阻为最后一级的输出电阻:,Ri=Ri1,Ro=Ron,注意：对于第一级到第(n-1)级，每一级的放大倍数均应该是以后级输入电阻做为负载时的放大倍数。,6,例1:计算下图两级放大器的,(设1, 2, rbe1, rbe2为已知),7,Ri=Rb1 / Rb2 / rbe1,Ro=Rc,8,例2：放大电路如下图，两管=79, rbe=1k, 计算电压放大倍数,9,解：,10,3.3直接耦合放大电路,一、零点漂移现象：uI0，uO0 的现象。,抑制方法：,引入直流负反馈,利用热敏元件来抵消放大管的变化,采用特性相同的管子,使温漂相互抵消-差分放大电路,产生原因：温度变化，直流电源波动，器件老化。 其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。,11,二.差分放大电路（差动放大电路）,差分放大电路是放大两个输入信号之差.,理想差放：uo = Ad ( uI1 - uI2 ),Ad：差模放大倍数,差模输入电压: 两个输入信号之差 uId = uI1 - uI2,共模输入电压:两个信号的算术平均值 uIc= ( uI1 + uI2 )/2,输入电压 ： uI1 = uIc + uId /2 uI2 = uIc - uId /2,总输出电压： uo = Ad uId + Ac uIc,Ac：共模放大倍数,12,1. 长尾式差分放大电路,图3.3.3 长尾式差分放大电路,(1)静态分析：,UCEQ=VCC - ICQ RC +UBEQ,二.差分放大电路（差动放大电路）,uO =UC1Q UC2Q = 0,零输入时零输出。,13,（2) 抑制零点漂移：,共模信号:两输入端加上大小相等,极性相同的信号,共模放大倍数:,参数理想对称时AC=0,即uI1 = uI2 = uIc,14,零点漂移效果相当于输入端加共模信号,能抑制共模信号即能抑制零漂。,（2) 抑制零点漂移：,T,iC1 ,iE ,uE ,uBE1 ,iB1,iC2,uBE2,iC1 ,iC2,iB2,由Re引起电流负反馈，抑制零点漂移。,15,(3) 放大差模信号,iE1= iE2，Re中电流不变， 即Re 对差模信号无反馈作用。,结论： 差动放大器对差模信号进行放大，对共模信号进行抑制。,差模信号:电路两输入端加上大小相等，极性相反的信号.,即uI1 = -uI2 = uId /2.,16,图3.3.5 差分放大电路加差模信号,差分电路以牺牲一只管子的Au为代价，换取低温漂。,动态参数:,差模放大倍数:,17,(4)指标计算,1.差模放大倍数,2 .共模放大倍数,3. 共模抑制比 KCMR,KCMR表征差动放大器对共模信号抑制能力的参数，其值愈大，说明电路性能愈好。,参数理想对称时AC=0,18,2.差分放大电路的四种接法,双入-双出，双入-单出，单入-双出，单入-单出,（1）双端输入单端输出,图3.3.7 双入、单出差放电路,静态Q计算： IBQ IC1Q IC2Q UC1Q UC2Q UC1Q UC2Q,UC2Q= VCC - IC2Q RC,直流等效,19,动态计算：,差模信号：,R0 = Rc,差模信号的等效电路,（1）双端输入单端输出,双入、单出差放电路,20,共模信号的等效电路,共模信号：,Re 愈大, Ac 愈小, KCMR愈大,电路性能愈好。,双入、单出差放电路,21,(2)单端输入双端输出电路,单端输入、双端输出电路,uI1 uI uI2 0,可看成双端输入任意信号的特例。,uId = uI1 uI2 uI,左右两端分别获得: 一对差模信号：,一对共模信号：,左边：uI1= uI /2+ uI/2=uI 右边：uI2= uI /2- uI/2=0,22,动态参数：,由于输入差模信号的同时伴随有共模信号，所以：,(2)单端输入双端输出电路,单端输入、双端输出电路,23,(3)单端输入单端输出,单端输入、单端输出电路,R0 = Rc,24,(1)差模电压放大倍数只与输出方式有关.,(2)共模电压放大倍数只与输出方式有关：双出时：Ac=0,(3)差模输出电阻仅与输出方式有关： 双出时: R0 = 2 Rc 单出时: R0 = Rc,(4)输入电阻均为： Ri=2 (rbe +Rb),(5)负载的处理：仅与输出方式有关 双出时：RL减半 单出时： RL不变,差动放大器动态参数计算总结：,双出时：与单放电路的Au相等，Ad=Au 单出时： Ad=Au /2,25,具有恒流源的差分放大电路,恒流源内阻为无穷大.,Re增大，能有效抑制温漂，提高KCMR ，,方法1:用恒流源代替Re,3.改进型差分放大电路,VEE,简化画法,26,方法2：增加调零功能,电路调零措施,3.改进型差分放大电路,射极加Rw (或VCC 加Rw 调零） (Rw为调零电位器）,27,三. 直接耦合互补输出级,对电压放大电路的输出级的要求：,输出电阻低;,最大不失真输出电压尽可能大;,输入电压为零,输出电压为零。,双向跟随的互补输出级,1.基本互补输出电路,互补输出级的基本电路,静态时：ui=0, uo=0.,当ui 0时，T1导通，T2截止。,当ui 0时，T2导通，T1截止。,两只管子交替工作，两路电源交替供电，双向跟随。,28,交越失真:,当ui uon时，T1 才导通,消除方法：设置合适的Q，使T1,T2均处于临界导通和微导通状态。, uo在 ui过零附近将产生交越失真。,29,2. 消除交越失真的互补输出级,图3.3.17 消交越失真的互补输出级,(1)二极管偏置(a)：,静态下: UB1,B2=UD1+ UD2,动态：ub1ub2 ui,(2)UBE倍增电路(b),条件： I1I2 IB,若 R3=R4，UCE=UB1,B2=2UBE,动态下: ub1 ub2 ui,30,3.准互补输出电路,采用复合管的准互补级输出,互补输出电路的特点：,零输入时零输出;,具有很强的带负载能力;,输出正负方向对称,双向跟随;,适合做直耦多级放大电路的输出级。,输出管为同一类型管的电路为准互补电路。,31,四. 直接耦合多级放大电路,输出级：互补输出电路（使输出电阻较小，带负载能力增强，最大不失真输出电压幅值可接近电源电压）,中间级：共射放大电路（得到高电压放大倍数）,输入级：差分放大电路（可减小温漂，提高共模抑制比）,要合理设置静态工作点，以使输入电压为零时输出电压为零。