模擬電路基礎(chǔ)第十一次課

1、Chap3 BJT放大電路（8學(xué)時(shí)，第十一次課） 1. 放大倍數(shù)A2. 輸入電阻：從放大器輸入端看進(jìn)去的等效電阻3. 輸出電阻：從放大器輸出端看進(jìn)去的等效電阻放大器的基本交流性能指標(biāo)不出現(xiàn)失真時(shí)，輸出電壓的振幅Vom的最大變化范圍：當(dāng)設(shè)置Q點(diǎn)是位于放大區(qū)的交流負(fù)載線的中點(diǎn)時(shí)，動(dòng)態(tài)范圍最大，即Vom的最大值為:放大器的非線性失真分析截止失真Q點(diǎn)偏低“削頂”輸出飽和失真Q點(diǎn)偏高“削底”輸出單級(jí)放大器常常采用電容進(jìn)行信號(hào)的耦合放大電路中的信號(hào)耦合技術(shù)單級(jí)放大器中的耦合技術(shù)耦合：即信號(hào)的傳輸方式。第一級(jí)放大電路輸 入 輸 出第二級(jí)放大電路第 n 級(jí)放大電路 第 n-1 級(jí)放大電路功放級(jí)3.4 多級(jí)放大

2、電路一級(jí)放大器放大倍數(shù)不夠，需要多級(jí)級(jí)聯(lián)。放大倍數(shù)滿(mǎn)足要求，輸入電阻或輸出電阻不滿(mǎn)足要求，也需要級(jí)聯(lián)。多級(jí)放大電路還可以展寬放大器的通頻帶，提高穩(wěn)定性，改善高頻特性等。1. 怎樣級(jí)聯(lián)？ 2. 多級(jí)放大器性能指標(biāo)如何計(jì)算？為什么需要多級(jí)放大電路？輸入級(jí)輸入電阻高，噪聲和漂移小。對(duì)各級(jí)電路的要求：輸出級(jí)動(dòng)態(tài)范圍大，輸出功率大，帶載能力強(qiáng)。中間級(jí)具有足夠大的放大能力。多級(jí)放大電路的組成輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)耦合方式：電容耦合；變壓器耦合； 光電耦合；直接耦合。多級(jí)放大電路對(duì)耦合電路要求： 靜態(tài)：保證各級(jí)Q點(diǎn)設(shè)置 動(dòng)態(tài): 傳送信號(hào)。要求：波形不失真，減少壓降損失。 一. 多級(jí)放大電路耦合技術(shù)1.直接耦合將

3、后級(jí)電路通過(guò)導(dǎo)線直接與前級(jí)相連優(yōu)點(diǎn)：電路中沒(méi)有電容和變壓器，易于集成。 能放大交流信號(hào)， 同時(shí)也能放大直流或緩變信號(hào)。缺點(diǎn)：各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)Q相互影響，分析、設(shè) 計(jì)和調(diào)試?yán)щy； 前后級(jí)的直流電平需匹配； 存在著嚴(yán)重的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。直接耦合兩個(gè)特殊問(wèn)題：前后級(jí)的直流電平需匹配； 存在著嚴(yán)重的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。RC1RC2T2RB_vi+VCCRL+_vo+T1級(jí)間電平配置常用的解決方法提高后級(jí)射極電位電平移位+VCC T2RERC2RC1RBT1RzDZ+VCC T2RERC2RC1RBT1兩種管子互補(bǔ)+VCC T2RC2RE2RC1RB1T1VCC 級(jí)間電平配置常用的解決方法零點(diǎn)漂移問(wèn)題的解決方法

4、當(dāng)輸入vi=0時(shí)，輸出電壓vO并不恒定，而是出現(xiàn)緩慢的、無(wú)規(guī)則的漂動(dòng)。這種現(xiàn)象稱(chēng)為零點(diǎn)漂移，簡(jiǎn)稱(chēng)零漂。零漂實(shí)質(zhì)上就是放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的變化引起零漂的主要原因(a) 元器件參數(shù)，特別是晶體管的參數(shù)會(huì)隨溫度的變化而變化。(b) 元器件會(huì)出現(xiàn)老化，參數(shù)發(fā)生了變化。 由溫度引起的零漂稱(chēng)為溫漂由元器件老化引起的零漂稱(chēng)為時(shí)漂引起直接耦合放大電路零漂的主要因素是溫漂零漂1. 引入直流負(fù)反饋2. 采用差動(dòng)放大電路抑制零點(diǎn)漂移的常用方法2. 電容耦合將后級(jí)電路通過(guò)電容器與前級(jí)相連RC1RC2T2RB1vi+VCCRL+_voT1RB2+_C1C2C3缺點(diǎn)：耦合電容隔斷直流，不能放大直流信號(hào)， 且當(dāng)信號(hào)頻率較低

5、時(shí)，放大倍數(shù)下降。 耦合電容容量大，不易集成。優(yōu)點(diǎn)： 各級(jí)之間直流通路不相通，Q點(diǎn)相互獨(dú)立；設(shè)計(jì)、計(jì)算、調(diào)試方便。3.變壓器耦合將后級(jí)電路通過(guò)變壓器與前級(jí)相連CE1RE1T1Tr1Tr2CB1vi+_CE2RE2T2RL+_voTr3+VCCRB11+RB12+RB21RB22CB2優(yōu)點(diǎn)：前后級(jí)靠磁路耦合，各級(jí)Q點(diǎn)相互獨(dú)立； 可進(jìn)行阻抗變換，實(shí)現(xiàn)功率匹配， 從而使后級(jí)或負(fù)載上得到最大功率。缺點(diǎn)：低頻特性差； 變壓器體積大、笨重、貴，更不能集成化， 只能用于分立元件放大電路。變壓器耦合多級(jí)放大電路的主要特點(diǎn)4. 光電耦合 光電耦合器是將發(fā)光元件（發(fā)光二極管）與光敏元件（光電三極管）相互絕緣地組合

6、在一起：發(fā)光元件為輸入回路，它將電能轉(zhuǎn)化成光能；光敏元件為輸出回路，它將光能再轉(zhuǎn)換成電能，實(shí)現(xiàn)輸入與輸出電路的電氣隔離，從而可有效地抑制電干擾。以光信號(hào)為媒介來(lái)實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的耦合和傳遞圖3.34 光電耦合器及其傳輸特性 光電耦合放大電路復(fù)合管達(dá)林頓管作用：提高電流放大系數(shù)，增大電阻rbeibib2ic1ic2icie同類(lèi)型管子組成的復(fù)合管復(fù)合管達(dá)林頓管作用：提高電流放大系數(shù)，增大電阻rbe互補(bǔ)型復(fù)合管兩個(gè)不同類(lèi)型的管子組成的復(fù)合管，等效后管子的類(lèi)型取決于第一個(gè)管子的類(lèi)型。組成復(fù)合管的原則：管內(nèi)電流方向要一致直接耦合放大電路的靜態(tài)分析RC1RC2T2RB_vi+VCCRL+_vO+VBBT1+_+

7、_+_+_ 阻容耦合、變壓器耦合的各級(jí)Q點(diǎn)相互獨(dú)立，分析方法與前述的單級(jí)放大電路的方法相同。這里只對(duì)直接耦合電路進(jìn)行靜態(tài)分析。令輸入電壓vi=0RC1RC2T2RB_vi+VCCRL+_vO+VBBT1+_+_+_+_在輸入回路IBQ2 、ICQ2 、IEQ2在一、二級(jí)之間聯(lián)立求解可得VCEQ2 、Io在輸出回路后級(jí)放大器的輸入電阻是前級(jí)放大器的負(fù)載；前級(jí)放大器的輸出電路是后級(jí)放大器的信號(hào)源。圖3.36 多級(jí)放大器的通用小信號(hào)模型1. 電壓放大倍數(shù)二. 多級(jí)放大器交流性能指標(biāo)的計(jì)算2. 輸入電阻注意：在計(jì)算Ri1 時(shí)要把后一級(jí)的輸入電阻作為第一級(jí)的負(fù)載電阻來(lái)考慮。3. 輸出電阻注意：在計(jì)算Ro

8、n時(shí)要把前一級(jí)的輸出電阻作為它的信號(hào)源內(nèi)阻來(lái)考慮。多級(jí)放大器的輸入電阻Ri就是第一級(jí)放大器的輸入電阻Ri1 。多級(jí)放大器的輸出電阻Ro，就是最末級(jí)放大器的輸出電阻Ron。電路結(jié)構(gòu)1. 共射-共基（CE-CB）組合放大電路交流通路輸入電阻三. BJT組合放大器的計(jì)算電壓放大倍數(shù)其中，第二級(jí)CB放大器的輸入電阻： 若兩管的小信號(hào)參數(shù)相同，則表明：CE-CB組合放大電路的電壓放大倍數(shù) 與單級(jí)CE放大器相同。 輸出電阻2. 共集-共基（CC-CB）組合放大電路CC-CB放大電路的交流通路 輸入電阻其中: 輸出電阻 電壓放大倍數(shù) 若兩管小信號(hào)參數(shù)相同，而且通常設(shè)計(jì)RERi2，則： 表明：CC-CB 組合

9、放大電路的電壓放大倍數(shù)只是單管CE放大器的一半；但由于CC和CB組態(tài)的高頻性能都優(yōu)于CE狀態(tài)。所以，它們的組合放大電路的高頻特性會(huì)比CE放大器好。3. 共射-共集（CECC）組合放大電路輸入電阻輸出電阻其中電壓放大倍數(shù)其中4. 共集-共射（CC-CE）組合放大電路CC組態(tài)大的Ri1提高源電壓增益CC組態(tài)小的Ro1減小CE組態(tài)的時(shí)間常數(shù)擴(kuò)展了通頻帶例3.6 為提高放大電路信號(hào)電壓的利用率和帶負(fù)載的能 力，多級(jí)放大電路的第一級(jí)和最末級(jí)常采用共集 電路。圖3.41是CC-CE-CC三級(jí)直接耦合放大器。 已知BJT的 求：該放大器的Ri、Ro和Av。分析電路采用了正、負(fù)電源是為了保證輸入和輸出端的直流電位為零；穩(wěn)壓管和二極管的接入，分別墊高了T2、T3管的射極電位，有利于各級(jí)放大電路電平配置，同時(shí)在