直接耦合放大电路

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,直接耦合放大电路,1引入直流负反响Re；,2温度补偿p105 图2.4.5 利用二极管进展温度补偿电路；,3采用差分放大电路差动放大电路。,3、抑制零点漂移的方法,二、差分放大电路,1,、电路的组成,+,+,+,-,-,V,CC,u,o,u,I,V,BB,R,b,R,e,R,c,T,+,+,+,-,-,V,CC,u,o,u,I,V,BB,R,b,R,e,R,c,T,V,2,T1和T2两个晶体管的参数完全一样，那么管子集电极静态电位在温度变化时也时时相等，电路以两个管子集电极电位差作为输出，可抑制温度漂移。,+,+,+,-,V,CC,u,o,u,I,1,V,BB,R,b,1,R,e,1,R,c,1,T,1,+,+,-,-,u,I,2,R,b,2,R,e,2,R,c,2,T,2,V,BB,+,+,-,V,CC,u,o,u,I,1,R,b,1,R,e,R,c,1,T,1,+,+,-,-,u,I,2,R,b,2,V,EE,R,c,2,T,2,-,i,E,1,i,E,2,抑制温度漂移的原理：,1引入直流负反响Re由于发射极电阻降低电压放大倍数，故将Re1和Re2合并；,2采用对称电路：,3,共模信号,差模信号,差模信号作用下Re中电流变化为零，Re对差模信号无负反响作用，对差模信号相当于短路。,2,、,长尾式差分放大电路,1电路,+,V,CC,u,o,u,I,1,R,b,1,R,e,R,c,1,T,1,+,-,u,I,2,R,b,2,V,EE,R,c,2,T,2,-,i,E,1,i,E,2,i,C,1,i,C,2,i,B,2,i,B,1,u,C,1,u,C,2,4,3共模放大倍数描述抑制温度漂移的能力,2静态分析,由于电路参数完全对称，温度变化时管子的电流变化完全一样，温度漂移可等效成共模信号。,+,V,CC,u,o,R,b,1,R,e,R,c,1,T,1,+,-,R,b,2,V,EE,R,c,2,T,2,-,I,EQ,I,CQ,I,CQ,I,BQ,I,BQ,I,EQ,I,RE,u,C,1,u,C,2,(,R,b,一般很小,可忽略。,),5,4对差模信号的放大作用,+,V,CC,u,od,R,b,1,R,e,R,c1,T,1,+,-,R,b,2,V,EE,R,c,2,T,2,-,i,E,1,i,C,1,i,C,2,i,B,1,i,B,2,i,E,2,u,C,1,u,C,2,+,-,+,+,-,-,u,I,1,R,L,u,I,d,u,I,d,2,u,I,d,2,u,I,2,u,od,+,+,-,-,R,c,1,R,c,2,R,L,2,R,L,2,R,b,1,R,b,2,u,Id,i,B,1,i,B,2,r,be,1,r,be,2,6,5共模抑制比,考察对差模的放大能力和对共模抑制的能力,如将前面电路里的,u,I,的极性反接，传输特性就是同向传输特性。,U,om,的大小与使用的电源电压有关。,6电压传输特性输入输出特性,线性关系,同向传输特性,反向传输特性,-,U,om,U,om,u,od,u,Id,O,7,3,、差分电路的四种接法,1双端输入双端输出,应用举例：,R,1,、,R,2,、,R,3,、,R,4,组成电桥，思考：什么时候电压表读数为零？,+,V,CC,R,e,R,c,1,T,1,V,EE,R,c,2,T,2,-,V,R,1,R,3,R,4,R,2,R,b,1,R,b,2,8,2双端输入单端输出,静态分析,静态电流,I,BQ,1,=,I,BQ,2,，,I,CQ,1,=,I,CQ,2,+,V,CC,u,o,u,I,R,b,R,e,R,c,T,1,+,-,R,b,V,EE,R,c,T,2,-,+,-,R,L,V,CC,R,c,R,L,T,1,+,V,CC,U,CQ,1,R,b,R,e,T,1,R,b,V,EE,R,c,T,2,-,U,CQ,2,+,9,a,、输入差模信号,思考：什么时候输入与输出同相？,动态分析,+,V,CC,u,o,u,I,R,b,R,e,R,c,T,1,+,-,R,b,V,EE,R,c,T,2,-,+,-,R,L,u,od,+,+,-,-,R,c,R,c,R,L,R,b,R,b,u,Id,i,B,r,be,r,be,10,b,、输入共模信号,输入共模信号时，,R,e,电阻上的电流变化,i,RE,=2 ,i,E,，发射级电位的变化,u,e,=2 ,i,E,R,e,，所以对每一个晶体管来说，可认为,i,E,流过阻值为,2,R,e,的射级电阻。,+,V,CC,u,o,u,I,R,b,2R,e,R,c,T,1,+,-,R,b,V,EE,R,c,T,2,-,+,-,R,L,2R,e,u,oc,+,+,-,-,R,c,R,L,R,b,2R,e,u,Ic,i,B,r,be,+,V,CC,u,o,u,I,R,b,R,e,R,c,T,1,+,-,R,b,V,EE,R,c,T,2,-,+,-,R,L,11,R,e,越大，,K,CMR,越大。,u,oc,+,+,-,-,R,c,R,L,R,b,2R,e,u,Ic,i,B,r,be,12,3单端输入、双端输出,在差模信号输入时，如果电路参数不对称，那么共模放大倍数Ac不为零，输出端不仅有差模输出电压，而且还有共模输出电压。,+,V,CC,u,o,R,b,R,e,R,c,T,1,+,-,R,b,V,EE,R,c,T,2,-,+,-,R,L,u,I,-,+,-,u,I,2,+,V,CC,u,o,R,b,R,e,R,c,T,1,+,-,R,b,V,EE,R,c,T,2,-,+,-,R,L,u,I,2,+,+,-,u,I,2,u,I,2,如果电路参数理想对称，那么Ac=0，KCMR为无穷大。,13,单端输入、双端输出电路与双端输入、双端输出电路的区别：单端输入、双端输出电路在差模信号输入的同时，伴随着共模信号输入。,单端输入、双端输出电路与双端输入、双端输出电路的静态工作点和动态参数的分析完全一样。,4单端输入、单端输出,分析与双端输入、单端输出一样,+,V,CC,u,o,u,I,R,b,R,e,R,c,T,1,+,-,R,b,V,EE,T,2,-,+,-,R,L,+,V,CC,u,o,R,b,R,e,R,c,T,1,+,-,R,b,V,EE,T,2,-,R,L,-,+,-,u,I,2,+,-,u,I,2,+,+,-,u,I,2,u,I,2,-,+,-,u,I,2,+,V,CC,u,o,R,b,R,e,R,c,T,1,+,-,R,b,V,EE,R,c,T,2,-,+,-,R,L,u,I,2,+,+,-,u,I,2,u,I,2,14,四种接法的动态参数归纳：,输入电阻,双端输出,单端输出,单端输入，假设输入信号为uI，那么,15,5任意输入情况下的合成输出信号,+,V,CC,u,o,u,I,1,R,b,R,e,R,c,T,1,+,-,u,I,2,R,b,V,EE,R,c,T,2,-,16,4,、具有恒流源的长尾式差分放大电路,Re,越大，,K,CMR,越大，抑制温漂的作用越强，但为了保持原来的静态工作点，电源电压就要增加，且集成电路中，制作大电阻也不容易，故靠增大,Re,的阻值来提高,K,CMR,是不现实的。用晶体管电路来代替,Re,：,+,V,CC,u,o,u,I,1,R,b,R,3,R,c,T,1,+,-,u,I,2,R,b,V,EE,R,c,T,2,-,R,2,R,1,I,1,i,E,1,i,E,2,I,B,3,I,2,I,E3,I,C3,T,3,u,CE,i,C,U,CEQ,I,CQ,I,BQ,Q,U,CES,直流电阻,比较小,输出曲线越平坦，交流电阻越大,交流电阻,17,所以虚线中的电路可以保证在不增加电源电压的情况下，保证原来的静态工作点，同时增加,K,CMR,。,+,V,CC,u,o,u,I,1,R,b,R,3,R,c,T,1,+,-,u,I,2,R,b,V,EE,R,c,T,2,-,R,2,R,1,I,1,i,E,1,i,E,2,I,B,3,I,2,I,E3,I,C3,T,3,假设忽略UBE3的影响，那么IC3根本上是恒定电流。,18,5,、零点可调的差分放大电路,调零：输入端短路，输出也为零，但,T,1,和,T,2,无法作到绝对对称，所以在前面电路中加一小电阻的电位器在两个管子的发射极之间。,+,V,CC,u,o,u,I,1,R,b,R,W,R,c,T,1,+,-,u,I,2,R,b,V,EE,R,c,T,2,-,i,E1,i,E2,I,19,6,、由场效应管组成的差分放大电路,场效应管组成的差分放大电路可以获得较大的输入电阻，也有四种接法，分析方法与晶体管组成的差分放大电路一样。,R,g,R,g,R,d,R,d,-V,SS,I,T,1,T,2,i,S1,i,S2,u,I1,u,I2,+V,DD,+,-,u,o,20,例题,1,：,Rb=1K，Rc=10 K，RL=5.1 K，VCC=12V，VEE=6V，晶体管的=100，rbe= 2K。1为使T1管和T2管的发射极静态电流均为mA，Re的取值应为多少？T1管和T2管的管压降等于多少？,+,V,CC,u,od,R,b,1,R,e,R,c,1,T,1,+,-,R,b,2,V,EE,R,c,2,T,2,-,i,E,1,i,C,1,i,C,2,i,B,1,i,B,2,i,E,2,u,C,1,u,C,2,+,-,u,I,1,R,L,u,I,d,u,I,2,解,:,(1),u,E,21,3假设将电路改成单端输出，用直流表测得输出电压uo=3V，试问输入电压uI约为多少？设IEQmA，且共模输出电压忽略不计。,2计算Au、Ri和Ro的数值；,+,V,CC,u,od,R,b,1,R,e,R,c,1,T,1,+,-,R,b,2,V,EE,R,c,2,T,2,-,i,E,1,i,C,1,i,C,2,i,B,1,i,B,2,i,E,2,u,C,1,u,C,2,+,-,u,I,1,R,L,u,I,d,u,I,2,22,+,V,CC,u,od,R,b,1,R,e,R,c,1,T,1,+,-,R,b,2,V,EE,R,c,2,T,2,-,i,E,1,i,C,1,i,C,2,i,B,1,i,B,2,i,E,2,u,C,1,u,C,2,+,-,u,I,1,R,L,u,I,d,u,I,2,3假设将电路改成单端输出，用直流表测得输出电压uo=3V，试问输入电压uI约为多少？设IEQmA，且共模输出电压忽略不计。,23,例题,2:,电路如下图，T1管和T2管的均为40，rbe均为3k。试问：假设输入直流信号uI1=20mv，uI2=10mv，那么电路的共模输入电压uIC=？差模输入电压uId=？输出动态电压uO=?,解：电路的共模输入电压,u,IC,为：,由于电路的共模放大倍数为零，故,u,O,仅由差模输入电压和差模放大倍数决定。,+,V,CC,u,o,I,R,c,T,1,+,-,V,EE,T,2,-,u,I1,u,I2,+,-,10,k,差模放大倍数,A,d,为,:,差模输入电压,u,Id,为：,动态电压,u,o,分别为,:,24,例题,3:,1静态时T1管和T2管的发射极电流。,2假设静态时uO0，那么应如何调节Rc2的值才能使uO 0V？假设静态uO 0V，那么Rc2 ？电压放大倍数为多少？,电路如下图，所有晶体管均为硅管，均为60，rbb =100，静态时UBEQV。试求：,+,V,CC,u,o,T,1,+,-,V,EE,R,c,2,T,2,-,u,I,T,3,R,R,e,3,R,e,4,T,4,10,k,2,k,500,D,Z,+,-,3.7,V,R,c,4,10,k,+,-,(+12V),(-6V),解：1T3管的集电极电流,25,2假设静态时uO0，那么应减小 Rc2。,静态时,T,1,管和,T,2,管的发射极电流,I,E1,I,E2,mA,+,V,CC,u,o,T,1,+,-,V,EE,R,c,2,T,2,-,u,I,T,3,R,R,e,3,R,e,4,T,4,10,k,2,k,500,D,Z,+,-,3.7,V,R,c,4,10,k,+,-,(+12V),(-6V),u,o,I,C4,（,I,E4,）,I,B4,I,B4,=,I,C2,I,RC2,I,RC2,R,C2,26,当,u,I,0,时,u,O,0,，,T,4,管的集电极电流,I,C4,V,EE,/,R,c4,。,R,c2,的电流,与,其阻值分别为：,+,V,CC,u,o,T,1,+,-,V,EE,R,c,2,T,2,-,u,I,T,3,R,R,e,3,R,e,4,T,4,10,k,2,k,500,D,Z,+,-,3.7,V,R,c,4,10,k,+,-,(+12V),(-6V),27,电压放大倍数求解过程如下：,+,V,CC,u,o,T,1,+,-,V,EE,R,c,2,T,2,-,u,I,T,3,R,R,e,3,R,e,4,T,4,10,k,2,k,500,D,Z,+,-,3.7,V,R,c,4,10,k,+,-,(+12V),(-6V),28,三、直接耦合互补输出级 OCL ,电压放大电路的输出级根本要求:,1输出电阻低；,2最大不失真输出电压尽可能大。,电路为共集放大电路，输出电阻小，但此电路静态时，输出电压不为零，且带上负载后工作点会改变。,1、根本电路,T,R,e,R,L,u,i,R,b,+V,CC,29,T,R,e,R,L,u,i,+V,CC,-V,EE,静态时，输出电压为零，且带上负载静态工作点不变，但此电路的输出不对称，当,u,i,0,最大输出幅度为（,V,CC,-,U,CES,），当,u,i,0,时，,u,i,0,时，,交越失真,u,i,t,O,u,o,t,O,31,2,、消除交越失真的互补输出级,参加静态偏置，即在ui =0时， T1和T2都处于临界导通状态。二极管动态电阻很小，可认为 T1和T2的基极动态电位近似相等，且均为ui 。在输入信号作用下，能保证至少有一个管子导通，实现双向跟随。,T,1,R,L,u,i,+V,CC,-V,CC,T,2,+,u,o,-,R,1,D,1,R,2,D,2,b,1,b,2,R,3,R,4,b,1,b,2,T,I,I,1,I,B,I,2,集成电路中，一般采用倍增电路。,32,合理选择,R,3,和,R,4,的参数，可以得到,U,BE,任意倍数的直流电压。,3,、准互补输出电路,R,3,R,4,R,1,R,2,T,5,u,i,u,o,+,-,R,L,T,1,T,2,T,3,T,4,+V,CC,-V,CC,要寻找特性完全对称的NPN型和PNP型管比较困难，所以采用复合管，从输出端看T2和T4均采用同种类型的管子，比较容易作到特性一样，且复合管增大了电流放大系数。,33,四、直接耦合多级放大电路,直接耦合多级放大电路常用差分电路做为输入级，这样可以减小电路的温漂，增大共模抑制比，输出级一般多采用,OCL,电路，这样可以输出电阻小，带负载能力强，而且最大不失真电压幅值可接近电源电压。,例题：,1说明电路是几级放大电路，各级分别是哪几种根本放大电路；输出电压uo与uI1、 uI2的 极性关系。2设晶体管T1T9的电流放大倍数为19，试求出Au、Ri、Ro的表达式。,34,1说明电路是几级放大电路，各级分别是哪几种根本放大电路；输出电压uo与uI1、 uI2的 极性关系。,R,3,R,4,R,1,I,2,T,5,u,I1,u,o,+,-,R,L,T,6,T,7,T,8,T,9,+V,CC,-V,CC,T,3,T,4,T,1,T,2,u,I2,I,1,解：电路是一个三级放大电路。第一级是双端输入单端输出的差分放大电路 T1、T2 ；,35,第三级是准互补电路 R2、R3、T5构成倍增电路。,R,3,R,4,R,1,I,2,T,5,u,I1,u,o,+,-,R,L,T,6,T,7,T,8,T,9,+V,CC,-V,CC,T,3,T,4,T,1,T,2,u,I2,I,1,+,+,+,-,-,第二级是共射放大电路 T3和T4 构成复合管；,u,I1,与,u,o,同相，,u,I2,与,u,o,反向,36,2设晶体管T1T9的电流放大倍数为19，试求出Au、Ri、Ro的表达式。,+,-,r,be1,r,be2,R,1,r,be3,r,be4,r,be6,r,be7,+,-,R,L,输入级,中间级,输出级,R,i,2,R,i,3,37,+,-,r,be1,r,be2,R,1,r,be3,r,be4,r,be6,r,be7,+,-,R,L,输入级,中间级,输出级,R,i,2,R,i,3,38,谢谢,39,谢谢大家！,