第3章 多级放大电路(2)

1、3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 1 1 1模拟电子技术基础模拟电子技术基础河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院基础部基础部第十二次课第十二次课3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 2 2 2 直接耦合直接耦合 阻容耦合阻容耦合 变压器耦合变压器耦合 光电耦合光电耦合主要用于直流信号和低频主要用于直流信号和低频信号的放大信号的放大主要用于交流信号的放大主要用于交流信号的放大耦合方式：耦合方式：3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 3 3 31 iiRR onoRR 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析unuuuAAAA 213 - 1 - 3 -

2、1 - 3 - 1 - 4 4 41. 计算放大倍数：是把后一级输入电阻作为前一级计算放大倍数：是把后一级输入电阻作为前一级负载；负载；2. 当共集放大电路作为输入级当共集放大电路作为输入级（即第一级）时，它（即第一级）时，它的输入电阻与其负载（即第二级的输入电阻）有的输入电阻与其负载（即第二级的输入电阻）有关；而关；而当共集放大电路作为输出级当共集放大电路作为输出级（即最后一级）（即最后一级）时，它的输出电阻与其信号源内阻（即倒数第二时，它的输出电阻与其信号源内阻（即倒数第二级的输出电阻）有关。级的输出电阻）有关。3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 5 5 5例例1 试估算电路的

3、试估算电路的Q点、点、Au 、Ri和和Ro。3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 6 6 6)(4311RRIVUEQCCCEQCCBQVRRRU2121+4111RUUIBEQBQEQ1111EQBQII解解: (1)求解求解Q点点:由于电路采用阻容耦合方式由于电路采用阻容耦合方式, ,所以每一所以每一级的级的Q点都可以按照单管放大电路求解。点都可以按照单管放大电路求解。第一级为典型的第一级为典型的Q点稳定电路，点稳定电路，Q点如下：点如下：3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 7 7 7第二级为共集放大电路第二级为共集放大电路62522)1 (RRUVIBEQCCBQ2

4、22)1 (BQEQII622RIVUEQCCCEQ3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 8 8 8（2）求解求解Au、Ri和和Ro。 画出放大电路的微变等效电路画出放大电路的微变等效电路3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 9 9 9 为了求出第一级的电压放大倍数为了求出第一级的电压放大倍数Au1，首，首先应求出其负载电阻，即第二级的输入电阻：先应求出其负载电阻，即第二级的输入电阻：)/)(1(/6252LbeiRRrRR3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 10101012311)/(beiurRRA)/)(1 ()/)(1 (622622LbeLuRRrRR

5、A21uuuAAA3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 111111121/beirRRR 2322532611/RrRRrRRbebeo3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 121212 练习：练习： 电路如图所示电路如图所示,电路的静态工作点合适，画电路的静态工作点合适，画出交流等效电路，并写出出交流等效电路，并写出Au、Ri和和Ro的表达式。的表达式。3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 131313)(1 ()(1 (be2321be1be23211rRRrrRRAube2422rRAu)()(1 ()(1 (be242be2321be1be232121r

6、RrRRrrRRAAAuuu3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 141414)(1 (be2321be11irRRrRR4oRR 3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 151515小结小结基本要求：基本要求：1. 了解四种耦合方式的特点。了解四种耦合方式的特点。2. 掌握阻容耦合多级电路的静态工作点分析。掌握阻容耦合多级电路的静态工作点分析。3. 掌握阻容多级电路的动态分析方法。掌握阻容多级电路的动态分析方法。作业：作业： P179 习题习题 3.2 （a、b） （题图在（题图在P181 ）3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 1616163.3.1 直接耦合放

7、大电路的零点漂移现象直接耦合放大电路的零点漂移现象一、零点漂移现象及其产生的原因一、零点漂移现象及其产生的原因3.3 3.3 直接耦合放大电路直接耦合放大电路3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 171717 1、零点漂移现象零点漂移现象: 在放大电路中，如果在放大电路中，如果uI=0而而uO0的现象称为零点漂移现象。的现象称为零点漂移现象。 2、原因：原因：在放大电路中电源电压的波动、在放大电路中电源电压的波动、元件的老化、半导体元件参数受温度的影响等元件的老化、半导体元件参数受温度的影响等均可能引起电路输出电压的漂移、均可能引起电路输出电压的漂移、Q的偏移。的偏移。3 - 1 -

8、 3 - 1 - 3 - 1 - 181818 由温度变化所引起的半导体器由温度变化所引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移现象件参数的变化是产生零点漂移现象的主要原因，的主要原因，因而也称因而也称零点漂移零点漂移为为温度漂移温度漂移，简称，简称温漂温漂。 无论哪种耦合方式，各级都存在温漂，无论哪种耦合方式，各级都存在温漂，但但直接耦合直接耦合的第一级温漂对电路的影响为的第一级温漂对电路的影响为最大。最大。 3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 1919191. 在电路中引入直流负反馈（用在电路中引入直流负反馈（用Re)稳定稳定Q（静态工作静态工作点稳定电路点稳定电路） 2. 利用

9、热敏元件的温度补偿利用热敏元件的温度补偿来抵消放大管的变化来抵消放大管的变化BQDRbIIITICIDIBIC3. 利用差分放大电路实现温度补偿。利用差分放大电路实现温度补偿。采用特性相同的采用特性相同的管子，参数对称的电路，使它们的温漂相互抵消。管子，参数对称的电路，使它们的温漂相互抵消。 二、抑制温度漂移的方法二、抑制温度漂移的方法3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 2020203.3.2 3.3.2 差分放大电路差分放大电路一、电路的组成：一、电路的组成： 由两个完全对称的放大电路由两个完全对称的放大电路 构成。构成。1、T1、T2的特性完全相同。的特性完全相同。 2、电路对

10、应的元件（参数）完、电路对应的元件（参数）完全相同。全相同。 3、uo在两管的在两管的C1、C2之间。之间。3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 2121211）当输入信号）当输入信号ui1、ui2大小相等、极性大小相等、极性相同时，输入信号相同时，输入信号称为称为共模信号。共模信号。 温漂、各种干扰信号均可视为共模信号。温漂、各种干扰信号均可视为共模信号。当电路有共模信号输入时，当电路有共模信号输入时，T1的的uc1、T2的的uc2具有相同的变化量和变化趋势。具有相同的变化量和变化趋势。则有则有:uo=uc1-uc2=(UCQ1+uc1)-(UCQ2+uc2)=0由此可见：由此可见

11、：电路对共模信号具有很强的抑制作用电路对共模信号具有很强的抑制作用。3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 222222 当电路有差模信号输入当电路有差模信号输入时，时，T1、T2的基极电流、的基极电流、集电极电流、集电极电集电极电流、集电极电位变化量大小相等、相位变化量大小相等、相位相反。位相反。 则有：则有：2）当输入信号）当输入信号ui1、ui2大小大小相等、极性相反时，输入相等、极性相反时，输入信号称为信号称为差模信号差模信号。 21CCuu1212CCCOuuuu 这样得到了这样得到了uo，实现了电压放大作用，实现了电压放大作用，电路对电路对差模信号具有放大作用差模信号具有放

12、大作用。3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 232323电路的改进：电路的改进：1）Re1、Re2合二为一。合二为一。 如果将如果将e1、e2连在一起连在一起Re1、Re2合为一个合为一个Re，则，则Re上流经的差模信号变化量为零。即上流经的差模信号变化量为零。即Re对差模信号对差模信号不起作用不起作用，相当于短路，提高了差模信号的，相当于短路，提高了差模信号的Au。如图当电路输入差模如图当电路输入差模信号时，信号时，IE1、IE2 大小大小相等、方向相反相等、方向相反。3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 2424242）为了便于调节为了便于调节Q，也为了使电源与信号也

13、为了使电源与信号源共地，电路改进如源共地，电路改进如图所示的图所示的典型差分放典型差分放大电路大电路，即，即长尾式差长尾式差分放大电路分放大电路。 差分放大电路也称差动放大电路。意为差分放大电路也称差动放大电路。意为ui1、ui2有差别时才有有差别时才有uo。3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 252525二、长尾式差分放大电路二、长尾式差分放大电路电路参数理想对称电路参数理想对称 : Rb1=Rb2=Rb ， Rc1=Rc2=Rc ， Re为公共发射极电阻为公共发射极电阻 。 T1与与T2的特性相同：的特性相同： 1=2= rbe1= rbe2 = rbe。3 - 1 - 3 -

14、 1 - 3 - 1 - 2626261. 静态分析：静态分析：EQEQEQReIIII221EEEQBEQbBQVIURIeR2eBEQEEEQRUVI21EQBQIIBEQcCQCCEQCQCEQURIVUUU当当ui1=ui2=0时时通常通常Rb很小很小IBQ也很小，也很小，可以可以忽略忽略IBQ Rb 。则有。则有UE =- -UBEBE。3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 272727eR2BEQEEEQUVI1EQBQIIBEQcCQCCEQCQCEQURIVUUU 如果如果Q合适合适，T及及电路参数对称。电路参数对称。 则有则有UcQ1=UcQ2, Uo=Uc1-Uc

15、2=0。且且电路接入负载后，不影响电路的电路接入负载后，不影响电路的Q。3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 2828282. 对共模信号的抑制作用：对共模信号的抑制作用： 1）由于电路参数完全由于电路参数完全对称，当对称，当ui1、ui2为共模为共模信号信号时，时，T各极电流、电各极电流、电位的变化量及变化趋势位的变化量及变化趋势相同大小相等相同大小相等 uo=0。即对干扰信号或无用即对干扰信号或无用信号的抑制作用。信号的抑制作用。3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 292929 2）Re上的电流变化量为上的电流变化量为2iE,发射极极电位变化量发射极极电位变化量为为2

16、iERe,对于每个对于每个T放大电路，发射极等效电阻为放大电路，发射极等效电阻为2Re，负反馈作用增强，能够更好地抑制共模信号。负反馈作用增强，能够更好地抑制共模信号。所以所以差分电路对共差分电路对共模信号有很强的抑模信号有很强的抑制作用。制作用。3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 303030 为了描述差分电为了描述差分电路对共模信号的抑制路对共模信号的抑制作用，引入参数共模作用，引入参数共模放大倍数放大倍数Ac：IcOcuuAc在电路参数理想对称的情况下，在电路参数理想对称的情况下，Ac=0。3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 3131313. 对差模信号的放大作用

17、对差模信号的放大作用当给电路输入差模信号当给电路输入差模信号uid 时由于电路参数的对称性，时由于电路参数的对称性， uid 经分压以后，则有经分压以后，则有uid/2分别加在分别加在T1、T2的输入端但的输入端但两个晶体管的输入信号相位相反两个晶体管的输入信号相位相反。大小相等、极性相反的输大小相等、极性相反的输入信号称为差模信号。入信号称为差模信号。21IIuu3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 3232321）等效电路：等效电路： 而而uc1、uc2大小相大小相等相位相反等相位相反, uod=uc1-uc2, 有电压放大作用。有电压放大作用。 输入差模信号时，输入差模信号时，

18、ui1= -ui2=uid/2，当，当ib1增加时增加时、ib2 减小，而减小，而 iRe=0，Re 对差模信号对差模信号不起作用。不起作用。3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 333333 在两个输入端加差模信号，即在两个输入端加差模信号，即ui1= ui2 ，这时一管的射极电流增大，另一管的射极这时一管的射极电流增大，另一管的射极电流减小，且增大量和减小量时时相等。电流减小，且增大量和减小量时时相等。因此流过因此流过RE的信号电流始终为零，的信号电流始终为零，E点电点电位将保持不变位将保持不变，因此在等效电路中，因此在等效电路中Re相相当于对地交流短路。当于对地交流短路。3 - 1 - 3 - 1 - 3 - 1 - 343434 在两个输入端加差模信号，即在两个输入端加差模信号，即ui1= -ui2 ，这时一管的集电极电压增大，另一管的集电这时一管的集电极电压增大，另一管的集电极电压减小，且增大量和减小量时时相等。