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1、基本放大电路的组成及工作原理基本放大电路的组成及工作原理放大电路分析放大电路分析场效应管场效应管静态分析静态分析动态分析动态分析射极输出器射极输出器差动放大电路差动放大电路功放电路功放电路静态工作点的稳定静态工作点的稳定多级放大电路多级放大电路负反馈负反馈 2-9 差差 动动 放放 大大 电电 路路一、一、 直接耦合放大电路直接耦合放大电路特点：特点：适合放大变化缓慢的信号，易于集成，低频特性好适合放大变化缓慢的信号，易于集成，低频特性好 但级间但级间Q点相互影响，存在点相互影响，存在零点漂移零点漂移CCU BRRC1RC21BR1T2T iu ou零点漂移（零漂）零点漂移（零漂）当当 ui

2、=0时，输出无规则变化的信号（也称静态漂移）时，输出无规则变化的信号（也称静态漂移）引起零点漂移的原因很多，最主要的是引起零点漂移的原因很多，最主要的是温度的变化温度的变化CCU BRRC1RC21BR1T2T iu ou oCuITCBCCCCCCoRIURIUu 对阻容耦合电路，电容隔直使各级的漂移电压仅限于本级对阻容耦合电路，电容隔直使各级的漂移电压仅限于本级但在直接耦合电路中，每一级的漂移电压均向后级传递，但在直接耦合电路中，每一级的漂移电压均向后级传递，并逐级放大，使末端输出电压发生较大的漂移。并逐级放大，使末端输出电压发生较大的漂移。因此第一级的零点漂移影响最大，必须加以抑制因此第

3、一级的零点漂移影响最大，必须加以抑制CCU BRRC1RC21BR1T2T iu ouuOdIdAuu uId 输入端等效漂移电压输入端等效漂移电压CCU BRRC1RC21BR1T2T iu ou为衡量放大电路零点漂移的严重程度，把为衡量放大电路零点漂移的严重程度，把输出的漂移电压输出的漂移电压折算到输入端，折算到输入端，相当于相当于在输入端有输入电压在输入端有输入电压克服零点漂移最有效的办法是采用差动放大电路克服零点漂移最有效的办法是采用差动放大电路温漂：温漂：温度每变化温度每变化1C在输出端引起的漂移电压在输出端引起的漂移电压 折算到输入端折算到输入端温度是导致零点漂移的最主要的原因温度

4、是导致零点漂移的最主要的原因温漂值为微伏级每摄氏度比较理想温漂值为微伏级每摄氏度比较理想uOdyAuT 2.9.2 基本差动电路基本差动电路电路由电路由两个完全相同两个完全相同的共发射极单管放大电路组成的共发射极单管放大电路组成T1、T2 特性完全相同，电路两侧参数对称特性完全相同，电路两侧参数对称CCU 1BRRC2BR1TRC2T2BR1BR+_+uo1uo2uoui1ui2_、零零漂漂的的抑抑制制10)()( 2211 CCCCoVVVVu) ( 212121CCCCCCVVVVIIT 、021 CCoVVu2121 0 CCiiVVuu 时，时，当当CCU 1BRRC2BR1TRC2T

5、2BR1BR+_+uo1uo2uoui1ui2_共模输入共模输入 （ ui1 =ui2 大小相等、极性相同大小相等、极性相同） 222111 iuoiuouAuuAu2、信号输入、信号输入CCU 1BRRC2BR1TRC2T2BR1BR+_+uo1uo2uoui1ui2_021 ooouuu2121 oouuuuAA 差放电路对共模信号差放电路对共模信号 无无 放大能力放大能力当温度变化时，产生相同的当温度变化时，产生相同的VC1和和VC2 ，等效于在等效于在输入端加上了一对共模信号输入端加上了一对共模信号温漂的抑制温漂的抑制CCU 1BRRC2BR1TRC2T2BR1BR+_+uo1uo2u

6、oui1ui2_差模输入差模输入 （ui1 =ui2 大小相等、极性相反大小相等、极性相反） 222111 iuoiuouAuuAuCCU 1BRRC2BR1TRC2T2BR1BR+_+uo1uo2uoui1ui2_)(2 21121iiuoooouuAuuuu 1221 oouuuuAA uuuAAA 21令令可放大差模信号可放大差模信号比较输入（比较输入（ui1 、ui2的大小和极性是任意的）的大小和极性是任意的）CCU 1BRRC2BR1TRC2T2BR1BR+_+uo1uo2uoui1ui2_I、 两级电路独立，直接求解两级电路独立，直接求解)(212211iiuiuiuouuAuAu

7、Au 两种处理方法：两种处理方法：II 运用叠加原理运用叠加原理CCU 1BRRC2BR1TRC2T2BR1BR+_+uo1uo2uoui1ui2_ui1 、ui2可以分解为差模分量和共模分量可以分解为差模分量和共模分量 222111idiciidiciuuuuuu共模信号共模信号 2 2121iiicicuuuu 差模信号差模信号 2 2121iiididuuuu CCU 1BRRC2BR1TRC2T2BR1BR+_+uo1uo2uoui1ui2_例如假设例如假设 ui1=10mV，ui2 =4mV，则可以这样分解：，则可以这样分解： 373721iiuu7mV2 2121 iiicicuu

8、uu3mV2 2121 iiididuuuuCCU 1BRRC2BR1TRC2T2BR1BR+_+uo1uo2uoui1ui2_)(21 ididuooouuAuuu 222111idiciidiciuuuuuu)(21 ididuouuAu 0 ou)(21iiuuuA 结论：结论：CCU 1BRRC2BR1TRC2T2BR1BR+_+uo1uo2uoui1ui2_ a、对称的差动电路可抑制零漂、对称的差动电路可抑制零漂b、差动电路输出差动电路输出抑制共模输入，对共模信号无放大能力抑制共模输入，对共模信号无放大能力c、对差模输入有放大能力、对差模输入有放大能力d、单端输出单端输出时相当于普通

9、的共射极放大电路，时相当于普通的共射极放大电路， 其输出其输出uo1 、 uo2 对零漂无抑制作用对零漂无抑制作用CCU 1BRRC2BR1TRC2T2BR1BR+_+uo1uo2uoui1ui2_即当温度变化时，即当温度变化时， uo1 、 uo2也会随之变化也会随之变化为克服这一缺陷，常采用一种为克服这一缺陷，常采用一种典型的差动放大电路典型的差动放大电路单管的漂移仍然存在单管的漂移仍然存在2.9.3 2.9.3 典型差动放大电路典型差动放大电路1. RE的作用的作用ERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPR抑制每个单管放大电路的输出电压漂移，抑制每个单管放大电路

10、的输出电压漂移，稳定电路的静态工作点。稳定电路的静态工作点。uo2+uo1+ERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPR当温度变化时：当温度变化时：温度温度 IC1 IC2 IE URE UBE1 UBE2 IB1 IB2 IC1 IC2 REBEBBEUURIE ERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPRRE 是一个反馈电阻，反馈类型为是一个反馈电阻，反馈类型为电流串联负反馈电流串联负反馈RE越大，反馈效果越好，抑制单管的漂移作用就越强越大，反馈效果越好，抑制单管的漂移作用就越强ERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EE

11、PR差模信号使两个三极管的集电极电流产生异向的变化（差模信号使两个三极管的集电极电流产生异向的变化（一增一减如一增一减如 iC和和- iC ），因此流过），因此流过RE上的电流维持静上的电流维持静态值态值 2 2IE不变。不变。EI2 111cCCiIi 222cCCiIi )()(221121eEeEEEEiIiIiii 21oouu LcoRiu ERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPR如果忽略如果忽略RP（阻值很小）上的压降，则可认为两个三（阻值很小）上的压降，则可认为两个三极管的发射极电位保持不变极管的发射极电位保持不变因此因此RE对差模信号不起负反馈作用对

12、差模信号不起负反馈作用EEIi2 ERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPR而如果两管的集电极电流或集电极电位发生同向的而如果两管的集电极电流或集电极电位发生同向的 变化时，变化时， RE对它们均有电流负反馈作用对它们均有电流负反馈作用RE只对共模信号有负反馈作用，对差模信号则没有，只对共模信号有负反馈作用，对差模信号则没有，能区别对待这两类信号。能区别对待这两类信号。 RE也称共模反馈电阻也称共模反馈电阻RE 不能太大不能太大，否则，否则 IC 会过小，从而影响会过小，从而影响Q Q及电压放大及电压放大倍数倍数RE越大，反馈效果越好，抑制单管的漂移作用就越强越大，反

13、馈效果越好，抑制单管的漂移作用就越强为降低三极管发射极的电位，获得合适的为降低三极管发射极的电位，获得合适的Q，引入负，引入负电源电源EEERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPRERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPR同时基极电流可由同时基极电流可由 EE提供，因此可去掉基极偏置电阻提供，因此可去掉基极偏置电阻RB2RP是调零电位器。当输入电压为零时，如果输出电压是调零电位器。当输入电压为零时，如果输出电压不为零，则可通过调节不为零，则可通过调节RP 来使输出电压为零来使输出电压为零 RP对差模信号有负反馈作用，阻值很小，计算时将其忽略对

14、差模信号有负反馈作用，阻值很小，计算时将其忽略ERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPR2. 电路分析电路分析（1）静态分析）静态分析 电路结构左右完全对称，因此只需分析一边电路结构左右完全对称，因此只需分析一边ERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPRCCU BRRC1TEEERICIBIE2IE+_+_UBECCU BRRC1TEEERICIBIE2IE+_+_UBEEEBEBBERIURIE 2EBBEBBRIURI )1(2 EBBEEBRRUEI)1(2 BCII BEBBEURIV 0EEECCCCCEERIRIUU 2ERCCU

15、 BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPR（2）动态分析）动态分析 i2i1uu 差模输入时：差模输入时：BRRC1T+uo1ui1_bici可得单管差模交流通路可得单管差模交流通路可视为短路可视为短路,ERi2i1i2i122uuuuui BRRC1T+uo1ui1_bicibeBCrRRuuA i1o1d1d1i2o2d2ArRRuuAbeBC 同理：同理：idiidididuAuuAuAuAuuu12112211o2o1o)( beBCrRRAuuA d1iod因此：因此：ERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPR差动放大电路差动放大电路对差模信

16、号的放大倍数与单管放大电路相等对差模信号的放大倍数与单管放大电路相等beBCrRRAuuA d1iod因此：因此：差放电路以两倍数量的元件来换取对零漂的抑制能力差放电路以两倍数量的元件来换取对零漂的抑制能力如果在输出端接负载电阻如果在输出端接负载电阻RL，由于由于两管集电极的交流电位一正一负，且绝对值相等两管集电极的交流电位一正一负，且绝对值相等ERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPRLR因此因此RL中点的交流电位为零中点的交流电位为零BRRC1T+uo1ui1_bici2LRERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPRLRBRRC1T+uo

17、1ui1_bici2LRbeBLCrRRRA )2/(d 因此：因此：3. 输入输出方式输入输出方式（1）双端输入）双端输入双端输出双端输出ERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPR+_uiuo1uo2+_RRERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPRERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPR+_uiuo1uo2+_RR+ui1ui2_+_uiRRiiuRRuiRu212i1 i2i1uuui iuiRu21i2 i2i1i2i122uuuuui +ui1ui2_+_uiRRiERCCU BRRC1TRC2TBR+u

18、oui1ui2_+_EEPR+_uiuo1uo2+_RRi1o1i1o2o1iod222uuuuuuuA 因此：因此：d1ArRRbeBC 双端输入双端输入-单端输出单端输出ERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPR+_uiuo1uo2+_RRi1o1io12uuuu )(221d1beBCrRRA （2）单端输入）单端输入-单端输出单端输出ERCCU BRRC1TRC2TBR+ui1ui2_+_EEPR+_uiuo1uo2+_通过通过 RE 的耦合作用，两个三极管同时取得信号的耦合作用，两个三极管同时取得信号例如：例如：ui iRE iC2 v E uBE2 uBE

19、2 的下降表明的下降表明T2取得了一个极性与取得了一个极性与T1输入信号输入信号相反的信号。这也可以从两管的集电极电流看出相反的信号。这也可以从两管的集电极电流看出iC1 ERCCU BRRC1TRC2TBR+ui1ui2_+_EEPR+_uiuo1uo2+_当当RE 足够大时，将其视为足够大时，将其视为开路开路CCU BRRC1TRC2TBR+ui1ui2_+_uiuo1uo2+_CCU BRRC1TRC2TBR+ui1ui2_+_uiuo1uo2+_由于电路对称由于电路对称21iiiuuu 21iiuu BR1T2TBR+ui1ui2_+_uibiCCU BRRC1TRC2TBR+ui1u

20、i2_+_uiuo1uo2+_BR1T2TBR+ui1ui2_+_uibiBRBR+ui1ui2+_uibiberberbebBbiriRiu 1bebBbiriRiu 2CCU BRRC1TRC2TBR+ui1ui2_+_uiuo1uo2+_21iiiuuu 21iiuu iuu21i1 iuu21i2 ERCCU BRRC1TRC2TBR+ui1ui2_+_EEPR+_uiuo1uo2+_只要只要RE 足够大，两管取得的信号就可以认为是足够大，两管取得的信号就可以认为是一对差模信号一对差模信号iuu21i1 iuu21i2 因此单端输入和双端输入的效果是一样的因此单端输入和双端输入的效果是

21、一样的ERCCU BRRC1TRC2TBR+ui1ui2_+_EEPR+_uiuo1uo2+_i1o1io12uuuuAd )(21beBCrRR 若输出信号从若输出信号从T1的集电极输出的集电极输出ERCCU BRRC1TRC2TBR+ui1ui2_+_EEPR+_uiuo1uo2+_i2o2io22uuuuAd )(21beBCrRR 若输出信号从若输出信号从T2的集电极输出的集电极输出单端输出的电压放大倍数是双端输出的一半单端输出的电压放大倍数是双端输出的一半单端输入单端输入-双端输出双端输出ERCCU BRRC1TRC2TBR+ui1ui2_+_EEPR+_uiuo1uo2+_+_uo

22、1idiidididuAuuAuAuAuuu12112211o2o1o)( 1ioddAuuA beBCrRR 4.4.共模抑制比共模抑制比 KCMRR要求差放电路对差模信号的放大倍数越大越好，而对要求差放电路对差模信号的放大倍数越大越好，而对共模信号的放大倍数越小越好。共模信号的放大倍数越小越好。 cdCMRRAAK )(lg20dBAAKcdCMRR 或采用对数或采用对数KCMRR 越大越好越大越好电电路路，如如电电路路完完全全对对称称对对于于双双端端输输出出差差动动放放大大 0 CMRRcKA实际上，电路不可能完全对称，实际上，电路不可能完全对称，KCMRR 一般为一般为 101053提高提高KCMRR 的方法的方法使电路参数尽量对称使电路参数尽量对称尽可能增大尽可能增大RE（提高抑制共模能力）（提高抑制共模能力）解解：首首先先求求静静态态参参数数例：例：mVumVuii10,1621 输入信号为输入信号为计算计算uo1、uo2、uoERCCU BRRC1TRC2TBR+uoui1ui2_+_EEPRuo1uo2+_CCU BRRC1TEEERICIBIE2IE+_+_UBEEEBEBBERIURIE 2EBBEBBRIURI )1(2 EBBEEBRRUEI)1(2 BCII BEBBEURIV 0EEECCCCCEERIRIUU 2mV6:mV32212121