第3章多级放大电路233直接耦合放大电路1ppt课件

1、3 - 2 - 13 - 2 - 2内容回顾内容回顾基本要求：基本要求：了解四种耦合方式的特点。了解四种耦合方式的特点。掌握阻容耦合多级电路的静态工作点分析。掌握阻容耦合多级电路的静态工作点分析。掌握阻容多级电路的动态分析方法。掌握阻容多级电路的动态分析方法。3 - 2 - 3例题：例题： 电路如图所示电路如图所示,计算电路的静态工作点，画出计算电路的静态工作点，画出交流等效电路，并写出交流等效电路，并写出 Au 、Ri和和Ro的表达式。的表达式。3 - 2 - 4解：解：1、 计算电路的计算电路的Q:第一级为射级输出器：第一级为射级输出器：21111)1 (RRUVIBEQCCBQ1BQ11

2、EQI1I)(21EQCC1CEQRIVU第二级为共射放大电路：第二级为共射放大电路：42CQCC2CEQRIVU32BEQ2BQRUVccI2BQ22CQII3 - 2 - 5)(1 (be2321be11irRRrRR4oRR 2、画出交流等效电路，并写出、画出交流等效电路，并写出 Au 、Ri和和Ro的表达式。的表达式。be2rRA422u1A1ube2rRAAA422u1uu3 - 2 - 63.3.1 直接耦合放大电路的零点漂移现象直接耦合放大电路的零点漂移现象一、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3.3 3.3 直接耦合放大电路直接耦合放大电路3 - 2 -

3、7 1. 零点漂移现象零点漂移现象: 在放大电路中，如果在放大电路中，如果uI=0而而uO0的现象称为零点漂移现象。的现象称为零点漂移现象。 2. 原因：在放大电路中电源电压的波动、原因：在放大电路中电源电压的波动、元件的老化、半导体元件参数受温度的影响等元件的老化、半导体元件参数受温度的影响等均可能引起电路输出电压的漂移、均可能引起电路输出电压的漂移、Q的偏移。的偏移。3 - 2 - 8 由温度变化所引起的半导体器件由温度变化所引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移现象的主参数的变化是产生零点漂移现象的主要原因，因而也称零点漂移为温度漂要原因，因而也称零点漂移为温度漂移，简称温漂。移，简称

4、温漂。温漂是直接耦合放大电路的特有现象。温漂是直接耦合放大电路的特有现象。3 - 2 - 91. 在电路中引入直流负反馈用在电路中引入直流负反馈用Re)稳定稳定Q静静态工作点稳定电路）态工作点稳定电路）BQDRbIIITICIDIBIC 二、抑制温度漂移的方法二、抑制温度漂移的方法2. 利用热敏元件的温度补利用热敏元件的温度补偿来抵消放大管的变化偿来抵消放大管的变化*3. 利用差分放大电路实现温度补偿。采用特利用差分放大电路实现温度补偿。采用特性相同的管子，参数对称的电路，使它们的温漂性相同的管子，参数对称的电路，使它们的温漂相互抵消。相互抵消。IDIBQIRb3 - 2 - 103.3.2

5、3.3.2 差分放大电路差分放大电路一、电路的组成：一、电路的组成： 由两个完全对称的由两个完全对称的放大电路构成。放大电路构成。1、T1、T2的特性完的特性完全相同。全相同。 2、电路对应的元件、电路对应的元件参数完全相同。参数完全相同。 3、uo在两管的在两管的C1、C2之间。之间。3 - 2 - 111当输入信号当输入信号uI1、uI2大小相等、极性相大小相等、极性相同时，输入信号称为共同时，输入信号称为共模信号。模信号。 温漂、各种干扰信号均可视为共模信号。温漂、各种干扰信号均可视为共模信号。当电路有共模信号输入时，当电路有共模信号输入时，T1T1的的uc1uc1、T2T2的的uc2u

6、c2具有相同的变化量和变化趋势。具有相同的变化量和变化趋势。则有则有:uo=uc1-uc2=(UCQ1+uc1)-(UCQ2+uc2)=0由此可见：电路对共模信号具有很强的抑制作用。由此可见：电路对共模信号具有很强的抑制作用。3 - 2 - 122当输入信号当输入信号uI1、uI2大小相等、极性相反时，大小相等、极性相反时，输入信号称为差模信号。输入信号称为差模信号。 21CCuu1212CCCOuuuu 这样得到了这样得到了uo，实现了电压放大作用，实现了电压放大作用，电路对差模信号具有放大作用。电路对差模信号具有放大作用。 当电路有差模信号输入时，当电路有差模信号输入时，T1、T2的基极电

7、流、集的基极电流、集电极电流、集电极电位变化量大小相等、相位相反。电极电流、集电极电位变化量大小相等、相位相反。 则有：则有：3 - 2 - 13电路的改进：电路的改进：1Re1、Re2合二为合二为一。一。 如果将如果将E1、E2连在一起连在一起Re1、Re2合为一合为一个个Re，则，则Re上流经的差模信号变化量为零。上流经的差模信号变化量为零。即即Re对差模信号无反馈作用，相当于短路，对差模信号无反馈作用，相当于短路，提高了差模信号的提高了差模信号的Au。如图当电路输入差模如图当电路输入差模信号时，信号时，IE1、IE2 大小相等、方向相反。大小相等、方向相反。3 - 2 - 142为了便于

8、调节为了便于调节Q，也为了使电源与信号也为了使电源与信号源共地，电路改进如源共地，电路改进如图所示的典型差分放图所示的典型差分放大电路，即长尾式差大电路，即长尾式差分放大电路。分放大电路。 差分放大电路也称差动放大电路。意为差分放大电路也称差动放大电路。意为uI1、uI2有差别时才有有差别时才有uO。3 - 2 - 15二、长尾式差分放大电路二、长尾式差分放大电路电路参数理想对称电路参数理想对称 : Rb1=Rb2=Rb ， Rc1=Rc2=Rc ， Re为公共发射极电阻为公共发射极电阻 。 T1与与T2的特性相同：的特性相同： 1=2=， rbe1= rbe2 = rbe。3 - 2 - 1

9、61. 静态分析：静态分析：EQEQEQReIIII221EEEQBEQbBQVIURIeR2eBEQEEEQRUVI21EQBQIIBEQcCQCCEQCQCEQURIVUUU当当uI1=uI2 =0时时通常通常Rb很小很小IBQ也很小，也很小，可以忽略可以忽略IBQ Rb 。则。则有有UE =-UBE。3 - 2 - 17eBEQEEEQRUVI21EQBQIIBEQcCQCCEQCQCEQURIVUUU 如果如果Q合适，合适，T及及电路参数对称。电路参数对称。 则有则有UCQ1=UCQ2, UO=UC1-UC2= 0。且电路接入负载后，不影响电路的且电路接入负载后，不影响电路的Q。3 -

10、 2 - 182. 对共模信号的抑制作用：对共模信号的抑制作用： 1由于电路参数由于电路参数完全对称，当完全对称，当uI1、uI2为共模信号时，为共模信号时，T各极电流、电位的变各极电流、电位的变化量及变化趋势相同化量及变化趋势相同大小相等大小相等 uO=0。即对干扰信号或无即对干扰信号或无用信号的抑制作用。用信号的抑制作用。3 - 2 - 19 2Re上的电流变化量为上的电流变化量为2iE,发射极极电发射极极电位变化量为位变化量为2iERe,对于每个对于每个T放大电路，发射放大电路，发射极等效电阻为极等效电阻为2Re，负反馈作用增强，能够更，负反馈作用增强，能够更好地抑制共模信号。好地抑制共

11、模信号。所以差分电路对共所以差分电路对共模信号有很强的抑模信号有很强的抑制作用。制作用。3 - 2 - 20 为了描述差分为了描述差分电路对共模信号的电路对共模信号的抑制作用，引入参抑制作用，引入参数共模放大倍数数共模放大倍数Ac：IcOcuuAc在电路参数理想对称的情况下，在电路参数理想对称的情况下，Ac=0。3 - 2 - 213. 对差模信号的放大作用对差模信号的放大作用当给电路输入差模信号当给电路输入差模信号uId 时由于电路参数的对时由于电路参数的对称性称性, uId 经分压以后经分压以后,则有则有uId /2分别加在分别加在T1、T2的输入端的输入端,但两个晶体管的输入信号相位相反

12、。但两个晶体管的输入信号相位相反。大小相等、极性相反大小相等、极性相反的输入信号称为差模的输入信号称为差模信号。信号。21IIuu3 - 2 - 221等效电路：等效电路： 而而uC1、uC2大小相等相位相反大小相等相位相反, uOd=uC1-uC2, 有有电压放大作用。电压放大作用。输入差模信号时，输入差模信号时，uI1= -uI2 =uId /2，当当iB1增加时、增加时、iB2 减小，而减小，而 iRe=0，Re 对差模信号不起对差模信号不起作用。作用。3 - 2 - 23 在两个输入端加差模信号，即在两个输入端加差模信号，即uI1= uI2 ，这时一管的射极电流增大，另一管的射极电流这

13、时一管的射极电流增大，另一管的射极电流减小，且增大量和减小量时时相等。因此流过减小，且增大量和减小量时时相等。因此流过Re的信号电流始终为零，的信号电流始终为零，E点电位将保持不变，点电位将保持不变，因此在等效电路中因此在等效电路中Re相当于对地交流短路。相当于对地交流短路。3 - 2 - 24 在两个输入端加差模信号，即在两个输入端加差模信号，即uI1= -uI2 ，这时一管的集电极电压增大，另一管的集电极这时一管的集电极电压增大，另一管的集电极电压减小，且增大量和减小量时时相等。因此电压减小，且增大量和减小量时时相等。因此RL的中点电位将保持不变，因此在等效电路的中点电位将保持不变，因此在

14、等效电路中对地交流短路。中对地交流短路。3 - 2 - 252动态参数：动态参数：Ad , Ri , RoIdOdduuA)(2bebB1IdrRiubebLCd)2/(rRRRA)(2bebirRRCO2RR)2/(2LCC1odRRiu3 - 2 - 26bebLCd)2/(rRRRA)(2bebirRRCO2RR由以上分析可知：由以上分析可知：Ad 相当于单管放大电相当于单管放大电路的路的Au。即差分电路以牺牲一个管子的。即差分电路以牺牲一个管子的放大倍数为代价来换取抑制零漂的效果。放大倍数为代价来换取抑制零漂的效果。3 - 2 - 27CdCMRAAK 为了更加明确表示电路对差模信号的

15、放大作用，为了更加明确表示电路对差模信号的放大作用，对共模信号的抑制作用，引入参数共模抑制比对共模信号的抑制作用，引入参数共模抑制比 KCMR: KCMR KCMR 越大越好，越大对共模信号的抑制作用越大越好，越大对共模信号的抑制作用越强。越强。 理想时：理想时： KCMR为无穷大。为无穷大。通常情况：通常情况： uo = uod+uoc = uId Ad+uIc Ac |Ac| = Ad /KCMR 3 - 2 - 28三、差分电路的四种接法三、差分电路的四种接法双端输入双端输出电路双端输入双端输出电路双端输入单端输出电路双端输入单端输出电路单端输入双端输出电路单端输入双端输出电路单端输入单

16、端输出电路单端输入单端输出电路3 - 2 - 291. 双端输入单端输出电路双端输入单端输出电路输出回路已不对称输出回路已不对称,影响电路的静态工影响电路的静态工作点和动态参数。作点和动态参数。3 - 2 - 30LCQCQCQRUIRcUVcc111静态分析：计算静态分析：计算Q1EQBQIICQICQLCLLCQIRRVccRRcRU)/(1eR2BEQEEEQUVIBEQLCQCCEQCQCEQURIVUUU3 - 2 - 312动态分析：动态分析： 微变等效电路微变等效电路3 - 2 - 32bebLCIdOdd)/(21rRRRuuA)(2beIdrRiubB)/(LcCRRiuod

17、输输入差模信入差模信号电号电路路动态参数动态参数)(2bebirRRCORR3 - 2 - 33很小ebcRrRRRuuAbeLcIcOc)1 (2)/(（共模抑制比）)(2)1 (2beberRRrRAAKbebcdCMR输输入共模信入共模信号动态参数号动态参数：3 - 2 - 34总结总结基本要求：基本要求：了解直接耦合放大电路存在的问题。了解直接耦合放大电路存在的问题。掌握差分放大电路的静态工作点分析。掌握差分放大电路的静态工作点分析。掌握差分放大电路动态分析方法。掌握差分放大电路动态分析方法。3 - 2 - 35（2计算计算 Au 、Ri 和和 Ro。例例1 电路如图所示电路如图所示知

18、知 Rb=1k ,RC=10k ， RL=5.1k ； VCC=12V； VEE=6V;晶体管的晶体管的=100，rbe=2k。（1为使为使T1 管和管和T2管的发射极静态电流为管的发射极静态电流为0.5mA, Re的取值应为多少？的取值应为多少？ T1 管和管和T2管的管压降管的管压降UCEQ为多少？为多少？（3若将电路改为单端输出，用直流表测得输出电若将电路改为单端输出，用直流表测得输出电压压uo=3V,试问输入电压试问输入电压uI约为多少？设使约为多少？设使IEQ=0.5mA,且共模输出电压可忽略不计。且共模输出电压可忽略不计。例例13 - 2 - 36解解1计算计算Re 、UCEQeR2BEQEEEQUVIVVRIVUCCQCCCQ7)105 . 012(VVUUUEQCQCEQ7 . 7) 7 . 07 (VUUBEQEQ