多级、功率放大器、差放

多级放大电路,耦合方式：信号源与放大电路之间、两级放大电路之间、放大器与负载之间的连接方式。,常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和变压器耦合。,动态:传送信号,减少压降损失,静态：保证各级有合适的Q点,波形不失真,输出,多级放大电路的框图,对耦合电路的要求,4.1多级放大电路的耦合方式,单级放大器(静态工作点稳定的共射极放大器),多级阻容耦合放大器的级联,设二级放大器的参数完全一样,4.2阻容耦合放大电路,多级阻容耦合放大器的分析,(1)由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独立，分别估算。(2)前一级的输出电压是后一级的输入电压。(3)后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。(4)总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。(5)总输入电阻ri即为第一级的输入电阻ri1。(6)总输出电阻即为最后一级的输出电阻.,第一级,第二级,负载,信号源,两级之间通过耦合电容C2与下级输入电阻连接,1.静态分析,由于电容有隔直作用，所以每级放大电路的直流通路互不相通，每级的静态工作点互相独立，互不影响，可以各级单独计算。,两级放大电路均为共发射极分压式偏置电路。,2.动态分析,微变等效电路,第一级,第二级,多级阻容耦合放大器的静态工作点,第一级静态工作点,第二级静态工作点,多级阻容耦合放大器的微变等效电路,前一级的输出电压是后一级的输入电压,后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。,多级阻容耦合放大器的微变等效电路,多级阻容耦合放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算,第二级的输入电阻,ri=ri1=R11/R12/rbe1,多级阻容耦合放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算,ri2=R21/R22/rbe2,ro=RC2,=Au1Au2,总电压放大倍数,Au为正，输入输出同相,总放大倍数等于各级放大倍数的乘积,代入数值计算,ri=ri1=R11/R12/rbe1=100/33/1.62=1.52k,RB1=100kRB2=33kRE=2.5kRC=5kRL=5k=60EC=15V,ri2=R21/R22/rbe2=100/33/1.62=1.52k,Au=Au1Au2=(-43)(-93)=3999,ro=RC2=5k,两级单管放大器级联,可提高电压放大倍数;但输入电阻仍很小,输出电阻仍很大,阻容耦合多级放大电路,当两级放大器（静态工作点稳定的基本放大器）级联时，放大倍数大大提高。但输入电阻较小，输出电阻较大。,Au=Au1Au2=3999,RS=20k,=-6.6,输入电阻很小的放大器当信号源有较大内阻时,放大倍数变得很小,ri=R11/R12/rbe=1.52k,Au=-93,由于信号源内阻大,而放大器输入电阻小,致使放大倍数降低,RB=570kRE=5.6kRL=1.52k=100EC=15V,用射极输出器作为输入级,构成两级放大器，可提高放大器的输入电阻,用射极输出器作为输入级时电压放大倍数的估算,用射极输出器作为输出级,构成两级放大器，可减小放大器的输出电阻,提高带负载的能力,ro1=RC1=5k,RL=5k时,Au=-93RL=1k时,Au=-31,第一级放大倍数的计算,=ri2=173k,Au1=-185,后一级的输入电阻作为前一级的交流负载电阻,总放大倍数的计算,Au=Au1Au2=（-185）0.99=-183,Au=Au1Au2=（-174）0.97=-169,比较不接射极输出器时的带负载能力：,RL=5k时,Au=-93RL=1k时,Au=-31,当负载电阻由5k变为1k时，放大倍数降低到原来的92.3%,降低到原来的30%,结论:用射极输出器作为输出级,可减小放大器的输出电阻,提高带负载的能力,输入电阻ri、输出电阻ro的计算,ri=ri1=R11/R12/rbe1=1.52k,RS为信号源内阻,即前一级的输出电阻RC1,=RB/RC1,设:gm=3mA/V=50rbe=1.7K,例题:,求:总电压放大倍数、输入电阻、输出电阻,（1）估算各级静态工作点:（略）,（2）动态分析:,微变等效电路,首先计算第二级的输入电阻ri2=R3/R4/rbe=82/43/1.7=1.7k,第二步:计算各级电压放大倍数,第三步:计算输入电阻、输出电阻,ri=R1/R2=3/1=0.75M,ro=RC=10k,第四步:计算总电压放大倍数,Au=Au1Au2=(-4.4)(-147)=647,例2:,如图所示的两级电压放大电路，已知1=2=50,T1和T2均为3DG8D。(1)计算前、后级放大电路的静态值(UBE=0.6V);(2)求放大电路的输入电阻和输出电阻；(3)求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数。,解:,(1)两级放大电路的静态值可分别计算。,第一级是射极输出器:,第二级是分压式偏置电路,解:,第二级是分压式偏置电路,解:,(2)计算ri和r0,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。,微变等效电路,(2)计算ri和r0,(2)计算ri和r0,(3)求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数,第一级放大电路为射极输出器,(3)求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数,第二级放大电路为共发射极放大电路,总电压放大倍数,应用举例镍镉电池恒流充电电路,原理:三极管工作于恒流状态，基极电位恒为6V；调整转换开关使充电电流限制在50mA和100mA;,性能:正常充电时间7小时左右;充电电流为恒定值；充电电流大小由电池额定容量确定。,LED发光二极管承受正向电压导通发光,发光强度与通过的电流大小有关。LED与R5串联后，接于R4两端，R4两端电压的大小，反映充电电流的大小，LED发光的亮、暗指示S的位置,R5是LED的限流电阻,使通过LED的电流限制在一定数值。,例：扩音系统,功率放大电路的作用：用作放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。,4.3功率放大电路,4.3.1功率放大电路的一般问题,功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。为了获得大的输出功率，必须使输出信号电压大；输出信号电流大；放大电路的输出电阻与负载匹配。,实例典型的收音机电路,变频,低放中放,功放,Ic=0.5mA,Ic=2mA,Ic=20mAEc=6V,Po=30mW,电源供给的功率：,PDC=EcIc=120mW,转换效率：,1.功放电路与普通放大电路的比较,功率放大电路：要求负载得到一定的不失真或失真较小的输出功率；电路工作在大信号状态，研究的问题是提高输出功率和效率。,共同点：都是能量转换电路，把直流能量转换为交变能量,不同点：普通放大电路：要求负载得到不失真电压信号，不要求输出功率；电路工作在小信号状态，研究的问题是电压放大倍数、输入和输出电阻、带宽等。,2.功放电路研究的主要问题,要求输出功率尽可能大，要求输出电流和电压都大，管子运行在极限状态。电路效率要高：效率是指负载得到的有用信号功率与电源供给的直流功率之比，比值越大效率越高。非线性失真尽可能小：功率与失真是一对矛盾，一般输出功率越大失真越严重。半导体的散热问题：功放电路中很大一部分功率被集电结消耗掉，使结温上升，为充分利用允许的管耗输出足够大的功率，散热非常重要。功放管的保护问题：为输出足够大的功率，管子承受的电压很高，通过的电流很大，管子较容易损坏。,二.放大电路工作状态,iC,甲类放大：静态工作点在交流负载线中点，用于电压放大,甲类虽然放大的信号不失真，但管耗太大，电路的效率很低,iC,甲乙类放大：在截止区偏上一点，防止交越失真,iC,乙类放大：ICQ=0，三极管只在正半周工作，电压幅值大，用于功率放大,甲乙类放大和乙类放大电路因静态电流很小，使电源供给的直流功率几乎全部转换成交流输出信号，因此降低了管耗，提高了效率。但是，这两种功放电路都出现了严重的波形失真。,三.射极输出器的功率放大作用,射级输出器具有输入电阻高、输出电阻低的特点，能达到电阻匹配的要求。另外射极输出器的电压放大倍数近似等于1，具有电流放大和功率放大作用。因此用射级输出器作功率输出级，在负载上可得到最大不失真输出功率。,射极输出器甲类功率放大电路,退出,效率低原因：静态电流造成的管耗较大，如果将Q下移，使信号等于零时，电源的输出等于零或很小，信号增大时，电源供给的功率增大，这样便可解决效率低的问题。,1.静态值,VB=0IBQ=Ec/(1+)REICQ=Ec/REUCEQ=2Ec-IcREEc,2.功率,效率低原因：静态电流造成的管耗较大，如果将Q下移，使信号等于零时，电源的输出等于零或很小，信号增大时，电源供给的功率增大，这样便可解决效率低的问题。可见，射极输出器能满足电阻匹配，使负载获得最大输出功率，但因电路的静态电流较大，因而晶体管的损耗较大，致使能量转换效率低。,如何解决效率低的问题？,办法：降低Q点,但又会引起截止失真,既降低Q点又不会引起截止失真的办法：采用推挽输出电路，或互补对称射极输出器,4.3.2互补对称功率放大电路,互补对称：电路中采用两个晶体管：NPN、PNP各一支；两管特性一致。对称电源：+USC，-USC组成互补对称式射极输出器,NPN型,PNP型,一、工作原理（设ui为正弦波）,静态时：,ui=0VT1、T2均不工作uo=0V,动态时：,ui0V,T1截止，T2导通,ui0V,T1导通，T2截止,iL=ic1;,iL=ic2,注意：T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式。,输入输入波形图,死区电压,(1)静态电流ICQ、IBQ等于零；(2)每管导通时间于半个周期；(3)存在交越失真。,特点：,二、最大输出功率及效率的计算,假设ui为正弦波且幅度足够大，T1、T2导通时均能饱和，此时输出达到最大值。,负载上得到的最大功率为：,若忽略晶体管的饱和压降，则负载（RL)上的电压和电流分别为：,电源提供的直流平均功率计算：,每个电源中的电流为半个正弦波，其平均值为:,两个电源提供的总功率为：,USC1=USC2=USC,效率为：,OTL:OutputTransformerLess,OCL:OutputCapacitorLess,互补对称功放的类型：,1.OCL乙类互补对称功率放大电路,VT1、VT2分别为NPN型和PNP型晶体管，要求VT1和VT2管特性对称，并且正负电源对称。,电路组成和工作原理,电路在静态时管子不取电流，而在有信号时，VT1和VT2轮流导电，交替工作，使流过负载RL的电流为一完整的正弦信号。由于两个不同极性的管子互补对方的不足，工作性能对称，所以这种电路通常称为互补对称式功率放大电路。,电压和电流波形图,性能指标估算OCL乙类互补对称功率放大电路的图解分析如图所示。,（1）输出功率Po（2）效率（3）单管最大平均管耗PT1max,OCL乙类互补对称功率放大电路的图解分析,2.OCL甲乙类互补对称功率放大电路在输入电压较小时，存在一小段死区，此段输出电压与输入电压不存在线性关系，产生了失真。由于这种失真出现在通过零值处，故称为交越失真。交越失真波形如图所示。,互补对称功率放大电路的交越失真,为减小交越失真，改善输出波形，通常设法使晶体管在静态时有一个较小的基极电流，以避免当ui幅度较小时两个晶体管同时截止。如图所示。,图典型OCL甲乙类互补对称功放电路,由图还可以看出，此时每管的导通时间略大于半个周期，而小于一个周期，故这种电路称为OCL甲乙类互补对称功率放大电路。,图OCL甲乙类互补对称功放电路波形图,3.采用复合管的互补功率放大电路由复合管组成的互补功率放大电路如图所示。图中，要求VT3和VT4既要互补又要对称，对于NPN型和PNP型两种大功率管来说，一般比较难以实现。,图5.9复合管互补对称电路,为此，最好选VT3和VT4是同一型号的管子，通过复合管的接法来实现互补，这样组成的电路称为准互补电路，如图所示。,准互补对称电路,差动放大级,反馈级,偏置电路,共射放大级,UBE倍增电路,恒流源负载,准互补功放级,保险管,负载,实用的OCL准互补功放电路：,RC低通,实际功放电路,这里介绍一个实用的OCL准互补功放电路。其中主要环节有：,(1)恒流源式差动放大输入级（T1、T2、T3）；(2)偏置电路（R1、D1、D2）；(3)恒流源负载（T5）；(4)OCL准互补功放输出级（T7、T8、T9、T10）；(5)负反馈电路（Rf、C1、Rb2构成交流电压串联负反馈）；(6)共射放大级（T4）；(7)校正环节（C5、R4）；(8)UBE倍增电路（T6、R2、R3）；(9)调整输出级工作点元件（Re7、Rc8、Re9、Re10）。,集成运放内部的功率放大器,集成功率放大器,特点：工作可靠、使用方便。只需在器件外部适当连线，即可向负载提供一定的功率。,集成功放LM384：,生产厂家：美国半导体器件公司,电路形式：OTL,输出功率：8负载上可得到5W功率,电源电压：最大为28V,集成功放LM384管脚说明:,集成功放LM384外部电路典型接法：,调节音量,电源滤波电容,外接旁路电容,低通滤波,去除高频噪声,输入信号,输出耦合大电容,4.3.3OTL甲乙类互补对称功率放大电路无输出变压器电路、OTL(OutputTransformerLess)电路。OTL功放的工作原理与OCL功放相同。只要把Q点的横坐标改为UCC/2，并用UCC/2取代OCL功放有关公式中的UCC，就可以估算OTL功放的各类指标。,典型OTL甲乙类互补对称功率放大电路,增加RE2:用于设置合适的Q点。,问题1:前后级Q点相互影响。,3.3直接耦合放大电路,3.3.1直接耦合放大电路的零点漂移问题,NPN型和PNP型混合使用:用于设置合适的Q点。,问题1:前后级Q点相互影响。,3.3直接耦合放大电路,3.3.1直接耦合放大电路的零点漂移问题,问题2:零点漂移。,当ui等于零时，uo不等于零。,有时会将信号淹没,4.4直接耦合,直接耦合：将前级的输出端直接接后级的输入端。可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。,直接耦合电路,因为电容的隔直作用以及低频时容抗加大，所以阻容耦合只适用于放大频率较高的交流信号。,对于直流信号和低频信号，阻容耦合已不适用，必须采用直接耦合方式。,能够放大直流信号（包括慢变信号和低频信号）的放大器称为直流放大器。,建立静态工作点,2.零点漂移:前一级的温漂将作为后一级的输入信号，被一级级放大，导致后级饱和或截止。（须增加两级之间的直流负反馈）,直接耦合放大器的级联,2.零点漂移,零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电压发生缓慢地、无规则地变化的现象。,产生的原因：晶体管参数随温度变化、电源电压波动、电路元件参数的变化。,直接耦合存在的两个问题：,1.前后级静态工作点相互影响,若由于温度的升高IC1增加1%，试计算输出电压Uo变化了多少？,已知：UZ=4V，UBE=0.6V，RC1=3k，RC2=500，1=2=50。,温度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。,IC1=2.31.01mA=2.323mA,UC1=UZ+UBE2=4+0.6V=4.6V,例：,已知：UZ=4V，UBE=0.6V，RC1=3k，RC2=500，1=2=50。,温度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。,例：,IC2=2IC2=500.147mA=7.35mA,Uo=8.3257.75V=0.575V提高了7.42%可见，当输入信号为零时，由于温度的变化，输出电压发生了变化即有零点漂移现象。,零点漂移的危害：直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂移电压。,一般用输出漂移电压折合到输入端的等效漂移电压作为衡量零点漂移的指标。,输入端等效漂移电压,输出端漂移电压,电压放大倍数,只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放大后的有用信号才能被很好地区分出来。,(1)产生零漂的原因,放大电路的Q点不稳定前一级的漂移作为后一级的输入信号被逐级放大。,温度变化导致零点漂移的主要原因-温漂,(2)减小零漂的措施,用非线性元件进行温度补偿,差分式放大电路,分压偏置电路，引入直流负反馈,稳定Q点,-采用特性相同的管子，使温漂相互抵消,由于不采用电容，所以直接耦合放大电路具有良好的低频特性。,抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路的一个重要的问题(较好的方法-差动放大电路)。,适合于集成化的要求，在集成运放的内部，级间都是直接耦合。,4.5.1基本型差动放大器,uo=uC1-uC2,uC1,uC2,4.5差动式放大电路,改动后的基本差动放大电路,电路的组成,实际电路参数不完全对称时，做调零电位器,uO=(UCQ1+UCQ1)(UCQ2+UCQ2)=0,静态时，ui1=ui2=0,TICQUCQ,uO=UCQ1-UCQ2=0,UCQ1=UCQ2,差动放大电路对温漂的抑制作用,温度的影响相当于给差分放大电路加入了共模信号，所以差分放大电路能够抑制温漂。,利用电路的对称性,uo=(uC1+uC1)-(uC2+uC2)=0,当温度变化时：,uC1=uC2,对IE1来说,等效2Re,温度T,IC,IRe=2IC,UE,UBE,IB,IC,ui1=ui2=0,RE具有强负反馈作用,抑制温度漂移，稳定静态工作点。,RE的作用,2差动电路的动态分析,(1)输入共模信号,差分放大电路抑制共模信号，反映了抑制零点漂移的能力。,uC1=uC2,uo=0,即：ui1=ui2大小相等、极性相同,（很小，1),uid=ui1ui2,=uod,(3)任意输入,ui1、ui2大小和极性任意。,例:ui1=10mV,ui2=6mV,ui2=8mV2mV,可分解成:ui1=8mV+2mV,共模信号,差模信号,放大电路只放大两输入信号的差模信号差分放大电路。,(4)共模抑制比(CMRR)的定义,例:Ad=-200Ac=0.1CMRR=20log(-200)/0.1=66db,CMRRCommonModeRejectionRatio,共模抑制比KCMR是差分放大器的一个重要指标。,4.5.2典型差分放大电路的四种接法,（1）双端输入、双端输出,静态分析,直流通路,动态分析,a.差模输入,输入差模信号时，两集电极电位一个升高(UCQ2增加)，一个下降(UCQ1减小)，就象跷跷板一样。,RL的中点相当于交流地，对T1、T2各取,Re对差模信号作用,ui1,ui2,ib1,ic1,ib2,ic2,ic1=-ic2,iRE=ie1+ie2=0,uRE=0,RE对差模信号不起作用,动态分析,a.差模输入,ib1=-ib2,微变等效电路,b,id,u,i2,u,R,b,R,r,be,R,c,2,R,L,r,be,R,c,2,R,L,b1,i,+,-,+,-,+,-,b2,i,b1,i,b,b2,i,b,i1,u,差模电压放大倍数,-,+,i,R,o,R,od,u,u,od,2,u,od,2,+,-,-,+,差模输入电阻：,差模输出电阻：,微变等效电路,b.共模输入,动态分析,输入共模信号时，两集电极电位（uc1和uc2）同时以相同幅度、相同方向变化,KCMR=,（2）双端输入、单端输出,差模输入等效电路,静态分析（略）,动态分析,若从T2集电极输出则为正。,双端输出对共模信号有较强的抑制能力，而单端输出对共模信号抑制能力较弱。可增大Re。,共模输入等效电路,（3）单端输入双端输出,同双端输入、双端输出,（4）单端输入单端输出,计算同双入单出：,注意放大倍数的正负号：设从T1基极输入，如果从T1集电极输出，为负；从T2集电极输出为正。,差分放大电路动态参数计算总结,与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：,双出：,单出：,与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：,双出：,单出：,与电路连接方式无关。,双出：,双出：,单出：,单出：,KCMR=,4.5.3恒流源式差放电路,电路结构:,电路特点：IC3具有恒流特性,加大Re，可以提高共模抑制比。为此可用恒流源T3来代替Re。,抑制温漂的原理,结论：IC3保持恒流，对共模信号抑制，对差模信号相当于短路,加入温度补偿三极管T4（BC短接，相当于二极管）,IE4(UCC+UEE-UBE4)/(R1+R2)恒定,结论:T4稳定IE3,恒流源相当于阻值很大的电阻。,恒流源不影响差模放大倍数。,恒流源使共模放大倍数减小，从而增加共模抑制比。理想的恒流源相当于阻值为无穷大的电阻，所以共模抑制比无穷大。,恒流源的作用,4.5.3具有恒流源的差分放大电路,电路结构,加大Re，可以提高共模抑制比。为此可用恒流源T3来代替Re。,rce31M,恒流源,T3:放大区,静态分析：主要分析T3管。,UB3UE3IE3IC3,恒流源相当于阻值很大的电阻。,恒流源_差模放大倍数。（影响，不影响）,恒流源使共模放大倍数_（增大，减小），从而_（增大，减小）共模抑制比，理想的恒流源相当于阻值为无穷的电阻，其共模抑制比是_。,恒流源的作用,不影响,减小,增大,无穷,（3）场效应管差分放大电路,1.结构:,双电源长尾式差放,特点：加入射极电阻RE加入负电源-UEE，采用正负双电源供电,2.双电源长尾式差放中双电源和射极电阻RE的作用,双电源的作用：（1）使信号变化幅度加大。（2）IB1、IB2由负电源-UEE提供，可以取消R1和RB四个电阻，且使基极的直流静态电位=0,双电源长尾式差放中双电源和射极电阻RE的作用,射极电阻RE的作用：,TC,（1）直流负反馈，稳定静态工作点,射极电阻RE的作用：,（2）RE对共模信号有抑制作用（原理同上，即由于RE的负反馈作用，使IE基本不变）（3）RE对差模信号相当于短路,ui1=-ui2，设ui1,ui2ib1,ib2ie1,ie2ie1=-ie2IE不变,结论：IE具有恒流特性,用恒流源代替RE，可使电路进一步改善,放大倍数,(1)共模信号输入ui1=ui2,(2)差模信号输入ui1=-ui2,uo=uC1-uC2,放大倍数,(3)如果ui1ui2,uC+ud,uC-ud,结论:当两输入端有任意输入时,相当于共模输入和差模输入共存,放大倍数,uC+ud,uC-ud,只考虑共模输入时:uoC=ACuC,只考虑差模输入时:uod=Ad(2ud),总输出:uo=Ad(ui1-ui2),反相输入端u-,同相输入端u_+,放大倍数,单端输入:当ui2=0时,双端输入,uo=Adui1,恒流源式差放电路,电路结构:,电路特点：IC3具有恒流特性,抑制温漂的原理,结论：IC3保持恒流，对共模信号抑制，对差模信号相当于短路,加入温度补偿三极管T4（BC短接，相当于二极管）,IE4(UCC+UEE-UBE4)/(R1+R2)恒定,结论:T4稳定IE3,恒流源相当于阻值很大的电阻。,恒流源不影响差模放大倍数。,恒流源使共模放大倍数减小，从而增加共模抑制比。理想的恒流源相当于阻值为无穷大的电阻，所以共模抑制比无穷大。,恒流源的作用,单端输出,至下一级,双端输出双端输入,如单端输出,此RC2可去消,差放电路的几种接法,接法类型：单端输入，双端输入。单端输出，双端输出。,第5章集成运算放大器,5.1概述5.2集成运放的开环和闭环,5.1集成运算放大器概述,结构,（1）采用四级以上的多级放大器，输入级和第二级一般采用差动放大器。（2）输入级常采用复合三极管或场效应管，以减小输入电流，增加输入电阻。（3）输出级采用互补对称式射极跟随器，以进行功率放大，提高带负载的能力。,IC=IC1+IC2=1IB+2(1+1)IB=1+2(1+1)IB,为减小IB,提高输入电阻,T1、T2采用复合三极管,=IC/IB=1+2(1+1)12,集成运放内部结构（举例）,第1级：差动放大器,第2级：差动放大器,第3级：单管放大器,第4级：互补对称射极跟随器,极性判断,集成运算放大器符号,反相输入端u,同相输入端u+,输出端uo,国际符号：,国内符号：,集成运算放大器的技术指标,(1)开环差模电压放大倍数(开环增益)大Ao(Ad)=uo/(u+-u-)=105-107倍;(2)共模抑制比高CMRR=100db以上;(3)输入电阻大ri1M,有的可达100M以上;(4)输出电阻小ro=几-几十,理想运放：,5.1集成运算放大器的分析方法理想化,Ao=CMRR=ri=ro=0,uo=Ao(u+u)Aou+u0u+u,u+=uib-=ib+=0,riib-0ib+0,集成运算放大器的分析方法,输出电压变化范围:最大+UCC-UEE,集成运算放大器的分析方法:放大倍数与负载无关，,因为ro=0所以放大倍数与负载无关，放大倍数可以独立计算。,运放线性运用,在运放的线性应用中，运放的输出与输入之间加负反馈，使运放工作于线性状态。,5.2.1负反馈的概念,凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加，就称为反馈。,若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。,反馈,取+加强输入信号正反馈用于振荡器,取-削弱输入信号负反馈用于放大器,开环,闭环,负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带,放大：,迭加：,负反馈框图：,AO称为开环放大倍数,AF称为闭环放大倍数,输出信号,输入信号,反馈信号,差值信号,负反馈放大器,F称为反馈系数,负反馈放大器的一般关系,闭环放大倍数：,放大：,迭加：,负反馈放大器的闭环放大倍数,当Ao很大时,AoF1,结论:当Ao很大时,负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关,只与反馈网络有关。即负反馈可以稳定放大倍数。,负反馈放大器的四种连接方式,串联,并联,四种连接方式:(1)电流串联负反馈(2)电压串联负反馈(3)电流并联负反馈(4)电压并联负反馈,5.2.2负反馈的类型及分析方法,负反馈的类型,电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,电流并联负反馈,作用：稳定静态工作点,(1)接有发射极交流负反馈电阻的放大器,(电流串联负反馈),ui=ube+uf,负反馈电阻RF,符合公式：,性能比较,结论:(1)放大倍数减小了,但稳定了,即受晶体管的影响减小。(2)输入电阻提高了.,RB1=100kRB2=33kRE=2.4kRF=100RC=5kRL=5k=60EC=15Vrbe=1.62k,放大倍数稳定性的比较,放大倍数的近似计算,uf=RFie,=-19,(2)射极跟随器(电压串联负反馈),ui=ube+uf,其中uf=uo,符合公式：,性能：,（1）放大倍数1（2）输入电阻大（3）输出电阻小,放大倍数的近似计算：,(3)在集电极与基极间接有反馈电阻的放大器(电压并联负反馈),Rf的作用：1.提供静态工作点2.直流负反馈,稳定静态工作点3.交流负反馈,稳定放大倍数,ii=ib+if,其中if=-(uo-ui)/Rf,即if是由uo形成的,符合公式：,(4)在两级放大器之间接有负反馈电阻的放大器(电压串联负反馈),ui=ube+uf,符合公式：,放大倍数的近似计算：,5.2.3负反馈对放大电路的影响,负反馈使放大倍数下降。,引入负反馈使电路的稳定性提高。,1.对放大倍数的影响,若:,称为深度负反馈，此时：,在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。,2.交流负反馈能改善波形的失真,加反馈前,加反馈后,失真,改善,3.对输入、输出电阻的影响,1、串联反馈使电路的输入电阻增加：,2、并联反馈使电路的输入电阻减小：,3、电压反馈使电路的输出电阻减小：,例如:射极输出器,例如:射极输出器,4、电流反馈使电路的输出电