31-模拟电子电路第一章ppt课件

1、第三章第三章 多级放大电路多级放大电路第三章第三章 多级放大电路多级放大电路3.13.1多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式3.23.2多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析 3.33.3直接耦合放大电路直接耦合放大电路 * *差分式放大电路静态动态，互补输出差分式放大电路静态动态，互补输出第三章第三章 多级放大电路多级放大电路一一.直接耦合直接耦合直接耦合：将前一级的输出端直接衔接到后一级的输入端。直接耦合：将前一级的输出端直接衔接到后一级的输入端。3.13.1多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式UCEQ1UBEQ2 易饱和失真易饱和失真加加ReAu2数值下降数值下降改

2、改用二极管或稳压管后级用二极管或稳压管后级UCQi接近接近VCC, Q点不适宜点不适宜 改用改用PNP优点：可以放大变化缓慢的信号，便于集成化，优点：可以放大变化缓慢的信号，便于集成化，缺陷：缺陷：Q Q点相互影响，存在零点漂移景象。点相互影响，存在零点漂移景象。第三章第三章 多级放大电路多级放大电路二、阻容耦合二、阻容耦合阻容耦合阻容耦合:将放大电路的前级输出端经过电容接到后级将放大电路的前级输出端经过电容接到后级输入端。输入端。 图图3.1.2 两级阻容耦合放大电路两级阻容耦合放大电路优点优点:Q:Q点相互独立。点相互独立。缺陷缺陷: :不能放大变化缓慢的不能放大变化缓慢的信号特别不能用于

3、直流信信号特别不能用于直流信号的放大号的放大, ,低频特性差，低频特性差，不能集成化。不能集成化。第三章第三章 多级放大电路多级放大电路优点优点:Q:Q相互独立，级间阻抗匹配，相互独立，级间阻抗匹配， 放大电路可得到较大的功率输出。放大电路可得到较大的功率输出。缺陷缺陷: :低频特性差，不能放大变低频特性差，不能放大变化缓慢的信号化缓慢的信号; ;不易集成，笨重。不易集成，笨重。三、变压器耦合三、变压器耦合变压器耦合变压器耦合: :将放大电路的前级输将放大电路的前级输出端经过变压器接到后级输入端或出端经过变压器接到后级输入端或负载电阻上。负载电阻上。图图3.1.3 3.1.3 变压器耦合共射放

4、大电变压器耦合共射放大电路路第三章第三章 多级放大电路多级放大电路3.23.2多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析图3.2.1 多级放大电路方框图1. 电压放大倍数：电压放大倍数：2. 输入电阻为第一级的输入电阻：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输出电阻为最后一级的输出电阻: Ri=Ri1 Ro=Ron留意：对于第一级到第留意：对于第一级到第(n-1)(n-1)级，每一级的放大倍数均应该是级，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。以后级输入电阻做为负载时的放大倍数。 N1jujNuAUUUUUUUUAioi2o2io1io第三章第三章

5、 多级放大电路多级放大电路例例1:计算以下图两级放大器的计算以下图两级放大器的0R,R,A,Aiusu(设设1, 2, rbe1, rbe2为为知知)sUoUiUsUoUiU)U(Ui2o1第三章第三章 多级放大电路多级放大电路u2u1uAAA siiususRRRAA ，1be11urR/RAi2c1 be2b4b3r/R/RR2i 2be22urR/RALc Ri=Rb1 / Rb2 / rbe1 Ro=RcsUoUiU)U(Ui2o1第三章第三章 多级放大电路多级放大电路例例2：放大电路如以下图，两管：放大电路如以下图，两管=79, rbe=1k, 计算电压放大倍数计算电压放大倍数usu

6、AA和RS+C1R1100KRc16KR210KR e1300C2Rb2430KC3Re2+2K+VCC3KsUoUiU+第三章第三章 多级放大电路多级放大电路k130)1 (/222b2i2ebeRrRR解：解：19241679R)1(rR/RA1 e1be1i2c11u11R)1(rR)1(A222u e2be2e219AAA u2u1uk6 . 6)1 (/e11be121iRrRRR6 .14)19(26 . 66 . 6ARRRA usiius第三章第三章 多级放大电路多级放大电路3.33.3直接耦合放大电路直接耦合放大电路 一、零点漂移景象：一、零点漂移景象：uIuI0 0，uO0

7、 uO0 的景象。的景象。抑制方法：抑制方法：引入直流负反响引入直流负反响利用热敏元件来抵消放大管的变化利用热敏元件来抵消放大管的变化采用特性一样的管子采用特性一样的管子,使温漂相互抵消使温漂相互抵消-差分放大电路差分放大电路产生缘由：温度变化，直流电源动摇，器件老化。产生缘由：温度变化，直流电源动摇，器件老化。 其中晶体管其中晶体管的特性对温度敏感是主要缘由，故也称零漂为温漂。的特性对温度敏感是主要缘由，故也称零漂为温漂。第三章第三章 多级放大电路多级放大电路二二. .差分放大电路差动放大电路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差分放大电路是放大两个输入信号之差. .理

8、想差放：理想差放：uo = Ad ( uI1 - uI2 )线性放大电路uI1uI2uo 理想差分式放大电路输出与输入关系理想差分式放大电路输出与输入关系Ad：差模放大倍数：差模放大倍数差模输入电压差模输入电压: 两个输入信号之差两个输入信号之差 uId = uI1 - uI2共模输入电压共模输入电压:两个信号的算术平均值两个信号的算术平均值 uIc= ( uI1 + uI2 )/2 输入电压输入电压 ： uI1 = uIc + uId /2 uI2 = uIc - uId /2 总输出电压：总输出电压： uo = Ad uId + Ac uIc Ac：共模放大倍数：共模放大倍数第三章第三章

9、多级放大电路多级放大电路1. 1. 长尾式差分放大电路长尾式差分放大电路图图3.3.3 长尾式差分放大电路长尾式差分放大电路(1)静态分析：静态分析：eEEE2EQ1EQR2)V(UII UCEQ=VCC - ICQ RC +UBEQ二二. .差分放大电路差动放大电路差分放大电路差动放大电路 1IIIEQ2BQ1BQuO =UC1Q UC2Q = 0零输入时零输出。零输入时零输出。第三章第三章 多级放大电路多级放大电路2) 抑制零点漂移：抑制零点漂移：共模信号共模信号:两输入端加上大小相等两输入端加上大小相等,极性一样的信号极性一样的信号, 0 C2CQ2C1CQ1C2C1O )uu()uu(

10、uuuC2CC2CB2Buuiiii111 ，共模放大倍数共模放大倍数:IcOcCuuA 参数理想对称时参数理想对称时AC=0即即uI1 = uI2 = uIc第三章第三章 多级放大电路多级放大电路 零点漂移效果相当于输入端加共模信号零点漂移效果相当于输入端加共模信号,能抑制共模信能抑制共模信号即能抑制零漂。号即能抑制零漂。2) 抑制零点漂移：抑制零点漂移：TiC1 iC1 iE iE uE uBE1 uBE1 iB1iB1 iC2iC2 uBE2uBE2 iC1 iC1 iC2iC2 ReiB2iB2 由由Re引起电流负反响，抑制零点漂移。引起电流负反响，抑制零点漂移。第三章第三章 多级放大

11、电路多级放大电路(3) 放大差模信号放大差模信号iE1= iE2，Re中电流不变，中电流不变，即即Re 对差模信号无反响作用。对差模信号无反响作用。结论：结论：差动放大器对差模信号进展放大，对共模信号进展抑制。差动放大器对差模信号进展放大，对共模信号进展抑制。差模信号差模信号:电路两输入端加上大小相等，极性相反的信号电路两输入端加上大小相等，极性相反的信号. 即即uI1 = -uI2 = uId /2.C1OC21CC21CB21B2uuuuiiii第三章第三章 多级放大电路多级放大电路 图图3.3.5 差分放大电路加差模信号差分放大电路加差模信号差分电路以牺牲一虽然子的差分电路以牺牲一虽然子

12、的Au为代价，换取低温漂。为代价，换取低温漂。动态参数动态参数: 2 )(2)2( cobebibebLcdRRrRRrRRRA差模放大倍数差模放大倍数:IdOdduuA第三章第三章 多级放大电路多级放大电路(4)目的计算目的计算1.差模放大倍数差模放大倍数IdOdduuA2 .共模放大倍数共模放大倍数IcOcCuuA 3. 共模抑制比共模抑制比 KCMR cdCMRAAKKCMR表征差动放大器对共模信号抑制才干的参数，表征差动放大器对共模信号抑制才干的参数，其值愈大，阐明电路性能愈好。其值愈大，阐明电路性能愈好。参数理想对称时参数理想对称时AC=0第三章第三章 多级放大电路多级放大电路2.2

13、.差分放大电路的四种接法差分放大电路的四种接法双入双入-双出，双入双出，双入-单出，单入单出，单入-双出，单入双出，单入-单出单出1双端输入单端输出双端输入单端输出图图3.3.7 双入、单出差放电路双入、单出差放电路静态静态Q计算：计算： IBQ IC1Q IC2Q UC1Q UC2Q UC1Q UC2QebBEQEEBQRRUVI)1(2QCQCLQCCCCUIRURV111)(UC2Q= VCC - IC2Q RC直直流流等等效效第三章第三章 多级放大电路多级放大电路动态计算：动态计算：差模信号：差模信号：)(2/beLcdrRRRAb)(2beirRRbR0 = Rc 差模信号的等效电路

14、差模信号的等效电路1双端输入单端输出双端输入单端输出双入、单出差放电路双入、单出差放电路第三章第三章 多级放大电路多级放大电路共模信号的等效电路共模信号的等效电路共模信号：共模信号： )1 (2/ebebCRrRRRALCbeebeebebcdCMR)1(21)(2)1(2rRRrRRrRAAKbbRe 愈大愈大, Ac 愈小愈小, KCMR愈大愈大,电路电路性能愈好。性能愈好。双入、单出差放电路双入、单出差放电路第三章第三章 多级放大电路多级放大电路(2)单端输入双端输出电路单端输入双端输出电路单端输入、双端输出电路单端输入、双端输出电路uI1 uI uI2 0可看成双端输入恣意信号的特例。

15、可看成双端输入恣意信号的特例。2,2IIuu2 ,2IuuIuId = uI1 uI2 uI22II2I1Icuuuu 左右两端分别获得左右两端分别获得: 一对差模信号：一对差模信号：一对共模信号：一对共模信号：左边：左边：uI1= uI /2+ uI/2=uI右边：右边：uI2= uI /2- uI/2=0第三章第三章 多级放大电路多级放大电路2IocIodouAuAu动态参数：动态参数：由于输入差模信号的同时伴随有共模信号，所以：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单端输入、双端输出电路单端输入、双端输出电路bebLcd rR)2RR(

16、A coR2R )rR(2Rbebi 第三章第三章 多级放大电路多级放大电路(3)单端输入单端输出单端输入单端输出单端输入、单端输出电路单端输入、单端输出电路)(2/beLcdrRRRAb)(2beirRRbR0 = Rc第三章第三章 多级放大电路多级放大电路(1)(1)差模电压放大倍数只与输出方式有关差模电压放大倍数只与输出方式有关. . (2)(2)共模电压放大倍数只与输出方式有关：双出时：共模电压放大倍数只与输出方式有关：双出时：Ac=0Ac=0(3)(3)差模输出电阻仅与输出方式有关：差模输出电阻仅与输出方式有关： 双出时双出时: R0 = 2 : R0 = 2 Rc Rc 单出时单出

17、时: R0 = Rc: R0 = Rc(4)(4)输入电阻均为：输入电阻均为： Ri=2 (rbe +Rb) Ri=2 (rbe +Rb)(5)(5)负载的处置：仅与输出方式有关负载的处置：仅与输出方式有关 双出时：双出时：RLRL减半减半 单出时：单出时： RL RL不变不变差动放大器动态参数计算总结：差动放大器动态参数计算总结：双出时：与单放电路的双出时：与单放电路的AuAu相等，相等，Ad=Au Ad=Au 单出时：单出时： Ad=Au /2 Ad=Au /2第三章第三章 多级放大电路多级放大电路具有恒流源的差分放大电路具有恒流源的差分放大电路212EE2RRRVUR 332E3C3RU

18、UIIBER2IIIC3EQ2EQ1恒流源内阻为无穷大恒流源内阻为无穷大. Re增大，能有效抑制增大，能有效抑制温漂，提高温漂，提高KCMR ，方法方法1:1:用恒流源替代用恒流源替代ReRe CMRCeK0AR3.3.改良型差分放大电路改良型差分放大电路VEEI0简化画法简化画法第三章第三章 多级放大电路多级放大电路方法方法2 2：添加调零功能：添加调零功能2/RR2UVIIweBEQEE2E1E 2R)1(r)2R/R(AwbeLCod bR2R)1(rR2Rwb bei 电路调零措施电路调零措施3.3.改良型差分放大电路改良型差分放大电路射极加射极加Rw (或或VCC 加加Rw 调零调零

19、 (Rw为调零电位器为调零电位器第三章第三章 多级放大电路多级放大电路三三. . 直接耦合互补输出级直接耦合互补输出级对电压放大电路的输出级的要求：对电压放大电路的输出级的要求：输出电阻低输出电阻低; ;最大不失真输出电压尽能够大最大不失真输出电压尽能够大; ;输入电压为零输入电压为零, ,输出电压为零。输出电压为零。双向跟随的双向跟随的互补输出级互补输出级1.1.根本互补输出电路根本互补输出电路互补输出级的根本电路互补输出级的根本电路静态时：静态时：ui=0, uo=0.当当ui 0时，时，T1导通，导通，T2截止。截止。当当ui uon时，时，T1 才导通才导通消除方法：设置适宜的消除方法

20、：设置适宜的Q，使，使T1,T2均处于临界导通和微均处于临界导通和微导通形状。导通形状。 uo在在 ui过零附近将产生交越失真。过零附近将产生交越失真。第三章第三章 多级放大电路多级放大电路2. 消除交越失真的互补输出级消除交越失真的互补输出级 图图3.3.17 消交越失真的互补输出级消交越失真的互补输出级(1)二极管偏置二极管偏置(a)：静态下静态下: UB1,B2=UD1+ UD2动态：动态：ub1ub2 ui(2)UBE倍增电路倍增电路(b)条件：条件： I1I2 IB2B,1BBEU4R3R4RU 假设假设 R3=R4，UCE=UB1,B2=2UBE动态下动态下: ub1 ub2 ui第三章第三章 多级放大电路多级放大电路3.准互补输出电路准互补输出电路 采用复合管的准互补级输出采用复合管的准互补级输出互补输出电路的特点：互补输出电路的特点：零输入时零输出零输入时零输出; ;具有很强的带负载才干具有很强的带负载才干;输出正负方向对称输出正负方向对称,双向跟随双向跟随;适宜做直耦多级放大电路的输出级。适宜做直耦多级放大电路的输出级。 输出管为同一类型管输出管为同一类型管的电路为准互补电路。的电路为准互补电路。第三章第三章 多级放大电路多级放大