第10章直流放大器ppt课件

第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 第第10章章 直流放大器直流放大器10.1 差动放大器的基本概念差动放大器的基本概念10.2 典型差动放大电路典型差动放大电路习题习题10 第10章 直流放大器10.1 差动放大器的基本概念1 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物10.1 差动放大器的基本概念差动放大器的基本概念10.1.1零点漂移实际的直流放大器，当输入信号电压为0时，输出信号电压不为0，而是做不规则的缓慢变化，这种现象称为零点漂移，简称零漂。产生零漂的原因很多，但主要是由于温度、电源电压等变化引起各级静态工作点电压的缓慢变化，且这种变化会被逐级放大，最终使输出静态电压偏离原定值而做不规则的变动。10.1 差动放大器的基本概念10.1.1零点漂移2 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物衡量零漂的指标有温度漂移和时间漂移两种。温度漂移是指温度变化1所产生的漂移电压折合到输入端的数值。时间漂移是指在一定时间（例如24小时）内，漂移的电压折合到输入端的最大漂移值。交流放大器由于级间电容的隔直作用，几乎不存在零漂。但零漂会严重影响直流放大器的正常工作，尤其是当输入的有用信号比较微弱时，零漂所造成的虚假信号会淹没掉有用信号，使放大器失去放大作用。例如,一放大器的Au=1000，输出电压漂移为200mV，折合成输入端的漂移电压为Vid=200/1000=0.2mV。这时若输入信号小于0.2mV，则有用信号就会被漂移电压所淹没。衡量零漂的指标有温度漂移和时间漂移两种。温度漂移是指温度3 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物10.1.2基本差动放大器基本差动放大器，是由两个参数完全相同的单管共射极放大器构成的，如图10.1所示。10.1.2 基本差动放大器4 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图10.1基本差动放大器图 10.1 基本差动放大器5 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.工作原理差动放大器采用双端输出时对零漂有很强的抑制作用。因为在某一温度时，若输入信号为0，则因电路对称，两管的集电极对地电位相等，即UC1=UC2，所以输出电压为0，即1.工作原理 6 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.放大作用设差动放大器的两个输入信号分别为ui1和ui2，两个单边放大器的放大倍数分别为AV1、AV2，则两管的集电极对地之间的输出信号电压为uo1=AV1ui1uo2=AV2ui2两个集电极之间的输出电压为uo=uo1-uo2=AV1ui1-AV2ui2 由于电路对称，AV1=AV2=AV，因此 uo=AV(ui1-ui2)(10.1)2.放大作用 7 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1）差模放大作用如图10.1所示,输入信号ui通过两个相同的电阻R可分成两个大小相等、极性相反的差模信号，即分别加到两个单边放大器的输入端，这种输入方式称为差模输入。此时的输出电压为uo=AV(ui1-ui2)=AVui1）差模放大作用8 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物若用差模放大倍数Ad表示差动放大器对差模信号的放大作用，则(10.2)即差动放大器对差模信号的电压放大倍数与单边放大器相同。2）共模放大作用若差动放大器中的两个单边放大器完全对称，且输入共模信号ui1=ui2=uic，则输出电压uo=AV(ui1-ui2)=0若用差模放大倍数Ad表示差动放大器对差模信号的放大作用，9 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物用Ac表示差动放大器对共模信号的放大倍数，简称共模放大倍数，则3)共模抑制比差动放大器的差模放大倍数与共模放大倍数的比值 定 义 为 共 模 抑 制 比，用 CMRR(Common ModeRejectionRation)表示，即(10.3)用Ac表示差动放大器对共模信号的放大倍数，简称共模放大倍10 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物共模抑制比也可用分贝表示，即CMRR(dB)=20共模抑制比也可用分贝表示，即11 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物10.2 典型差动放大电路典型差动放大电路1.电路组成基本差动放大电路对零漂的抑制，是靠两个管子集电极电位的漂移相互抵消,使双端输出的零漂被抑制，并没有抑制单管的零漂。电路不对称，抑制零漂的效果就要受到限制。若采用单端输出，就根本没有抑制零漂的作用。为了进一步减小单边放大器的零漂，使双端输出的零漂更好地被抑制，把基本差动放大电路改进成如图10.2所示的电路，称为典型差动放大器。10.2 典型差动放大电路1.电路组成12 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图10.2典型差动放大器图10.2 典型差动放大器13 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图10.2中的RE上通过的电流近似为2IE，作用是通过其电流负反馈抑制共模信号，例如温度升高时负反馈的过程如下：TIC1(IC2)IE1(IE2)UE=2IERE=UBE1(UBE2)IB1(IB2)IC1(IC2)2对差模信号的放大差动放大电路在接入RE后，对差模信号的放大没有影响。对于差模信号，由于电路对称，两管的集电极电流一个在增加，一个在减小，且增加与减小的数量相等，因此RE上的电压保持不变，即RE对差模信号没有反馈作用。典型差动放大器的差模等效电路如图10.3所示。图10.2中的RE上通过的电流近似为2IE，作用是通过其14 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图10.3典型差动放大器的差模等效电路（a）差模信号通路;(b)单管微变等效电路图 10.3 典型差动放大器的差模等效电路15 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1)差模电压放大倍数差动放大器的电压放大倍数Ad与单管放大器的AV相同，即采用单端输出时的差模电压放大倍数Ad单，应为双端输出时差模电压放大倍数Ad的一半，即(10.4)(10.5)1)差模电压放大倍数(10.4)(10.5)16 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2)差模输入电阻rid和差模输出电阻rod由图10.3(b)知差模单管电路的输入电阻为(10.6)差动放大电路的差模输入电阻，应是两个输入端所呈现的电阻，大小应为两个差模单管电路输入电阻的串联值，即(10.7)2)差模输入电阻rid和差模输出电阻rod由图10.17 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物差模单管电路的输出电阻为rod单RC(10.8)差动放大电路的差模输出电阻，应是两个输出端所呈现的电阻，大小应为两个差模单管电路输出电阻的串联值，即rod2RC(10.9)差模单管电路的输出电阻为 18 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.对共模信号的抑制对共模信号而言，相当于在发射极接了2RE，故共模信号通路如图10.4(a)所示，单管共模等效电路如图10.4(b)所示。3.对共模信号的抑制19 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图10.4典型差动放大器的共模等效电路(a)共模信号通路;(b)单管共模等效电路图 10.4 典型差动放大器的共模等效电路20 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物从图10.4(a)可得到单端输出的共模电压放大倍数为考虑到RE很大，上式可化为(10.10)(10.11)从图10.4(a)可得到单端输出的共模电压放大倍数为(121 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物式(10.11)表明，只要RE选得足够大，则单端输出的共模电压放大倍数Ac单也能远小于1，即在单端输出时也能对共模信号进行有效的抑制，共模抑制比为对于双端输出，若电路理想对称，则Ac=0，CMRR=。但实际上电路不可能理想对称，因而Ac0。可以证明双端输出时的共模抑制比为(10.12)(10.13)式(10.11)表明，只要RE选得足够大，则单端输出的共22 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物习题习题10 1.电路如题图10.1所示，设图中1=2=60，晶体管的输入电阻rbe1=rbe2=1k，Ube=0.7V，电位器Rp的触点在中间位置。试求(1)电路的静态工作点；(2)电路的差模电压放大倍数；(3)电路的静态输入输出电阻。习题10 1.电路如题图10.1所示，设图中1=223 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物题图10.1题图 10.124 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.电 路 如 题 图 10.2所 示，已 知 1=2=60，rbe1=rbe2=1.5 k，UBE1=UBE2=0.7V，ui1=7 mV，ui2=15mV，试求电路输出电压uo，并计算电路的共模抑制比。2.电路如题图10.2所示，已知1=2=60，rb25 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物题图10.2题图 10.226 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.电路如题图10.3所示，已知=100，UBE=0.7V，VCC=VEE=12 V，RC=6k，RE=5.6 k，RL=10 k。（1）估算IC、UCE；（2）试求Aud、Rid、Rod；（3）若将RE的阻值改为11k，再求Aud和Rid。3.电路如题图10.3所示，已知=100，UBE=027 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物题图10.3题图 10.3 28 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.电路如题图10.4所示，已知RC=RL=10 k，RE=5.1k，RB=2k，VCC=24V，VEE=12V，1=2=60，rbe=1k。求：（1）Aud、Rid、Rod，并说明uo与ui的相位关系；（2）CMRR。4.电路如题图10.4所示，已知RC=RL=10 k29 第第10章章 直流放大器直流放大器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物题图10.4题图 10.4 30