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1、第三章 多級(jí)放大電路,1. 多級(jí)放大電路的耦合方式,3. 直接耦合放大電路,2. 多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析,3.1 多級(jí)放大電路的耦合方式,將多個(gè)單級(jí)基本放大電路合理連接，構(gòu)成多級(jí)放大電路。,組成多級(jí)放大電路的每一個(gè)基本放大電路稱為一級(jí)，級(jí)與級(jí)之間的連接稱為級(jí)間耦合。,四種常見(jiàn)的耦合方式： 直接耦合 阻容耦合 變壓器耦合 光電耦合,3.1.1直接耦合,圖 3.1.1(a) 兩個(gè)單管放大電路簡(jiǎn)單的直接耦合,將前一級(jí)的輸出端直接連接到后一級(jí)的輸入端，稱為直接耦合。,優(yōu)點(diǎn)：,可以放大緩慢變化的低頻信號(hào)； 便于集成化；,,(3)各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響；基極和集電極電位會(huì)隨著級(jí)數(shù)增加而上升； (4)零點(diǎn)
2、漂移。,缺點(diǎn)：,3.1.1直接耦合,圖 3.1.1(a) 兩個(gè)單管放大電路簡(jiǎn)單的直接耦合,,Rc1 ：既作為第一級(jí)的集電極電阻，又作為第二級(jí)的基極電阻，只要Rc1取值合適，就可以為T(mén)2管提供合適的基極電流。,一、直接耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置,圖 3.1.1(a) 兩個(gè)單管放大電路簡(jiǎn)單的直接耦合,,T1管：UCEQ1=UBEQ2=0.7v,T1管的靜態(tài)工作點(diǎn)靠近飽和區(qū)，容易引起飽和失真。,穩(wěn)定T1的Q點(diǎn)：抬高T2管的基極電位?？梢栽赥2管的發(fā)射極加電阻Re2。,一、直接耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置,改進(jìn)電路(a),電路中接入Re2，保證第一級(jí)集電極有較高的靜態(tài)電位，但第二級(jí)放大倍數(shù)嚴(yán)重下降。
3、,,UCE1=UBE2+URe2,二極管:對(duì)直流量相當(dāng)于一個(gè)電壓源； 對(duì)交流量等效成一個(gè)小電阻。,改進(jìn)電路(b),一、直接耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置,改進(jìn)電路(c),穩(wěn)壓管動(dòng)態(tài)電阻很小，可以使第二級(jí)的放大倍數(shù)損失小。但T1集電極電壓變化范圍減小。,,,（a）、（b）、（c）電路，各級(jí)晶體管工作在放大區(qū)條件：e結(jié)正偏，c結(jié)反偏。 如果級(jí)數(shù)增多，且均為NPN管構(gòu)成的共射電路，那么由于集電極電位逐級(jí)升高，以至于接近電源電壓，勢(shì)必使后級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)不適合。,NPN管和PNP管混合使用，可獲得合適的工作點(diǎn)。 為經(jīng)常采用的方式。,改進(jìn)電路(d),,,一、直接耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置,二、直接耦合放
4、大電路的優(yōu)缺點(diǎn),突出優(yōu)點(diǎn)： 具有良好的低頻特性，可以放大變化緩慢的信號(hào)； 便于集成。由于電路中沒(méi)有大容量電容，所以易于將全部電路集成在一片硅片上，構(gòu)成集成放大電路。,缺點(diǎn)： 采用直接耦合方式使各級(jí)之間的直流通路相連，因而靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，這樣就給電路的分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來(lái)一定的困難。 零點(diǎn)漂移現(xiàn)象存在。,定義：將放大電路的前級(jí)輸出端通過(guò)電容接到后級(jí)輸入端，稱為阻容耦合方式。,3.1.2阻容耦合,優(yōu)點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，在求解或?qū)嶋H調(diào)試Q點(diǎn)時(shí)可按 單級(jí)處理；高頻特性好，在分立元件電路中廣泛使用。 缺點(diǎn)：低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號(hào)。 在集成電路中無(wú)法制造大容量電容，不便于集
5、成化。,3.1.3變壓器耦合,優(yōu)點(diǎn)：可以調(diào)整變壓器的阻抗，提高帶負(fù)載能力； 前后級(jí)靠磁路耦合，故各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立。 缺點(diǎn)：低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號(hào)，且笨重，更不能集成。,定義：將放大電路前級(jí)的輸出端通過(guò)變壓器接到后級(jí)的輸入端或負(fù)載電阻上,稱為變壓器耦合。,RL既可以是實(shí)際的負(fù)載電阻，也可以代表后級(jí)放大電路。,變壓器耦合放大電路,變壓器最大特點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換，選擇恰當(dāng)?shù)脑褦?shù)比，可在負(fù)載上得到盡可能大的輸出電壓或輸出功率。,由于負(fù)載電阻小，直接耦合或阻容耦合放大電路上，負(fù)載無(wú)法獲得大功率。,變壓器耦合放大電路,若忽略變壓器自身的損耗，則原邊損耗的功率等于副邊負(fù)載電阻所獲得的功率
6、，即P1P2。,,理想變壓器情況下，負(fù)載上獲得的功率等于原邊消耗的功率。,3.1.4 光電耦合,發(fā)光元件,概念：光電耦合是以光信號(hào)為媒介來(lái)實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的耦合和傳遞的。 作用：實(shí)現(xiàn)了兩部分電路的電氣隔離，抗干擾能力強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。,一、光電耦合器,光敏元件,二、光電耦合放大電路,目前市場(chǎng)上已有集成光電耦合放大電路， 具有較強(qiáng)的放大能力。,圖3.1.6 光電耦合放大電路,,3.2 多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析,圖3.2.1多級(jí)放大電路方框圖,一、電壓放大倍數(shù),總電壓放大倍數(shù)等于各級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積，即,其中， n為多級(jí)放大電路的級(jí)數(shù)。,3.2 多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析,二、 輸入電阻和輸出電阻,通常，多級(jí)放
7、大電路的輸入電阻就是第一級(jí)的輸入電阻；輸出電阻就是最后一級(jí)的輸出電阻。,具體計(jì)算時(shí)，有時(shí)它們不僅僅決定于本級(jí)參數(shù)，也與后級(jí)或前級(jí)的參數(shù)有關(guān)。,圖3.2.1多級(jí)放大電路方框圖,3.2 多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析,多級(jí)放大電路電壓放大倍數(shù)的計(jì)算,在求分立元件的多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)時(shí)有兩種處理方法：,輸入電阻法：將后一級(jí)的輸入電阻作為前一級(jí)的負(fù)載考慮，即將第二級(jí)的輸入電阻與第一級(jí)的集電極負(fù)載電阻并聯(lián)。,開(kāi)路電壓法：將后一級(jí)與前一級(jí)開(kāi)路，計(jì)算前一級(jí)電壓放大倍數(shù)與輸出電阻，然后將其作為信號(hào)源的內(nèi)阻，共同作用到后一級(jí)的輸入端。,注意：在求Ri和Ro時(shí)，共集放大電路： 作為第一級(jí)時(shí)，輸入電阻與第二級(jí)的輸入
8、有關(guān)； 作為最后一級(jí)時(shí)，輸出電阻與前一級(jí)的輸出有關(guān)。,例3.2.1 已知圖3.1.2所示電路中R1=15K,R2=R3=5K,R4=2.3K,R5=100K,R6=RL=5K;VCC=12V;晶體管的 均為50，rbe1=1.2k ,rbe2=1k,UBEQ1=UBEQ2=0.7V。試估算電路的Q點(diǎn)、Au、Ri和Ro。,解：（1）求解Q點(diǎn)：每一級(jí)的Q點(diǎn)都可以按單管放大電路的求解。,第一級(jí)：,靜態(tài)分析：,第二級(jí)：為共集放大電路，據(jù)其基極回路方程求IBQ2，得到IEQ2和UCEQ2。,解：（1）求解Q點(diǎn)：每一級(jí)的Q點(diǎn)都可以按單管放大電路的求解。,靜態(tài)分析：,解：（2）求Au、Ri、Ro，首先畫(huà)出交
9、流等效電路。,動(dòng)態(tài)分析：,為了求出第一級(jí)的電壓放大倍數(shù)Au1，首先應(yīng)求出其負(fù)載電阻，即第二級(jí)的輸入電阻：,解：（2）求Au、Ri、Ro，首先畫(huà)出交流等效電路。,動(dòng)態(tài)分析：,第二級(jí)的Au2應(yīng)接近1 ，根據(jù)電路:,整個(gè)電路的電壓放大倍數(shù):,根據(jù)輸入電阻的物理意義，,解：（2）求Au、Ri、Ro，首先畫(huà)出交流等效電路。,動(dòng)態(tài)分析：,電路的輸出電阻RO與第一級(jí)的輸出電阻有關(guān)，,作業(yè)題如圖所示的兩級(jí)電壓放大電路，已知1=2 =50。計(jì)算前、后級(jí)放大電路的靜態(tài)值（UBE=0.6V）及電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)。,3.3 直接耦合放大電路,在實(shí)際應(yīng)用中，許多信號(hào)是變化緩慢的物理量， 需要對(duì)其放大后才能驅(qū)動(dòng)負(fù)載。由于是低
10、頻信號(hào)， 所以采用直接耦合放大電路。,3.3.1 直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象,在實(shí)際電路中，直接耦合放大電路多采用 差分放大電路。,一、零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因,1、什么是零點(diǎn)漂移現(xiàn)象：uI0，uO0的現(xiàn)象。,零點(diǎn)漂移現(xiàn)象： 輸入電壓ui為0,而輸出電壓uo不為0并且 緩慢變化的現(xiàn)象。,產(chǎn)生原因：溫度變化，直流電源波動(dòng)，器件老化。其中晶體管的特性對(duì)溫度敏感是主要原因，故也稱零漂為溫漂。,一、零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因,基本不存在。在阻容耦合放大電路中，零點(diǎn)漂移幾乎都是緩慢變化的信號(hào)，前一級(jí)uo的緩慢變化的漂移電壓都降落在耦合電容之上，不會(huì)傳入下一級(jí)放大電路。,在直接耦合放大電路中，這種漂
11、移電壓和有用信 號(hào)一起送到下一級(jí)被放大，導(dǎo)致電路不能正常工 作需要采取措施，抑制溫度漂移。,一、零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因,思考：阻容耦合放大電路中是否存在零點(diǎn)漂移？,阻容耦合放大電路不能集成，直接耦合放大電路可以集成，集成運(yùn)放中多為直接耦合方式。,二、抑制溫度漂移的方法,從某種意義上講，零點(diǎn)漂移就是Q點(diǎn)的漂移。,抑制溫度漂移的方法歸納如下：,引入直流負(fù)反饋，例如典型的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路中Re所起的作用。,2.采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?，利用熱敏元件?lái)抵消放大管的變化。,3.采用特性相同的管子，使它們的溫漂相互抵消，構(gòu)成“差分放大電路”。這個(gè)方法也可歸結(jié)為溫度補(bǔ)償。,（a）,零點(diǎn)漂移,在典型工作點(diǎn)穩(wěn)定
12、電路中，溫 度變化時(shí)ICQ總是有微小變化， 導(dǎo)致輸出電壓uo的微小變化， 所以也存在溫漂問(wèn)題。,3.3.2、差分放大電路,零輸入零輸出,若V與UC的變化一樣，則輸出電壓就沒(méi)有漂移,如何抑制溫漂,改變電壓輸出端，找到一 受溫度控制的直流電壓源V 電壓值與UCQ同步變化。,當(dāng)輸入信號(hào)ui=0時(shí),可以抑制溫漂,輸出端兩邊的直流電壓相互抵消，只留下動(dòng)態(tài)信號(hào)。,（b）,3.3.2、差分放大電路,差分放大電路是構(gòu)成多級(jí)直接耦合放大電路的基本單元電路。,采用電路參數(shù)完全相同，管子特性完全相同的電路，則兩管子的集電極電位UCQ1和UCQ2同步變化，能夠抑制溫漂。,（c）,參數(shù)理想對(duì)稱：Rb1= Rb2，Rc1
13、= Rc2， Re1= Re2; T1、T2在任何溫度下特性均相同。,共模信號(hào),UI1與UI2為大小相等，極性相同的輸入信號(hào)（共模信號(hào)）時(shí)，輸出電壓：,差分放大電路對(duì)共模信號(hào)有很好的抑制作用,共模輸出為0。,3.3.2、差分放大電路,由于電路參數(shù)對(duì)稱，T1管和T2管所產(chǎn)生的電流變化相等：,（c）,（c）,差模信號(hào),UI1與UI2為大小相等，極性相反的輸入信號(hào)（差模信號(hào)）時(shí)，輸出電壓：,差分放大電路對(duì)差模信號(hào)能夠?qū)崿F(xiàn)放大,3.3.2、差分放大電路,改進(jìn)差分放大電路,在差模信號(hào)作用下，流經(jīng)Re的電流變化為0，在Re上的作用相抵消，Re對(duì)差模信號(hào)沒(méi)有反饋?zhàn)饔?，相?dāng)于短路，可以提高對(duì)差模信號(hào)的放大能力
14、。,克服Re1和Re2對(duì)電 壓放大能力的影響,（d）,（e）,改進(jìn)差分放大電路,為了簡(jiǎn)化電路，便于調(diào)節(jié)Q點(diǎn)，也為了使電源與信號(hào)能夠“共地”，就產(chǎn)生了典型的差分放大電路，也成為差動(dòng)放大電路。,所謂電路參數(shù)理想對(duì)稱，是指在對(duì)稱位置的電阻值絕對(duì)相等，兩只晶體管在任何溫度下輸入特性曲線與輸出特性曲線都完全重合。,在理想對(duì)稱的情況下： 1、克服零點(diǎn)漂移； 2、零輸入零輸出。,二、長(zhǎng)尾式差分放大電路,由于Re接負(fù)電源-VEE，拖一個(gè)尾巴，故稱為長(zhǎng)尾式電路。,VBB去掉電路還能正常工作嗎？,輸入回路方程：,通常，Rb較小，且IBQ很小，故,二、長(zhǎng)尾式差分放大電路,1、靜態(tài)計(jì)算：,當(dāng)輸入信號(hào)Ui1=Ui2=0
15、時(shí)，電阻Re中的電流等于T1管和T2管的發(fā)射極電流之和，即：,2、 對(duì)共模信號(hào)的抑制作用,共模信號(hào)：數(shù)值相等，極 性相同的輸入信號(hào)，即,差分放大電路對(duì)共模信號(hào)有很強(qiáng)的抑制作用。 可以將溫度漂移等效成共模信號(hào)處理.,2、 抑制共模信號(hào) ：Re的共模負(fù)反饋?zhàn)饔?對(duì)于每一邊電路，Re=?,抑制了每只差分管集電極電流、電位的變化。,,Re 對(duì)共模信號(hào)起負(fù)反饋?zhàn)饔?，稱Re為共模負(fù)反饋電阻。,差模信號(hào)：數(shù)值相等， 極性相反的輸入信號(hào)， 即,3、 對(duì)差模信號(hào)的放大作用,差模信號(hào)uId :,E點(diǎn)電位在差模信號(hào)作用下不變，相當(dāng)于接“地”。,,,,iE1= iE2，Re中電流不變，即Re 對(duì)差模信號(hào)無(wú)反饋?zhàn)饔谩?
16、分析時(shí)注意二個(gè)“虛地”,為什么？,,負(fù)載電阻的中點(diǎn)電位在差模信號(hào)作用下不變，相當(dāng)于接“地”。,差模信號(hào)作用時(shí)的動(dòng)態(tài)分析,差模放大倍數(shù),差分放大電路用了兩只晶體管，但其電壓放大能力只相當(dāng)于單管共射放大電路。差分放大電路是以犧牲一只管子的放大倍數(shù)為代價(jià)，換取了低溫漂移的效果。,4、 電壓傳輸特性,定義：放大電路的輸出電壓和輸入電壓之間的關(guān)系曲線稱為電壓傳輸特性，即：,改變uI的極性，可得另一條圖中虛線所示的曲線，它與實(shí)線完全對(duì)稱。,中間一段二者是線性關(guān)系，斜率是差模電壓放大倍數(shù)。,當(dāng)輸入電壓幅值過(guò)大時(shí)，輸出電壓就會(huì)產(chǎn)生失真。,若再加大uid，則uod將趨于不變。,5、 動(dòng)態(tài)參數(shù)：Ad、Ri、 Ro
17、、 Ac、KCMR,共模抑制比KCMR：綜合考察差分放大電路放大差模信號(hào)的能力和抑制共模信號(hào)的能力。,其值越大，說(shuō)明電路性能越好。,三、差分放大電路的四種接法,根據(jù)輸入、輸出端接地情況不同，差分放大電路共有四種接法：,雙端輸入、雙端輸出 雙端輸入、單端輸出 單端輸入、雙端輸出 單端輸入、單端輸出,輸入端與輸出端均沒(méi)有接“地”點(diǎn)，稱為雙端輸入、雙端輸出電路。,在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，信號(hào)源需要有“接地”點(diǎn)，以避免干擾；或負(fù)載需要有“接地”點(diǎn)，以安全工作。,1、 雙端輸入、單端輸出電路,靜態(tài)分析,利用戴維寧定理進(jìn)行變換得出：等效電源VCC和電阻RC。,,,含源一端口,外電路,一個(gè)含源一端口, 對(duì)外電路來(lái)說(shuō),
18、可以用一個(gè)電壓源和電阻串聯(lián)組合等效置換, 此電壓源的電壓等于一端口的開(kāi)路電壓, 電阻等于一端口的全部獨(dú)立電源置零后的輸入電阻。,戴維寧定理,1、 雙端輸入、單端輸出電路,靜態(tài)分析,由于輸入回路參數(shù)對(duì)稱，使靜態(tài)電流 IBQ1=IBQ2，ICQ1=ICQ2 由于輸出回路不對(duì)稱，使得UCEQ1UCEQ2。,然后求靜態(tài)工作點(diǎn)IEQ，IBQ和UCEQ1，UCEQ2,根據(jù)基極回路方程求IEQ,1、雙端輸入、單端輸出電路：差模信號(hào)作用下的分析,,,雙端輸入單端輸出電路放大能力減弱，Ad是雙端輸出的一半。,輸出信號(hào)取自T2管的集電極？,1、 雙端輸入、單端輸出：共模信號(hào)作用下的分析,發(fā)射極電阻進(jìn)行等效變換,,
19、,1、 雙端輸入、單端輸出電路：?jiǎn)栴}討論,1、T2的Rc可以短路嗎？ 2、什么情況下Ad為“”？ 3、雙端輸出時(shí)的Ad是單端輸出時(shí)的2倍嗎？,當(dāng)輸入信號(hào)UI1與UI2不相等時(shí)，計(jì)算問(wèn)題,當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)不相等時(shí)，既不是差模輸入也不是共模輸入，這時(shí)稱為不對(duì)稱輸入方式。 分析方法：將輸入信號(hào)拆分成差模部分和共模部分，通過(guò)疊加定理分別計(jì)算，然后再求和。,共模信號(hào)：是兩個(gè)輸入信號(hào)的算數(shù)平均值。,差模信號(hào)：是兩個(gè)輸入信號(hào)之差。,2、單端輸入、雙端輸出電路,因?yàn)殡娐穼?duì)于差模信號(hào)是通過(guò)發(fā)射極相連的方式將T1管的發(fā)射極電流傳遞到T2管的發(fā)射極的，故稱這種電路為射極耦合電路。,單端輸入可以看成不對(duì)稱輸入,共模信號(hào)
20、：,差模信號(hào)：,2、單端輸入、雙端輸出電路,當(dāng)共模放大倍數(shù)Ac不為零時(shí)， 即輸出電壓:,若電路參數(shù)理想對(duì)稱，則Ac=0，即式中的第二項(xiàng)為0，此時(shí)KCMR將為無(wú)窮大。,對(duì)于單端輸入電路：輸入差模信號(hào)的同時(shí)總是伴隨著共模信號(hào)輸入。,3、單端輸入、單端輸出電路,對(duì)于單端輸入端 等效成雙端輸入： 一對(duì)共模信號(hào) 一對(duì)差模信號(hào),對(duì)于單端輸出端： 注意交流等效電路的畫(huà)法 共模和差模信號(hào)動(dòng)態(tài)分析時(shí)Re的等效。,4、四種接法的比較：電路參數(shù)理想對(duì)稱條件下,輸入方式： Ri均為2（Rb+rbe）； 雙端輸入時(shí)無(wú)共模信號(hào)輸入，單端輸入時(shí)有共模輸入。,輸出方式：Q點(diǎn)、Ad、 Ac、 KCMR、Ro均與輸出方式有關(guān)。,
21、四、改進(jìn)型差分放大電路,在差分放大電路中，增大發(fā)射極電阻Re的阻值，能夠有效地抑制每一邊電路的溫漂，提高共模抑制比，這一點(diǎn)對(duì)于單端輸出電路尤為重要。,Re 越大，共模負(fù)反饋越強(qiáng)，單端輸出時(shí)的Ac越小，KCMR越大，差分放大電路的性能越好。 但為使靜態(tài)電流不變，Re 越大，VEE越大，以至于Re太大就不合理了。 需在低電源條件下，得到趨于無(wú)窮大的Re。,解決方法：采用恒流源代替Re ！,1、具有恒流源的差分放大電路,等效電阻為無(wú)窮大,近似為 恒流,圖中R1、R2、R3和T3組成工作點(diǎn)穩(wěn)定電路，IC3近似為恒定電流。,四、改進(jìn)型差分放大電路,電路參數(shù)應(yīng)滿足I2IB3。這時(shí)，I1I2，所以R2上的電
22、壓為:,T3管的集電極電流:,若UBE3的變化忽略，T3管集電極電流Ic3就基本不受溫度影響。 沒(méi)有動(dòng)態(tài)信號(hào)能夠作用到T3管的基極和發(fā)射極。,恒定電流,發(fā)射極所接電路可以等效成一個(gè)恒流源。,T1管和T2管發(fā)射極靜態(tài)電流：,1、具有恒流源的差分放大電路,1) RW取值應(yīng)大些？還是小些？ 2) RW對(duì)動(dòng)態(tài)參數(shù)的影響？ 3) 若RW滑動(dòng)端在中點(diǎn)，寫(xiě)出Ad、Ri的表達(dá)式。,四、改進(jìn)型差分放大電路,2、加調(diào)零電位器RW,RW：在實(shí)際電路中，難以做到參數(shù)理想對(duì)稱，常用一阻值很小的電位器加在兩只管子發(fā)射極之間。 調(diào)節(jié)電位器的滑動(dòng)端，便可使電路在uI1=uI2=0時(shí)，uO=0，所以常稱RW為調(diào)零電位器。,3、
23、場(chǎng)效應(yīng)管差分放大電路,四、改進(jìn)型差分放大電路,為了獲得高輸入電阻的差分放大電路，可以將前面所講電路中的差放管用場(chǎng)效應(yīng)管取代晶體管。,這種電路特別適于做直接耦合多級(jí)放大電路的輸入級(jí)。通常情況下，可以認(rèn)為其輸入電阻為無(wú)窮大。,例3.3.1電路如下，已知Rb=1k，Rc=10k，RL=5.1k，VCC=12V，VEE=6V；晶體管的=100，rbe=2k。 （1）為使T1管和T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流均為0.5mA,Re的取值應(yīng)為多少？T1管和T2管的管壓降UCEQ等于多少？ （2）計(jì)算Au、Ri和Ro的數(shù)值； （3）若將電路改成單端輸出，如圖3.3.7所示，用直流表測(cè)得輸出電壓uo=3V，試問(wèn)輸入電壓
24、uI約為多少？設(shè)IEQ=0.5mA,共模輸出電壓忽略不計(jì)。,例3.3.1電路如下，已知Rib=1k，Rc=10k，RL=5.1k，VCC=12V，VEE=6V；晶體管的=100，rbe=2k。 （1）為使T1管和T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流均為0.5mA,Re的取值應(yīng)為多少？T1管和T2管的管壓降UCEQ等于多少？,解:（1）：iB1電流很小，忽略Rb1上的壓降，,例3.3.1電路如下，已知Rb=1k，Rc=10k，RL=5.1k，VCC=12V，VEE=6V；晶體管的=100，rbe=2k。 （2）計(jì)算Au、Ri和Ro的數(shù)值；,解:（2）：求動(dòng)態(tài)參數(shù)，首先畫(huà)出交流等效電路。,例3.3.1電路如下，
25、已知Rb=1k，Rc=10k，RL=5.1k，VCC=12V，VEE=6V；晶體管的=100，rbe=2k。 （3）若將電路改成單端輸出，如圖3.3.7所示，用直流表測(cè)得輸出電壓uo=3V，試問(wèn)輸入電壓uI約為多少？設(shè)IEQ=0.5mA,共模輸出電壓忽略不計(jì)。,解(3):由于用直流表測(cè)得的輸出電壓中既含有直流（靜態(tài)）量又含有變化量（動(dòng)態(tài)），首先計(jì)算靜態(tài)值，然后用所測(cè)電壓減去靜態(tài)值就可得到動(dòng)態(tài)值。,畫(huà)出交流等效電路，求出Ad，就可得出uI。,例3.3.1電路如下，已知Rb=1k，Rc=10k，RL=5.1k，VCC=12V，VEE=6V；晶體管的=100，rbe=2k。 （3）若將電路改成單端輸
26、出，如圖3.3.7所示，用直流表測(cè)得輸出電壓uo=3V，試問(wèn)輸入電壓uI約為多少？設(shè)IEQ=0.5mA,共模輸出電壓忽略不計(jì)。,3.3.3 直接耦合互補(bǔ)輸出級(jí),放大電路示意圖,互補(bǔ)輸出級(jí)是直接耦合的功率放大電路。,有效輸出電壓大,靜態(tài)工作電流小,輸入為零時(shí)輸出為零,帶負(fù)載能力強(qiáng),3.3.3 直接耦合互補(bǔ)輸出級(jí),互補(bǔ)輸出級(jí)的基本電路,T1的輸入特性,理想化特性,靜態(tài)時(shí)T1、T2均過(guò)零點(diǎn)、均截止，UB= UE=0,一、基本電路,1. 特征：T1、T2特性理想對(duì)稱。,2. 靜態(tài)分析,3.3.3 直接耦合互補(bǔ)輸出級(jí),3. 動(dòng)態(tài)分析（設(shè)ui為正弦波）,兩只管子交替工作，兩路電源交替供電，雙向跟隨。,,,
27、注意：T1、T2兩個(gè)晶體管都只在半個(gè)周期內(nèi)工作。,3.3.3 直接耦合互補(bǔ)輸出級(jí),4、交越失真,消除失真的方法： 設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。,信號(hào)在零附近兩只管子均截止,開(kāi)啟電壓,對(duì)于負(fù)載能否得到一個(gè)完整的正弦波？,二、消除交越失真的互補(bǔ)輸出級(jí),用二極管電路消除交越失真電路,靜態(tài)時(shí): T1、T2兩管發(fā)射結(jié)電位分別為二極管D1、 D2的正向?qū)▔航?，致使兩管均處于微弱?dǎo)通狀態(tài)甲乙類(lèi)工作狀態(tài)。,電路中增加 R1、D1、D2、R2支路,動(dòng)態(tài)時(shí)：設(shè) ui 加入正弦信號(hào)。 正半周 UD1+ui0.7v 使T1 進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài) UD2+ui<0.7v 使T2 截止 負(fù)半周T1截止，T2 進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài),二、消除交
28、越失真的互補(bǔ)輸出級(jí),用UBE倍增電路消除交越失真,準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí),,,為保持輸出管的良好對(duì)稱性，輸出管應(yīng)為同類(lèi)型晶體管。,,五、直接耦合多級(jí)放大電路 1. 放大電路的讀圖方法,（1）化整為零：按信號(hào)流通順序?qū)級(jí)放大電路分為N個(gè)基本放大電路。 （2）識(shí)別電路：分析每級(jí)電路屬于哪種基本電路，有何特點(diǎn)。 （3）統(tǒng)觀總體：分析整個(gè)電路的性能特點(diǎn)。 （4）定量估算：必要時(shí)需估算主要?jiǎng)討B(tài)參數(shù)。,多級(jí)放大電路示意圖,2. 例題3.3.2,第一級(jí)：雙端輸入單端輸出的差分放大電路,,,,,,第二級(jí)：以復(fù)合管為放大管的共射放大電路,第三級(jí)：準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí),,動(dòng)態(tài)電阻無(wú)窮大,（1）化整為零，識(shí)別電路,（2）基本性能,輸入電阻為2rbe、電壓放大倍數(shù)較大、輸出電阻很小、最大不失真輸出電壓的峰值接近電源電壓。,,,（3）判斷電路的同相輸入端和反相輸入端,,,,,,,,整個(gè)電路可等效為一個(gè)雙端輸入單端輸出的差分放大電路。,,同相 輸入端,反相 輸入端,（4）交流等效電路,,,,可估算低頻小信號(hào)下的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等。,本章重點(diǎn),1、了解多級(jí)放大電路的耦合方式，為集成電路的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。,2、掌握直接耦合放大電路中差分放大電路的工作原理、靜態(tài)工作點(diǎn)及動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析和估算。,3、了解多級(jí)放大電路中的互補(bǔ)輸出級(jí)(OCL電路)。,
模電閻石第五版第三章多級(jí)放大電路.ppt
