多級放大電路

1、3.1.1 阻容耦合RB+VCCC4RE2uoT3RLR1RCC2R2CERE1T2uiRBC1RE2T1usRSC3放大電路的前級輸出端通過電容接到后級輸入端。放大電路的前級輸出端通過電容接到后級輸入端。 優(yōu)點：各級的靜態(tài)工作點彼此獨立；優(yōu)點：各級的靜態(tài)工作點彼此獨立；阻容耦合電路的頻率特性：阻容耦合電路的頻率特性：fA耦合電耦合電容造成容造成三極管結(jié)三極管結(jié)電容造成電容造成缺點：缺點：不能傳送緩慢變化信號和直流信號。不能傳送緩慢變化信號和直流信號。用于：用于：分立元件電路。分立元件電路。要求：要求：耦合電容容量較大。耦合電容容量較大。3.1.2 變壓器耦合變壓器耦合級與級之間通過變壓器連接

2、。級與級之間通過變壓器連接。各級的工作點彼此獨立各級的工作點彼此獨立具有阻抗變換作用具有阻抗變換作用不能傳送緩慢變化信號不能傳送緩慢變化信號和直流信號。和直流信號。不能集成。不能集成。優(yōu)點：優(yōu)點：缺點：缺點： （變阻抗）（變阻抗）1i1u2u2iLR1N2N變壓器原、副邊阻抗關(guān)系變壓器原、副邊阻抗關(guān)系LLRKR222IURL從原邊等效：從原邊等效：22222211KRKIUKIUKIURLL結(jié)論：結(jié)論：變壓器原邊的等效負載，為副邊所帶負載變壓器原邊的等效負載，為副邊所帶負載乘以變比的平方。乘以變比的平方。 21NNK 光電三極管符號光電三極管符號 發(fā)發(fā) 光光二極管二極管前前 級級放大電路放大電

3、路后后 級級放大電路放大電路 光電耦合器件光電耦合器件光光 電電三極管三極管3.1.3 光電耦合以光信號為媒介來實現(xiàn)電信號的耦合和傳遞，以光信號為媒介來實現(xiàn)電信號的耦合和傳遞，其抗干擾能力強。其抗干擾能力強。特點：特點： 光耦合，電隔離性能好；光耦合，電隔離性能好；可傳送直流信號；可傳送直流信號；光電耦合器件可以集成，廣泛用于集成電路中光電耦合器件可以集成，廣泛用于集成電路中前級的輸出端和后級的輸入端直接連接前級的輸出端和后級的輸入端直接連接3.1.4 直接耦合低頻特性好低頻特性好優(yōu)點優(yōu)點便于集成便于集成各級各級Q點相互影響點相互影響缺點缺點考慮級間影響考慮級間影響方法方法:)1( nosnR

4、RinnLRR )1(unuuuAAAA 21q 1 iiRR q onoRR q RB+VCCC3RE2uoT2RLR1RCR2CERE1T1uiC1usRSC21、靜態(tài)分、靜態(tài)分析析阻容耦合：各級放大電路的靜態(tài)工作點相互獨立阻容耦合：各級放大電路的靜態(tài)工作點相互獨立 -分別估算分別估算RB+VCCC3RE2uoT2RLR1RCR2CERE1T1uiC1usRSC2RB+VCCRE2T2R1RCR2RE1T1+VCC1、靜態(tài)分、靜態(tài)分析析IBQ1ICQ1UCEQ1IBQ2ICQ2UCEQ2阻容耦合：各級放大電路的靜態(tài)工作點相互獨立阻容耦合：各級放大電路的靜態(tài)工作點相互獨立 -分別估算分別估算

5、2、動態(tài)分、動態(tài)分析析RB+VCCC3RE2uoT2RLR1RCR2CERE1T1uiC1usRSC2根據(jù)多級放大電路的特點，考慮級間影響。根據(jù)多級放大電路的特點，考慮級間影響。 2、動態(tài)分、動態(tài)分析析R2RCRSR1SUiU1ber1bI11 bI1oURE2RBRL2ber22 bI2bIOU1iouUUA21uuAA 1uA111)/(beLCrRR1LR2iR)/)(1 (/222LEbeBRRrR2iRR2RCRSR1SUiU1ber1bI11 bI1oURE2RBRL2ber22 bI2bIOU2、動態(tài)分、動態(tài)分析析2iU1iouUUA21uuAA 2uA)/)(1 ()/)(1

6、(22222LEbeLERRrRRiRoR2、動態(tài)分、動態(tài)分析析2iR1iR121/berRR oR2oR2221)/(/BCbeERRrRR2RCRSR1SUiU1ber1bI11 bI1oURE2RBRL2ber22 bI2bIOU2iU1oR+VCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2SUoUiU1oU2iU練習：多級放大電路動態(tài)分析練習：多級放大電路動態(tài)分析NEXT+VCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2SUoUiU1o

7、U2iURE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOU微變等效電路微變等效電路: :(1) Ri =其中其中: : RL1= Ri2 = R2 / R3 / rbe2 rbe2= 1.7k Ri =1000/(2.9+511.7) 82k (2) Ro = Ro2 = RC2= 10k oRRE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUiR2iR)/)(1 (/11111LEbeRRrR(3) 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù):968.07.1519.27.151)/)(1()/)(1(1111111LEbeLERRrRRRE

8、1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOU2iR1477 .1)10/10(50)/(222beLCrRR3 .142)147(968.021uuuAAA1uA2uA增加增加RE2 : 用于設置合適的用于設置合適的Q點。點。問題問題 1 :前后級前后級Q點相互影響。點相互影響。+VCCuoRC2T2R2uiRC1R1T1RE23.3.1 直接耦合放大電路的零點漂移問題直接耦合放大電路的零點漂移問題NPN型和型和PNP型混合使用型混合使用 : 用于設置合適的用于設置合適的Q點。點。問題問題 1 :前后級前后級Q點相互影響。點相互影響。uiRC1R1T1+VC

9、CuoRC2T2R2RE23.3.1 直接耦合放大電路的零點漂移問題直接耦合放大電路的零點漂移問題問題問題 2 :零點漂移。零點漂移。當當 ui 等于零時，等于零時， uo不等于零。不等于零。uot0有時會將有時會將信號淹沒信號淹沒+VCCuoRC2T2R2uiRC1R1T1RE2(1) 產(chǎn)生零漂的原因產(chǎn)生零漂的原因放大電路的放大電路的Q點不穩(wěn)定點不穩(wěn)定 前一級的漂移作為后一前一級的漂移作為后一級的輸入信號被逐級放大。級的輸入信號被逐級放大。導致零點漂移的主要原因?qū)е铝泓c漂移的主要原因- 溫漂溫漂(2) (2) 減小零漂的措施減小零漂的措施q 用非線性元件進行溫度補償用非線性元件進行溫度補償q

10、差分式放大電路差分式放大電路q 分壓偏置電路，引入直流負反饋分壓偏置電路，引入直流負反饋穩(wěn)定穩(wěn)定Q點點-采用特性相同的管子，使溫漂相互抵消采用特性相同的管子，使溫漂相互抵消3.3.2 差分放大電差分放大電路路 1= 2UBE1=UBE2rbe1= rbe2Rc1=Rc2Rb1=Rb2兩個三極管兩個三極管T1、T2的特性一致，電路的特性一致，電路參數(shù)對應相等。參數(shù)對應相等。1、對稱電路、對稱電路:雙電源的作用：雙電源的作用： 使信號變化幅度加大。使信號變化幅度加大。 IB1、IB2由負電源由負電源 VEE 提供。提供。長尾式差分放大電路長尾式差分放大電路 - - - CCVEEVc2Rc1R1T

11、2TeRi1ui2uoub1Rb2RVCC=VEE - - - CCVEEVc2Rc1R1T2TeRi1ui2uoub1Rb2R uC1 = uC2 uo=0（很小，（很小，1)= uod例例: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV 2 mV 可分解成可分解成: : ui1 = 8 mV + 2 mV2ici1iduuu2idici2uuu)(i2i121icuuui2i1iduuu - - - CCVEEVc2Rc1R1T2TeRi1ui2uoub1Rb2RuO=(UCQ1 + UCQ1 )(UCQ2 + UCQ2 )=0靜態(tài)時，靜態(tài)時，ui1 = ui2 =

12、 0T ICQUCQ uO= UCQ1 - UCQ2 = 0 UCQ1 = UCQ2 (4)差分放大電路對溫漂的抑制作用差分放大電路對溫漂的抑制作用溫度的影響相當于給差分放大電路加入了共模溫度的影響相當于給差分放大電路加入了共模信號，所以差分放大電路能夠抑制溫漂。信號，所以差分放大電路能夠抑制溫漂。 利用電路的對稱性利用電路的對稱性 - - - CCVEEVc2Rc1R1T2TeRi1ui2uoub1Rb2RIE1IE2對對IE1來說來說,等效等效2Re溫度溫度TICIRe = 2ICUEUBEIBICui1 = ui2 = 0Q點穩(wěn)定點穩(wěn)定RE 具有強負反饋作用具有強負反饋作用 抑制溫度漂移

13、，抑制溫度漂移，穩(wěn)定靜態(tài)工作點。穩(wěn)定靜態(tài)工作點。 RE的作用的作用(4)差分放大電路對溫漂的抑制作用差分放大電路對溫漂的抑制作用UE共模抑制比共模抑制比(KCMR)例例: Ad=-200 Ac=0.1 KCMR=20 lg (-200)/0.1 =66 dBCMRR Common Mode Rejection Ratio KCMR =KCMR (dB) =(分貝分貝)cdAAcdAAlg20 共模抑制比共模抑制比KCMR是差分放大器的一個重要指標。是差分放大器的一個重要指標。3.3.差分放大電路的四種接法差分放大電路的四種接法輸入端輸入端 接法接法雙端雙端單端單端輸出端輸出端 接法接法雙端雙端

14、單端單端 - - - CCVEEVc2Rc1R1T2TeRi1ui2uoub1Rb2Ro1uo2u（1）雙端輸入、雙端輸出）雙端輸入、雙端輸出靜態(tài)分析靜態(tài)分析ebBEQEEBQ2)1 (=RRUVIBQCQ=IIeEQCCQEECCCEQ2=RIRIVVUCCVEEVc2Rc1R1T2TeRi1ui2uoub1Rb2RIBIReIBICIC直流通路直流通路RLEEERBEQbBQVRIURIEEEERCCQCCCEQVRIRIVUEEQEQEQRIIIIE221BQCQEQIIICCVEEVc2Rc1R1T2TeRi1ui2uoub1Rb2RRL動態(tài)分析動態(tài)分析a.差模輸入差模輸入i2i1uu

15、i2i1iduuu2/iduidu2idu輸入差模信號時，輸入差模信號時，兩集電極兩集電極電位一個升高電位一個升高(UCQ2增加增加)，一個下降一個下降(UCQ1減小減小)，就象，就象蹺蹺板一樣。蹺蹺板一樣。1C2CCQ1UCQ2U0交流oui2ui1uRL 的中點相當于的中點相當于交流地，交流地，對對T1 、T2 各取各取 L21Ri2u2iduiduCCVEEVc2Rc1R1T2TeRi1ui2uoub1Rb2RRLi2u2idu2iduRe 對差模信號作用對差模信號作用 ui1 ui2ib1 , ic1ib2 , ic2ic1 = - ic2iRE = ie1+ ie2 = 0uRE =

16、 0RE對差模信號對差模信號不起不起作用作用ib2ib1ic2ic1iREi2i1uui2i1iduuu2/idu動態(tài)分析動態(tài)分析a.差模輸入差模輸入 ib1 = - ib2微變等效電路微變等效電路odubuod2uod2idui2uRbRrbeRc2RLrbeRc2RLb1ib2ib1ib2i i1uidodduuA q差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù)id21od21uubebLCrRRR)2/(iRoRoduuod2uod2idui2uRbRbrbeRc2RLrbeRc2RLbibibibibi i1uq差模輸入電阻：差模輸入電阻：beid2rRRbq差模輸出電阻：差模輸出電阻：cod2R

17、R微變等效電路微變等效電路CCVEEVc2Rc1R1T2TeRi1ui2uoub1Rb2RRLb.共模輸入共模輸入i2i1uu icuicu動態(tài)分析動態(tài)分析輸入共模信號時，兩集電輸入共模信號時，兩集電極電位（極電位（uc1和和uc2）同時以）同時以相同幅度、相同方向變化相同幅度、相同方向變化1C2Cc1uocui2ui1u0ouc2u0icoccuuAKCMR = （2）雙端輸入、單端輸出）雙端輸入、單端輸出差模輸入差模輸入等效電路等效電路 靜態(tài)分析（略）靜態(tài)分析（略）動態(tài)分析動態(tài)分析bebLcd2/rRRRAbeid2rRRbcoRR若從若從T2集電極輸出集電極輸出則為正。則為正。icocc

18、=uuAebeb2)1 ()/(=RrRRRLc)( 2)1 ( 2bebebebcdCMRrRRrRAAK雙端輸出對共模信號雙端輸出對共模信號有較強的抑制能力，而單有較強的抑制能力，而單端輸出對共模信號抑制能端輸出對共模信號抑制能力較弱?？稍龃罅^弱?？稍龃驲e 。共模輸入等效電路共模輸入等效電路（3）單端輸入雙端輸出單端輸入雙端輸出beLcd)2/(rRRRAb0cAbeid2rRRbco2 RRicciddouAuAu同雙端輸入、雙端輸出同雙端輸入、雙端輸出（4）單端輸入單端輸出）單端輸入單端輸出計算同雙入單出：計算同雙入單出： beLcd2/rRRRAbbeid2rRRbcoRRebe

19、bc2)1 ()(=RrRRRALc注意放大倍數(shù)的正負號：注意放大倍數(shù)的正負號：設從設從T1基極輸入，如果基極輸入，如果從從T1 集電極輸集電極輸出，為負；從出，為負；從T2集電極集電極 輸出為正。輸出為正。與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)：與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)：beLcd)2/(rRRRAb單出：單出：beLcd2/rRRRAb與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)：與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)：0cAebebc2)1 ()(=RrRRRALc與電路連接方式無關(guān)與電路連接方式無關(guān)。coRR co2RR beid2rRRb 雙出：雙出：bebeeLbebLCMR2/)(2/rRRRRrRRKKCMR =為了使左右平衡，可