模拟电子技术基础及实验 第3章 多级放大课件

作业：列举常用电子开关。电子开关名称，工作原理，外形图，常用型号，参数（工作条件），典型应用电路及功能分析。本次作业：P69---1.3P70---1.9P71---1.12P141---2.11P144---2.18要求：1.题目；2.画图规范，参数标准。3.书写仔细。2/6/2023

对于继电器的“常开、常闭”触点：常开触点:继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,

常闭触点:处于接通状态的静触点.继电器HRS4H—S-DC5V线圈工作电压：5VDC2/6/2023品

牌：汇港（HKE）类

型：功率继电器系

列：HRS4系列型

号：HRS4-S-DC5V外形尺寸（mm）：20.3×16.6×20.2mm（L×W×H）重

量：12.0g用

途：报警器,UPS,咖啡壶,,面包机,交换机,空调,红外线感应器,家用厨房小电器,电动玩具产品说明：触点参数：触点形式：1A、1C（DPDT）触点负载：10A

120VAC/24VDC

阻

抗：≤50mΩ

额定电流：12A电气寿命：≥10万回机械寿命：≥1亿回2/6/2023图中虚线框内即为电磁继电器，D为动触点，E为静触点．

当线圈A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动动触点D向下与E接触，将工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D与E分离，自动切断工作电路。2/6/2023开始上课了！2/6/2023其他形式的共集放大电路：直流通路简化电路交流通路（电源短路）原放大电路直流通路交流通路2/6/2023rbe=rbe1+（1+β）rbe2复合管ic=ic1+ic2=β1ib1+β2(1+β1)ib1β≈β1β2=β1+β2+β1β2=(β1+β2+β1β2)ib1=β1ib1+β2ib2=β1ib1+β2ie1特点：β值增大。rbe发生变化。2/6/20232.电路中使各管均能处于放大状态，满足三极管Q点合适。组成原则：1.各电极连接处电流方向一致。3.同型或异型的管子都可以参与复合，但复合管的类型一定和第一只管子V1相同。rbe=rbe12/6/2023判断：IE1IB21.各电极连接处电流方向一致。2/6/2023第三章多级放大电路一、多级放大电路的耦合方式1、阻容耦合优点：

各级放大器静态工作点独立。

输出温度漂移比较小。缺点：

不适合放大缓慢变化的信号。

不便于作成集成电路。框图：2/6/20232、直接耦合优点：

各级放大器静态工作点相互影响。

输出温度漂移严重。缺点：

可放大缓慢变化的信号。

电路中无电容，便于集成化。2/6/2023

直接耦合各放大级的工作点互相影响?1、电位移动直接耦合放大电路UC1=UB2

UC2=UB2+UCB2＞UB2（UC1）2/6/2023NPN+PNP组合电平移动直接耦合放大电路

(2)

由于NPN管集电极电位高于基极电位，PNP管集电极电位低于基极电位，它们的组合使用可避免集电极电位的逐级升高。2/6/20233.变压器耦合优点：1.前后级静态工作点相互独立。2.可实现阻抗变换，匹配合适，可以使负载获得足够的电压或功率。缺点：1.低频特性差。2.笨重不易集成。2/6/20234.光电耦合特点：1.抑制电干扰能力强。2.传输比较小，需要加电压放大级。2/6/20233、输入电阻4、输出电阻Ri=Ri（最前级）(一般情况下）Ro=Ro（最后级）(一般情况下）2/6/2023设：1=2==100，UBE1=UBE2=0.7

V。举例1：两级放大电路如下图示，求Q点、Au、Ri、Ro2/6/2023解：（1）求静态工作点2/6/2023（2）求电压放大倍数先计算三极管的输入电阻2/6/2023画微变等效电路：2/6/2023电压增益：2/6/2023直接耦合放大电路的特殊问题——零点漂移1、零漂现象：2、产生零漂的原因：3、零漂的衡量方法：由温度变化引起的。当温度变化使第一级放大器的静态工作点发生微小变化时，这种变化量会被后面的电路逐级放大，最终在输出端产生较大的电压漂移。因而零点漂移也叫温漂。输入ui=0时，，输出有缓慢变化的电压产生。将输出漂移电压按电压增益折算到输入端计算。2/6/2023例如：若输出有1V的漂移电压。

则等效输入有100uV的漂移电压假设第一级是关键4、减小零漂的措施:用非线性元件进行温度补偿采用差分放大电路等效100uV漂移1V2/6/2023即：1=2=

UBE1=UBE2=UBE

rbe1=rbe2=rbe

RC1=RC2=RCRb1=Rb2=Rb三、多级放大电路的输入级－差分放大电路（三种形式：基本式、长尾式、恒流源式）（一）电路结构（特点：对称性）基本式2/6/2023长尾式2/6/2023恒流源式2/6/20232/6/2023

2.差动放大电路可以有两个输出端。双端输出——从C1和C2输出。单端输出——从C1或C2

对地输出。（二）差分放大电路的几个基本概念

1.差动放大电路一般有两个输入端：双端输入——从两输入端同时加信号。单端输入——仅从一个输入端对地加信号。2/6/20233.差模信号与共模信号：差模输入信号：共模输入信号：差模电压增益：共模电压增益：总输出电压：4.共模抑制比：2/6/2023

差分放大电路仅对差模信号具有放大能力，对共模信号不予放大。2/6/2023

忽略Ib，有：Ub1=Ub2=0V

1.静态工作点的计算：（三）差分放大电路的基本工作原理2/6/20232.抑制零漂的原理:Uo=UC1-UC2

=0当ui1

=

ui2

=0时，当温度变化时：UC1=UC2设T

ic1,ic2uc1

,uc2

uo=uc1-uc2=02/6/2023(1)加入差模信号

ui1=-ui2=uid/2，3.电路的动态分析

所以，Re对差模信号相当于短路。若ui1,ui2ib1,ib2ie1,ie2IRe不变

UE不变

uic=0。2/6/2023①求差模电压放大倍数：设ui1,ui2

uo1,uo2。电路对称│uo1│=│uo2│

uo=uo1–uo2=2uo1

2/6/2023差模电压放大倍数2/6/2023②差模输入电阻③输出电阻2/6/2023(2)加入共模信号

ui1=ui2=uic，

uid=0。设ui1，ui2

uo1，uo2。因ui1=ui2，

uo1=uo2uo=0(理想化)。共模电压放大倍数2/6/2023（四）差分放大电路的四种输入输出方式1.双端输入、双端输出（双入双出）2.双端输入、单端输出（双入单出）3.单端输入、双端输出（单入双出）4.单端输入、单端输出（单入单出）主要讨论的问题有：

差模电压放大倍数、共模电压放大倍数差模输入电阻输出电阻2/6/20231.双端输入双端输出(1)差模电压放大倍数

（2）共模电压放大倍数（3）差模输入电阻（4）输出电阻2/6/20232.双端输入单端输出

这种方式适用于将差分信号转换为单端输出的信号。(1)差模电压放大倍数

（2）差模输入电阻（3）输出电阻注意：从C2输出时，相位相反。2/6/2023（4）共模电压放大倍数

ui1=ui2=uic，设ui1，ui2

ie1，ie1。

iRe（=2ie1）画出共模等效电路2/6/2023求共模电压放大倍数：2/6/20233.单端输入双端输出ui1=－ui2=ui/2

计算同双端输入双端输出：单端输入等效双端输入:

因为Re＞＞从T2发射极看进去的等效电阻，故Re可视为开路，于是有2/6/20234.单端输入单端输出

计算同双入单出：

注意放大倍数的正负号：设从T1的基极输入信号，如果从uo1输出为负号；从uo2输出为正号。2/6/2023

（五）差分放大器动态参数计算总结

双端输出时：

单端输出时：

(2)共模电压放大倍数

只考虑双端输入方式，与输出方式有关：

双端输出时：

单端输出时：(1)差模电压放大倍数与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：2/6/2023

(3)差模输入电阻

不论是单端输入还是双端输入，差模输入电阻Rid是基本放大电路的两倍。

单端输出时，

双端输出时，

(4)输出电阻2/6/2023(5)共模抑制比

共模抑制比KCMR是差分放大器的一个重要指标。，或

双端输出时KCMR可认为等于无穷大，单端输出时共模抑制比：动画演示

2/6/2023恒流源式差分放大电路

加大Re，可以提高共模抑制比，但Re加大要受到直流状况的限制。为此可用恒流源来代替Re。等效很大的交流电阻，直流电阻并不大。恒流源使共模放大倍数减小，而不影响差模放大倍数，从而增加共模抑制比。恒流源的作用根据共模抑制比公式：2/6/2023恒流源电路的简化画法及电路调零措施2/6/2023场效应管差分放大电路2/6/2023四、多级放大电路的输出级工作原理：ui为正半周时，T1管工作，T2管截止，输出uo为正；u