模擬電子電路課件第一章課件

1、第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件1第三章第三章 多級放大電路多級放大電路3.13.1多級放大電路的耦合方式多級放大電路的耦合方式3.23.2多級放大電路的動態(tài)分析多級放大電路的動態(tài)分析 3.33.3直接耦合放大電路直接耦合放大電路 * *差分式放大電路（靜態(tài)動態(tài)），互補(bǔ)輸出差分式放大電路（靜態(tài)動態(tài)），互補(bǔ)輸出第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件2一一.直接耦合直接耦合直接耦合：將前一級的輸出端直接連接到后一級的輸入端。直接耦合：將前一級的輸出端直接連接到后一級的輸入端。3.13.1多級放大電路的耦合方式多級放大電路的耦合方式UCEQ1

2、UBEQ2 （易飽和失真）（易飽和失真）加加Re（Au2數(shù)值數(shù)值下降下降）改用二極改用二極管管或穩(wěn)壓管（或穩(wěn)壓管（后級后級UCQi接近接近VCC, Q點不合適點不合適） 改用改用PNP優(yōu)點：能夠放大變化緩慢的信號，便于集成化，優(yōu)點：能夠放大變化緩慢的信號，便于集成化，缺點：缺點：Q Q點相互影響，點相互影響，存在零點漂移現(xiàn)象。存在零點漂移現(xiàn)象。第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件3二、阻容耦合二、阻容耦合阻容耦合阻容耦合:將放大電路的前級輸出端通過電容接到后級將放大電路的前級輸出端通過電容接到后級輸入端。輸入端。 圖圖3.1.2 兩級阻容耦合放大電路兩級阻容耦合放大

3、電路優(yōu)點優(yōu)點: :Q Q點相互獨立點相互獨立。缺點缺點: :不能放大變化緩慢的不能放大變化緩慢的信號（特別不能用于直流信信號（特別不能用于直流信號的放大）號的放大）, ,低頻特性差，低頻特性差，不能集成化。不能集成化。第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件4優(yōu)點優(yōu)點:Q:Q相互獨立，級間阻抗匹配，相互獨立，級間阻抗匹配， 放大電路可得到較大的功率輸出。放大電路可得到較大的功率輸出。缺點缺點: :低頻特性差，不能放大變化低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號緩慢的信號; ;不易集成，笨重。不易集成，笨重。三、變壓器耦合三、變壓器耦合變壓器耦合變壓器耦合: :將放大電路的前級

4、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出端通過變壓器接到后級輸入端或負(fù)載電阻上。負(fù)載電阻上。圖圖3.1.3 變壓器耦合共射放大電路變壓器耦合共射放大電路第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件53.23.2多級放大電路的動態(tài)分析多級放大電路的動態(tài)分析圖3.2.1 多級放大電路方框圖1. 電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)：2. 輸入電阻為第一級的輸入電阻：輸入電阻為第一級的輸入電阻：3. 輸出電阻為最后一級的輸出電阻輸出電阻為最后一級的輸出電阻: Ri=Ri1 Ro=Ron注意：對于第一級到第注意：對于第一級到第(n-1)(n-1)級，每一級的放大倍數(shù)均應(yīng)該是級，每

5、一級的放大倍數(shù)均應(yīng)該是以后級輸入電阻做為負(fù)載時的放大倍數(shù)。以后級輸入電阻做為負(fù)載時的放大倍數(shù)。 N1jujNuAUUUUUUUUAioi2o2io1io第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件6例例1:計算下圖兩級放大器的計算下圖兩級放大器的0R,R,A,Aiusu(設(shè)設(shè) 1, 2, rbe1, rbe2為已知為已知)sUoUiUsUoUiU)U(Ui2o1第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件7u2u1uAAA siiususRRRAA ，1be11urR/RAi2c1 be2b4b3r/R/RR2i 2be22urR/RALc Ri=Rb1

6、 / Rb2 / rbe1 Ro=RcsUoUiU)U(Ui2o1第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件8例例2：放大電路如下圖，兩管：放大電路如下圖，兩管 =79, rbe=1k, 計算計算電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)usuAA和RS+C1R1100KRc16KR210KR e1300C2Rb2430KC3Re2+2K+VCC3KsUoUiU+第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件9k130)1 (/222b2i2ebeRrRR解解：19241679R)1(rR/RA1 e1be1i2c11u11R)1(rR)1(A222u e2be2e219

7、AAA u2u1uk6 . 6)1 (/e11be121iRrRRR6 .14)19(26 . 66 . 6ARRRA usiius第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件103.33.3直接耦合放大電路直接耦合放大電路 一、零點漂移現(xiàn)象：一、零點漂移現(xiàn)象：uI0，uO0 的的現(xiàn)象?，F(xiàn)象。抑制方法：抑制方法：引入直流負(fù)反饋引入直流負(fù)反饋利用熱敏元件來抵消放大管的變化利用熱敏元件來抵消放大管的變化采用特性相同的管子采用特性相同的管子,使溫漂相互抵消使溫漂相互抵消-差分放大電路差分放大電路產(chǎn)生原因：溫度變化，直流電源波動，器件老化。產(chǎn)生原因：溫度變化，直流電源波動，器件老化

8、。 其中晶體管其中晶體管的特性對溫度敏感是主要原因，故也稱零漂為溫漂。的特性對溫度敏感是主要原因，故也稱零漂為溫漂。第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件11二二. .差分放大電路（差動放大電路）差分放大電路（差動放大電路）差分放大電路是放大兩個輸入信號之差差分放大電路是放大兩個輸入信號之差. .理想差放：理想差放：uo = Ad ( uI1 - uI2 )線性放大電路uI1uI2uo 理想差分式放大電路輸出與輸入關(guān)系理想差分式放大電路輸出與輸入關(guān)系A(chǔ)d：差模放大倍數(shù)：差模放大倍數(shù)差模輸入電壓差模輸入電壓: 兩個輸入信號之差兩個輸入信號之差 uId = uI1 - u

9、I2共模輸入電壓共模輸入電壓:兩個信號的算術(shù)平均值兩個信號的算術(shù)平均值 uIc= ( uI1 + uI2 )/2 輸入電壓輸入電壓 ： uI1 = uIc + uId /2 uI2 = uIc - uId /2 總輸出電壓：總輸出電壓： uo = Ad uId + Ac uIc Ac：共模放大倍數(shù)：共模放大倍數(shù)第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件121. 1. 長尾式差分放大電路長尾式差分放大電路圖圖3.3.3 長尾式差分放大電路長尾式差分放大電路(1)靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：eEEE2EQ1EQR2)V(UII UCEQ=VCC - ICQ RC +UBEQ二二. .

10、差分放大電路（差動放大電路）差分放大電路（差動放大電路） 1IIIEQ2BQ1BQuO =UC1Q UC2Q = 0零輸入時零輸出。零輸入時零輸出。第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件13（2) 抑制零點漂移：抑制零點漂移：共模信號共模信號:兩輸入端加上大小相等兩輸入端加上大小相等,極性相同的信號極性相同的信號, 0 C2CQ2C1CQ1C2C1O )uu()uu(uuuC2CC2CB2Buuiiii111 ，共模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù):IcOcCuuA 參數(shù)理想對稱時參數(shù)理想對稱時AC=0即即uI1 = uI2 = uIc第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電

11、子電路課件第一章課件14 零點漂移效果相當(dāng)于輸入端加共模信號零點漂移效果相當(dāng)于輸入端加共模信號,能抑制共模信能抑制共模信號即能抑制零漂。號即能抑制零漂。（2) 抑制零點漂移：抑制零點漂移：T i iC1C1 i iE E uE u uBE1 BE1 i iB1B1 i iC2C2 u uBE2BE2 i iC1C1 i iC2C2 Rei iB2B2 由由Re引起電流負(fù)反饋，抑制零點漂移。引起電流負(fù)反饋，抑制零點漂移。第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件15(3) 放大差模信號放大差模信號iE1= iE2，Re中電流不變，中電流不變，即即Re 對差模信號無反饋作用。

12、對差模信號無反饋作用。結(jié)論：結(jié)論：差動放大器對差模信號進(jìn)行放大，對共模信號進(jìn)行抑制。差動放大器對差模信號進(jìn)行放大，對共模信號進(jìn)行抑制。差模信號差模信號:電路兩輸入端加上大小相等，極性相反的信號電路兩輸入端加上大小相等，極性相反的信號. 即即uI1 = -uI2 = uId /2.C1OC21CC21CB21B2uuuuiiii第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件16 圖圖3.3.5 差分放大電路加差模信號差分放大電路加差模信號差分電路以犧牲一只管子的差分電路以犧牲一只管子的Au為代價，換取低溫漂。為代價，換取低溫漂。動態(tài)參數(shù)動態(tài)參數(shù): 2 )(2)2( cobebi

13、bebLcdRRrRRrRRRA差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù):IdOdduuA第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件17(4)指標(biāo)計算指標(biāo)計算1.差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù)IdOdduuA2 .共模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)IcOcCuuA 3. 共模抑制比共模抑制比 KCMR cdCMRAAKKCMR表征差動放大器對共模信號抑制能力的參數(shù)，表征差動放大器對共模信號抑制能力的參數(shù)，其值愈大，說明電路性能愈好。其值愈大，說明電路性能愈好。參數(shù)理想對稱時參數(shù)理想對稱時AC=0第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件182.2.差分放大電路的四種接法差分放大電路

14、的四種接法雙入雙入-雙出，雙入雙出，雙入-單出，單入單出，單入-雙出，單入雙出，單入-單出單出（1）雙端輸入單端輸出）雙端輸入單端輸出圖圖3.3.7 雙入、單出差放電路雙入、單出差放電路靜態(tài)靜態(tài)Q計算：計算： IBQ IC1Q IC2Q UC1Q UC2Q UC1Q UC2QebBEQEEBQRRUVI)1(2QCQCLQCCCCUIRURV111)(UC2Q= VCC - IC2Q RC直直流流等等效效第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件19動態(tài)計算：動態(tài)計算：差模信號：差模信號：)(2/beLcdrRRRAb)(2beirRRbR0 = Rc 差模信號的等效電路

15、差模信號的等效電路（1）雙端輸入單端輸出）雙端輸入單端輸出雙入、單出差放電路雙入、單出差放電路第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件20共模信號的等效電路共模信號的等效電路共模信號：共模信號： )1 (2/ebebCRrRRRALCbeebeebebcdCMR)1(21)(2)1(2rRRrRRrRAAKbbRe 愈大愈大, Ac 愈小愈小, KCMR愈大愈大,電路性電路性能愈好。能愈好。雙入、單出差放電路雙入、單出差放電路第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件21(2)單端輸入雙端輸出電路單端輸入雙端輸出電路單端輸入、雙端輸出電路單端輸入、

16、雙端輸出電路uI1 uI uI2 0可看成雙端輸入任意信號的特例?？煽闯呻p端輸入任意信號的特例。2,2IIuu2 ,2IuuIuId = uI1 uI2 uI22II2I1Icuuuu 左右兩端分別獲得左右兩端分別獲得: 一對差模信號：一對差模信號：一對共模信號：一對共模信號：左邊：左邊：uI1= uI /2+ uI/2=uI右邊：右邊：uI2= uI /2- uI/2=0第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件222IocIodouAuAu動態(tài)參數(shù)：動態(tài)參數(shù)：由于輸入差模信號的同時伴隨有共模信號，所以：由于輸入差模信號的同時伴隨有共模信號，所以：(2)單端輸入雙端輸出

17、電路單端輸入雙端輸出電路單端輸入、雙端輸出電路單端輸入、雙端輸出電路bebLcd rR)2RR(A coR2R )rR(2Rbebi 第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件23(3)單端輸入單端輸出單端輸入單端輸出單端輸入、單端輸出電路單端輸入、單端輸出電路)(2/beLcdrRRRAb)(2beirRRbR0 = Rc第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件24(1)(1)差模電壓放大倍數(shù)只與輸出方式有關(guān)差模電壓放大倍數(shù)只與輸出方式有關(guān). . (2)(2)共模電壓放大倍數(shù)只與輸出方式有關(guān)：雙出時：共模電壓放大倍數(shù)只與輸出方式有關(guān)：雙出時：Ac

18、=0(3)(3)差模輸出電阻僅與輸出方式有關(guān)：差模輸出電阻僅與輸出方式有關(guān)： 雙出時雙出時: : R0 = 2 Rc 單出時單出時: : R0 = Rc(4)(4)輸入電阻均為：輸入電阻均為： Ri=2 (rbe +Rb)(5)(5)負(fù)載的處理：僅與輸出方式有關(guān)負(fù)載的處理：僅與輸出方式有關(guān) 雙出時：雙出時：RL減半減半 單出時：單出時： R RL L不變不變差動放大器動態(tài)參數(shù)計算總結(jié)：差動放大器動態(tài)參數(shù)計算總結(jié)：雙出時：與單放電路的雙出時：與單放電路的A Au u相等，相等，A Ad d=A=Au u 單出時：單出時： Ad=Au /2第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一

19、章課件25具有恒流源的差分放大電路具有恒流源的差分放大電路212EE2RRRVUR 332E3C3RUUIIBER2IIIC3EQ2EQ1恒流源內(nèi)阻為無窮大恒流源內(nèi)阻為無窮大. Re增大，能有效抑制增大，能有效抑制溫漂，提高溫漂，提高KCMR ，方法方法1:1:用恒流源代替用恒流源代替Re CMRCeK0AR3.3.改進(jìn)型差分放大電路改進(jìn)型差分放大電路VEEI0簡化畫法簡化畫法第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件26方法方法2 2：增加調(diào)零功能：增加調(diào)零功能2/RR2UVIIweBEQEE2E1E 2R)1(r)2R/R(AwbeLCod bR2R)1(rR2Rwb

20、 bei 電路調(diào)零措施電路調(diào)零措施3.3.改進(jìn)型差分放大電路改進(jìn)型差分放大電路射極加射極加Rw (或或VCC 加加Rw 調(diào)零）調(diào)零） (Rw為調(diào)零電位器）為調(diào)零電位器）第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件27三三. . 直接耦合互補(bǔ)輸出級直接耦合互補(bǔ)輸出級對電壓放大電路的輸出級的要求：對電壓放大電路的輸出級的要求：輸出電阻低輸出電阻低; ;最大不失真輸出電壓盡可能大最大不失真輸出電壓盡可能大; ;輸入電壓為零輸入電壓為零, ,輸出電壓為零。輸出電壓為零。雙向跟隨的雙向跟隨的互補(bǔ)輸出級互補(bǔ)輸出級1.1.基本互補(bǔ)輸出電路基本互補(bǔ)輸出電路互補(bǔ)輸出級的基本電路互補(bǔ)輸出級的基

21、本電路靜態(tài)時：靜態(tài)時：ui=0, uo=0.當(dāng)當(dāng)ui 0時，時，T1導(dǎo)通，導(dǎo)通，T2截止。截止。當(dāng)當(dāng)ui uon時，時，T1 才導(dǎo)通才導(dǎo)通消除方法：設(shè)置合適的消除方法：設(shè)置合適的Q，使，使T1,T2均處于臨界導(dǎo)通和微均處于臨界導(dǎo)通和微導(dǎo)通狀態(tài)。導(dǎo)通狀態(tài)。 uo在在 ui過零附近將產(chǎn)生交越失真。過零附近將產(chǎn)生交越失真。第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件292. 消除交越失真的互補(bǔ)輸出級消除交越失真的互補(bǔ)輸出級 圖圖3.3.17 消交越失真的互補(bǔ)輸出級消交越失真的互補(bǔ)輸出級(1)二極管偏置二極管偏置(a)：靜態(tài)下靜態(tài)下: UB1,B2=UD1+ UD2動態(tài)：動態(tài)：ub

22、1 ub2 ui(2)UBE倍增電路倍增電路(b)條件：條件： I1 I2 IB2B,1BBEU4R3R4RU 若若 R3=R4，UCE=UB1,B2=2UBE動態(tài)下動態(tài)下: ub1 ub2 ui第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課件第一章課件303.準(zhǔn)互補(bǔ)輸出電路準(zhǔn)互補(bǔ)輸出電路 采用復(fù)合管的準(zhǔn)互補(bǔ)級輸出采用復(fù)合管的準(zhǔn)互補(bǔ)級輸出互補(bǔ)輸出電路的特點：互補(bǔ)輸出電路的特點：零輸入時零輸出零輸入時零輸出; ;具有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力具有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力; ;輸出正負(fù)方向?qū)ΨQ輸出正負(fù)方向?qū)ΨQ, ,雙向跟隨雙向跟隨; ;適合做直耦多級放大電路的輸出級。適合做直耦多級放大電路的輸出級。 輸出管為同一類型管輸出管為同一類型管的電路為準(zhǔn)互補(bǔ)電路。的電路為準(zhǔn)互補(bǔ)電路。第三章第三章 多級放大電路多級放大電路模擬電子電路課