維修電子技術(shù)清華dz chap

(2-1)基本放大電路電子技術(shù)模擬電路部分第二章第二章 基本放大電路(2-2)§2.1

概論§2.2

放大電路的組成和工作原理§2.3

放大電路的分析方法§2.4

靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定§2.5

射極輸出器§2.6

場效應(yīng)管放大電路§2.7阻容耦合多級(jí)放大電路§2.8

差動(dòng)放大電路§

2.1

概論2.1.1

放大的概念電子學(xué)中放大的目的是將微弱的變化信號(hào)放大成較大的信號(hào)。這里所講的主要是電壓放大電路。電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖：uiuo(2-3)Au2.1.2

放大電路的性能指標(biāo)一、電壓放大倍數(shù)AuoUiU|

Au

|=Ui和Uo分別是輸入和輸出電壓的有效值。二、輸入電阻ri放大電路一定要有前級(jí)（信號(hào)源）為其提供信號(hào)，那么就要從信號(hào)源取電流。輸入電阻是衡量放大

電路從其前級(jí)取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，從其前級(jí)取得的電流越小，對前級(jí)的影響越小。U

~SIiAuUii(2-4)IUri

=

i

三、輸出電阻roAuUS

~放大電路對其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個(gè)戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。ro(2-5)US'

~U步驟：所有的電源置零(將獨(dú)立源置零，保留受控源)。加壓求流法。II(2-6)or

=

U如何確定電路的輸出電阻ro

？方法一：計(jì)算。UoroUs'

~LoooU-1)RU

￠r

=

(roUs'

~RLUo'(2-7)方法二：測量。步驟：測量開路電壓。測量接入負(fù)載后的輸出電壓。3.

計(jì)算。四、通頻帶fAuAum0.7AumLf

下限截止頻率上限截

fH止頻率通頻帶：fbw=fH–fL放大倍數(shù)隨頻率變化曲線(2-8)2.1.3

符號(hào)規(guī)定大寫字母、大寫下標(biāo)，表示直流量。小寫字母、大寫下標(biāo)，表示全量。小寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量。UAuAuauAua全量交流分量UA直流分量t(2-9)§

2.2

基本放大電路的組成和工作原理三極管放大電路有三種形式共射放大器共基放大器共集放大器以共射放大器為例講解工作原理(2-10)2.2.1

共射放大電路的基本組成放大元件iC=b

iB，工作在放大區(qū)，

要保證集電結(jié)反

偏，發(fā)射結(jié)正偏。uiuo輸入輸出參考點(diǎn)(2-11)RB+ECEBRCC1C2T集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。+ECRCC1C2TRBEB(2-12)集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸?ECRCC1C2TRBEB(2-13)使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)?/p>

靜態(tài)工作點(diǎn)。基極電源與基極電阻RB+ECEBRCC1C2T(2-14)耦合電容隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時(shí)能使信號(hào)順利輸入輸出。+ECRCC1C2TRBEB(2-15)可以省去電路改進(jìn)：采用單電源供電RB+ECEBRCC1C2T(2-16)單電源供電電路+ECC1C2TRB

RC(2-17)2.2.2

基本放大電路的工作原理ui=0時(shí)由于電源的存在IB?0IC?0ICQIEQ=IBQ+ICQ一、靜態(tài)工作點(diǎn)+ECRB

RCC1C2TIBQ(2-18)IBQICQUBEQUCEQ(

ICQ,UCEQ

)(IBQ,UBEQ)RB+ECRCC1C2T(2-19)(IBQ,UBEQ)和(ICQ,UCEQ)分別對應(yīng)于輸入輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQ(2-20)ICQIBUBEQICUCEuCE怎么變化假設(shè)uBE有一微小的變化ibtibtictui(2-21)tuCE的變化沿一條直線uce相位如何uce與ui反相！ICUCEictucet(2-22)各點(diǎn)波形RB+ECRCC1C2uitiBtiCttuotuiiC(2-23)uC

uCuoiB實(shí)現(xiàn)放大的條件(2-24)晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié) 反偏。正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電 極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號(hào)?！?.3

放大電路的分析方法放大電路分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法(2-25)圖解法計(jì)算機(jī)仿真2.3.1

直流通道和交流通道(2-26)放大電路中各點(diǎn)的電壓或電流都是在靜態(tài)直流上附加了小的交流信號(hào)。但是，電容對交、直流的作用不同。如果電容容量足夠大，可以認(rèn)為它對交流不起作用，即對交流短路。而對直流可以看成開路，這樣，交直流所走的通道是不同的。交流通道：只考慮交流信號(hào)的分電路。直流通道：只考慮直流信號(hào)的分電路。信號(hào)的不同分量可以分別在不同的通道分析。例：對直流信號(hào)（只有+EC）開路開路+ECRB

RCC1C2T直流通道RB+ECRC(2-27)對交流信號(hào)(輸入信號(hào)ui)短路短路置零B+ECRCRC1C2TRBCR

RLuiuo(2-28)交流通路一、直流負(fù)載線ICUCEUCE~IC滿足什么關(guān)系？三極管的輸出特性。UCE=EC–ICRC

。ICUCE(2-29)ECC

C

REQ直流負(fù)載線與輸出特性的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)IB直流通道RB+ECRC2.3.2

直流負(fù)載線和交流負(fù)載線二、交流負(fù)載線icLceuicR￠=

-

1其中：CLLR

=

R

//

RuceRBRCRLuiuo(2-30)交流通路iC

和uCE是全量，與交流量ic和uce有如下關(guān)系ic

=

DiCuce

=

DuCE所以：RL￠DuCEDiC=

-

1RL￠(2-31)即：交流信號(hào)的變化沿著斜率為：-1的直線。這條直線通過Q點(diǎn)，稱為交流負(fù)載線。交流負(fù)載線的作法ICUCERCECQIBRL￠EC過Q點(diǎn)作一條直線，斜率為：-1交流負(fù)載線(2-32)2.3.3

靜態(tài)分析一、估算法IBUBEBBRI=

EC

-U

BE?

EC

-0.7?

ECRB

RBRB稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。（1）根據(jù)直流通道估算IB+EC直流通道RBR(2-33)C（2）根據(jù)直流通道估算UCE、IBICUCEIC

=

bI

B

+

ICEO?

bI

BUCE

=

EC

-

IC

RC直流通道RBRC(2-34)BBRI=

EC

-UBEQRC(2-35)二、圖解法先估算IB

，然后在輸出特性曲線上作出直流負(fù)載線，與IB

對應(yīng)的輸出特性曲線與直流負(fù)載線的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)。ICECUCEEC例：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：EC=12V，RC=4kW

，RB=300kW

，b=37.5。=

12

=

0.04

mA

=

40mABBR

300解：

I

?

ECIC

?

bIB

=

b

IB

=

37.5·0.04

=1.5

mAUCE

=UCC

-

IC

RC

=12-1.5·4

=

6

V(2-36)請注意電路中IB

和IC

的數(shù)量級(jí)。2.3.4

動(dòng)態(tài)分析一、三極管的微變等效電路1.

輸入回路iBuBE當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，將輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性。DuBEDiBB

bberDi

i=

DuBE

=

ube對輸入的小交流信號(hào)而言，三極管相當(dāng)于電阻rbe。EbeI

(mA)=

300(W

)

+

(1+

b)

26(mV)rbe的量級(jí)從幾百歐到幾千歐。對于小功率三極管：r(2-37)2.

輸出回路uCEiC

=

IC

+

ic

=

b(IB

+

ib

)=

bIB

+

bib所以：ic=

bib(1)

輸出端相當(dāng)于一個(gè)受ib控制的電流源。iC近似平行(2)

考慮uCE對iC的影響，輸出端還要并聯(lián)一個(gè)大電阻rce。c(2-38)cerDi=

Ducecer

的含義DiCDuCE(2-39)uceicuceicrce很大，一般忽略。3.

三極管的微變等效電路ube

rbebibibrcebibrbeibbcecibbubee二、放大電路的微變等效電路交流通路RBRCRLui將交流通道中的三極管用微變等效電路代替:uorbebibibiiicui

RBRCRL

uo(2-40)三、電壓放大倍數(shù)的計(jì)算b

bei=

I

rb

LoUU=

-bI

R'beLurR'A

=

-bR'L

=

RC

//

RL特點(diǎn)：負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRBRCUi(2-41)iIbIcIUobbI

RL四、輸入電阻的計(jì)算對于為放大電路提供信號(hào)的信號(hào)源來說，放大電路是負(fù)載，這個(gè)負(fù)載的大小可以用輸入電阻來表示。iI輸入電阻的定義：r

=

Ui是動(dòng)態(tài)電阻。rbeRBRCRLiUiIbIcIioUbbI=

RB

//

rbe?

rbei(2-42)iUIri

=電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源取得的電流越

小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。五、輸出電阻的計(jì)算(2-43)對于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于信號(hào)源，可以將它進(jìn)行戴維南等效，戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。計(jì)算輸出電阻的方法：所有電源置零，然后計(jì)算電阻（對有受控 源的電路不適用）。所有獨(dú)立電源置零，保留受控源，加壓求 流法。CoooU=

Rr

=I所以：用加壓求流法求輸出電阻：oUrbeRBRCibIcIbbII

00o(2-44)I2.3.5

失真分析(2-45)在放大電路中，輸出信號(hào)應(yīng)該成比例地放大輸入信號(hào)（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號(hào)不能反映輸入信號(hào)的情況，放大電路產(chǎn)生非線

性失真。為了得到盡量大的輸出信號(hào)，要把Q設(shè)置在交流負(fù)載線的中間部分。如果Q設(shè)置不合適，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)，造成非線性失真。uCEuo可輸出的最大不失真信號(hào)選擇靜態(tài)工作點(diǎn)iCib(2-46)iCuCE1.

Q點(diǎn)過低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)放大電路產(chǎn)生截止失真uo輸出波形輸入波形ib(2-47)iC2.

Q點(diǎn)過高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)放大電路產(chǎn)生飽和失真ib輸入波形uCE輸出波形uo(2-48)§2.4

靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定T為了保證放大電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)。但是，溫度的變化嚴(yán)重影響靜態(tài)工作點(diǎn)。對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點(diǎn)由UBE、b

和ICEO決定，這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化，溫度對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響主要體現(xiàn)在這一方面。UBEbICEOQ(2-49)一、溫度對UBE的影響iBuBE25oC50oCTUBEIBICRB(2-50)E

-UIB

=

C

BE

二、溫度對b

值及ICEO的影響Tb、ICEOICuCEQ′Q總的效果是：iC溫度上升時(shí)，輸出特性曲

線上移，造

成Q點(diǎn)上移。(2-51)小結(jié)：T

IC固定偏置電路的Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的。Q點(diǎn)不穩(wěn)定可能會(huì)導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而導(dǎo)致失真。為此，需要改進(jìn)偏置電路，當(dāng)溫度升高、IC增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少IB，從而抑制Q點(diǎn)的變化。保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。常采用分壓式偏置電路來穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。電路見下頁。(2-52)分壓式偏置電路：RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo一、靜態(tài)分析1I2IB+ECI

RCRB1C1TR(2-53)B2RE1RE2直流通路I2

>>IBECRB1

+RB2I1

?

I2

?B

2

B2U

=

I

RR?

B2

ECRB1

+RB2UBE

=UB

-UE

=UB

-IE

REECRE

RE=UB

-UBE

?UBI

?

I1I2IB+ECI

RCRB1C1TR(2-54)B2RE1RE2直流通路ECRI?

UB可以認(rèn)為與溫度無關(guān)。似乎I2越大越好，但是RB1、RB2太小，將增加損耗，降低輸入電阻。因此一般取幾十kW

。1I2IB+ECI

RCRB1C1TR(2-55)B2RE1RE2直流通路TUBEUEIBICIC本電路穩(wěn)壓的過程實(shí)際是由于加了RE形成了負(fù)反饋過程1I2IB+ECI

RCRB1C1TR(2-56)B2RE1RE2(2-57)二、動(dòng)態(tài)分析+ECuoB1RCRC1C2RB2CERERLuirbeRCRLoUUiiIbIcIbbIR'B微變等效電路uoRB1RCRLuiRB2交流通路o

Cri

=

R'B

||

rbe

?

rbe

r

=

RbeLurR'A

=

-bCE的作用：交流通路中，CE將RE短路，

RE對交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。問題1：如果去掉CE，放大倍數(shù)怎樣？I1I2IBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo(2-58)去掉CE

后的交流通路和微變等效電路：ri

=

RB

//{rbe

+

(1+

b)RE

}ro

=

RCrbeRCRLUoREiUiIbIcIbbIR'Bb

Eb

beiU

=

I

r

+

(1+

b)I

RUo

=

-bI

R￠b

LEbeubRLr

+

(1+

b

)RA

=

-RB1RCRLuiuoRB2RE(2-59)RB1+ECRCC1C2RB2CERE1TRLuiuoRE2(2-60)問題2：如果電路如下圖所示，如何分析？I1I2IBRB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE21I2IB+ECI

RCRB1C1TRB2RE1RE2靜態(tài)分析：直流通路(2-61)RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2動(dòng)態(tài)分析：交流通路B1RCRLRuiuoRB2RE1(2-62)交流通路：RB1RCRLuiuoRB2RE1微變等效電路：rbeRCRLoURE1UiiIbIcIbbIR'B(2-63)定義：iuUUsUoAus

=

U放大電路RLRSoU

A

=

o

UiUssusAU問題：Au

和Aus

的關(guān)系如何？=

UoSiriURS

+

riU

=uS

iusrAR

+

r=

i

A(2-64)§

2.5

射極輸出器RB+ECC1C2RERLuiuoRB+ECRE直流通道(2-65)一、靜態(tài)分析IBBRB

+(1+

b)REEC

-UBEI

=E

BI

=

(1+

b)IUCE

=

EC

-IERE折算RB+ECRE

IE直流通道(2-66)二、動(dòng)態(tài)分析RB+ECC1C2RERLuiuorbeiUbIRERLRB(2-67)oUcIbbIiI微變等效電路o

e

LU￠=

I

R

RL

=

RE

//

RLb

L=（1+b）I

R￠e

Lb

beR￠=

I

r

+

IU

ib

be=

I

r

+

(1+

b)I

R￠b

Lb

Lb

beb

LR￠Au

=

I

r

+

(1+

b)I(1+

b

)I

R￠=Lrbe

+

(1+

b

)RL￠（1+

b）R

1.

電壓放大倍數(shù)rbeiUbIRERLRB(2-68)oUcIbbIiI1.

rbe

<<

(1

+

b

)RL

,所以

Au

?1，2.但是，輸出電流Ie增加了。輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓跟隨器。結(jié)論：LuA

=rbe

+(1+b

)RL￠（1+

b）R(2-69)2.

輸入電阻ri

=

RB

//{rbe

+

(1

+

b

)RL

}rbeiUbIRERLRB(2-70)oUcIbbIiI輸入電阻較大，作為前一級(jí)的負(fù)載，對前一級(jí)的放大倍數(shù)影響較小。(2-71)3.

輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻。robIiIrbeRERBcIbbISURSrbeRERBRSbIcIbbIiIeIUIEsbebe

sUU

U+r

+

R￠

Rr

+

R￠I

=

I

+

bI

+

I

=b

b

e+

b設(shè):Rs￠=

Rs

//

RB電源置0oI)

1

Esber

+

R￠

Rr

=

U

=1/(

1+

b

+1+

bbe

sEr

+

R=

R

//rbe

+Rs一般：

RE

>>

1+b所以：1+

bbe

sor

+

Rr

?射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。oIr

=

U

1

Esber

+

R￠

R=1/(

1+

b

+

)1+

b(2-72)sbeEr

+

R=

R

//射極輸出器的使用(2-73)

將射極輸出器放在電路的首級(jí)，可以提高輸入電阻。

將射極輸出器放在電路的末級(jí)，可以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能。

將射極輸出器放在電路的兩級(jí)之間，可以起到電路的匹配作用。§

2.6

場效應(yīng)管放大電路(2-74)組成原則：靜態(tài)：適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)，使場效應(yīng)管工作 在恒流區(qū)，場效應(yīng)管的偏置電路相對 簡單。動(dòng)態(tài)：能為交流信號(hào)提供通路。分析方法：靜態(tài)分析：估算法、圖解法。動(dòng)態(tài)分析：微變等效電路法。2.6.1

場效應(yīng)管的微變等效電路GSDD

GS

DSi

=

f

(u

,

u

)DSDSGSGSDDu?u+

?iDDu?u=

?iDDiDSGSrDuDS=

gm

Du

+1GSmg?u=

?iD跨導(dǎo)DDSr?i=

?uDS漏極輸出電阻uGSiDuDS(2-75)(2-76)場效應(yīng)管的微變等效電路為：GSDuGSiDuDSSGDugsgmugs

udsS很大，可忽略。GDugsgmugsrDS

uds(2-77)2.6.2

場效應(yīng)管的共源極放大電路一、靜態(tài)分析求：UDS和ID。設(shè)：UG>>UGS則：UG?US而：I

=0G所以：UDD=20VuouCS2C1R1RDRGiR2RL150k50k1M

RS10kC10kGDS10kU

DD

=

5

VR1

+

R2R2UG

?=

0.5

mADRS

RS=

US

?

UGI(RS

+

RD

)

=10

V=U

DD-I

DU

DS(2-78)uoUDD=20VRSuiCSC2C1R1RGR2150k50k1M10k10kGRDDS10kRL二、動(dòng)態(tài)分析sgR1

R2RGRL'dRLRD微變等效電路m

gsg

UUgssgR1

R2RGRL'dRLRDUgsm

gsg

UUi(2-79)oUgsiU

=

Uo

m

gs(RD

//RL)UU

=-gLmu=

-g

R'Ari

=

RG

+

R1

//

R2=

1.0375

MWro=RD=10kW2.6.3

源極輸出器uo+UDDRSuiC1R1RGR2RL150k50k1M10kDSC2G一、靜態(tài)分析US?UGU

URS

RSID

=

S

?

G

=

0.5mAUDS=UDD-

US

=20-5=15VDDG·U

=

5VR1

+

R2R1U

=(2-80)uoRSuiC1R1RGRL250k1MR10kDSC2150kGUiU

gs

+

gmU

gs

RL￠RL￠gmU

gsAu

=

=U

o=

m

L

?11+

gm

RL￠g

RUioUU

gsm

gsg

UdIriroor

￠gR2R1RGsdRLRS微變等效電路(2-81)二、動(dòng)態(tài)分析+UDDriroro￠gR2R1RGsdRLRS微變等效電路ri

=

RG

+

R1

//

R2=

1.0375

MW(2-82)輸入電阻ri輸出電阻ro加壓求流法mm

gsgsdo1=r￠=

=-

g

U

g-UIUSo

or

=

r

//

RUIdIgd微變等效電路roro￠R2R1RGsRSgsUm

gs(2-83)g

U場效應(yīng)管放大電路小結(jié)(2-84)場效應(yīng)管放大器輸入電阻很大。場效應(yīng)管共源極放大器(漏極輸出)輸入輸出反相，電壓放大倍數(shù)大于1；輸出電阻=RD。場效應(yīng)管源極跟隨器輸入輸出同相，電壓放大倍數(shù)小于1且約等于1；輸出電阻小?！?.7

多級(jí)阻容耦合放大電路耦合：即信號(hào)的傳送。耦合方式：直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合；光電耦合。多級(jí)放大電路對耦合電路要求：靜態(tài)：保證各級(jí)Q點(diǎn)設(shè)置動(dòng)態(tài):

傳送信號(hào)。第一級(jí)放大電路輸入輸出第二級(jí)放大電路第n

級(jí)放大電路…

…第n-1級(jí)放大電路功放級(jí)要求：波形不失真，減少壓降損失。(2-85)1

2設(shè):b

=b

=50,rbe1

=

2.9kW

,rbe2

=

1.7

kW2.7.1

典型電路前級(jí)后級(jí)+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2U

S(2-86)求：A、ri、roUoUi1.

靜態(tài):

Q點(diǎn)同單級(jí)。2.

動(dòng)態(tài)性能:方法:ri2

=RL1ri2i2o1U=U+UCCRS1M(+24V)關(guān)鍵:考慮級(jí)間影響。R120k27kC2C3R3R2RL82k43k8k10kC1RC2T1RE1CET2USo10k

UiUo1(2-87)Ui

2RE2U2.7.2

性能分析(2-88)2ri

,

ro

:概念同單級(jí)1rirou2us1s

i2

susU

UU=

A

·Ao

=

o

·

o1A

=

U

U

Uri2考慮級(jí)間影響+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RL43k10k8k82k

10kC1RC2T1RE1CET2USoUiUo1Ui

2RE2Uri2+UCCRS1M(+24V)R127kC2C3R3RL43k10k8kR282k

10kC1RC2T1RE1CET2SUUoi20k

Uo1UUi

2RE2RE1R2RC2RLRSR1SUUibe1rR3

rbe2微變等效電路:ib1bib1ib2b2biUOriri2ro(2-89)ri

=

R1//[

rbe1

+（b

+1)RL1']其中:

RL1￠=

RE1//

ri2

=

RE1//

R2//

R3

//

rbe1=RE1//RL1=

RE1//ri2=

27

//

1.7

?

1.7kW\

ri

=1000//(2.9+51×1.7)

?

82kWro

=

RC2=

10kWRE1R2RC2RLRSR1SUUibe1rR3

rbe2ib1bib1ib2b2biUOriri2ro(2-90)3.

中頻電壓放大倍數(shù):其中：u1i

sus1rir

+

RA

=

A12.9

+

51·1.7=

51·1.7

?

0.968be1Au1

=r

+

(b

+1)R￠(b1

+1)RL1L182ri1·0.968

=

0.77882

+

20=r

+

RAus1

=RE1R2RC2RLRSR1SUUibe1rR3

rbe2i1

Sib1bib1ib2b2biUOriri2ro(2-91)=

-

50

·

(

10

//

10

)

=

-147rAbe

2u

2=

-

b

2

RL

2RE1R2RC2RLRSR1SUUibe1rR3

rbe2ib1bib1ib2b2biUOriri

2ro1.7=

-147

·

0.778

=

-114

.4(2-92)Aus

=

Aus

1

·

Au

2多級(jí)阻容耦合放大器的特點(diǎn)：由于電容的隔直作用，各級(jí)放大器的靜態(tài)工作 點(diǎn)相互獨(dú)立，分別估算。前一級(jí)的輸出電壓是后一級(jí)的輸入電壓。后一級(jí)的輸入電阻是前一級(jí)的交流負(fù)載電阻?？傠妷悍糯蟊稊?shù)=各級(jí)放大倍數(shù)的乘積?？傒斎腚娮鑢i

即為第一級(jí)的輸入電阻ri1

?？傒敵鲭娮杓礊樽詈笠患?jí)的輸出電阻。由上述特點(diǎn)可知，射極輸出器接在多級(jí)放大電路的首級(jí)可提高輸入電阻；接在末級(jí)可減小輸出電阻；接在中間級(jí)可起匹配作用，從而改善放大電路的性能。(2-93)例1：放大電路由下面兩個(gè)放大電路組成。已知

EC=15V

，R1=100kW

，R2=33kW

，RE1=2.5kW

，RC=5kW

，b1=60，；RB=570kW

，RE2=5.6kW

，b

2

=100，RS=20kW

，RL=5kW+ECRCR1C11C12R2CERE1uiuoT1ri放大電路一RB+ECC21C22RE2uiuoT2放大電路二(2-94)+ECR1

RCC11C12R2CERE1uiri求直接采用放大電路一的放大倍數(shù)Au和Aus。若信號(hào)經(jīng)放大電路一放大后，再經(jīng)射極輸出器輸出，求放大倍數(shù)Au、ri和ro

。若信號(hào)經(jīng)射極輸出器后，再經(jīng)放大后放大電路一輸出，求放大倍數(shù)Au和Aus

。uoT1RB+ECC21C22RE2uiuoT2(2-95)ri

=

R1//

R2//

rbe=1.52

kW由于RS大，而ri小，致使放大倍數(shù)降低；放大倍數(shù)與負(fù)載的大小有關(guān)。例：RL=5k

W

時(shí),Au=-93；RL=1k

W

時(shí),Au=-31

。1.52Siri1.52

+

20=

-93·=

-6.6r

+

RAus

=

Au1.

求直接采用放大電路一的放大倍數(shù)Au和Aus。+ECR1

RCC1C2R2CERERLuiuoRSusriT1=

-93(2-96)be1Lu1

rR'A

=

-b2.

若信號(hào)經(jīng)放大電路一放大后，再經(jīng)射極輸出器輸出，求放大倍數(shù)Au

、ri和ro

。RSusRB+ECRE2uoT2

C22RLR1

RCC11R2CERE1ui(2-97)riT1rbe2=2.36

kWrbe1=1.62

kWro1=RC=5

kWRL1

=

ri

2

=

RB

//

[rbe2

+(1+

b2

)R'E

2

]

=173kWE//

rbe

+

RB

//

RS

//

rbe

+

RB

//

ro1ro

=

RE

=

R1+

b

1+

b1=

-185=

-60

·1.625

//

173rR'be1L1u1A

=

-bbe2(2-98)u

2=

0.99A

=r

+(1+

b2

)R'L(1+

b2

)R'LAu

=

Au1

·

Au

2

=

-185·0.99

=

-183=

5.6

//

2.36

+

570

//

5

=

73W1+100ri

=

ri1

=

R1

//

R2

//

rbe1

=1.52kW討論：帶負(fù)載能力。2.

輸出不接射極輸出器時(shí)的帶負(fù)載能力：RL=5k

W

時(shí)：Au=-93RL=1k

W

時(shí)：Au=-31即：當(dāng)負(fù)載電阻由5kW

變?yōu)?kW

時(shí)，放大倍數(shù)降低到原來的92.3%放大倍數(shù)降低到原來的30%1.

輸出接射極輸出器時(shí)的帶負(fù)載能力：RL=5

kW

時(shí)：Au1=-185，Au2=0.99，ri2=173

kWAu=

Au1

Au2

=-183RL=1

kW

時(shí)：Au1=-174

，Au2=0.97，ri2=76

kWAu=

Au1

Au2

=-169(2-99)3.

若信號(hào)經(jīng)射極輸出器后，再經(jīng)放大后放大電路一輸出，求放大倍數(shù)Aus

。Au2=-93ri2=1.52

kWAu1=0.98ri=101

kW+ECR1RCC12R2CERE1riuoT1uiRBC21RE2T2usRS(2-100)101=

-76101+20=

-93·0.98·A

=

A

·

A

·ri

+

RSriu2u1us1.52ri=

-93·

=

-6.6ri

+

RS

1.52

+

20Aus

=

Au輸入不接射極輸出器時(shí)：(2-101)可見，輸入接射極輸出器可提高整個(gè)放大電路的放大倍數(shù)Aus。例題：設(shè)

gm=3mA/V，b=50，rbe

=

1.7k前級(jí):場效應(yīng)管共源極放大器后級(jí):晶體管共射極放大器求：總電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。+UCCRS3MR110kC3R4R3RLRE282k43k10k8k10k

(+24V)C1RCT1

C2RE1CE2T2CE1RD10kR2(2-102)1MSUUi20kUo估算各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn):

（略）動(dòng)態(tài)分析:微變等效電路riri2ro首先計(jì)算第二級(jí)的輸入電阻：ri2=

R3//

R4//

rbe=82//43//1.7=1.7

kWR3R4RCRLRSR2R1RDrbeU

gs(2-103)dIUsoUcIbIgdsUi第二步：計(jì)算各級(jí)電壓放大倍數(shù)1.7

=

-147=

-

50(10

//

10

)rrbebeu

2=

-b

RC

//

RLA

=

-b

R'LR4RCRLRSR2R1RDR3rbeU

gs(2-104)dIUsoUcIbIgdsAu1

=

-gm

R'L1

=

-gm(

RD

//

ri

2

)

=

-3(10

//

1.7

)

=

-4.4Ui第三步：計(jì)算輸入電阻、輸出電阻R4RCRLRSR2R1RDR3rbeU

gs(2-105)dIUsoUcIbIgdsri=R1//R2=3//1=0.75M

Wro=RC=10k

WUi第四步：計(jì)算總電壓放大倍數(shù)=

630=

647

·RS

+

ri

20

+

750ri

750Aus

=

Au

·R4RCRLRSR2R1RDR3rbeU

gs(2-106)dIUsoUcIbIgdsAu=Au1Au2

=(-4.4)

·(-147)

=647Ui阻容耦合電路的頻率特性：A耦合電容造成三極管結(jié)電容造成f采用直接耦合的方式可降低放大電路的下限截止頻率，擴(kuò)大通頻帶。下面將要介紹的差動(dòng)放大器即采用直接耦合方式。(2-107)uiRC1R1T12.8.1

直接耦合電路的特殊問題§2.8

差動(dòng)放大電路+UCCuoRC2T2R2RE2uot0有時(shí)會(huì)將信號(hào)淹沒(2-108)問題1

:前后級(jí)Q點(diǎn)相互影響。R2

、RE2

:用于設(shè)置合適的Q點(diǎn)。問題2

:零點(diǎn)漂移。當(dāng)ui

等于零時(shí)，uo不等于零。一、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對稱。2.8.2

基本型差動(dòng)放大器ui1ui2uoRCR1T1RBRCR1T2RB(2-109)二、抑制零漂的原理當(dāng)

ui1

=

ui2

=0

時(shí)：

uo=

uC1

-

uC2

=

0當(dāng)溫度變化時(shí)：uo=

(uC1

+

DuC1

)

-

(uC2

+

DuC2

)

=

0+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2(2-110)一、結(jié)構(gòu)為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位器:2.8.3

雙電源長尾式差放uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UCC(2-111)二、靜態(tài)分析ICIE

=

2ICUEUBEIBIC1.

R

的作用設(shè)ui1

=ui2

=0溫度T自動(dòng)穩(wěn)定RE

具有強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔胾oui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2R(2-112)E–UCCE——抑制溫度漂移，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UCC2.

Q點(diǎn)的計(jì)算直流通路C1I

=IC2=IC=

bIBUE1=

UE2=－IB×RB－UBEUC1=

UC2=UCC－IC×RCUCE1=

UCE2

=

UC1－UE1IBIC1

IC2IBIEU

EE(2-113)R

B

+

2

(1

+

b

)

R

E-

U

BEI

B

=三、動(dòng)態(tài)分析1.

輸入信號(hào)分類(1)差模(differentialmode)輸入ui1

=

-ui2=

ud(2)共模(common

mode)

輸入ui1

=

ui2

=

uC共模抑制比（Common-Mode

Rejection

Ratio)的定義:CMRRK

=CMRR(分貝)差模電壓放大倍數(shù):doddUUA

=共模電壓放大倍數(shù):ccUUocA

=AcAdcAK

(dB)

=

20

log

Ad(2-114)結(jié)論：任意輸入的信號(hào):ui1,ui2，都可分解成差模分量和共模分量。注意：ui1

=

uC

+

ud

；ui2

=

uC

-

ud例:ui1

=20

mV,ui2

=10

mV則：ud

=5mV,uc

=15mV差模分量:2du=

ui1

-

ui

2共模分量:2cu=

ui1

+

ui

2(2-115)(一)

差模輸入均壓器di2u

=

1

u

=

ui1di2u

=

-

1

u

=

-ui

2RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RB(2-116)RE–UCCRE

對差模信號(hào)作用ui1ui2ib1

,

ic1ib2

,ic2ic1= -

ic2iRE

=

ie1+

ie2

=

0uRE

=

0RRoui+UCCRCT1RBRCT2RBRE–UCCib2ib1ic1

uic2iRERE對差模信號(hào)不起作用(2-117)差模信號(hào)通路1T

單邊微變等效電路uod1RBB1EC1Cbib1Rui1rbe1ib1oui1RCT1RBRCT2RBib2

RR

ib1i

ic1

u

c2ui2uod1uod2E(2-118)1.

放大倍數(shù)i1d1u=

uod1單邊差模放大倍數(shù):

Abe1Bb1

B

be1R

+

r=

-i

·(R

+

r

)Ad1

=

-bRCbib1RCAd1

=

Ad2uod1RBB1EC1Cbib1Rui1rbe1ib1(2-119)(2-120)d1

d

2i

iu

u=

A

=

Aod