精选模拟电子技术基础多级放大电路讲义

（优选）模拟电子技术基础多级放大电路当前第1页\共有69页\编于星期一\10点二.典型电路当前第2页\共有69页\编于星期一\10点第3章多级放大电路§3.1多级放大电路的耦合方式§3.2多级放大电路的动态分析§3.3直接耦合放大电路当前第3页\共有69页\编于星期一\10点§3.1多级放大电路的耦合方式3.1.1、直接耦合3.1.2、阻容耦合3.1.3、变压器耦合当前第4页\共有69页\编于星期一\10点3.1.1、直接耦合既是第一级的集电极电阻，又是第二级的基极电阻第二级第一级Q1合适吗？直接连接当前第5页\共有69页\编于星期一\10点如何设置合适的静态工作点？对哪些动态参数产生影响？Re必要性？

UCEQ1太小→加Re（Au2数值↓）→改用D→若要UCEQ1大，则改用DZ。要求：对直流相当于一个电压源；对交流等效于一个小电阻。当前第6页\共有69页\编于星期一\10点NPN型管和PNP型管混合使用UCQ1

（UBQ2）

＞UBQ1UCQ2＜

UCQ1

UCQ1

（UBQ2）

＞UBQ1UCQ2＞

UCQ1

Re解决：集电极电位逐级升高的问题。当前第7页\共有69页\编于星期一\10点直接耦合的优缺点：缺点：静态工作点相互影响。优点：良好的低频性能；适合于集成电路。直接耦合的优缺点：缺点：静态工作点相互影响。优点：良好的低频性能；适合于集成电路。当前第8页\共有69页\编于星期一\10点3.1.2、阻容耦合

Q点相互独立。不能放大变化缓慢的信号，低频特性差，不能集成化。共射电路共集电路利用电容连接信号源与放大电路、放大电路的前后级、放大电路与负载，为阻容耦合。当前第9页\共有69页\编于星期一\10点3.1.3、变压器耦合

理想变压器情况下，负载上获得的功率等于原边消耗的功率。从变压器原边看到的等效电阻当前第10页\共有69页\编于星期一\10点电压放大倍数：当前第11页\共有69页\编于星期一\10点1、直接耦合2、阻容耦合3、变压器耦合课程回顾缺点：静态工作点相互影响。优点：良好的低频性能；适合于集成电路。Q点相互独立。不能放大变化缓慢的信号，低频特性差，不能集成化。

主要用在高频大功率放大电路中。在这里，集成电路无法满足要求，采用分立元件构成变压器耦合放大电路实现。当前第12页\共有69页\编于星期一\10点§3.2

多级放大电路的动态分析二、分析举例一、动态参数分析当前第13页\共有69页\编于星期一\10点一、动态参数分析1.电压放大倍数2.输入电阻3.输出电阻

对电压放大电路的要求：Ri大，Ro小，Au的数值大，最大不失真输出电压大。当前第14页\共有69页\编于星期一\10点1、静态分析二、分析举例当前第15页\共有69页\编于星期一\10点2、动态分析先画交流通路：当前第16页\共有69页\编于星期一\10点当前第17页\共有69页\编于星期一\10点当前第18页\共有69页\编于星期一\10点当前第19页\共有69页\编于星期一\10点§3.3直接耦合放大电路（差分放大电路）3.3.1、直接耦合放大电路的零点漂移现象3.3.2、差分放大电路3.3.3、直接耦合互补输出级适用范围：频率过低的信号或集成电路当前第20页\共有69页\编于星期一\10点一、零点漂移现象及其产生的原因1.什么是零点漂移现象：ΔuI＝0，ΔuO≠0的现象。产生原因：温度变化，晶体管的特性参数对温度敏感,直流电源波动，元器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。克服温漂的方法：引入直流负反馈；温度补偿（热敏元件或差分放大器）；典型电路：差分放大电路3.3.1、直接耦合放大电路的零点漂移现象当前第21页\共有69页\编于星期一\10点3.3.2、差分放大电路一、电路的组成演义过程如下：a图:Q点基本稳定，但仔细研究，温度变化时，ICQ会有微小的变化。可以想象，只要采用直接耦合方式，这种变化就会逐级放大。b图:寻找一个受温度控制的直流电源。（a）带有Re负反馈电阻（b）带有温控的电压源零点漂移零输入零输出当前第22页\共有69页\编于星期一\10点演义过程：C图:寻找管子特性完全相同的相同电路，以集电极电位差作为输出。（c）对称电路加共模信号理想对称（d）加差模信号共模信号：大小相等，极性相同。差模信号：大小相等，极性相反.当前第23页\共有69页\编于星期一\10点d图:(1)输出电压uo=uC1-uC2=2uC1;(2)在差模信号作用下，Re中的电流变化率为零，即提高了对差模信号的放大能力。e图:为了简化电路，便于调解Q点，也为了是直流电源与信号源“共地”。（d）加差模信号（e）实用差模放大电路演义过程：信号特点？能否放大？当前第24页\共有69页\编于星期一\10点解释:

(1)差动：是指当两个输入端之间有差别（即变化量）时，输出电压才有变动（变化量）的意思。(2)由于Re接负电源–VEE,拖一个尾巴，故称长尾式电路。当前第25页\共有69页\编于星期一\10点典型电路二、长尾式差分放大电路的组成Rb很小，通常为信号源内阻。电路参数理想对称。当前第26页\共有69页\编于星期一\10点Q点：晶体管输入回路方程：通常，Rb较小，且IBQ很小，故晶体管输入回路方程：晶体管输入回路方程：通常，Rb较小，且IBQ很小，故晶体管输入回路方程：通常，Rb较小，且IBQ很小，故晶体管输入回路方程：通常，Rb较小，且IBQ很小，故晶体管输入回路方程：通常，Rb较小，且IBQ很小，故晶体管输入回路方程：当前第27页\共有69页\编于星期一\10点1.课程回顾（1）、零点漂移现象及其产生的原因适用范围：频率过低的信号或集成电路零点漂移现象:ΔuI＝0，ΔuO≠0的现象。产生原因：晶体管的特性对温度敏感，故也称零漂为温漂。当前第28页\共有69页\编于星期一\10点（2）长尾式差分放大电路的Q点：然后，得出晶体管输入回路方程：通常，Rb较小，且IBQ很小，故先画直流通路；当前第29页\共有69页\编于星期一\10点（3）.长尾式差分放大电路的动态分析共模信号：大小相等，极性相同。差模信号：大小相等，极性相反.当前第30页\共有69页\编于星期一\10点2.抑制共模信号

共模信号：数值相等、极性相同。分析思路：先画共模时的交流通路。输入信号：在交流通路中，可写为继续讲课当前第31页\共有69页\编于星期一\10点Re的共模负反馈作用：

与第2章静态工作点稳定电路（图2.4.2）的原理一样。Re的共模负反馈作用：温度变化所引起的变化等效为共模信号如T(℃)↑→△uIC↑→△iB1↑△iB2↑→△iC1↑△

iC2↑→△uE↑→△uBE1↓△uBE2↓→

△iB1↓△iB2↓→△

iC1↓△

iC2↓抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。当前第32页\共有69页\编于星期一\10点3.差模信号的动态分析差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即＋－＋－注：图中的iE1等为瞬时信号。瞬时电路图（1）电路构成：注意讨论的思路＋－＋－当前第33页\共有69页\编于星期一\10点△iE1=－△iE2，Re中差模电流为零，即Re

对差模信号无反馈作用。＋－＋－注：差模信号下，E点等效于接“地”

；同时，负载电阻的中点在差模信号作用下不变，也相当于接“地”

。差模信号：可看成一种交流信号处理，先画差模交流通路。（2）Re对差模信号的作用当前第34页\共有69页\编于星期一\10点（3）差模信号作用时的动态分析差模放大倍数当前第35页\共有69页\编于星期一\10点

共模抑制比KCMR：综合考察差分放大电路放大差模信号的能力和抑制共模信号的能力。

在实际应用时，信号源需要有“接地”点，以避免干扰；或负载需要有“接地”点，以安全工作。

根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种接法：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。当前第36页\共有69页\编于星期一\10点四、差分放大电路的四种接法双端输入单端输出首先，进行电路的分析、解剖瞬时电路瞬时电路当前第37页\共有69页\编于星期一\10点根据戴维南定理：瞬时电路瞬时电路当前第38页\共有69页\编于星期一\10点（1）Q点分析瞬时电路直流通路当前第39页\共有69页\编于星期一\10点由于输入回路参数对称，所以IEQ、IBQ、ICQ与双端输出时一样。但是输出回路不对称，所以UCQ1≠UCQ2，从而使UCEQ1≠UCEQ2。直流通路当前第40页\共有69页\编于星期一\10点（2)差模信号作用下的动态分析差模信号下的交流通路瞬时电路差模交流通路当前第41页\共有69页\编于星期一\10点差模交流通路差模微变等效电路当前第42页\共有69页\编于星期一\10点课程回顾双端输入双端输出课程回顾———差分放大电路的四种接法＋－＋－当前第43页\共有69页\编于星期一\10点（2）差模信号作用时（1）共模信号作用时当前第44页\共有69页\编于星期一\10点双端输入单端输出：

（1）差模信号作用下当前第45页\共有69页\编于星期一\10点（2）共模信号作用下的分析瞬时电路瞬时电路（注：三极管发射极与电源-VEE之间的电压不变。）当前第46页\共有69页\编于星期一\10点瞬时电路共模交流通路共模信号下，T1管一边的交流通路当前第47页\共有69页\编于星期一\10点共模信号下，T1管一边的微变等效电路共模信号下，T1管一边的交流通路当前第48页\共有69页\编于星期一\10点3.单端输入双端输出共模输入电压差模输入电压

输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入.若输入交流信号为△uI，则△uId=△uI，△uIc=△uI

/2.当前第49页\共有69页\编于星期一\10点测试:差模输出共模输出当前第50页\共有69页\编于星期一\10点4.单端输入单端输出由于单端输入可以等效成双端输入形式，然后在按照双端输入，单端输出情况进行动静态的分析。单端输入、单端输出与双端输入、单端输出的静态工作点、动态参数分析完全相同。当前第51页\共有69页\编于星期一\10点当前第52页\共有69页\编于星期一\10点5.四种接法的比较：电路参数理想对称条件下输入方式：Ri均为2(Rb+rbe)；双端输入时无共模信号输入，单端输入时有共模信号输入。输出方式：Q点、Ad、Ac、KCMR、Ro均与之有关。当前第53页\共有69页\编于星期一\10点五、具有恒流源的差分放大电路

Re越大，每一边的漂移越小，共模负反馈越强，单端输出时的Ac越小，KCMR越大，差分放大电路的性能越好。但为使静态电流不变，Re越大，VEE越大，以至于Re太大就不合理了。需在低电源条件下，设置合适的IEQ，并得到得到趋于无穷大的Re。解决方法：采用电流源取代Re！当前第54页\共有69页\编于星期一\10点具有恒流源差分放大电路的组成等效电阻为无穷大近似为恒流若UBE的变化可忽略不计，IE3、IC3基本不随温度变化。当前第55页\共有69页\编于星期一\10点1)RW取值应大些？还是小些？2)RW对动态参数的影响？3)若RW滑动端在中点，写出Ad、Ri的表达式。六、差分放大电路的改进1.加调零电位器RW当前第56页\共有69页\编于星期一\10点若uI1=10mV，uI2=5mV，则uId=？uIc=？△uId=5mV，△uIc=7.5mV讨论一当前第57页\共有69页\编于星期一\10点讨论二1、uI=10mV，则uId=?uIc=?uId=10mV，uIc=5mV当前第58页\共有69页\编于星期一\10点例3.3.1

解:(1)

(2)当前第59页\共有69页\编于星期一\10点(2)分析：

用直流电表测得的输出电压既含有直流量又含有变化量。首先计算T1管的直流集电极电位：然后用所测电压计算T1管的差模集电极电位：当前第60页\共有69页\编于星期一\10点§3.3.3

直接耦合互补输出级二、基本电路三、消除交越失真的互补输出级四、准互补输出级一、对输出级的要求当前第61页\共有69页\编于星期一\10点一是输出电阻低；二是最大不失真输出电压尽可能大。一、对输出级的要求不符合要求！共射、共基电路不合适；共集电路有点谱，但带上负载后静态工作点会产生变化，且输出不失真电压也将减少，需要改进。当前第62页\共有69页\编于星期一\10点二、基本电路静态时T1、T2均截止，UB=UE=01.特征：T1、T2特性理想对称。输入电压为零时，输出电压也为零。2.静态分析T1的输入特性理想化特性当前第63页\共有69页\编于星期一\10点3.瞬时分析（定性分析时）ui正半周，电流通路为+VCC→T1→RL→地，uo=ui

两只管子交替工作，两路电源交替供电，双向跟随。ui负半周，电流通路为地→RL→T2→-VCC，