基本放大电路2(共22张PPT)

2.1共发射极放大电路2.1.1放大电路组成2.2.2交流分析2.1.1直流分析基本放大电路第

2

章第1页，共22页。概述1、组成框图直流电源信号源RS+us–RSis放大电路负载RL信号输入第一级第二级第三级信号输出2、多级放大电路第2页，共22页。3、放大电路的四端网络表示１122+us–放大电路RS+ui–+uo–RLioiius—信号源电压Rs—信号源内阻RL—负载电阻ui—输入电压uo—输出电压ii—输入电流io—输出电流第3页，共22页。四、放大电路的主要性能指标1122+us–放大电路RS+ui–+uo–RLioii电压增益

Au(dB)=20lg|Au|1.放大倍数电压放大倍数

Au=uo/ui电流放大倍数Ai=io/ii功率放大倍数

Ap=po/pi电流增益Ai(dB)=20lg|Ai|功率增益

Ap(dB)=10lg|Ap|第4页，共22页。2.输入电阻１1+us–RS+ui–iiRiRi越大，ui与us越接近例1us=20mV，Rs=600，比较不同Ri时的ii

、ui。Riiiui60003A18mV60016.7A10mV6030A1.82mV第5页，共22页。3、输出电阻放大电路的输出相当于负载的信号源，该信号源的内阻称为电路的输出电阻。计算：i2211usRS+u–放大电路=0RoRo越小，uot

和

uo

越接近。2211+us–RS+ui–+uo–RLRo+uot–Ri第6页，共22页。4、通频带

电抗元件(主要是电容)使放大电路对不同频率输入信号的放大能力不同，反映在：Au(f)—幅频特性

(f)—相频特性1.幅频特性和相频特性fAu(f)OfO2.频带宽度(带宽)BWAumfLfH下限频率

上限频率

中频段低频段高频段BW0.7BW0.7=fH–

fL(BandWidth)第7页，共22页。差分电路，大大减少温漂。uo=Aud(u+–u–)=Auduid=Au1·Au2···AunAp(dB)=10lg|Ap|(BandWidth)Rs—信号源内阻1多级放大电路的组成放大电路的输出相当于负载的信号源，该信号源的内阻称为电路的输出电阻。采用有源负载的共发射极电路，增益大。4)KCMR=Au1·Au2···Auni+=uid/Rid0及性能指标的估算各级“Q”独立，只放大交流信号，理想运放工作在非线性区的两个特点2.2.1放大电路的组成共发射极放大电路基极电阻集电极电阻负载输出电压输入电压信号源信号源内阻输入耦合电容输出耦合电容直流电源一、共发射极放大电路第8页，共22页。基本思想非线性电路经适当近似后可按线性电路对待，利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。二、分析放大电路的基本思想和方法直流通路(ui=0)分析静态。交流通路(ui

0)分析动态，只考虑变化的电压和电流。第9页，共22页。结论：A1零漂严重2)大电阻用恒流源代替，大电容外接；共集-共基组合差分电路1)u+>u–时，uo=Uomax差分电路，大大减少温漂。结论：A1零漂严重Au(dB)=20lg|Au|一、通用型集成运放(OperationalAmplifier)的组成u+<u–时,uo=–UOmaxi+=uid/Rid0结论：A1零漂严重(射极输出器、射极跟随器)Ap(dB)=10lg|Ap|2.2三种基本组态放大电路2.2.1共发射极放大电路2.2.2共集电极放大电路2.2.3共基极放大电路第10页，共22页。+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+ui+us+uoIBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+–+uo–+us+VCCRCC2C3RLRE+++RB1RB2RS+us+uoC1共发射极放大电路共集电极放大电路

(射极输出器、射极跟随器)共基极放大电路第11页，共22页。第12页，共22页。1.基本放大电路由共射、共集和共基三种基本组态。共射放大电路：

电压放大能力，输出电压与输入电压反相，输入电阻和输出电阻大小适中。共集放大电路：

放大倍数小于1近似等于1，输出电压与输入电压同相，输入电阻大，输出电阻小。共基放大电路：

放大倍数较高，输出电压与输入电压同相，输入电阻很小，输出电阻较大。第13页，共22页。2.3多级放大电路引言2.3.2集成运放2.3.1多级放大电路的组成及性能指标的估算第14页，共22页。极间耦合形式：直接耦合A1A2电路简单，能放大交、直流信号，“Q”互相影响，零点漂移严重。阻容耦合A1A2各级“Q”独立，只放大交流信号，信号频率低时耦合电容容抗大。变压器耦合A1A2用于选频放大器、功率放大器等。引言第15页，共22页。Au1第一级Au2第二级Au1末级uiuo1RLRSuousuo2ui2uinii一、多级放大电路的组成输入级中间级输出级RiRo1.直接耦合零漂的影响3.5.1多级放大电路的组成及性能指标的估算2.零漂的衡量—将输出的漂移折合到输入端

如：UO1=1VU02=2V

A1=103，A2=104

则：UI1=1mV,UI2=0.2mV结论：

A1零漂严重U=0.02VU=0.42VU=8.42VA1=20A2=20A3=20第16页，共22页。二、多级放大电路性能指标的估算=Au1·Au2

·

·

·

AunAu1(dB)=Au1(dB)+Au2(dB)+·

·

·+Aun

(dB)考虑级与级之间的相互影响，计算各级电压放大倍数时，应把后级的输入电阻作为前级的负载处理!!!Au1第一级Au2第二级Aun末级uiuo1RLRSuousuo2ui2uiniiRiRoRi=Ri1Ro=Ron第17页，共22页。2.3.2通用型集成运算放大器的组成一、通用型集成运放(OperationalAmplifier)的组成1.模拟集成电路的特点1)直接耦合：采用差分电路形式，元件相对误差小；2)大电阻用恒流源代替，大电容外接；3)二极管用三极管代替(B、C极接在一起)；4)高增益、高输入电阻、低输出电阻。2.组成方框图输入级：差分电路，大大减少温漂。中间级：采用有源负载的共发射极电路，增益大。输出级：OCL电路，带负载能力强偏置电路：镜像电流源，微电流源。输入级偏置电路中间级输出级+uouid第18页，共22页。输入级中间级输出级输入级V1、V3和V2、V4共集-共基组合差分电路V5、V6有源负载构成双端变单端电路中间级V7、V8复合管，共发射极具有高增益输出级甲乙类互补对称功率放大电路(OCL)V11V13采用单电源(OTL)时，输入端静态电位应为0.5VCC。3.通用型集成运算放大器741简化电路第19页，共22页。二

理想集成运算放大器1.运放的符号习惯用符号uid+VCC–VEE国家标准符号uouid+VCC–VEE8直流电源接法uouidVCCVEE8u–u+VCC=VEE等效电路uouidu–i+u+uoRidAuduidRoi–u+—同相端输入电压u-

—反相端输入电压uid—差模输入电压uid=u–

u+Aud—开环差模电压放大倍数

uo=Aud(u+–u)第20页，共22页。1)

Aud2.运放特性的理想化6)UIO0，IIO0理想运放：4)

KCMR5)BW2)

Rid3)Ro

0传输特性OuiduoUomax–Uomax理想线性区实际3.理想运放工作在线性区的两个特点1)

u+

u–(虚短)证：uo=Aud(u+–u–)=Auduidu+–

u–=uo/Aud02)i+

i–0(虚断)证：i+=uid/Rid0同理i–