集成運(yùn)放及放大電路的頻率響應(yīng).ppt

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多級(jí)放大電路的分析 1 靜態(tài)分析 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算 2 動(dòng)態(tài)分析 畫(huà)微變等效電路 計(jì)算Au Ri Ro 差分放大電路 1 差分放大電路的主要作用2 差分放大電路的分析1 靜態(tài)分析 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算 2 動(dòng)態(tài)分析 畫(huà)微變等效電路 計(jì)算Au Ri Ro 第三章復(fù)習(xí) 例 電路如圖所示 晶體管的 50 rbb 100 1 計(jì)算靜態(tài)時(shí)T1和T2的集電極電流和集電極電位 2 求電路的Ad Ri RO 解 1 用戴維寧定理計(jì)算出左邊電路的電源和等效電阻為 靜態(tài)時(shí)T1和T2的集電極電流和集電極電位分別為 2 電路的Ad Ri RO 集成運(yùn)算放大器的組成 集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn) 第四章集成運(yùn)算放大器 簡(jiǎn)介 一 集成運(yùn)放的組成 第四章集成運(yùn)算放大器 從外部看 集成運(yùn)算放大器是一個(gè)雙端輸入 單端輸出 具有高差模放大倍數(shù)Ad 高Ri 低Ro 能較好地抑制溫漂的差動(dòng)放大電路 集成運(yùn)算放大器特點(diǎn) 1 高增益的多級(jí)放大電路 大的電壓放大倍數(shù)2 集成電路3 直接耦合放大電路 集成運(yùn)放由四部分組成 輸入級(jí) 是雙端輸入的高性能差分電路 Ad大 Ri高 抑制uIC能力強(qiáng) 中間級(jí) 一般為共射放大電路 具有較大的Au 輸出級(jí) 互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)輸出級(jí) Ro小 帶負(fù)載能力強(qiáng) 偏置電路 保證電路正常工作及提供能量來(lái)源 電子電路中必不可少的一部分 集成運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)稱(chēng)為差模開(kāi)環(huán)放大倍數(shù) 記作Aod 通常Aod非常高 可達(dá)幾十萬(wàn)倍 集成放大器的符號(hào) 具體電路見(jiàn) P197 200 up與uO相位相同 up 為同相輸入端 uN與uO相位相反 uN 為反相輸入端 輸入與輸出信號(hào)的關(guān)系 uo Aod up uN 集成運(yùn)放的性能指標(biāo) 1 開(kāi)環(huán)差模增益Aod 常用分貝 dB 表示 其分貝數(shù)為20lg Aod 2 共模抑制比KCMR 3 差模輸入電阻rid 4 輸入失調(diào)電壓UIO及其溫漂dUIO dT 5 輸入失調(diào)電流IIO及其溫漂dIIO dT 6 輸入偏置電流IIB 7 最大共模輸入電壓UIcmax 8 最大差模輸入電壓UIdmax 9 3dB帶寬fH 10 單位增益帶寬fc 11 轉(zhuǎn)換速率SR 1 同相輸入端電位近似等于反相輸入端電位 即 稱(chēng)兩個(gè)輸入端為 虛短 虛短 是指集成運(yùn)放的兩個(gè)輸入端電位無(wú)窮接近 但又不是真正短路 二 理想運(yùn)放在線(xiàn)性工作區(qū)的特點(diǎn) 由于輸入與輸出的關(guān)系 uo Aod up uN uo為有限值 開(kāi)環(huán)Aod很大 一般為105 107 理想時(shí)為無(wú)窮大 因而凈輸入電壓 于是有 因?yàn)椴钅］斎腚娮鑂id很大 理想時(shí)為無(wú)窮大 凈輸入電壓up uN近似為零 2 兩個(gè)輸入端的輸入電流均為零 即 所以?xún)蓚€(gè)輸入端的輸入電流也均為零 iI up uN Rid 也就是從集成運(yùn)放輸入端看進(jìn)去相當(dāng)于斷路 稱(chēng)兩個(gè)輸入端 虛斷 虛斷 是指集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端的電流趨于零 但又不是真正斷路 對(duì)于工作在線(xiàn)性區(qū)的應(yīng)用電路 虛短 和 虛斷 是分析其輸入信號(hào)和輸出信號(hào)關(guān)系的基本出發(fā)點(diǎn) 稱(chēng)兩個(gè)輸入端 虛斷 當(dāng)集成運(yùn)放工作在線(xiàn)性區(qū) 即滿(mǎn)足 虛短 和 虛短 的條件 對(duì)于工作在線(xiàn)性區(qū)的應(yīng)用電路 虛短 和 虛斷 是分析其輸入信號(hào)和輸出信號(hào)關(guān)系的基本出發(fā)點(diǎn) 頻率響應(yīng)概述 晶體管的高頻等效模型 放大電路的頻率響應(yīng) 第五章放大電路的頻率響應(yīng) 在第二章中2 1介紹電路性能時(shí) 簡(jiǎn)單說(shuō)明了通頻帶的概念 指出放大電路對(duì)某一頻率范圍的信號(hào)能正常放大 這個(gè)頻率范圍稱(chēng)為通頻帶 了解電路對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力 在使用電路前應(yīng)查閱資料 了解通頻帶 確定電路的適用范圍 5 1頻率響應(yīng)概述 在放大電路中 放大倍數(shù)與信號(hào)頻率的函數(shù)關(guān)系 稱(chēng)為頻率響應(yīng)或頻率特性 放大電路中由于C L及晶體管極間電容的存在 電路對(duì)不同頻率的信號(hào)具有不同的放大能力 一 頻率響應(yīng)的概念 在放大電路中 1 由于耦合電容的存在 對(duì)信號(hào)構(gòu)成高通電路 即對(duì)于頻率足夠高的信號(hào) 電容相當(dāng)于短路 信號(hào)毫無(wú)損失通過(guò) 如果頻率下降 容抗增大產(chǎn)生壓降 使Au下降 2 由于晶體管結(jié)電容的存在 對(duì)信號(hào)又構(gòu)成低通電路 即對(duì)于信號(hào)頻率足夠低時(shí) 相當(dāng)于開(kāi)路 對(duì)電路不產(chǎn)生影響 而當(dāng)頻率升高時(shí) 極間電容將分流 從而導(dǎo)致Au下降 產(chǎn)生相移 由此可見(jiàn) 信號(hào)頻率過(guò)高或過(guò)低都將影響放大電路對(duì)信號(hào)的放大能力 導(dǎo)致Au下降 只有信號(hào)的頻率在一定范圍內(nèi) 信號(hào)才能被正常放大 二 高通電路 如果令 時(shí)間常數(shù) 下限截止頻率 當(dāng) 時(shí) 時(shí) 時(shí) 忽略 相移45 表明f降低10倍 Au降低10倍 當(dāng) 時(shí) 時(shí) 時(shí) 忽略 相移45 頻率特性如圖 表明f降低10倍 Au降低10倍 三 低通電路 上限截止頻率 當(dāng) 時(shí) 時(shí) 時(shí) 相移 45 表明f增大10倍 Au降低10倍 當(dāng) 時(shí) 時(shí) 時(shí) 相移 45 表明f增大10倍 Au降低10倍 頻率特性如圖 對(duì)于放大電路 它的與之差 稱(chēng)為通頻帶 四 波特圖 對(duì)于放大電路 往往ui的頻率范圍廣 放大倍數(shù)大 為了在同一坐標(biāo)系中表示如此寬的變化范圍 在畫(huà)頻率特性曲線(xiàn)時(shí) 常采用對(duì)數(shù)坐標(biāo) 稱(chēng)為波特圖 高通電路與低通電路的波特圖 P225 a 高通電路波特圖 b 低通電路波特圖 結(jié)論 1 電路的截止頻率決定于電容所在的回路的時(shí)間常數(shù) 2 當(dāng)電路的頻率等于下限頻率或上限頻率時(shí) 放大電路的增益下降3dB 且產(chǎn)生 45度或 45度的相移 3 近似分析中 可以用折線(xiàn)化的近似波特圖表示放大電路的頻率特性 5 2晶體管的高頻等效模型 根據(jù)晶體管的結(jié)構(gòu) 考慮晶體管的結(jié)電容影響 得到晶體管的高頻信號(hào)等效模型 P226 晶體管的結(jié)構(gòu)模型 混合模型 一 晶體管的高頻等效模型 通常rb c rce開(kāi)路 折合到電路中以后忽略 得到簡(jiǎn)化的等效模型 rbb 可以從手冊(cè)中查出 混合 模型的主要參數(shù) 得到 二 晶體管簡(jiǎn)化等效模型 電流關(guān)系 低頻段晶體管電流放大倍數(shù) UT 溫度的電壓當(dāng)量 常溫時(shí)為26mv 得到 電流關(guān)系 低頻段晶體管電流放大倍數(shù) 一 高通電路 當(dāng) 時(shí) 時(shí) 時(shí) 忽略 相移45 表明f降低10倍 Au降低10倍 內(nèi)容總結(jié) 二 低通電路 當(dāng) 時(shí) 時(shí) 時(shí) 相移 45 表明f增大10倍 Au降低10倍 三 晶體管簡(jiǎn)化等效模型 高通 低通電路中的頻率大小與回路中R C的大小有關(guān) 3 9電路如圖所示 晶體管的 50 rbb 100 1 計(jì)算靜態(tài)時(shí)T1和T2的集電極電流和集電極電位 2 用直流表測(cè)得uO 2V uI 若uI 10mv 則uO 解 1 用戴維寧定理計(jì)算出左邊電路的電源和等效電阻為 靜態(tài)時(shí)T1和T2的集電極電流和集電極電位分別為 2 用直流表測(cè)得uO 2V 先求出輸出電壓變化量 再求解差模放大倍數(shù) 最后求出輸入電壓 如下 uO uO UCQ1 1 23V 3 9電路如圖所示 晶體管的 50 rbb 100 1 計(jì)算靜態(tài)時(shí)T1和T2的集電極電流和集電極電位 2 用直流表測(cè)得uO 2V uI 若uI 10mv 則uO 解 1 用戴維寧定理計(jì)算出左邊電路的電源和等效電阻為 靜態(tài)時(shí)T1和T2的集電極電流和集電極電位分別為 2 用直流表測(cè)得uO 2V 先求出輸出電壓變化量 再求解差模放大倍數(shù) 最后求出輸入電壓 如下 uO uO UCQ1 1 23V 若uI 10mv 則 3 9電路如圖所示 晶體管的 50 rbb 100 1 計(jì)算靜態(tài)時(shí)T1和T2的集電極電流和集電極電位 2 用直流表測(cè)得uO 2V uI 若uI 10mv 則uO 解 1 用戴維寧定理計(jì)算出左邊電路的電源和等效電阻為 靜態(tài)時(shí)T1和T2的集電極電流和集電極電位分別為 2 用直流表測(cè)得uO 2V 先求出輸出電壓變化量 再求解差模放大倍數(shù) 最后求出輸入電壓 如下 uO uO UCQ1 1 23V 若uI 10mv 則 若uI 10mv 則 3 2設(shè)圖P3 2所示各電路的靜態(tài)工作點(diǎn)均合適 分別畫(huà)出它們的交流等效電路 并寫(xiě)出Au Ri和Ro的表達(dá)式 解 a 電路及交流等效電路如圖所示 第三章部分習(xí)題 3 2設(shè)圖P3 2所示各電路的靜態(tài)工作點(diǎn)均合適 分別畫(huà)出它們的交流等效電路 并寫(xiě)出Au Ri和Ro的表達(dá)式 解 a 電路及交流等效電路如圖所示 電路Au Ri和Ro的表達(dá)式分別為 b 電路及交流等效電路如圖所示 2 各電路Au Ri和Ro的表達(dá)式分別為