北航远程教育201409学期模拟电路综合导学2

1、模拟电路导学材料2（对应教学大纲第三章、第四章）第三讲 交流放大电路（3学时）一、共集电极电路：电路结构、静态分析、动态分析二、场效应管放大电路（以共源极为主）：电路结构、静态分析、动态分析三、阻容耦合多级放大电路（以两级放大电路为主）：静态分析、动态分析第四讲 集成运算放大器及放大电路中的反馈（3学时）一、集成运算放大器简介：基本构成、电压传输特性、理想运算放大器二、差动放大器：电路结构、输入、输出方式、差模信号的动态分析三、放大电路中的负反馈：反馈类型及判别方法、负反馈对放大电路性能的影响第三章 交流放大电路内容重点：掌握多级放大电路的耦合方式，差分放大电路的组成特点和分析计算方法，阻容耦

2、合和直接耦合放大电路的计算方法。难点：差分放大电路的计算。（1）共集电极电路在共集电极放大电路中，输入信号是由三极管的基极与集电极两端输入的，再在交流通路里看，输出信号由三极管的集电极与发射极两端获得。因为对交流信号而言，（即交流通路里）集电极是共同接地端，所以称为共集电极放大电路。 求静态工作点：电压增益：输入电阻：输出电阻：共集电极放大电路具有以下特性： 1、输入信号与输出信号同相； 2、无电压放大作用，电压增益小于1且接近于1，因此共集电极电路又有“电压跟随器”之称 ； 3、电流增益高，输入回路中的电流iB输出回路中的电流iE和iC； 4、有功率放大作用； 5、适用于作功率放大和阻抗匹配

3、电路。 （2）场效应管放大电路由场效应管组成放大电路时，也要建立合适的静态工作点Q，而且场效应管是电压控制器件，因此需要有合适的栅源偏置电压。常用的直流偏置电路有两种形式，即自偏压电路和分压式偏压电路。以共源极放大电路为例：直流分析：VG=VDDRg2/(Rg1+Rg2)VGS= VGVS= VGIDR ID= IDSS1(VGS /VP)2 VDS= VDDID(Rd+R)解出VGS、ID和VDS。交流分析：（3）阻容耦合多级放大电路多级放大电路的耦合方式:一级：组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级。级间耦合：级与级之间的连接称为级间耦合。多级放大电路的耦合方式：直接耦合、阻容耦合、

4、变压器耦合和光电耦合。阻容耦合方式：将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，称为阻容耦合方式。直流分析：由于电容对直流量的电抗为无穷大，因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路不相通，各级的静态工作点相互独立。交流分析：只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号可几乎没有衰减地传递到后级的输入端。因此，在分立元件电路中阻容耦合方式得到非常广泛的应用。阻容耦合电路的缺点：低频特性差，不能放大变化缓慢的信号；在集成电路中制造大容量的电容很困难，因此阻容耦合方式不便于集成化。举例：1、判别下面电路对交流信号有无放大作用。+UCCRBRCC1C2TuouiRERL解：对交流无放大作用，

5、 因为电源极性不对。2、判别下面电路对交流信号有无放大作用。+UCCRBRCC1C2TuouiRERL解：对交流无放大作用，因为无IB电流。3、判别下面电路对交流信号有无放大作用。+UCCRBRCC1C2TuouiRERL解：对交流无放大作用，因为信号源被短路。4、判别下面电路对交流信号有无放大作用。+UCCRBRCC1C2TuouiRERL解：对交流无放大作用，因为RL被短路。第四章 集成运算放大器及放大电路中的反馈内容重点：掌握集成运放的组成、集成运放中的电流源；掌握频率响应的基本概念，频率响应的基本分析；掌握反馈的基本概念，负反馈放大电路的组态及其性能改善、深度负反馈放大电路的计算。难点

6、：负反馈放大电路的组态判别、深度负反馈放大电路的计算；频率响应的分析。（1）集成运算放大器集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路，它的类型很多，电路也不一样，但结构具有共同之处，图XX_01表示集成运放的内部电路组成原理框图。图中输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差分式放大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能，它的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成。输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器所组成，以降低输出电阻，提高带负载能力。偏置

7、电路是为各级提供合适的工作电流。此外还有一些辅助环节，如电平移动电路、过载保护电路以及高频补偿环节等。（2）差动放大器差动放大器又叫差分放大器或差值放大器。差动电路由两个对称的单管放大器组成。差动管是一特待性完全相同的晶休管，集电极电阻和基极电阻一一对称相等。电路具有两个输入端，两个输出端。信号分别从两管基极一射极间输入。输出信号要从两管的集电极之间取出，即UscUc1一Uc2（这个式子对直流和交流都适用）。共模输入:指两边输入信号大小相等，极性也相同。由于usr1=usr2，两管集电极电位也将大小相等、极性相同，即usc1=usc1-usc2=0。这就说明，差动放大器在两边完全对称的情况下对

8、共模信号没有放大能力。这是差动放大器的突出优点。因为影响电路工作的各种内部和外部因素，如温度变化、电源波动、外界干扰、内部噪声等，都同时作用于差动放大器的两边，相当于共模输入，都要受到抑制。这就为保证电路的良好性能创造了条件。差模输入:指两边输入信号大小相等、极性相反。由于usr1=usr2,而两边输入信号通常是由一个总的输入信号出，经电阻分压后取得的可以得出Usr=Usr=1/2Usr。此时，两管集电极电位将分别为Usc1=Kusr，Usc=Kusr2=1/2Kusr。总输出电压Usc=Usc1Usc2=1/2Kusr（1/2Kusr）=KUsr其中K为两边单管放大器的增益。进一步不难算出差

9、模输入时差动放大器的增益为：Usc/Usr=K这就说明，差动放大器对差模信号放大的增益和单管放大器的增益相同。（3）反馈反馈电路是由基本放大电路和反馈网络组成的闭环电路。若Xf 与Xi 比较结果使Xd 减小，叫负反馈，其放大倍数Af=Ao/(1+AoF)若Xf 与Xi 比较结果使Xd 增大，叫正反馈，其放大倍数Af=Ao/(1-AoF)前者用于放大电路，后者用于振荡电路等。反馈的类型有：正反馈和负反馈；电流反馈和电压反馈；串联反馈和并联反馈；交流反馈和直流反馈。反馈放大电路有四种基本组态：电压串联负反馈；电流串联负反馈；电压并联负反馈；电流并联负反馈；可按采样形式、电路结构、输出短路法判别电压

10、反馈和电流反馈。可按比较方式、电路结构、反馈信号性质判别串联反馈和并联反馈。用瞬时极性法判别正反馈和负反馈。直流负反馈可以稳定放大电路的静态工作点交流负反馈可以改善放大电路的诸多性能指标串联负反馈要求信号源近似为恒电压；并联负反馈要求信号源近似为恒流源电压负反馈放大电路近似为恒压源；电流负反馈放大电路近似为恒流源负反馈只能削弱放大电路自身产生的波形失真和噪声，不能完全消除波形失真和噪声。更不能改善输入信号失真而引起的输出信号的失真。举例：例4-1 在图所示的基本放大电路中，设晶体管100，VBEQ-02V，rbb200，Cl，C2足够大，它们在工作频率所呈现的电抗值分别远小于放大级的输入电阻和负载电阻。(1)估算静态时的IBQ，ICQ和VCEQ；(2)估算晶体管的rbe的值；(3)求电压放大倍数；解例4-2 放大电路如图4-2（a）所示。已知图中Rb110k， Rb225k，Rc2k，Re750，RL15k，Rs10k，Vcc15V，150。设Cl，C2，C3都可视为交流短路，试用小信号分析法计算电路的电压增益AV，源电压放大倍数AVS，输入电阻Ri，输出电阻Ro。图4-2解 由于三极管的小信号模型参数与静态工作点有关，所以，在进行小信号模型分析以前，首先进行静态分析并