讲课模拟电子电路.pptx

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1、02:32:391第第5章章 基本放大电路基本放大电路5.15.1 基本放大电路的组成基本放大电路的组成5.25.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析5.45.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定5.8 5.8 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路5.65.6 射极输出器射极输出器5.95.9 场效应管及其放大电路场效应管及其放大电路5.35.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析5.55.5 放大电路中的频率特性放大电路中的频率特性5.75.7 差分放大电路差分放大电路第1页/共287页02:32:392本章要求：本章要求：1.1.理解单管交流放大电路的放大作用和共发射极、理解单管

2、交流放大电路的放大作用和共发射极、共集电极放大电路的性能特点。共集电极放大电路的性能特点。2.掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等 效电路分析法。效电路分析法。3.3.了解放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念，了解放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念，了解放大电路的频率特性、互补功率放大电路的了解放大电路的频率特性、互补功率放大电路的 工作原理。工作原理。4.4.理解反馈的概念，了解负反馈对放大电路性能的理解反馈的概念，了解负反馈对放大电路性能的 影响。影响。5.5.了解差动放大电路的工作原理和性能特点。了解差动放大电路的工作原理和性能特点。

3、6.6.了解场效应管的电流放大作用、主要参数的意义。了解场效应管的电流放大作用、主要参数的意义。第第5章章 基本放大电路基本放大电路第2页/共287页02:32:393放大的概念放大的概念:放大的目的是将微弱的放大的目的是将微弱的变化信号变化信号放大成较大的信号。放大成较大的信号。放大的实质放大的实质:用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。对放大电路的基本要求对放大电路的基本要求 ：1.1.要有足够的放大倍数要有足够的放大倍数(电压、电流、功率电压、电流、功率)

4、。2.2.尽可能小的波形失真。尽可能小的波形失真。另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。指标。本章主要讨论电压放大电路，同时介绍功率放大电本章主要讨论电压放大电路，同时介绍功率放大电路。路。第3页/共287页02:32:3945.1 基本放大电路的组成基本放大电路的组成5.1.1 共发射极基本放大电路组成 共发射极基本电路共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCE iCiBiE第4页/共287页02:32:3955.1 基本放大电路的组成基本放大电路的组成5.1.2 基本放大电路各元件作用 晶体管晶

5、体管T T-放大元放大元件件,i iC C=i iB B。要。要保证集电结反偏保证集电结反偏,发射结正偏发射结正偏,使晶使晶体管工作在放大区体管工作在放大区 。基极电源基极电源E EB B与基极与基极电阻电阻R RB B-使发射结使发射结 处于正偏，并提供处于正偏，并提供大小适当的基极电大小适当的基极电流。流。共发射极基本电路共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCE iCiBiE第5页/共287页02:32:3965.1 基本放大电路的组成基本放大电路的组成5.1.2 基本放大电路各元件作用 集电极电源集电极电源E EC C-为为电路提供能量。并电路提

6、供能量。并保证集电结反偏。保证集电结反偏。集电极电阻集电极电阻R RC C-将将变化的电流转变为变化的电流转变为变化的电压。变化的电压。耦合电容耦合电容C C1 1、C C2 2-隔离输入、输出隔离输入、输出与放大电路直流的与放大电路直流的联系，同时使信号联系，同时使信号顺利输入、输出。顺利输入、输出。信信信信号号号号源源源源负载负载负载负载共发射极基本电路共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCE iCiBiE第6页/共287页02:32:3975.1 基本放大电路的组成基本放大电路的组成单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法共发射极基本电路共发

7、射极基本电路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCE iCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCE iCiBiE第7页/共287页02:32:3985.1.3 共射放大电路的电压放大作用UBEIBICUCE无输入信号(ui=0)时:uo=0uBE=UBEuCE=UCE+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCE iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtO第8页/共287页02:32:399ICUCEOIBUBEO结论：结论：(1)(1)无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的 电压和

8、电流电压和电流:I IB B、U UBEBE和和 I IC C、U UCECE 。(I IB B、U UBEBE)和和(I IC C、U UCECE)分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为性曲线上的一个点，称为静态工作点静态工作点。QIBUBEQUCEIC第9页/共287页02:32:4010UBEIB无输入信号(ui=0)时:uo=0uBE=UBEuCE=UCE？有输入信号有输入信号(u ui i 0)0)时时 uCE=UCC iC RC uo 0uBE=UBE+uiuCE=UCE+uoIC 共射放大电路的电压放大作用+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBE

9、uCE iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO第10页/共287页02:32:4011结论：(2)(2)加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大 小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了 一个交流量，但方向始终不变。一个交流量，但方向始终不变。+集电极电流直流分量交流分量动态分析iCtOiCtICOiCticO静态分析第11页/共287页02:32:4012结论：(3)(3)若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，即电路具有电压放大作用。即电路

10、具有电压放大作用。(4)(4)输出电压与输入电压在相位上相差输出电压与输入电压在相位上相差180180，即共发射极电路具有反相作用。即共发射极电路具有反相作用。uitOuotO第12页/共287页02:32:40131.1.实现放大的条件实现放大的条件 (1)(1)晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集 电结反偏。电结反偏。电结反偏。电结反偏。(2)(2)正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大正确设置静态工

11、作点，使晶体管工作于放大 区。区。区。区。(3)(3)输入回路将变化的电压转化成变化的基极电输入回路将变化的电压转化成变化的基极电输入回路将变化的电压转化成变化的基极电输入回路将变化的电压转化成变化的基极电 流。流。流。流。(4)(4)输出回路将变化的集电极电流转化成变化的输出回路将变化的集电极电流转化成变化的输出回路将变化的集电极电流转化成变化的输出回路将变化的集电极电流转化成变化的 集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。第13页/共287页02:32:40142.2.直、流通路

12、和交流通路直、流通路和交流通路 因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。这作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。这样，交直流所走的通路是不同的。样，交直流所走的通路是不同的。直流通路：直流通路：无信号时电流（直流电流）的通路，无信号时电流（直流电流）的通路，用来计算静态工作点。用来计算静态工作点。交流通路：交流通路：有信号时交流分量（变化量）的通路，有信号时交流分量（变化量）的通路，用来计算电压放大倍数、输入电阻、用来

13、计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。输出电阻等动态参数。第14页/共287页02:32:4015例：例：画出下图放大电路的直流通路画出下图放大电路的直流通路直流通路直流通路用来计算静态工作点直流通路用来计算静态工作点Q Q(IB、IC、UCE)对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）断开断开断开断开+UCCRBRCT+UBEUCEICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCE iCiBiE第15页/共287页02:32:4016RBRCuiuORLRSes+对交流信号对交流信号(有输入信号有输入信号u ui i时的交流分量时的交流分量)XC 0，

14、C 可看作短路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒定，直流电源对交流可看作短路。短路短路短路短路对地短路对地短路交流通路交流通路 用来计算电压用来计算电压放大倍数、输入放大倍数、输入电阻、输出电阻电阻、输出电阻等动态参数。等动态参数。+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCE iCiBiE第16页/共287页02:32:40175.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析静态：静态：放大电路无信号输入（ui=0）时的工作状态。分析方法：分析方法：估算法、图解法。分析对象：分析对象：各极电压电流的直流分量。所用电路：所用电路：放大电路的直流通路。设置设置Q Q点的目的：点的目的

15、：(1)使放大电路的放大信号不失真；使放大电路的放大信号不失真；(2)2)使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是动态的基础。动态的基础。静态工作点Q：IB、IC、UCE 。静态分析：确定放大电路的静态值。第17页/共287页02:32:4018 用估算法确定静态值1.1.直流通路估算直流通路估算 I IB B根据电流放大作用2.2.由直流通路估算由直流通路估算U UCECE、I IC C当当UBE第65页/共287页02:32:4666反馈放大电路的三个环节：反馈放大电路的三个环节：基本放大电路基本放大电路比较环节比较环节反馈放大电路的方框图反馈放大电路的

16、方框图反馈电路反馈电路输出信号输出信号输入信号输入信号反馈信号反馈信号反馈系数反馈系数净输入信号净输入信号放大倍数放大倍数反馈反馈电路电路F F F F基本放大基本放大电路电路A A+第66页/共287页02:32:4667反馈放大电路的方框图反馈放大电路的方框图净输入信号若三者同相，则 Xd=Xi Xf可见可见 X Xd d X Xi i ，即反馈信号起了削弱净输入信号的，即反馈信号起了削弱净输入信号的作用（负反馈）。作用（负反馈）。反馈反馈电路电路F F F F基本放大基本放大电路电路A A+第67页/共287页02:32:4668直流反馈：直流反馈：反馈只对直流反馈只对直流分量起作用，反

17、馈元件只分量起作用，反馈元件只能传递直流信号。能传递直流信号。负反馈：负反馈：反馈削弱净输入信号，使放大倍数降低。反馈削弱净输入信号，使放大倍数降低。在振荡器中引入正反馈，用以产生波形。在振荡器中引入正反馈，用以产生波形。交流反馈：交流反馈：反馈只对交流反馈只对交流分量起作用，反馈元件只分量起作用，反馈元件只能传递交流信号。能传递交流信号。在放大电路中，出现正反馈将使放大器产生在放大电路中，出现正反馈将使放大器产生自激振荡，使放大器不能正常工作。自激振荡，使放大器不能正常工作。正反馈：正反馈：反馈增强净输入信号，反馈增强净输入信号，使放大倍数提高。使放大倍数提高。引入交流负反馈的目的：改善放大

18、电路的性能引入直流 负反馈的目的：稳定静态工作点1.1.反馈的分类反馈的分类第68页/共287页02:32:46692.2.负反馈的类型负反馈的类型1)根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈 和电流反馈。电流负反馈具有稳定输出电流、增大输出电阻的作用。电压负反馈具有稳定输出电压、减小输出电阻的作用。如果反馈信号取自输出电压，叫电压反馈。如果反馈信号取自输出电流，叫电流反馈。第69页/共287页02:32:46702)根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的 不同，可以分为串联反馈和并联反馈。反馈信号与输入信号串联，即反馈信号与输入信号以电压形式作比较，称为串联反馈。反馈信号与输入信号并联，

19、即反馈信号与输入信号以电流形式作比较，称为并联反馈。串联反馈使电路的输入电阻增大，并联反馈使电路的输入电阻减小。第70页/共287页02:32:4671负负反反馈馈交流反馈交流反馈直流反馈直流反馈电压串联负反馈电压串联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈负反馈的类型负反馈的类型稳定静态工作点稳定静态工作点第71页/共287页02:32:46723.负反馈类型的判别步骤负反馈类型的判别步骤3)3)判别是否负反馈？判别是否负反馈？2)2)判别是交流反馈还是直流反馈？判别是交流反馈还是直流反馈？4)4)是负反馈！判断是何种类型的负反馈？是负反馈！

20、判断是何种类型的负反馈？1)1)找出反馈网络（一般是电阻、电容）。找出反馈网络（一般是电阻、电容）。第72页/共287页02:32:4673 1)1)判别反馈元件判别反馈元件（一般是电阻、电容）（一般是电阻、电容）(1)(1)连接在输入与输出之间的元件。连接在输入与输出之间的元件。(2)(2)为输入回路与输出回路所共有的元件。为输入回路与输出回路所共有的元件。发射极电阻发射极电阻R RE E为为 输入回路与输出输入回路与输出 回路所共有，所回路所共有，所 以以R RE E是反馈元件。是反馈元件。例例1 1：RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RSeS+第73页/共287页02:3

21、2:4674RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RSeS+2)2)判断是交流反馈还是直流反馈判断是交流反馈还是直流反馈交、直流分量的信交、直流分量的信号均可通过号均可通过 R RE E，所，所以以R RE E引入的是交、直引入的是交、直流反馈。流反馈。如果有发射极旁路电容，RE中仅有直流分量的信号通过，这时RE引入的则是直流反馈。E例1：第74页/共287页02:32:4675例1：3)判断反馈类型净输入信号：ui 与 uf 串联,以电压形式比较串联反馈 ui正半周时,uf也是正半周,即两者同相负反馈负反馈 uf 正比于输出电流电流反馈电流反馈 串联电流负反馈串联电流负反馈 +u

22、f+RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RSeS+ieube ube=ui-uf uf=ie RE Ube=Ui-Uf 可见 Ube Ui,反馈电压Uf 削弱了净输入电压 ic RC 第75页/共287页02:32:4676结论：结论：反馈过程：反馈过程：电流负反馈具有稳定输出电流的作用电流负反馈具有稳定输出电流的作用 反馈类型反馈类型 串联电流负反馈串联电流负反馈 RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RSeS+IcUfUbeib Ic uf ic RC+uf+ube Ube=Ui-Uf第76页/共287页02:32:4677电阻电阻 R RF F连接在输入连接在输

23、入与输出之间，所以与输出之间，所以R RF F是反馈元件是反馈元件。2)2)判断是交流反馈还是直流反馈判断是交流反馈还是直流反馈 交、直流分量的信号均可通过 RF，所以 R RF F引入的是交、直流反馈。引入的是交、直流反馈。例例2 2：1)1)判反馈元件判反馈元件+UCCRCC1RF+RS+C2+RLeSuiuo第77页/共287页02:32:46783)3)判断反馈类型判断反馈类型例例2 2：净输入信号：ii 与 if 并联，以电流形式比较并联反馈 ii 正半周时，if 也是正半周，即两者同相负反馈 i if f 正比于输出电压正比于输出电压电压反馈电压反馈 i if f 与与 u uo

24、o反相反相并联电压负反馈并联电压负反馈 +UCCRCC1RF+RS+C2+RLeSuiuoiiibif ib=ii -if Ib=Ii -If 可见 Ib 1，称为深度负反馈，此时：在深度负反馈的情况在深度负反馈的情况下，闭环放大倍数仅与反下，闭环放大倍数仅与反馈电路的参数有关。馈电路的参数有关。第93页/共287页02:32:4894例：|A|=300，|F|=0.01。第94页/共287页02:32:48953.3.改善波形失真改善波形失真Auiufud加反馈前加反馈前加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后加反馈后加反馈后uo大大略小略小略大略大略小略小略大略大 负反馈是利用失真的波形来改善波形

25、的失真，负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因此只能减小失真，而不能完全消除失真。因此只能减小失真，而不能完全消除失真。uoAF小小接近正弦波接近正弦波正弦波正弦波ui第95页/共287页02:32:48964.4.4.4.展宽通频带展宽通频带引入负反馈使电路的通频带宽度增加引入负反馈使电路的通频带宽度增加无负反馈无负反馈有负反馈有负反馈BWBWf fBWBWf|Au|O O第96页/共287页02:32:4997例：例：中频放大倍数|A0|=10，反馈系数|F|=0.01在原上限、下限频率处 说明加入负反馈后，原上限、下限频率仍在说明加入负反馈后，原上限、下限频率仍在通频带内，即通频带加

26、宽了。通频带内，即通频带加宽了。第97页/共287页02:32:4998uiubeib+5.5.对输入电阻的影响对输入电阻的影响在同样的 ib下，ui=ube+uf ube，所以 rif 提高。1)1)串联负反馈串联负反馈无负反馈时：有负反馈时：uf+使电路的输入电阻提高使电路的输入电阻提高第98页/共287页02:32:4999if无负反馈时：有负反馈时：在同样的在同样的在同样的在同样的u ubebe下，下，下，下，i ii i =i ib b+i if f i ib b，所以所以所以所以 rif 降低。降低。降低。降低。2)2)并联负反馈并联负反馈使电路的输入电阻降低使电路的输入电阻降低i

27、iibube+第99页/共287页02:32:49100 电压负反馈具有稳定输出电压的作用，即有恒压输出特性，故输出电阻降低。电流负反馈具有稳定输出电流的作用，即有恒流输出特性，故输出电阻提高。1)1)电压负反馈使电路的输出电阻降低电压负反馈使电路的输出电阻降低2)2)电流负反馈使电路的输出电阻提高电流负反馈使电路的输出电阻提高6.6.6.6.对输出电阻的影响对输出电阻的影响第100页/共287页02:32:491015.5 放大电路的频率特性放大电路的频率特性 阻容耦合放大电路由于存在级间耦合电容、发射极旁路电容及三极管的结电容等，它们的容抗随频率变化，故当信号频率不同时，放大电路的输出电压

28、相对于输入电压的幅值和相位都将发生变化。频频率率特特性性幅频特性：幅频特性：电压放大倍数的模电压放大倍数的模|A Au u|与频率与频率 f f 的关系的关系相频特性：相频特性：输出电压相对于输入电压的输出电压相对于输入电压的 相位移相位移 与频率与频率 f f 的关系的关系跳过第101页/共287页02:32:49102通频带通频带f|Au|0.707|Auo|fLfH|Auo|幅频特性下限截下限截止频率止频率上限截上限截止频率止频率耦合、旁路耦合、旁路电容造成。电容造成。三极管结电三极管结电容、容、造成造成f 270 180 90相频特性 O O第102页/共287页02:32:49103

29、 在中频段在中频段 所以所以，在中频段可认为电容不影响交流信号的在中频段可认为电容不影响交流信号的传送，放大电路的放大倍数与信号频率无关。传送，放大电路的放大倍数与信号频率无关。(前面所讨论的放大倍数及输出电压相对于输入电前面所讨论的放大倍数及输出电压相对于输入电压的相位移均是指中频段的压的相位移均是指中频段的)三极管的极间电容和导线的分布电容很小，可认三极管的极间电容和导线的分布电容很小，可认为它们的等效电容为它们的等效电容C COO与负载并联。由于与负载并联。由于C COO的电容的电容量很小，它对中频段信号的容抗很大，可视作开路。量很小，它对中频段信号的容抗很大，可视作开路。由于耦合电容和

30、发射极旁路电容的容量较大，由于耦合电容和发射极旁路电容的容量较大，故对故对中频段信号的容抗很小，可视作短路中频段信号的容抗很小，可视作短路。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS+-第103页/共287页02:32:49104 由于信号的频率较低，耦合电容和发射极旁路由于信号的频率较低，耦合电容和发射极旁路电容的容抗较大，其分压作用不能忽略。以至实电容的容抗较大，其分压作用不能忽略。以至实际送到三极管输入端的电压际送到三极管输入端的电压 比输入信号比输入信号 要要小，故放大倍数降低，并使小，故放大倍数降低，并使 产生越前的相位移产生越前的相位移（相对于中频段）。（相对于中频段）。在低频段：在

31、低频段：所以，在低频段放大倍数降低和相位移越前的主所以，在低频段放大倍数降低和相位移越前的主要原因是耦合电容和发射极旁路电容的影响。要原因是耦合电容和发射极旁路电容的影响。C COO的容抗比中频段还大，仍可视作开路。的容抗比中频段还大，仍可视作开路。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS+-C1C2第104页/共287页02:32:49105 由于信号的频率较高，耦合电容和发射极旁路电由于信号的频率较高，耦合电容和发射极旁路电容的容抗比中频段还小，仍可视作短路。容的容抗比中频段还小，仍可视作短路。在高频段：在高频段：所以，在高频段放大倍数降低和相位移滞后的所以，在高频段放大倍数降低和相位移滞

32、后的主要原因是三极管电流放大系数主要原因是三极管电流放大系数 、极间电容和极间电容和导线的分布电容的影响。导线的分布电容的影响。C COO的容抗将减小，它与负载并联，使总负载阻抗的容抗将减小，它与负载并联，使总负载阻抗减小，在高频时三极管的电流放大系数减小，在高频时三极管的电流放大系数 也也下降，下降，因而使输出电压减小，电压放大倍数降低，并使因而使输出电压减小，电压放大倍数降低，并使 产生滞后的相位移（相对于中频段）。产生滞后的相位移（相对于中频段）。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSCo第105页/共287页02:32:49106 耦合方式：信号源与放大电路之间、两级放大电耦合方式：

33、信号源与放大电路之间、两级放大电路之间、放大器与负载之间的连接方式。路之间、放大器与负载之间的连接方式。常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和变压器常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和变压器耦合。耦合。动态动态:传送信号传送信号减少压降损失减少压降损失 静态：保证各级有合适的静态：保证各级有合适的Q Q点点波形不失真波形不失真第二级第二级 推动级推动级 输入级输入级 输出级输出级输输输输入入入入输输输输出出出出多级放大电路的框图多级放大电路的框图对耦合电对耦合电路的要求路的要求第106页/共287页02:32:49107第一级第一级第二级第二级负载负载信号源信号源两级之间通过耦合电容 C2 与下

34、级输入电阻连接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+T1T2第107页/共287页02:32:491081.1.静态分析静态分析 由于电容有隔直作用，所以每级放大电路的直流通路互不相通，每级的静态工作点互相独立，互不每级的静态工作点互相独立，互不影响，可以各级单独计算影响，可以各级单独计算。两级放大电路均为共发射极分压式偏置电路。两级放大电路均为共发射极分压式偏置电路。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+T1T2第108页/共287页02:32:501092.2.动态分析动态分析微变等效电路微变等效电路第

35、一级第一级第二级第二级rbeRB2RC1EBC+-+-+-RSrbeRC2RLEBC+-RB1第109页/共287页02:32:50110例例2:2:如图所示的两级电压放大电路，已知1=2=50,T1和T2均为3DG8D。(1)(1)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);(2)(2)求放大电路的输入电阻和输出电阻；求放大电路的输入电阻和输出电阻；(3)(3)求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数。求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数。RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+T1T21M 27k 82k 43k 7.5k 510

36、10k 第110页/共287页02:32:50111解:(1)两级放大电路的静态值可分别计算。第一级是射极输出器第一级是射极输出器:RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+T1T21M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k 第111页/共287页02:32:50112第二级是分压式偏置电路第二级是分压式偏置电路RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+T1T21M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k 解:第112页/共287页02:32:51113第二级是分压式偏置电路第二级是分压式偏置电路RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+T1T21M 27k

37、82k 43k 7.5k 510 10k 解:第113页/共287页02:32:51114rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_(2)(2)计算计算 r r i i和和 r r 0 0 由微变等效电路可知，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。微变等效电路微变等效电路第114页/共287页02:32:51115rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_(2)计算 r i和 r 0第115页/共287页02:32:51116(2)(2)(2)(2)计算计算 r r i i和

38、和 r r 0 0rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_第116页/共287页02:32:51117(3)(3)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rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_第117页/共287页02:32:52118(3)(3)求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_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第118页/共287页02:32:52119应用举例应用举例镍镉电池恒流充电电路镍镉电池恒流充电电路原理原理:三极管工作三极管工作

39、于恒流状态，于恒流状态，基极电位恒基极电位恒为为6V6V；调整；调整转换开关转换开关使充电电流使充电电流限制在限制在50mA50mA和和100mA;100mA;性能:正常充电时间7 7小时左右;充电电流为恒定值；充电电流大小由电池额定容量确定。LED电池R3u2TrD 220V220VR2S50mA50mA100mA100mADZ6V6V6V6V+R5R4R1C+T第119页/共287页02:32:52120 LED发光二极管承受正向电压导通发光,发光强度与通过的电流大小有关。LED与R5串联后，接于R4 两端，R4两端电压的大小，反映充电电流的大小，LED发光的亮、暗指示S的位置,R5是LE

40、D的限流电阻,使通过LED的电流限制在一定数值。LED电池R3u2TrD 220V220V220V220VR2S50mA50mA100mA100mADZ6V6V6V6V+R5R4R1C+T第120页/共287页02:32:52121直接耦合：直接耦合：将前级的输出端直接接后级的输入端。可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2+RE2第121页/共287页02:32:521222.2.零点漂移零点漂移零点漂移：零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电压发生 缓慢地、无规则地变化的现象。uotO产生的原因：产生的原因：晶体管参数随温度变化、电源电压 波

41、动、电路元件参数的变化。直接耦合存在的两个问题：直接耦合存在的两个问题：1.前后级静态工作点相互影响第122页/共287页02:32:52123 若由于温度的升高若由于温度的升高 I IC1C1增加增加 1%1%，试计算输出电压，试计算输出电压U Uo o变化了多少？变化了多少？已知：UZ=4V，UBE=0.6V，RC1=3k，RC2=500 ，1=2=50。温度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。IC1=2.3 1.01 mA=2.323 mAUC1=UZ+UBE2=4+0.6 V=4.6 V例：例：uZ+UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2+RDZ第123页/共287页

42、02:32:52124已知：UZ=4V，UBE=0.6V，RC1=3k，RC2=500 ，1=2=50。温度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。例：例：uZ+UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2+RDZIC2=2 IC2=50 0.147mA=7.35mA U Uo o=8.325=8.3257.75V=0.575V7.75V=0.575V 提高了提高了7.42%7.42%可见，当输入信号为零时，由于温度的变化，输可见，当输入信号为零时，由于温度的变化，输出电压发生了变化即有零点漂移现象。出电压发生了变化即有零点漂移现象。第124页/共287页02:32:52125零点漂移

43、的危害：零点漂移的危害：直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂移电压。一般用输出漂移电压折合到输入端的等效漂移电压作为衡量零点漂移的指标。输入端等效输入端等效漂移电压漂移电压输出端输出端漂移电压漂移电压电压电压放大倍数放大倍数 只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放大后的有用信号才能被很好地区分出来。第125页/共287页02:32:52126 由于不采用电容，所以直接耦合放大电路具有良好的低频特性。通频带通频带f|Au|0.707|Auo|OfH|Auo|幅频特性幅频特性 抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路的一个重

44、要的问题。适合于集成化的要求，在集成运放的内部，级间都是直接耦合。第126页/共287页02:32:531275.7 差分放大电路差分放大电路5.7.1 5.7.1 差动放大电路的工作情况差动放大电路的工作情况 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。差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。差动放大原理电路差动放大原理电路+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2两个输入、两个输出两管静态工作点相同第127页/共287页02:32:531281.1.零点漂移的抑制零点漂移的抑制uo=VC1 VC2 =0uo=(VC1+VC1 )(VC2

45、+VC2)=0静态时，ui1=ui2 =0当温度升高时ICVC （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。抑制作用。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2第128页/共287页02:32:531292.2.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。(1)(1)共模信号共模信号 u ui1 i1=u ui2i2大小相等、极性相同大小相等、极性相同 差动

46、电路抑制共模信号能力的大小，反映了它差动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。对零点漂移的抑制水平。+UCCuoRCRB2T1RB1RCRB2RB1+ui1ui2+T2+共模信号 需要抑制第129页/共287页02:32:53130+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T22.2.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)差模信号差模信号 u ui1 i1=u ui2i2大小相等、极性相反大小相等、极性相反u uo o=(=(V VC1C1 V VC1C1

47、)(V VC2 C2+V VC C )=)=2 2 V VC1 C1 即即对差模信号有放大能力对差模信号有放大能力。+差模信号 是有用信号第130页/共287页02:32:53131(3)(3)比较输入比较输入 u ui1 i1、u ui2 i2 大小和极性是任意的。大小和极性是任意的。例1:ui1=10 mV,ui2=6 mV ui2=8 mV 2 mV 例2:ui1=20 mV,ui2=16 mV 可分解成:ui1=18 mV +2 mV ui2=18 mV 2 mV 可分解成:ui1=8 mV +2 mV共模信号共模信号差模信号差模信号 放大器只放大器只 放大两个放大两个 输入信号输入信

48、号 的差值信的差值信 号号差动差动 放大电路。放大电路。这种输入常作为比较放大来应用，在自动控制系统中是常见的。第131页/共287页02:32:53132（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。信号的能力。差模放大倍数差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。3.3.共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比第132页/共287页02:32:

49、53133 若电路完全对称，理想情况下共模放大倍数 Ac=0 输出电压 u uo o =A Ad d （u ui1 i1 u ui2 i2）=A Ad d u uidid 若电路不完全对称，则 Ac 0，实际输出电压 u uo o =A Ac c u uic ic+A Ad d u uid id 即共模信号对输出有影响。第133页/共287页02:32:531345.7.2 典型差动放大电路+UCCCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+T2 2EE+R RE E的作用：的作用：稳定静态工作点，限制每个管子的漂移。EE：用于补偿RE上的压降，以获得合适的工作点。第134页/共287页

50、02:32:531355.8 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路 对功率放大电路的基本要求对功率放大电路的基本要求 功率放大电路的作用：功率放大电路的作用：是放大电路的是放大电路的输出级输出级，去推，去推动负载工作。例如使扬声器发声、继电器动作、仪表动负载工作。例如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转、电动机旋转等。指针偏转、电动机旋转等。(1)(1)在不失真的情况下能输出尽可能大的功率。在不失真的情况下能输出尽可能大的功率。(2)(2)由于功率较大，就要求提高效率。由于功率较大，就要求提高效率。第135页/共287页02:32:55136ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOI