模拟电子技术-第四章-组合放大电路

第四章组合放大电路§4.1

一般组合放大电路§4.4

集成运放的参数及实际电路模型§4.2

差动放大电路§4.3

集成运放的典型电路

§4.1一般组合放大电路一、组合放大电路的级间耦合直接耦合A1A2电路简单，能放大交、直流信号，“Q”互相影响，零点漂移严重。阻容耦合A1A2各级“Q”独立，只放大交流信号，信号频率低时耦合电容容抗大。变压器耦合A1A2用于选频放大器、功率放大器等。(1-3)1.阻容耦合

阻容耦合是通过电容器将后级电路与前级相连接，其方框图所示。阻容耦合放大电路的方框图单级阻容耦合放大电路两极阻容耦合放大电路

§4.1一般组合放大电路(1-4)1）各级的直流工作点相互独立。由于电容器隔直流而通交流，所以它们的直流通路相互隔离、相互独立的，这样就给设计、调试和分析带来很大方便。2）在传输过程中，交流信号损失少。只要耦合电容选得足够大，则较低频率的信号也能由前级几乎不衰减地加到后级，实现逐级放大。

▲优点：3）电路的温漂小。

4）体积小，成本低。▲缺点：2）低频特性差；1）无法集成；3）只能使信号直接通过，而不能改变其参数。

§4.1一般组合放大电路(1-5)2.变压器耦合

变压器可以通过磁路的耦合把原边的交流信号传送到副边，因此可以作为耦合元件。变压器耦合放大器

§4.1一般组合放大电路(1-6)

其工作原理是变压器在传送交流信号的同时，可以实现电流、电压以及阻抗变换。r1r2

§4.1一般组合放大电路(1-7)

1）变压器耦合多级放大电路前后级的静态工作点是相互独立、互不影响的。因为变压器不能传送直流信号。2）变压器耦合多级放大电路基本上没有温漂现象。3）变压器在传送交流信号的同时，可以实现电流、电压以及阻抗变换。1）高频和低频性能都很差；2）体积大，成本高，无法集成。▲优点：▲缺点：

§4.1一般组合放大电路(1-8)3.直接耦合

直接耦合是将前后级直接想连的一种耦合方式。直接耦合放大电路

§4.1一般组合放大电路(1-9)▲优点：▲缺点：

1）电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。由于级间是直接耦合，所以电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。

2）便于集成。由于电路中只有晶体管和电阻，没有电容器和电感器，因此便于集成。

1）各级的静态工作点不独立，相互影响。会给设、计算和调试带来不便。

2）引入了零点漂移问题。零点漂移对直接耦合放大电路的影响比较严重。

§4.1一般组合放大电路(1-10)二、组合放大电路的增益Au1第一级Au2第二级Aun末级uiuo1RLRSuousuo2ui2uinii=Au1·Au2

·

·

·

AunAu1(dB)=Au1(dB)+Au2(dB)+·

·

·+Aun

(dB)考虑级与级之间的相互影响，计算各级电压放大倍数时，应把后级的输入电阻作为前级的负载处理!!!

§4.1一般组合放大电路(1-11)三、共源-共射放大电路前级:场效应管共源极放大器后级:晶体管共射极放大器+UCC=15VRS1.3MR11KUi2.4KC2C3R4R3RLR’E260K20K2K2KUo3KC1RCT1RE1CE2T2USCE1RD5KR2200KRE2100Rg47MIDSS=6mA；UGS（off）

=-2V=50

§4.1一般组合放大电路(1-12)1.静态分析+UCC=15V1.3MR12.4KR4R3R’E260K20K2K3KRCT1RE1T2RD5KR2200KRE2100Rg47M

§4.1一般组合放大电路(1-13)2.动态分析

①画出微变等效电路R3R4RCRLRSR2R1RDIbIdrbeIcUGSRgRE2ri2=R3//R4//[rbe+(1+β)]RE2=6.7k

②首先计算第二级的输入电阻

§4.1一般组合放大电路(1-14)R3R4RCRLRSR2R1RDIbIdrbeIcUGSRgRE2

③计算各级放大倍数Au1=-gmRL1=-gm(RD//ri2)=-2.79(5//6.7)=-82=-12.4Au=Au1.Au2=99

§4.1一般组合放大电路(1-15)R3R4RCRLRSR2R1RDIbIdrbeIcUGSRgRE2

④计算输入输出电阻

§4.1一般组合放大电路(1-16)四、共射-共基-共集放大电路1.静态分析+VCCrSR1C2R6VT3RLC1VT2R5uSC3R4R2R3VT1+-+-uLB1B2B3

§4.1一般组合放大电路(1-17)2.动态分析

①画出微变等效电路ri2=rbe2/(1+β2)

②首先计算第二、三级的输入电阻

§4.1一般组合放大电路R4R6RLrSR3R2rbe2uS+-rbe1β1ib1ib1ib2β2ib2ib3β3ib3u0+-rbe3ri3=rbe3+(1+β3)（R6//RL）(1-18)

③计算各级放大倍数Au1=-β1ri2/rbe1Au=Au1.Au2.Au3

§4.1一般组合放大电路R4R6RLrSR3R2rbe2uS+-rbe1β1ib1ib1ib2β2ib2ib3β3ib3u0+-rbe3Au2=β2(R4//ri3)/rbe2Au3=(1+β3)(R6//RL)/[rbe3+(1+β3)(R6//RL)](1-19)

④计算输入输出电阻

§4.1一般组合放大电路R4R6RLrSR3R2rbe2uS+-rbe1β1ib1ib1ib2β2ib2ib3β3ib3u0+-rbe3(1-20)

§4.1差动放大电路▲直接耦合放大电路的优缺点1.直接耦合放大电路可以放大直流信号2.直接耦合放大电路的零点漂移零漂：主要原因：温漂指标：#为什么一般的集成运算放大器都要采用直接耦合方式？温度变化引起，也称温漂。输入短路时，输出仍有缓慢变化的电压产生。温度每升高1度时，输出漂移电压按电压增益折算到输入端的等效输入漂移电压值。电源电压波动也是原因之一(1-21)例如若第一级漂了100uV，则输出漂移1V。若第二级也漂了100uV，则输出漂移10mV。假设

第一级是关键3.减小零漂的措施

用非线性元件进行温度补偿

调制解调方式。如“斩波稳零放大器”

采用差分式放大电路漂了100uV漂移

10mV+100uV漂移1V+10mV漂移1V+10mV

§4.1差动放大电路(1-22)一、基本差动放大电路1.电路组成及工作原理静态（Vi1=Vi2=0)

§4.1差动放大电路(1-23)动态仅输入差模信号，大小相等，相位相反。大小相等，信号被放大。相位相反。

§4.1差动放大电路两发射极的总电流变化为零，交流等效为短路。(1-24)动态仅输入共模信号，大小相等，相位相同。大小相等，信号被消除。相位相同。

§4.1差动放大电路

两发射极的总电流变化为单边发射极电流的两倍，交流等效为每边在发射极接了电阻2r0。(1-25)接入负载时<B>双入、单出以双倍的元器件换取抑制零漂的能力<A>双入、双出接入负载时

§4.1差动放大电路2.差模电压增益(1-26)<C>单端输入等效于双端输入

指标计算与双端输入相同入

§4.1差动放大电路(1-27)<A>双端输出

共模信号的输入使两管集电极电压有相同的变化。所以共模增益<B>单端输出抑制零漂能力增强3.共模电压增益

§4.1差动放大电路vicvic2ro2ro共模输入时的交流等效通路(1-28)双端输出，理想情况单端输出抑制零漂能力越强单端输出时的总输出电压5.频率响应高频响应与共射电路相同，低频可放大直流信号。

§4.1差动放大电路4.共模抑制比(1-29)输出方式双出单出双出单出

§4.1差动放大电路几种结构比较(1-30)输出方式双出单出双出单出

§4.1差动放大电路(1-31)例：如右图所示的差动放大电路(1)求静态工作点；(2)求电路的差模Aud，Rid，Ro。[解](1)

求“Q”ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEER2R3IC3V3V4IREF+6V

6V100

100

7.5k

7.5k

6.2k

100

§4.1差动放大电路

=100(1-32)ICQ1=ICQ2=0.5I0UCQ1=UCQ2=6–0.427.5=2.85(V)(2)求Aud，Rid，RoRo=2RC=15(k)

§4.1差动放大电路(1-33)与共源电路相同▲FET差动放大电路1.电路组成2.差模增益3.差模输入电阻

§4.1差动放大电路(1-34)

§4.1差动放大电路二、差动放大电路的传输特性(1-35)

§4.1差动放大电路(1-36)

§4.1差动放大电路结论：1.当，即时，，电路处于静态工作状态，工作在Q点；2.当时，随增加，增大，ic2减小，并近似呈线性关系；3.当时，曲线趋于平坦，VT1、VT2中一管进入饱和区，另一管进入截止区，电路工作在非线性区域。4.为了使得差分放大电路有较大的线性工作范围，可在VT1和VT2的发射极间串接电阻RE，利用RE的负反馈作用，扩大线性工作范围。(1-37)

§4.3集成运放的典型电路▲集成运放的典型内部组成原理框图(1-38)

§4.3集成运放的典型电路▲简单运放的电路原理图(1-39)

§4.3集成运放的典型电路▲通用集成运放的电路原理图(1-40)

§4.3集成运放的典型电路▲简化电路原理图(1-41)3.最大差模输入电压Vidmax5.最大共模输入电压Vicmax

§4.4

集成运放的参数及实际电路模型一、集成运放的主要参数1.开环差模电压增益AVO2.差模输入电阻Rid4.共模抑制比KCMR6.开环带宽BW

(fH)7.单位增益带宽GBW(fT)8.输入偏置电流IIB(1-42)9.转换速率SR

§4.4

集成运放的参数及实际电路模型11.输入失调电流IIO12.输入失调电压温漂

VIO/

T13.输入失调电流温漂

IIO/

T10.输入失调电压VIO14.共模输入电阻Ric失、输出电组RO调、最大输出电流IOMAX及静态功耗