模电基本放大电路-课件

电子技术电子技术模拟电路部分模拟电路部分第二章第二章 基本放大电路基本放大电路更多电子资料请登录赛微电子网2020/12/121第二章第二章 基本放大电路基本放大电路2.1 概论概论2.2 放大电路的组成和工作原理放大电路的组成和工作原理2.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法2.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定2.5 射极输出器射极输出器2.6 场效应管放大电路场效应管放大电路2.7 阻容耦合多级放大电路阻容耦合多级放大电路2.8 差动放大电路差动放大电路2020/12/122精品资料你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早”2.1 概论概论2.1.1 放大的概念放大的概念电子学中放大的目的是将微弱的电子学中放大的目的是将微弱的变化信号变化信号放大放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。电压放大电路可以用有输入口和输出口的四电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图：端网络表示，如图：uiuoAu2020/12/1252.1.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标一、电压放大倍数一、电压放大倍数AuUi 和和Uo 分别是输入和输出电压分别是输入和输出电压的有效值。的有效值。二、输入电阻二、输入电阻ri放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就要从信号源取电流。那么就要从信号源取电流。输入电阻输入电阻是衡量放大是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。AuIiUSUi2020/12/126三、输出电阻三、输出电阻roAuUS放大电路对其放大电路对其负载负载而言，相当于信号源，我们而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。等效电路的内阻就是输出电阻。roUS2020/12/127如何确定电路的输出电阻如何确定电路的输出电阻ro？步骤：步骤：1.所有的电源置零所有的电源置零(将独立源置零，保留受控源将独立源置零，保留受控源)。2.加压求流法。加压求流法。UI方法一：方法一：计算。计算。2020/12/128方法二：方法二：测量。测量。Uo1.测量开路电压。测量开路电压。roUs2.测量接入负载后的输出电压。测量接入负载后的输出电压。roUsRLUo步骤：步骤：3.计算。计算。2020/12/129四、通频带四、通频带fAuAum0.7AumfL下限截下限截止频率止频率fH上限截上限截止频率止频率通频带：通频带：fbw=fHfL放大倍数放大倍数随频率变随频率变化曲线化曲线2020/12/12102.1.3 符号规定符号规定UA大写字母、大写下标，表示直流量。大写字母、大写下标，表示直流量。uA小写字母、大写下标，表示全量。小写字母、大写下标，表示全量。ua小写字母、小写下标，表示交流分量。小写字母、小写下标，表示交流分量。uAua全量全量交流分量交流分量tUA直流分量直流分量 2020/12/1211 2.2 基本放大电路的组成和工作原理基本放大电路的组成和工作原理三极管放三极管放大电路有大电路有三种形式三种形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放以共射放大器为例大器为例讲解工作讲解工作原理原理2020/12/12122.2.1 共射放大电路的基本组成共射放大电路的基本组成放大元件放大元件iC=iB，工作在放大区，工作在放大区，要保证集电结反要保证集电结反偏，发射结正偏。偏，发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点RB+ECEBRCC1C2T2020/12/1213集电极电源，集电极电源，为电路提供能为电路提供能量。并保证集量。并保证集电结反偏。电结反偏。RB+ECEBRCC1C2T2020/12/1214集电极电阻，集电极电阻，将变化的电流将变化的电流转变为变化的转变为变化的电压。电压。RB+ECEBRCC1C2T2020/12/1215使发射结正偏，使发射结正偏，并提供适当的并提供适当的静态工作点。静态工作点。基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻RB+ECEBRCC1C2T2020/12/1216耦合电容耦合电容隔离输入输隔离输入输出与电路直出与电路直流的联系，流的联系，同时能使信同时能使信号顺利输入号顺利输入输出。输出。RB+ECEBRCC1C2T2020/12/1217可以省去可以省去电路改进：采用单电源供电电路改进：采用单电源供电RB+ECEBRCC1C2T2020/12/1218单电源供电电路单电源供电电路+ECRCC1C2TRB2020/12/12192.2.2 基本放大电路的工作原理基本放大电路的工作原理ui=0时时由于电源的由于电源的存在存在IB 0IC 0IBQICQIEQ=IBQ+ICQ一、静态工作点一、静态工作点RB+ECRCC1C2T2020/12/1220IBQICQUBEQUCEQ(ICQ,UCEQ)(IBQ,UBEQ)RB+ECRCC1C2T2020/12/1221(IBQ,UBEQ)和和(ICQ,UCEQ)分别对应于输入输出分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。特性曲线上的一个点称为静态工作点。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ2020/12/1222IBUBEQICUCEuCE怎么变化怎么变化假设假设uBE有一微小的变化有一微小的变化ibtibtictuit2020/12/1223uCE的变化沿一的变化沿一条直线条直线uce相位如何相位如何uce与与ui反相！反相！ICUCEictucet2020/12/1224各点波形各点波形RB+ECRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB2020/12/1225实现放大的条件实现放大的条件1.晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。反偏。2.正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。3.输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。4.输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。极电压，经电容滤波只输出交流信号。2020/12/12262.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法放大放大电路电路分析分析静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变等效电微变等效电路法路法图解法图解法计算机仿真计算机仿真2020/12/12272.3.1 直流通道和交流通道直流通道和交流通道 放大电路中各点的电压或电流都是在静态直放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号。流上附加了小的交流信号。但是，电容对交、直流的作用不同。如果电但是，电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同的。直流所走的通道是不同的。交流通道：交流通道：只考虑交流信号的分电路。只考虑交流信号的分电路。直流通道：直流通道：只考虑直流信号的分电路。只考虑直流信号的分电路。信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。2020/12/1228例：例：对直流信号（只有对直流信号（只有+EC）开路开路开路开路RB+ECRCC1C2T直流通道直流通道RB+ECRC2020/12/1229对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)短路短路短路短路置零置零RB+ECRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路交流通路2020/12/1230一、直流负载线一、直流负载线ICUCEUCEIC满足什么关系？满足什么关系？1.三极管的输出特性。三极管的输出特性。2.UCE=ECICRC 。ICUCEECQ直流直流负载线负载线与输出与输出特性的特性的交点就交点就是是Q点点IB直流通道直流通道RB+ECRC2.3.2 直流负载线和交流负载线直流负载线和交流负载线2020/12/1231二、交流负载线二、交流负载线ic其中：其中：uceRBRCRLuiuo交流通路交流通路2020/12/1232iC 和和 uCE是全量，与交流量是全量，与交流量ic和和uce有如下关系有如下关系所以：所以：即：交流信号的变化沿着斜率为：即：交流信号的变化沿着斜率为：的直线。的直线。这条直线通过这条直线通过Q点，称为点，称为交流负载线交流负载线。2020/12/1233交流负载线的作法交流负载线的作法ICUCEECQIB过过Q点作一条直线，斜率为：点作一条直线，斜率为：交流负载线交流负载线2020/12/12342.3.3 静态分析静态分析一、估算法一、估算法（1）根据直流通道估算）根据直流通道估算IBIBUBERB称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏偏置电流置电流。+EC直流通道直流通道RBRC2020/12/1235（2）根据直流通道估算）根据直流通道估算UCE、IBICUCE直流通道直流通道RBRC2020/12/1236二、图解法二、图解法先估算先估算 IB，然后在输出特性曲线上作出直，然后在输出特性曲线上作出直流负载线，与流负载线，与 IB 对应的输出特性曲线与直流负对应的输出特性曲线与直流负载线的交点就是载线的交点就是Q点。点。ICUCEQEC2020/12/1237例：例：用估算法计算静态工作点。用估算法计算静态工作点。已知：已知：EC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5。解：解：请注意电路中请注意电路中IB 和和IC 的数量级。的数量级。2020/12/12382.3.4 动态分析动态分析一、三极管的微变等效电路一、三极管的微变等效电路1.输入回路输入回路iBuBE当信号很小时，将输入特性当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。在小范围内近似线性。uBE iB对输入的小交流信号而言，对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻三极管相当于电阻rbe。rbe的量级从几百欧到几千欧。的量级从几百欧到几千欧。对于小功率三极管：对于小功率三极管：2020/12/12392.输出回路输出回路iCuCE所以：所以：(1)输出端相当于一个受输出端相当于一个受ib 控制控制的电流源。的电流源。近似平行近似平行(2)考虑考虑 uCE对对 iC的影响，输出的影响，输出端还要并联一个大电阻端还要并联一个大电阻rce。rce的含义的含义 iC uCE2020/12/1240ubeibuceicubeuceicrce很大，很大，一般忽略。一般忽略。3.三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路rbe ibib rcerbe ibibbce等等效效cbe2020/12/1241二、放大电路的微变等效电路二、放大电路的微变等效电路将交流通道中的三极管用微变等效电路代替将交流通道中的三极管用微变等效电路代替:交流通路交流通路RBRCRLuiuouirbe ibibiiicuoRBRCRL2020/12/1242三、电压放大倍数的计算三、电压放大倍数的计算特点：特点：负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRBRCRL2020/12/1243四、输入电阻的计算四、输入电阻的计算对于为放大电路提供信号的信号源来说，放大电对于为放大电路提供信号的信号源来说，放大电路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。输入电阻的定义：输入电阻的定义：是动态电阻。是动态电阻。rbeRBRCRL电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。2020/12/1244五、输出电阻的计算五、输出电阻的计算对于负载而言，放大电路相当于信号源，对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。内阻就是输出电阻。计算输出电阻的方法：计算输出电阻的方法：(1)所有电源置零，然后计算电阻（对有受控所有电源置零，然后计算电阻（对有受控源的电路不适用）。源的电路不适用）。(2)所有独立电源置零，保留受控源，加压求所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。流法。2020/12/1245所以：所以：用加压求流法求输出电阻：用加压求流法求输出电阻：rbeRBRC002020/12/12462.3.5 失真分析失真分析在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生非线非线性失真性失真。为了得到尽量大的输出信号，要把为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流设置在交流负载线的中间部分。如果负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截设置不合适，信号进入截止区或饱和区，造成非线性失真。止区或饱和区，造成非线性失真。2020/12/1247iCuCEuo可输出的可输出的最大不失最大不失真信号真信号选择静态工作点选择静态工作点ib2020/12/1248iCuCEuo1.Q点过低，信号进入截止区点过低，信号进入截止区放大电路产生放大电路产生截止失真截止失真输出波形输出波形输入波形输入波形ib2020/12/1249iCuCE2.Q点过高，信号进入饱和区点过高，信号进入饱和区放大电路产生放大电路产生饱和失真饱和失真ib输入波输入波形形uo输出波形输出波形2020/12/12502.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。态工作点。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由作点由UBE、和和ICEO 决定，这三个参数随温度而变决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。TUBE ICEOQ2020/12/1251一、温度对一、温度对UBE的影响的影响iBuBE25C50CTUBEIBIC2020/12/1252二、温度对二、温度对 值及值及ICEO的影响的影响T、ICEOICiCuCEQQ总的效果是：总的效果是：温度上升时，温度上升时，输出特性曲输出特性曲线上移，造线上移，造成成Q点上移。点上移。2020/12/1253小结：小结：TIC 固定偏置电路的固定偏置电路的Q点是不稳定的。点是不稳定的。Q点不点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、电路，当温度升高、IC增加时，能够自动减增加时，能够自动减少少IB，从而抑制，从而抑制Q点的变化。保持点的变化。保持Q点基本稳点基本稳定。定。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。电常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。电路见下页。路见下页。2020/12/1254分压式偏置电路：分压式偏置电路：RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo一、静态分析一、静态分析I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2直流通路直流通路2020/12/1255I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2直流通路直流通路2020/12/1256可以认为与温度无关。可以认为与温度无关。似乎似乎I2越大越好，越大越好，但是但是RB1、RB2太小，太小，将增加损耗，降低输将增加损耗，降低输入电阻。因此一般取入电阻。因此一般取几十几十k。I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2直流通路直流通路2020/12/1257TUBEIBICUEIC本电路稳压的本电路稳压的过程实际是由过程实际是由于加了于加了RE形成形成了了负反馈负反馈过程过程I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE22020/12/1258二、动态分析二、动态分析+ECuoRB1RCC1C2RB2CERERLuirbeRCRLRB微变等效电路微变等效电路uoRB1RCRLuiRB2交流通路交流通路2020/12/1259CE的作用：交流通路中，的作用：交流通路中，CE将将RE短路，短路，RE对交流不起作用，放大倍数不受影响。对交流不起作用，放大倍数不受影响。问题问题1：如果去掉如果去掉CE，放大倍数怎样？，放大倍数怎样？I1I2IBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo2020/12/1260去掉去掉 CE 后的交流通路和微变等效电路：后的交流通路和微变等效电路：rbeRCRLRERBRB1RCRLuiuoRB2RE2020/12/1261RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2问题问题2：如果电路如下图所示，如何分析？如果电路如下图所示，如何分析？2020/12/1262I1I2IBRB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2静态分析：静态分析：直流通路直流通路2020/12/1263RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2动态分析：动态分析：交流通路交流通路RB1RCRLuiuoRB2RE12020/12/1264交流通路：交流通路：RB1RCRLuiuoRB2RE1微变等效电路：微变等效电路：rbeRCRLRE1RB2020/12/1265问题：问题：Au 和和 Aus 的关系如何？的关系如何？定义：定义：放放大大电电路路RLRS2020/12/1266 2.5 射极输出器射极输出器RB+ECC1C2RERLuiuoRB+ECRE直流通道直流通道2020/12/1267一、静态分析一、静态分析IBIE折算折算RB+ECRE直流通道直流通道2020/12/1268二、动态分析二、动态分析RB+ECC1C2RERLuiuorbeRERLRB微变等效电路微变等效电路2020/12/12691.电压放大倍数电压放大倍数rbeRERLRB2020/12/12701.所以所以但是，输出电流但是，输出电流Ie增加了。增加了。2.输入输出同相，输出电压跟随输入电压，输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称故称电压跟随器电压跟随器。结论：结论：2020/12/12712.输入电阻输入电阻rbeRERLRB输入电阻较大，作为前一级的负载，对前输入电阻较大，作为前一级的负载，对前一级的放大倍数影响较小。一级的放大倍数影响较小。2020/12/12723.输出电阻输出电阻用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。rorbeRERBRSrbeRERBRS电源置电源置02020/12/1273一般：一般：所以：所以：射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。2020/12/1274射极输出器的使用射极输出器的使用1.将射极输出器放在电路的首级，可以提将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。高输入电阻。2.将射极输出器放在电路的末级，可以降将射极输出器放在电路的末级，可以降 低输出电阻，提高带负载能。低输出电阻，提高带负载能。3.将射极输出器放在电路的两级之间，可将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。以起到电路的匹配作用。2020/12/1275 2.6 场效应管放大电路场效应管放大电路(1)静态：适当的静态工作点，使场效应管工作静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区，场效应管的偏置电路相对在恒流区，场效应管的偏置电路相对简单。简单。(2)动态：能为交流信号提供通路。动态：能为交流信号提供通路。组成原则：组成原则：静态分析：静态分析：估算法、图解法。估算法、图解法。动态分析：动态分析：微变等效电路法。微变等效电路法。分析方法：分析方法：2020/12/12762.6.1 场效应管的微变等效电路场效应管的微变等效电路GSD跨导跨导漏极输出电阻漏极输出电阻uGSiDuDS2020/12/1277很大，很大，可忽略。可忽略。场效应管的微变等效电路为：场效应管的微变等效电路为：GSDuGSiDuDSSGDugsgmugsudsSGDrDSugsgmugsuds2020/12/12782.6.2 场效应管的共源极放大电路场效应管的共源极放大电路一、静态分析一、静态分析求：求：UDS和和 ID。设：设：UGUGS则：则：UG US而：而：IG=0所以：所以：UDD=20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150k50k1M10k10kGDS10k2020/12/1279uoUDD=20VRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150k50k1M10k10kGDS10k二、动态分析二、动态分析sgR2R1RGRLdRLRD微变等效电路微变等效电路2020/12/1280sgR2R1RGRLdRLRDro=RD=10k 2020/12/12812.6.3 源极输出器源极输出器uo+UDDRSuiC1R1RGR2RL150k50k1M10kDSC2G一、静态分析一、静态分析US UGUDS=UDD-US=20-5=15V2020/12/1282uo+UDDRSuiC1R1RGR2RL150k50k1M10kDSC2Griro ro gR2R1RGsdRLRS微变等效电路微变等效电路二、动态分析二、动态分析2020/12/1283riro ro gR2R1RGsdRLRS微变等效电路微变等效电路输入电阻输入电阻 ri2020/12/1284输出电阻输出电阻 ro加压求流法加压求流法gd微变等效电路微变等效电路ro ro R2R1RGsRS2020/12/1285场效应管放大电路小结场效应管放大电路小结(1)场效应管放大器输入电阻很大。场效应管放大器输入电阻很大。(2)场效应管共源极放大器场效应管共源极放大器(漏极输出漏极输出)输入输入输出反相，电压放大倍数大于输出反相，电压放大倍数大于1；输出电；输出电阻阻=RD。(3)场效应管源极跟随器输入输出同相，电场效应管源极跟随器输入输出同相，电压放大倍数小于压放大倍数小于1且约等于且约等于1；输出电阻；输出电阻小。小。2020/12/1286耦合方式：耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。2.7 多级阻容耦合放大电路多级阻容耦合放大电路耦合：耦合：即信号的传送。即信号的传送。多级放大电路对耦合电路要求：多级放大电路对耦合电路要求：1.静态：保证各级静态：保证各级Q点设置点设置2.动态动态:传送信号。传送信号。第一级第一级放大电路放大电路输输 入入 输输 出出第二级第二级放大电路放大电路第第 n 级级放大电路放大电路 第第 n-1 级级放大电路放大电路功放级功放级要求：要求：波形不波形不失真，减少压失真，减少压降损失。降损失。2020/12/1287设设:1=2=50,rbe1=2.9k ,rbe2=1.7 k 2.7.1 典型电路典型电路 前级前级后级后级+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET22020/12/1288关键关键:考虑级间影响。考虑级间影响。1.静态静态:Q点同单级。点同单级。2.动态性能动态性能:方法方法:ri2 =RL1ri2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET22.7.2 性能分析性能分析2020/12/1289考虑级间影响考虑级间影响2ri ,ro:概念同单级概念同单级1rirori2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET22020/12/1290微变等效电路微变等效电路:ri2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2RE1R2R3RC2RLRSR12020/12/12911.ri=R1/rbe1+（+1)RL1其中其中:RL1=RE1/ri2=RE1/R2/R3/rbe1=RE1/RL1 =RE1/ri2=27/1.7 1.7k ri=1000/(2.9+511.7)82k 2.ro=RC2=10k RE1R2R3RC2RLRSR12020/12/12923.中频电压放大倍数中频电压放大倍数:其中：其中：RE1R2R3RC2RLRSR12020/12/1293RE1R2R3RC2RLRSR12020/12/1294多级阻容耦合放大器的特点：多级阻容耦合放大器的特点：(1)由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独立，分别估算。点相互独立，分别估算。(2)前一级的输出电压是后一级的输入电压。前一级的输出电压是后一级的输入电压。(3)后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。(4)总电压放大倍数总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。各级放大倍数的乘积。(5)总输入电阻总输入电阻 ri 即为第一级的输入电阻即为第一级的输入电阻ri1。(6)总输出电阻即为最后一级的输出电阻。总输出电阻即为最后一级的输出电阻。由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电路的首级可提高输入电阻；接在末级可减小输出电路的首级可提高输入电阻；接在末级可减小输出电阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大电路阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大电路的性能。的性能。2020/12/1295例例1：放大电路由下面两个放大电路组成。已知放大电路由下面两个放大电路组成。已知EC=15V，R1=100k，R2=33k ，RE1=2.5k，RC=5k，1=60，；，；RB=570k，RE2=5.6k，2=100，RS=20k ，RL=5k+ECR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1放大电路一放大电路一RB+ECC21C22RE2uiuoT2放大电路二放大电路二2020/12/12961.求直接采用放大电路一的放大倍数求直接采用放大电路一的放大倍数Au和和Aus。2.若信号经放大电路一放大后，再经射极输出若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器输出，求放大倍数器输出，求放大倍数Au、ri和和ro。3.若信号经射极输出器后，再经放大后放大电若信号经射极输出器后，再经放大后放大电路一输出，求放大倍数路一输出，求放大倍数Au和和Aus。+ECR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1RB+ECC21C22RE2uiuoT22020/12/1297ri =R1/R2/rbe =1.52 k(1)由于由于RS大，而大，而ri小，致使放大倍数降低；小，致使放大倍数降低；(2)放大倍数与负载的大小有关。例：放大倍数与负载的大小有关。例：RL=5k 时时,Au=-93；RL=1k 时时,Au=-31。1.求直接采用放大电路一的放大倍数求直接采用放大电路一的放大倍数Au和和Aus。+ECR1RCC1C2R2CERERLuiuousRSriT12020/12/12982.若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器输出，求放大倍数输出，求放大倍数Au、ri和和ro。usRSRB+ECC22RE2uoT2RLR1RCC11R2CERE1uiriT1rbe2=2.36 k rbe1=1.62 k ro1=RC=5 k 2020/12/12992020/12/12100讨论：讨论：带负载能力。带负载能力。2.输出不接射极输出器时的带负载能力：输出不接射极输出器时的带负载能力：RL=5k 时：时：Au=-93RL=1k 时：时：Au=-31即：当负载电阻由即：当负载电阻由5k 变为变为1k 时，放大倍数降低到原时，放大倍数降低到原来的来的92.3%放大倍数降低到原来的放大倍数降低到原来的30%RL=5 k 时：时：Au1=-185，Au2=0.99，ri2=173 k Au=Au1 Au2=-183RL=1 k 时：时：Au1=-174，Au2=0.97，ri2=76 k Au=Au1 Au2=-1691.输出接射极输出器时的带负载能力：输出接射极输出器时的带负载能力：2020/12/121013.若信号经射极输出器后，再经放大后放大电路一若信号经射极输出器后，再经放大后放大电路一输出，求放大倍数输出，求放大倍数Aus。Au2=-93 ri2=1.52 k Au1=0.98 ri=101 k+ECR1RCC12R2CERE1riuoT1uiRBC21RE2T2usRS2020/12/12102输入不接射极输出器时：输入不接射极输出器时：可见，输入接射极输出器可提高整个放大电路可见，输入接射极输出器可提高整个放大电路的放大倍数的放大倍数Aus。2020/12/12103例题：例题：设设 gm=3mA/V，=50，rbe=1.7k前级前级:场效应管场效应管共源极放大器共源极放大器后级后级:晶体管晶体管共射极放大器共射极放大器求：总电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。求：总电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。+UCCRS3M(+24V)R120k10kC2C3R4R3RLRE282k43k10k8k10kC1RCT1RE1CE2T2CE1RD10kR21M2020/12/12104（1）估算各级静态工作点）估算各级静态工作点:（略）（略）（2）动态分析）动态分析:微变等效电路微变等效电路首先计算第二级的输入电阻：首先计算第二级的输入电阻：ri2=R3/R4/rbe=82/43/1.7=1.7 k R3R4RCRLRSR2R1RDrbegds2020/12/12105第二步：计算各级电压放大倍数第二步：计算各级电压放大倍数R3R4RCRLRSR2R1RDrbegds2020/12/12106第三步：计算输入电阻、输出电阻第三步：计算输入电阻、输出电阻ri=R1/R2=3/1=0.75M ro=RC=10k R3R4RCRLRSR2R1RDrbegds2020/12/12107第四步：计算总电压放大倍数第四步：计算总电压放大倍数Au=Au1Au2=(-4.4)(-147)=647R3R4RCRLRSR2R1RDrbegds2020/12/12108阻容耦合电路的频率特性：阻容耦合电路的频率特性：fA耦合电耦合电容造成容造成三极管结三极管结电容造成电容造成采用直接耦合的方式可降低放大电路的下限采用直接耦合的方式可降低放大电路的下限截止频率，扩大通频带。下面将要介绍的差截止频率，扩大通频带。下面将要介绍的差动放大器即采用直接耦合方式。动放大器即采用直接耦合方式。2020/12/12109uiRC1R1T12.8.1 直接耦合电路的特殊问题直接耦合电路的特殊问题R2、RE2:用于设置合适的用于设置合适的Q点。点。问题问题 1:前后级前后级Q点相互影响。点相互影响。2.8 差动放大电路差动放大电路+UCCuoRC2T2R2RE2问题问题 2:零点漂移零点漂移。uot0有时会将有时会将信号淹没信号淹没 当当 ui 等于零时，等于零时，uo不等于零。不等于零。2020/12/12110一、结构一、结构特点：特点：结构对称。结构对称。2.8.2 基本型差动放大器基本型差动放大器ui1ui2uoRCR1T1RBRCR1T2RB2020/12/12111二、二、抑制零漂的原理抑制零漂的原理uo=uC1-uC2 =0uo=(uC1+uC1 )-(uC2+uC2)=0当当 ui1=ui2=0 时：时：当温度变化时：当温度变化时：+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui22020/12/12112一、结构一、结构为了使左右平衡，可为了使左右平衡，可设置调零电位器设置调零电位器:2.8.3 双电源长尾式差放双电源长尾式差放uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUCC2020/12/12113二、二、静态分析静态分析 温度温度TICIE =2ICUEUBEIBIC1.RE的作用的作用 设设ui1=ui2=0自动稳定自动稳定RE 具有强负反馈作用具有强负反馈作用uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUCC 抑制温度抑制温度漂移，稳定静漂移，稳定静态工作点。态工作点。2020/12/12114uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUCC2.Q点的计算点的计算直流通路直流通路IC1=IC2=IC=IB UC1=UC2=UCCICRC UE1=UE2=IBRBUBE UCE1=UCE2=UC1UE1IBIC1IC2IBIE2020/12/12115三、三、动态分析动态分析1.输入信号分类输入信号分类(1)差模差模(differential mode)输入输入ui1=-ui2=ud(2)共模共模(common mode)输入输入ui1=ui2=uC共模抑制比（共模抑制比（Common-Mode Rejection Ratio)的定义的定义:KCMRR=KCMRR(dB)=(分贝分贝)差模电压差模电压放大倍数放大倍数:共模电压共模电压放大倍数放大倍数:2020/12/12116结论：结论：任意输入的信号任意输入的信号:ui1,ui2，都可分解成，都可分解成差模分量和共模分量。差模分量和共模分量。注意：注意：ui1=uC+ud ；ui2=uC-ud例例:ui1=20 mV,ui2=10 mV则：则：ud=5mV,uc=15mV 差模分量差模分量:共模分量共模分量:2020/12/12117(一一)差模输入差模输入均压器均压器RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RBREUCC2020/12/12118RE 对差模信号作用对差模信号作用 ui1 ui2ib1,ic1ib2 ,ic2ic1 =-ic2iRE=ie1+ie2=0uRE =0RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RBREUCCib2ib1ic2ic1iRERE对差模信号不起作用对差模信号不起作用2020/12/12119差模信号通路差模信号通路T1单边微变单边微变等效电路等效电路uod1RBB1EC1RC ib1ui1rbe1ib1RRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2E2020/12/121201.放大倍数放大倍数单边差模放大倍数单边差模放大倍数:uod1RBB1EC1RC ib1ui1rbe1ib12020/12/12121若差动电路带负载若差动电路带负载RL(接在接在 C1 与与 C2 之间之间),对于差对于差动信号而言，动信号而言，RL中点电位为中点电位为 0,所以放大倍数：所以放大倍数：即：总的差动电即：总的差动电压放大倍数为：压放大倍数为：差模电压放大倍数差模电压放大倍数:RRuodui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2E2020/12/12122ro=2RC ri ri ro输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：2.输入输出电阻输入输出电阻RRuoui1+UCCRCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2E2020/12/12123(二二)共模输入共模输入RE对共模信号起作用，并且对共模信号起作用，并且iRE=2ie1。uC ic1、ic2 iRE、uRE +UCCuocRCT1RBRCT2RBREUCCuC uoc2 uoc1ic1 ic2iREuRE2020/12/12124共共模信号通路模信号通路:uocRCT1RBRCT2RB2REuC1 uoc2 uoc1ic1 ic2uC22RE2020/12/12125T1单边微变等效电路单边微变等效电路RCRB2REic1uc1uoc1ib1 ib1ie1rbe12020/12/12126KCMRR AC 0问题：问题：负载影响共模放大倍数吗？负载影响共模放大倍数吗？不影响！不影响！2020/12/12127RRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2E+UCC2.8.4 恒流源式差放电路恒流源式差放电路电路结构电路结构:IC3R2T3R1R3-UEE2020/12/12128 rce3 1M 恒流源恒流源T3:放大区放大区RRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2E+UCCIC3R2T3R1R3-UEEuCEIB3iCUCE3IC3Q UCE3静态分析：静态分析：主要分析主要分析T3管。管。VB3VE3 IE3 IC32020/12/121291.恒流源相当于阻值很大的电阻。恒流源相当于阻值很大的电阻。2.恒流源不影响差模放大倍数。恒流源不影响差模放大倍数。3.恒流源影响共模放大倍数，使共模放恒流源影响共模放大倍数，使共模放大倍数减小，从而增加共模抑制比，大倍数减小，从而增加共模抑制比，理想的恒流源相当于阻值为无穷的电理想的恒流源相当于阻值为无穷的电阻，所以共模抑制比是无穷。阻，所以共模抑制比是无穷。恒流源的作用恒流源的作用2020/12/121302.8.5 差放电路的几种接法差放电路的几种接法输入端输入端 接法接法双端双端单端单端输出端输出端 接法接法双端双端单端单端双端输入双端输出：双端输入双端输出：Ad =Ad1双端输入单端输出：双端输入单端输出：ui1+UCCui2uoC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBIC3-UEE2020/12/12131双端输出：双端输出：Ad =Ad1单端输出：单端输出：双端输入与单端输双端输入与单端输入效果是一样的。入效果是一样的。ui1+UCCui2uoC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBIC3-UEE ib2 ib1ud=0.5ui ,uc=0双端输入：双端输入：ui1=-ui2=0.5uiud=0.5ui ,uc=0.5ui 单端输入：单端输入：ui1=-ui，ui2=02020/12/12132电子技术电子技术第二章第二章 结束结束模拟电路部分模拟电路部分2020/12/12133