多級(jí)放大及功放

1、模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)第三章第三章 多級(jí)放大電路及功率放大多級(jí)放大電路及功率放大 當(dāng)單級(jí)放大電路不能滿足多方面的性能要求當(dāng)單級(jí)放大電路不能滿足多方面的性能要求（如（如Au104、Ri=2M、 Ro=100）時(shí)，應(yīng)考慮采）時(shí)，應(yīng)考慮采用多級(jí)放大電路。組成多級(jí)放大電路時(shí)首先應(yīng)考慮如用多級(jí)放大電路。組成多級(jí)放大電路時(shí)首先應(yīng)考慮如何何“連接連接”幾個(gè)單級(jí)放大電路。幾個(gè)單級(jí)放大電路。 組成多級(jí)放大電路的每一個(gè)基本放大電路稱為組成多級(jí)放大電路的每一個(gè)基本放大電路稱為一級(jí)，級(jí)與級(jí)之間的一級(jí)，級(jí)與級(jí)之間的稱為級(jí)間稱為級(jí)間。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 可以放大交流和緩慢可以放大交流和緩慢變化及直流信號(hào)；變化及直流信號(hào)； (

2、 (2) ) 便于集成化。便于集成化。( (3) )各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響；各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響；基極和集電極電位會(huì)隨著級(jí)數(shù)基極和集電極電位會(huì)隨著級(jí)數(shù)增加而上升；增加而上升；( (4) )零點(diǎn)漂移。零點(diǎn)漂移。兩個(gè)單管放大電路簡(jiǎn)單的直接耦合兩個(gè)單管放大電路簡(jiǎn)單的直接耦合一、直接耦合一、直接耦合解決合適靜態(tài)工作點(diǎn)的幾種辦法解決合適靜態(tài)工作點(diǎn)的幾種辦法改進(jìn)電路改進(jìn)電路( (a) )電路中接入電路中接入 Re2，保證第一級(jí)集電極有保證第一級(jí)集電極有較高的靜態(tài)電位，但較高的靜態(tài)電位，但第二級(jí)放大倍數(shù)嚴(yán)重第二級(jí)放大倍數(shù)嚴(yán)重下降。下降。 改進(jìn)電路改進(jìn)電路( (b) )穩(wěn)壓管動(dòng)態(tài)電阻穩(wěn)壓管動(dòng)態(tài)電阻很小，可以

3、使第二級(jí)很小，可以使第二級(jí)的放大倍數(shù)損失小。的放大倍數(shù)損失小。但集電極電壓變化范但集電極電壓變化范圍減小。圍減小。VDZRc1Rb1+VCC+VT1+ iUOURc2RVT2( (b) )Rc1Rb1+VCC+VT1+ iUOURc2Re2VT2( (a) )改進(jìn)電路改進(jìn)電路( (c) )+VCCRc1Rb1+VT1+ iUOURc2Rb2VT2VDz改進(jìn)電路改進(jìn)電路( (d) ) 可降低第二級(jí)的可降低第二級(jí)的集電極電位，又不損集電極電位，又不損失放大倍數(shù)。但穩(wěn)壓失放大倍數(shù)。但穩(wěn)壓管噪聲較大。管噪聲較大。可獲得合適的工可獲得合適的工作點(diǎn)。為經(jīng)常采用的作點(diǎn)。為經(jīng)常采用的方式。方式。( (c) )

4、Rc1Rb1+VCC+VT1+ iUOURe2Rc2VT2 ( (d) )二、阻容耦合二、阻容耦合C1RC1Rb1+VCCC2RL+VT1+ iUoU+Rc2Rb2C3VT2+兩級(jí)阻容耦合放大電路兩級(jí)阻容耦合放大電路特點(diǎn)：特點(diǎn)：(1) (1) 前、后級(jí)直流電路互不相通，靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立；前、后級(jí)直流電路互不相通，靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立；(2) (2) 選擇足夠大電容，可以做到前一級(jí)輸出信號(hào)幾乎選擇足夠大電容，可以做到前一級(jí)輸出信號(hào)幾乎不衰減地加到后一級(jí)輸入端，使信號(hào)得到充分利用。不衰減地加到后一級(jí)輸入端，使信號(hào)得到充分利用。(3) (3) 不適合傳送緩慢變化的信號(hào)；不適合傳送緩慢變化的信號(hào)；(4

5、) (4) 無(wú)法實(shí)現(xiàn)線性集成電路。無(wú)法實(shí)現(xiàn)線性集成電路。多級(jí)電路的動(dòng)態(tài)分析關(guān)鍵是要考慮多級(jí)電路的動(dòng)態(tài)分析關(guān)鍵是要考慮級(jí)間影響級(jí)間影響。以兩極放大為例討論級(jí)間影響以兩極放大為例討論級(jí)間影響: :第一級(jí)第一級(jí)第二級(jí)第二級(jí)2i1oUU ri2 = RL1級(jí)間影響級(jí)間影響: :第一級(jí)第一級(jí)第二級(jí)第二級(jí)sousUUA 2ios1oUUUU 2u1usAA 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù):輸入電阻輸入電阻：第一級(jí)的輸入電阻：第一級(jí)的輸入電阻輸出電阻輸出電阻：最后一級(jí)的輸出電阻：最后一級(jí)的輸出電阻放大倍數(shù)為各級(jí)放大倍數(shù)的乘積放大倍數(shù)為各級(jí)放大倍數(shù)的乘積(考慮級(jí)間影響考慮級(jí)間影響)+UCCRS1M(+24V)R12

6、0KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US例題：例題：假設(shè)假設(shè): 1= 2=50 rbe1 = 2.9Krbe2 = 1.7K靜態(tài)靜態(tài): Q: Q點(diǎn)同單級(jí)點(diǎn)同單級(jí)2.2.動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài): :uAiRoR電路電路放大倍數(shù)放大倍數(shù)輸入電阻輸入電阻輸出電阻輸出電阻LbeLR) 1 (rR) 1 ( beLrR R)1(r/RLbeB be2B1Br/R/RCRRrr 1sbeo 1. 微變等效電路微變等效電路: :ri2Uo1Ui2+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC

7、2T1RE1CET2USRE1R2R3RC2RLRSR1sU iU 1ber2ber1bi1bi 2bi1bi 2bi oU 1ri = R1 / rbe1 +（ +1)RL1 = 27 / 1.7 1.7K ri =1000K/(2.9+511.7)K 82K2ro = RC2= 10K2.動(dòng)態(tài)參數(shù)動(dòng)態(tài)參數(shù)： 1= 2=50, rbe1 = 2.9K , rbe2 = 1.7K。其中其中 RL1 = RE1/RL1=RE1/ ri2 = RE1/ R2 / R3 / rbe2RE1R2R3RC2RLRSR1sU iU 1ber2ber1bi1bi 2bi1bi 2bi oU ir2iror3

8、電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù): :其中其中： RE1R2R3RC2RLRSR1sU iU 1ber2ber1bi1bi 2bi1bi 2bi oU ir2iror968. 07 . 1519 . 27 . 151R)1(rR)1(A1L11be1L11u 778. 0968. 020828211 uSiiusARrrARE1R2R3RC2RLRSR1sU iU 1ber2ber1bi1bi 2bi1bi 2bi oU ir2iror1477 . 1)10/10(50rRA2be2L22u 114.4114.40.7780.778147147A AA AA Au2u2us1us1usus778. 0

9、968. 020828211 uSiiusARrrA一、直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移一、直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移 當(dāng)當(dāng) ui= 0v 時(shí)時(shí), ,輸出發(fā)生緩慢無(wú)規(guī)則的變化的現(xiàn)象。輸出發(fā)生緩慢無(wú)規(guī)則的變化的現(xiàn)象。晶體管參數(shù)隨溫度變化晶體管參數(shù)隨溫度變化電源電壓波動(dòng)電源電壓波動(dòng)電路元件參數(shù)的變化電路元件參數(shù)的變化直接影響對(duì)輸入信號(hào)測(cè)量的準(zhǔn)確程度和分辨能力。嚴(yán)重直接影響對(duì)輸入信號(hào)測(cè)量的準(zhǔn)確程度和分辨能力。嚴(yán)重時(shí)，可能淹沒(méi)有效信號(hào)電壓。時(shí)，可能淹沒(méi)有效信號(hào)電壓。引入直流負(fù)反饋以穩(wěn)定引入直流負(fù)反饋以穩(wěn)定Q點(diǎn)點(diǎn)采用熱敏元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償采用熱敏元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償采用采用差分放大電路差分放大電路，利用特性相同的管

10、子零，利用特性相同的管子零漂具有相同變化而相漂具有相同變化而相 互抵消。互抵消。二、差分放大電路二、差分放大電路1、電路組成：、電路組成：溫度變化時(shí)，兩管產(chǎn)生相同輸出變化量，從而互相抵消。溫度變化時(shí)，兩管產(chǎn)生相同輸出變化量，從而互相抵消。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)對(duì)稱，且結(jié)構(gòu)對(duì)稱，且21ooouuu +-ou穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，限制每個(gè)管子的漂移穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，限制每個(gè)管子的漂移。用于補(bǔ)償用于補(bǔ)償RE上的壓降，以獲得合適的工作點(diǎn)上的壓降，以獲得合適的工作點(diǎn)。實(shí)用差分放大電路實(shí)用差分放大電路（長(zhǎng)尾式差分放大電路）（長(zhǎng)尾式差分放大電路）2、靜態(tài)分析：、靜態(tài)分析：(uI1 = uI2 = 0)1BI2BI1EI

11、2EIBBBIII 21CCCIII 21EI2基極回路電壓方程：基極回路電壓方程：EEeEQBEQbBQVRIURI 2忽略忽略 ,bBQRIeBEQEEEQRUVI2 輸出回路方程：輸出回路方程：BEQCCQCCEQCQCEQURIVUUU 21CQCQUU 由由于于021 CQCQoUUu共模信號(hào)共模信號(hào) 需要抑制需要抑制差模分量差模分量:共模分量共模分量:分解分解221IIIduuu 221IIIcuuu 例例: uI1 =20 mV, uI2 = 16 mV 可分解成可分解成: : uI1 = 18 mV + 2 mV uI2 = 18 mV 2 mV 放大器只放放大器只放大兩個(gè)輸入

12、大兩個(gè)輸入信號(hào)的差值信號(hào)的差值信號(hào)信號(hào)差動(dòng)差動(dòng)放大電路。放大電路。4、動(dòng)態(tài)分析：、動(dòng)態(tài)分析：0212121 oCCCCBBIcuuuiiiiu， uC1= uC2當(dāng)溫度變化時(shí)：當(dāng)溫度變化時(shí)：uo= (UC1 + uC1 ) - (UC2 + uC2 ) = 0所以能有效地抑制溫漂（零漂）。所以能有效地抑制溫漂（零漂）。共模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù):（1）對(duì)共模信號(hào)的抑制）對(duì)共模信號(hào)的抑制0 cIcOccAuuA參數(shù)理想對(duì)稱時(shí)共模放大倍數(shù)0 cIcOccAuuA參數(shù)理想對(duì)稱時(shí)共模放大倍數(shù)Re的共模負(fù)反饋?zhàn)饔茫簻囟茸兓鸬淖兓刃楣材Ｐ盘?hào)的共模負(fù)反饋?zhàn)饔茫簻囟茸兓鸬淖兓刃楣材Ｐ?/p>

13、號(hào)對(duì)于每一邊對(duì)于每一邊電路，電路，Re=?如如 T()IC1 IC2 UE IB1 IB2 IC1 IC2 抑制了每只差分管集電極電流、電位的變化。抑制了每只差分管集電極電流、電位的變化。（1）對(duì)共模信號(hào)的抑制）對(duì)共模信號(hào)的抑制Re的共模負(fù)反饋?zhàn)饔玫墓材Ｘ?fù)反饋?zhàn)饔?1IdIuu 22IdIuu uI1 uI2ib1 , ic1ib2 , ic2ic1 = - ic2iRE = ie1+ ie2 = 0uRE = 0 由于差模信號(hào)使由于差模信號(hào)使兩管的集電極電流一兩管的集電極電流一增一減，其變化量相增一減，其變化量相等，通過(guò)等，通過(guò) RE 的電流變的電流變化為零，化為零，RE 上沒(méi)有差上沒(méi)有差模

14、信號(hào)壓降，故模信號(hào)壓降，故 RE 對(duì)對(duì)差模信號(hào)不起作用差模信號(hào)不起作用,相相當(dāng)于短路當(dāng)于短路.（2）對(duì)差模信號(hào)的放大）對(duì)差模信號(hào)的放大LR對(duì)于差模輸入對(duì)于差模輸入信號(hào)而言，負(fù)信號(hào)而言，負(fù)載載R RL L中點(diǎn)電位中點(diǎn)電位為為0.0.bebLCIdoddrRRRuuA )21/( ro = 2 RC)(2bbeiRrr T1T1半邊微變等效電路半邊微變等效電路: :bebLCIdoddrR)R/R(uuA 21111 22ddAA 221IdIdIduuu 21odododuuu bebLCIdoddrRRRuuA )21/( 差模電壓放大倍數(shù)與半邊差模電壓放大倍數(shù)與半邊電路電壓放大倍數(shù)相等。電路

15、電壓放大倍數(shù)相等。半邊電路分析法：半邊電路分析法：(Common Mode Rejection Ratio)CdCMRAAK ) (lg20(dB)CdCMR分貝AAK 差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù) KCMR越大，說(shuō)明差放分辨越大，說(shuō)明差放分辨差模信號(hào)的能力越強(qiáng)，而抑制差模信號(hào)的能力越強(qiáng)，而抑制共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。共模抑制比共模抑制比實(shí)際電路共模抑制比不可能趨于無(wú)窮大實(shí)際電路共模抑制比不可能趨于無(wú)窮大.AC 0在電路參數(shù)理想對(duì)稱時(shí)在電路參數(shù)理想對(duì)稱時(shí), ,CMRRK 在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，信號(hào)源需要有在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，信號(hào)源需要有“接地接地”點(diǎn)，以避點(diǎn)，以避免干擾；

16、或負(fù)載需要有免干擾；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(hào)源和負(fù)載的接地情況，差分放大電路有根據(jù)信號(hào)源和負(fù)載的接地情況，差分放大電路有四種接法：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1、雙入雙出、雙入雙出bebLCdoddrRRRuuA )21/( 共模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù):0 cAro = 2 RC)(2bbeiRrr 2、雙入單出、雙入單出:輸入回路對(duì)稱、輸出回路不對(duì)稱輸入回路對(duì)稱、輸出回路不對(duì)稱bebLCIdOddrRRRuuA)/(21)( 2bebi

17、rRR CoRR 差模信號(hào)的等效電路差模信號(hào)的等效電路ebebCIcOccRrRRRuuAL)1(2)/( RE對(duì)共模信號(hào)起作用，并且對(duì)共模信號(hào)起作用，并且iRE=2ie1依靠電阻依靠電阻Re來(lái)抑制零點(diǎn)漂移。來(lái)抑制零點(diǎn)漂移。雙入單出雙入單出問(wèn)題討論問(wèn)題討論: :bebLCIdOddrRRRuuA)/(21（1 1）什么情況下）什么情況下A Ad d為為“”？（2 2）雙端輸出時(shí)的）雙端輸出時(shí)的A Ad d是單端輸出時(shí)的是單端輸出時(shí)的2 2倍嗎？倍嗎？bebebebCMR)1 (2rRRrRKebebCIcOccRrRRRuuAL)1 ( 2)/(思考題思考題:Re越大，越大，KCMR越大，電路

18、性能越好。越大，電路性能越好。3、單入雙出、單入雙出IIduu 2/IIcuu 動(dòng)態(tài)指標(biāo)同雙入雙出。動(dòng)態(tài)指標(biāo)同雙入雙出。電路總輸出電壓為：電路總輸出電壓為：IccIddocodouAuAuuu 4 4、單入單出、單入單出動(dòng)態(tài)指標(biāo)同雙入單出。動(dòng)態(tài)指標(biāo)同雙入單出。 為了提高共模抑制比應(yīng)加大為了提高共模抑制比應(yīng)加大Re 。但。但Re加大后，加大后，為保證工作點(diǎn)不變，必須提高負(fù)電源，這是不經(jīng)濟(jì)的。為保證工作點(diǎn)不變，必須提高負(fù)電源，這是不經(jīng)濟(jì)的。為此可用恒流源為此可用恒流源T3來(lái)代替來(lái)代替Re 。恒流源動(dòng)態(tài)電阻大，可。恒流源動(dòng)態(tài)電阻大，可提高共模抑制比。同時(shí)恒流源的管壓降只有幾伏，可提高共模抑制比。同時(shí)

19、恒流源的管壓降只有幾伏，可不必提高負(fù)電源之值。不必提高負(fù)電源之值。為什么要采用恒流源為什么要采用恒流源? ?為什么要采用恒流源為什么要采用恒流源? ?1.為了提高共模抑制比應(yīng)加大為了提高共模抑制比應(yīng)加大Re ，Re越大，越大， KCMR越越大，差分放大電路的性能越好。大，差分放大電路的性能越好。2.為使靜態(tài)電流不變，為使靜態(tài)電流不變，Re 越大，越大，VEE越大，以至于越大，以至于Re太大就不合理了。太大就不合理了。 綜合以上兩點(diǎn)，需要在低電源條件下，得到趨于綜合以上兩點(diǎn)，需要在低電源條件下，得到趨于無(wú)窮大的無(wú)窮大的Re。解決方法：采用恒流源！解決方法：采用恒流源！321BIII EERVRR

20、RU212233233RUUIIBEREC 32121CEQEQIII R2上的壓降：上的壓降：恒流源動(dòng)態(tài)電阻為無(wú)窮大，相當(dāng)于接了一個(gè)阻值為恒流源動(dòng)態(tài)電阻為無(wú)窮大，相當(dāng)于接了一個(gè)阻值為無(wú)窮大的發(fā)射極電阻。無(wú)窮大的發(fā)射極電阻。恒恒流流源源恒流源電路的簡(jiǎn)化畫(huà)法及電路調(diào)零措施恒流源電路的簡(jiǎn)化畫(huà)法及電路調(diào)零措施調(diào)零電位器調(diào)零電位器Rw:使使uI1= uI2 =0時(shí)，時(shí)， uO =0。等效電阻等效電阻為無(wú)窮大為無(wú)窮大1) RW對(duì)動(dòng)態(tài)參數(shù)的影響？對(duì)動(dòng)態(tài)參數(shù)的影響？2) 若若RW滑動(dòng)端在中點(diǎn)，寫(xiě)出滑動(dòng)端在中點(diǎn)，寫(xiě)出Ad、Ri的表達(dá)式。的表達(dá)式。思考：思考：調(diào)零電位器調(diào)零電位器差分放大電路四種接法的性能比較差

21、分放大電路四種接法的性能比較 接法接法性能性能雙端輸入雙端輸入雙端輸出雙端輸出雙端輸入雙端輸入單端輸出單端輸出單端輸入單端輸入雙端輸出雙端輸出單端輸入單端輸入單端輸出單端輸出AdbeLC)2/(rRRR beLcrRRR )2/( beLcrRRR )/(21 beLcrRRR )/(21 KCMR很高很高很高很高較高較高較高較高Rid)(2berR )(2berR )(2berR )(2berR Roc2Rc2RcRcR差分放大電路四種接法的性能比較差分放大電路四種接法的性能比較 接法接法性能性能差分輸入差分輸入雙端輸出雙端輸出差分輸入差分輸入單端輸出單端輸出單端輸入單端輸入雙端輸出雙端輸出

22、單端輸入單端輸入單端輸出單端輸出特特性性 1. Ad 與單與單管放大電路管放大電路基本相同。基本相同。 2.在理想情在理想情況下，況下，KCMR。 3.適用于差適用于差分輸入、雙分輸入、雙端輸出，輸端輸出，輸入信號(hào)及負(fù)入信號(hào)及負(fù)載的兩端均載的兩端均不接地的情不接地的情況。況。 1. Ad 約為約為雙端輸出時(shí)雙端輸出時(shí)的一半。的一半。 2. 由于引由于引入共模負(fù)反入共模負(fù)反饋，仍有較饋，仍有較高的高的KCMR。 3.適用于將適用于將雙端輸入轉(zhuǎn)雙端輸入轉(zhuǎn)換為單端輸換為單端輸出。出。 1. Ad 與單與單管放大電路管放大電路基本相同?；鞠嗤?2.在理想情在理想情況下，況下，KCMR。 3.適用于

23、將適用于將單端輸入轉(zhuǎn)單端輸入轉(zhuǎn)換為雙端輸換為雙端輸出。出。 1. Ad 約為雙端約為雙端輸出時(shí)的一半。輸出時(shí)的一半。 2.比單管放大比單管放大電路具有較強(qiáng)的電路具有較強(qiáng)的抑制零漂的能力。抑制零漂的能力。 3.適用于輸入、適用于輸入、輸出均要求接地輸出均要求接地的情況。的情況。 4.選擇不同管選擇不同管子輸出，可使輸子輸出，可使輸出電壓與輸入電出電壓與輸入電壓反相或同相。壓反相或同相。解解:(1):(1)求求Q Q點(diǎn)：點(diǎn)： 例例1 1、圖示電路中，已知、圖示電路中，已知VCC= VEE =9V，VBE =0.7V， Rc=4.7 k ， Rb= Rw= 100 ， RL=10 k ， I=1.2

24、mA， Rw的滑動(dòng)端位的滑動(dòng)端位于中點(diǎn)，晶體管于中點(diǎn)，晶體管 =50，rbb =300 ， uI =0.02V，求：，求： （1 1）靜態(tài)工作點(diǎn)；（）靜態(tài)工作點(diǎn)；（2 2）差模輸出電壓）差模輸出電壓 uO。 I/2 +Vcc Rw/2 半半邊邊直直流流通通路路 Rc T1 -VEE Rb mAIIE6 . 02 AIIEB 121 )(2 . 6VRIVRIVVVVbBBEcCCCECCE 差分放大電路舉例(2)(2)求求 uO ： I +Vcc + + Rw Rc Ou Rc Rb T2 T1 Iu -VEE Rb RL )(5 . 26 . 026)501(30026)1( kIrrEbb

25、be 5 .232)1(2/2/2/ wbebLcIOIOdRrRRRuuuuA Rw/2 半半邊邊交交流流通通路路 Rc T1 Rb + RL/2 + 2Ou 2/Iu )(47. 0VuAuIdO 差分放大電路舉例例例2 已知：已知：VV,VV,k.R,kR,kR,kr ,V.U,EECCLcbbeBEQ61215101270100 求（1） （2） （3）。的取值應(yīng)為多少？，管的發(fā)射極電流均為和為使?U0.5mAT21CEQeRT。和、求oiuRRA共模輸出電壓可忽略。，為多少？設(shè)，試問(wèn)輸入電壓用電流表測(cè)得輸出電壓，若將電路改成單端輸出mAIVuEQo5 . 0u3I差分放大電路舉例解解

26、：（：（1） K.IUVREQBEQEEe355027062 V.RIVUcCQCCCQ7105012 682 bebLcurR)R/R(A K)rR(Rbebi62 KRRco202(2)直流通路直流通路V.UUUEQCQCEQ77707 差分放大電路舉例解解：56)(2)/(bebLcurRRRA(3)mVAuuuoI4 .115664. 0VUuuCQOo64. 036. 231VRRIVRRRULCCQCCLcLCQ36. 2)/(1Rb1UodRC1ib1rbe1ib1RC2ib2rbe2Rb1UIdib2RL差分放大電路舉例 本講主要介紹以下內(nèi)容：本講主要介紹以下內(nèi)容： 放大電路的

27、耦合方式及各自的特點(diǎn)；放大電路的耦合方式及各自的特點(diǎn)； 不同耦合方式放大電路的分析計(jì)算方法；不同耦合方式放大電路的分析計(jì)算方法； 直接耦合放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置；直接耦合放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置； 直接耦合放大電路的溫漂和抑制溫漂的方法；直接耦合放大電路的溫漂和抑制溫漂的方法； 差分放大電路的不同形式及其分析計(jì)算方法差分放大電路的不同形式及其分析計(jì)算方法；作業(yè)：書(shū)作業(yè)：書(shū)P182 3.6P182 3.6，習(xí)題集，習(xí)題集P87P87第第9 9題題基本教學(xué)要求基本教學(xué)要求：掌握功放基本概念及主要特點(diǎn)；掌握功放基本概念及主要特點(diǎn)；掌握掌握OCLOCL甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路組成和工作原理、甲乙類互補(bǔ)

28、對(duì)稱電路組成和工作原理、最大輸出功率和效率的估算方法最大輸出功率和效率的估算方法；理解放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)和交越失真概念；理解放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)和交越失真概念；了解功放中甲類、甲乙類和乙類的含義；了解集了解功放中甲類、甲乙類和乙類的含義；了解集成功放的特點(diǎn)。成功放的特點(diǎn)。例例1 1： 擴(kuò)音系統(tǒng)擴(kuò)音系統(tǒng)電電 壓壓 放放 大大功功 率率 放放 大大 信信 號(hào)號(hào) 提提 取取如使揚(yáng)聲器發(fā)聲、繼如使揚(yáng)聲器發(fā)聲、繼電器動(dòng)作、電器動(dòng)作、 儀表指針偏轉(zhuǎn)等儀表指針偏轉(zhuǎn)等.（3）功放管的保護(hù)功放管的保護(hù)：管子工作在接近極限狀態(tài)。：管子工作在接近極限狀態(tài)。 特點(diǎn)特點(diǎn) 功率放大電路是一種能夠向負(fù)載提供足夠大的功

29、率功率放大電路是一種能夠向負(fù)載提供足夠大的功率的放大電路。因此，的放大電路。因此，要求同時(shí)輸出較大的電壓和電流。要求同時(shí)輸出較大的電壓和電流。 管子工作在接近極限狀態(tài)。管子工作在接近極限狀態(tài)。 一般直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，帶載能力要強(qiáng)。一般直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，帶載能力要強(qiáng)。 要解決的問(wèn)題要解決的問(wèn)題 （1）提高轉(zhuǎn)換效率提高轉(zhuǎn)換效率：在電源電壓確定的情況下，：在電源電壓確定的情況下，輸出盡可能大的輸出功率；輸出盡可能大的輸出功率； （2）減小失真減小失真：工作于大信號(hào)狀態(tài)容易產(chǎn)生非線：工作于大信號(hào)狀態(tài)容易產(chǎn)生非線性失真。性失真。 主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo): : 分析方法分析方法: :Vom=PP 直流電源直流電

30、源提供功率提供功率負(fù)載輸出交負(fù)載輸出交流功率流功率甲乙類甲乙類180360導(dǎo)電導(dǎo)電乙類乙類180導(dǎo)電導(dǎo)電丙類丙類 0vui 0vT1導(dǎo)通導(dǎo)通T2截止截止iL=ie1 ;ui 0vT1截止截止iL=ie2 。T2導(dǎo)通導(dǎo)通ie1ie2iL兩個(gè)管子輪流交替工作，在負(fù)載上得到完整波形。兩個(gè)管子輪流交替工作，在負(fù)載上得到完整波形。T1T1和和T2T2交替工作，電源交替供電，稱之為互補(bǔ)。交替工作，電源交替供電，稱之為互補(bǔ)。每個(gè)管子導(dǎo)通每個(gè)管子導(dǎo)通180-乙類功放。乙類功放。乙類功放電路能否正常工作？為什么？如果乙類功放電路能否正常工作？為什么？如果出現(xiàn)問(wèn)題如何解決？出現(xiàn)問(wèn)題如何解決？問(wèn)題問(wèn)題: :Mult

31、isim仿真仿真:（a）輸入輸出電壓波形）輸入輸出電壓波形（b）輸出電壓波形）輸出電壓波形輸出電壓波形出現(xiàn)失真輸出電壓波形出現(xiàn)失真.交越失真：交越失真： 當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào)u ui i為正弦波時(shí)，輸出信號(hào)在為正弦波時(shí)，輸出信號(hào)在過(guò)零附近出現(xiàn)的失真過(guò)零附近出現(xiàn)的失真, ,稱為交越失真。稱為交越失真。產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 晶體管特性存在非線性，當(dāng)輸入電壓小于晶體管特性存在非線性，當(dāng)輸入電壓小于三極管的開(kāi)啟電壓時(shí)三極管的開(kāi)啟電壓時(shí), ,三極管均處于截止三極管均處于截止?fàn)顟B(tài)。狀態(tài)。消除交越失真的方法：消除交越失真的方法：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).T1、T2基極之間電壓：基極之間電壓：

32、2121DDBBUUU保證保證T1、T2均處于微導(dǎo)通狀態(tài)。均處于微導(dǎo)通狀態(tài)。+15V經(jīng)經(jīng)R1,D1,D2,R2到到-15V方法方法1:增加增加、R2。靜態(tài)時(shí)存在直流電流通路：靜態(tài)時(shí)存在直流電流通路：利用二極管提供偏置電壓利用二極管提供偏置電壓-甲乙類互補(bǔ)功率放大電路甲乙類互補(bǔ)功率放大電路方法方法2:采用采用UBE倍增偏置電路倍增偏置電路)(21221RRRUUBEbb 可以調(diào)整可以調(diào)整R1R1或或R2R2滿足實(shí)際偏置需要。滿足實(shí)際偏置需要。1I2IBIBII 2若若 設(shè)互補(bǔ)功率放大電路的靜態(tài)電流很小，可認(rèn)為靜態(tài)設(shè)互補(bǔ)功率放大電路的靜態(tài)電流很小，可認(rèn)為靜態(tài)工作點(diǎn)在橫軸上，即為乙類工作狀態(tài)。工作點(diǎn)

33、在橫軸上，即為乙類工作狀態(tài)。CCECCECCBBVUUIIII 21212100靜態(tài)時(shí)：最大不失真輸出電壓最大不失真輸出電壓UOM=VCC-UCESQ 2=CESCComUVU L2CESCCL2CESCCL2omomax2)()2(RU=RUVRUVPtRUViLCESCCcsinLCESCCCCCCLCESCCVRUVVtdtVRUVP)(2sin10最大不失真輸出電壓有效值最大不失真輸出電壓有效值：1)最大輸出功率：最大輸出功率：電源提供的電流：電源提供的電流：2)電源提供的總功率：電源提供的總功率： 直流電源提供的功率為半個(gè)正直流電源提供的功率為半個(gè)正弦波的平均功率，信號(hào)越大，電流弦波

34、的平均功率，信號(hào)越大，電流越大，電源功率也越大越大，電源功率也越大.3)轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)換效率：CCCESCCVomVUVPP4L2CESCComax2)(RUVP LCESCCCCVRUVVP)(2 4)4)三極管的管耗三極管的管耗P PT T： 電源提供的直流功率，有一部分通過(guò)三極管轉(zhuǎn)換電源提供的直流功率，有一部分通過(guò)三極管轉(zhuǎn)換為輸出功率，剩余的部分則主要消耗在三極管上，形為輸出功率，剩余的部分則主要消耗在三極管上，形成三極管的管耗。顯然成三極管的管耗。顯然 : 總管耗：總管耗：oVT=PPP L2OMOM22RUURVLCC 最大最大78%L2OMOMoVT22=RUURVPPPLCC 總管耗：總管耗：?jiǎn)喂芄芎模簡(jiǎn)喂芄芎模篖2OMOMTT2T142=RUURVPPPLCC 管耗與輸出電壓的峰值管耗與輸出電壓的峰值UOM成非線性關(guān)系成非線性關(guān)系,有一個(gè)最大有一個(gè)最大值?？捎弥??？捎肞T1對(duì)對(duì)UOM求導(dǎo)的辦法找出這個(gè)最大值。求導(dǎo)的辦法找出這個(gè)最大值。PT1對(duì)對(duì)UOM求導(dǎo)，并令其為求導(dǎo)，并令其為0，可得，可得CCCCOM 6 . 02VVUL22CCT1max RVP 將將UOM代入代入PT1的表達(dá)式，可得的表達(dá)式，可得omom2T1maxL2CComCES2 . 0220PPPRVPU ，則則若若（4 4）選擇功率管原則：）選擇功率管原則：