模拟电子技术第3章多级放大电路

1、第第 3 3 章章 多级放大电路多级放大电路 本章重点：本章重点： 1、掌握多级放大电路的耦合方式、掌握多级放大电路的耦合方式及动态参数及动态参数 的计算的计算 2、掌握直接耦合放大电路中差分放大电路、掌握直接耦合放大电路中差分放大电路 的组的组成成及动态参数的计算及动态参数的计算 3、了解多级放大电路中的互补输出级、了解多级放大电路中的互补输出级 本章本章讨论的问题讨论的问题: 1. 单管放大电路为什么不能满足多方面单管放大电路为什么不能满足多方面 性能的要求？性能的要求？ 2. 如何将多个单级放大电路连接成多如何将多个单级放大电路连接成多 级放大电路？各种连接方式有和特点级放大电路？各种连

2、接方式有和特点 ？3. 多级多级放大电路的放大电路的的动态参数与组成它的动态参数与组成它 的各个单级放大电路有什么关系的各个单级放大电路有什么关系？ 4. 直接耦合放大电路的特殊问题是什么直接耦合放大电路的特殊问题是什么 ？如何解决？如何解决？ 5. 差分放大电路与其它基本放大电路有差分放大电路与其它基本放大电路有 什么区别？为什么它能抑制零点漂移什么区别？为什么它能抑制零点漂移 ？ 6. 直接耦合放大电路输出级的特点是什么直接耦合放大电路输出级的特点是什么 ？ 如何根据要求组成多级放大电路？如何根据要求组成多级放大电路？ 当单级放大电路不能满足多方面的性能要求（当单级放大电路不能满足多方面的

3、性能要求（例例 如如Au104、Ri=2M、 Ro=100）时，可以把多个基）时，可以把多个基 本放大电路连接起来，组成本放大电路连接起来，组成“多级多级放大电路放大电路”，其中每其中每 一个基本放大电路叫做一一个基本放大电路叫做一“级级”。 为什么要多级放大电路？为什么要多级放大电路？ 组成多级放大电路时首先应考虑如何组成多级放大电路时首先应考虑如何“连接连接”几几 个单级放大电路，个单级放大电路，耦合方式即连接方式耦合方式即连接方式。 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 常见耦合方式有：直接耦合、阻容耦合、变压器常见耦合方式有：直接耦合、阻容耦合、变压器 耦合、光

4、电耦合等。耦合、光电耦合等。 一、直接耦合一、直接耦合 既是第一级的集电极既是第一级的集电极 电阻，又是第二级的电阻，又是第二级的 基极电阻基极电阻 第二第二 级级 第一第一 级级 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 Q1合适吗合适吗 ？ 如何解决？如何解决？ 如何设置合适的静态工作点？如何设置合适的静态工作点？ 对哪些动态对哪些动态 参数产生影参数产生影 响？响？ l 用什么元件取代用什么元件取代Re既可设置合适的既可设置合适的Q 点，又可使第二级放大倍数不至于下降点，又可使第二级放大倍数不至于下降 太大？太大？l 若要若要UCEQ5V，则应怎么办？用多，则应怎么办

5、？用多 个二极管吗？个二极管吗？ Re 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 如何设置合适的静态工作点？如何设置合适的静态工作点？ UCEQ1太小太小加加Re（Au2数值数值）改用改用 D若要若要UCEQ1大，则改用大，则改用DZ。 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 l NPN NPN型管和型管和PNPPNP型管混合使用型管混合使用 问题的提出：问题的提出： 在用在用NPN型管组型管组 成成N级共射放大电级共射放大电 路，由于路，由于UCQi UBQi，所以，所以 UCQi UCQ(i-1） ）（ （i=1N ），以致于后级集），以致于后级集

6、 电极电位接近电源电极电位接近电源 电压，电压，Q点不合适点不合适 。 UCQ1 （ UBQ2 ） UBQ1 UCQ2 UCQ1 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 直接耦合方式的特点：直接耦合方式的特点： 具有良好的低频特性，能够放大变化缓慢具有良好的低频特性，能够放大变化缓慢 的信号的信号 便于集成化便于集成化 Q点相互影响，点相互影响，存在存在零点漂移零点漂移现象现象 输入为零，输入为零， 输出产生变输出产生变 化的现象称化的现象称 为零点漂移为零点漂移 当输入信号为零时，前级由温度变化所引当输入信号为零时，前级由温度变化所引 起的电流、电位的变化会逐级放大。起

7、的电流、电位的变化会逐级放大。 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 二、阻容耦合二、阻容耦合 共射电共射电 路路 共集电共集电 路路 有零点漂移吗有零点漂移吗 ？ 利用电容连接利用电容连接 信号源与放大电信号源与放大电 路、放大电路的路、放大电路的 前后级、放大电前后级、放大电 路与负载，为路与负载，为阻阻 容耦合容耦合。 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 第一级第一级第二级第二级 Q点相互独立点相互独立 电路的电路的零漂（零漂（温漂温漂） 小小 不能放大变化缓慢的不能放大变化缓慢的 信号，低频特性差信号，低频特性差 不不便于便于集成化集成

8、化 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 阻容耦合方式的特点：阻容耦合方式的特点： 三、变压器耦合三、变压器耦合 可能是实际的负可能是实际的负 载，也可能是下级载，也可能是下级 放大电路放大电路 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 为什么要为什么要用用变压器耦变压器耦 合？合？ 变压器在传送交流信号变压器在传送交流信号 的同时，可以实现电流、电的同时，可以实现电流、电 压以及阻抗变换。压以及阻抗变换。 L 2 L 2 c21 RIRIPP l ， 效电阻从变压器原边看到的等 L L 2 2 1 L 2 c 2 L )( R R N N R I

9、I R l Q点相互独立点相互独立 电路的温漂小电路的温漂小 可以实现阻抗变换可以实现阻抗变换 不能集成化不能集成化 不能放大变化缓慢的不能放大变化缓慢的 信号，信号， 低频特性差低频特性差 体积大、笨重体积大、笨重 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 变压器耦合方式的特点：变压器耦合方式的特点： 四、光电耦合四、光电耦合 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 光电耦合是以光信号为媒介来实现电光电耦合是以光信号为媒介来实现电 信号的耦合和传递的，因而其抗干扰能力信号的耦合和传递的，因而其抗干扰能力 强而得到越来越广泛的应用。强而得到越来越广泛的

10、应用。 1. 光电耦合光电耦合 器器 光电耦合器及其传输特性光电耦合器及其传输特性 发光元件发光元件光敏元件光敏元件 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 2. 光电耦合光电耦合放大电放大电 路路 3. 光电耦合光电耦合的特点的特点 光耦合，电隔离性能好；光耦合，电隔离性能好； 可传送直流信号；可传送直流信号； 光电耦合器件可以集成，广泛用于集成电路中光电耦合器件可以集成，广泛用于集成电路中 主要缺点是光路比较复杂，光信号的操作与调试主要缺点是光路比较复杂，光信号的操作与调试 需要精心设计。需要精心设计。 几几种耦合方式放大电路的应用场合种耦合方式放大电路的应用场合 阻

11、容耦合放大电路：用于交流信号的放大。阻容耦合放大电路：用于交流信号的放大。 变压器耦合放大电路：用于功率放大及调谐放大。变压器耦合放大电路：用于功率放大及调谐放大。 直接耦合放大电路：一般用于放大直流信号或缓直接耦合放大电路：一般用于放大直流信号或缓 慢变化的信号。慢变化的信号。 集成电路中的放大电路都采用直接耦合方式。集成电路中的放大电路都采用直接耦合方式。 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 3.2 3.2 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析 一、电压放大倍数、输入电阻、输出 电阻的计算公式 二、分析举例 一、一、电压放大倍数电压放大倍数 n u U U

12、 U U U U U U A i o i2 o2 i o1 i o 3.2 3.2 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析 注意：注意：分析多级放大电路时，要考虑前后级之间分析多级放大电路时，要考虑前后级之间 的相互的相互影响！影响！ 即计算即计算Aui 时时 ，把后级的输入电阻当作把后级的输入电阻当作 前级的负载。前级的负载。 总电压放大倍数等于总电压放大倍数等于 各级电压放大倍数的各级电压放大倍数的 乘积，即乘积，即 unuuu AAAA 21 二、二、 输入电阻输入电阻 i1i RR 三、三、 输出电阻输出电阻 n RR oo 3.2 3.2 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动

13、态分析 注意：注意：（1）当）当输入输入级为共集放大电路时，电路级为共集放大电路时，电路 的的输入电阻输入电阻与与 负载负载（即第二级的输入电阻）有关；（即第二级的输入电阻）有关； （2）当）当输输出级为共集放大电路时，电路出级为共集放大电路时，电路 的的输输出出电阻电阻与信号源内阻（即倒数第二级的与信号源内阻（即倒数第二级的 输出电阻）有关；输出电阻）有关； i R o R 四、分析举例：四、分析举例： 3.2 3.2 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析 RB +VCC C3 RE2 uo T2 R L R1RC R2 CE RE1 T 1 ui C1 us RS C2 3.2 3

14、.2 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析 1、静态分析静态分析 阻容耦合：各级放大电路的静态工作点相互独阻容耦合：各级放大电路的静态工作点相互独 立立 -分别估算分别估算 RB +VCC RE2 T2 R1RC R2 RE1 T1 +VCC IB Q1 ICQ 1 UCE Q1 IB Q2 ICQ 2 UCE Q2 3.2 3.2 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析 2、动态分析、动态分析 （1）画交流（）画交流（微变微变）等等 效电路效电路 R2 RC RS R1S U i U 1be r 1b I 11 b I 1o U RE2 RB RL 2be r 22 b I 2

15、b I O U 2i R （2）计算电压放大计算电压放大 倍数倍数 . 1u A 1 11 )/( be LC r RR 1L R 2i R)/)(1 (/ 222LEbeB RRrR 21uu i o u AA U U A 3.2 3.2 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析 R2 RC RS R1S U i U 1be r 1b I 11 b I 1o U RE2 RB RL 2be r 22 b I 2b I O U 2i U 2u A )/)(1 ( )/)(1 ( 222 22 LEbe LE RRr RR u is i s o us A RR R U U A 21uu i

16、o u AA U U A 3.2 3.2 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析 i R o R i R 1i R 121 / be rRR o R 2o R 2 2 2 1 )/( / BCbe E RRr R R2 RC RS R1S U i U 1be r 1b I 11 b I 1o U RE2 RB RL 2be r 22 b I 2b I O U 2i U （3）计算计算输入输入 电阻电阻 （4）计算计算输出电输出电 阻阻 当当输输出级出级 为共集放大为共集放大 电路时，电电路时，电 路的路的输输出出电电 阻阻与前级有与前级有 关关 +VCC RS 1M (+24V ) R1

17、 20k 27k C2 C3 R3 R2 RL RE2 82 k 43k 10k 8k 10k C1 RC2 T1 RE1 CE T2 S U o U i U 1o U 2i U 练习：多级放大电路的动态分析练习：多级放大电路的动态分析 +VCC RS 1M (+24V) R1 20k 27k C2 C3 R3 R2 RL RE2 82k 43k 10k 8k 10k C1 RC2 T1 RE1 CE T2 S U o U i U 1o U 2i U RE1 R2R3 RC2 RL RS R1 S U i U 1be r 2be r 1b i 1b i 2b i 2b i O U 微变等效电路

18、微变等效电路: : 练习：多级放大电路的动态分析练习：多级放大电路的动态分析 (1) 电压放大倍数电压放大倍数: )/)(1 ( )/)(1 ( 1111 111 LEbe LE RRr RR RE1 R2R3 RC2 RL RS R1 S U i U 1be r 2be r 1b i 1b i 2b i 2b i O U 2i R 2 22 )/( be LC r RR 21uuu AAA 1u A 2u A 其中其中: : RL1= Ri2 = R2 / R3 / rbe2 练习：多级放大电路的动态分析练习：多级放大电路的动态分析 1o U (2) Ri = Ri1 (3) Ro = Ro

19、2 = RC2 o R RE1 R2R3 RC2 RL RS R1 S U i U 1be r 2be r 1b i 1b i 2b i 2b i O U i R 2i R )/)(1 (/ 21111iEbe RRrR 当当输入输入级为共集放大电路时，电路的级为共集放大电路时，电路的输入输入 电阻电阻与与负载负载（即第二级的输入电阻）有关。（即第二级的输入电阻）有关。 练习：多级放大电路的动态分析练习：多级放大电路的动态分析 讨论讨论-放大电路的选用放大电路的选用 按下列要求组成两级放大电路： Ri12k，Au 的数值3000； Ri 10M，Au的数值300； Ri100200k，Au的数

20、值150； Ri 10M ，Au的数值10，Ro100。 共射、共射共射、共射 ； 共源、共射共源、共射 ； 共集、共射共集、共射 ； 共源、共集共源、共集 。 3.3 3.3 直接耦合放大电路直接耦合放大电路 一、零点漂移现象及其产生的原因 二、差分放大电路 三、直接耦合互补输出级 四、直接耦合多级放大电路 一、零点漂移现象及其产生的原因一、零点漂移现象及其产生的原因 1. 什么是零点漂移现象：什么是零点漂移现象：uI0，uO0的现的现 象。象。 2. 产生原因：产生原因：温度变化，直流电源波动，元温度变化，直流电源波动，元 器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是器件老化。其中晶体管的特性对

21、温度敏感是 主要原因，故主要原因，故也称零漂为温漂也称零漂为温漂。 3. 克服温漂的方法：克服温漂的方法：引入直流负反馈引入直流负反馈、温度温度 补偿。补偿。 典型电路：差分放大电路典型电路：差分放大电路 二、差分放大电路二、差分放大电路 可以实现可以实现零零 输入零输出输入零输出 若若V与与UC的变的变 化一样，则化一样，则 输出电压就输出电压就 没有漂移没有漂移 存在存在零点漂移零点漂移 用特性相同的两个管子来提供输出，使用特性相同的两个管子来提供输出，使 它们的零点漂移相互抵消它们的零点漂移相互抵消，这就是这就是“差差分分放放 大电路大电路”的设计思想。的设计思想。 差分放大电路是构成多

22、级直接耦合放大电路差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路 的基本单元电路的基本单元电路。 1、电路的组成电路的组成 二、差分放大电路二、差分放大电路 特点：特点： a. 两只两只特性特性完全相同的管子；完全相同的管子； b. 两个输入端，两个输出端；两个输入端，两个输出端； -双入双出方式双入双出方式 c. 电路电路元件参数对称元件参数对称。 1、电路的组成电路的组成 二、差分放大电路二、差分放大电路 1、电路的组成电路的组成 将将Re1、Re2 合并合并 实用的差分放大实用的差分放大 电路电路 二、差分放大电路二、差分放大电路 由于两个管子的特性相同，由于两个管子的特性相同， 当温度变化时，

23、将使两管的集当温度变化时，将使两管的集 电极电流产生变化，且变化趋电极电流产生变化，且变化趋 势是相同的，势是相同的，其效果相当于在其效果相当于在 两个输入端加入了共模信号。两个输入端加入了共模信号。 共模信号共模信号uIc-指指大小相大小相 等等、极性（方向）相同极性（方向）相同 的的输入输入信号信号 2、工作原理工作原理 (1) 输入共模信输入共模信 号号 静态时，静态时，两管的集电极电流两管的集电极电流ICQ1和和ICQ2的的 变化规律始终相同，变化规律始终相同，使使两管的集电极电位两管的集电极电位 UCQ1、UCQ2始终相等，从而使始终相等，从而使UOQ=UCQ1- UCQ20，因此消

24、除了零点漂移。，因此消除了零点漂移。 差分放大电路对零点漂移（共模信号）有 很强的抑制作用 如何如何放大放大有用信号有用信号？ IcI2I1 uuu即： 差模信号差模信号-大小相等大小相等 、极性（方向）相反极性（方向）相反 的信号的信号 二、差分放大电路二、差分放大电路 (2) 输入输入差差模信模信 号号 信号特点？信号特点？ uC1 = - uC2 uo= (uC1 uC1 )(uC2 + uC2 ) =2 uC1 即即 差分放大电路差分放大电路可可放大差模放大差模 信号信号。 I2I1 uu即： 二、差分放大电路二、差分放大电路 (3) 任意任意输入输入方方 式 式 u i1 、 、ui

25、2 大小和极性任大小和极性任 意。意。 - - - CC V EE V c2 R c1 R 1 T 2 T e R i1ui2u o u b1Rb2 R 例例: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV 2 mV 可分解成可分解成: : ui1 = 8 mV + 2 mV 共模信共模信 号号 差模信差模信 号号 2 ici1 id u uu 2 id ici2 u uu )( i2i12 1 ic uuu i2i1id uuu 差分电路能差分电路能抑抑 制零点漂移（制零点漂移（ 共模信号），共模信号）， 放大差模信号放大差模信号 ，故称为差分，故称为差分 （动）放大

26、电（动）放大电 路。路。 二、差分放大电路二、差分放大电路 CQ2CQ1CQ EQ2EQ1EQ CQ2CQ1CQ BQ2BQ1BQ UUU III III III （1） 静态分析静态分析：令：令uI1= uI2=0 设设 ： 3、电路的分析电路的分析 二、差分放大电路二、差分放大电路 eEQBEQbBQEE 2RIURIV 列列晶体管晶体管基极基极回路回路 方程：方程： e BEQEE e BEQEE EQ 2 1 2 R UV R R UV I b 1 EQ BQ I I 0 2CQ1CQO UUu cCQCCCQ RIVU （1） 静态分析静态分析 3、电路的分析电路的分析 （2）共模电

27、压放大倍数）共模电压放大倍数Ac 0 )()( C2CQ2C1CQ1C2C1OC uuuuuuu C21C C21CB21B , uu iiii IcI2I1 uuu 二、差分放大电路二、差分放大电路 因为因为电路参数电路参数和管和管 子子的理想对称性的理想对称性， 有：有： 0 ic oc Ic Oc c u u u u A 所以所以差分放大电路差分放大电路 对共模信号有很强对共模信号有很强 的抑制作用。的抑制作用。 （3）差模电压放大倍数）差模电压放大倍数Ad C1O C21C C21C B21B 2 uu uu ii ii iE1= iE2，Re中电流不变，中电流不变，即即Re 对差模对

28、差模 信号无反馈作用。信号无反馈作用。 2/ IdI2I1 uuu 电电阻阻Re对对差模信号差模信号的的作作 用用？ 二、差分放大电路二、差分放大电路 )(2 bebBId rRiu beb L c d ) 2 ( rR R R A 差模放大差模放大 倍数倍数 Id Od d u u A ) 2 (2 L cCOd R Riu )(2 bebi rRR （3）差模电压放大倍数）差模电压放大倍数Ad 差模信号作用下的差模信号作用下的交流交流等效电路等效电路 二、差分放大电路二、差分放大电路 （4）输入电阻）输入电阻 2 co RR （5）输出电阻）输出电阻 （6）共模抑制比）共模抑制比KCMR

29、共模抑制比KCMR：综合考察差分放大电路放大差模信号 的能力和抑制共模信号的能力。 c d CMR A A K CMR K下，在参数理想对称的情况 二、差分放大电路二、差分放大电路 CMRR Common Mode Rejection Ratio KCMR (dB) =(分贝分贝) c d A A log20 共模抑制比共模抑制比KCMR是差分放大是差分放大电路电路的一个重要指标的一个重要指标 。 - - - CC V EE V c2 R c1 R 1 T 2 T e R i1ui2u o u b1Rb2 R uO=(UCQ1 + UCQ1 )(UCQ2 + UCQ2 )=0 静态时，静态时，

30、ui1 = ui2 = 0 T ICQUCQ uO= UCQ1 - UCQ2 = 0 UCQ1 = UCQ2 温度的影响相当于给差分放大电路加入了共模温度的影响相当于给差分放大电路加入了共模 信号，所以差分放大电路能够抑制温漂。信号，所以差分放大电路能够抑制温漂。 利用电路的对称性利用电路的对称性 差分放大电路差分放大电路对温漂的抑制作用对温漂的抑制作用 - - - CC V EE V c2 R c1 R 1 T 2 T e R i1ui2u o u b1 R b2 R IE1IE2 温度温度T ICIRe = 2IC UE UBE IB IC ui1 = ui2 = 0 Q点稳定点稳定 Re

31、 具有强负反馈作具有强负反馈作 用用 抑制温度漂移抑制温度漂移 ，稳定静态工作点，稳定静态工作点 。 Re的作用的作用 UE 对对IE1来来 说说, 等效等效 2Re 差分放大电路差分放大电路对温漂的抑制作用对温漂的抑制作用 根据信号源和负载的接地情况，差分放大电根据信号源和负载的接地情况，差分放大电 路有四种接法：路有四种接法：双端输入双端输出、双端输入双端输入双端输出、双端输入 单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端 输出。输出。 在实际应用时，信号源需要有在实际应用时，信号源需要有“ 接地接地”点点 ，以避免干扰；或负载需要有，以避免干扰；或负载

32、需要有“ 接地接地”点，点， 以安全工作。以安全工作。 二、差分放大电路二、差分放大电路 4、差分放大电路的四种接法、差分放大电路的四种接法 二、差分放大电路二、差分放大电路 4、差分放大电路的四种接法、差分放大电路的四种接法 输入端输入端 接法接法 双端双端 单端单端 输出端输出端 接法接法 双端双端 单端单端 - - - CC V EE V c2 R c1 R 1 T 2 T e R i1ui2u o u b1 R b2 R o1 u o2 u 二、差分放大电路二、差分放大电路 由于输入回路由于输入回路 没有变化，所以没有变化，所以 IEQ（ICQ）、IBQ 与双端输出时一与双端输出时一

33、样。但是样。但是UCQ1 UCQ2。 （1） 双端输入单端输出双端输入单端输出 静态静态分析分析- 求求Q点点 e BEQEE e BEQEE 2 1 2 R UV R R UV II b EQCQ 1 EQ BQ I I 二、差分放大电路二、差分放大电路 cCC2 RIVU CQCQ （1） 双端输入单端输出双端输入单端输出 静态静态分析分析- 求求Q点点 )( cCC Lc L 1LCQCQ RRIV RR R U 差模信号作用下的动态分析差模信号作用下的动态分析 u A rR RR A 2 1)( 2 1 beb Lc d 二、差分放大电路二、差分放大电路 （1） 双端输入单端输出双端输

34、入单端输出 差模输入的差模输入的等效等效 电路电路 若从若从T2集电极输出集电极输出 则为正。则为正。 beid 2rRR b co RR 二、差分放大电路二、差分放大电路 （1） 双端输入单端输出双端输入单端输出 共模信号作用下的动态分析共模信号作用下的动态分析 共模输入的共模输入的等效等效 电路电路 电电阻阻Re对共对共模信号模信号的的 作用作用？ iE1= iE2，Re中电流为中电流为2 iE2 ， 即即Re 对共模信号有很强的反馈作对共模信号有很强的反馈作 用。用。 IC OC c = u u A ebeb 2 )1 ( )( = RrR /RR Lc e L 2 R R )(2 )1

35、 (2 beb ebeb CMR rR RrR A A K c d Re愈大，愈大， Ac愈小，愈小，KCMR愈大！愈大！ 二、差分放大电路二、差分放大电路 （1） 双端输入单端输出双端输入单端输出共模信号作用下的动态分析共模信号作用下的动态分析 共模输入的共模输入的等效等效 电路电路 双端输出对共模信双端输出对共模信 号有较强的抑制能力号有较强的抑制能力； 但因为有但因为有Re ，单端输单端输 出对共模信号出对共模信号也有一定也有一定 的的抑制能力。抑制能力。 讨论：讨论： （1）T2的的Rc可以短路吗？可以短路吗？ （2）什么情况下）什么情况下Ad为为“”？ （3）双端输出时的）双端输出时

36、的Ad是单端输出时的是单端输出时的 2倍吗？倍吗？ 二、差分放大电路二、差分放大电路 共模输入共模输入 电压电压 差模输入差模输入 电压电压 特点：特点：输入差模信号输入差模信号 的同时总是伴随着共模的同时总是伴随着共模 信号输入信号输入。 2/)( 2 1 2121IIcIId uuuuuuuu IIII ， 二、差分放大电路二、差分放大电路 （2） 单单端输入端输入双双端输出端输出 二、差分放大电路二、差分放大电路 （2） 单单端输入端输入双双端输出端输出 2 I cIdcIddO u AuAuAuAu Ic 差差 模模 输输 出出 共共 模模 输输 出出 单端输入双端输出电单端输入双端输

37、出电 路的静态工作点以及路的静态工作点以及 动态参数的分析与双动态参数的分析与双 端输入双端输出电路端输入双端输出电路 完全相同。完全相同。 0 c A 单端输入单端输出电路的单端输入单端输出电路的 静态工作点以及动态参数静态工作点以及动态参数 的分析与双端输入单端输的分析与双端输入单端输 出电路相同出电路相同 （3） 单单端输入端输入单单端输出端输出 二、差分放大电路二、差分放大电路 差分放大电路动态参数计算总结差分放大电路动态参数计算总结 与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关： 双出双出 ： be L c d ) 2 /( rR R R A b 单出：单出： be Lc d 2 /

38、 rR RR A b 与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关 ： 0 c A ebeb c 2)1 ( )/( = RrR RR A Lc 差分放大电路动态参数计算总结差分放大电路动态参数计算总结 -与电路连接方式无关 beid 2rRR b co RR co 2RR 双出双出 ： KCMR = beb e beb ebeb CMR )(2 )1 (2 rR R rR RrR K -与与输出方式有关输出方式有关 Re 越大，共模负反馈越强，单端输出时越大，共模负反馈越强，单端输出时 的的Ac越小，越小，KCMR越大，差分放大电路的性能越大，差分

39、放大电路的性能 越好。越好。 但为使静态电流不变，但为使静态电流不变，Re 越大，越大，VEE越越大大 ，以至于，以至于Re太大就太大就不合理了。不合理了。 需在低电源条件下，得到趋于无穷大的需在低电源条件下，得到趋于无穷大的Re 。 解决方法：采用电流源！解决方法：采用电流源！ 用三极管代替用三极管代替“长尾式长尾式”差分差分电路电路中中的长尾的长尾 电阻，即构成电阻，即构成-恒流源式差分放大电恒流源式差分放大电 路路 二、差分放大电路二、差分放大电路 5、改进型差分放大电路、改进型差分放大电路 二、差分放大电路二、差分放大电路 近似近似 为为 恒流恒流 5、改进型差分放大电路、改进型差分放

40、大电路 电路组成电路组成 T3：恒流管：恒流管 3 BEQEE 21 2 3EB32 R UV RR R III ， 简化简化 画法画法 二、差分放大电路二、差分放大电路 5、改进型差分放大电路、改进型差分放大电路 动态分析动态分析 由于恒流三极管相由于恒流三极管相 当于一个阻值很大的当于一个阻值很大的 长尾电阻，它的作用长尾电阻，它的作用 也是引入一个共模负也是引入一个共模负 反馈，对差模电压放反馈，对差模电压放 大倍数没有影响，所大倍数没有影响，所 以与长尾式交流通路以与长尾式交流通路 相同。相同。 2 )1 ( W beb c d R rR R A Wbebi )1 ()(2RrRR 加

41、调零电位器加调零电位器 RW 二、差分放大电路二、差分放大电路 5、改进型差分放大电路、改进型差分放大电路 do i dmd 2RR R RgA 场效应管差分放大电路场效应管差分放大电路 二、差分放大电路二、差分放大电路 5、改进型差分放大电路、改进型差分放大电路 例例 解：解： 求求: mA V c3 C3 1 )12(0 3 R II E VV e3E3E3C3CE3 9)12(0RIUUU 。时，时，当当 ， 均为硅管，均为硅管，、 V00 8050 TTT Oi 321 321 vv ?mV5) 3( ;)2( ; ) 1 ( Oi d e2 CE2CE3EC23C vv v3vv 时

42、，当 的值及 、 AAA R UUIII (1) 静态分析静态分析 mA c2 BE3e3E3 C2 37. 0 R URI I IC3 UCE3 IC2 IE k3 . 2 mV26 )1(200 E3 3be3 I r (2) 电压增益电压增益 V9 V )7 . 0(1037. 012 V12 E2c2C2CE2 URIU mA C2E2E 74. 022III k78. 3 mV26 )1(200 E2 2be2 I r k2 . 5k 74. 0 121074. 07 . 0 )12( E e1EE e2 I RIU R k3 .245 )1( e33be3i2 RrR UCE2 I

43、E (3)输出电压输出电压 50 )(2 )/( b1be i2c22 d Rr RR Av 9 . 3 )1 ( e33be 3c3 Rr R A v3 195 d v3vv AAA v3vvv3v3 vvvvvAAAAA)( icciddO2i3O 差分电路的共模增益差分电路的共模增益: 3 . 0 )(2)1 ( )/( e2e12b1be i2c22 c RRRr RR Av mV972 )9 . 3(5 . 2)3 . 0(550 )( icciddO v3vv vvvAAA 忽略共模输出电压时：忽略共模输出电压时： mV9755)195( O mVvAv iv mV mV vvv iiic 5 . 2 )05( 2 1 )( 2 1 21 共模输入电压：共模输入电压： mVvvv iiid 5)( 21 差模输入电压：差模输入电压： 输出电压输出电压 1. 基本电路基本电路 静态时，静态时，T1、T2 均截止均截止 l