第四版模擬電子技術(shù)第三章教案課件

1、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)童詩白、華成英主編主講人：葉雙信息工程系電子技術(shù)教研室模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)童詩白、華成英主編主講人：葉雙第三章 多級放大電路 3.1 多級放大電路的耦合方式 3.3 直接耦合放大電路3.2 多級放大電路的動(dòng)態(tài)分析第三章 多級放大電路 3.1 多級放大電路的耦合方式 3.3本章重點(diǎn)和考點(diǎn)：1、掌握多級放大電路的耦合方式，為集成電路的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)2、掌握直接耦合放大電路中差分放大電路的組態(tài)及動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算3、了解多級放大電路中的互補(bǔ)輸出級 本章重點(diǎn)和考點(diǎn)：1、掌握多級放大電路的耦合方式，為集成電本章討論的問題：1.單管放大電路為什么不能滿足多方面性能的要求？2.如何將多個(gè)單級放大電路連

2、接成多級放大電路？各種連接方式有和特點(diǎn)？3.直接耦合放大電路的特殊問題是什么？如何解決？4.差分放大電路與其它基本放大電路有什么區(qū)別？為什么它能抑制零點(diǎn)漂移？5.直接耦合放大電路輸出級的特點(diǎn)是什么？如何根據(jù)要求組成多級放大電路？本章討論的問題：1.單管放大電路為什么不能滿足多方面性能的要3.1 多級放大電路的耦合方式將多個(gè)單級基本放大電路合理聯(lián)接，構(gòu)成多級放大電路組成多級放大電路的每一個(gè)基本電路稱為一級，級與級之間的連接稱為級間耦合。四種常見的耦合方式：直接耦合阻容耦合變壓器耦合光電耦合3.1 多級放大電路的耦合方式將多個(gè)單級基本放大電路合理聯(lián)接3.1.1直接耦合特點(diǎn)：(1) 可以放大交流和緩

3、慢變化及直流信號；(2) 便于集成化。(3)各級靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響；基極和集電極電位會(huì)隨著級數(shù)增加而上升；(4)零點(diǎn)漂移（如何克服）。第一級第二級直接連接Q點(diǎn)合適嗎？3.1.1直接耦合特點(diǎn)：(1) 可以放大交流和緩慢變化直接耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置對哪些動(dòng)態(tài)參數(shù)產(chǎn)生影響直接耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置對哪些動(dòng)態(tài)參第四版模擬電子技術(shù)第三章教案課件第四版模擬電子技術(shù)第三章教案課件3.1.2阻容耦合圖 3.1.2阻容耦合放大電路第 一 級第 二 級特點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，在分立元件電路中廣泛使用,但不能放大緩慢變化的信號。在集成電路中無法制造大容量電容，不便于集成化，盡量不用。有零點(diǎn)漂移嗎？3

4、.1.2阻容耦合圖 3.1.2阻容耦合放大電路第 一3.1.3變壓器耦合以前功率放大電路廣泛采用此耦合方式。目前基本不用。3.1.3變壓器耦合以前功率放大電路廣泛采用此耦合方式。3.1.4光電耦合光電耦合是以光信號為媒介來實(shí)現(xiàn)電信號的耦合和傳遞的，因而其抗干擾能力強(qiáng)而得到越來越廣泛的應(yīng)用。一、光電耦合光電耦合器及其傳輸特性發(fā)光元件光敏元件3.1.4光電耦合光電耦合是以光信號為媒介來實(shí)現(xiàn)電信號的耦二、光電耦合放大電路目前市場上已有集成光電耦合放大電路，具有較強(qiáng)的放大能力。二、光電耦合放大電路目前市場上已有集成光電耦合放大電路，3.2多級放大電路的動(dòng)態(tài)分析一、電壓放大倍數(shù)二、 輸入電阻和輸出電阻

5、通常，多級放大電路的輸入電阻就是輸入級的輸入電阻；輸出電阻就是輸出級的輸出電阻。 具體計(jì)算時(shí)，有時(shí)它們不僅僅決定于本級參數(shù)，也與后級或前級的參數(shù)有關(guān)。3.2多級放大電路的動(dòng)態(tài)分析一、電壓放大倍數(shù)二、 輸入電阻和第四版模擬電子技術(shù)第三章教案課件如圖所示的兩級電壓放大電路，已知1= 2 =50, T1和T2均為3DG8D。計(jì)算前、后級放大電路的靜態(tài)值(UBE=0.6V)及電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)。 RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+T1T21M27k82k43k7.5k51010koU.例:1如圖所示的兩級電壓放大電路， RB1C1C2RE1+ 兩級放大電路的靜態(tài)值可分別計(jì)算。 RB1C1C2R

6、E1+RC2C3CE+24V+T1T21M27k82k43k7.5k51010koU.解: 兩級放大電路的靜態(tài)值可分別計(jì)算。 RB1C1C2R第一級是射極輸出器:第一級是射極輸出器:第二級是分壓式偏置電路第二級是分壓式偏置電路計(jì)算 r i和 r 0小信號等效電路2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_oU.o1U.由等效電路可知，放大電路的輸入電阻 ri 等于第一級的輸入電阻ri1。第一級是射極輸出器，它的輸入電阻ri1與負(fù)載有關(guān)，而射極輸出器的負(fù)載即是第二級輸入電阻 ri2。計(jì)算 r i和 r 0小信號等效電路2bI2cIrbe2RC2bI2cIrbe2RC2r

7、be1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui。oU.o1U.2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui。oU.o1U.2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)第一級放大電路為射極輸出器2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)第一級放大電路為射極輸出第二級放大電路為共發(fā)射極放大電路總電壓放大倍數(shù)2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_

8、Ui.oU.o1U.第二級放大電路為共發(fā)射極放大電路總電壓放大倍數(shù)2bI2cIr第四版模擬電子技術(shù)第三章教案課件第四版模擬電子技術(shù)第三章教案課件一、 零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因直接耦合時(shí)，輸入電壓為零，但輸出電壓離開零點(diǎn)，并緩慢地發(fā)生不規(guī)則變化的現(xiàn)象。圖 3.3.1零點(diǎn)漂移現(xiàn)象uOtOuItO放大電路級數(shù)愈多，放大倍數(shù)愈高，零點(diǎn)漂移問題愈嚴(yán)重。3.3直接耦合放大電路3.3.1直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象一、 零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因直接耦合時(shí)，輸入電壓為零，但二、抑制溫度漂移的方法：(1) 引入直流負(fù)反饋以穩(wěn)定 Q 點(diǎn)；(2) 利用熱敏元件補(bǔ)償放大器的零漂；圖 利用熱敏元件補(bǔ)償零漂R2R1

9、+VCC+T2+RcT1uIuOiC1ReRuB1(3) 采用差分放大電路。二、抑制溫度漂移的方法：(1) 引入直流負(fù)反饋以穩(wěn)定 Q 點(diǎn)3.3.2 差分放大電路差分放大電路是構(gòu)成多級直接耦合放大電路的基本單元電路一、電路的組成圖 3.3.2差分放大電路的組成(a)TRe利用射極電阻穩(wěn)定Q點(diǎn)但仍存在零點(diǎn)漂移問題圖 3.3.2差分放大電路的組成(b)TReuOVT的UCQ變化時(shí)，直流電源V始終與之保持一致。3.3.2 差分放大電路差分放大電路是構(gòu)成多級直接耦合放大采用與圖（a）所示電路參數(shù)完全相同，管子特性也相同的電路圖 3.3.2差分放大電路的組成(c)電路以兩只管子集電極電位差為輸出，可克服溫

10、度漂移。共模信號輸入信號uI1和uI2大小相等，極性相同。差模信號輸入信號uI1和uI2大小相等，極性相反。差分放大電路也稱為差動(dòng)放大電路動(dòng)畫avi6-2.avi理想對稱采用與圖（a）所示電路參數(shù)完全相同，管子特性也相同的電路圖 差分放大電路的改進(jìn)圖將發(fā)射極電阻合二為一、對差模信號Re相當(dāng)于短路。典型差分放大電路長尾式差分放大電路便于調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)，電源和信號源能共地信號特點(diǎn)差分放大電路的改進(jìn)圖將發(fā)射極電阻合二為一、典型差分放大電路長二、長尾式差分放大電路圖 3.3.3長尾式差分放大電路二、長尾式差分放大電路圖 3.3.3長尾式差分放大電路1.靜態(tài)分析1.靜態(tài)分析2.對共模信號的抑制作用共模信

11、號的輸入使兩管集電極電壓有相同的變化。2.對共模信號的抑制作用共模信號的輸入使兩管集電極電壓有相同對于每一邊電路，Re=?對于每一邊電路，Re=?3.對差模信號的放大作用分析時(shí)注意二個(gè)“虛地”E點(diǎn)電位在差模信號作用下不變，相當(dāng)于接“地”。電阻Re有反饋?zhàn)饔脝?3.對差模信號的放大作用分析時(shí)注意二個(gè)“虛地”E點(diǎn)電位在差模為什么負(fù)載電阻的中點(diǎn)電位在差模信號作用下不變，相當(dāng)于接“地”。為什么負(fù)載電阻的中點(diǎn)電位在差模信號作用下不變，相當(dāng)于接“地”第四版模擬電子技術(shù)第三章教案課件4.電壓傳輸特性放大電路的輸出電壓和輸入電壓之間的關(guān)系曲線。uo f( uI )如改變uI的極性，可得另一條圖中虛線所示的曲線

12、，它與實(shí)線完全對稱。uIuo4.電壓傳輸特性放大電路的輸出電壓和輸入電壓之間的關(guān)系曲線三、 差分放大電路的四種接法“單端”的情況，還具有共模抑制能力嗎？如何進(jìn)一步改進(jìn)呢？三、 差分放大電路的四種接法“單端”的情況，還具有共模抑制能1. 雙端輸入單端輸出電路靜態(tài)分析1. 雙端輸入單端輸出電路靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析(差模信號）Rid=2(Rb +rbe)Rod=RC問題：如輸出信號取自T2管的集電極，動(dòng)態(tài)分析結(jié)果如何？動(dòng)態(tài)分析(差模信號）Rid=2(Rb +rbe)Rod=RC輸入共模信號：輸入共模信號：問題討論問題討論2. 單端輸入、雙端輸出共模輸入信號差模輸入信號輸入差模信號的同時(shí)都伴隨著共模信號2

13、. 單端輸入、雙端輸出共模輸入信號差模輸入信號輸入差模信號差模輸出共模輸出靜態(tài)的值差模輸出共模輸出靜態(tài)的值4.差動(dòng)放大器四種方法比較4.差動(dòng)放大器四種方法比較四、改進(jìn)型差分放大電路四、改進(jìn)型差分放大電路等效電阻為無窮大近似為恒流等效電阻為無窮大近似為恒流第四版模擬電子技術(shù)第三章教案課件第四版模擬電子技術(shù)第三章教案課件討論一:討論一:3.3.3直接耦合互補(bǔ)輸出級基本要求：輸出電阻低，帶負(fù)載能力強(qiáng)，直流功耗小，負(fù)載上無直流功耗，最大不失真輸出電壓盡可能大。射級輸出形式輸入為零時(shí)輸出為零靜態(tài)工作電流小3.3.3直接耦合互補(bǔ)輸出級基本要求：輸出電阻低，帶負(fù)載能一、基本電路一、基本電路3、動(dòng)態(tài)分析3、動(dòng)

14、態(tài)分析4、存在的問題：交越失真信號在零附近兩只管子均截止給 T1、T2 提供合適的靜態(tài)電壓4、存在的問題：交越失真信號在零附近兩只管子均截止給 T1第四版模擬電子技術(shù)第三章教案課件準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級3.3.4直接耦合多級放大電路直接耦合多級放大電路的構(gòu)成：輸入級：差分放大電路或FET差分放大電路，從而減小溫漂，增大共模抑制比。中間級：共射放大電路，從而獲得高電壓放大倍數(shù)。輸出級：采用復(fù)合管的準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級電路，從而使輸出電阻小，帶負(fù)載能力增強(qiáng)，而且最大不失真輸出電壓幅值接近電源電壓。3.3.4直接耦合多級放大電路直接耦合多級放大電路的構(gòu)成：第四版模擬電子技術(shù)第三章教案課件1、化整為零，識別

15、電路第一級：雙端輸入單端輸出的差放電路第二級：復(fù)合管為放大管的共射放大電路第三級：準(zhǔn)互補(bǔ)電路動(dòng)態(tài)電阻無窮大+1、化整為零，識別電路第一級：雙端輸入單端輸出的差放電路第二第四版模擬電子技術(shù)第三章教案課件P181 3.2 P181 3.2 第四版模擬電子技術(shù)第三章教案課件第四版模擬電子技術(shù)第三章教案課件第四版模擬電子技術(shù)第三章教案課件P182 3.6解：雙入雙出差分放大電路P182 3.6解：雙入雙出差分放大電路P182 3.7解：雙入單出差分放大電路P182 3.7解：雙入單出差分放大電路P169 3.12解：帶恒流源的雙入單出差分放大電路交流等效電路UiUorbe3RdUgsgmUgsRdrbe2gmUgsUgsP169 3.12解：帶恒流源的雙入單出交流等效電路UiP183 3.10解：三級放大電路UiIirbe1rbe2R2rbe4R5R6rbe5U0R7帶恒流源的雙入單出差分放大電路共射放大電路(PNP管）共集放大電路（射集跟隨器）交流等效電路Ri3Ri1Ri2P183 3.10解：三級放大電路UiIirbe