模电第三章(模拟电子技术基础第四版童诗白华成英).ppt

第三章多级放大电路耦合方式：耦合方式：直接耦合；阻容耦合；直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光器耦合；光电耦合。耦合。3.1 多多级阻容耦合放大阻容耦合放大电路路耦合：耦合：即信号的即信号的传送。送。多多级放大放大电路路对耦合耦合电路要求：路要求：1.静静态：保：保证各各级Q点点设置置2.动态:传送信号。送信号。第一第一级放大放大电路路输 入入 输 出出第二第二级放大放大电路路第第 n 级放大放大电路路 第第 n-1 级放大放大电路路功放功放级要求：要求：波形不波形不失真，减少失真，减少压降降损失。失。多多级阻容耦合放大器的特点：阻容耦合放大器的特点：(1)由于由于电容的隔直作用，各容的隔直作用，各级放大器的静放大器的静态工作工作点相互独立，分点相互独立，分别估算。估算。(2)前一前一级的的输出出电压是后一是后一级的的输入入电压。(3)后一后一级的的输入入电阻是前一阻是前一级的交流的交流负载电阻。阻。(4)总电压放大倍数放大倍数=各各级放大倍数的乘放大倍数的乘积。(5)总输入入电阻阻 ri 即即为第一第一级的的输入入电阻阻ri1。(6)总输出出电阻即阻即为最后一最后一级的的输出出电阻。阻。由上述特点可知，射极由上述特点可知，射极输出器接在多出器接在多级放大放大电路的首路的首级可提高可提高输入入电阻；接在末阻；接在末级可减小可减小输出出电阻；接在中阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大可起匹配作用，从而改善放大电路路的性能。的性能。例例1：放大：放大电路由下面两个放大路由下面两个放大电路路组成。已知成。已知VCC=15V，R1=100k，R2=33k ，RE1=2.5k，RC=5k，1=60，；，；RB=570k，RE2=5.6k，2=100，RS=20k ，RL=5k+VCCR1RCC11C12R2CERE1uiRiuoT1放大放大电路一路一RB+VCCC21C22RE2uiuoT2放大放大电路二路二+VCCR1RCC11C12R2CERE1uiRiuoT1RB+VCCC21C22RE2uiuoT21.求直接采用求直接采用放大放大电路一路一的放大倍数的放大倍数Au和和Aus。2.若信号若信号经放大放大电路一路一放大后，再放大后，再经射极射极输出出器器输出，求放大倍数出，求放大倍数Au、Ri和和Ro。3.若信号若信号经射极射极输出器后出器后，再，再经放大放大电路一路一输出，求放大倍数出，求放大倍数Au和和Aus。Ri =R1/R2/rbe =1.52 k 1.求直接采用放大求直接采用放大电路一的放大倍数路一的放大倍数Au和和Aus。+VCCR1RCC1C2R2CERE1RLuiuousRSRiT1(1)由于由于RS大，而大，而Ri小，致使放大倍数降低；小，致使放大倍数降低；(2)放大倍数与放大倍数与负载的大小有关。例：的大小有关。例：RL=5k 时,Au=-93；RL=1k 时,Au=-31。2.若信号若信号经放大放大电路一放大后，再路一放大后，再经射极射极输出器出器输出，求放大倍数出，求放大倍数Au、Ri和和Ro。usRSRB+VCCC22RE2uoT2RLR1RCC11R2CERE1uiRiT1rbe2=2.36 k rbe1=1.62 k Ro1=RC=5 k Ri2uiRC1R1T1增加增加R2、RE2:用于用于设置合适的置合适的Q点。点。问题 1:前后前后级Q点相互影响。点相互影响。+UCCuoRC2T2R2RE2直接耦合直接耦合电路的特殊路的特殊问题问题 2:零点漂移。零点漂移。前一前一级的温漂将作的温漂将作为后一后一级的的输入信号，使得入信号，使得当当 ui 等于零等于零时，uo不等于零。不等于零。uiRC1R1T1+UCCuoRC2T2R2RE2uot0有有时会将会将信号淹没信号淹没一、一、结构构特点：特点：结构构对称。称。ui1ui2uoRCR1T1RBRCR1T2RB3.2 差分放大器差分放大器二、二、抑制零漂的原理抑制零漂的原理uo=UC1-UC2 =0uo=(UC1+uC1 )-(UC2+uC2)=0当当 ui1=ui2=0 时：当温度当温度变化化时：+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2三、三、共模共模电压放大倍数放大倍数AC+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2共模共模输入信号：入信号：ui1=ui2=uC（大小相等，极性相同）（大小相等，极性相同）理想情况：理想情况：ui1=ui2 uC1=uC2 uo=0 共模共模电压放大倍数：放大倍数：（很小，（很小，1)设uC1=UC1+uC1，uC2=UC2+uC2。因因ui1=-ui2，uC1=-uC2 uo=uC1-uC2=uC1-uC2=2 uC1 差模差模电压放大倍数：放大倍数：+UCC五、共模抑制比五、共模抑制比(CMRR)的定的定义例例:Ad=-200 Ac=0.1 KCMRR=20 lg (-200)/0.1 =66 dBCMRR Common Mode Rejection Ratio KCMRR=KCMRR(dB)=(分分贝)一、一、结构构为了使左右平衡，可了使左右平衡，可设置置调零零电位器位器:特点：特点：加入射极加入射极电阻阻RE；加入；加入负电源源-UEE，采用正采用正负双双电源供源供电。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEE3.2.2 双双电源源长尾式差放尾式差放双双电源的作用：源的作用：（1）使信号）使信号变化幅度加大。化幅度加大。（2）IB1、IB2由由负电源源-UEE提供。提供。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEE二、二、静静态分析分析 温度温度TICIE =2ICUEUBEIBIC1.RE的作用的作用 设ui1=ui2=0自自动稳定定RE 具有具有强负反反馈作用作用 抑制温度抑制温度漂移，漂移，稳定静定静态工作点。工作点。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEE2.Q点的点的计算算直流通路直流通路uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEIBIC1IC2IBIEIC1=IC2=IC=IB UC1=UC2=UCCICRC UE1=UE2=IBRBUBE UCE1=UCE2=UC1UE1三、三、动态分析分析1.输入信号分入信号分类(1)差模差模(differential mode)输入入ui1=-ui2=ud(2)共模共模(common mode)输入入ui1=ui2=uC差模差模电压放大倍数放大倍数:共模共模电压放大倍数放大倍数:(一一)差模差模输入入均均压器器RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RBREUEERE 对差模信号作用差模信号作用 ui1 ui2ib1,ic1ib2 ,ic2ic1 =-ic2iRE=ie1+ie2=0uRE =0 RE对差模信号差模信号不起不起作用作用RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RBREUEEib2ib1ic2ic1iRE差模信号通路差模信号通路T1单边微微变等效等效电路路uod1RBB1EC1RC ib1ui1rbe1ib1RRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2E1.放大倍数放大倍数单边差模放大倍数差模放大倍数:uod1RBB1EC1RC ib1ui1rbe1ib1若差若差动电路路带负载RL(接在接在 C1 与与 C2 之之间),对于差于差动信号而言，信号而言，RL中点中点电位位为 0,所以放大倍数：所以放大倍数：即：即：总的差的差动电压放大倍数放大倍数为：差模差模电压放大倍数放大倍数:RRuodui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2Ero=2RC ri ri ro输入入电阻：阻：输出出电阻：阻：2.输入入输出出电阻阻RRuoui1+UCCRCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2E思考思考题：电路去掉路去掉RB能正常工作能正常工作吗？RB的的作用是什么？作用是什么？(二二)共模共模输入入RE对共模信号有抑制作用（原理静共模信号有抑制作用（原理静态分析，即由于分析，即由于RE的的负反反馈作用，使作用，使IE基本不基本不变）。uC ic1、ic2 iRE、uRE +UCCuocRCT1RBRCT2RBREUEEuC uoc2 uoc1ic1 ic2iREuRE共共模信号通路模信号通路:uocRCT1RBRCT2RB2REuc1 uoc2 uoc1ic1 ic2uc22RET1单边微微变等效等效电路路RCRB2REic1uc1uc2ib1 ib1ie1rbe1KCMRR AC 0问题：负载影响共模放大倍数影响共模放大倍数吗？不影响！不影响！RRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2E+UCC电路路结构构:IC3R2T3R1R3-UEE3.2.3 恒流源式差放恒流源式差放电路路 rce3 1M 恒流源恒流源T3:放大区放大区RRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2E+UCCIC3R2T3R1R3-UEEuCEIB3iCUCE3IC3Q UCE3静静态分析：分析：主要分析主要分析T3管。管。VB3VE3 IE3 IC31.恒流源相当于阻恒流源相当于阻值很大的很大的电阻。阻。2.恒流源不影响差模放大倍数。恒流源不影响差模放大倍数。3.恒流源影响共模放大倍数，使共模放恒流源影响共模放大倍数，使共模放大倍数减小，从而增加共模抑制比，大倍数减小，从而增加共模抑制比，理想的恒流源相当于阻理想的恒流源相当于阻值为无无穷的的电阻，所以共模抑制比是无阻，所以共模抑制比是无穷。恒流源的作用恒流源的作用输入端入端 接法接法双端双端单端端输出端出端 接法接法双端双端单端端双端双端输入双端入双端输出：出：Ad =Ad1双端双端输入入单端端输出：出：ui1+UCCui2uoC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBIC3-UEE3.2.4差放差放电路的几种接法路的几种接法双端双端输出：出：Ad =Ad1单端端输出：出：对Ad而言，双端而言，双端输入与入与单端端输入入效果是一效果是一样的。的。ui1+UCCui2uoC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBIC3-UEE ib2 ib1ud=0.5ui ,uc=0双端双端输入：入：ui1=-ui2=0.5uiud=0.5ui ,uc=0.5ui 单端端输入：入：ui1=-ui，ui2=0