模電多級放大PPT課件

1、1第三章第三章 多級放大電路多級放大電路3.1 3.1 多級放大電路的耦合方式多級放大電路的耦合方式3.2 3.2 多級放大電路的動態(tài)分析多級放大電路的動態(tài)分析3.3 3.3 直接耦合放大電路直接耦合放大電路第1頁/共101頁23.1 3.1 多級放大電路的耦合方式多級放大電路的耦合方式多級放大電路的四種耦合方式：多級放大電路的四種耦合方式：直接耦合直接耦合阻容耦合阻容耦合變壓器耦合變壓器耦合光電耦合光電耦合 當(dāng)單級放大電路不能滿足多方面的性能要求當(dāng)單級放大電路不能滿足多方面的性能要求（如（如Au104、Ri=2M、 Ro=100）時，應(yīng)考慮采用多時，應(yīng)考慮采用多級放大電路。組成多級放大電路時

2、首先應(yīng)考慮如何級放大電路。組成多級放大電路時首先應(yīng)考慮如何“連接連接”幾個單級放大電路，幾個單級放大電路，級與級之間的連接稱級與級之間的連接稱為為級間耦合級間耦合。耦合方式即連接方式。耦合方式即連接方式。第2頁/共101頁3Rc1T1Rb2+Vccui+-Rb1uo+-Rc2T2直接耦合直接耦合將前一級的輸出端直接連接到后一級的輸入端將前一級的輸出端直接連接到后一級的輸入端.既是第一級的集電極電阻，又是第二級的基極電阻Q1合適嗎？合適嗎？第3頁/共101頁直接耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置直接耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置對哪些動態(tài)參對哪些動態(tài)參數(shù)產(chǎn)生影響？數(shù)產(chǎn)生影響？用什么元件取代用什么元件取代

3、Re既可設(shè)置合適的既可設(shè)置合適的Q點(diǎn)，又可使第二級放點(diǎn)，又可使第二級放大倍數(shù)不至于下降太大？大倍數(shù)不至于下降太大？若要若要UCEQ5V，則應(yīng)怎么辦？用多個二極管嗎？，則應(yīng)怎么辦？用多個二極管嗎？二極管導(dǎo)通電壓二極管導(dǎo)通電壓UD？動態(tài)電阻？動態(tài)電阻rd？Re第4頁/共101頁 UCEQ1太小太小加加Re（Au2數(shù)值數(shù)值）改用改用D若要若要UCEQ1大，則大，則改用改用DZ。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管伏安特性伏安特性小功率管多為小功率管多為5mA由最大功耗得出由最大功耗得出必要性？必要性？rzu /i，小功率管多為幾歐至二十幾歐。，小功率管多為幾歐至二十幾歐。第5頁/共101頁6NPN型管和PNP型管混合使用問

4、題的提出： 在用NPN型管組成N級共射放大電路，由于UCQi UBQi，所以 UCQi UCQ(i-1）（i=1N），以致于后級集電極電位接近電源電壓，Q點(diǎn)不合適。UCQ1 （ UBQ2 ） UBQ1UCQ2 UCQ1 第6頁/共101頁7存在問題存在問題: 前后級前后級Q點(diǎn)相互影響點(diǎn)相互影響;存在零點(diǎn)漂移存在零點(diǎn)漂移:輸入為零，輸出產(chǎn)生變化的現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移。輸入為零，輸出產(chǎn)生變化的現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移。當(dāng)輸入信號為零時，前級由溫度變化所引起的電當(dāng)輸入信號為零時，前級由溫度變化所引起的電流、電位的變化會逐級放大。流、電位的變化會逐級放大。具有良好的低頻特性，可以放大變化緩慢的信號；具有良好的低頻

5、特性，可以放大變化緩慢的信號；電路中沒有大容量電容，易于集成。電路中沒有大容量電容，易于集成。直接耦合放大電路的優(yōu)點(diǎn)：直接耦合放大電路的優(yōu)點(diǎn)：第7頁/共101頁8阻容耦合阻容耦合將放大電路的前級輸出端通過電容接到將放大電路的前級輸出端通過電容接到后級輸入端。后級輸入端。R1R3+VccuiT1+-C1+C2R2R4C3+-uoRLC4T2+R5R6第8頁/共101頁9阻容耦合放大電路的優(yōu)點(diǎn)：阻容耦合放大電路的優(yōu)點(diǎn)：1、各級的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，便于計(jì)算和調(diào)整。、各級的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，便于計(jì)算和調(diào)整。R1R3+VccuiT1+-C1+C2R2R4C3+-uoRLC4T2+R5R6 兩級阻容耦

6、合放大電路的直流通路兩級阻容耦合放大電路的直流通路T2R5R6R1R3T1R2R4+Vcc第9頁/共101頁10低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號。低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號。2 2、只要輸入信號頻率、只要輸入信號頻率較高，耦合電容容量較較高，耦合電容容量較大，前級的輸出信號就大，前級的輸出信號就可以幾乎沒有衰減地傳可以幾乎沒有衰減地傳遞到后級的輸入端，因遞到后級的輸入端，因此，在分立元件電路中此，在分立元件電路中阻容耦合方式得到非常阻容耦合方式得到非常廣泛的應(yīng)用。廣泛的應(yīng)用。阻容耦合放大電路的主要缺點(diǎn)：阻容耦合放大電路的主要缺點(diǎn)：R1R3+VccuiT1+-C1+C2R2R4C3+-

7、uoRLC4T2+R5R6有零點(diǎn)漂移嗎？有零點(diǎn)漂移嗎？第10頁/共101頁11變壓器耦合變壓器耦合-將放大電路的前級輸出端通過變壓器接到后級輸將放大電路的前級輸出端通過變壓器接到后級輸入端或負(fù)載上。入端或負(fù)載上。Rb2+VccuiT+-C1+Rb1ReCe+RLN1N2RLN1N2RL實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)阻阻抗抗變變換換L221LR)NN(R 第11頁/共101頁12Rb2+VccuiT+-C1+Rb1ReCe+RLN1N2變壓器耦合放大電路的優(yōu)點(diǎn)：變壓器耦合放大電路的優(yōu)點(diǎn)：1、各級的靜態(tài)工作點(diǎn)相互、各級的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，便于計(jì)算和調(diào)整。獨(dú)立，便于計(jì)算和調(diào)整。2、可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換，達(dá)、可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換

8、，達(dá)到匹配。到匹配。第12頁/共101頁13Rb2+VccuiT+-C1+Rb1ReCe+RLN1N21 1、低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號。、低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號。變壓器耦合放大電路的主要缺點(diǎn)：變壓器耦合放大電路的主要缺點(diǎn)：2 2、變壓器體積大，笨重，不能集成化。、變壓器體積大，笨重，不能集成化。第13頁/共101頁14光電耦合光電耦合以光信號為媒介來實(shí)現(xiàn)電信號的耦合和傳遞，以光信號為媒介來實(shí)現(xiàn)電信號的耦合和傳遞，從而提高抗干擾能力。從而提高抗干擾能力。一、光電耦合器一、光電耦合器光電耦合器傳輸特性光電耦合器傳輸特性uCEiC0ID1ID2ID3ID4ID增增大大DT1T2

9、iDiCce+-uD光電耦合器內(nèi)部組成光電耦合器內(nèi)部組成+uD導(dǎo)通（發(fā)光）iD iC = CTR iDCTR：傳輸比（傳輸比（0.11.5）第14頁/共101頁15DT1T2ceRsV+Vccus+_Rc+-uo二、光電耦合放大電路二、光電耦合放大電路光電耦合放大電路的優(yōu)點(diǎn)：光電耦合放大電路的優(yōu)點(diǎn)：信號源部分和輸出回路部分采用獨(dú)立電源，并且分別接不信號源部分和輸出回路部分采用獨(dú)立電源，并且分別接不同的同的“地地”，抗干擾能力強(qiáng)。，抗干擾能力強(qiáng)。光電耦合放大電路的缺點(diǎn)：光電耦合放大電路的缺點(diǎn)：由于傳輸比的影響，輸出電壓小，須進(jìn)一步放大。由于傳輸比的影響，輸出電壓小，須進(jìn)一步放大。第15頁/共10

10、1頁163.23.2多級放大電路的分析多級放大電路的分析一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析畫出直流通路，逐級估算畫出直流通路，逐級估算IBQ，ICQ，UCEQ二、動態(tài)分析二、動態(tài)分析根據(jù)交流通路畫出微變等效電路根據(jù)交流通路畫出微變等效電路根據(jù)微變等效電路計(jì)算放大倍數(shù)，根據(jù)微變等效電路計(jì)算放大倍數(shù)，輸入輸出電阻。輸入輸出電阻。第16頁/共101頁17Rs+-sUA1+-iUA2+-1oU+2oU2iUAn-inUoU+-RL多級放大電路方框圖多級放大電路方框圖in)n(oioioUUUUUU 13221unuuinoioioinoiiiiiouAAAUUUUUUUUUUUUUUA 21221232 nju

11、juAA1即多級放大電路的多級放大電路的電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)：注意！注意！Auj是考慮了后級的負(fù)載效應(yīng)的單級放大倍數(shù)！是考慮了后級的負(fù)載效應(yīng)的單級放大倍數(shù)?。春笠患壍妮斎腚娮枋乔耙患壍呢?fù)載。）即后一級的輸入電阻是前一級的負(fù)載。）1 1、電壓放大倍數(shù)、電壓放大倍數(shù)第17頁/共101頁18多級放大電路的輸入電阻多級放大電路的輸入電阻Ri就是從第一級看進(jìn)去的輸入電阻。就是從第一級看進(jìn)去的輸入電阻。多級放大電路的輸出電阻多級放大電路的輸出電阻Ro就是從最后一級看進(jìn)去的輸出電阻。就是從最后一級看進(jìn)去的輸出電阻。Rs+-sUA1+-iUA2+-1oU+2oU2iUAn-inUoU+-RLRiRo2

12、 2、輸入電阻、輸入電阻Ri = Ri 13 3、輸出電阻、輸出電阻Ro = Ro n第18頁/共101頁19已知圖示電路中，已知圖示電路中，R1=15k ， R2= R3= 5k ， R4=2.3k R5=100k ， R6= RL= 5k ；VCC=12V；晶體管的；晶體管的 均均為為50，rbe1=1.2k ，rbe2=1k ， UBEQ1= UBEQ2=0.7V 。試估算電路的試估算電路的Q點(diǎn)、點(diǎn)、 、Ri和和Ro。uA 例例兩級阻容耦合放大電路兩級阻容耦合放大電路R1R3+VccuiT1+-C1+C2R2R4C3+-uoRLC4T2+R5R6第19頁/共101頁20解解： （1）求解

13、）求解Q點(diǎn)點(diǎn)第一級為典型的第一級為典型的Q點(diǎn)穩(wěn)定電路，所以點(diǎn)穩(wěn)定電路，所以VVVRRRUCCBQ31215552111 mAmA.RUUIBEQBQEQ1327034111 AmA.mAIIEQBQ 200205011111 VVRRIVUEQCCCEQ4.72.3)(5112)(4311 畫出直流通路畫出直流通路R1R3+VccuiT1+-C1+C2R2R4C3+-uoRLC4T2+R5R6T2R5R6R1R3T1R2R4+Vcc第20頁/共101頁21R1R3+VccuiT1+-C1+C2R2R4C3+-uoRLC4T2+R5R6T2R5R6R1R3T1R2R4+Vcc第二級為共集放大電路

14、，所以第二級為共集放大電路，所以AmA.mA)(.R)(RUVIBEQCCBQ 32032055011007012162522 mA.AA)(I )(IBQEQ611600325011222 VVRIVUEQCCCEQ45)1.6(12622 第21頁/共101頁22R1R3+VccuiT1+-C1+C2R2R4C3+-uoRLC4T2+R5R6（2）求解）求解Au，Ri，Ro畫出微變等效電路畫出微變等效電路1ber1bIR211bI+-21ioUUR3+-iURiRi2R1+-oUR5RL2eIR6becrbe22bI22bI微變等效電路微變等效電路第22頁/共101頁23 k)R/R)(r

15、/RRLbei56162252 1912156556550123111231111 .r)R/R(rI)R/R(IUUAbeibebibiou 992052501215250111622626222622.)(.)()R/R)(r)R/R)()R/R(IrI)R/R(IALbeLLebebLeu 189992019121 .AAAuuu1ber1bIR211bI+-21ioUUR3+-iURiRi2R1+-oUR5RL2eIR6becrbe22bI22bI第23頁/共101頁24輸入電阻：輸入電阻： k.k.r/R/RRbei9090211511511121輸出電阻：輸出電阻： k.kRrR/

16、Rr/RRbebeo1180501511123225326 1ber1bIR211bI+-21ioUUR3+-iURiRi2R1+-oUR5RL2eIR6becrbe22bI22bI第24頁/共101頁25討論一討論一 失真分析：由NPN型管組成的兩級共射放大電路共射放大電路共射放大電路iuou飽和失真？截止失真？ 首先確定在哪一級出現(xiàn)了失真，再判斷是什么失真。 比較Uom1和Uim2，則可判斷在輸入信號逐漸增大時哪一級首先出現(xiàn)失真。 在前級均未出現(xiàn)失真的情況下，多級放大電路的最大不失真電壓等于輸出級的最大不失真電壓。第25頁/共101頁放大電路的選用放大電路的選用按下列要求組成兩級放大電路：

17、按下列要求組成兩級放大電路： Ri12k，Au 的數(shù)值的數(shù)值3000； Ri 10M，Au的數(shù)值的數(shù)值300； Ri100200k，Au的數(shù)值的數(shù)值150； Ri 10M ，Au的數(shù)值的數(shù)值10，Ro100。共射、共射；共源、共射；共射、共射；共源、共射；共集、共射；共源、共集。共集、共射；共源、共集。第26頁/共101頁27習(xí)題習(xí)題（寫在作業(yè)本上）（寫在作業(yè)本上）P179: 3.2(b)P179: 3.2(b)、(d)(d)，3.43.4思考題：思考題：自測題：自測題：P178P178P152, P154P152, P154， P179: 3.1P179: 3.1， 3.33.3第27頁/共

18、101頁283.3 3.3 直接耦合放大電路直接耦合放大電路直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象差分放大電路差分放大電路 直接耦合互補(bǔ)輸出級直接耦合互補(bǔ)輸出級直接耦合多級放大電路直接耦合多級放大電路第28頁/共101頁29直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象一、零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因一、零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因直接耦合直接耦合放大電路放大電路+-uo+-uI=0mV（a）測試電路）測試電路0tuo（b）輸出電壓的漂移）輸出電壓的漂移2.零漂產(chǎn)生的原因零漂產(chǎn)生的原因：溫度變化，直流電源波動，元器件老化。其中晶體管的特性對溫度變化，直流電源波動，元

19、器件老化。其中晶體管的特性對溫度敏感是主要原因，故也稱零漂為溫度敏感是主要原因，故也稱零漂為溫漂溫漂。第一級的溫漂最嚴(yán)重第一級的溫漂最嚴(yán)重!1. 什么是零點(diǎn)漂移現(xiàn)象：什么是零點(diǎn)漂移現(xiàn)象：uI0，uO0的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。第29頁/共101頁30二、抑制溫度漂移的方法二、抑制溫度漂移的方法1.在電路中引入直流負(fù)反饋。（例如典型的靜態(tài)工在電路中引入直流負(fù)反饋。（例如典型的靜態(tài)工 作點(diǎn)穩(wěn)定電路中作點(diǎn)穩(wěn)定電路中Re所起的作用。）所起的作用。）2.采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ脽崦粼淼窒糯蟛捎脺囟妊a(bǔ)償?shù)姆椒?，利用熱敏元件來抵消放?管的變化。管的變化。3.采用特性相同的管子，使它們的溫漂相互抵消，采用特性相

20、同的管子，使它們的溫漂相互抵消， 構(gòu)成構(gòu)成“差分放大電路差分放大電路”。第30頁/共101頁31零輸入零零輸入零輸出輸出若若V與與UC的變的變化一樣，則輸化一樣，則輸出電壓就沒有出電壓就沒有漂移漂移信號特點(diǎn)？能信號特點(diǎn)？能否放大？否放大？零點(diǎn)漂零點(diǎn)漂移移參數(shù)理想對稱：參數(shù)理想對稱：Rb1= Rb2，Rc1= Rc2， Re1= Re2;T1、T2在任何溫度下特性在任何溫度下特性均相同。均相同。差分放大電路差分放大電路構(gòu)成多級直接耦合放大電路的基本單元。構(gòu)成多級直接耦合放大電路的基本單元。一、電路的組成一、電路的組成AB第31頁/共101頁32Rb1Rc1VBBuI1T1+-+uoRe1-Rb2

21、Rc2VBB+VccuI2+-Re2T2(1). (1). 靜態(tài)靜態(tài): : ui1 = ui2 = 0UC1 = UC2UO = UC1 - UC2 = 0IC1 = IC2二、工作原理二、工作原理第32頁/共101頁33Rb1Rc1VBBuI1T1+-+uoRe1-Rb2Rc2VBB+VccuI2+-Re2T2(2). (2). 動態(tài)動態(tài): :1 1） 輸入信號分類輸入信號分類ui1 = -ui2= uidui1 = ui2 = uiC1 差模輸入差模輸入: :(differential mode)共模輸入共模輸入: :2( common mode) 3任意輸入任意輸入: ui1 , ui2

22、差模分量差模分量:共模分量共模分量:分解分解221iiiduuu 221iiicuuu 第33頁/共101頁34Rb1Rc1VBBuI1T1+-+uoRe1-Rb2Rc2VBB+VccuI2+-Re2T2ui1= - ui2 = uid2) 2) 差模輸入差模輸入設(shè)ui1為“+”UB1IC1UC1 - UC1UB2IC2UC2 + UC2設(shè)ui2為“-”1212cccodu)u()u(u 放大放大差模信號！差模信號！第34頁/共101頁35Rb1Rc1VBBuI1T1+-+uoRe1-Rb2Rc2VBB+VccuI2+-Re2T2ui1= ui2 = uid3) 3) 共模輸入共模輸入設(shè)ui1

23、為“+”UB1IC1UC1 - UC1UB2IC2UC2 - UC2設(shè)ui2為“+”0)()(21ccocuuu抑制抑制共摸信號！共摸信號！第35頁/共101頁36差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù):共模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù): : 共模抑制比共模抑制比:（Common - Mode Rejection Ratio)odduiduA occuicuA （3 3） 主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo)大！大！ 0！兩邊完兩邊完全對稱全對稱差分放大電路放差分放大電路放大差模信號，抑大差模信號，抑制共模信號。制共模信號。注意！注意！零漂是一種零漂是一種共模信號，共模信號，差分放大電差分放大電路能很好地路能很

24、好地抑制零漂抑制零漂cdAA=KCMR第36頁/共101頁37電路特征電路特征電路理想對稱電路理想對稱Rb1= Rb2= Rb， Rc1= Rc2= Rc；Re為公共的發(fā)射極電阻。為公共的發(fā)射極電阻。T1管與管與T2管的特性相同：管的特性相同： 1= 2= ，rbe1= rbe2= rbe；雙端輸入，雙端輸出雙端輸入，雙端輸出21CCOuuu 二、長尾式差分放大電路二、長尾式差分放大電路Rb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1iE2-VEEiB1iB2iC1iC2uC1uC2第37頁/共101頁38CQCQCQUUU 21由于電路對稱：由于電路對稱：0UUU2CQ

25、1CQO 所以靜態(tài)時：所以靜態(tài)時：Rb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1iE2-VEEiB1iB2iC1iC2uC1uC2動態(tài)：動態(tài)：BQBQBQIII 21CQCQCQIII 21靜態(tài)：靜態(tài)：Ad ，Ri ， Ro ， Ac ，KCMR第38頁/共101頁391. 1.靜態(tài)分析靜態(tài)分析EQEQEQRIIIIe221 EEeEQBEQbBQVRIURI 2Rb1Rc1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCT2-VEEUC1UC2IEQ1IEQ2IBQ1IBQ2ICQ1ICQ2Rb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1iE2-VEEiB1

26、iB2iC1iC2uC1uC2BEQcCQCCCEQEQBQ1URIVUII，eBEQEEEQ2RUVI通常，通常，Rb較小，且較小，且IBQ很小，故很小，故晶體管輸入回路方程：晶體管輸入回路方程：第39頁/共101頁402. 2.對共模信號的抑制作用對共模信號的抑制作用1 1）利用了電路參數(shù)對稱性利用了電路參數(shù)對稱性所起的補(bǔ)償作用，使兩只晶所起的補(bǔ)償作用，使兩只晶體管的集電極電位變化相等體管的集電極電位變化相等0 )()(2211 CCCCuUuU21 CCocuuu21 CCuu21 CCii21 BBiiRb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1iE2-VEE

27、iB1iB2iC1iC2uC1uC2第40頁/共101頁412）利用了射極電阻利用了射極電阻Re對共模信號的負(fù)反饋?zhàn)饔?。對共模信號的?fù)反饋?zhàn)饔谩?對于每邊晶體管而言，發(fā)對于每邊晶體管而言，發(fā)射極等效電阻為射極等效電阻為2Re。 Re阻值阻值愈大，負(fù)反饋?zhàn)饔糜鷱?qiáng)，集電愈大，負(fù)反饋?zhàn)饔糜鷱?qiáng)，集電極電流變化愈小，因而集電極極電流變化愈小，因而集電極電位的變化也就愈小。電位的變化也就愈小。Rb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1iE2-VEEiB1iB2iC1iC2uC1uC2 iC1uIc iB1 iC1(iE1 ) uE uBE1 iB1 uIc iB2 iC2(iE

28、2 ) uE uBE2 iB2 iC2第41頁/共101頁42共模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)AcIcOccuuA uIc共模輸入電壓共模輸入電壓 uOc uIc作用下的輸出電壓作用下的輸出電壓差分放大電路中，在電路參數(shù)理差分放大電路中，在電路參數(shù)理想對稱的情況下，想對稱的情況下， Ac =0。Rb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1iE2-VEEiB1iB2iC1iC2uC1uC2第42頁/共101頁433. 對差模信號的放大作用對差模信號的放大作用差分放大電路加差模信號差分放大電路加差模信號Rb1Rc1T1+uOd-Rb2Rc2+VCCT2iE1iE2Re-VEEiB

29、1iB2iC1iC2uI1uI2+-EuC1uC2+-2Idu2Idu+-IduRL差模信號作用差模信號作用下的等效電路下的等效電路iE1= iE2，Re中電流不變，即中電流不變，即Re 對差模信號無反饋?zhàn)饔?。對差模信號無反饋?zhàn)饔?。rbe1Rb2Rc2 2 iB2 uId+-2LRRb1Rc1rbe2+- uOd 1 iB1 iB2 iB12LR第43頁/共101頁44差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù)Ad：IdOdduuA uId差模輸入電壓差模輸入電壓 uOd uId作用下的輸出電壓作用下的輸出電壓)(2)2/(21111bebBLcBIdOddrRiRRiuuA )(21bebBIdrRiu )2

30、/(2111LcBOdRRiu bebLcdrRRRA )2/(11 rbe1Rb2Rc2 2 iB2 uId+-2LRRb1Rc1rbe2+- uOd 1 iB1 iB2 iB12LR第44頁/共101頁45)rR(Rbebi 2輸入電阻：輸入電阻：輸出電阻：輸出電阻：coRR2 rbe1Rb2Rc2 2 iB2 uId+-2LRRb1Rc1rbe2+- uOd 1 iB1 iB2 iB12LR第45頁/共101頁46cdCMRAAK KCMR愈大，說明電路性能愈好。對于差分放愈大，說明電路性能愈好。對于差分放大電路，在電路參數(shù)理想對稱的情況下，大電路，在電路參數(shù)理想對稱的情況下，KCMR=

31、 。共模抑制比：共模抑制比：KCMR第46頁/共101頁474. 電壓傳輸特性電壓傳輸特性線性關(guān)系線性關(guān)系uOduId0差分放大電路的電壓傳輸特性差分放大電路的電壓傳輸特性放大電路放大電路差模輸出電壓差模輸出電壓與與差模輸入電壓差模輸入電壓之之間的關(guān)系曲線稱為電壓傳輸特性，即：間的關(guān)系曲線稱為電壓傳輸特性，即：uod=f(uId)第47頁/共101頁48 在實(shí)際應(yīng)用時，信號源需要有在實(shí)際應(yīng)用時，信號源需要有“ 接地接地”點(diǎn)，以避免干擾；或負(fù)載需要有點(diǎn)，以避免干擾；或負(fù)載需要有“ 接地接地”點(diǎn)，以安全工作。點(diǎn)，以安全工作。 根據(jù)信號源和負(fù)載的接地情況，差分根據(jù)信號源和負(fù)載的接地情況，差分放大電路

32、有四種接法：放大電路有四種接法： 雙端輸入雙端輸出雙端輸入雙端輸出 雙端輸入單端輸出雙端輸入單端輸出 單端輸入雙端輸出單端輸入雙端輸出 單端輸入單端輸出。單端輸入單端輸出。第48頁/共101頁49三、差分放大電路的四種接法三、差分放大電路的四種接法1. 雙端輸入雙端輸出電路雙端輸入雙端輸出電路RbRcT1+-RbRc+VCCT2Re-VEEuI1uI2+uC1uC2-IuRLOu)rR(Rbebi 2輸入電阻：輸入電阻：coRR2 輸出電阻：輸出電阻：bebLcIdOddrR)R/R(uuA 2 電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)：靜態(tài)計(jì)算同前靜態(tài)計(jì)算同前第49頁/共101頁502. 雙端輸入單端輸出

33、電路雙端輸入單端輸出電路uI1uI2+-IuRbT1RbT2Re-VEERcRc+VCCuC1uC2+-OuRL第50頁/共101頁51CCLCLCCVRRRV 1LccR/RR 利用戴維南定理可知利用戴維南定理可知直流通路直流通路 RbT1RbT2Re-VEEuI1uI2RcRc2+VCCUCQ1UCQ2+VCCIBQ1IBQ2ICQ1ICQ21 1）靜態(tài)分析）靜態(tài)分析uI1uI2+-IuRbT1RbT2Re-VEERcRc+VCCuC1uC2+-OuRL第51頁/共101頁52輸入回路參數(shù)對稱輸入回路參數(shù)對稱BQCQCQeBEQEEEBQBQIIIRUVIII 212121)(12)(1輸

34、出回路不對稱輸出回路不對稱cCQCCCQcCQCCCQRIVURIVU2211 所以所以21CQCQUU cCQCCCEQcCQCCCEQRIVURIVU2211 RbT1RbT2Re-VEEuI1uI2RcRc2+VCCUCQ1UCQ2+VCCIBQ1IBQ2ICQ1ICQ2CCLCLCCVRRRV 1LccR/RR 第52頁/共101頁53rbeRbRciB uId+-RbRcrbe+- uOdiB iB iBRL2 2）動態(tài)性能分析）動態(tài)性能分析1 1差模信號等效電路差模信號等效電路1 1 uI1uI2+-IuRbT1RbT2Re-VEERcRc+VCCuC1uC2+-OuRL第53頁/

35、共101頁54)/(LcBOdRRiu )rR(Rbebi 2輸入電阻輸入電阻coRR 輸出電阻輸出電阻差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù))(2bebBIdrRiu bebLcbebBLcBIdOddrRRRrRiRRiuuA )/(21)(2)/( rbeRbRciB uId+-RbRcrbe+- uOdiB iB iBRLbebLcdrRRRA )/(21 第54頁/共101頁55rbeRbRciB uId+-RbRcrbe+- uOdiB iB iBRLRbT1+-RbT2Re-VEEuI1uI2+-IuOuRcRc+VCCuC1uC2RL)(2)/(bebBIdLcBOdrRiuRRiu

36、 bebLcbebBLcBIdOddrRRRrRiRRiuuA )/(21)(2)/( 差模信號等效電路差模信號等效電路2 2 差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù)bebLcdrRRRA )/(21 第55頁/共101頁56RbT1+-RbT2Re-VEEuI1uI2+-IuOuRcRc+VCCuC1uC2RLuI1uI2+-IuRbT1RbT2Re-VEERcRc+VCCuC1uC2+-OuRL注意：如果輸入差模信號極性不變，輸出信號若取自注意：如果輸入差模信號極性不變，輸出信號若取自T1管管的集電極，則輸出與輸入反相，輸出信號若取自的集電極，則輸出與輸入反相，輸出信號若取自T2管的集管的集電極

37、，則輸出與輸入同相。電極，則輸出與輸入同相。若輸出端不變（設(shè)取自若輸出端不變（設(shè)取自T1管的集電極），則輸出極性與哪管的集電極），則輸出極性與哪個輸入端相同？與哪個輸入端相反？個輸入端相同？與哪個輸入端相反？第56頁/共101頁572 2）動態(tài)性能分析）動態(tài)性能分析2 2共模信號等效電路共模信號等效電路RbT1+-RbT2Re-VEEuI1uI2+-RcRc+VCCuC1uC2RLuIcuOuI1uI2+-IuRbT1RbT2Re-VEERcRc+VCCuC1uC2+-OuRL+-berRb+-RcRL2ReiB uIc uOc iB第57頁/共101頁58ebebLceBbebBLcBIcO

38、ccR)(rR)R/R(Ri)()rR(i)R/R(iuuA 1221共模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù)+-berRb+-RcRL2ReiB uIc uOc iBebebLcIcOccR)(rR)R/R(uuA 12第58頁/共101頁59共模抑制比共模抑制比)rR(R)(rRR)(rR)R/R(rR)R/R(AAKbebebebebebLcbebLccdCMR 2121221 Re愈大，愈大，Ac的值愈小，的值愈小，KCMR愈大，電愈大，電路的性能愈好。因此，增大路的性能愈好。因此，增大Re是改善是改善共模抑制比的基本措施。共模抑制比的基本措施。第59頁/共101頁603. 3. 單端輸入、雙

39、端輸出電路單端輸入、雙端輸出電路RbRcT1+-RbRc+VCCT2Re-VEEuI1uI2uC1uC2RLuO+-uI第60頁/共101頁61單端輸入、雙端輸出差分放大單端輸入、雙端輸出差分放大電路輸入差模信號的等效變換電路輸入差模信號的等效變換1.單端輸入、雙端輸出電路與雙端輸入、雙端輸單端輸入、雙端輸出電路與雙端輸入、雙端輸 出出電路的靜態(tài)工作點(diǎn)以及動態(tài)參數(shù)的分析完全相同。電路的靜態(tài)工作點(diǎn)以及動態(tài)參數(shù)的分析完全相同。2. 在差模信號輸入的同時，伴隨著共模輸入。在差模信號輸入的同時，伴隨著共模輸入。 RbRcT1+-RbRc+VCCT2Re-VEEuI1uI2uC1uC2RLuO+-uIR

40、bRcT1+-RbRc+VCCT2Re-VEEuI1uI2+uC1uC2-RLuO+-2Iu2Iu2Iu2Iu+-第61頁/共101頁62RbRcT1+-RbRc+VCCT2Re-VEEuI1uI2+uC1uC2-RLuO+-2Iu2Iu2Iu2Iu+-單端輸入電路與單端輸入電路與雙端輸入電路的雙端輸入電路的區(qū)別在于：在差區(qū)別在于：在差模信號輸入的同模信號輸入的同時，伴隨著共模時，伴隨著共模信號輸入。信號輸入。2IcIdOuAuAu CMRKIdOAuAuc 0第62頁/共101頁63RbT1RbT2Re-VEERc+VCCuC1uC2+-OuRLuI1uI2+-Iu. .單端輸入、單端輸出電

41、路單端輸入、單端輸出電路第63頁/共101頁64因與雙端輸入、單端輸出電路的直流通路相同，因與雙端輸入、單端輸出電路的直流通路相同，所以靜態(tài)工作點(diǎn)所以靜態(tài)工作點(diǎn)Q Q求法也相同求法也相同RbT1RbT2Re-VEERc+VCCuC1uC2+-OuRLuI1uI2+-Iu直流通路直流通路 RbT1RbT2Re-VEEuI1uI2RcRc2+VCCUCQ1UCQ2+VCCIBQ1IBQ2ICQ1ICQ21 1）靜態(tài)分析）靜態(tài)分析第64頁/共101頁65單雙端輸入、單端輸出差分放單雙端輸入、單端輸出差分放大電路輸入信號的等效電路大電路輸入信號的等效電路RbT1+-RbT2Re-VEEuI1uI2+O

42、uRc+VCCuC1uC2RL-+-+2Iu2Iu2Iu2IuRbT1RbT2Re-VEERc+VCCuC1uC2+-OuRLuI1uI2+-Iu因與雙端輸入、單端輸出電路的差模（共模）信因與雙端輸入、單端輸出電路的差模（共模）信號通路相同，所以動態(tài)分析結(jié)果相同號通路相同，所以動態(tài)分析結(jié)果相同1 1）動態(tài)分析）動態(tài)分析第65頁/共101頁66uI1uI2+-IuRbT1RbT2Re-VEERcRc+VCCuC1uC2+-OuRLbebLcdrRRRA )/(21 ebebLcIcOccR)(rR)R/R(uuA 12共模信號等效電路共模信號等效電路差模信號等效電路差模信號等效電路RbT1+-R

43、bT2Re-VEEuI1uI2+-RcRc+VCCuC1uC2RLuO2Iu2IcIdOuAuAu 第66頁/共101頁67四種接法的動態(tài)參數(shù)特點(diǎn)歸納四種接法的動態(tài)參數(shù)特點(diǎn)歸納bebLcdrR)R/R(A 2 coRR2 0 cA（1）輸入電阻均為）輸入電阻均為2(Rb+rbe)。（2）Ad、 Ac 、 Ro與輸出方式有關(guān)，與輸出方式有關(guān)，單端輸出時單端輸出時bebLcdrR)R/R(A 21ebebLccR)(rR)R/R(A 12coRR 雙端輸出時雙端輸出時2IcIdOuAuAu（3）單端輸入時，若輸入信號為）單端輸入時，若輸入信號為 uI，其差模輸入電壓，其差模輸入電壓uId= uI；

44、而與此同時，；而與此同時， 伴隨著共模輸入電壓伴隨著共模輸入電壓 ，輸出電壓表達(dá)式為，輸出電壓表達(dá)式為2Iu （4）單端輸出時，輸出信號包含三部分，輸出電壓表達(dá)式為）單端輸出時，輸出信號包含三部分，輸出電壓表達(dá)式為OQIcIdO2UuAuAu差模輸出差模輸出共模輸出共模輸出靜態(tài)值靜態(tài)值第67頁/共101頁68注意：注意：單端輸單端輸出時出時問題討論：問題討論：（1）UOQ產(chǎn)生的原因？產(chǎn)生的原因？（2）如何減小共模輸出）如何減小共模輸出電壓？電壓？OQIcIdO2UuAuAu測試測試:差模輸出差模輸出共模輸出共模輸出靜態(tài)時的值靜態(tài)時的值第68頁/共101頁69 Re 越大，共模負(fù)反饋越強(qiáng)，單端輸

45、出時的越大，共模負(fù)反饋越強(qiáng)，單端輸出時的Ac越小，越小，KCMR越大，差分放大電路的性能越好。越大，差分放大電路的性能越好。 但為使靜態(tài)電流不變，但為使靜態(tài)電流不變，Re 越大，越大，VEE越越大，以大，以至于至于Re太大就太大就不合理了。不合理了。 需在低電源條件下，得到趨于無窮大的需在低電源條件下，得到趨于無窮大的Re。解決方法：采用恒流源！解決方法：采用恒流源！四、改進(jìn)型差分放大電路四、改進(jìn)型差分放大電路1.具有恒流源的具有恒流源的差分放大電路差分放大電路為什么要采用電流源？為什么要采用電流源？第69頁/共101頁70Rb1Rc1uI1T1+uoRe-Rb2Rc2+VCCuI2T2iE1

46、iE2-VEEiB1iB2iC1iC2uC1uC2RbRcuI1T1+uo-RbRc+VCCuI2T2iE1iE2具有恒流源的具有恒流源的差分放大電路差分放大電路R3IE3R3T3IE3IC3-VEER2R1IB3I1I2-VEE長尾式長尾式差分放大電路差分放大電路近似為近似為恒流恒流第70頁/共101頁71RbRcuI1T1+uo-RbRc+VCCuI2T2iE1iE2R3IE3R3T3IE3IC3-VEER2R1IB3I1I2-VEE恒流源恒流源R3-VEET3IE3R2R1IB3I1I2IC3I31BII 21II EE2122RURRRU 31322RUUIIBEQREC恒流！恒流！等

47、效電阻等效電阻為無窮大為無窮大第71頁/共101頁72具有恒流源的差分放大電路具有恒流源的差分放大電路的簡化畫法的簡化畫法RbRcuI1T1+uo-RbRc+VCCuI2T2iE1iE2具有恒流源的具有恒流源的差分放大電路差分放大電路R3IE3R3T3IE3IC3-VEER2R1IB3I1I2-VEEuI1RbRcT1+uo-RbRc+VCCuI2T2I-VEE第72頁/共101頁73uI1RbRcT1+uo-RbRc+VCCuI2T2iE1iE2I-VEERw1) RW取值應(yīng)大些？還是小取值應(yīng)大些？還是小些？些？2) RW對動態(tài)參數(shù)的影響？對動態(tài)參數(shù)的影響？3) 若若RW滑動端在中點(diǎn)，寫滑動

48、端在中點(diǎn)，寫出出Ad、Ri的表達(dá)式。的表達(dá)式。2)1 (WbebcdRrRRAWbebi)1 ()(2RrRR2. 加調(diào)零電位器的差分放大電路加調(diào)零電位器的差分放大電路第73頁/共101頁74特點(diǎn)特點(diǎn)1 1）適當(dāng)選擇恒流源電路的適當(dāng)選擇恒流源電路的參數(shù)，可得到合適的靜態(tài)參數(shù)，可得到合適的靜態(tài)工作點(diǎn)；工作點(diǎn)；2）恒流源內(nèi)阻無窮大，相恒流源內(nèi)阻無窮大，相當(dāng)于當(dāng)于Re= ,即共模負(fù)反饋無即共模負(fù)反饋無窮大，窮大，AC=0, KCMR= ;3）Rw:調(diào)零電位器。當(dāng)兩邊電路不對稱時，調(diào)整滑動觸調(diào)零電位器。當(dāng)兩邊電路不對稱時，調(diào)整滑動觸點(diǎn)的位置，可以使點(diǎn)的位置，可以使ui=0時時uo= 0。 Rw一般為幾

49、十歐姆。一般為幾十歐姆。uI1RbRcT1+uo-RbRc+VCCuI2T2iE1iE2I-VEERwRw對差模放大倍對差模放大倍數(shù)有何影響？數(shù)有何影響？第74頁/共101頁75習(xí)題習(xí)題（寫在作業(yè)本上）（寫在作業(yè)本上）P179: 3.5P179: 3.5，3.63.6思考題：思考題： 自測題：自測題：P178P178第75頁/共101頁76uI1RgRdT1+uo-RgRd+VCCuI2T2iE1iE2I-VEE3. 場效應(yīng)管場效應(yīng)管差分放大電路差分放大電路特點(diǎn)特點(diǎn)輸入電阻無窮大。一般用在直接耦輸入電阻無窮大。一般用在直接耦合放大電路的輸入級。合放大電路的輸入級。doidmd2RRRRgA第7

50、6頁/共101頁77電路如所示，已知電路如所示，已知Rb=1k ， Rc= 10k ，RL=5.1k VCC=12V， VEE=6V；晶體管的；晶體管的 =100，rbe=2k 。RbRcT1+-RbRc+VCCT2Re-VEEuI1uI2+uC1uC2-IuRLOuuA （1）為使為使T1管和管和T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流均為管的發(fā)射極靜態(tài)電流均為0.5mA，Re的的取值應(yīng)為多少？取值應(yīng)為多少？ T1管和管和T2管的管壓降等于管的管壓降等于UCEQ多少？多少？（2）計(jì)算計(jì)算 、Ri和和Ro的數(shù)值。的數(shù)值。例例（3）若將電路改成單若將電路改成單端輸出，用直流表測得端輸出，用直流表測得輸出電壓輸出電

51、壓uO=3V，試問，試問輸入電壓輸入電壓uI約為多少？約為多少？設(shè)設(shè)IEQ=0.5mA，且共模，且共模輸出電壓可忽略不計(jì)。輸出電壓可忽略不計(jì)。第77頁/共101頁78解解：（：（1 1）EQEEBEQeI)V(UR20 VRIVUcCQCCCQ7105 . 012BEQBEQEQUUU 0VUUUEQCQCEQ7 . 77 . 07RbRcT1+-RbRc+VCCT2Re-VEEuI1uI2+uC1uC2-IuRLOu k.k.IUVEQBEQEE355027062第78頁/共101頁79（2）電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)682155210552101002 .rR)R/R(uuAbebLcIdO

52、dd krRRbebi6)21 (2)(2輸入電阻輸入電阻kRRco201022輸出電阻輸出電阻RbRcT1+-RbRc+VCCT2Re-VEEuI1uI2+uC1uC2-IuRLOu第79頁/共101頁80解解：（：（3 3） 因?yàn)橛弥绷鞅頊y得的輸因?yàn)橛弥绷鞅頊y得的輸出電壓中既含有直流（靜出電壓中既含有直流（靜態(tài)）量又含有變化（信號態(tài)）量又含有變化（信號變化的結(jié)果）量，所以首變化的結(jié)果）量，所以首先應(yīng)計(jì)算出靜態(tài)時管的集先應(yīng)計(jì)算出靜態(tài)時管的集電極電位，然后用所測電電極電位，然后用所測電壓減去靜態(tài)電位就可得到壓減去靜態(tài)電位就可得到動態(tài)電壓。動態(tài)電壓。（3）若將電路改成單端輸出，用直流表測得輸出電

53、壓若將電路改成單端輸出，用直流表測得輸出電壓uO=3V，試問輸入電壓，試問輸入電壓uI約為多少？設(shè)約為多少？設(shè)IEQ=0.5mA，且共，且共模輸出電壓可忽略不計(jì)。模輸出電壓可忽略不計(jì)。uI1uI2+-IuRbT1RbT2Re-VEERcRc+VCCuC1uC2+-OuRL第80頁/共101頁81CCLCLCCVRRRV 1LccRRR/利用戴維南定理可知利用戴維南定理可知VRRIVRRRRIVULcCQCCLcLcCQCCCQ36. 21 . 5101 . 5105 . 0121 . 5101 . 5)/(1VUuuCQOO64. 036. 231RbT1RbT2Re-VEEuI1uI2RcR

54、c2+VCCUCQ1UCQ2+VCCIBQ1IBQ2ICQ1ICQ2第81頁/共101頁825621151015101002121 .rR)R/R(uuAbebLcIdOdd 解解：（：（3 3）V.UuuCQOO64036231 mV.V.V.AuudOI4110114056640 uI1uI2+-IuRbT1RbT2Re-VEERcRc+VCCuC1uC2+-OuRL第82頁/共101頁831、uI=10mV，則，則uId=? uIc=? 2、若、若Ad=102、KCMR103用直流表測用直流表測uO ，uO=?uId=10mV ，uIc=5mVuO= Ad uId+ Ac uIc+UCQ

55、1=?=?=?討論討論第83頁/共101頁84二、基本電路二、基本電路三、消除交越失真的互補(bǔ)輸出級三、消除交越失真的互補(bǔ)輸出級四、準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級四、準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級五、直接耦合多級放大電路五、直接耦合多級放大電路一、對輸出級的要求一、對輸出級的要求直接耦合互補(bǔ)輸出級直接耦合互補(bǔ)輸出級第84頁/共101頁85一、對輸出級的要求一、對輸出級的要求 互補(bǔ)輸出級是直接耦合的功率放大電路?；パa(bǔ)輸出級是直接耦合的功率放大電路。 對輸出級的要求：帶負(fù)載能力強(qiáng)；直流功耗??；負(fù)對輸出級的要求：帶負(fù)載能力強(qiáng)；直流功耗??；負(fù)載電阻上無直流功耗；載電阻上無直流功耗；最大不失真輸出電壓最大。最大不失真輸出電壓最大。射極輸出形

56、式射極輸出形式靜態(tài)工作電流小靜態(tài)工作電流小輸入為零時輸出為零輸入為零時輸出為零 雙電源供電時雙電源供電時Uom的峰的峰值接近電源電壓。值接近電源電壓。 單電源供電單電源供電Uom的峰值的峰值接近二分之一電源電壓。接近二分之一電源電壓。第85頁/共101頁86二、基本電路二、基本電路靜態(tài)時靜態(tài)時T1、T2均截止，均截止，UB= UE=01. 特征：特征：T1、T2特性理想對稱。特性理想對稱。2. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析T1的輸入特性的輸入特性理想化特性理想化特性第86頁/共101頁873. 動態(tài)分析動態(tài)分析ui正半周，電流通路為正半周，電流通路為 +VCCT1RL地，地， uo = ui 兩只管子交替

57、工作，兩路電源交替供兩只管子交替工作，兩路電源交替供電，雙向跟隨。電，雙向跟隨。ui負(fù)半周，電流通路為負(fù)半周，電流通路為 地地 RL T2 -VCC， uo = ui第87頁/共101頁884. 4. 交越失真交越失真消除失真的方法：消除失真的方法：設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。信號在零附近兩信號在零附近兩只管子均截止只管子均截止開啟電開啟電壓壓第88頁/共101頁89三、消除交越失真的互補(bǔ)輸出級三、消除交越失真的互補(bǔ)輸出級 對偏置電路的要求：有合適的對偏置電路的要求：有合適的Q點(diǎn)，且動態(tài)電阻盡可能小，即動態(tài)信號的損點(diǎn)，且動態(tài)電阻盡可能小，即動態(tài)信號的損失盡可能小。失盡可能小。 如果信號為零時兩只管子處于臨界導(dǎo)通或微導(dǎo)通狀態(tài)，那么當(dāng)有信號輸入如果信號為零時兩只管子處于臨界導(dǎo)通或微導(dǎo)通狀態(tài)，那么當(dāng)有信號輸入時兩只管子中至少有一只導(dǎo)通，因而消除了交越失真。時兩只管子中至少有一只導(dǎo)通，因而消除了交越失真。 二極管導(dǎo)通時，對直流電源的作用可近似等效為一個二極管導(dǎo)通時，對直流電源的作用可近似等效為一個0.60.8V的直流電池，的直流電池，對交流信號的作用可等效為一個數(shù)值很小的動態(tài)電阻。對交流信號