第13講 直接耦合放大電路

1、第十三講第十三講 直接耦合放大電路直接耦合放大電路 各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響（各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響（Q點(diǎn)不獨(dú)立），點(diǎn)不獨(dú)立），電路的分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試較困難。電路的分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試較困難。 低頻特性較好，可以放大變化緩慢的信號(hào)；低頻特性較好，可以放大變化緩慢的信號(hào)；電路中沒有大電容，易于集成。電路中沒有大電容，易于集成。 將放大電路的前級(jí)輸出端通過電容接到后級(jí)輸入端。將放大電路的前級(jí)輸出端通過電容接到后級(jí)輸入端。ui C1RLuoR1VCCTC2R3C3C4R2R4R5R6+-+-+（1）各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，設(shè)計(jì)、計(jì)算、）各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，設(shè)計(jì)、計(jì)算、 調(diào)試方便，調(diào)試方便，（3）大電容

2、的存在，不便于集成化，適用于分立）大電容的存在，不便于集成化，適用于分立 元件電路。元件電路。（2）低頻特性差，不能用來放大直流和緩慢）低頻特性差，不能用來放大直流和緩慢 變化的信號(hào)變化的信號(hào)VCCui C1TRLRb2CeRb1ReN N1 1N N2 2前級(jí)輸出端通過變壓器接到后級(jí)輸入端或負(fù)載電阻上前級(jí)輸出端通過變壓器接到后級(jí)輸入端或負(fù)載電阻上靠磁路耦合。靠磁路耦合。（1）各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，設(shè)計(jì)、計(jì)算、）各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，設(shè)計(jì)、計(jì)算、 調(diào)試方便調(diào)試方便（5）變壓器的存在，不便集成，用于分立元件電）變壓器的存在，不便集成，用于分立元件電 路中路中（4）低頻特性差，不能用來放大直流

3、和緩慢變化）低頻特性差，不能用來放大直流和緩慢變化 的信號(hào)的信號(hào)（2）最大特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換，廣泛用于分）最大特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換，廣泛用于分立元件功率放大電路立元件功率放大電路（3）隔直通交，抑制溫漂隔直通交，抑制溫漂unuuioioiouAAAUUUUUUA 21221UsRSRLUoA1+-Uo1Ui2A2An+-+Ui一產(chǎn)生原因：溫度變化，直流電源波動(dòng)，元器件老化。其中一產(chǎn)生原因：溫度變化，直流電源波動(dòng)，元器件老化。其中晶體管的特性對(duì)溫度敏感是主要原因，故也稱零漂為溫漂。晶體管的特性對(duì)溫度敏感是主要原因，故也稱零漂為溫漂。1 .電路中引入直流負(fù)反饋電路中引入直流負(fù)反饋(加加Re)

4、。2 .采用溫度補(bǔ)償。采用溫度補(bǔ)償。（用熱敏元件抵消溫度的變化（用熱敏元件抵消溫度的變化, 如如:二極管、熱敏電阻）二極管、熱敏電阻）3 .采用差分放大電路。采用差分放大電路。（用特性相同的兩只管子，（用特性相同的兩只管子， 使其溫漂相互抵消）使其溫漂相互抵消） 利用利用Re穩(wěn)定穩(wěn)定Q點(diǎn)。點(diǎn)。 (但但不能不能100%擬制溫漂擬制溫漂) 設(shè)想引入溫控直流源設(shè)想引入溫控直流源 V,令令V UCQ,則則uo只反映只反映uI引起的交變量的變化引起的交變量的變化,而與而與UCQ及溫漂無關(guān)。及溫漂無關(guān)。采用完全對(duì)稱電路取代采用完全對(duì)稱電路取代V。將將Re1、 Re2合為合為Re，兩兩 個(gè)個(gè)VBB合在一起。

5、合在一起。引入直流源引入直流源-VEE。雙端輸雙端輸出信號(hào)出信號(hào)無接地?zé)o接地點(diǎn)。點(diǎn)。 大小相等、極性相反的信號(hào)。大小相等、極性相反的信號(hào)。ui1= ui2 用用uid表示表示 。（d是是differential的字頭）的字頭）Rb2T1T2Rc2Rc1Rb1Re-VEE+Vccuo_+ui1ui2+_-+大小相等、極性相同的信號(hào)。大小相等、極性相同的信號(hào)。ui1 = ui2 用用uic表示表示。 （c是是common的字頭）的字頭）Rb2T1T2Rc2Rc1Rb1Re-VEE+Vccuo_+ui1ui2+_uicEEeEQBEQbBQVRIURI2EQEQEQIIII221Re)1(Re2bB

6、EQEEEQRUVIRb2T1T2Rc2Rc1Rb1Re-VEE+Vccuo_+Rb小時(shí)此項(xiàng)可略小時(shí)此項(xiàng)可略, Rb一般為信號(hào)一般為信號(hào)源內(nèi)阻。源內(nèi)阻。ui2ui1設(shè)電路參數(shù)設(shè)電路參數(shù)理想對(duì)稱理想對(duì)稱iE1iE2iReECCQCCCQCQRIVUU211IIEQBQUUUUUBEQBEQBEQBQEQ0BEQCCQCCEQCQCEQURIVUUURb2T1T2Rc2Rc1Rb1Re-VEE+Vccuo_+ui2ui1uc1uc2ic1ic2iE1iE2iReEui1 = ui2 = uiciE1iE2iReEAc= uoc/ uic=0uo=0 uc1= uc2，溫度漂移可等效成共模信號(hào)溫度漂

7、移可等效成共模信號(hào)Rb2T1T2Rc2Rc1Rb1Re-VEE+Vccuo_+ui1ui2+_uicC1OC21CC21CB21B2 uuuuiiiiiE1= iE2，Re中電流不變，即中電流不變，即Re 對(duì)差模信號(hào)無反饋?zhàn)饔谩?duì)差模信號(hào)無反饋?zhàn)饔谩?/IdI2I1uuu差模信號(hào)：數(shù)值相等，極性相反差模信號(hào)：數(shù)值相等，極性相反的輸入信號(hào)，即的輸入信號(hào)，即8 )(2bebBIdrRiu為什么？為什么？差模信號(hào)作用時(shí)的動(dòng)態(tài)分析差模信號(hào)作用時(shí)的動(dòng)態(tài)分析bebLcd)2( rRRRA差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù)IdOdduuA)2(2LcCOdRRiu 2 )(2cobebiRRrRR，9KCMR cdC

8、MRAAK uoc=0， Ac= uoc/ uic=0，cdCMRAAK此值越大此值越大越好越好Rb2T1T2Rc2Rc1Rb1Re-VEE+Vccuo_+ui2ui1uc1uc2ic1ic2iE1iE2iReE 2 雙端輸入單端輸出：雙端輸入單端輸出：Q點(diǎn)分析點(diǎn)分析cCQCCCQ2LcCQCCLcLCQ1 )(RIVURRIVRRRU 由于輸入回路沒有變由于輸入回路沒有變化，所以化，所以IEQ、IBQ、ICQ與雙端輸出時(shí)一樣。但與雙端輸出時(shí)一樣。但是是UCEQ1 UCEQ2。112 雙端輸入單端輸出：差模信號(hào)作用下的分析雙端輸入單端輸出：差模信號(hào)作用下的分析bebLcd)( 21rRRRAc

9、obebi)(2RRrRR，12 輸入共模信號(hào)時(shí)，輸入共模信號(hào)時(shí)，Re電阻上的電流變化電阻上的電流變化iRE=2 iE，發(fā)射級(jí)電位的變化發(fā)射級(jí)電位的變化ue=2 iE Re ，所以對(duì)每一個(gè)晶體管，所以對(duì)每一個(gè)晶體管來說，可認(rèn)為來說，可認(rèn)為iE流過阻值為流過阻值為2Re的射級(jí)電阻。的射級(jí)電阻。+VCCuouIRb2ReRcT1+-RbVEERcT2-+-RL2Reuoc+-RcRLRb2ReuIciBrbeBi +VCCuouIRbReRcT1+-RbVEERcT2-+-RL2 雙端輸入單端輸出：共模信號(hào)作用下的分析雙端輸入單端輸出：共模信號(hào)作用下的分析2(1)2()dbbeeCMRcbbeAR

10、rRKARr Re越大，越大，KCMR越大。越大。(/)2(1)occLcIcbbeeuRRAuRrR uoc+-RcRLRb2ReuIciBrbeBi 將輸入信號(hào)進(jìn)行等效變換將輸入信號(hào)進(jìn)行等效變換 當(dāng)共模電壓放大倍數(shù)不為當(dāng)共模電壓放大倍數(shù)不為零時(shí)，輸出端有差模輸出電零時(shí)，輸出端有差模輸出電壓和共模輸出電壓。即：壓和共模輸出電壓。即：2ICIdouAuAu 當(dāng)電路參數(shù)理想對(duì)稱共模當(dāng)電路參數(shù)理想對(duì)稱共模電壓放大倍數(shù)為零時(shí)，輸出電壓放大倍數(shù)為零時(shí)，輸出端只有差模輸出電壓。即：端只有差模輸出電壓。即：IdouAu輸入電壓近似的均分在輸入電壓近似的均分在兩管的輸入回路。兩管的輸入回路。 單端輸入、雙端

11、輸出方式在差摸信號(hào)輸入的單端輸入、雙端輸出方式在差摸信號(hào)輸入的同時(shí)同時(shí), ,伴隨有共模信號(hào)的輸入伴隨有共模信號(hào)的輸入. . 單端輸入、雙端輸出方式與雙端輸入、雙端單端輸入、雙端輸出方式與雙端輸入、雙端輸出方式的輸出方式的靜態(tài)工作點(diǎn)及動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析計(jì)算完靜態(tài)工作點(diǎn)及動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析計(jì)算完全相同。全相同。+Vccui-VccRcuoT1T2+_E_Rb1Rb2ReRL單端輸出常將單端輸出常將不輸出一端的不輸出一端的RC省掉。省掉。bebLCIdOddrRRRuuA)/(2CoRR2 Ac=0ebebLcICOCCRrRRRuuA)(/12）（bebLCIdOddrRRRuuA)/(21CORR2IC

12、IdouAuAu多級(jí)放大電路問題多級(jí)放大電路問題1 1，耦合電路的基本目的是什么？，耦合電路的基本目的是什么？ 讓有用的交流信號(hào)順利地在前后兩級(jí)放大器之間通過，同時(shí)在靜態(tài)方面起到良好地隔離。 2 2，多級(jí)放大電路的級(jí)間耦合一般有幾種方式？，多級(jí)放大電路的級(jí)間耦合一般有幾種方式？ 直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合；光電耦合3 3，多級(jí)放大電路的總電壓放大倍數(shù)等于什么，多級(jí)放大電路的總電壓放大倍數(shù)等于什么? ? 等于各級(jí)電壓放大倍數(shù)之乘積 4 4，多級(jí)放大電路輸入輸出電阻等于什么？，多級(jí)放大電路輸入輸出電阻等于什么？ 分別等于第一級(jí)的輸入電阻和末級(jí)的輸出電阻 5 5，直接耦合放大電路的特殊問題是什么

13、，直接耦合放大電路的特殊問題是什么? ?如何解決如何解決? ? 零點(diǎn)漂移是直接耦合放大電路最大的問題。最根本的解決方法是用差分放大器 6 6，為什么放大電路以三級(jí)為最常見，為什么放大電路以三級(jí)為最常見? ? 級(jí)數(shù)太少放大能力不足，太多又難以解決零點(diǎn)漂移等問題。 7 7，什么是零點(diǎn)漂移？引起它的主要原因有那些因素？，什么是零點(diǎn)漂移？引起它的主要原因有那些因素？ 其中最根本的是什么？其中最根本的是什么？ 放大器的輸入信號(hào)為零時(shí)其輸出端仍舊有變化緩慢且無規(guī)律的輸出信號(hào)的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的主要原因是因?yàn)殡娐吩骷?shù)受溫度影響而發(fā)生波動(dòng)從而導(dǎo)致Q點(diǎn)的不穩(wěn)定，在多級(jí)放大器中由于采用直接耦合方式，會(huì)使Q點(diǎn)的波動(dòng)逐級(jí)傳遞和放大。 討論討論1若若uI1=10mV，uI2=5mV，則，則uId=？ uIc=？uId=5mV ，uIc=7.5mVRb2T1T2Rc2Rc1Rb1Re-VEE+Vccuo_+ui2ui1iE1iE2iReE=50， rbb,=300,Rb=1k ， Rc=10k， Re=10k， VCC=12V； VEE=6V 試求試求（1）靜態(tài)工作點(diǎn)；（）