第六讲__BJT常用放大电路

1、阅读：教材阅读：教材 第第6 6章章6.1 多级放大及组合电路多级放大及组合电路6.2 电流源和有源负载电流源和有源负载6.3 差动放大电路差动放大电路6.4 功率放大电路功率放大电路 阻容耦合式放大电路阻容耦合式放大电路 直接耦合式放大电路直接耦合式放大电路 复合管结构复合管结构 6.1 多级放大及组合电路多级放大及组合电路关键问题关键问题 多级放大器的求解原则 ； 阻容耦合电路的优点及局限性； 直接耦合电路的优点及局限性，Q点的计算 ； 复合管的作用及正确连接。第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电

2、路多级放大及组合电路 多级放大电路内部各级间的连接方式称为耦合方式。 阻容耦合 直接耦合 变压器耦合 必须保证： 各级有合适的Q； 前级的输出能顺利地传送到后级的输入端。1.阻容耦合式放大电路阻容耦合式放大电路使得使得R RL L的接入不会改的接入不会改变静态工作点变静态工作点Q Q 隔直流通交流隔直流通交流 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路1.阻容耦合式放大电路阻容耦合式放大电路第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路1.阻容耦合式放大电路阻容耦合式放大电路优点优点

3、 前、后级通过电容相连，所以各级的直流电路互不相通，每一级的静态工作点相互独立，不会互相影响。局限性局限性不适合于传送缓慢变化的信号，这一类信号在通过耦合电容加到下一级输入端时，会受到很大的衰减。直流成分的变化则根本不能反映。集成电路中，制造大的电容很困难，因而这种耦合方式在线性集成电路中几乎无法采用。 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路1.阻容耦合式放大电路阻容耦合式放大电路试解答：（1）第一级、第二级各是什么放大电路？（2）按给定的元件参数，判断静态时电路工作正常否？计算rbe1、rbe2。（3）画出微变等效电路，写出Av

4、、Ri、Ro的表达式。 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路1.阻容耦合式放大电路阻容耦合式放大电路分压式射极偏置电路共集电路（射极输出器，跟随器）第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路小结：小结：逐级求放大倍数，再将结果相乘。后级的Ri为前级的RL，前级的Ro为后级的Rs。一般地说，多级放大器的输入电阻即输入级的Ri，输出电阻即输出级的Ro。1.阻容耦合式放大电路阻容耦合式放大电路121112111/ / /(1)vvvviibbbeeAAAARRRRrR212321

5、/cbbeeooRRrRRR第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路2.直接耦合式放大电路直接耦合式放大电路？T1的集电极电位被T2的基极限制住。 IB2不仅由Rb2决定，还包含Rc1流过来的电流。T2的工作情况也将发生变化。 需要对电路进行调整！需要对电路进行调整！ 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路2.直接耦合式放大电路直接耦合式放大电路利用利用R Rb2b2可以增可以增大大V VCEQ1CEQ1，并可，并可以调节以调节I IB2B2 存在的问题：对第二级而言，基存

6、在的问题：对第二级而言，基极回路的电阻增大，则放大倍数极回路的电阻增大，则放大倍数Av2 2减小。减小。调整1第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路2.直接耦合式放大电路直接耦合式放大电路调整2R Re2e2的存在，提的存在，提高了高了V VB2B2，从而，从而保证保证V VCQ1CQ1较高较高 存在的问题：存在的问题：引入引入R Re2e2，同样地使，同样地使Av2减小减小 Re2第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路2.直接耦合式放大电路直接耦合式放大电路调整3稳压管

7、的动态电阻稳压管的动态电阻很小很小 ，可使可使Av2不不致损失太大。致损失太大。 存在的问题：存在的问题： T T2 2 集电极的有效电压变化范围集电极的有效电压变化范围变小变小。第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路2.直接耦合式放大电路直接耦合式放大电路调整调整2 2和调整和调整3 3存在的问题（在级数增加时）存在的问题（在级数增加时）设，为保证放大管正常工作，取各级VCE=5V， VBE=0.7V。 VVVVVVVECECCB3 . 9)7 . 05(5522212若三级放大，就有 V6 .13)7 . 03 . 9(5VVV

8、V3 . 9VV3E3CE3C2C3B这样下去，势必使基极和集电极电这样下去，势必使基极和集电极电位逐渐上升，最终由于位逐渐上升，最终由于V VCCCC的限制无的限制无法实现。法实现。第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路2.直接耦合式放大电路直接耦合式放大电路调整4电平偏移电路 既降低了既降低了T T2 2基极的电位，又不致使基极的电位，又不致使A Av2v2损失太损失太大大(Dz(Dz的动态电阻小的动态电阻小) )。第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路2.直接耦合式

9、放大电路直接耦合式放大电路调整5电平移动的另一种方法 电路的后级采电路的后级采用了用了PNPPNP管！管！ 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路2.直接耦合式放大电路直接耦合式放大电路222222221212121111)()(CEQcBCEQcCCCBEcBBBEcBCCCBEbBBBVRIVRIVVRIIVRIIVVRIVCC +V-Rc2Rb1Rc1T2T1ov+- ivVBB +-1Bi2Ci1Ci2BiC1B2第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路2.直接耦合

10、式放大电路直接耦合式放大电路222112112221121121)/()/(becbbebecbecbbebecvvvrRRrrRrRRrrRAAA22111coobebiiRRRrRRR第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路CC +V-Rc2Rb1Rc1T2T1ov+- ivVBB +-1Bi2Ci1Ci2BiC1B22.直接耦合式放大电路直接耦合式放大电路VVVkRRkRVVVVBEBEccbBBCC7 . 0,3,5 . 7,1,12212121210050bbr ，计算 ：vCEQBQCEQCQAVIVI、2211如Q2不合

11、适，如何调整？ 在静态分析的方程组中代入数字，得 mAIBQ04. 01mA77. 1IV7 . 0VmA2I2BQ1CEQ1CQ?T2进入饱和区 如何调整？如何调整？讨论讨论1 1第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路CC +V-Rc2Rb1Rc1T2T1ov+- ivVBB +-1Bi2Ci1Ci2BiC1B22.直接耦合式放大电路直接耦合式放大电路讨论讨论1 1串接C1和B2间RB2但必定牺牲Av；要降低IBQ2，使VCEQ1减小， 增大Rc1。 假定调整后，V6V2CEQmAImARVVIBQcCEQCCCQ04. 0502

12、236122222KIIVVRBQBQBECCc54. 504. 004. 0507 . 01221121800vA第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路CC +V-Rc2Rb1Rc1T2T1ov+- ivVBB +-1Bi2Ci1Ci2BiC1B22.直接耦合式放大电路直接耦合式放大电路讨论讨论2 245,4,500,9 . 3,2401211VVRKRkRZccbV24V,40CC2计算各级的Q，若IC1由于温度增加而增加1%，?OV（设VBE=0.7V）VVVVZBEC7 . 421VVVVVRIVVVmAIImAIIImAI

13、ImARVImARVVIECCEcCCCcOBCCRcBBCbCCBcCCCRc11415155 . 018241845. 04045. 05 . 495. 45 . 41 . 02402495. 49 . 37 . 4242222222221121111111解 调整电路3第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路2.直接耦合式放大电路直接耦合式放大电路讨论讨论2 245,V4V,500R,K9 . 3R,k240R1Z2C1C1bV24V,40CC2计算各级的Q，若IC1由于温度增加而增加1%，?OV（设VBE=0.7V）解 mAI

14、C545. 401. 15 . 41VVVmAImAICoCB9 .155 . 02 .16242 .16405. 040405. 0545. 495. 4222V Vo o比原来增加了比原来增加了0.9V!0.9V!即使未加输入信号，直流输出电压也会即使未加输入信号，直流输出电压也会由于温度变化而上下波动，这就是零点由于温度变化而上下波动，这就是零点漂移漂移. . 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路2.直接耦合式放大电路直接耦合式放大电路优点优点 前后级放大电路直接相连，可放大变化缓慢的信号，也可反映信号直流电平的变化。频率响

15、应呈低通特性。 便于集成 缺点缺点 各级点不独立，互相影响； 设计，计算，调试不方便； 且有严重的零点漂移问题。 最常见的即环境温度引起的变化-温漂。 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路2.直接耦合式放大电路直接耦合式放大电路直接耦合方式适合集成电路，所以应用最多。直接耦合方式适合集成电路，所以应用最多。 温漂现象第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路3.复合管结构复合管结构bbciii)1 (121bbbiii12121211)1 (bebeberrr112bebe

16、rr21121bebeberrr第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路3.复合管结构复合管结构第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路3.复合管结构复合管结构第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路3.复合管结构复合管结构gsgsbemgsgsbegsiirvrgvvivvivR/gsbemgsgsbemrrgrrrg)1 (mgsddbegscdgsdmgviivviivig)1 (1121第六讲第六讲 三极管常

17、用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路3.复合管结构复合管结构 连接方法上应该保证前级三极管的输出电流与后级三极管的输入电流形成一个适当的通路，即前级三极管的发射极或集电极要接到后一级三极管的基极； 外加电压的极性应该保证两个三极管同时都能正常工作。 组成原则第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路3.复合管结构复合管结构第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.16.1多级放大及组合电路多级放大及组合电路 BJT电流源电流源 FET电流源电流源 电流源作有源负载电流源作有源负载

18、6.2 电流源和有源负载电流源和有源负载关键问题关键问题 各种电流源电路的特点是什么？其高内阻的特点如何体现？ 电流源电路如何构成放大电路的偏置电路和作为负载电路？这样做的优点是什么？第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有源负载1. BJT电流源电流源对电流源的主要要求对温度的灵敏度低输出电阻尽可能大电流能输出符合要求的直流OI直流电阻直流电阻 CQCEQCEIVR交流电阻交流电阻 CCEceivr1. BJT电流源电流源-基本镜象电流源111122221CRRCBCCCIIIIIIII2当时

19、RVRVVIIICCBECCRCC12R R一定，则一定，则I IR R一定，一定，I IC2C2也随之而定。也随之而定。 优点优点 ，即IC2不仅由IR确定,且总与IR相等. R2CII T1对T2具有温度补偿作用，IC2温度稳定性好。缺点缺点 IR受电源变化的影响大，故要求电源十分稳定。 适用于较大工作电流（mA数量级）的场合。 输出电阻不够大，恒流特性不理想。 IO与IR的象精度决定于，当较小时，IO与IR的差别不能忽略。 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有源负载AIIOR204)10021(200)21(1. BJT电流源电流源-

20、 -基本镜象电流源 设计一个镜象电流源，当VCC为5伏时输出电流为200A。晶体管的参数为VBE0.6V, =100.kIVVRRBECC6.21204.06.05基准电流和负载电流相差2。第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有源负载1. BJT电流源电流源- -改进电路1-带有缓冲级的基本镜象电流源目的是减少三极管目的是减少三极管T T1 1、T T2 2的的I IB B对对I IR R的分流作用的分流作用, ,提提高镜象精度高镜象精度, ,减少减少 值不值不够大带来的影响够大带来的影响. .11331133111311313313112)

21、 1() 1(2) 1(12121CCCCBCECBCRIIIIIIIIIII）（RCCOIIII)1(/2113112RV2VIBECCR其中此时镜象成立的条件为 。 2) 1(31第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有源负载1. BJT电流源电流源改进电路2-带有发射极电阻的镜象电流源ROII211输出电流输出电阻2122222)1 (ceeebeebemooorRRrRrgivR第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有源负载1. BJT电流源电流源改进电路2-带有发射极电阻的镜象电流源如

22、果 Re1Re2 ，2e2E2BE1e1E1BERIVRIV2e1eR2BE1BEORRI)VV(I 参数对称的两管在IC相差10倍以内时， mV 6021BEBEVV如果IO与IR接近，或IR较大时，则可忽略。于是，有 ReeOIRRI21只要合理选择两个三极管发射极电阻的比例，只要合理选择两个三极管发射极电阻的比例，即可得合适的输出电流即可得合适的输出电流IO，输出电阻输出电阻不变。故不变。故称为比例电流源。称为比例电流源。 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有源负载1. BJT电流源电流源微电流源当IR一定时， 222122221eB

23、EeBEBEEOBEeEBEBERVRVVIIVRIVV在基本镜象电流源在基本镜象电流源的基础上加进了发的基础上加进了发射极电阻。射极电阻。 利用两管基利用两管基射电压差射电压差 可以控制可以控制I IO O 。由于。由于 的数值小，用阻值不大的数值小，用阻值不大的的R Re2e2即可得微小的工作电流，故为微即可得微小的工作电流，故为微电流源。电流源。 BEVBEV第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有源负载1. BJT电流源电流源微电流源电路的特点电路的特点：b)当VCC变化时，IR,VBE也变化，由于Re2值一般为K级，变化部分主要降至R

24、e上，即， 则IC2的变化远小于IR的变化，电源电压波动对工作电流IC2的影响不大。 1BE2BEVVc)T1管对T2管有温度补偿作用，IC2的温度稳定性好。 电流的数量关系为:2BE1BE2eOVVRISCTBEVVSCIIVVeIITBEln而21221212ln26ln)(26)ln(lnCCeOCCSCSCTeOIIRmVIIImVIIIIVRIa）T1、T2是对管、基极相连，当VCC、R、Re2已知时， （略去VBE），当VBE1、VBE2为定值时， 也确定了。 RVICCR2eBE2CR/VI第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有

25、源负载212ln26CCeOIIRmvI若 ，则 10II2C1C2226ln1060()CeIRmV因此得到60mv/十倍电流的简单数量关系。 例：已知 ，要求IC2=10uA，取Re2=？mA1II1CRmVRIIIeCCC1202601002221k12A10mv120R2e即，在设计中，一般先确定IR和IC1的数值，再确定Re。 思考：若要求提供思考：若要求提供10uA的输出电流，使用的输出电流，使用Vcc=6V的电源，的电源，你如何设计这个电流源？你如何设计这个电流源？ 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有源负载1. BJT电流源

26、电流源微电流源RV2VIBECCROBCCBCBEOEOBRIIIIIIIIIIIII)1 ()1 ()2()2(2) 1(2443111)41 (II2411IRR2O24242) 1()1 (cecebeBceceOrrrRrrR第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有源负载1. BJT电流源电流源串接电流源设所有的晶体管都匹配，值相等。有 )11 () 1() 1(1nInIInIIOBBCREF即，每个负载电流与基准电流之间的关系为： )1 (121nIIIIREFONOO由由I IREFREF产生的产生的b-eb-e结电压结电压加到加

27、到n n个晶体管上，产个晶体管上，产生了生了n n个负载电流。个负载电流。 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有源负载1. BJT电流源电流源多路电流源1）如果值很大，就可以忽略基极电流，于是有 Io1=Io2=IREF。 将三个晶体管的集电极连接在一起，负载电流为Io 。设四个晶体管完全匹配， 非常大，则，负载电流Io=3IREF。 2)将这些输出晶体管的集电极连接在一起，就能改变负载电流与基准电流之间的关系。 当值不够大时，就不能忽略所有的基极电流，那么每个负载晶体管的集电极电流都小于基准电流。负载晶体管越多，这种影响就越严重。 讨论讨

28、论： )1 (121nIIIIREFONOORT1TBI4RIO1I+VCCT2O2IT3O3IOI第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有源负载1. BJT电流源电流源多路电流源2. FET电流源电流源耗尽型MOS管组成的自偏压单管电流源 2)(2PGSpDVVLWkIRIVDGSOodsgsmoogsvRirvgiRiv)(dsmdsmOOOrRgrRgRivR)1 ()1 (Kp-本征导电因子；W-沟道宽度，L-沟道长度SDGDD+VR+-VGSID(a)第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流

29、源和有源负载T1的漏、栅极连在一起，因而工作在饱和区。 使T2管的VDS2VGS2-VT，保证它也工作在饱和区。 21111)(2TGSpREFDVVLWkII22222)(2TGSpODVVLWkII设两管参数匹配，VT值相同,则)()(1122LWLWIIREFO当W2L2=W1/L1，则Io=IREF，为镜象电流源。 W2L2W1/L1，则 ，为比例电流源。负载电流与基准电流之比直接与晶体管的纵-横比有关。 REFoILWLWI1122/输出电阻为 2dsorR 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有源负载2. FET电流源电流源FET

30、基本电流源 练习题：练习题： 用一个10V电压源，两个PNP晶体管及一只电阻R来设计一个简单的100A电流源。画出电路图，并算出电阻值。 1）考察输出电流对电源电压变化的灵敏度； 2）如果使用5V电压源，电路应作何种修改？ 3）事实上，这个简单电流源所用到电阻值R对经济型集成电路工艺而言是太大了，提出你的解决办法。（提示：可以采用微电流源形式，从而使得R的值与集成电路工艺相容（比如R10k）第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有源负载3.电流源提供偏置电流电流源提供偏置电流 用电流源作直流偏置的共射放大电路。由于T1、T2对称，因此Ic1=I

31、c2=IR1，使放大管T2获得稳定的偏置电流。第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有源负载4.电流源作有源负载电流源作有源负载T1为放大管，镜象电流源T2、 T3作为T1集电极电阻Rc，IC2=IC3IREF。 21121/)/(ceceObeLcecevrrRrRrrA电流源提供了比较大的集电电流源提供了比较大的集电极电阻极电阻, 这样这样,可使可使Av达到达到103量级甚至更高。量级甚至更高。 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有源负载3.电流源作有源负载电流源作有源负载)/(21Ld

32、sdsmiovRrrgvvA第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.26.2电流源和有源负载电流源和有源负载 基本差动放大电路基本差动放大电路 差放电路的动态分析差放电路的动态分析 共模抑制比共模抑制比 改进型差放电路改进型差放电路 差动式放大器的传输特性差动式放大器的传输特性 6.3 差动放大电路差动放大电路关键问题关键问题 差动放大电路的特点是什么？它是怎样抑制零点漂移的？ 差放电路四种接法的性能指标分析; 差放电路的传输特性说明了什么？如何扩展差放电路的线性范围？第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36

33、.3差动放大电路差动放大电路1.基本差动放大电路基本差动放大电路对于三极管参数变化引起零漂现象的内在原因，可在电路形式上改进,加以抑制: 1)采用负反馈方法稳定Q(例如加发射极电阻等); 2)采用其它耦合方式, 如阻容耦合; 3)采用温度补偿的方法:用另一个具有相同温度系数的器件 抵消三极管参数受温度的影响,而使Q点基本保持不变化。 典型的温度补偿电路是差动放大电路。它是利用两个晶体管参数的对称性来抑制零漂。1.基本差动放大电路基本差动放大电路电路结构BEBEBEVVV21C2C1CRRRbbbRRR2121b1R1 ivb2R2iveR1Cv2Cvc1Rc2R1Ci2CiT1T2CC +VE

34、E-VIb1b2第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路1.基本差动放大电路基本差动放大电路差模输入信号和共模输入信号 v差模信号： v共模信号： v当vi1vi2，可将2121121212121iiiiivvvvv2121221212121iiiiivvvvv1121211()()222idiiiiiicvvvvvvv2121211()()222idiiiiiicvvvvvvv21iiidvvv定义121()2iciivvv定义b1R1 ivb2R2iveR1Cv2Cvc1Rc2R1Ci2CiT1T2CC +VEE-VIb1b22iv1 ivi

35、cvicv+idv21idv21第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路例，mVvi51mVvi12mVmVmVvi3251mVmVmVvi3212差模放大倍数 idodvdvvA共模放大倍数 icocvcvvA 在差模、共模信号同存情况下，线性工作情况中，可利用叠加原理求放大电路总的输出电压： icvcidvdovAvAv2iv1 ivicvicv+idv21idv21第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路1.基本差动放大电路基本差动放大电路差模输入信号和共模输入信号 1.基本差动放大电路基本差

36、动放大电路差放电路的工作原理1)当没有输入信号时，即 时，由于电路完全对称，有 021iivv0VVV,IRIR,21III2C1CO2C2C1C1CC2C1CvvvvCCO2212)加入差模信号时，即 221idiivvv，有3）若在输入端加共模信号,即vi1= vi2，则由于电路的对称性和恒流源偏置,理想情况下, vo=0，没有输出。 两个输入端之间有差别两个输入端之间有差别,输出端才有变动。输出端才有变动。b1R1 ivb2R2iveR1Cv2Cvc1Rc2R1Ci2CiT1T2CC +VEE-VIb1b2第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放

37、大电路BBBIII21bBBBRIVV21ebBEEEBRRVVI)1 (2BCCCIIII21BCEIIII22EEeCCCebBEEECCCCCCCCCVRRVRRVVRVRIVVV2)1 (221b1R1ivb2R2iveR1Cv2Cvc1Rc2R1Ci2CiT1T2CC +VEE-VIb1b2第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路1.基本差动放大电路基本差动放大电路差放电路的工作原理2. 差放电路的动态分析差放电路的动态分析 四种连接方式：单出双出双端输入单出双出单入第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放

38、大电路差动放大电路2. 差放电路的动态分析差放电路的动态分析双端输入双端输出 1）输入为差模方式： 2/21idiivvv1111212122ioioiiooidodvdvvvvvvvvvvAbebCvdrRRAA1即当接上负载RL时， bebLvdrRRA2/LCLRRR（注： ）)(2bebirRR差模输入电阻 差模输出电阻 CORR2b1R1 ivb2R2iveR1Cv2Cvc1Rc2R1Ci2CiT1T2CC +VEE-VIb1b2第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路2. 差放电路的动态分析差放电路的动态分析双端输入双端输出 2）输入

39、为共模输入信号: vi1=vi2 由于变化量相等， vi1=vi2共模放大倍数越小，放大电路性能越好共模放大倍数越小，放大电路性能越好。 0)(12121212121icciiccicooicocvcvvvvvvvvvvvvA第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路差模输入电阻： )( 2bebirRR差模输出电阻： Ro=Rc1）输入差模信号bebcioidovdrRRAvvvvA212121111bR1 ivbR2ive1ovcRcRT1T2b1b2+-第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路2

40、. 差放电路的动态分析差放电路的动态分析双端输入单端输出2）输入共模信号 e点电压 eeeRiv2 ，这相当于每管的发射极接了一个2Re电阻。 R Re e越大，共模增益越小，抑制共模信号能越大，共模增益越小，抑制共模信号能力越强。力越强。eLebebLiLiiLicovcRRRrRRvRvvRvvA22)1 ()(121211bRcivbReovcRcRT1T2b1b2+-+-（a）共模交流通路2Re2ReRL第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路2. 差放电路的动态分析差放电路的动态分析双端输入单端输出单端输入时，差放的单端输入时，差放的T

41、 T1 1、T T2 2仍然工作在差动仍然工作在差动状态状态! !第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路2. 差放电路的动态分析差放电路的动态分析单端输入从另一方面理解： vi1=vi，v i2=0将单端输入信号分解成为一个差模信号v id和共模信号v ic， iiiidvvvv21iiiicvvvv21)(2121将两个输入端的信号看作由共模v ic和差模v id叠加而成，即 iiidicivvvvv2121211iiidicivvvvv2121212电路输出端总电压为： ivcivdicvcidvdovAvAvAvAv21第六讲第六讲 三极

42、管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路2. 差放电路的动态分析差放电路的动态分析单端输入bebLvdrRRA Avc=0， )2/(LCLRRRvo=Avdvid=Avdvi 类似于双端输入双端输出的分析 差模输入电阻：)(2bebirRR差模输出电阻： Ro=2Rc 可以认为单入双出的输出与双入双出的相可以认为单入双出的输出与双入双出的相同。同。 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路2. 差放电路的动态分析差放电路的动态分析单端输入双端输出类似双入单出的分析（设从T1的C极输出） bebLvdrRRA21LC

43、LRRR/ eLebebLvcRRRrRRA22)1 (ivcivdicvcidvdovAvAvAvAv21差模输入电阻：)(2bebirRR差模输出电阻： Ro=Rc 注：注：从T1的C极输出，输出与输入电压相位相反。 0vdA从T2的C极输出，输出与输入电压相位相同。 0vdA 在单端输入单端输出差放电路中，如果从某一个三极管的在单端输入单端输出差放电路中，如果从某一个三极管的b b极输入，极输入，然后从同一个管的然后从同一个管的C C极输出，则输出和输入反相；如果从另一个管的极输出，则输出和输入反相；如果从另一个管的C C极极输出，则输出和输入同相。输出，则输出和输入同相。第六讲第六讲

44、三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路2. 差放电路的动态分析差放电路的动态分析单端输入单端输出3.共模抑制比共模抑制比共模抑制比是衡量差放抑制共模信号能力的一项技术指标。 定义： vcvdCMRAAK)(lg20dBAAKvcvdCMR在基本放大电路中，若电路完全对称，则 双端输出时， （理想情况下为 ） )0(vcCMRAK单端输出时， bebevcvdCMRrRRAAK11A Avd d越大，越大， A Avc c越小，共模抑制能力越强，放大器的性能越优良。越小，共模抑制能力越强，放大器的性能越优良。 R Re e越大，共模抑制比越大，抑制共模信号能力

45、越强。越大，共模抑制比越大，抑制共模信号能力越强。 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路3.共模抑制比共模抑制比)/1 (CMRidicidvdicCMRvdidvdicvcidvdoKvvvAvKAvAvAvAv例如， VvmVvKidicCMR1,1,10001/CMRidicKvv，则 就是说，当K=1000时，两端输入信号差为 时所得输出与两端加同极性信号 所得输出相等。V1mV1若 ，则后项只有前项的1/10。10000CMRK再一次说明共模抑制比越大，抑制共模信号的能力越强。第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.

46、36.3差动放大电路差动放大电路（1）求双出时的Avd （2）从管T1的C极单端输出，求Avd、Avc、KCMR； （3）在（2）的条件下，设vi1=5mV, vi2=1mV，vO=？（4）设原电路的RC不完全对称，而是Rc1=30k，Rc2=29k，求双出时的KCMR。解:（1）双端输出时， 7 .166453050bebCbebLvdrRRrRRA（2）单端输出时，Avd为双端输出的一半。 3 .834530502121bebLvdrRRA732. 0205124530502)1 (ebebCvcRrRRA8 .113vcvdCMRAAKkrVVVkRkRkRbeEECCebC4,50,1

47、5,20,5,30例例第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路krVVVkRkRkRbeEECCeSC4,50,15,20,5,30例解: （3）vi1=5mv、vi2=1mvmVvvviiid41521mVvvviiic3) 15(21)(2121)(4 .335)3732. 0()43 .83(mVvAvAvicvcidvdob1R1ivb2R2iveRc1Rc2RT1T2CC +VEE-V（1）求双出时的Avd （2）从管T1的C极单端输出，求Avd、Avc、KCMR； （3）在（2）的条件下，设vi1=5mV, vi2=1mV，vO=？（

48、4）设原电路的RC不完全对称，而是Rc1=30k，Rc2=29k，求双出时的KCMR。第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路krVVVkRkRkRbeEECCeSC4,50,15,20,5,30例解: （4） ，则 21ccRR 9 .16345)2930(5021)(2121212221211211212211bebCCbebCbebCioioiioiiovdrRRRrRRrRRvvvvvvvvvvA0244. 02051245)2930(50)1 (2)()1 (2()1 (22121ebebCCebebCebebCvcRrRRRRrRRR

49、rRRA6717vcvdCMRAAKb1R1ivb2R2iveRc1Rc2RT1T2CC +VEE-V（1）求双出时的Avd （2）从管T1的C极单端输出，求Avd、Avc、KCMR； （3）在（2）的条件下，设vi1=5mV, vi2=1mV，vO=？（4）设原电路的Rc不完全对称，而是Rc1=30k，Rc2=29k，求双出时的KCMR。第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路4.改进型差放电路改进型差放电路 改进型的差放电路包括用电流源代替长尾Re； 加电位器Rw,用于调整Rc不对称的情况； 场效应管构成的差放电路等。 第六讲第六讲 三极管常

50、用放大电路三极管常用放大电路 6.3差动放大电路差动放大电路4.改进型差放电路改进型差放电路例1，如图所示为集成运放BG305的输入级，各三极管的1230，345650，各管的 ， ， ， （滑动端调在中点），Re=1k，RL即第二级的Ri为23.2k。求（1）该放大级的静态工作点；（2）差模放大倍数Avd；（3）输入、输出电阻Ri、Ro)(7 . 0VVBEKRb10KRC50KRW10CRCRT3T4T1T25TCC-V（-15V）6T1 iv2ivLRovWRReR11k1kRb100kCC +V（+15V）I第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差

51、动放大电路4.改进型差放电路改进型差放电路例1，如图所示为集成运放BG305的输入级，各三极管的1230，345650，各管的 ， ， ， （滑动端调在中点），Re=1K，RL即第二级的Ri为23.2K。求（1）该放大级的静态工作点；（2）差模放大倍数Avd；（3）输入、输出电阻Ri、Ro)(7 . 0VVBEKRb100KRC50KRW10)(3 . 011007 . 01515)(16mARRVVVIbBECCCCImARVIRVIIeBEBEEC3 . 01)7 . 0(3 . 07 . 051655)(150)(15. 023 . 021543AmAIIICCC)(75. 65515.

52、 015)5 . 0(343VRRIVVVWCCCCCC)(350150334321AIIIIICBBEE)nA(100)A( 1 . 0303III11C2B1BCRCRT3T4T1T25TCC-V（-15V）6T1 iv2ivLRovWRReR11k1kRb100kCC +V（+15V）I第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路4.改进型差放电路改进型差放电路例2，利用镜象电流源还可使单端输出的差放电压增益Avd提高近一倍, 相当于双端输出。 静态时： 2III2C1C输入差模信号时， ic2=ic1 对于电流源， 有 111241432cc

53、cccoccciiiiiiiii1111112222beLbebLbbebLoidovdrRriRiriRivvA2134CCCCIIII024CCOIII第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路5.差放电路的传输特性差放电路的传输特性 利用三极管的发射结VBE与iE间的基本关系，有 TEBVVvSEeIi/ )(11TEBVVvSEeIi/ )(22)1/(/2VTvEieIi)21 (21)1/(/22TiVvECVvthIeIiiTi)21 (21)1/(/11TiVvECVvthIeIiiTi同理，得恒流源电流为iE1和iE2之和 )1

54、(1 /2/ )(/ )(/ )(/ )(2121221TiTBBTEBTEBTEBVvEVvvVvvSVvvVvvSEEeieeIeeIiiI21BBivvvTBBVvvEEeii/ )(2121其中用到第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路4.差放电路的传输特性差放电路的传输特性 静态时，静态时，vi=0, 电路工电路工作于作于Q点，点，IC1=IC2IE/2直直流状态。流状态。 加上加上vi1=-vi2，即加上差，即加上差模电压后，模电压后，i iC1C1、i iC2C2一增一增一减，且改变量相等。一减，且改变量相等。总和总和I IE。

55、在差模电压的作用下，两管在差模电压的作用下，两管C C极产生大小相极产生大小相等，极性相反的差动输出电流，即是差模放等，极性相反的差动输出电流，即是差模放大作用。大作用。 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路4.差放电路的传输特性差放电路的传输特性 当两管基极加当两管基极加vi1 = vi2（共 模 信 号 ） ， 必 有共 模 信 号 ） ， 必 有vB1=vB2，C C极无信号电流极无信号电流输出，这就是抑制共模信输出，这就是抑制共模信号的作用。号的作用。一般认为一般认为为差放的线性区为差放的线性区 TidTVvV由双曲正切关系知，当vi

56、很小时， 122()idCCCTCidTviiiIVivI V线性关系、 基本恒定第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路当 ，一个三级管的IE=I，另一个三极管截止，为限幅区。 TidVV4122idCCCTviiiIthV由双曲正切关系知，当vi很小时， 2()idCTCidTviIVivI V线性关系、 基本恒定第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路4.差放电路的传输特性差放电路的传输特性 CCCCCCCCCCCCCCCORiRiiRiVRiVvvv)()(212121由当vid很小时， C

57、OivOidvv，所以第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路4.差放电路的传输特性差放电路的传输特性 I21ii2C1C0iii2C1CCvo=0当vi=0，电路处于静态 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路4.差放电路的传输特性差放电路的传输特性 21CCCiiivovid 当 、且vid很小时， 0idv上升1Ci下降2Ci第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路4.差放电路的传输特性差放电路的传输特性 当当vid大一些，曲线已进大一些，曲线

58、已进入非线性段，入非线性段，一个管饱和，则另一个管饱和，则另一个管截止。一个管截止。 第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路4.差放电路的传输特性差放电路的传输特性 许多情况下，差放输入信号的幅度比VT大得多，明显超过其线性输入范围，为实现不失真放大，需要扩大线性范围。 随着发射极电阻随着发射极电阻R R的增大，曲线变平，线性范围扩大、的增大，曲线变平，线性范围扩大、曲线斜率下降、电压增益减小。曲线斜率下降、电压增益减小。R R的选择要兼顾线性范围与电压增益两方面的要求的选择要兼顾线性范围与电压增益两方面的要求。 第六讲第六讲 三极管常用放大电

59、路三极管常用放大电路 6.36.3差动放大电路差动放大电路4.差放电路的传输特性差放电路的传输特性 功放的地位和特点功放的地位和特点 功放的基本定义和概念功放的基本定义和概念 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路 6.4 功率放大电路功率放大电路 关键问题关键问题 什么是直流电源的输出功率、注入三极管的直流功率、三极管的管耗、交流负载上得到的最大不失真功率？ 放大电路有几种工作状态？各自有怎样的特点和效率？ 乙类互补对称电路的结构是怎样的？其输出功率和效率多大？ 甲乙类互补对称电路的结构和主要特点是什么？ OTL电路与甲乙类互补对称电路的区别在哪里？第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常

60、用放大电路第六讲第六讲 三极管常用放大电路三极管常用放大电路 6.46.4功率放大电路功率放大电路 1.1.功放的地位和特点功放的地位和特点 模拟电子技术设备方框图模拟电子技术设备方框图 任务：把其它形式任务：把其它形式的能量转换成电能。的能量转换成电能。 输入级输入级-中间中间级级任务：把微弱的任务：把微弱的信号电压放大信号电压放大输出级任务：驱动输出级任务：驱动执行机构以输出功执行机构以输出功率为重点。率为重点。 任务：将电能转换任务：将电能转换成其它形式的能成其它形式的能1.1.功放的地位和特点功放的地位和特点 对电压放大器 主要要求主要要求：使负载得到不失真的电压信号。 讨论的主要指标