《直接耦合放大电路》PPT课件

,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,*,3.3直接耦合放大电路,一、直接耦合放大电路的零点漂移现象,输入电压为零而输出电压不为零且缓慢变化的现象。（主要由温度变化引起，又称为温度漂移。）,2、产生零点漂移的原因,T,I,B,I,CEO,I,C,1、什么是零点漂移？（温度漂移）,直接耦合,放大电路,+,-,u,I,=0,mV,u,o,+,-,u,o,t,O,（,1）引入直流负反馈（,Re,）；,（2）温度补偿（p105 图2.4.5 利用二极管进行温度补偿电路）；,（3）采用差分放大电路（差动放大电路）。,3、克服零点漂移的方法,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,T,1,和,T,2,两个晶体管的参数完全一样，则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，可克服温度漂移。,+,+,+,-,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）,引入直流负反馈,（,R,e,）,（,由于发射极电阻降低电压放大倍数，故将,R,e,1,和,R,e,2,合并）；,（2）,采用对称电路：,共模信号,差模信号,差模信号作用下,R,e,中电流变化为零，,R,e,对差模信号无负反馈作用，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,（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相同，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。),（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,（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,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,（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,+,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,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,R,e越大，,K,CMR,越大。,u,oc,+,+,-,-,R,c,R,L,R,b,2R,e,u,Ic,i,B,r,be,（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，则共模放大倍数,A,c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，则,A,c=0，,K,CMR,为无穷大。,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相同。,（4）单端输入、单端输出,（分析与双端输入、单端输出相同）,+,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,2,四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，若输入信号为,u,I,，则,（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,-,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,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,若忽略,U,BE3,的影响，则,I,C3,基本上是恒定电流。,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,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相同。,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,例题1：,已知,R,b,=1,K,，,R,c,=10,K,，,R,L,=5.1,K,，,V,CC,=12,V,，,V,EE,=6,V,，晶体管的,=100，,r,be,=2,K,。（1）为使,T,1,管和,T,2,管的发射极静态电流均为0.5,mA,，,R,e,的取值应为多少？,T,1,管和,T,2,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,（3）若将电路改成单端输出，用直流表测得输出电压,u,o,=3,V,，试问输入电压,u,I,约为多少？设,I,EQ,=0.5,mA,，且共模输出电压忽略不计。,（2）计算,A,u,、,R,i,和,R,o,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,+,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）若将电路改成单端输出，用直流表测得输出电压,u,o,=3,V,，试问输入电压,u,I,约为多少？设,I,EQ,=0.5,mA,，且共模输出电压忽略不计。,例题2:,电路如图,P3.8,所示，,T,1,管和,T,2,管的,均为,40,，,r,be,均为,3,k,。试问：若输入直流信号,u,I1,=20,mv,，,u,I2,=10,mv,，则电路的共模输入电压,u,IC,=,？差模输入电压,u,Id,=,？输出动态电压,u,O,=?,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:,例题3:,（1）静态时,T,1,管和,T,2,管的发射极电流。,（2）若静态时,u,O,0，则应如何调节,R,c2,的值才能使,u,O,