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1、第三章 几种常用的放大电路,3.1 多级放大电路,3.1.1 耦合方式,常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和变压器耦合。,3.1.2 RC阻容耦合放大电路,第一级,第二级,负载,信号源,两级之间通过耦合电容 C2 与下级输入电阻连接,1、 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。,2、 动态分析,微变等效电路,第一级,第二级,例1:,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) 计算前、后级放大电路的静态值(UBE=0.6V);
2、(2) 求放大电路的输入电阻和输出电阻； (3) 求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数。,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:,第二级是分压式偏置电路,解:,第二级是分压式偏置电路,解:,(2) 计算 r i和 r 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,(2) 计算 r i和 r 0,(2) 计算 r i和 r 0,(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,(3) 求各级电压的放大
3、倍数及总电压放大倍数,第二级放大电路为共发射极放大电路,总电压放大倍数,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。,3.2 差分放大电路,(2) 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。,产生的原因：晶体管参数随温度变化、电源电压 波动、电路元件参数的变化。,直接耦合存在的两个问题：,(1) 前后级静态工作点相互影响,3.2.1 差放放大电路的基本形式 1、零点漂移的抑制,uo= (VC1 + VC1 ) (VC2 + VC2 ) = 0,2、信号输入方式,两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出电压为零
4、，即对共模信号没有放大能力。,(1) 共模信号 ui1 = ui2 大小相等、极性相同,两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，,(2) 差模信号 ui1 = ui2 大小相等、极性相反,uo= (VC1VC1 )(VC2 + VC ) =2 VC1,即对差模信号有放大能力。,(3) 比较输入,ui1 、ui2 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 +
5、 2 mV,共模信号,差模信号,放大器只 放大两个 输入信号 的差值信 号差动 放大电路。,3、存在问题：不全对称、单输出时无法抑制零漂,3.2.2 典型差分放大电路（长尾）,RE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。,电位器 RP : 起调零作用。,静态分析,发射极电位 VE 0,每管的基极电流,每管的集 射极电压,单管直流通路,动态分析,单管差模信号通路,同理可得,单管差模电压放大倍数,双端输入双端输出差分电路的差模电压放大倍数为,当在两管的集电极之间接入负载电阻时,式中,两输入端之间的差模输入电阻为,两集电极之间的差模输出电阻为,即
6、：单端输出差分电路的电压放大倍数只有双端输出 差分电路的一半。,共模抑制比,KCMR越大，说明差放分辨 差模信号的能力越强，而抑制 共模信号的能力越强。,3.3 互补对称功率放大电路,3.3.1对功率放大电路的基本要求,功率放大电路的作用：是放大电路的输出级，去推动负载工作。,(1) 输出的功率尽可能大。,(2)效率要高。 (3)非线性失真要小。,晶体管的工作状态,甲类工作状态,乙类工作状态,甲乙类工作状态,3.3.2 OTL电路,1、静态时(ui= 0), IC1 0， IC2 0,OTL原理电路,电容两端的电压,c,2、动态时,ic1,ic2,交流通路,uo,3、交越失真,当输入信号ui为
7、正弦波时， 输出信号在过零前后出现的 失真称为交越失真。,交越失真产生的原因 由于晶体管特性存在非线性， ui 死区电压晶体管导通不好。,工作于甲乙类状态。,*克服交越失真的措施,4、 克服交越失真的OTL互补对称放大电路,OTL互补对称放大电路,B,5、输出最大不失真功率：,3.3.3 无输出电容(OCL)的互补对称放大电路,OCL电路需用正负 两路电源。其工作原理 与OTL电路基本相同。,输出最大不失真功率：,3.3.4 复合管,复合管的构成,方式 1,复合管的电流放大系数 1 2,复合管的类型与复合管中第一只管子的类型相同,方式2,3.4 集成运算放大器,1. 集成电路特点：体积小、重量
8、轻、功耗低、可靠 性高、价格低。,集成电路：是把整个电路的各个元件以及相互之间的 联接同时制造在一块半导体芯片上，组成一个不 可分的整体。 3.4.1 集成运放特点、组成、符号,输出端,2.组成,输入端,3.运算放大器的符号,输出端,实际运放开环 电压放大倍数,3.4.2主要参数 P55,1. 最大输出电压UOPP,2. 开环电压放大倍数Auo,3. 输入失调电压UIO,4. 输入失调电流IIO,5. 输入偏置电流IIB,6. 共模输入电压范围UICM,理想的运算放大器。 1、理想化的主要条件：,1.开环电压放大倍数,2.差模输入电阻,3.开环输出电阻,4.共模抑制比,3.4.3 理想运算放大
9、器及其分析依据,在分析运算放大器的电路时，一般将它看成是,2、分析依据,表示运算放大器输出电压与输入电压之间关系的,曲线称为传输特性。,UO(sat),UO(sat),Uim,Uim,线性区,正饱和区,负饱和区,运放要工作在线性 区必须有负反馈。,Auo,理想运放电压传输特性,理想运算放大器及其分析依据,UO(sat),UO(sat),正饱和区,负饱和区,因为理想运放,开环电压放大倍数,所以，当,时，,uo发生跃变,运放器工作在线性区的分析依据,相当于两输入端之间短路, 但又未真正短路，故称 “虚短路” .,相当于两输入端之间断路，但又未真正断路，故称 “虚断路”。,2. id 0,1. u+u,而uo是有限值,运放开环输入电阻,由于运放,故从式,可知,uo,u+,+,+,u,运放器工作在非线性区的分析依据,2. id 0,1. u+u,由于运放工作在非线性区,不再成立,非线性区,非线性区,所以,当,时，,uo发生跃变,依然成立,