模拟电子技术第3章ppt课件

1、3.9 多级放大电路及组合放大多级放大电路及组合放大单元单元 18 引引 言言 (1) 什么是多级放大电路？什么是多级放大电路？ (2) 什么叫耦合？什么叫耦合？ (3) 对耦合的要求对耦合的要求 各级有适宜的任务点各级有适宜的任务点 前级输出信号顺利加到后级的输入端前级输出信号顺利加到后级的输入端 (4) 三种耦合方式三种耦合方式 阻容耦合阻容耦合 变压器耦合变压器耦合 直接耦合直接耦合 便于集成便于集成 fL=0 前后级任务点不独立前后级任务点不独立CT3.9.1 直接耦合放大电路的特殊问题直接耦合放大电路的特殊问题 一、级间直流电位匹配问题一、级间直流电位匹配问题 1. 前后级任务点相互

2、影响问题前后级任务点相互影响问题 前级要求前级要求VC1VB1;后级要求后级要求VB2 0.7V，IB2适宜适宜(放大放大) 两级直接相连出现的问题：两级直接相连出现的问题： VCB10，临界饱和，动态范围很小，临界饱和，动态范围很小 使使VC1 I1 IB2 T2能够饱能够饱和和 2. 级间电平匹配方法级间电平匹配方法 (1)提高后级射极电位提高后级射极电位 P188 图图3.9.2a：T2射极接电阻射极接电阻 P188 图图3.9.2b：T2射极接二极射极接二极管管 (2)两级间加直流电平挪动电路两级间加直流电平挪动电路 对直流电平挪动电路的要求对直流电平挪动电路的要求 直流电平挪动一定值

3、直流电平挪动一定值 交流信号损失尽量小交流信号损失尽量小 T1T2VCCI13.9.1 直接耦合放大电路的特殊问题续直接耦合放大电路的特殊问题续 常用的直流电平挪动电路常用的直流电平挪动电路 电流源、电阻挪动电平电流源、电阻挪动电平 直流直流: 电平挪动电平挪动V1-V2RI0 交流：信号交流：信号v1v2 NPN、PNP管配合挪动电平管配合挪动电平 VC1 VB1 VC2 VC1T2VCCVC1图图 3.9.3(b) T1VC2VB1T1T2VCCRI0V1V2图图 3.9.3(a) v1vO3.9.1 直接耦合放大电路的特殊问题续直接耦合放大电路的特殊问题续二、零点漂移问题二、零点漂移问题

4、 (1) 什么是零点漂移？什么是零点漂移？ (2) 零点漂移的危害零点漂移的危害 影响动态特性影响动态特性 VO与信号叠加在一同与信号叠加在一同 (3) 产生零漂的缘由产生零漂的缘由 温度变化温度变化 电源电压变化电源电压变化 元器件老化元器件老化 (4) 输入级的影响大输入级的影响大 VO=Av2Av3 VO1+ Av3 VO2 + VO3 输入级尽量用任务点稳定的电路输入级尽量用任务点稳定的电路 Av1 Av3RLvOvi= 0 VO1 VO2Av2vOtVO03.9.2 多级放大电路的增多级放大电路的增益益 1. 级间的相互影响级间的相互影响 后级是前级的负载：后级是前级的负载：RL1=

5、Ri2; RL2=Ri3 前级是后级的信号源：前级是后级的信号源： Vs2=Vo1，RS2=Ro1；Vo1=Vi2 ; Vs3=Vo2 , RS3=Ro2 ；Vo2=Vi3 。RS +VS -+Vi-Ro1Ri1+-Vo1+-图图 3.9.4+V o1-+Vi2-+Vo-+-RLRo2Ri2Ri3Ro3Vo2Vo3+V o2-+Vi3-3.9.2 多级放大电路的增益续多级放大电路的增益续2. 电压增益的计算方法电压增益的计算方法 Av =Vo/Vi =Vo1/ViVo2/Vi2Vo/Vi3 = Av1 Av2 Av3 Av1为有载增益，必需思索为有载增益，必需思索RL1=Ri2； Av2不是源

6、增益不是源增益(输入为输入为Vi2)；同时是有载增益，；同时是有载增益， 要思索要思索RL2=Ri3 Av3不是源增益不是源增益(输入为输入为Vi3)；同时是有载增益，；同时是有载增益， 要思索要思索RLRS +VS -+Vi-Ro1Ri1+-Vo1+-+V o1-+Vi2-+Vo-+-RLRo2Ri2Ri3Ro3Vo2Vo3+V o2- +Vi3 -3.9.4 组合放大单元组合放大单元 什么是组合放大单元？什么是组合放大单元？ 常用的组合放大单元常用的组合放大单元 CC-CC CC-CE CE-CB CC-CB一、一、CE-CB组合放大单元组合放大单元 电路根本方式电路根本方式 管子对称，管

7、子对称，ICQ1 ICQ2 1. 电压增益电压增益 方法方法1: 看成是两级放大电路看成是两级放大电路 RL1Ri2= rbe2/(+1); rbe1rbe2 Av1=vo1/vi = -RL1/ rbe1 -1 Av2=vo/vo1= RL/ rbe2 Av =Av1 Av2 - RL/ rbe2与单级与单级CE一样一样图图 3.9.6T1T2vs voRL+ +-vo1Rs+-vi3.9.4 组合放大单元续组合放大单元续 方法方法2： io1= ic1=f1(vi) ic2= f2(ic1) vo = f3( ic2 ) 推导出推导出Av = vo /vi 2. 输入电阻输入电阻Ri =

8、rbe1 3. 输出电阻输出电阻Ro =RC图图 3.9.6T1T2vsRL+ +-io1Rs+-viic2vo3.9.4 组合放大单元续组合放大单元续 4. 高频呼应特性分析高频呼应特性分析 CE: CM1=(1+gm1RL1)Cbc 2Cbc ， 密勒效应影响小，密勒效应影响小， fH1可较高可较高 CB: CB接法，接法，fH2可很高可很高结论：频响特性好结论：频响特性好-电路突出特点电路突出特点思索题思索题 画出图画出图3.9.6的的CE-CB放大电路的偏置放大电路的偏置 电路电路, 静态任务点如何计算？静态任务点如何计算？ vo图图 3.9.6T1T2vsRL+ +-io1Rs+-v

9、iic23.9.4 组合放大单元续组合放大单元续二、二、CC-CB组合放大单元组合放大单元 电路根本方式：电路根本方式： 设设T1、T2参数对称，任务点参数对称，任务点ICQ1= ICQ2 1. 电压增益电压增益 RL1=Ri2= rbe2/(+1) ，rbe1rbe2 RL1 = RL1/RE RL1 = rbe2/(+1) Av1=vo1/vi = 1/2 Av2=vo/vo1= RL/rbe2 Av =Av1 Av2 图图 3.9.7T1T2vs voRL+ +-vo1Rs+-viRE(+1)RL1rbe1+(+1)RL1 R L1 2rbe23.9.4 组合放大单元续组合放大单元续 2

10、. 输入电阻输入电阻Ri Ri = rbe1+(+1)(RE/Ri2) rbe1 +(+1) rbe2/(+1) 2rbe1 3. 输出电阻输出电阻Ro=RC 4. 高频呼应特性好高频呼应特性好 5. 特点特点 Av1 1/2， vbe1 -vbe2= vi/2 Av Ri 2rbe1 单端输入、单端输出的单端输入、单端输出的 同相差放同相差放图图 3.9.7T1T2vs voRL+ +-vo1Rs+-viRE-V EERCRET1 T2vi vO RLV CC R L1 2rbe23.9.4 组合放大单元续组合放大单元续三、由组合放大单元组成的差放三、由组合放大单元组成的差放 1. CECB

11、差放差放 (1)电路组成电路组成 (2)共模自举电路共模自举电路 什么是自举？什么是自举？ 自举作用：自举作用： 加共模输入电压时加共模输入电压时vB3与与vE1 同步变化，差约同步变化，差约1.4V vCB1= vCB20 益处：益处： 提高提高KCMR(vCB1= vCB20，抑制，抑制VA的影响的影响) 减少失调和温漂减少失调和温漂(ICBO1=ICBO20) 防止防止T1、T2的的JC击穿击穿V CC-V CCT6T1T2T3T4T5RCRCvO-+IEEI0vi1vi23.9.4 组合放大单元续组合放大单元续 (3)差模等效电路与差模特性差模等效电路与差模特性 差模等效电路差模等效电

12、路 T1、 T2 射极交流接地射极交流接地 T3、 T4 经过二极管经过二极管 交流接地交流接地 半边电路：半边电路：CECB 差模特性差模特性 用半边电路计算用半边电路计算 优点：高频呼应特性好优点：高频呼应特性好T1T2T3T4RCRCvO-+vi1vi2V CC-V CCT6T1T2T3T4T5RCRCvO-+IEEI0vi1vi23.9.4 组合放大单元续组合放大单元续2. CCCB差放差放 (1)电路组成电路组成 T1、T3，T2、T4：CCCB差放差放 T5 T7：电流源负载，：电流源负载， 单端输出单端输出 T8、T9 、I0 ：电流源偏置：电流源偏置 (2)直流偏置方法直流偏置

13、方法 (3)共模负反响共模负反响 组成组成 原理原理 Ti1 iC9 iB34 i1 iC1、 iC2 作用：提高作用：提高KCMR 共模负反响对差模无作用共模负反响对差模无作用VCC-VCCT1T2vOI0vi1T3T4T5T6T7T8T9vi2R1R3R2iC9i B 34i13.9.4 组合放大单元续组合放大单元续思索题：思索题： 1. 在两级在两级CE之间串人一级之间串人一级CC, 对电路的增益对电路的增益 和高频呼应特性各有什么影响？和高频呼应特性各有什么影响？2. 在在CE放大电路的输出与负载电阻之间串人放大电路的输出与负载电阻之间串人 一级一级CC对电路的增益和高频呼应特性各有对

14、电路的增益和高频呼应特性各有 什么影响？什么影响？ 3. 计算习题计算习题3.7.1的电压增益、输入电阻和输出电阻？的电压增益、输入电阻和输出电阻？3.9.3 多级放大电路的频率呼应多级放大电路的频率呼应自学自学P192 P193，了解，了解 (1)高频呼应高频呼应 (3.9.5), (3.9.6)式式(2)低频呼应低频呼应 (3.9.9), (3.9.10)式式(3)重要概念重要概念 P193 3 6行行补充：多级放大电路高频呼应近似分析方法补充：多级放大电路高频呼应近似分析方法 1. 分析方法分析方法 (1)多级放大电路有多个节点，每个节点对地有确定多级放大电路有多个节点，每个节点对地有确

15、定 的等效电阻的等效电阻Rn，等效电容，等效电容Cn，每个节点产生的，每个节点产生的极极 点频率为点频率为fHn1/(2 RnCn)。所以察看各节点。所以察看各节点的时的时 间常数即可知它们所产生的极点频率的大小。间常数即可知它们所产生的极点频率的大小。3.9.3 多级放大电路的频率呼应续多级放大电路的频率呼应续 (2)假设某一节点的等效时间常数比其假设某一节点的等效时间常数比其它节点的时间它节点的时间 常数大得多，它产生的极点频率就常数大得多，它产生的极点频率就比其它节点的比其它节点的 极点频率低得多，所以电路的高频极点频率低得多，所以电路的高频截止频率主要截止频率主要 由该节点决议。由该节点决议。例：例：CE-CB组合单元组合单元 高频呼应有高频呼应有3个节点个节点 节点节点 R1= rbe/(Rs+rbb) C1Cbe1+CM1 Cbe1+2Cbc1 Cbe1 fp1 1/(2 R1C1) T1T2vs voRL+ +-Rsr b b3.9.3 多级放大电路的频率呼应续多级放大电路的频率呼应续 节点节点： R2re2