北航遠(yuǎn)程教育201409學(xué)期模擬電路綜合導(dǎo)學(xué)2

1、模擬電路導(dǎo)學(xué)材料2（對(duì)應(yīng)教學(xué)大綱第三章、第四章）第三講 交流放大電路（3學(xué)時(shí)）一、共集電極電路：電路結(jié)構(gòu)、靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析二、場效應(yīng)管放大電路（以共源極為主）：電路結(jié)構(gòu)、靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析三、阻容耦合多級(jí)放大電路（以兩級(jí)放大電路為主）：靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析第四講 集成運(yùn)算放大器及放大電路中的反饋（3學(xué)時(shí)）一、集成運(yùn)算放大器簡介：基本構(gòu)成、電壓傳輸特性、理想運(yùn)算放大器二、差動(dòng)放大器：電路結(jié)構(gòu)、輸入、輸出方式、差模信號(hào)的動(dòng)態(tài)分析三、放大電路中的負(fù)反饋：反饋類型及判別方法、負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響第三章 交流放大電路內(nèi)容重點(diǎn)：掌握多級(jí)放大電路的耦合方式，差分放大電路的組成特點(diǎn)和分析計(jì)算方法，阻容耦

2、合和直接耦合放大電路的計(jì)算方法。難點(diǎn)：差分放大電路的計(jì)算。（1）共集電極電路在共集電極放大電路中，輸入信號(hào)是由三極管的基極與集電極兩端輸入的，再在交流通路里看，輸出信號(hào)由三極管的集電極與發(fā)射極兩端獲得。因?yàn)閷?duì)交流信號(hào)而言，（即交流通路里）集電極是共同接地端，所以稱為共集電極放大電路。 求靜態(tài)工作點(diǎn)：電壓增益：輸入電阻：輸出電阻：共集電極放大電路具有以下特性： 1、輸入信號(hào)與輸出信號(hào)同相； 2、無電壓放大作用，電壓增益小于1且接近于1，因此共集電極電路又有“電壓跟隨器”之稱 ； 3、電流增益高，輸入回路中的電流iB輸出回路中的電流iE和iC； 4、有功率放大作用； 5、適用于作功率放大和阻抗匹配

3、電路。 （2）場效應(yīng)管放大電路由場效應(yīng)管組成放大電路時(shí)，也要建立合適的靜態(tài)工作點(diǎn)Q，而且場效應(yīng)管是電壓控制器件，因此需要有合適的柵源偏置電壓。常用的直流偏置電路有兩種形式，即自偏壓電路和分壓式偏壓電路。以共源極放大電路為例：直流分析：VG=VDDRg2/(Rg1+Rg2)VGS= VGVS= VGIDR ID= IDSS1(VGS /VP)2 VDS= VDDID(Rd+R)解出VGS、ID和VDS。交流分析：（3）阻容耦合多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路的耦合方式:一級(jí)：組成多級(jí)放大電路的每一個(gè)基本放大電路稱為一級(jí)。級(jí)間耦合：級(jí)與級(jí)之間的連接稱為級(jí)間耦合。多級(jí)放大電路的耦合方式：直接耦合、阻容耦合、

4、變壓器耦合和光電耦合。阻容耦合方式：將放大電路的前級(jí)輸出端通過電容接到后級(jí)輸入端，稱為阻容耦合方式。直流分析：由于電容對(duì)直流量的電抗為無窮大，因而阻容耦合放大電路各級(jí)之間的直流通路不相通，各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立。交流分析：只要輸入信號(hào)頻率較高，耦合電容容量較大，前級(jí)的輸出信號(hào)可幾乎沒有衰減地傳遞到后級(jí)的輸入端。因此，在分立元件電路中阻容耦合方式得到非常廣泛的應(yīng)用。阻容耦合電路的缺點(diǎn)：低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號(hào)；在集成電路中制造大容量的電容很困難，因此阻容耦合方式不便于集成化。舉例：1、判別下面電路對(duì)交流信號(hào)有無放大作用。+UCCRBRCC1C2TuouiRERL解：對(duì)交流無放大作用，

5、 因?yàn)殡娫礃O性不對(duì)。2、判別下面電路對(duì)交流信號(hào)有無放大作用。+UCCRBRCC1C2TuouiRERL解：對(duì)交流無放大作用，因?yàn)闊oIB電流。3、判別下面電路對(duì)交流信號(hào)有無放大作用。+UCCRBRCC1C2TuouiRERL解：對(duì)交流無放大作用，因?yàn)樾盘?hào)源被短路。4、判別下面電路對(duì)交流信號(hào)有無放大作用。+UCCRBRCC1C2TuouiRERL解：對(duì)交流無放大作用，因?yàn)镽L被短路。第四章 集成運(yùn)算放大器及放大電路中的反饋內(nèi)容重點(diǎn)：掌握集成運(yùn)放的組成、集成運(yùn)放中的電流源；掌握頻率響應(yīng)的基本概念，頻率響應(yīng)的基本分析；掌握反饋的基本概念，負(fù)反饋放大電路的組態(tài)及其性能改善、深度負(fù)反饋放大電路的計(jì)算。難點(diǎn)

6、：負(fù)反饋放大電路的組態(tài)判別、深度負(fù)反饋放大電路的計(jì)算；頻率響應(yīng)的分析。（1）集成運(yùn)算放大器集成電路運(yùn)算放大器是一種高電壓增益、高輸入電阻和低輸出電阻的多級(jí)直接耦合放大電路，它的類型很多，電路也不一樣，但結(jié)構(gòu)具有共同之處，圖XX_01表示集成運(yùn)放的內(nèi)部電路組成原理框圖。圖中輸入級(jí)一般是由BJT、JFET或MOSFET組成的差分式放大電路，利用它的對(duì)稱特性可以提高整個(gè)電路的共模抑制比和其他方面的性能，它的兩個(gè)輸入端構(gòu)成整個(gè)電路的反相輸入端和同相輸入端。電壓放大級(jí)的主要作用是提高電壓增益，它可由一級(jí)或多級(jí)放大電路組成。輸出級(jí)一般由電壓跟隨器或互補(bǔ)電壓跟隨器所組成，以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。偏置

7、電路是為各級(jí)提供合適的工作電流。此外還有一些輔助環(huán)節(jié)，如電平移動(dòng)電路、過載保護(hù)電路以及高頻補(bǔ)償環(huán)節(jié)等。（2）差動(dòng)放大器差動(dòng)放大器又叫差分放大器或差值放大器。差動(dòng)電路由兩個(gè)對(duì)稱的單管放大器組成。差動(dòng)管是一特待性完全相同的晶休管，集電極電阻和基極電阻一一對(duì)稱相等。電路具有兩個(gè)輸入端，兩個(gè)輸出端。信號(hào)分別從兩管基極一射極間輸入。輸出信號(hào)要從兩管的集電極之間取出，即UscUc1一Uc2（這個(gè)式子對(duì)直流和交流都適用）。共模輸入:指兩邊輸入信號(hào)大小相等，極性也相同。由于usr1=usr2，兩管集電極電位也將大小相等、極性相同，即usc1=usc1-usc2=0。這就說明，差動(dòng)放大器在兩邊完全對(duì)稱的情況下對(duì)

8、共模信號(hào)沒有放大能力。這是差動(dòng)放大器的突出優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)橛绊戨娐饭ぷ鞯母鞣N內(nèi)部和外部因素，如溫度變化、電源波動(dòng)、外界干擾、內(nèi)部噪聲等，都同時(shí)作用于差動(dòng)放大器的兩邊，相當(dāng)于共模輸入，都要受到抑制。這就為保證電路的良好性能創(chuàng)造了條件。差模輸入:指兩邊輸入信號(hào)大小相等、極性相反。由于usr1=usr2,而兩邊輸入信號(hào)通常是由一個(gè)總的輸入信號(hào)出，經(jīng)電阻分壓后取得的可以得出Usr=Usr=1/2Usr。此時(shí)，兩管集電極電位將分別為Usc1=Kusr，Usc=Kusr2=1/2Kusr?？傒敵鲭妷篣sc=Usc1Usc2=1/2Kusr（1/2Kusr）=KUsr其中K為兩邊單管放大器的增益。進(jìn)一步不難算出差

9、模輸入時(shí)差動(dòng)放大器的增益為：Usc/Usr=K這就說明，差動(dòng)放大器對(duì)差模信號(hào)放大的增益和單管放大器的增益相同。（3）反饋反饋電路是由基本放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)組成的閉環(huán)電路。若Xf 與Xi 比較結(jié)果使Xd 減小，叫負(fù)反饋，其放大倍數(shù)Af=Ao/(1+AoF)若Xf 與Xi 比較結(jié)果使Xd 增大，叫正反饋，其放大倍數(shù)Af=Ao/(1-AoF)前者用于放大電路，后者用于振蕩電路等。反饋的類型有：正反饋和負(fù)反饋；電流反饋和電壓反饋；串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋；交流反饋和直流反饋。反饋放大電路有四種基本組態(tài)：電壓串聯(lián)負(fù)反饋；電流串聯(lián)負(fù)反饋；電壓并聯(lián)負(fù)反饋；電流并聯(lián)負(fù)反饋；可按采樣形式、電路結(jié)構(gòu)、輸出短路法判別電壓

10、反饋和電流反饋。可按比較方式、電路結(jié)構(gòu)、反饋信號(hào)性質(zhì)判別串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。用瞬時(shí)極性法判別正反饋和負(fù)反饋。直流負(fù)反饋可以穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)交流負(fù)反饋可以改善放大電路的諸多性能指標(biāo)串聯(lián)負(fù)反饋要求信號(hào)源近似為恒電壓；并聯(lián)負(fù)反饋要求信號(hào)源近似為恒流源電壓負(fù)反饋放大電路近似為恒壓源；電流負(fù)反饋放大電路近似為恒流源負(fù)反饋只能削弱放大電路自身產(chǎn)生的波形失真和噪聲，不能完全消除波形失真和噪聲。更不能改善輸入信號(hào)失真而引起的輸出信號(hào)的失真。舉例：例4-1 在圖所示的基本放大電路中，設(shè)晶體管100，VBEQ-02V，rbb200，Cl，C2足夠大，它們?cè)诠ぷ黝l率所呈現(xiàn)的電抗值分別遠(yuǎn)小于放大級(jí)的輸入電阻和負(fù)載電阻。(1)估算靜態(tài)時(shí)的IBQ，ICQ和VCEQ；(2)估算晶體管的rbe的值；(3)求電壓放大倍數(shù)；解例4-2 放大電路如圖4-2（a）所示。已知圖中Rb110k， Rb225k，Rc2k，Re750，RL15k，Rs10k，Vcc15V，150。設(shè)Cl，C2，C3都可視為交流短路，試用小信號(hào)分析法計(jì)算電路的電壓增益AV，源電壓放大倍數(shù)AVS，輸入電阻Ri，輸出電阻Ro。圖4-2解 由于三極管的小信號(hào)模型參數(shù)與靜態(tài)工作點(diǎn)有關(guān)，所以，在進(jìn)行小信號(hào)模型分析以前，首先進(jìn)行靜態(tài)分析并