模電03多級(jí)放大解讀

1、(3-3) 當(dāng)單級(jí)放大電路不能滿足多方面的性能要求（如當(dāng)單級(jí)放大電路不能滿足多方面的性能要求（如Au104、Ri=2M、 Ro=100）時(shí)，應(yīng)考慮采用多級(jí)放大電路。組成多級(jí)放大電路時(shí)首先應(yīng)考慮如）時(shí)，應(yīng)考慮采用多級(jí)放大電路。組成多級(jí)放大電路時(shí)首先應(yīng)考慮如何何“連接連接”幾個(gè)單級(jí)放大電路，耦合方式即連接方式。幾個(gè)單級(jí)放大電路，耦合方式即連接方式。 常見耦合方式有：直接耦合、阻容耦合、變壓器耦合、光電耦合等。常見耦合方式有：直接耦合、阻容耦合、變壓器耦合、光電耦合等。3.1.1 直接耦合直接耦合既是第一級(jí)的集電極電阻，既是第一級(jí)的集電極電阻，又是第二級(jí)的基極電阻又是第二級(jí)的基極電阻 當(dāng)輸入信號(hào)為零

2、時(shí)，前級(jí)由溫度變化所引起的電流、電位的變化會(huì)逐級(jí)放大。當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，前級(jí)由溫度變化所引起的電流、電位的變化會(huì)逐級(jí)放大。輸入為零時(shí)，但輸出產(chǎn)生變化的現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移輸入為零時(shí)，但輸出產(chǎn)生變化的現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移第二級(jí)第二級(jí)第一級(jí)第一級(jí)兩個(gè)單管放大電路簡(jiǎn)單的直接耦合兩個(gè)單管放大電路簡(jiǎn)單的直接耦合特點(diǎn)：特點(diǎn)：(1) 可以放大交流和緩慢變化及直流信號(hào)；可以放大交流和緩慢變化及直流信號(hào)； (2) 便于集成化。便于集成化。 ( (3) )各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響；基極和各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響；基極和集電極電位會(huì)隨著級(jí)數(shù)增加而上升；集電極電位會(huì)隨著級(jí)數(shù)增加而上升；( (4) )T1接近臨界飽和，接近臨界飽和

3、，Q1點(diǎn)過高；點(diǎn)過高； (5)零點(diǎn)漂移。零點(diǎn)漂移。1. 解決合適靜態(tài)工作點(diǎn)的幾種辦法解決合適靜態(tài)工作點(diǎn)的幾種辦法1CEQUUEQ2UBEQ1UCEQ1=UBEQ2 =0.7V=UBEQ1 (3-4)1. 解決合適靜態(tài)工作點(diǎn)的幾種辦法解決合適靜態(tài)工作點(diǎn)的幾種辦法改進(jìn)電路改進(jìn)電路( (a) )電路中接入電路中接入 Re2，抬高第一級(jí)集電極，抬高第一級(jí)集電極有較高的靜態(tài)電位，但第二級(jí)放大倍數(shù)嚴(yán)有較高的靜態(tài)電位，但第二級(jí)放大倍數(shù)嚴(yán)重下降。重下降。 改進(jìn)電路改進(jìn)電路( (b) )穩(wěn)壓管導(dǎo)通壓降高，動(dòng)態(tài)電阻很穩(wěn)壓管導(dǎo)通壓降高，動(dòng)態(tài)電阻很小，可以使第二級(jí)的放大倍數(shù)損失小。小，可以使第二級(jí)的放大倍數(shù)損失小。但

4、集電極電壓變化范圍減小。但集電極電壓變化范圍減小。 DZRc1Rb2+VCC+T1+ iUOURc2RT2( (b) )Rc1Rb2+VCC+T1+ iUOURc2Re2T2( (a) )Rb1改進(jìn)電路改進(jìn)電路( (c) ) 可獲得合適的工作點(diǎn)?？色@得合適的工作點(diǎn)。為經(jīng)常采用的方式。為經(jīng)常采用的方式。Rc1Rb2+VCC+T1+ iUOURe2Rc2T2 ( (c) )Rb1Rb1UCEQ1=UBEQ2 +IeQ Re1 UBEQ1 D1D2 二極管動(dòng)態(tài)電阻很小二極管動(dòng)態(tài)電阻很小, 可使第二級(jí)可使第二級(jí)的放大倍數(shù)損失小。的放大倍數(shù)損失小。若要若要UCEQ5V，則應(yīng)怎么辦？用多個(gè)二極管嗎？，則應(yīng)

5、怎么辦？用多個(gè)二極管嗎？ 在用在用NPN型管組成型管組成N級(jí)共射放大電路，級(jí)共射放大電路，由于由于UCQi UBQi，所以，所以 UCQi UCQ(i-1）（i=1N），以致于后級(jí)集電極電位接近），以致于后級(jí)集電極電位接近電源電壓，電源電壓，Q點(diǎn)不合適。點(diǎn)不合適。(3-5)【例例】 圖示兩級(jí)直接耦合放大電路中，已圖示兩級(jí)直接耦合放大電路中，已知：知：Rb1 = 240 k ， Rc 1 = 3.9 k ， Rc2 = 500 ，穩(wěn)壓管，穩(wěn)壓管 Dz 的工作電壓的工作電壓 UZ = 4 V，三極管，三極管 T1 的的 1 = 45，T2 的的 2 = 40，VCC = 24 V，試計(jì)算各級(jí)靜態(tài)試

6、計(jì)算各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)。工作點(diǎn)。解：設(shè)解：設(shè) UBEQ1 = UBEQ2 = 0.7 V，mA 4.95mA )9 . 37 . 0424(c1BEQ2CCc1 RUUVIZRmA1 . 0mA)2407 . 024(b1BEQ1CCBQ1 RUVI 如如 ICQ1 由于溫度的升高而增由于溫度的升高而增加加 1%，計(jì)算靜態(tài)輸出電壓，計(jì)算靜態(tài)輸出電壓 的變化。的變化。ICQ1 = 1 IBQ1 =450.1 mA = 4.5 mAIBQ2 = IRc1 ICQ1 = (4.95 4.5 ) mA = 0.45 mAICQ2 = 2 IBQ2 = (40 0.45 ) mA = 18 mAUO= UC

7、Q2 = VCC ICQ2RC2= (24 18 0.5 ) V = 15 V UCEQ2 = UCQ2 UEQ2 = ( 15 4 ) V = 11 V當(dāng)當(dāng) ICQ1 增加增加 1% 時(shí)，即時(shí)，即ICQ1 = (4.5 1.01) mA = 4.545 mAIBQ2 = (4.95 4.545) mA = 0.405 mAICQ2 = (40 0.405) mA = 16.2 mAUO = UCQ2 = (24 16.2 0.5)V = 15.9 V升高了升高了 0.9 V ， 約升高約升高 6%。eQI (大于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電流大于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電流5-10mA) Rc1Rb1+VCC+T1+

8、 Rc2T2 DzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2%6%10015159 .15 (3-6) Q點(diǎn)相互獨(dú)立點(diǎn)相互獨(dú)立。不能放大變化緩慢。不能放大變化緩慢的信號(hào)，低頻特性差，不能集成化。的信號(hào)，低頻特性差，不能集成化。共射電路共射電路共集電路共集電路 利用電容連接信號(hào)源與放大電利用電容連接信號(hào)源與放大電路、放大電路的前后級(jí)、放大電路、放大電路的前后級(jí)、放大電路與負(fù)載，為阻容耦合。路與負(fù)載，為阻容耦合。3.1.2 阻容耦合阻容耦合優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：(1) (1) 前、后級(jí)直流電路互不相通，靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立；前、后級(jí)直流電路互不相通，靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立；(2) (2) 選擇足夠大電容，可以做到前

9、一級(jí)輸出信號(hào)幾乎不衰減地加選擇足夠大電容，可以做到前一級(jí)輸出信號(hào)幾乎不衰減地加到后一級(jí)輸入端，使信號(hào)得到充分利用。到后一級(jí)輸入端，使信號(hào)得到充分利用。不足：不足： (1) (1) 不適合傳送緩慢變化的信號(hào)；不適合傳送緩慢變化的信號(hào)；(2) (2) 無法實(shí)現(xiàn)線性集成電路。無法實(shí)現(xiàn)線性集成電路。(3-7)L2L2c21RIRIPPl ， 從變壓器原邊從變壓器原邊看到的等效電阻看到的等效電阻 可能是可能是實(shí)際的負(fù)實(shí)際的負(fù)載，也可載，也可能是下級(jí)能是下級(jí)放大電路放大電路 理想變壓器情況下，負(fù)載上獲得理想變壓器情況下，負(fù)載上獲得的功率等于原邊消耗的功率。的功率等于原邊消耗的功率。實(shí)現(xiàn)阻抗變換實(shí)現(xiàn)阻抗變換

10、L221L2c2L)(RNNRIIRl 3.1.3變壓器耦合變壓器耦合優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：( (1) ) 能實(shí)現(xiàn)阻抗變換；能實(shí)現(xiàn)阻抗變換；( (2) ) 靜態(tài)工作點(diǎn)互相獨(dú)立。靜態(tài)工作點(diǎn)互相獨(dú)立。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：( (1) ) 變壓器笨重；變壓器笨重；( (2) ) 無法集成化；無法集成化；( (3) ) 直流和緩慢變化信號(hào)不能通過變壓器。直流和緩慢變化信號(hào)不能通過變壓器。(3-8)3.1.4光電耦合光電耦合光電耦合器及其傳輸特性光電耦合器及其傳輸特性光電耦合放大電路光電耦合放大電路CEUDCiiCTR 傳輸比傳輸比5 . 11 . 0 (3-9)四種耦合方式的比較四種耦合方式的比較阻容耦合阻容耦合直接耦合

11、直接耦合變壓器耦合變壓器耦合光電耦合光電耦合特特點(diǎn)點(diǎn)各級(jí)工作點(diǎn)各級(jí)工作點(diǎn)互不影響；互不影響；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單能放大緩慢變能放大緩慢變化的信號(hào)或直流化的信號(hào)或直流成分的變化；成分的變化； 適合集成化適合集成化有阻抗變換作有阻抗變換作用；用；各級(jí)直流通路各級(jí)直流通路互相隔離?；ハ喔綦x。電氣隔離，電氣隔離， 抑制電干擾抑制電干擾存存在在問問題題 不能反應(yīng)直不能反應(yīng)直流成分的變化，流成分的變化，不適合集成不適合集成化化有零點(diǎn)漂移現(xiàn)有零點(diǎn)漂移現(xiàn)象；象；各級(jí)工作點(diǎn)互各級(jí)工作點(diǎn)互相影響相影響不能反應(yīng)直流不能反應(yīng)直流成分的變化；不成分的變化；不適合放大緩慢變適合放大緩慢變化的信號(hào)；化的信號(hào)；不適合集成化不適合

12、集成化傳輸比較小傳輸比較小適適合合場(chǎng)場(chǎng)合合分立元件交分立元件交流放大電路流放大電路集成放大電路，集成放大電路，直流放大電路直流放大電路低頻功率放大，低頻功率放大，調(diào)諧放大調(diào)諧放大可用在集成放可用在集成放大電路大電路(3-10)3.1.2多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析1.1.電壓放電壓放大倍數(shù)大倍數(shù) njujnuAUUUUUUUUA1ioi2o2io1io2. 輸入電阻輸入電阻i1iRR 3. 輸出電阻輸出電阻nRRoo 對(duì)電壓放大電路的要求：對(duì)電壓放大電路的要求：Ri大，大，Ro小，小，Au的數(shù)值大，最大不失真輸出電壓大。的數(shù)值大，最大不失真輸出電壓大。分析分析舉例舉例例例3.2

13、.1求兩級(jí)的求兩級(jí)的Q點(diǎn)，及動(dòng)態(tài)分析。點(diǎn)，及動(dòng)態(tài)分析。兩級(jí)阻容耦合電路兩級(jí)阻容耦合電路P153 njujnuAUUUUUUUUA1ioi2o2io1io(3-11)分析分析舉例舉例例例3.2.1501 1 V12k1 . 5k1 . 5k15k1 . 5k2 . 2 krkrbebe2 . 2 ,421k1 . 5k100501 1 解解 Q點(diǎn)：點(diǎn)：CC212BQ1VRRRU )( 43EQ1CCCEQRRIVU 1EQ1CQ1BQ11 III4BEQBQ1EQ1RUUI V3151 . 5121 . 5 mA1102 . 27 . 033 A 7 . 615011013 V7 . 4)2 .

14、 21 . 5(112 VUV32 . 2BQ1 工作在工作在放大區(qū)放大區(qū) 動(dòng)態(tài)值：動(dòng)態(tài)值：第第1級(jí)級(jí)第第2級(jí)級(jí)BiC1iE1iB1iB2iE2625BEQ2CCBQ2)1(RRUVI BQ22EQ2)1(II 6EQ2CCCEQ2RIVU A 131 . 5)1501(10010)7 . 012(3 mAA96. 113)1501( V21 . 596. 112 U用加壓求流法求后端用加壓求流法求后端的等效電阻：的等效電阻：262222)/()1(bLbbebbeqIRRIrIIUIUR LLRRR/6 )(1 (L622be5i2RRrRR kkk80)55. 21512 . 2/(100

15、b2b2c2c2e2e2IB2IC22)1(LR (3-12)1bei2311be1i2311111)( )( rRRrIRRIUUAbbiou 26oeRoooIIUIUR 分析分析舉例舉例例例3.2.1501 1 V12k1 . 5k1 . 5k15k1 . 5k2 . 2 krkrbebe2 . 2 ,421k1 . 5k100501 1 解解 Q點(diǎn)：點(diǎn)：VU3BQ1 VU7 . 4 CEQ1 AI 7 . 6BQ1 mAI1EQ1 動(dòng)態(tài)值：動(dòng)態(tài)值：第第1級(jí)級(jí)第第2級(jí)級(jí)BiC1iE1iB1iB2iE2AI 13BQ2 mAI2EQ2 be121i1i/rRRRR VU2 CEQ2 )(1

16、 (L622be5i2RRrRR k80222iouUUA 1804)80/1 . 5(150 k179994. 018021 uuuAAA 2iU2iR 1oU994. 0 k94. 1后級(jí)的后級(jí)的輸入電阻輸入電阻相當(dāng)于相當(dāng)于 前級(jí)的前級(jí)的負(fù)載電阻負(fù)載電阻)( ) 1()( ) 1(L6222be2L622RRIIrRRIbbb )( ) 1()( ) 1(L62be2L62RRrRR 用加壓求流法求輸出電阻：用加壓求流法求輸出電阻：=0oI6RI226)1(bRoIIU 6RUo5322/)1(RRrUbeo 53226/)1(11RRrRRbeO 153be26RRrR 48(3-13)

17、3.3.1零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因1. 什么是零點(diǎn)漂移現(xiàn)象：什么是零點(diǎn)漂移現(xiàn)象：uI0，uO0的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。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。對(duì)溫度敏感是主要原因，故也稱零漂為溫漂。2. 克服溫漂的方法：克服溫漂的方法：引入直流負(fù)反饋；引入直流負(fù)反饋；溫度補(bǔ)償（熱敏元件）；溫度補(bǔ)償（熱敏元件）； 采用相同特性的管子組成抵消溫漂典型電路采用相同特性的管子組成抵消溫漂典型電路差分放大電路差分放大電路3.3.2 差分放大電路差分放大電路1.

18、長(zhǎng)尾式差分放大電路的組成長(zhǎng)尾式差分放大電路的組成3.1,(a,c.e )3.2(b)3.4 作業(yè)作業(yè)P179輸入信號(hào)：一般為緩慢變化的非周期性信號(hào)輸入信號(hào)：一般為緩慢變化的非周期性信號(hào)(3-14)3.3.2 差分放大電路差分放大電路零輸入零輸入零輸出零輸出若若V與與UCQ的的變化一樣，變化一樣，則輸出電壓則輸出電壓就沒有漂移就沒有漂移信號(hào)特點(diǎn)？信號(hào)特點(diǎn)？能否放大？能否放大？零點(diǎn)零點(diǎn)漂移漂移假設(shè)電路結(jié)構(gòu)參數(shù)理想對(duì)稱假設(shè)電路結(jié)構(gòu)參數(shù)理想對(duì)稱: Rb1= Rb2，Rc1= Rc2，Re1= Re2; T1、T2在在任何溫度下特任何溫度下特性均相同。性均相同?？朔泓c(diǎn)漂移；克服零點(diǎn)漂移；共模輸入共模輸

19、入(零輸入零輸入)零輸出；零輸出；1. 長(zhǎng)尾式差分放大電路的組成長(zhǎng)尾式差分放大電路的組成差模輸入差模輸入(非零輸入非零輸入) 輸出放大。輸出放大。ReiE1 = - iE2,iRe = iE1 - iE2 =0Re對(duì)差模信號(hào)相當(dāng)于短路，無反饋?zhàn)饔谩?duì)差模信號(hào)相當(dāng)于短路，無反饋?zhàn)饔谩?VEE長(zhǎng)尾式長(zhǎng)尾式 (典型電路典型電路)iE即即 ui1 = ui2當(dāng)當(dāng)輸入輸入共模信號(hào)共模信號(hào)(大小相等極性相同的信號(hào)大小相等極性相同的信號(hào))時(shí)時(shí)由于對(duì)稱：由于對(duì)稱：iB1 = iB2,iC1 = iC2,uC1 = uC2,uO = 0當(dāng)當(dāng)輸入輸入差模信號(hào)差模信號(hào)(大小相等極性相反的信號(hào)大小相等極性相反的信號(hào))

20、時(shí)時(shí)即即 ui1 = - ui2iB1 = - iB2,iC1 = - iC2,uC1 = - uC2,uO =uC1 - uC2= 2 uC1 iReRe 稱為稱為 “長(zhǎng)尾電阻長(zhǎng)尾電阻” Re 愈大，共模愈大，共模負(fù)反饋愈強(qiáng)。每個(gè)管子的零漂愈小。負(fù)反饋愈強(qiáng)。每個(gè)管子的零漂愈小。Re引入引入共模負(fù)反饋共模負(fù)反饋+2121 ,beberr (3-15)02CQ1CQOCQ2CQ1CQEQ2EQ1EQCQ2CQ1CQBQ2BQ1BQ UUuUUUIIIIIIIIIeEQBEQBQEE2RIUIRVb 2. 長(zhǎng)尾式差分放大電路的分析長(zhǎng)尾式差分放大電路的分析 靜態(tài)靜態(tài)Q點(diǎn)：點(diǎn)：令令uI1= uI2=0

21、 1= 2= uId = 0+VCCRc2T1T2Rc1+uId+uoRb1Rb2 VEERe+Id21uId21ueBEQEEEQBQbBQb2RUVIIRIR 很很小小，所所以以忽忽略略小小，且且因因?yàn)闉镽b1= Rb2= RbRc1= Rc2 = Rc 1EQBQII例例3.3.1V12k1,2 krbek10001 bebeberrr 21 V6k1k10mA5 . 0mA5 . 0求求Re 與與UCEQ EQCQCEQUUU IReEQEQEQRIIIIe211 BEQcCQCCCEQURIVU CRIVUCQCCEQ BEQEQUU EQBEQEEe2IUVR 3105 . 027

22、 . 06 k3 . 5V7 . 77 . 01010105 . 01233 6z1(3-16) 對(duì)對(duì)共模信號(hào)共模信號(hào) uIc 抑制作用抑制作用0 )()(C2CQ2C1CQ1C2C1Oc uuuuuuu0 cIcOcc AuuA，參參數(shù)數(shù)理理想想對(duì)對(duì)稱稱時(shí)時(shí)共共模模放放大大倍倍數(shù)數(shù)C21CC21CB21Buuiiii I2I1Icuuu Re的共模負(fù)反饋?zhàn)饔茫簻囟茸兓鸬淖兓刃楣材Ｐ盘?hào)的共模負(fù)反饋?zhàn)饔茫簻囟茸兓鸬淖兓刃楣材Ｐ盘?hào)如如 T()IC1 IC2 UE IB1 IB2 IC1 IC2 抑制了每只差分管集電極電流、電位的變化。抑制了每只差分管集電極電流、電位的變化。eE

23、E21EE212 2 RiuiiiiiiiEEEREe eRi(3-17)交流微變等效電路交流微變等效電路+Id21uId21u+Idu交交流流通通道道C1OC21CC21CB21B2 uuuuiiii 2IdI2I1uuu 對(duì)差模信號(hào)對(duì)差模信號(hào)uId起放大作用起放大作用 差模信號(hào)作用時(shí)的差模信號(hào)作用時(shí)的動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析iE1= iE2，Re中中變化變化電流電流為為0，相當(dāng)于短路，相當(dāng)于短路， E點(diǎn)接地，點(diǎn)接地，即即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?。差模放大倍?shù)差模放大倍數(shù)IdOdduuA bebLcd)2( rRRRA )2(2LcB1OdRRiu )(2bebirRR 例例

24、3.3.1k1,2 krbek10001 k1k10mA5 . 0mA5 . 0求差模動(dòng)態(tài)參數(shù)求差模動(dòng)態(tài)參數(shù) 2coRR 2155. 21055. 210100 )(2bebB1IdrRiu 68 kk6)21(2 kk20102(3-18)共模抑制比共模抑制比 KCMR：綜合考察差分放大電路放大差模信號(hào)的能力和抑制共模信：綜合考察差分放大電路放大差模信號(hào)的能力和抑制共模信 號(hào)的能力。號(hào)的能力。：出電路，參數(shù)理想對(duì)稱出電路，參數(shù)理想對(duì)稱對(duì)于雙端輸入，雙端輸對(duì)于雙端輸入，雙端輸 CMRccdCMR , 0 KAAAK 在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，信號(hào)源需要有在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，信號(hào)源需要有“ 接地接地”點(diǎn)，以避免干

25、擾；或負(fù)載需要點(diǎn)，以避免干擾；或負(fù)載需要有有“接地接地”點(diǎn)，以安全工作。點(diǎn)，以安全工作。 根據(jù)信號(hào)源和負(fù)載的接地情況，差分放大電路有四種接法：雙端輸入雙端根據(jù)信號(hào)源和負(fù)載的接地情況，差分放大電路有四種接法：雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出、單端輸入單端輸出。輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出、單端輸入單端輸出。有四種不同的接法有四種不同的接法雙端輸入、雙端輸出；雙端輸入、雙端輸出；雙端輸入、單端輸出；雙端輸入、單端輸出；單端輸入、雙端輸出；單端輸入、雙端輸出；單端輸入、單端輸出。單端輸入、單端輸出。3. 差分放大電路的四種接法差分放大電路的四種接法cdCMRlg20A

26、AK 雙端輸入單端輸出：雙端輸入單端輸出：雙端輸入、雙端輸出；雙端輸入、雙端輸出；例例3.3.1(3-19) 由于輸入回路沒有變化，所以由于輸入回路沒有變化，所以IEQ、IBQ、ICQ與雙端輸出時(shí)一樣。與雙端輸出時(shí)一樣。但是由于輸出回路不對(duì)稱：但是由于輸出回路不對(duì)稱： 雙端輸入雙端輸入,單端輸出：?jiǎn)味溯敵觯篞點(diǎn)分析點(diǎn)分析； 差模信號(hào)作用下的動(dòng)態(tài)分析差模信號(hào)作用下的動(dòng)態(tài)分析cCQCCCQ2 RIVU 直流直流通道通道oc+-VCCco+-CCVCCLcLVRRRVCC 據(jù)戴維寧定理據(jù)戴維寧定理Lc/ RRRc CQCQ1 cCCRIVU )(LcCQCCLcLCQ1RRIVRRRU bebLcd

27、)( 21rRRRA )(2bebirRR coRR UCEQ1 UCEQ2。若輸入極性不變，若輸入極性不變，換另一端輸出。換另一端輸出。則輸出與輸入同相則輸出與輸入同相 )(2bebB1IdrRiu )(LcB1OdRRiu 靜態(tài)輸出：靜態(tài)輸出：(3-20)對(duì)共模信號(hào)的等效電路對(duì)共模信號(hào)的等效電路 共模信號(hào)作用下的動(dòng)態(tài)分析共模信號(hào)作用下的動(dòng)態(tài)分析EE21iiiE IcOcc uuA 共共模模放放大大倍倍數(shù)數(shù)1Ei 2Ei eR1Ei 2Ei Ei 2eBbebBLcBRirRiRRi )1(2)()/( Bi Ei bebLcd)( 21rRRRA cdCMRAAK )(2)1( 2bebe

28、bebrRRrR CMReKR電路性能越好電路性能越好EE212 iiiiERe e2RiuEE (3-21)V12k1,2 krbek10001 V6k1k10 k3 . 5例例3.3.1 改為單端輸出改為單端輸出若測(cè)得直流：若測(cè)得直流：Vuo3 由于輸出端不對(duì)稱，由于輸出端不對(duì)稱，有靜態(tài)輸出：有靜態(tài)輸出：)(LcCQCCLcLCQ1RRIVRRRU 靜態(tài)輸出：靜態(tài)輸出：VUuuCQoo31 3633310)1 . 510(101 . 510105 . 01210)1 . 510(101 . 5 mA5 . 0mA5 . 0設(shè)設(shè)mAIIEQCQ5 . 0 V36. 2 求輸入電壓求輸入電壓?

29、 iuVUuuCQoo64. 036. 231 bebLcd)( 21rRRRA 56 3310)21(101 . 5101 . 51010021 dOdOOIIdAuAuuu mVV4 .115664. 0 (3-22)共模輸入電壓共模輸入電壓差模輸入電壓差模輸入電壓 輸入差模信號(hào)的同時(shí)，輸入差模信號(hào)的同時(shí)，伴隨著共模信號(hào)輸入：伴隨著共模信號(hào)輸入：2/IIcIIduuuu ，2IcIdOuAuAu 三極管仍然基本工作在差分狀態(tài)，所以三極管仍然基本工作在差分狀態(tài)，所以；beLCd)2/(rRRRAb ；)(2beirRRb co2RR 當(dāng)共模負(fù)反饋?zhàn)銐驈?qiáng)時(shí)，當(dāng)共模負(fù)反饋?zhàn)銐驈?qiáng)時(shí)，IE21uu

30、IEI1BE21uuuu 單端輸入單端輸入，雙端輸出雙端輸出交流微變等效電路交流微變等效電路IE2BE210uuu )2(2LcB1OdRRiu )(2bebB1IdrRiu 7z1(3-23) 單端輸入、單端輸出單端輸入、單端輸出；beLCd)/(21rRRRA ；)(2beirRR coRR 若改從若改從 T2 集電極輸出，集電極輸出，則則；beLCd)/(21rRRRA 這種接法比一般的單管放大電這種接法比一般的單管放大電路具有較強(qiáng)的抑制零漂的能力。路具有較強(qiáng)的抑制零漂的能力。(3-24)3. 差分電路差分電路 四種接法的比較：電路四種接法的比較：電路參數(shù)參數(shù)理想對(duì)稱條件下理想對(duì)稱條件下

31、 單端輸入時(shí)在輸入差模信號(hào)同時(shí)總伴隨有共模信號(hào)輸入：?jiǎn)味溯斎霑r(shí)在輸入差模信號(hào)同時(shí)總伴隨有共模信號(hào)輸入： Ad、 Ac、 KCMR、Ro和和 Q點(diǎn)點(diǎn)均與均與輸出方式輸出方式有關(guān)有關(guān)：bebLcd)2(rRRRA 雙端輸出：雙端輸出： cobebebebCMRebebLccbebLcd )(2)1(2 )1(2)( )(2)(RRrRRrRKRrRRRArRRRA 單端輸出：?jiǎn)味溯敵觯篶oCMRc20RRKA 輸入電阻與輸入方式無關(guān)，均為：輸入電阻與輸入方式無關(guān)，均為： Ri=2(Rb+rbe)2/IIcIIdIuuuuu ，2IcIdOuAuAu 若輸入信號(hào)為：若輸入信號(hào)為：若電路參數(shù)理想對(duì)稱（

32、雙端輸出）時(shí)若電路參數(shù)理想對(duì)稱（雙端輸出）時(shí)Ac=0輸出端不對(duì)稱，輸出端不對(duì)稱，有靜態(tài)輸出：有靜態(tài)輸出：輸出端對(duì)稱，輸出端對(duì)稱，靜態(tài)輸出為靜態(tài)輸出為0(3-25)差分放大電路四種接法的性能比較差分放大電路四種接法的性能比較 接法接法性能性能差分輸入差分輸入 雙端輸出雙端輸出差分輸入差分輸入 單端輸出單端輸出單端輸入單端輸入 雙端輸出雙端輸出單端輸入單端輸入 單端輸出單端輸出AdbeLC)2/(rRRR beLc)2/(rRRR beLcrRRR )/(21 beLcrRRR )/(21 KCMR極高極高極高極高較高較高較高較高Ri)(2berR )(2berR )(2berR )(2berR

33、Roc2Rc2RcRcR ( (1) ) 雙端輸出雙端輸出時(shí)，時(shí)，Ad 與單管與單管 Au 基本相同；基本相同；單端輸出單端輸出時(shí)，時(shí)，Ad 約為雙端輸出時(shí)約為雙端輸出時(shí)的一半。的一半。雙端輸出雙端輸出時(shí)，時(shí)，Ro = 2Rc；單端輸出時(shí)，；單端輸出時(shí)， Ro = Rc 。 ( (2) ) 雙端輸出雙端輸出時(shí)，理想情況下，時(shí)，理想情況下，KCMR ；單端輸出單端輸出時(shí)，共模抑制比不如雙時(shí)，共模抑制比不如雙端輸出高。端輸出高。 ( (3) ) 單端輸出單端輸出時(shí)，可以選擇從不同的三極管輸出，而使輸出電壓與輸入電壓反時(shí)，可以選擇從不同的三極管輸出，而使輸出電壓與輸入電壓反相或同相。相或同相。 (

34、(4) ) 單端輸出單端輸出時(shí)，由于引入很強(qiáng)的共模負(fù)反饋，兩個(gè)管仍工作在差分狀態(tài)。時(shí)，由于引入很強(qiáng)的共模負(fù)反饋，兩個(gè)管仍工作在差分狀態(tài)。 ( (5) ) 單端輸出單端輸出時(shí)，時(shí)， Rid 2(R + rbe)。(3-26)例例3.3.1V12k1,2 krbek10001 V6k1k10mA5 . 0mA5 . 0求求Re 與與UCEQ IReBEQcCQCCCEQURIVU EQBEQEEe2IUVR 3105 . 027 . 06 k3 . 5V7 . 77 . 01010105 . 01233 求差模動(dòng)態(tài)參數(shù)求差模動(dòng)態(tài)參數(shù)bebLcd)2( rRRRA )(2bebirRR 2coRR

35、2155. 21055. 210100 68 kk6)21(2 kk20102改為單端輸出改為單端輸出Vuo3 求輸入電壓求輸入電壓? iu若測(cè)得直流：若測(cè)得直流：(3-27)V12k1,2 krbek10001 V6k1k10 k3 . 5例例3.3.1 改為單端輸出改為單端輸出若測(cè)得直流：若測(cè)得直流：Vuo3 由于輸出端不對(duì)稱，由于輸出端不對(duì)稱，有靜態(tài)輸出：有靜態(tài)輸出：)(LcCQCCLcLCQ1RRIVRRRU 靜態(tài)輸出：靜態(tài)輸出：VUuuCQoo31 3633310)1 . 510(101 . 510105 . 01210)1 . 510(101 . 5 mA5 . 0mA5 . 0設(shè)

36、設(shè)mAIIEQCQ5 . 0 V36. 2 求輸入電壓求輸入電壓? iuVUuuCQoo64. 036. 231 bebLcd)( 21rRRRA 56 3310)21(101 . 5101 . 51010021 dOdOOIIdAuAuuu mVV4 .115664. 0 (3-28) Re 越大，共模負(fù)反饋越強(qiáng)，單端輸出時(shí)的越大，共模負(fù)反饋越強(qiáng)，單端輸出時(shí)的Ac越小，越小，KCMR越大，差分放大電路的性能越好。越大，差分放大電路的性能越好。 但為使靜態(tài)電流不變，但為使靜態(tài)電流不變，Re 越大，越大，VEE越大，以至于越大，以至于Re太大就太大就不合理了。不合理了。 需在低電源條件下，得到趨

37、于無窮大的需在低電源條件下，得到趨于無窮大的Re。4. 改進(jìn)改進(jìn)的差分放大電路的差分放大電路，BQ32II 動(dòng)態(tài)等效電動(dòng)態(tài)等效電阻為無窮大阻為無窮大近似為近似為恒流恒流eR（1） 具有恒流源的差分放大電路具有恒流源的差分放大電路解決方法：解決方法： 采采用電流源！用電流源！EE212VRRRUBQ BBEQEE21233EQUVRRRRI 3BEQBE3EQ3CQRUUII Ci CEu 0CiCEuCCEceiur cR23CQ3CQ1CQIII 不受溫度影響！不受溫度影響！(3-29)2)1(WbebcdRrRRA Wbebi)1()(2RrRR （2）在分立元件電路中加調(diào)零電位器）在分立

38、元件電路中加調(diào)零電位器RWdoidmd2RRRRgA 5. 場(chǎng)效應(yīng)管差分放大電路場(chǎng)效應(yīng)管差分放大電路3.6,3.7 作業(yè)作業(yè)(3-30) 互補(bǔ)輸出級(jí)是直接耦合的功率放大電路?；パa(bǔ)輸出級(jí)是直接耦合的功率放大電路。 對(duì)輸出級(jí)的要求：帶負(fù)載能力強(qiáng)；直流功耗?。回?fù)載電阻上無直流功耗；對(duì)輸出級(jí)的要求：帶負(fù)載能力強(qiáng)；直流功耗?。回?fù)載電阻上無直流功耗；最大不失真輸出電壓最大。最大不失真輸出電壓最大。射極輸出形式射極輸出形式靜態(tài)工作電流小靜態(tài)工作電流小輸入為零時(shí)輸出為零輸入為零時(shí)輸出為零 雙電源供電時(shí)雙電源供電時(shí)Uom的峰值接近電源電壓。的峰值接近電源電壓。 單電源供電單電源供電Uom的峰值接近二分之一電源電

39、壓。的峰值接近二分之一電源電壓。1. 對(duì)輸出級(jí)的要求對(duì)輸出級(jí)的要求3.3.3 直接耦合互補(bǔ)輸出級(jí)直接耦合互補(bǔ)輸出級(jí)2. 基本電路基本電路(1) 特征：特征：T1、T2特性理想對(duì)稱。特性理想對(duì)稱。(2) 靜態(tài)分析靜態(tài)分析T1的輸?shù)妮斎胩匦匀胩匦岳硐牖匦岳硐牖匦造o態(tài)時(shí)靜態(tài)時(shí)T1、T2均截止，均截止，UB= UE=0T2的輸?shù)妮斎胩匦匀胩匦?3-31)(1) 特征：特征： T1、T2特性理想對(duì)稱。特性理想對(duì)稱。(2) 靜態(tài)分析靜態(tài)分析T1的輸?shù)妮斎胩匦匀胩匦岳硐牖匦岳硐牖匦造o態(tài)時(shí)靜態(tài)時(shí)T1、T2均截止，均截止，UB= UE=02. 基本電路基本電路(3) 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析ui 正半周，電流通

40、路為正半周，電流通路為：+VCCT1RL地，地， uo = ui 兩只管交替工作，兩電源交替供電，雙向跟隨。兩只管交替工作，兩電源交替供電，雙向跟隨。ui負(fù)半周，電流通路為負(fù)半周，電流通路為：地地 RL T2 -VCC， uo = ui(4) 交越失真交越失真消除失真的方法：消除失真的方法：設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。信號(hào)在零附近兩信號(hào)在零附近兩只管子均截止只管子均截止開啟電壓開啟電壓T2的輸?shù)妮斎胩匦匀胩匦?3-32)u對(duì)偏置電路的要求：有合適的對(duì)偏置電路的要求：有合適的Q點(diǎn)，且動(dòng)態(tài)電點(diǎn)，且動(dòng)態(tài)電阻盡可能小，即動(dòng)態(tài)信號(hào)的損失盡可能小。阻盡可能小，即動(dòng)態(tài)信號(hào)的損失盡可能小。3. 消除交越失真的互補(bǔ)輸出級(jí)消除交越失真的互補(bǔ)輸出級(jí)ib2b1D2D1B1B2uuuUUU 動(dòng)態(tài)時(shí)：動(dòng)態(tài)時(shí)：靜態(tài)時(shí)：靜態(tài)時(shí)：倍增電路倍增電路故稱之為故稱之為，則，則若若BEBE