第4、5章集成运放及放大电路的频率响应1

1、. 多级放大电路的分析：1、静态分析静态工作点的计算2、动态分析画微变等效电路、计算Au、Ri、Ro . 差分放大电路： 1、差分放大电路的主要作用 2、差分放大电路的分析 1静态分析静态工作点的计算 2动态分析画微变等效电路、计算Au、Ri、Ro第三章 复习 例：电路如下图，晶体管的=50， rbb =1001计算静态时T1和T2的集电极电流和集电极电位； 2求电路的Ad 、 Ri、RO。解:1用戴维宁定理计算出左边电路的电源和等效电阻为：静态时T1和T2的集电极电流和集电极电位分别为：2电路的Ad 、 Ri、RO。. 集成运算放大器的组成. 集成运算放大器的特点第四章 集成运算放大器简介一

2、、 集成运放的组成第四章 集成运算放大器 从外部看，集成运算放大器是一个双端输入，单端输出，具有高差模放大倍数Ad，高Ri，低Ro, 能较好地抑制温漂的差动放大电路。 集成运算放大器特点: 1高增益的多级放大电路大的电压放大倍数 2集成电路 3直接耦合放大电路。集成运放由四局部组成输入级：是双端输入的高性能差分电路。 Ad 大，Ri 高，抑制 uIC能力强。中间级：一般为共射放大电路，具有较大的 Au。输出级：互补对称输出级，Ro 小，带负载能力强。偏置电路：保证电路正常工作及提供能量来源。电子电路中必不可少的一局部。 集成运放的电压放大倍数称为差模开环放大倍数,记作Aod。通常Aod非常高，

3、可达几十万倍。集成放大器的符号： 具体电路见：P197200up 与uO 相位相同， up为同相输入端；uN 与uO相位相反， uN 为反相输入端。输入与输出信号的关系： uo = Aod ( up uN )集成运放的性能指标 1开环差模增益Aod：常用分贝dB表示，其分贝数为20lg|Aod|。2共模抑制比KCMR。3差模输入电阻rid。4输入失调电压UIO及其温漂dUIO/dT。5输入失调电流IIO及其温漂dIIO/dT。6输入偏置电流IIB。7最大共模输入电压UIcmax。8最大差模输入电压UIdmax。9-3dB带宽fH。10单位增益带宽fc。11转换速率SR。1、同相输入端电位近似等

4、于反相输入端电位。 即:称两个输入端为“虚短。 “虚短是指集成运放的两个输入端电位无穷接近，但又不是真正短路。*二、 理想运放在线性工作区的特点由于输入与输出的关系： uo =Aod(up uN )，uo为有限值，开环Aod很大，一般为105107 ，理想时为无穷大，因而净输入电压于是有： 因为差模输入电阻 Rid 很大，理想时为无穷大；净输入电压 up uN 近似为零。2、两个输入端的输入电流均为零。 即：所以两个输入端的输入电流也均为零.iI = (up uN ) / Rid 也就是从集成运放输入端看进去相当于断路，称两个输入端“虚断。 “虚断是指集成运放两个输入端的电流趋于零，但又不是真

5、正断路。 对于工作在线性区的应用电路，“虚短和“虚断是分析其输入信号和输出信号关系的根本出发点。称两个输入端“虚断 当集成运放工作在线性区，即满足“虚短和“虚短的条件。 对于工作在线性区的应用电路，“虚短和“虚断是分析其输入信号和输出信号关系的根本出发点。. 频率响应概述. 晶体管的高频等效模型. 放大电路的频率响应第五章 放大电路的频率响应 在第二章中2.1介绍电路性能时，简单说明了通频带的概念。指出放大电路对某一频率范围的信号能正常放大，这个频率范围称为通频带。 了解电路对不同频率信号的放大能力，在使用电路前应查阅资料，了解通频带，确定电路的适用范围。5.1 频率响应概述 在放大电路中，放

6、大倍数与信号频率的函数关系，称为频率响应或频率特性。 放大电路中由于C，L及晶体管极间电容的存在，电路对不同频率的信号具有不同的放大能力。一、 频率响应的概念： 在放大电路中1由于耦合电容的存在,对信号构成高通电路。即对于频率足够高的信号,电容相当于短路,信号毫无损失通过。如果频率下降,容抗增大产生压降,使Au下降 2由于晶体管结电容的存在,对信号又构成低通电路。即对于信号频率足够低时,相当于开路,对电路不产生影响。而当频率升高时,极间电容将分流,从而导致Au下降,产生相移。 由此可见，信号频率过高或过低都将影响放大电路对信号的放大能力，导致Au下降。只有信号的频率在一定范围内，信号才能被正常

7、放大。二、高通电路如果令： 时间常数下限截止频率当：时：时：时： 忽略相移45说明f 降低10倍,Au降低10倍。当：时：时：时： 忽略相移45频率特性如图：说明f 降低10倍,Au降低10倍。三、低通电路上限截止频率当：时：时：时：相移 - 45说明f 增大10倍，Au降低10倍。当：时：时：时：相移 - 45说明f 增大10倍，Au降低10倍。频率特性如图： 对于放大电路，它的 与 之差， 称为通频带。 四、波特图 对于放大电路，往往 ui 的频率范围广，放大倍数大，为了在同一坐标系中表示如此宽的变化范围，在画频率特性曲线时，常采用对数坐标。称为波特图。高通电路与低通电路的波特图 (P22

8、5)(a)高通电路波特图(b)低通电路波特图结论：1、电路的截止频率决定于电容所在的回路的时间常数2、当电路的频率等于下限频率或上限频率时，放大电路的增益下 降3dB,且产生+45度或-45度的相移。3、近似分析中，可以用折线化的近似波特图表示放大电路的频率特性。5.2 晶体管的高频等效模型 根据晶体管的结构，考虑晶体管的结电容影响，得到晶体管的高频信号等效模型。P226) 晶体管的结构模型 混合 模型一、晶体管的高频等效模型通常rbc 、 rce开路， 折合到电路中以后忽略，得到简化的等效模型。 rbb可以从手册中查出。 混合模型的主要参数： 得到：二、晶体管简化等效模型：电流关系：低频段晶

9、体管电流放大倍数UT温度的电压当量,常温时为26mv。 得到：电流关系：低频段晶体管电流放大倍数一、高通电路当：时：时：时： 忽略相移45说明f 降低10倍,Au降低10倍。内容总结二、低通电路当：时：时：时：相移 - 45说明 f 增大10倍，Au降低10倍。三、晶体管简化等效模型： 高通、低通电路中的频率大小与回路中R、C的大小有关。 3.9 电路如下图，晶体管的=50， rbb =1001计算静态时T1和T2的集电极电流和集电极电位； 2用直流表测得uO=2V，uI=？ 假设uI=10mv，那么uO=？解：1用戴维宁定理计算出左边电路的电源和等效电阻为： 静态时T1和T2的集电极电流和集

10、电极电位分别为：2用直流表测得uO=2V,先求出输出电压变化量，再求解差模放大倍数，最后求出输入电压，如下： uOuOUCQ11.23V 3.9 电路如下图，晶体管的=50， rbb =1001计算静态时T1和T2的集电极电流和集电极电位； 2用直流表测得uO=2V，uI=？ 假设uI=10mv，那么uO=？解：1用戴维宁定理计算出左边电路的电源和等效电阻为： 静态时T1和T2的集电极电流和集电极电位分别为：2用直流表测得uO=2V,先求出输出电压变化量，再求解差模放大倍数，最后求出输入电压，如下： uOuOUCQ11.23V 假设uI=10mv，那么: 3.9 电路如下图，晶体管的=50， rbb =1001计算静态时T1和T2的集电极电流和集电极电位； 2用直流表测得uO=2V，uI=？ 假设uI=10mv，那么uO=？解：1用戴维宁定理计算出左边电路的电源和等效电阻为： 静态时T1和T2的集电极电流和集电极电位分别为：2用直流表测得uO=2V,先求出输出电压变化量，再求解差模放大倍数，最后求出输入电压，如下： uOuOUCQ11.23V 假设uI=10mv，那么: 假设uI=10mv，那么:3.2 设图P3.2所示各电路的静态工作点均适宜，分别画出它们的交流等效电路，并写出