晶体管放大器的三种基本组态精选PPT.ppt
晶体管放大器的三种基本组态第1页，此课件共35页哦RB+UCCC1C2RERLuiuo元器件作用：元器件作用：基极偏置电阻基极偏置电阻R RB B发射极电阻发射极电阻RE 耦合电容耦合电容C1、C2 射极输出器（共集电极电路）射极输出器（共集电极电路）第2页，此课件共35页哦求求求求Q Q点：点：点：点：15.15.1 .1 静态分析静态分析静态分析静态分析直流通路直流通路直流通路直流通路+UCCRBRE E+UCE+UBEIE EIBICRB+UCCC1C2RE ERLui+uo+es+RS第3页，此课件共35页哦15.15.2 .2 动态分析动态分析动态分析动态分析1.1.电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数 电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数A Au u 1 1 1 1且输入输出同相，输出电压跟随且输入输出同相，输出电压跟随且输入输出同相，输出电压跟随且输入输出同相，输出电压跟随输入电压，输入电压，输入电压，输入电压，故称电压跟随器。故称电压跟随器。故称电压跟随器。故称电压跟随器。微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE第4页，此课件共35页哦rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE2.2.输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻 射极输出器的射极输出器的射极输出器的射极输出器的输入电阻高，对输入电阻高，对输入电阻高，对输入电阻高，对前级有利。前级有利。前级有利。前级有利。r ri i 与负载有关与负载有关与负载有关与负载有关第5页，此课件共35页哦3.3.输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻射极输出器的输出射极输出器的输出射极输出器的输出射极输出器的输出电阻很小，带负载电阻很小，带负载电阻很小，带负载电阻很小，带负载能力强。能力强。能力强。能力强。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE第6页，此课件共35页哦共集电极放大电路共集电极放大电路(射极输出器射极输出器)的特点：的特点：1.1.电压放大倍数小于电压放大倍数小于电压放大倍数小于电压放大倍数小于1 1，约等于，约等于，约等于，约等于1;1;2.2.输入电阻高；输入电阻高；输入电阻高；输入电阻高；3.3.输出电阻低；输出电阻低；输出电阻低；输出电阻低；4.4.输出与输入同相。输出与输入同相。输出与输入同相。输出与输入同相。第7页，此课件共35页哦射极输出器的应用射极输出器的应用主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。1.1.1.1.因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的第因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的第因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的第因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的第一级，可以提高输入电阻，一级，可以提高输入电阻，一级，可以提高输入电阻，一级，可以提高输入电阻，减轻信号源负担减轻信号源负担减轻信号源负担减轻信号源负担。2.2.2.2.因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的末级，因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的末级，因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的末级，因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的末级，可以降低输出电阻，可以降低输出电阻，可以降低输出电阻，可以降低输出电阻，提高带负载能力。提高带负载能力。提高带负载能力。提高带负载能力。3.3.3.3.利用利用利用利用 r ri i i i 大、大、大、大、r ro o o o小以及小以及小以及小以及 A A A Au u u u 1 1 1 1 的特点，也可将射极的特点，也可将射极的特点，也可将射极的特点，也可将射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹配作用，输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹配作用，输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹配作用，输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹配作用，这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔离级。这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔离级。这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔离级。这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔离级。第8页，此课件共35页哦.在图示放大电路中，已知在图示放大电路中，已知UCC=12V,RE=2k,RB=200k，RL=2k，晶体管，晶体管=60，UBE=0.6V,信号源信号源内阻内阻RS=100，试求试求:(1)静态工作点静态工作点 IB、IE 及及 UCE；(2)(2)画出微变等效电路；画出微变等效电路；(3)Au、ri 和和 ro。RB+UCCC1C2RE ERLui+uo+es+RS例例1 1第9页，此课件共35页哦解解解解:(1)(1)由直流通路求静态工作点。由直流通路求静态工作点。由直流通路求静态工作点。由直流通路求静态工作点。直流通路直流通路直流通路直流通路+UCCRBRE E+UCE+UBEIE EIBIC第10页，此课件共35页哦(2)(2)由微变等效电路求由微变等效电路求由微变等效电路求由微变等效电路求A Au u、ri i 、ro o。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路第11页，此课件共35页哦+UCCRS1M(+24V)RB120kUi27kC2C3RB3RB2RLRE282k43k10k8kUo10kC1T1RE1CET2US前级前级后级后级已知已知:1=2=50,rbe1=2.9k,rbe2=1.7k求求:(1):(1)微变等微变等 效效 电路电路;(2)ri、r0 （3）Au。返回返回例例2 2第12页，此课件共35页哦解解:（1）微变等效电路微变等效电路RE1RB2RB3RC2RLRSRB1返回返回第13页，此课件共35页哦（2）ri、r0 其中其中故故第14页，此课件共35页哦返回返回（3）Au 第15页，此课件共35页哦多级放大器的组成模式：多级放大器的组成模式：许多放大器都是由多级放大电路组成的，各级放许多放大器都是由多级放大电路组成的，各级放大电路对微弱信号进行接续放大，从而获得必要的电大电路对微弱信号进行接续放大，从而获得必要的电压幅度或足够的功率。压幅度或足够的功率。多级放大器的组成模式可用下列框图示意：多级放大器的组成模式可用下列框图示意：第一级第(n-1)级第二级第n级输入输出前置级末前级末级(输出级)功率放大电压放大 15.7 差分放大电路差分放大电路15.7.1 15.7.1 多级放大电路及其极间耦合多级放大电路及其极间耦合第16页，此课件共35页哦一、阻容耦合一、阻容耦合 1.1.隔直作用隔直作用:前后两前后两级的静态工作点互不级的静态工作点互不影响；影响；2.2.容抗很小容抗很小:交流信交流信号可顺利通过电容耦号可顺利通过电容耦合到下一级；合到下一级；3.3.低频特性差低频特性差:低频时低频时容抗较大，交流信号容抗较大，交流信号损失较大；损失较大；4.4.难于集成难于集成:集成电路集成电路无法制造大容量的耦合无法制造大容量的耦合电容电容。+UCCRS1M(+24V)RB120kUi27kC2C3RB3RB2RLRE282k43k10k8kUo10kC1T1RE1CET2US前级前级后级后级第17页，此课件共35页哦 为了能对缓慢变化的信号或直流信号进行放为了能对缓慢变化的信号或直流信号进行放大，不能采用阻容耦合而只能采用直接耦合大，不能采用阻容耦合而只能采用直接耦合将前级的输出信号直接接到后级的输入端：将前级的输出信号直接接到后级的输入端：二、直接耦合二、直接耦合 直接耦合的结构虽然简单，但存在着严重问题，直接耦合的结构虽然简单，但存在着严重问题，一是前后级静态工作点的相互影响；二是所谓的一是前后级静态工作点的相互影响；二是所谓的零零点漂移点漂移。第18页，此课件共35页哦直接耦合直接耦合R R2 2、R RE2 E2:为设置合适的为设置合适的Q Q点点而增加而增加1.1.前级与后级静态工作点的相互影响前级与后级静态工作点的相互影响+UCCu0RC2T2uiRC1R1T1R2RE2返回返回第19页，此课件共35页哦2.零点漂移零点漂移uot0 当当 u ui i=0=0 时：时：uiRC1R1T1R2+UCCuoRC2T2RE2假假“信号信号”返回返回第20页，此课件共35页哦15.7.2 15.7.2 差分放大电路的工作原理差分放大电路的工作原理 电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对应电阻电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对应电阻元件的参数值都相等。元件的参数值都相等。差分放大电路差分放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。是抑制零点漂移最有效的电路结构。差分放大原理电路差分放大原理电路差分放大原理电路差分放大原理电路+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2两个输入、两两个输入、两个输出个输出两管两管静态工作静态工作点相同点相同第21页，此课件共35页哦1.1.无输入信号时零点漂移的抑制无输入信号时零点漂移的抑制无输入信号时零点漂移的抑制无输入信号时零点漂移的抑制uo=VC1 VC2 =0uo=(VC1+VC1 )(VC2+VC2)=0静态时，静态时，ui1=ui2 =0当温度升高时当温度升高时ICVC （两管变化量相等）（两管变化量相等）对称差动放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制对称差动放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制对称差动放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制对称差动放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用。作用。作用。作用。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2第22页，此课件共35页哦2.2.有信号输入时的工作情况有信号输入时的工作情况有信号输入时的工作情况有信号输入时的工作情况 两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出电压为零，即电压为零，即电压为零，即电压为零，即对共模信号没有放大能力对共模信号没有放大能力对共模信号没有放大能力对共模信号没有放大能力。(1)(1)(1)(1)共模输入信号共模输入信号共模输入信号共模输入信号 u u u ui1 i1 i1 i1=u u u ui2i2i2i2大小相等、极性相同大小相等、极性相同大小相等、极性相同大小相等、极性相同 差分电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零差分电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零差分电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零差分电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零点漂移的抑制水平。点漂移的抑制水平。点漂移的抑制水平。点漂移的抑制水平。+UCCuoRCRB2T1RB1RCRB2RB1+ui1ui2+T2+共模信号共模信号 需要抑制需要抑制第23页，此课件共35页哦+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，(2)(2)(2)(2)差模输入信号差模输入信号差模输入信号差模输入信号 u ui1 i1=u ui2i2大小相等、极性相反大小相等、极性相反大小相等、极性相反大小相等、极性相反u uo o=(=(V VC1C1 V VC1C1 )(V VC2 C2+V VC2 C2)=)=2 2 V VC1 C1 即即即即对差模信号有放大能力对差模信号有放大能力对差模信号有放大能力对差模信号有放大能力。+差模信号差模信号 是有用信号是有用信号第24页，此课件共35页哦(3)(3)(3)(3)比较输入比较输入比较输入比较输入 u u u ui1 i1 i1 i1、u u u ui2 i2 i2 i2 大小和极性是任意的。大小和极性是任意的。大小和极性是任意的。大小和极性是任意的。例例1:ui1=10 mV,ui2=6 mV ui2=8 mV 2 mV 例例2:ui1=20 mV,ui2=16 mV 可分解成可分解成:ui1=18 mV +2 mV ui2=18 mV 2 mV 可分解成可分解成:ui1=8 mV +2 mV共模信号共模信号共模信号共模信号差模信号差模信号差模信号差模信号 放大器只放大器只放大器只放大器只 放大两个放大两个放大两个放大两个 输入信号输入信号输入信号输入信号 的差值信的差值信的差值信的差值信 号号号号差分差分差分差分 放大电路。放大电路。放大电路。放大电路。这种输入常作为这种输入常作为比较放大比较放大来应用，在自动控制系统中是常来应用，在自动控制系统中是常见的。见的。第25页，此课件共35页哦（Common Mode Rejection Ratio)全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力。力。力。力。差模放大倍数差模放大倍数差模放大倍数差模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数 K KCMRCMR越大，说明差放分辨越大，说明差放分辨越大，说明差放分辨越大，说明差放分辨差模信号的能力越强，而抑制差模信号的能力越强，而抑制差模信号的能力越强，而抑制差模信号的能力越强，而抑制共模信号的能力越强。共模信号的能力越强。共模信号的能力越强。共模信号的能力越强。3.3.共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比第26页，此课件共35页哦 若电路完全对称，理想情况下共模放大倍数若电路完全对称，理想情况下共模放大倍数 A Ac c=0=0 输出电压输出电压 u u u uo o o o =A A A Ad d d d （u u u ui1 i1 i1 i1 u u u ui2 i2 i2 i2）=A A A Ad d d d u u u uidididid 若电路不完全对称，则若电路不完全对称，则 A Ac c 0 0，实际输出电压实际输出电压 u u u uo o o o =A A A Ac c c c u u u uic ic ic ic+A A A Ad d d d u u u uid id id id 即共模信号对输出有影响即共模信号对输出有影响 。第27页，此课件共35页哦15.7.3 典型差分放大电路典型差分放大电路+UCCCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+T2 2UEE+R RE E的作用：的作用：的作用：的作用：稳定静态工作点，限制每个管子的漂移。稳定静态工作点，限制每个管子的漂移。UEE：用于补偿：用于补偿RE上的压降，以获得合适的工作点。上的压降，以获得合适的工作点。R P:调零电位器。调零电位器。第28页，此课件共35页哦 零点漂移的抑制零点漂移的抑制ui1=ui2=0RE:对对共模信号有很共模信号有很强负反馈作用强负反馈作用,抑制温度漂移。抑制温度漂移。对对差模信号差模信号基本上不影响放大效果。基本上不影响放大效果。温温度度IC1IC2IE UREUBE1UBE2IB2IB1IC1IC2返回返回第29页，此课件共35页哦1.1.双端输入双端输入-双端输出双端输出差模信号差模信号ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE+_-+ui返回返回第30页，此课件共35页哦IEICIB-+UBET1RBRERCUEE+UCCUCE+-（1）静态分析）静态分析IB1=IB2=IBIC1=IC2=ICUE1=UE2=IBRBUBE UC1=UC2=UCCICRC 第31页，此课件共35页哦（2 2）动态分析）动态分析 R RE E 对差模信号不起作用，其单管差模电压对差模信号不起作用，其单管差模电压放大倍数为：放大倍数为：iBiCu01ui1RCT1RB+-双端输出电压双端输出电压返回返回第32页，此课件共35页哦差模电压放大倍数差模电压放大倍数式中式中差模输入电阻为差模输入电阻为差模输出电阻为差模输出电阻为返回返回第33页，此课件共35页哦如果从如果从T1T1集电极或集电极或T2T2集电极单端输出，则电压放大集电极单端输出，则电压放大倍数分别为：倍数分别为：同相输出同相输出反相输出反相输出第34页，此课件共35页哦作业作业P89 15.7.3第35页，此课件共35页哦
