3.1模拟电子电路课件第一章3.3课件.ppt

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1、1,第三章 多级放大电路,3.1多级放大电路的耦合方式,3.2多级放大电路的动态分析,3.3直接耦合放大电路,*差分式放大电路（静态动态），互补输出,2,一.直接耦合,直接耦合：将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端。,3.1多级放大电路的耦合方式,UCEQ1UBEQ2（易饱和失真）加Re（Au2数值下降）改用二极管或稳压管（后级UCQi接近VCC,Q点不合适）改用PNP,优点：能够放大变化缓慢的信号，便于集成化，,缺点：Q点相互影响，存在零点漂移现象。,3,二、阻容耦合,阻容耦合:将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端。,图3.1.2 两级阻容耦合放大电路,优点:Q点相互独立。,缺点

2、:不能放大变化缓慢的信号（特别不能用于直流信号的放大）,低频特性差，不能集成化。,4,优点:Q相互独立，级间阻抗匹配，放大电路可得到较大的功率输出。,缺点:低频特性差，不能放大变化缓慢的信号;不易集成，笨重。,三、变压器耦合,变压器耦合:将放大电路的前级输出端通过变压器接到后级输入端或负载电阻上。,图3.1.3 变压器耦合共射放大电路,5,3.2多级放大电路的动态分析,1.电压放大倍数：,2.输入电阻为第一级的输入电阻：,3.输出电阻为最后一级的输出电阻:,Ri=Ri1,Ro=Ron,注意：对于第一级到第(n-1)级，每一级的放大倍数均应该是以后级输入电阻做为负载时的放大倍数。,6,例1:计算

3、下图两级放大器的,(设1,2,rbe1,rbe2为已知),7,Ri=Rb1/Rb2/rbe1,Ro=Rc,8,例2：放大电路如下图，两管=79,rbe=1k,计算电压放大倍数,9,解：,10,3.3直接耦合放大电路,一、零点漂移现象：uI0，uO0 的现象。,抑制方法：,引入直流负反馈,利用热敏元件来抵消放大管的变化,采用特性相同的管子,使温漂相互抵消-差分放大电路,产生原因：温度变化，直流电源波动，器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。,11,二.差分放大电路（差动放大电路）,差分放大电路是放大两个输入信号之差.,理想差放：uo=Ad(uI1-uI2),Ad：差模

4、放大倍数,差模输入电压:两个输入信号之差 uId=uI1-uI2,共模输入电压:两个信号的算术平均值 uIc=(uI1+uI2)/2,输入电压：uI1=uIc+uId/2 uI2=uIc-uId/2,总输出电压：uo=Ad uId+Ac uIc,Ac：共模放大倍数,12,1.长尾式差分放大电路,图3.3.3 长尾式差分放大电路,(1)静态分析：,UCEQ=VCC-ICQ RC+UBEQ,二.差分放大电路（差动放大电路）,uO=UC1Q UC2Q=0,零输入时零输出。,13,（2)抑制零点漂移：,共模信号:两输入端加上大小相等,极性相同的信号,共模放大倍数:,参数理想对称时AC=0,即uI1=u

5、I2=uIc,14,零点漂移效果相当于输入端加共模信号,能抑制共模信号即能抑制零漂。,（2)抑制零点漂移：,T,iC1,iE,uE,uBE1,iB1,iC2,uBE2,iC1,iC2,iB2,由Re引起电流负反馈，抑制零点漂移。,15,(3)放大差模信号,iE1=iE2，Re中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。,结论：差动放大器对差模信号进行放大，对共模信号进行抑制。,差模信号:电路两输入端加上大小相等，极性相反的信号.,即uI1=-uI2=uId/2.,16,图3.3.5 差分放大电路加差模信号,差分电路以牺牲一只管子的Au为代价，换取低温漂。,动态参数:,差模放大倍数:,17,(4)

6、指标计算,1.差模放大倍数,2.共模放大倍数,3.共模抑制比 KCMR,KCMR表征差动放大器对共模信号抑制能力的参数，其值愈大，说明电路性能愈好。,参数理想对称时AC=0,18,2.差分放大电路的四种接法,双入-双出，双入-单出，单入-双出，单入-单出,（1）双端输入单端输出,图3.3.7 双入、单出差放电路,静态Q计算：IBQ IC1Q IC2Q UC1Q UC2Q UC1Q UC2Q,UC2Q=VCC-IC2Q RC,直流等效,19,动态计算：,差模信号：,R0=Rc,差模信号的等效电路,（1）双端输入单端输出,双入、单出差放电路,20,共模信号的等效电路,共模信号：,Re 愈大,Ac

7、愈小,KCMR愈大,电路性能愈好。,双入、单出差放电路,21,(2)单端输入双端输出电路,单端输入、双端输出电路,uI1 uI uI2 0,可看成双端输入任意信号的特例。,uId=uI1 uI2 uI,左右两端分别获得:一对差模信号：,一对共模信号：,左边：uI1=uI/2+uI/2=uI右边：uI2=uI/2-uI/2=0,22,动态参数：,由于输入差模信号的同时伴随有共模信号，所以：,(2)单端输入双端输出电路,单端输入、双端输出电路,23,(3)单端输入单端输出,单端输入、单端输出电路,R0=Rc,24,(1)差模电压放大倍数只与输出方式有关.,(2)共模电压放大倍数只与输出方式有关：双

8、出时：Ac=0,(3)差模输出电阻仅与输出方式有关：双出时:R0=2 Rc 单出时:R0=Rc,(4)输入电阻均为：Ri=2(rbe+Rb),(5)负载的处理：仅与输出方式有关 双出时：RL减半 单出时：RL不变,差动放大器动态参数计算总结：,双出时：与单放电路的Au相等，Ad=Au 单出时：Ad=Au/2,25,具有恒流源的差分放大电路,恒流源内阻为无穷大.,Re增大，能有效抑制温漂，提高KCMR，,方法1:用恒流源代替Re,3.改进型差分放大电路,VEE,简化画法,26,方法2：增加调零功能,电路调零措施,3.改进型差分放大电路,射极加Rw(或VCC 加Rw 调零）(Rw为调零电位器）,2

9、7,三.直接耦合互补输出级,对电压放大电路的输出级的要求：,输出电阻低;,最大不失真输出电压尽可能大;,输入电压为零,输出电压为零。,双向跟随的互补输出级,1.基本互补输出电路,互补输出级的基本电路,静态时：ui=0,uo=0.,当ui 0时，T1导通，T2截止。,当ui 0时，T2导通，T1截止。,两只管子交替工作，两路电源交替供电，双向跟随。,28,交越失真:,当ui uon时，T1 才导通,消除方法：设置合适的Q，使T1,T2均处于临界导通和微导通状态。,uo在 ui过零附近将产生交越失真。,29,2.消除交越失真的互补输出级,图3.3.17 消交越失真的互补输出级,(1)二极管偏置(a

10、)：,静态下:UB1,B2=UD1+UD2,动态：ub1ub2 ui,(2)UBE倍增电路(b),条件：I1I2 IB,若 R3=R4，UCE=UB1,B2=2UBE,动态下:ub1 ub2 ui,30,3.准互补输出电路,采用复合管的准互补级输出,互补输出电路的特点：,零输入时零输出;,具有很强的带负载能力;,输出正负方向对称,双向跟随;,适合做直耦多级放大电路的输出级。,输出管为同一类型管的电路为准互补电路。,31,四.直接耦合多级放大电路,输出级：互补输出电路（使输出电阻较小，带负载能力增强，最大不失真输出电压幅值可接近电源电压）,中间级：共射放大电路（得到高电压放大倍数）,输入级：差分放大电路（可减小温漂，提高共模抑制比）,要合理设置静态工作点，以使输入电压为零时输出电压为零。,直流耦合多级放大电路,32,交流等效电路,6,33,本章小结,3、差分放大电路:四种输入输出方法的静动态计算(重点)共模放大倍数，差模放大倍数，输入电阻，输出电阻，共模抑制比,1、多级放大电路的耦合方式 直接耦合 阻容耦合 变压器耦合 光电耦合,2、多级放大电路的动态参数(重点),4、互补输出电路的正确接法和输入输出关系,