模擬電子技術(shù)教案3

1、第3章 多級放大電路模擬電子技術(shù)基礎1第三章 多級放大電路3.1 多級放大電路的耦合方式 3.2 多級放大電路的動態(tài)分析 3.3 直接耦合放大電路 作業(yè)：4（a）、（d），5，7，8，9，11思考題：123.1.1 直接耦合+VCC uIRb2 Rc1 T1Rc2 T2Rb1 uO(a)第一級與第二級直接相連(b)第二級加射級電阻或二極管應滿足各級有合適的Q；較小損失，不失真放大+-+-一、幾種電路形式+VCC uIRb2 Rc1 T1Rc2 T2Rb1 uO+-+-Re2 UCEQ1 UBEQ2 0.7V,T1飽和, T2電流IB2大,飽和,需抬高Ue2。加Re2,工作點合適,Au下降3.1

2、 多極放大電路的耦合方式3.1.1 直接耦合3+VCC uIRb2 Rc1 T1Rc2 T2Rb1 uO+-+-+VCC uIRb2 Rc1 T1Re2 T2Rb1 uO+-+-R DZ Rc2 (c) 第二級發(fā)射級加穩(wěn)壓管(d) NPN型管和PNP型管混合使用換成DZ，直流有壓 降(恒壓),交流rz小。NPN和PNP管混用，使Uc2Uc1 二、優(yōu)缺點1、優(yōu)點：良好的低頻特性，可放大變化緩慢的信號；易集成化。 2、缺點：Q不獨立，調(diào)試困難；有零點漂移。圖3.1.1 直接耦合放大電路靜態(tài)工作點的設置3.1 多極放大電路的耦合方式3.1.1 直接耦合43.1.2 阻容耦合 將放大電路的前級輸出端通

3、過電容接到后級輸入端。 uI C1 RL uO R1 +VCCT1 C2 R3 C3 C4 R2 R4 R5 R6 優(yōu)點:各級靜態(tài)工作點相互獨立，電路的分析設計調(diào)試簡單; 交流損失小;抑制零漂。 缺點：低頻特性差，不能放大直流或緩慢變化的信號； 不便于集成化。+-+-T2 圖3.1.2 兩級阻容耦合放大電路 3.1 多極放大電路的耦合方式3.1.2 阻容耦合53.1.3 變壓器耦合優(yōu)點：Q獨立;改變n可改變RL，阻抗匹配；隔直通交，抑制溫漂。 缺點：高、低頻特性差；不易集成化；成本高，使用于特殊場合。uI C1 TRL Rb2 +VCCCe Rb1 Re N1N2RL N1N2I1 .I2 .

4、RL Ic.例：如上圖電路中，假設RL=8,n=5.6。求等效電阻。圖3.1.3變壓器耦合共射放大電路 3.1 多極放大電路的耦合方式3.1.3 變壓器耦合63.1.4 光電耦合 以光信號為媒介實現(xiàn)電信號的耦合和傳遞，因抗干擾能力強而廣泛應用。 DT1 T2 ic iD ceuD +-一、光電耦合器uCE ID3 ID2 ID1 增大ID ic圖3.1.5 光電耦合器及其傳輸特性(a) 內(nèi)部組成 (b)傳輸特性發(fā)光元件為輸入回路：將電能轉(zhuǎn)換為光能； 光敏元件為輸出回路：將光能轉(zhuǎn)換為電能。電氣隔離， 抗干擾性強傳輸比 3.1 多極放大電路的耦合方式3.1.4 光電耦合7二、光電耦合放大電路DT1

5、 T2 us VRs +-+-uo +VCC 信號源光電耦合器輸出回路圖3.1.6 光電耦合放大電路 兩地分離，遠距離傳輸，抗干擾3.1 多極放大電路的耦合方式3.1.4 光電耦合8RSUs+-.A1 A2 An -+-.+-.Uin +-.Ui2 Ui +Uo1 .RLUo .圖3.2.1 多級放大電路方框圖.(注意：后級的Ri為前級的RL)輸入電阻:輸出電阻:當射隨器為第一級時，Ri與后級Ri有關。 當射隨器為末級時， Ro與前級Ro有關。3.2 多極放大電路的動態(tài)分析9例3.2.1 在如圖所示電路中，R1=15k,R2=R3= 5k,R4=2.3 k, R5=100k,R6=RL=5k;

6、VCC=12V;晶體管的均為50,rbe1=1.2k rbe2=1k,UBEQ1=UBEQ2=0.7V。 試估算電路的Q點、Au、Ri和Ro。ui C1 RL uo R1 VCCT1 C2 R3 C3 C4 R2 R4 R5 R6 (1) 阻容耦合，Q獨立。第一級為典型的Q點穩(wěn)定電路， 可得 圖3.1.2 兩級阻容耦合放大電路T23.2 多極放大電路的動態(tài)分析103.3.1 直接耦合放大電路的零點漂移現(xiàn)象零點漂移：輸入電壓為零而輸出電壓不為零，且隨時間、溫 度發(fā)生緩慢變化的現(xiàn)象。 原因：電源波動、元件老化、半導體元件參數(shù)隨溫度變化而 產(chǎn)生變化。二、抑制溫度漂移的方法1 電路中引入直流負反饋；

7、2 采用溫度補償；（用熱敏元件） 3 采用差分放大電路。一、零點漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因直耦的嚴重性3.3 直接耦合放大電路 3.3.1 零點漂移現(xiàn)象113.3.2 差分放大電路一、 電路的組成及工作原理+VCC T1 T2 +-Rb1 Rc1 Re1 Re2 Rb2 Rc2 uI1 VBB +-uI2 VBB +-uO 溫度的變化將引起晶 體管參數(shù)的變化，使Q變 化，因此T1接成工作點穩(wěn) 定電路的演變電路。并加 入性能和T1完全一樣的T2， 電路結(jié)構(gòu)形式及參數(shù)也完全 一樣。這樣當溫度變化時， UC1、UC2的變化一致， 輸出電壓Uo則保持不變。圖3.3.2 差分放大電路的組成 (c)1、電路的

8、組成3.3 直接耦合放大電路 3.3.2 差分放大電路121. 差模輸入與差模特性 差模輸入ui1 = ui2差模輸入電壓uid = ui1 ui2= 2ui1 = ui2差模信號交流通路ic1ic2使得：ic1 = ic2uo1 = uo2差模輸出電壓uod = uC1 uC2= uo1 ( uo2)= 2uo1差模電壓放大倍數(shù)帶RL時RLRid = 2rbe差模輸入電阻差模輸出電阻Rod = 2RC大小相同 極性相反二、長尾式差分放大電路ui1V1+VCCV2RCRCuodui2uo1uo2ui1V1+VCCV2VEERCRCREEuodui2uC1uC23.3 直接耦合放大電路 3.3.

9、2 差分放大電路13例3.3.1 已知: = 80, rbb = 200 , UBEQ = 0.6 V, 試求:(1) 靜態(tài)工作點 (2) 差模電壓放大倍數(shù)Aud差模輸入電阻Rid，輸出電阻Rod解(1) ICQ1 = ICQ2 (VEE UBEQ) / 2REE= (12 0.6) / 2 20= 0.285 (mA)UCQ1= UCQ2 = VCC ICQ1RC=12 0.285 10= 9.15 (V)(2)= 10 / 10 = 5 (k)Rid=2rbe= 2 7.59 = 15.2 (k)Rod = 2RC= 20 (k)ui1V1+12VV212VRCRCREEuodui210

10、k10 k20 k20 k3.3 直接耦合放大電路 3.3.2 差分放大電路142. 共模輸入與共模抑制比共模輸入ui1 = ui2共模輸出電壓uic = ui1 = ui2使得:ie1 = ie2IEQ1 + ie1IEQ2 + ie2ue = 2ie1REE2REE2REE共模輸入電壓uoc = uC1 uC2= 0共模抑制比用對數(shù)表示：大小相同極性相同共模信號交流通路ui1V1+VCCV2VEERCRCREEuodui2uC1uC2V1V2RCRCuodui2uC1uC23.3 直接耦合放大電路 3.3.2 差分放大電路153、信號的輸入方式（1）共模輸入方式：大小相等、極性相同的信號。

11、（2）差模輸入方式：大小相等、極性相反的信號。則差模放大倍數(shù)： （3）任意輸入方式 uI1,uI2 (均可以上述兩種方式表示）共模放大倍數(shù)：即(1)(2)(1)(2),得(1)(2) ,得3.3 直接耦合放大電路 3.3.2 差分放大電路16(2) 若Aud = 50、 Auc = 0.05求輸出電壓uo，及KCMR1.01V0.99V解可將任意輸入信號分解為共模信號和差模信號之和(1)ui1 = 1.01 = 1.00 + 0.01 (V)ui2 = 0.99 = 1.00 0.01 (V)uid = u i1 u i2 = 1.01 0.99 = 0.02 (V)uiC = (ui1+ u

12、i2 ) / 2 = 1 (V)(2)uod = Auduid= 500.02= 1 (V)uoc = Aucuic= 0.051= 0.05 (V)uo = Auduid + Aucuic= 1.05 (V)= 60 (dB)(1) 求差模輸入電壓uid 、共模輸入電壓uic例3.3.2ui1V1+VCCV2VEERCRCREEuodui2uC1uC23.3 直接耦合放大電路 3.3.2 差分放大電路17三、 差分放大電路的四種接法1. 雙入單出輸出為雙端輸出的一半較雙端輸出小即 ui1 = ui ， ui2 = 0參數(shù)計算與雙端輸入相同2. 單入雙出為雙端輸入的特例+VCCuIV1V2RC

13、uoRCVEEI0iC1iC2RL3.3 直接耦合放大電路 3.3.2 差分放大電路18三、 差分放大電路的四種接法一、單端輸入、輸出方式3. 單入單出輸出為雙端輸出的一半4. 雙入雙出3.3 直接耦合放大電路 3.3.2 差分放大電路+VCCuIV1V2RCuoVEEI0iC1iC2RL19四、改進型差分放大電路-電流源電路增大共模放大倍數(shù)的思路：增大RE用恒流源代替RE特點：直流電阻為有限值動態(tài)電阻很大1. 三極管電流源簡化畫法電流源代替差分電路中的RE+VCCRLRERB1RB2ICI0ui1V1+VCCV2RCR1uodui2RCVEER2R3IC3V3ui1V1+VCCV2RCuodui2RCVEEI03.3 直接耦合放大電路 3.3.2 差分放大電路20例: uI1=10mV, uI2=6mV，則uId=2mV, uIc=8mV Ac=0 uOc=0 Ad0