多級放大電路

（3）靜態(tài)分析兩級放大電路均為共發(fā)射極分壓式偏置電路RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––T1T2（4）動態(tài)分析微變等效電路第一級第二級rbeRB2RC1EBC+-+-+-RSrbeRC2RLEBC+-RB1212ioi1oiouuuAAUUUUUUA===&&&&&&電壓放大倍數(shù)例2:圖所示的兩級放大電路，已知β1=β2=50。試求：

(1)計算前、后級放大電路的靜態(tài)值(UBE=0.6V);(2)求放大電路的輸入電阻和輸出電阻；

(3)求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)

RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010k解:

（1）兩級放大電路的靜態(tài)值第一級是射極輸出器:RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010k第二級是分壓式偏置電路RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010k第二級是分壓式偏置電路RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010krbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_（2）計算

r

i和r

0

由微變等效電路知，ri=ri1,

第一級是射極輸出器，rio=ri2。微變等效電路rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_（2）計算

r

i和r

0rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_（2）計算

r

i和r

0（3）電壓的放大倍數(shù)第一級放大電路為射極輸出器rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_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)rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_（3）電壓的放大倍數(shù)直接耦合：+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2––++RE22.8差動放大電路2.零點漂移零點漂移：指ui=0時，uo發(fā)生緩慢地、無規(guī)則地變化的現(xiàn)象uotO產生的原因：T參數(shù)隨溫度變化、電源電壓波動和電路元件參數(shù)的變化。直接耦合存在的兩個問題：1.前后級靜態(tài)工作點相互影響

若由于溫度的升高IC1增加1%，試計算輸出電壓Uo變化了多少？已知：UZ=4V，UBE=0.6V，RC1=3k，RC2=500，1=2=50溫度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75VIC1=2.31.01mA=2.323mAUC1=UZ+UBE2=4+0.6V=4.6V例1：uZ–++UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2––++RDZIC2=2?

IC2=500.147mA=7.35mAUo=8.325－7.75V=0.575V

提高了7.42%

可見，輸入信號為零時，由于溫度的變化，輸出電壓發(fā)生了變化即有零點漂移現(xiàn)象uZ–++UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2––++RDZ例1：

影響對輸入信號測量的準確程度和分辨能力，嚴重時：

可能淹沒有效信號電壓；無法分辨是有效信號電壓，還是漂移電壓

用輸出漂移電壓折合到輸入端的等效漂移電壓作為衡量零點漂移的指標輸入端等效漂移電壓輸出端漂移電壓電壓放大倍數(shù)

只有輸入端的等效漂移電壓比輸入信號小許多時，放大后的有用信號才能被很好地區(qū)分出來。零點漂移的危害：

抑制零點漂移采用直接耦合放大電路，由電路沒有電容，所以具有良好的低頻特性通頻帶f|Au

|0.707|Auo|OfH|Auo|幅頻特性

適合于集成化的要求，在集成運放的內部，級間都是直接耦合

電路結構對稱，理想情況下，兩管的特性與對應電阻元件的參數(shù)值都相等差動放大電路是抑制零點漂移最有效的電路結構差動放大原理電路

+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2兩個輸入、兩個輸出兩管靜態(tài)工作點相同2.8差動放大電路2.8.1差動放大電路的工作情況uo=VC1－VC2

=0uo=(VC1+VC1

)－(VC2+

VC2)=0靜態(tài)時，ui1

=

ui2

=0當溫度升高時ICVC（兩管變化量相等）

對稱差動放大電路對兩管所產生的同向漂移都有抑制作用1.零點漂移的抑制+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2

兩管集電極電位呈等量同向變化，所以輸出電壓為零，即對共模信號沒有放大能力（1）共模信號

ui1=ui2

大小相等、極性相同

差動電路抑制共模信號能力的大小，反映了它對零點漂移的抑制水平共模信號需要抑制2.有信號輸入時的工作情況兩管集電極電位一減一增，呈等量異向變化（2）差模信號

ui1=–ui2

大小相等、極性相反uo=（VC1－VC1））－（VC2+

VC１）=－2VC1即對差模信號有放大能力+–+–+–+–+–+–差模信號是有用信號2.有信號輸入時的工作情況+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2

ui1、ui2大小和極性是任意的

一對比較信號ui1、ui2可以看成是一對共模信號和一對差模信號的疊加

式中

放大器只放大兩個輸入信號的差值信號—差動放大電路（3）比較輸入

ui1、ui2大小和極性是任意的例1:

ui1=10mV,ui2=6mVui2=8mV－2mV例2:

ui1=20mV,ui2=16mV可分解成:

ui1=18mV+2mV

ui2=18mV－2mV可分解成:

ui1=8mV+2mV共模信號差模信號

該輸入常作為比較放大應用，在自動控制系統(tǒng)中常見（3）比較輸入

放大器只放大兩個輸入信號的差值信號—差動放大電路（CommonModeRejectionRatio)

全面衡量差動放大電路放大差模信號和抑制共模信號的能力差模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)

KCMR越大，說明差放分辨差模信號的能力越強，而抑制共模信號的能力越強3.共模抑制比共模抑制比

若電路完全對稱，理想情況下共模放大倍數(shù)

Ac=0

輸出電壓

uo

=

Ad

（ui1－

ui2）=

Ad

uid

若電路不完全對稱，則

Ac0，實際輸出電壓

uo

=Acuic+

Ad

uid即共模信號對輸出有影響

2.8.2典型差分放大電路+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+++–––T2EE+–RE的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點，限制每個管子的漂移EE：用于補償RE上的壓降，以獲得合適的工作點動態(tài)分析+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+++–––T2UEE+–對于差模信號ui1=-ui2發(fā)射極RE上的電流不隨信號變化在發(fā)射極長尾電阻上沒有信號電流RE對差模信號不起反饋作用2.8.3恒流源差動放大電路

長尾電路中，發(fā)射極電阻RE對共模抑制起重要作用，它對共模信號構成電流串聯(lián)負反饋，因此，為了提高共模抑制比，電阻值應取得越大越好，但對較大阻值的RE，要求很高的發(fā)射極電源（UEE），給電路構造帶來困難

希望找到一個靜態(tài)電阻不是很高，但動態(tài)電阻很高的器件，晶體管的放大區(qū)正好符合這一條件UCE3IC3Q

rce3

1MT3:放大區(qū)恒流源IB3Uce3uCEiC+UCC-EERCRCRRRET1T2uoui1ui2RPRB1RB2RE3T3+UCC-UEE（1）實際恒流源一般采用晶體管構成（2）恒流源差動放大電路+UCCuouiRCT1RRCR++––T2-UEE（2）差分放大電路的輸入、輸出接法1）差分輸入、雙端輸出+UCCuouiRCT1RRCR++––T2-UEE+UCCuouiRCT1RRCR++––T2-UEE2）差分輸入、單端輸出（2）差分放大電路的輸入、輸出接法3）單端輸入、雙端輸出+UCCuouiRCT1RRCR++––T2-UEE此時輸入可當作一對比較信號處理（2）差分放大電路的輸入、輸出接法2.9互補對稱功率放大電路2.9.1對功率放大電路的基本要求

功率放大電路的作用：是放大電路的輸出級去推動負載工作。如使揚聲器發(fā)聲、繼電器動作、儀表指針偏轉、電動機旋轉等（1）在不失真的情況下能輸出盡可能大的功率（2）由于功率較大，就要求提高效率ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶體管的工作狀態(tài)甲類工作狀態(tài)T在信號整個周期導通，靜態(tài)IC大，波形好,管耗大效率低乙類工作狀態(tài)T只在信號半個周期導通，靜態(tài)IC=0，波形嚴重失真，管耗小效率高甲乙類工作狀態(tài)T導通時間大于半個周期，靜態(tài)IC0，一般功放常采用

互補對稱電路是集成功率放大電路輸出級的基本形式，其當它通過容量較大電容與負載耦合，由省去變壓器，而被稱為無輸出變壓器（OutputTransformerLess）電路，簡稱OTL電路。若互補對稱電路直接與負載相連，輸出電容也省去，就成為無輸出電容（OutputCapacitorLess）電路，簡稱OCL電路

OTL電路采用單電源供電，OCL電路采用雙電源供電2.9.2互補對稱放大電路1.OTL電路（1）特點T1、T2的特性一致；用NPN型和PNP型兩管均接成射極輸出器；輸出端有大電容；單電源供電（2）靜態(tài)時（ui=0）,IC10，IC20OTL原理電路電容兩端的電壓RLuIT1T2+UCCCAuo++-+-（3）動態(tài)時

設輸入端在UCC/2直流基礎上加正弦信號T1導通、T2截止；同時給電容充電T2導通、T1截止；電容放電，相當于電源

若輸出電容足夠大，其上電壓基本保持不變，則負載上得到的交流信號正負半周對稱ic1ic2交流通路uo輸入交流信號ui的正半周輸入交流信號ui的負半周RLuIT1T2+UCCCAuo++-+-（4）交越失真

當ui為正弦波時，輸出信號在過零前后出現(xiàn)的失真稱為交越失真

交越失真產生的原因由于晶體管特性存在非線性，

ui

<死區(qū)電壓晶體管導