第三章-放大電路基礎學習教案

1、會計學1第三章第三章-放大電路放大電路(dinl)基礎基礎第一頁，共138頁。放大放大(fngd)(fngd)的本質(zhì)是的本質(zhì)是一、放大一、放大(fngd)(fngd)基本知識基本知識放大的對象是放大的對象是變化量變化量；放大的前提是放大的前提是不失真不失真，只有在不失真的情況下放大才有意義。，只有在不失真的情況下放大才有意義。對能量的控制和轉(zhuǎn)換對能量的控制和轉(zhuǎn)換第1頁/共138頁第二頁，共138頁。二二 放大電路放大電路(dinl)(dinl)的組成的組成第2頁/共138頁第三頁，共138頁。 uS為信號源，為信號源，RS為信號源內(nèi)阻，為信號源內(nèi)阻，RL為負載，為負載， ui 、 uo為放大電

2、路的輸入為放大電路的輸入(shr)電壓，輸出電壓。電壓，輸出電壓。三三 放大放大(fngd)(fngd)電路的性能指標電路的性能指標 將放大將放大(fngd)電路用有源四端網(wǎng)絡表示電路用有源四端網(wǎng)絡表示第3頁/共138頁第四頁，共138頁。電壓放大電壓放大(fngd)倍數(shù)（增益）倍數(shù)（增益）io/uuAu電流電流(dinli)放大倍數(shù)（增益）放大倍數(shù)（增益）oi/iAii互阻放大倍數(shù)互阻放大倍數(shù)(bish)（增益）（增益）oi/rAui互導放大倍數(shù)（增益）互導放大倍數(shù)（增益）oi/gAiu1 1、放大倍數(shù)、放大倍數(shù)放大電路的放大電路的交流交流輸出量和輸出量和交流交流輸入量之比。輸入量之比。三三

3、 放大電路的性能指標放大電路的性能指標第4頁/共138頁第五頁，共138頁。 工程上常用工程上常用(chn(chn yn yn) )分貝表示電壓、分貝表示電壓、電流、功率增益。電流、功率增益。20lg20lg10lguipAdBAdBAdB電壓增益電流增益功率增益功率放大倍數(shù)功率放大倍數(shù)(bish)（增益）（增益）oi/pAPP三三 放大放大(fngd)(fngd)電路的性能指標電路的性能指標1 1、放大倍數(shù)、放大倍數(shù)第5頁/共138頁第六頁，共138頁。RiRS，此時，此時(c sh)為恒壓輸入為恒壓輸入輸入電阻輸入電阻Ri等于等于交流輸入電壓交流輸入電壓與與交流輸入電流交流輸入電流的比值。

4、即的比值。即iiiiuR 2 2、輸入電阻、輸入電阻三三 放大放大(fngd)(fngd)電路的性能指標電路的性能指標iisisRuuRRRiRS，此時，此時(c sh)為恒流輸入為恒流輸入Ri= =RS，此時輸入功率最大，此時輸入功率最大第6頁/共138頁第七頁，共138頁。 輸出電阻輸出電阻RoRo為從放大器的輸出端看進去為從放大器的輸出端看進去(jn q)(jn q)的等效電阻。的等效電阻。3 3、輸出電阻、輸出電阻三三 放大放大(fngd)(fngd)電路的性能指標電路的性能指標第7頁/共138頁第八頁，共138頁。 首先，令首先，令us=0us=0，即電壓源短路，即電壓源短路(dun

5、l)(dunl)（或（或Is=0 Is=0 ，電流源開路），電流源開路）, , 保留信號源內(nèi)阻。保留信號源內(nèi)阻。輸出電阻的計算方法輸出電阻的計算方法三三 放大放大(fngd)(fngd)電路的性能指標電路的性能指標第8頁/共138頁第九頁，共138頁。 其次將負載其次將負載RLRL去掉，在輸出端加一個信號電壓去掉，在輸出端加一個信號電壓(diny)U(diny)U，若輸出端電流為，若輸出端電流為I I，則輸出電阻為：，則輸出電阻為：IURO 放大器對負載放大器對負載(fzi)(fzi)而言，就相當于負載而言，就相當于負載(fzi)(fzi)的信號源。而放大器的輸出電阻就相當于信號源的內(nèi)阻。的信

6、號源。而放大器的輸出電阻就相當于信號源的內(nèi)阻。三三 放大放大(fngd)(fngd)電路的性能指標電路的性能指標第9頁/共138頁第十頁，共138頁。4 4、通頻帶、通頻帶(pndi)(pndi) 通頻帶是衡量放大通頻帶是衡量放大(fngd)(fngd)電路對不同頻率電路對不同頻率信號的放大信號的放大(fngd)(fngd)能力。能力。放大電路的增益是頻率的函數(shù)。在低頻段和高頻段放大倍數(shù)都要下降。當電壓放大電路的增益是頻率的函數(shù)。在低頻段和高頻段放大倍數(shù)都要下降。當電壓放大倍數(shù)放大倍數(shù)下降到中頻電壓放大倍數(shù)下降到中頻電壓放大倍數(shù)A Aumum的的 時，時，21相應的頻率相應的頻率fL稱為下限頻

7、率，稱為下限頻率，fH稱為上限頻率稱為上限頻率。三三 放大放大(fngd)(fngd)電路的性能指標電路的性能指標第10頁/共138頁第十一頁，共138頁。HLBWff三三 放大放大(fngd)(fngd)電路的性能指標電路的性能指標第11頁/共138頁第十二頁，共138頁。3.2 3.2 三種基本組態(tài)三種基本組態(tài)(z ti)(z ti)放大電放大電路路一一 共發(fā)射極放大共發(fā)射極放大(fngd)(fngd)電路電路二二 共集電極放大共集電極放大(fngd)(fngd)電路電路三三 共基極放大共基極放大(fngd)(fngd)電路電路四四 場效應管放大場效應管放大(fngd)(fngd)電路電路

8、第12頁/共138頁第十三頁，共138頁。RE穩(wěn)定穩(wěn)定(wndng)電路。電路。CE保證保證RE不影響不影響(yngxing)交流參數(shù)。交流參數(shù)。一一 共發(fā)射極放大電路共發(fā)射極放大電路3.2 3.2 三種基本組態(tài)放大電路三種基本組態(tài)放大電路1 1 電路組成電路組成C1 C2隔直通交，為耦合電容隔直通交，為耦合電容分壓偏置放大電路分壓偏置放大電路第13頁/共138頁第十四頁，共138頁。分壓偏置放大電路穩(wěn)定靜態(tài)工作分壓偏置放大電路穩(wěn)定靜態(tài)工作(gngzu)(gngzu)點的點的過程過程 CIEIERUBEUBICI一一 共發(fā)射極放大共發(fā)射極放大(fngd)(fngd)電路電路第14頁/共138頁

9、第十五頁，共138頁。由于由于(yuy)電路設計時，應電路設計時，應保證保證2IIBQ21II 即即RB1RB1和和RB2RB2近似近似(jn s)(jn s)串聯(lián)，則串聯(lián)，則EBEQBQEQRUIUCQBQII)(UECCQCCCEQRRIV2 2 直流分析直流分析(fnx)(fnx)一一 共發(fā)射極放大電路共發(fā)射極放大電路CCBBBBQVRRRU212第15頁/共138頁第十六頁，共138頁。 方法方法(fngf)2(fngf)2：用：用戴維南定理戴維南定理21/BBBRRR CCBBBBBRRRUV212BBEEQBEQBBQURIRIUEBBEQBQBQRRI)1 (UUBQCQII)(

10、VUcECQCCCEQRRI2 2 直流分析直流分析(fnx)(fnx)一一 共發(fā)射極放大共發(fā)射極放大(fngd)(fngd)電路電路第16頁/共138頁第十七頁，共138頁。輸出電阻輸出電阻Ro = Rc /uCLboRRi輸入電阻輸入電阻2B1BbeiR /R / rR 電壓放大電壓放大(fngd)倍數(shù)倍數(shù)beLCrR/RAiouuubebiuri一一 共發(fā)射極放大共發(fā)射極放大(fngd)(fngd)電路電路3 3 動態(tài)分析動態(tài)分析主要主要(zhyo)(zhyo)性能指標分析性能指標分析第17頁/共138頁第十八頁，共138頁。思考：發(fā)射極旁路電容去掉后，電路的動態(tài)思考：發(fā)射極旁路電容去掉

11、后，電路的動態(tài)(dngti)(dngti)參數(shù)參數(shù)輸出電阻輸出電阻EbeR1ubbii )(ir /uCLboRRi輸入電阻輸入電阻2B1Bebe2B1BiiR/ R/ R)(1rR/ R / RR電壓放大電壓放大(fngd)倍數(shù)倍數(shù)EbeLCR)(rR/RA1uuiouRiEbebbEbeiR)(1rii R)(1rR RCoR一一 共發(fā)射極放大共發(fā)射極放大(fngd)(fngd)電路電路第18頁/共138頁第十九頁，共138頁。共射放大共射放大(fngd)電路的特點電路的特點1 1、既能放大電壓又能放大電流，常作為、既能放大電壓又能放大電流，常作為(zuwi)(zuwi)放大電路的中間級。

12、放大電路的中間級。2 2、輸入電阻居中，輸出電阻較大、輸入電阻居中，輸出電阻較大3 3、頻帶較窄。、頻帶較窄。第19頁/共138頁第二十頁，共138頁。二二 共集組態(tài)共集組態(tài)(z ti)(z ti)基本放大電基本放大電路路1 1 電路電路(dinl)(dinl)組成組成第20頁/共138頁第二十一頁，共138頁。2 2 直流分析直流分析(fnx)(fnx)CCBQBBEQEQEVIRUIR(1)CCBEQBQBEVUIRRCQBQEQI=IICECCCQEUVIR(1)CCBEVRR第21頁/共138頁第二十二頁，共138頁。(2)(2)交流交流(jioli)(jioli)分析分析中頻電壓放大

13、中頻電壓放大(fngd)倍數(shù)倍數(shù)ouiLbeLuu(1)/ /(1)/ /1EEARRrRR 輸入電阻輸入電阻/ /(1)iBbeLRRrR第22頁/共138頁第二十三頁，共138頁。輸出電阻輸出電阻第23頁/共138頁第二十四頁，共138頁。besBoE+/ /uR =/ /1rRRRi)1()/u(bEbbEiRiiiiRbbesBu /(+/ /)irRR besBe(1)u /(+/ /)(u /)irRRR第24頁/共138頁第二十五頁，共138頁。射極輸出射極輸出(shch)器的特點器的特點1 1、不能放大、不能放大(fngd)(fngd)電壓信號電壓信號2 2、具有很大的輸入電阻

14、，因此可以從電壓信號源獲得更多的信號，常用在放大、具有很大的輸入電阻，因此可以從電壓信號源獲得更多的信號，常用在放大(fngd)(fngd)電路的輸入級。電路的輸入級。3 3、具有較小的輸出電阻，因此帶負載能力較強，常用在放大、具有較小的輸出電阻，因此帶負載能力較強，常用在放大(fngd)(fngd)電路的輸出級。電路的輸出級。4 4、由于其輸入電阻高，輸出電阻低常用來連接、由于其輸入電阻高，輸出電阻低常用來連接電路，起到緩沖作用。電路，起到緩沖作用。第25頁/共138頁第二十六頁，共138頁。三三 共基組態(tài)共基組態(tài)(z ti)(z ti)基本放大基本放大電路電路第26頁/共138頁第二十七頁

15、，共138頁。共基放大共基放大(fngd)電路的特點電路的特點1 1、只能放大電壓不能放大電流。、只能放大電壓不能放大電流。2 2、輸入電阻較小中，輸出電阻和電壓放大倍數(shù)、輸入電阻較小中，輸出電阻和電壓放大倍數(shù)(bish)(bish)和共射級放大電路相當。和共射級放大電路相當。3 3、頻帶較寬。、頻帶較寬。第27頁/共138頁第二十八頁，共138頁。共基極共基極共集電極共集電極共射極共射極電壓增益電壓增益高高低低高高電流增益電流增益低低高高高高輸入電阻輸入電阻低低高高中中輸出電阻輸出電阻高高低低高高輸入和輸出相輸入和輸出相位關系位關系同相同相同相同相反相反相第28頁/共138頁第二十九頁，共1

16、38頁。1 1、每只管子均工作、每只管子均工作(gngzu)(gngzu)在放大區(qū)。在放大區(qū)。2 2、將第一、將第一(dy)(dy)管子的集電極或發(fā)射極電流作為第二管子的基極電流。管子的集電極或發(fā)射極電流作為第二管子的基極電流。第29頁/共138頁第三十頁，共138頁。21211112111)1 ()1 (bbbbciiiii211121111)1 ()1 (bebebbebbebbbeberriririir1bi11 bi11)1 (bi121)1)(1 (bi121)1 (bi第30頁/共138頁第三十一頁，共138頁。1 1、提高、提高(t go)(t go)電流放電流放大系數(shù)。大系數(shù)。

17、2 2、提高、提高(t go)(t go)輸入電阻輸入電阻。復合管的作用復合管的作用(zuyng)(zuyng)：第31頁/共138頁第三十二頁，共138頁。 下面哪些接法可以構(gòu)成下面哪些接法可以構(gòu)成(guchng)(guchng)復合管？標出它們的等效類型及管腳。復合管？標出它們的等效類型及管腳。A1 1、晶體管正常工作、晶體管正常工作(gngzu)(gngzu)時的電流方向如圖所示。時的電流方向如圖所示。2 2、發(fā)現(xiàn)結(jié)點、發(fā)現(xiàn)結(jié)點A A只有只有(zhyu)(zhyu)流出的電流，沒有流入的電流。流出的電流，沒有流入的電流。 這種接法不能構(gòu)成復合管。這種接法不能構(gòu)成復合管。例題例題第32頁/

18、共138頁第三十三頁，共138頁。1 1、晶體管正常工作時的電、晶體管正常工作時的電流流(dinli)(dinli)方向如圖所方向如圖所示。示。2 2、發(fā)現(xiàn)、發(fā)現(xiàn)(fxin)(fxin)每個管每個管子的電流的流向都很順暢子的電流的流向都很順暢3 3、該復合管等效于、該復合管等效于NPNNPN管管子子(gun zi)(gun zi)。1 1對應基對應基極、極、2 2對應集電極、對應集電極、3 3對應對應發(fā)射極。發(fā)射極。第33頁/共138頁第三十四頁，共138頁。1 1、晶體管正常工作時的、晶體管正常工作時的電流電流(dinli)(dinli)方向如方向如圖所示。圖所示。2 2、發(fā)現(xiàn)第、發(fā)現(xiàn)第2

19、2管腳的電流管腳的電流(dinli)(dinli)不能確定。不能確定。3 3、第、第1 1管子管子(gun zi)(gun zi)正正常放大時第二個管子常放大時第二個管子(gun zi)(gun zi)的的VE2VB2,VE2VB2,第第二管子二管子(gun zi)(gun zi)截止。截止。第34頁/共138頁第三十五頁，共138頁。1 1、晶體管正常工作、晶體管正常工作(gngzu)(gngzu)時的電流方向如圖所示。時的電流方向如圖所示。2 2、發(fā)現(xiàn)、發(fā)現(xiàn)(fxin)(fxin)每個管子的電流的流向都很順暢。每個管子的電流的流向都很順暢。3 3、該復合管等效于、該復合管等效于PNPPNP

20、管子管子(gun zi)(gun zi)。1 1對應基極、對應基極、3 3對應集電極、對應集電極、2 2對應發(fā)射極。對應發(fā)射極。第35頁/共138頁第三十六頁，共138頁。 幾個晶體管能構(gòu)成復合管，則它的幾個晶體管能構(gòu)成復合管，則它的等效類型與第一個管子等效類型與第一個管子(gun zi)的類的類型相同。型相同。第36頁/共138頁第三十七頁，共138頁。 場效應管是通過柵場效應管是通過柵- -源電壓源電壓(diny)(diny)來控制漏極電流的器件。它的柵來控制漏極電流的器件。它的柵- -源之間的源之間的電阻非常大，所以用場效應管的放大電路電阻非常大，所以用場效應管的放大電路常做為高阻抗放大

21、器的輸入級。常做為高阻抗放大器的輸入級。 場效應管放大電路場效應管放大電路(dinl)(dinl)按交流按交流信號的輸入端和輸出端的連接方式分共信號的輸入端和輸出端的連接方式分共源放大電路源放大電路(dinl)(dinl)、共柵放大電路、共柵放大電路(dinl)(dinl)、共漏放大電路、共漏放大電路(dinl)(dinl)。第37頁/共138頁第三十八頁，共138頁。共源電路共源電路(dinl)(dinl)1) 1) 自給偏壓自給偏壓(pin y)(pin y)放大電路放大電路UG=UGS+IDQRS =0 IDQ= IDSS1(UGSQ /UGS(off)2 UDSQ= UDDIDQ(RD

22、+RS) 可以可以(ky)解出解出UGSQ、IDQ和和UDSQ靜態(tài)分析靜態(tài)分析第38頁/共138頁第三十九頁，共138頁。動態(tài)分析動態(tài)分析uuumgsDLgsmDLg(R / /R )Ag R / /R GiRR電壓電壓(diny)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Do=RR微變等效電路微變等效電路mDSS DQGS(off)2gIIU第39頁/共138頁第四十頁，共138頁。2) 2) 分壓式自偏壓放大分壓式自偏壓放大(fngd)(fngd)電路電路第40頁/共138頁第四十一頁，共138頁。(1)(1)直流分析直流分析(fnx)(fnx)直流通道直流通道(tngdo)(tng

23、do)UG=VDDRG2/(RG1+RG2)UGSQ= UGUS= UGIDQRS IDQ= IDSS1(UGSQ/UGS(off)2 UDSQ= VDDIDQ(RD+RS)于是于是(ysh)可以解出可以解出UGSQ、IDQ和和UDSQDQDSSGS(off)mIIU2g第41頁/共138頁第四十二頁，共138頁。(2)(2)交流交流(jioli)(jioli)分析分析畫出微變等效電路畫出微變等效電路LDmgsLDgsm/RRg)/R(RgAuuu電壓放大電壓放大(fngd)倍數(shù)倍數(shù)輸入電阻輸入電阻 i3G1G2R/GRRR輸出電阻輸出電阻Do=RR第42頁/共138頁第四十三頁，共138頁。

24、2 2 共漏組態(tài)基本放大共漏組態(tài)基本放大(fngd)(fngd)電路電路第43頁/共138頁第四十四頁，共138頁。直流通直流通(litng)(litng)路路(1)(1)直流分析直流分析(fnx)(fnx)UG=UDDRg2/(Rg1+Rg2)UG=UDDRg2/(Rg1+Rg2)UGS= UGUGS= UGUS= UGUS= UGIDRIDR ID= IDSS1 ID= IDSS1(UGS (UGS /UGS(off)2/UGS(off)2 UDS= UDD UDS= UDDIDRIDR由此可以解出由此可以解出UGSUGS、IDID和和UDSUDS第44頁/共138頁第四十五頁，共138頁

25、。mgs1Lm1Lugsmgs1Lm1Lu (/ /)u(/ /)uuu (/ /)1(/ /)SoSiSSgRRgRRAgRRgRR(2)(2)交流交流(jioli)(jioli)分析分析畫出微變等效電路畫出微變等效電路電壓電壓(diny)(diny)放大放大倍數(shù)倍數(shù)輸入電阻輸入電阻iG3G1G2R(/ /)RRR第45頁/共138頁第四十六頁，共138頁。 輸出電阻輸出電阻1SsRiii1uumgsSigRuugs 又1uumSigR o1mm11mu111R/ /1111/SSSRiggRRg第46頁/共138頁第四十七頁，共138頁。3.3 差分放大(fngd)電路一一 工作工作(gn

26、gzu)(gngzu)原理原理二二 差分放大差分放大(fngd)(fngd)電路的輸入、輸出電路的輸入、輸出方式方式三三 差分放大電路的分析差分放大電路的分析第47頁/共138頁第四十八頁，共138頁。兩半電路完全對稱，兩半電路完全對稱， 有兩個輸入有兩個輸入(shr)(shr)端，兩個輸出端端，兩個輸出端1)1)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)特點：特點：1 1 原理原理(yunl)(yunl)電路電路第48頁/共138頁第四十九頁，共138頁。TIC1IC2對稱對稱IC1= IC2UC1= UC2UO=UC1 - - UC2=0第49頁/共138頁第五十頁，共138頁。差模信號輸入：差模信

27、號輸入：ui1=-ui2ui1=-ui2，即，即ui1ui1和和ui2ui2為大小相等為大小相等(xingdng)(xingdng)，相位相反的一對信號。，相位相反的一對信號。uo10ui20uo20uod=uo1- - uo2 0第50頁/共138頁第五十一頁，共138頁。n差模電壓差模電壓(diny)放大放大倍數(shù)倍數(shù)121u1121uuu2uuuu2uodoooudidiiiAA差模電壓放大差模電壓放大(fngd)倍數(shù)等于單管電壓放倍數(shù)等于單管電壓放大大(fngd)倍數(shù)，倍數(shù)，說明用了兩倍的電路并沒有提高電壓放大說明用了兩倍的電路并沒有提高電壓放大(fngd)倍數(shù)倍數(shù)第51頁/共138頁第

28、五十二頁，共138頁。uo10ui20ui10uoc=uo1- uo2 =0uo203 3）對信號）對信號(xnho)(xnho)的作用的作用第52頁/共138頁第五十三頁，共138頁。n共模電壓共模電壓(diny)放大倍數(shù)放大倍數(shù)u0uocucicA 對共模電壓放大對共模電壓放大(fngd)倍倍數(shù)抑制數(shù)抑制第53頁/共138頁第五十四頁，共138頁。CdCMRRAAK理想理想(lxing)：KCMRR)dB( |AA|lgKCdCMR20第54頁/共138頁第五十五頁，共138頁。靜態(tài)靜態(tài)(jngti)沒有調(diào)零沒有調(diào)零每個管子的漂移沒有被抑制每個管子的漂移沒有被抑制第55頁/共138頁第五十

29、六頁，共138頁。6) 6) 典型的差動放大典型的差動放大(fngd)(fngd)電路電路長尾電長尾電路路（1 1）增加）增加(zngji)(zngji)元件的元件的作用作用調(diào)零電位器，調(diào)零電位器，使使vi=0時時vo=0共模反饋共模反饋(fnku)電阻，電阻，能區(qū)別對待共模能區(qū)別對待共模和差模信號和差模信號提供提供RE上的上的直流壓降，直流壓降，第56頁/共138頁第五十七頁，共138頁。對共模信號有很強的負反饋作用對共模信號有很強的負反饋作用(zuyng)，對差模信號短路，對差模信號短路第57頁/共138頁第五十八頁，共138頁。二二 差分差分(ch fn)(ch fn)放大電放大電路的分

30、析路的分析第58頁/共138頁第五十九頁，共138頁。若信號加到若信號加到1 1端和端和2 2端之間，稱為端之間，稱為(chn(chn wi) wi)雙端輸入雙端輸入. .信號僅從一個輸入端信號僅從一個輸入端和地之間加入，另一端接地，稱為和地之間加入，另一端接地，稱為單端輸入單端輸入。第59頁/共138頁第六十頁，共138頁。僅從集電極僅從集電極C1C1或或C2 C2 對地輸出對地輸出(shch)(shch)，另一端，另一端開路，開路，稱為單端輸出稱為單端輸出(shch)(shch)。從集電極從集電極C1C1和和C2 C2 輸出輸出(shch)(shch)，稱為雙端輸出，稱為雙端輸出(shch

31、)(shch)。第60頁/共138頁第六十一頁，共138頁。ECCE1=UVV BEQBQ1EU(1)2EEVIRCQ1BQ1=II1 1）雙端輸出）雙端輸出(shch)(shch)時時C1CCCQ1c=VVIRE1BEQ=0-UV1UBEQCQWEEEI(R/ 22R ) V0T2T2管的靜態(tài)管的靜態(tài)(jngti)(jngti)工作點與工作點與T1T1管的相同管的相同第61頁/共138頁第六十二頁，共138頁。 由由IBIB的計算式可知，的計算式可知，RERE對一半對一半(ybn)(ybn)差分電路而言，只有差分電路而言，只有2RE 2RE 才能獲得相同的電壓降。才能獲得相同的電壓降。思考：

32、接入負載后，靜態(tài)工作思考：接入負載后，靜態(tài)工作(gngzu)(gngzu)點有無變化？點有無變化？第62頁/共138頁第六十三頁，共138頁。2)2)單端輸出單端輸出(shch)(shch)時時畫半邊畫半邊(bnbin)(bnbin)電電路的直流等效電路的直流等效電路路BEQBQ12EU(1)2EEBQVIIRC1BQ1=C2IIIE12=UEBEQVVLCCCCCRVIRVV11C111CE1UECVV第63頁/共138頁第六十四頁，共138頁。n主要討論的問題有：n差模電壓放大倍數(shù)n差模輸入電阻n輸出電阻第64頁/共138頁第六十五頁，共138頁。1u2121uuuuuuAAiiooiod

33、a 雙端輸入雙端輸入(shr)雙端輸雙端輸出出差模輸入電差模輸入電阻阻1R2Ridi輸出電阻輸出電阻1R2Roo差模電壓差模電壓(diny)放大倍數(shù)放大倍數(shù)2uu1ii2u2iiu第65頁/共138頁第六十六頁，共138頁。ui1 = ui2 = ui /2單端輸入單端輸入(shr)雙端輸出與雙端輸入雙端輸出與雙端輸入(shr)雙端輸出結(jié)果一樣雙端輸出結(jié)果一樣第66頁/共138頁第六十七頁，共138頁。2/)1 (2/be1c1WBLudRrRRRAA212R1/R)(rRWbeBid差模輸入電阻差模輸入電阻差模電壓放大差模電壓放大(fngd)倍數(shù)倍數(shù) 輸出電阻輸出電阻CooR2R2R1半邊半

34、邊(bnbin)(bnbin)電路的微變等效電路電路的微變等效電路第67頁/共138頁第六十八頁，共138頁。說明說明第68頁/共138頁第六十九頁，共138頁。u22212d21uuuuuuuu22AAiiioioio1u11d21uuuuu2AAiioioc 雙端輸入雙端輸入(shr)單端輸出單端輸出這種方式適用于將這種方式適用于將差模信號差模信號(xnho)(xnho)轉(zhuǎn)換為單轉(zhuǎn)換為單端輸出的信號端輸出的信號(xnho)(xnho)。若從若從3端輸出端輸出(shch)（同相輸（同相輸出出(shch)）若從若從4端輸出端輸出（反相輸出）（反相輸出）第69頁/共138頁第七十頁，共138頁。

35、單端輸入單端輸出單端輸入單端輸出(shch)與雙端與雙端輸入單端輸出輸入單端輸出(shch)一樣一樣第70頁/共138頁第七十一頁，共138頁。idbeR2(1)/2WrR 輸出電阻差模電壓放大差模電壓放大(fngd)(fngd)倍數(shù)倍數(shù) 差模輸入電阻差模輸入電阻du1(/)122(1)/2CLbeWRRAArRC1ooRRR第71頁/共138頁第七十二頁，共138頁。1 RL1 RL對靜態(tài)工作點有影響。對靜態(tài)工作點有影響。2 2 差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù)= =單管的電壓放大倍數(shù)的一半。單管的電壓放大倍數(shù)的一半。3 Ad3 Ad可正可負：可正可負： 若信號若信號(xnho)(xnho)

36、從從3 3端輸出，則端輸出，則1 1端為反相輸入端，端為反相輸入端，2 2端為同相輸入端。端為同相輸入端。 若信號若信號(xnho)(xnho)從從4 4端輸出，則端輸出，則2 2端為反相輸入端，端為反相輸入端，1 1端為同相輸入端。端為同相輸入端。說明說明第72頁/共138頁第七十三頁，共138頁。 雙端輸出時對零點雙端輸出時對零點(ln(ln din) din)漂移抑制很強；單端輸出時，只靠射極電阻漂移抑制很強；單端輸出時，只靠射極電阻RERE來抑制零漂，兩管零漂互相補償?shù)淖饔孟?，故其零漂較大，共模電壓放大倍數(shù)較大來抑制零漂，兩管零漂互相補償?shù)淖饔孟?，故其零漂較大，共模電壓放大倍數(shù)較大

37、共模共模(n m)信號輸入信號輸入)R)(rRR|R)/RR)(rRR|RAEbeBLCWEbeBLCio21221uu11C第73頁/共138頁第七十四頁，共138頁。 為更好的抑制共模信號，常采用恒流源為更好的抑制共模信號，常采用恒流源差分放大差分放大(fngd)電路，恒流源的直流電阻很小，交電路，恒流源的直流電阻很小，交流電阻很大。流電阻很大。電流電流(dinli)源和具有電流源和具有電流(dinli)源的差分放大電路源的差分放大電路第74頁/共138頁第七十五頁，共138頁。由圖可得由圖可得UBE1 + IE1R1 = UBE2 + IE2R2由于由于(yuy) UBE1 UBE2 ，

38、則，則22E11ERIRI 忽略基極忽略基極(j j)電流，可得電流，可得11C1REF22ORRIIIRR兩個三極管的集電極電流之比近似與發(fā)射極電阻的阻值成反比，故稱為兩個三極管的集電極電流之比近似與發(fā)射極電阻的阻值成反比，故稱為(chn wi)比例電流源。比例電流源。1、比例電流源、比例電流源+VCCRIREF V1 V2IOIB1IB22IBIC1R1R2第75頁/共138頁第七十六頁，共138頁。2. 鏡像電流鏡像電流(dinli)源源(Current Mirror)基準基準(jzhn)電流：電流：CCBE1RVUIR由于由于(yuy) V1與與 V2 參數(shù)基本相同，參數(shù)基本相同，UB

39、E1 = UBE2，則：，則：IB1 = IB2 = IBC1RBRC222/OIIIIII所以所以R112/OII當滿足當滿足 2 時，則時，則CCBE1ROVUIIRIC1 = IC2 = ICIC1V1V2IO第76頁/共138頁第七十七頁，共138頁。3. 具有電流源的差分具有電流源的差分(ch fn)放大電路放大電路簡化簡化(jinhu)電路圖電路圖第77頁/共138頁第七十八頁，共138頁?？偨Y(jié)總結(jié)(zngji)： 第78頁/共138頁第七十九頁，共138頁。 2/)1 ( 2)/(1dWbeBLCRrRRRA單c1be/ /2(1)/ 2LdBWRRARrR 雙LCLCddR2R

40、2R2RAA單雙2A/ARddL單雙時，即空載時，只有當4/3A/ARRddL單雙時，當C二者比值二者比值(bzh)為：為： 雙端輸出和單端輸出時放大倍數(shù)雙端輸出和單端輸出時放大倍數(shù)(bish)的關系：的關系：第79頁/共138頁第八十頁，共138頁。一一 放大電路的工作放大電路的工作(gngzu)(gngzu)狀態(tài)狀態(tài)二二 乙類雙電源互補對稱功率放大電路乙類雙電源互補對稱功率放大電路 三三 甲乙類互補對稱功率放大電路甲乙類互補對稱功率放大電路 四四 單電源互補對稱功率放大電路單電源互補對稱功率放大電路3.4 3.4 功率放大電路功率放大電路(dinl)(dinl)第80頁/共138頁第八十一

41、頁，共138頁。 多級放大電路的末級是功率放大電路，功率放大電路是一種多級放大電路的末級是功率放大電路，功率放大電路是一種(y zhn(y zhn) )以輸出較大功率為目的的放大電路。該電路應達到的基本要求：以輸出較大功率為目的的放大電路。該電路應達到的基本要求：基本基本(jbn)要求要求1 1、為了獲得盡可能大的輸出、為了獲得盡可能大的輸出(shch)(shch)功率，必須使輸出功率，必須使輸出(shch)(shch)信號電壓和電流都要大；三極管工作在極限狀態(tài)，要選用功率管，放大電路的輸出信號電壓和電流都要大；三極管工作在極限狀態(tài)，要選用功率管，放大電路的輸出(shch)(shch)電阻與負

42、載匹配電阻與負載匹配第81頁/共138頁第八十二頁，共138頁。4 4、要考慮、要考慮(kol)(kol)管子管子的散熱的散熱3 3、盡量、盡量(jnling)(jnling)減小非線性失真減小非線性失真第82頁/共138頁第八十三頁，共138頁。一 、 功 放 的 工 作一 、 功 放 的 工 作(gngzu)狀態(tài)狀態(tài)三極管根據(jù)導通時間可分為如下三極管根據(jù)導通時間可分為如下(rxi)(rxi)三個狀態(tài)，三個狀態(tài)， 甲類甲類-三極管三極管360360導電；導電； 甲乙類甲乙類-三極管三極管180180360360導電導電 乙類乙類-三極管三極管180180導電導電 第83頁/共138頁第八十四

43、頁，共138頁。 圖圖 三極管的工作三極管的工作(gngzu)(gngzu)狀態(tài)狀態(tài) tiCO Icm 2 ICQ甲類甲類( = 2 ) tiCO Icm 2 ICQ乙類乙類( = ) tiCO Icm ICQ2 甲乙類甲乙類( 0 時：時：V2 導通，導通，C 放電放電(fng din)，V2 的等效的等效(dn xio)電源電壓電源電壓 0.5VCC。當當 ui 0 時：時：V1導通，導通，C 充電充電(chng din)，V1 的等效電源電壓的等效電源電壓 + 0.5VCC。應用應用 OCL 電路有關公式時，要用電路有關公式時，要用 VCC / 2 取代取代 VCC 。電容電容 C 的作

44、用：的作用：1)充當充當 VCC / 2 電源電源2)耦合交流信號耦合交流信號第104頁/共138頁第一百零五頁，共138頁。2. 工作工作(gngzu)原理原理若輸出若輸出(shch)電容足電容足夠大，其上電壓基本保夠大，其上電壓基本保持不變，則負載上得到持不變，則負載上得到的交流信號正負半周對的交流信號正負半周對稱，但存在交越失真。稱，但存在交越失真。ic1ic2交越失真交越失真時，時，T1導通、導通、T2截止；截止；2CCiVu 時，時，2CCiVu T1截止、截止、 T2導通。導通。設輸入端在設輸入端在0.5VCC直流電平基礎上加入正弦直流電平基礎上加入正弦(zhngxin)信號信號第

45、105頁/共138頁第一百零六頁，共138頁。OOOIPUU1U222omomOomomIPI22(U)U1112U222CCCESommOmommommLLVPIRR0CEuCiQ2UCCCESUOMUCEut第106頁/共138頁第一百零七頁，共138頁。01TDCC OPV i dtTdtRVLOCCu200Usin2CComLVtdtRUCComLVR(U)2CCCESCCDLVVPR0CEuCiQ2UCCCESUOMUCEutLRCCVCiuou+-+-VAVB第107頁/共138頁第一百零八頁，共138頁。100%omDPPU100%2omCCV2U12100%UomLCComLR

46、VR2U11U22omOMomomLPIRUCComDLVPR(U)2CCCESCCDLVVPRLCESCCOmR)V(P2U221%V)V(CCCESCC1002U2第108頁/共138頁第一百零九頁，共138頁。 調(diào)整調(diào)整R1、R2阻值阻值(z zh)的的大小，可使大小，可使ECC12VV此時此時(c sh)電容上電電容上電壓壓CCC21VV 4 實際實際(shj)電路電路克服交越克服交越失真失真前置放大前置放大正向偏置正向偏置第109頁/共138頁第一百一十頁，共138頁。OCL 電路電路(dinl)和和 OTL 電路電路(dinl)的的比較比較OCLOTL 電源電源雙電源雙電源單電源單

47、電源信號信號交、直流交、直流交流交流頻率響應頻率響應好好fL 取決于輸出耦合電容取決于輸出耦合電容 C電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)較簡單較簡單較復雜較復雜PomaxLCC2Lom22121RVRU LCC2L2om8121RVRU 第110頁/共138頁第一百一十一頁，共138頁。例：在例：在OTL和和OCL電路中，電路中，VCC均為均為15V，RL=10,UCES=1V，分別求兩電路最大不失真，分別求兩電路最大不失真(sh zhn)輸出輸出時的最大輸出功率、電源提供的功率、效率時的最大輸出功率、電源提供的功率、效率.解：在解：在OTL電路中，最大不失真電路中，最大不失真(sh zhn)輸出時最大輸出功率

48、為：輸出時最大輸出功率為：電源提供的功率電源提供的功率(gngl)和效率和效率為：為：WR)V(PLCESCCOm2U2212WR)V(VPLCESCCCCE3U2%67%100EOMPPLRCCViuouoiC+-+-第111頁/共138頁第一百一十二頁，共138頁。LRCCViuouoiCCV+-+-在在OCL電路中，最大不失真電路中，最大不失真(sh zhn)輸出時最大輸出功率為：輸出時最大輸出功率為：W.R)V(PLCESCCOm89U212電源提供的功率電源提供的功率(gngl)和和效率為：效率為：W.R)V(VPLCESCCCCE413U2總%73%100總EOMPP第112頁/共

49、138頁第一百一十三頁，共138頁。3.5 3.5 多級放大多級放大(fngd)(fngd)電路電路一一 多級放大電路的組成及耦合方式多級放大電路的組成及耦合方式(fngsh)(fngsh)二二 多級放大電路性能指標估算多級放大電路性能指標估算三三 集成運算放大器及基本應用電路集成運算放大器及基本應用電路第113頁/共138頁第一百一十四頁，共138頁。一一 多級放大電路的組成多級放大電路的組成(z chn)(z chn)及耦合方及耦合方式式1 1 組成組成(z (z chn)chn)第第一一級級第第二二級級第第n-n-1 1級級第第n n級級RL輸入輸入(shr)級級中間級中間級輸出級（末輸

50、出級（末級）級）前置級（放大信號）前置級（放大信號）放大功率放大功率第114頁/共138頁第一百一十五頁，共138頁。2 2 放大電路放大電路(dinl)(dinl)的耦的耦合形式合形式 2）對耦合電路）對耦合電路(dinl)的要求：的要求：耦合電路能保證不引起失真。耦合電路能保證不引起失真。盡量減小信號在耦合電路上的損失。盡量減小信號在耦合電路上的損失。耦合電路能保證各級有合適的靜態(tài)工作點。耦合電路能保證各級有合適的靜態(tài)工作點。第115頁/共138頁第一百一十六頁，共138頁。a a 電抗性元件電抗性元件(yunjin)(yunjin)耦合耦合級間采用級間采用(ciyng)電容或變壓器耦合。

51、電容或變壓器耦合。阻阻容容耦耦合合各級各級( j)靜態(tài)工作點不互相影響靜態(tài)工作點不互相影響不易集成。不易集成。不能傳送直流、變化緩慢的信號不能傳送直流、變化緩慢的信號。3) 3) 耦合形式耦合形式 第116頁/共138頁第一百一十七頁，共138頁。b b 直接直接(zhji)(zhji)耦合耦合 耦合電路采用直接(zhji)連接或電阻連接，不采用電抗性元件。1BR1CRiu2CRLRCCVou2BR+-+-各級靜態(tài)工作點互各級靜態(tài)工作點互相相(h xing)影響影響產(chǎn)生零點漂移。產(chǎn)生零點漂移。可放大直流和變化可放大直流和變化緩慢的信號。緩慢的信號。便于集成。便于集成。第117頁/共138頁第一

52、百一十八頁，共138頁。零點零點(ln(ln din)din)漂漂移移 2)2)產(chǎn)生零點漂移的主要原因是溫度的影響，所以有時產(chǎn)生零點漂移的主要原因是溫度的影響，所以有時(yush)(yush)也用溫度漂移或時間漂移來表示。在多數(shù)放大器中，前級的零點漂移影響最大，級數(shù)越多和放大倍數(shù)越大，則零點漂移越嚴重。也用溫度漂移或時間漂移來表示。在多數(shù)放大器中，前級的零點漂移影響最大，級數(shù)越多和放大倍數(shù)越大，則零點漂移越嚴重。1 1）零點漂移）零點漂移: :是指當放大器的輸入端短路時，在輸出端有不規(guī)律的、變化緩慢的電壓產(chǎn)生是指當放大器的輸入端短路時，在輸出端有不規(guī)律的、變化緩慢的電壓產(chǎn)生(chnshng)(

53、chnshng)的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。第118頁/共138頁第一百一十九頁，共138頁。CRCCViuouCR1R+-EREEV+-1V2V3V2R 輸入級采用輸入級采用(ciyng)(ciyng)差分可以有效的減小溫度漂移差分可以有效的減小溫度漂移第119頁/共138頁第一百二十頁，共138頁。變壓器耦合變壓器耦合不能傳送直流、變化緩慢不能傳送直流、變化緩慢(hunmn)或高頻信號。另變或高頻信號。另變壓器需用有色金屬和磁性材料，體積大，成本高。壓器需用有色金屬和磁性材料，體積大，成本高。傳遞電壓傳遞電壓(diny)的同時，還可進行電壓的同時，還可進行電壓(diny)、電流和阻抗變換、電流和阻抗變

54、換各級各級( j)靜態(tài)工作點不互靜態(tài)工作點不互相影響相影響不能集成不能集成。第120頁/共138頁第一百二十一頁，共138頁。二二 多級放大多級放大(fngd)(fngd)電路性能指標電路性能指標的估算的估算1 1、阻容耦合多級放大、阻容耦合多級放大(fngd)(fngd)電路的結(jié)構(gòu)特點電路的結(jié)構(gòu)特點a a 后一級的輸入電阻作為前一級的負載后一級的輸入電阻作為前一級的負載(fzi)(fzi)考慮，即考慮，即RL1=Ri2RL1=Ri2b b 前一級的輸出電阻等效為后一級的信號源內(nèi)阻。前一級的輸出電阻等效為后一級的信號源內(nèi)阻。第121頁/共138頁第一百二十二頁，共138頁。2 2、阻容耦合多級

55、放大電路、阻容耦合多級放大電路(dinl)(dinl)的分析的分析a 靜態(tài)(jngti)分析兩級電路分別兩級電路分別(fnbi)(fnbi)分析，相當于分析兩個單級電路分析，相當于分析兩個單級電路b b、動態(tài)分析、動態(tài)分析總電壓放大電路的放大倍數(shù)總電壓放大電路的放大倍數(shù)總輸入電阻總輸入電阻1RRii總輸出電阻總輸出電阻2RRoo2u1u211211uuuuuuuuuuuAAAiioooiooio第122頁/共138頁第一百二十三頁，共138頁。2672R|ibeRRr1132u114|R(1)oiibeuRAurR28ROORR18u221|RoLibeuRAur11211R =R|(1)ii

56、beERRrRuu1u2AAA第123頁/共138頁第一百二十四頁，共138頁。例：電路如圖，設：例：電路如圖，設：1=2=501=2=50，rbb=300 rbb=300 ， 1 1、計算各級靜態(tài)工作、計算各級靜態(tài)工作(gngzu)(gngzu)點；設點；設UBE=0.6VUBE=0.6V。2 2、畫微變等效電路。、畫微變等效電路。3 3、求兩個管子的總的電壓放大倍數(shù)，輸入電阻，輸出電阻。、求兩個管子的總的電壓放大倍數(shù)，輸入電阻，輸出電阻。SR1BRCR1C2CSeBR2ERLR3CouCCVV12K130K4K.511ER2BRK30K20K4K4iuEC+-+-+-第124頁/共138頁

57、第一百二十五頁，共138頁。2222222212U4012U6BEBBECBCECCCEIARRIImAVIRV第 二 級 ：（）1 1、靜態(tài)、靜態(tài)(jngti)(jngti)分析分析22111111114.81.05,21()3.6BBCCBBBBEECEECBCECCCCERVVRRVVImA IIRIIAVVIRRV第 一 級 ：第125頁/共138頁第一百二十六頁，共138頁。動動態(tài)態(tài)分分析析2ber1bi11 bi1BR2BR1berCRBR2ERLR2bi22 biouiu+-+-11122226300(1)1.126300(1)0.96beCbeCrKIrKIuo1Ro122u2

58、221|0.981|ELbeELRRArRR第126頁/共138頁第一百二十七頁，共138頁。LEbeBiRRrR|)1(|R222ibeBBikrRRR1|R12112ber1bi1bi1BR2BR1ber1CRBR2ERLR2bi2biouiu+-+-212u11|R180cibeRAr 1802u1uuAAA11RCoR21222|971beOBOEOrRRRRR Ro1= Ri2uo1Ro1第127頁/共138頁第一百二十八頁，共138頁。例：如圖所示的兩級電壓放大例：如圖所示的兩級電壓放大(fngd)(fngd)電路，已知電路，已知1= 2 =501= 2 =50。 RB1C1C2R

59、E1+RC2C3CE+24V+B1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui（1 1）求各級電壓的放大倍數(shù)）求各級電壓的放大倍數(shù)(bish)(bish)及總電壓放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)(bish)(bish)。（2 2）求放大電路的輸入電阻和輸出電阻）求放大電路的輸入電阻和輸出電阻第128頁/共138頁第一百二十九頁，共138頁。3 3、耦合元件對多級放大、耦合元件對多級放大(fngd)(fngd)電路的影響電路的影響 耦合電容具有隔直通交的作用，故該元耦合電容具有隔直通交的作用，故該元件對電源頻率有一定的要求，若耦合電容件對電源頻率有一定的要求，若耦合電容選擇選擇(xunz)(xunz)過小，則電容阻抗增加，過小，則電容阻抗增加，第一級的輸出信號在電容上產(chǎn)生過多的損第一級的輸出信號在電容上產(chǎn)生過多的損耗，導致輸入第二級的信號過小，整個