第四模拟电子技术.pptx

第三章 多级放大电路 3.1 多级放大电路的耦合方式 3.3 直接耦合放大电路3.2 多级放大电路的动态分析第1页/共73页本章重点和考点：1、掌握多级放大电路的耦合方式，为集成电路的学习打好基础2、掌握直接耦合放大电路中差分放大电路的组态及动态参数的计算3、了解多级放大电路中的互补输出级 第2页/共73页本章讨论的问题：1.单管放大电路为什么不能满足多方面性能的要求？2.如何将多个单级放大电路连接成多级放大电路？各种连接方式有和特点？3.直接耦合放大电路的特殊问题是什么？如何解决？4.差分放大电路与其它基本放大电路有什么区别？为什么它能抑制零点漂移？5.直接耦合放大电路输出级的特点是什么？如何根据要求组成多级放大电路？第3页/共73页3.1 多级放大电路的耦合方式将多个单级基本放大电路合理联接，构成多级放大电路组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级，级与级之间的连接称为级间耦合。四种常见的耦合方式：直接耦合阻容耦合变压器耦合光电耦合第4页/共73页直接耦合特点：(1)可以放大交流和缓慢变化及直流信号；(2)便于集成化。(3)各级静态工作点互相影响；基极和集电极电位会随着级数增加而上升；(4)零点漂移（如何克服）。第一级第二级直接连接Q点合适吗？第5页/共73页直接耦合放大电路静态工作点的设置对哪些动态参数产生影响第6页/共73页第7页/共73页第8页/共73页阻容耦合图 阻容耦合放大电路第 一 级第 二 级特点：静态工作点相互独立，在分立元件电路中广泛使用,但不能放大缓慢变化的信号。在集成电路中无法制造大容量电容，不便于集成化，尽量不用。有零点漂移吗？第9页/共73页变压器耦合以前功率放大电路广泛采用此耦合方式。目前基本不用。第10页/共73页光电耦合光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和传递的，因而其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。一、光电耦合光电耦合器及其传输特性发光元件光敏元件第11页/共73页二、光电耦合放大电路目前市场上已有集成光电耦合放大电路，具有较强的放大能力。第12页/共73页3.2多级放大电路的动态分析一、电压放大倍数二、输入电阻和输出电阻 通常，多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电阻；输出电阻就是输出级的输出电阻。具体计算时，有时它们不仅仅决定于本级参数，也与后级或前级的参数有关。第13页/共73页第14页/共73页如图所示的两级电压放大电路，已知1=2=50,T1和T2均为3DG8D。计算前、后级放大电路的静态值计算前、后级放大电路的静态值(U UBEBE=0.6V)=0.6V)及电路的动态参数。及电路的动态参数。RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+T1T21M27k82k43k7.5k51010koU.例例:1:1第15页/共73页 两级放大电路的静态值可分别计算。RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+T1T21M27k82k43k7.5k51010koU.解:第16页/共73页第一级是射极输出器第一级是射极输出器:第17页/共73页第二级是分压式偏置电路第二级是分压式偏置电路第18页/共73页计算计算 r r i i和和 r r 0 0小信号等效电路小信号等效电路2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_oU.o1U.由等效电路可知，放大电路的输入电阻 ri 等于第一级的输入电阻ri1。第一级是射极输出器，它的输入电阻ri1与负载有关，而射极输出器的负载即是第二级输入电阻 ri2。第19页/共73页2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui。oU.o1U.第20页/共73页2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui。oU.o1U.第21页/共73页求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数第一级放大电路为射极输出器第一级放大电路为射极输出器2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.第22页/共73页第二级放大电路为共发射极放大电路第二级放大电路为共发射极放大电路总电压放大倍数2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.第23页/共73页第24页/共73页第25页/共73页一、零点漂移现象及其产生的原因直接耦合时，输入电压为零，但输出电压离开零点，并缓慢地发生不规则变化的现象。图 零点漂移现象uOtOuItO放大电路级数愈多，放大倍数愈高，零点漂移问题愈严重。3.3直接耦合放大电路直接耦合放大电路的零点漂移现象第26页/共73页二、抑制温度漂移的方法：(1)引入直流负反馈以稳定 Q 点；(2)利用热敏元件补偿放大器的零漂；图 利用热敏元件补偿零漂R2R1+VCC+T2+RcT1uIuOiC1ReRuB1(3)采用差分放大电路。第27页/共73页差分放大电路差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路一、电路的组成图 3.3.2差分放大电路的组成(a)TRe利用射极电阻稳定Q点但仍存在零点漂移问题图 3.3.2差分放大电路的组成(b)TReuOVT的U UCQCQ变化时，直流电源V始终与之保持一致。第28页/共73页采用与图（a）所示电路参数完全相同，管子特性也相同的电路图 差分放大电路的组成(c)电路以两只管子集电极电位差为输出，可克服温度漂移。共模信号输入信号uI1和uI2大小相等，极性相同。差模信号输入信号uI1和uI2大小相等，极性相反。差分放大电路也称为差动放大电路动画avi6-2.avi理想对称第29页/共73页差分放大电路的改进图将发射极电阻合二为一、对差模信号R Re e相当于短路。典型差分放大电路长尾式差分放大电路便于调节静态工作点，电源和信号源能共地信号特点第30页/共73页二、长尾式差分放大电路图 长尾式差分放大电路第31页/共73页1.静态分析第32页/共73页2.对共模信号的抑制作用共模信号的输入使两管集电极电压有相同的变化。第33页/共73页对于每一边电路，Re=?第34页/共73页3.对差模信号的放大作用分析时注意二个“虚地”E点电位在差模信号作用下不变，相当于接“地”。电阻Re有反馈作用吗?第35页/共73页为什么负载电阻的中点电位在差模信号作用下不变，相当于接“地”。第36页/共73页第37页/共73页4.电压传输特性放大电路的输出电压和输入电压之间的关系曲线。uo f(uI)如改变uI的极性，可得另一条图中虚线所示的曲线，它与实线完全对称。uIuo第38页/共73页三、差分放大电路的四种接法“单端”的情况，还具有共模抑制能力吗？如何进一步改进呢？第39页/共73页1.双端输入单端输出电路静态分析第40页/共73页动态分析(差模信号）Rid=2(Rb+rbe)Rod=RC问题：如输出信号取自T2管的集电极，动态分析结果如何？第41页/共73页输入共模信号：第42页/共73页问题讨论第43页/共73页2.单端输入、双端输出共模输入信号差模输入信号输入差模信号的同时都伴随着共模信号第44页/共73页差模输出共模输出静态的值第45页/共73页4.差动放大器四种方法比较第46页/共73页四、改进型差分放大电路第47页/共73页等效电阻为无穷大近似为恒流第48页/共73页第49页/共73页第50页/共73页讨论一:第51页/共73页直接耦合互补输出级基本要求：输出电阻低，带负载能力强，直流功耗小，负载上无直流功耗，最大不失真输出电压尽可能大。射级输出形式输入为零时输出为零静态工作电流小第52页/共73页一、基本电路第53页/共73页3、动态分析第54页/共73页4、存在的问题：交越失真信号在零附近两只管子均截止给 T1、T2 提供合适的静态电压第55页/共73页第56页/共73页准互补输出级第57页/共73页直接耦合多级放大电路直接耦合多级放大电路的构成：输入级：差分放大电路或FET差分放大电路，从而减小温漂，增大共模抑制比。中间级：共射放大电路，从而获得高电压放大倍数。输出级：采用复合管的准互补输出级电路，从而使输出电阻小，带负载能力增强，而且最大不失真输出电压幅值接近电源电压。第58页/共73页第59页/共73页1、化整为零，识别电路第一级：双端输入单端输出的差放电路第二级：复合管为放大管的共射放大电路第三级：准互补电路动态电阻无穷大+第60页/共73页第61页/共73页P181 3.2 第62页/共73页第63页/共73页第64页/共73页第65页/共73页P182 3.6解：双入双出差分放大电路第66页/共73页P182 3.7解：双入单出差分放大电路第67页/共73页P169 3.12解：带恒流源的双入单出差分放大电路交流等效电路UiUorbe3RdUgsgmUgsRdrbe2gmUgsUgs第68页/共73页P183 3.10解：三级放大电路UiIirbe1rbe2R2rbe4R5R6rbe5U0R7带恒流源的双入单出差分放大电路共射放大电路(PNP管）共集放大电路（射集跟随器）交流等效电路Ri3Ri1Ri2第69页/共73页UiIirbe1rbe2R2rbe4R5R6rbe5U0R7Ri3Ri1Ri2第70页/共73页 2.13 电路如图P2.13所示，晶体管的100，=100。（1）求电路的Q点、Ri和Ro；（2）若电容Ce开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？解：（1）静态分析：第71页/共73页 动态分析：（2）Ri增大，Ri4.1k；减小，1.92。第72页/共73页感谢您的观看！第73页/共73页