第13讲 直接耦合放大电路

1、第十三讲第十三讲 直接耦合放大电路直接耦合放大电路 各级静态工作点相互影响（各级静态工作点相互影响（Q点不独立），点不独立），电路的分析、设计和调试较困难。电路的分析、设计和调试较困难。 低频特性较好，可以放大变化缓慢的信号；低频特性较好，可以放大变化缓慢的信号；电路中没有大电容，易于集成。电路中没有大电容，易于集成。 将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端。将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端。ui C1RLuoR1VCCTC2R3C3C4R2R4R5R6+-+-+（1）各级静态工作点相互独立，设计、计算、）各级静态工作点相互独立，设计、计算、 调试方便，调试方便，（3）大电容

2、的存在，不便于集成化，适用于分立）大电容的存在，不便于集成化，适用于分立 元件电路。元件电路。（2）低频特性差，不能用来放大直流和缓慢）低频特性差，不能用来放大直流和缓慢 变化的信号变化的信号VCCui C1TRLRb2CeRb1ReN N1 1N N2 2前级输出端通过变压器接到后级输入端或负载电阻上前级输出端通过变压器接到后级输入端或负载电阻上靠磁路耦合。靠磁路耦合。（1）各级静态工作点相互独立，设计、计算、）各级静态工作点相互独立，设计、计算、 调试方便调试方便（5）变压器的存在，不便集成，用于分立元件电）变压器的存在，不便集成，用于分立元件电 路中路中（4）低频特性差，不能用来放大直流

3、和缓慢变化）低频特性差，不能用来放大直流和缓慢变化 的信号的信号（2）最大特点是可以实现阻抗变换，广泛用于分）最大特点是可以实现阻抗变换，广泛用于分立元件功率放大电路立元件功率放大电路（3）隔直通交，抑制温漂隔直通交，抑制温漂unuuioioiouAAAUUUUUUA 21221UsRSRLUoA1+-Uo1Ui2A2An+-+Ui一产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中一产生原因：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主要原因，故也称零漂为温漂。晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。1 .电路中引入直流负反馈电路中引入直流负反馈(加加Re)

4、。2 .采用温度补偿。采用温度补偿。（用热敏元件抵消温度的变化（用热敏元件抵消温度的变化, 如如:二极管、热敏电阻）二极管、热敏电阻）3 .采用差分放大电路。采用差分放大电路。（用特性相同的两只管子，（用特性相同的两只管子， 使其温漂相互抵消）使其温漂相互抵消） 利用利用Re稳定稳定Q点。点。 (但但不能不能100%拟制温漂拟制温漂) 设想引入温控直流源设想引入温控直流源 V,令令V UCQ,则则uo只反映只反映uI引起的交变量的变化引起的交变量的变化,而与而与UCQ及温漂无关。及温漂无关。采用完全对称电路取代采用完全对称电路取代V。将将Re1、 Re2合为合为Re，两两 个个VBB合在一起。

5、合在一起。引入直流源引入直流源-VEE。双端输双端输出信号出信号无接地无接地点。点。 大小相等、极性相反的信号。大小相等、极性相反的信号。ui1= ui2 用用uid表示表示 。（d是是differential的字头）的字头）Rb2T1T2Rc2Rc1Rb1Re-VEE+Vccuo_+ui1ui2+_-+大小相等、极性相同的信号。大小相等、极性相同的信号。ui1 = ui2 用用uic表示表示。 （c是是common的字头）的字头）Rb2T1T2Rc2Rc1Rb1Re-VEE+Vccuo_+ui1ui2+_uicEEeEQBEQbBQVRIURI2EQEQEQIIII221Re)1(Re2bB

6、EQEEEQRUVIRb2T1T2Rc2Rc1Rb1Re-VEE+Vccuo_+Rb小时此项可略小时此项可略, Rb一般为信号一般为信号源内阻。源内阻。ui2ui1设电路参数设电路参数理想对称理想对称iE1iE2iReECCQCCCQCQRIVUU211IIEQBQUUUUUBEQBEQBEQBQEQ0BEQCCQCCEQCQCEQURIVUUURb2T1T2Rc2Rc1Rb1Re-VEE+Vccuo_+ui2ui1uc1uc2ic1ic2iE1iE2iReEui1 = ui2 = uiciE1iE2iReEAc= uoc/ uic=0uo=0 uc1= uc2，温度漂移可等效成共模信号温度漂

7、移可等效成共模信号Rb2T1T2Rc2Rc1Rb1Re-VEE+Vccuo_+ui1ui2+_uicC1OC21CC21CB21B2 uuuuiiiiiE1= iE2，Re中电流不变，即中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。对差模信号无反馈作用。2/IdI2I1uuu差模信号：数值相等，极性相反差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即的输入信号，即8 )(2bebBIdrRiu为什么？为什么？差模信号作用时的动态分析差模信号作用时的动态分析bebLcd)2( rRRRA差模放大倍数差模放大倍数IdOdduuA)2(2LcCOdRRiu 2 )(2cobebiRRrRR，9KCMR cdC

8、MRAAK uoc=0， Ac= uoc/ uic=0，cdCMRAAK此值越大此值越大越好越好Rb2T1T2Rc2Rc1Rb1Re-VEE+Vccuo_+ui2ui1uc1uc2ic1ic2iE1iE2iReE 2 双端输入单端输出：双端输入单端输出：Q点分析点分析cCQCCCQ2LcCQCCLcLCQ1 )(RIVURRIVRRRU 由于输入回路没有变由于输入回路没有变化，所以化，所以IEQ、IBQ、ICQ与双端输出时一样。但与双端输出时一样。但是是UCEQ1 UCEQ2。112 双端输入单端输出：差模信号作用下的分析双端输入单端输出：差模信号作用下的分析bebLcd)( 21rRRRAc

9、obebi)(2RRrRR，12 输入共模信号时，输入共模信号时，Re电阻上的电流变化电阻上的电流变化iRE=2 iE，发射级电位的变化发射级电位的变化ue=2 iE Re ，所以对每一个晶体管，所以对每一个晶体管来说，可认为来说，可认为iE流过阻值为流过阻值为2Re的射级电阻。的射级电阻。+VCCuouIRb2ReRcT1+-RbVEERcT2-+-RL2Reuoc+-RcRLRb2ReuIciBrbeBi +VCCuouIRbReRcT1+-RbVEERcT2-+-RL2 双端输入单端输出：共模信号作用下的分析双端输入单端输出：共模信号作用下的分析2(1)2()dbbeeCMRcbbeAR

10、rRKARr Re越大，越大，KCMR越大。越大。(/)2(1)occLcIcbbeeuRRAuRrR uoc+-RcRLRb2ReuIciBrbeBi 将输入信号进行等效变换将输入信号进行等效变换 当共模电压放大倍数不为当共模电压放大倍数不为零时，输出端有差模输出电零时，输出端有差模输出电压和共模输出电压。即：压和共模输出电压。即：2ICIdouAuAu 当电路参数理想对称共模当电路参数理想对称共模电压放大倍数为零时，输出电压放大倍数为零时，输出端只有差模输出电压。即：端只有差模输出电压。即：IdouAu输入电压近似的均分在输入电压近似的均分在两管的输入回路。两管的输入回路。 单端输入、双端

11、输出方式在差摸信号输入的单端输入、双端输出方式在差摸信号输入的同时同时, ,伴随有共模信号的输入伴随有共模信号的输入. . 单端输入、双端输出方式与双端输入、双端单端输入、双端输出方式与双端输入、双端输出方式的输出方式的静态工作点及动态参数的分析计算完静态工作点及动态参数的分析计算完全相同。全相同。+Vccui-VccRcuoT1T2+_E_Rb1Rb2ReRL单端输出常将单端输出常将不输出一端的不输出一端的RC省掉。省掉。bebLCIdOddrRRRuuA)/(2CoRR2 Ac=0ebebLcICOCCRrRRRuuA)(/12）（bebLCIdOddrRRRuuA)/(21CORR2IC

12、IdouAuAu多级放大电路问题多级放大电路问题1 1，耦合电路的基本目的是什么？，耦合电路的基本目的是什么？ 让有用的交流信号顺利地在前后两级放大器之间通过，同时在静态方面起到良好地隔离。 2 2，多级放大电路的级间耦合一般有几种方式？，多级放大电路的级间耦合一般有几种方式？ 直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合3 3，多级放大电路的总电压放大倍数等于什么，多级放大电路的总电压放大倍数等于什么? ? 等于各级电压放大倍数之乘积 4 4，多级放大电路输入输出电阻等于什么？，多级放大电路输入输出电阻等于什么？ 分别等于第一级的输入电阻和末级的输出电阻 5 5，直接耦合放大电路的特殊问题是什么

13、，直接耦合放大电路的特殊问题是什么? ?如何解决如何解决? ? 零点漂移是直接耦合放大电路最大的问题。最根本的解决方法是用差分放大器 6 6，为什么放大电路以三级为最常见，为什么放大电路以三级为最常见? ? 级数太少放大能力不足，太多又难以解决零点漂移等问题。 7 7，什么是零点漂移？引起它的主要原因有那些因素？，什么是零点漂移？引起它的主要原因有那些因素？ 其中最根本的是什么？其中最根本的是什么？ 放大器的输入信号为零时其输出端仍旧有变化缓慢且无规律的输出信号的现象。这种现象的主要原因是因为电路元器件参数受温度影响而发生波动从而导致Q点的不稳定，在多级放大器中由于采用直接耦合方式，会使Q点的波动逐级传递和放大。 讨论讨论1若若uI1=10mV，uI2=5mV，则，则uId=？ uIc=？uId=5mV ，uIc=7.5mVRb2T1T2Rc2Rc1Rb1Re-VEE+Vccuo_+ui2ui1iE1iE2iReE=50， rbb,=300,Rb=1k ， Rc=10k， Re=10k， VCC=12V； VEE=6V 试求试求（1）静态工作点；（）