33--直接耦合放大电路.pptx
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1、3.33.3直接耦合放大电路直接耦合放大电路一、直接耦合放大电路的零点漂移现象一、直接耦合放大电路的零点漂移现象 输入电压为零而输出电压不为零且缓慢变化的现输入电压为零而输出电压不为零且缓慢变化的现象。(主要由温度变化引起,又称为温度漂移。)象。(主要由温度变化引起,又称为温度漂移。)2 2、产生零点漂移的原因、产生零点漂移的原因TIBICEOIC1 1、什么是零点漂移?(温度漂移)、什么是零点漂移?(温度漂移)直接耦合直接耦合放大电路放大电路+-uI=0mVuo+-uotO(1)引入直流负反馈()引入直流负反馈(Re););(2)温度补偿()温度补偿(p105 图图2.4.5 利用二极管进行
2、温度补偿电路);利用二极管进行温度补偿电路);(3)采用差分放大电路(差动放大电路)。)采用差分放大电路(差动放大电路)。3 3、克服零点漂移的方法、克服零点漂移的方法二、差分放大电路二、差分放大电路1 1、电路的组成、电路的组成+-VCCuouIVBBRbReRcT+-VCCuouIVBBRbReRcTV T1和和T2两个晶体管的参数完全一样,则管子集电极两个晶体管的参数完全一样,则管子集电极静态电位在温度变化时也时时相等,电路以两个管子集静态电位在温度变化时也时时相等,电路以两个管子集电极电位差作为输出,可克服温度漂移。电极电位差作为输出,可克服温度漂移。+-VCCuouI1VBBRb1R
3、e1Rc1T1+-uI2Rb2Re2Rc2T2VBB+-VCCuouI1Rb1ReRc1T1+-uI2Rb2VEERc2T2-iE1iE2抑制温度漂移的原理:抑制温度漂移的原理:(1 1)引入直流负反馈引入直流负反馈(Re)(由于发射极电阻降低电由于发射极电阻降低电压放大倍数,故将压放大倍数,故将Re1和和Re2合并);合并);(2)采用对称电路:采用对称电路:共模信号共模信号差模信号差模信号 差模信号作用下差模信号作用下Re中电中电流变化为零,流变化为零,Re对差模信对差模信号无负反馈作用,对差模号无负反馈作用,对差模信号相当于短路。信号相当于短路。2、长尾式差分放大电路长尾式差分放大电路(
4、1 1)电路电路+VCCuouI1Rb1ReRc1T1+-uI2Rb2VEERc2T2-iE1iE2iC1iC2iB2iB1uC1uC2(3)共模放大倍数(描述抑制温度漂移的能力)共模放大倍数(描述抑制温度漂移的能力)(2)静态分析静态分析 由于电路参数完全对称,温度变化时管子的电流变由于电路参数完全对称,温度变化时管子的电流变化完全相同,温度漂移可等效成共模信号。化完全相同,温度漂移可等效成共模信号。+VCCuoRb1ReRc1T1+-Rb2VEERc2T2-IEQICQICQIBQIBQIEQIREuC1uC2(Rb一般很小一般很小,可忽略。可忽略。)(4)对差模信号的放大作用对差模信号的
5、放大作用+VCCuodRb1ReRc1T1+-Rb2VEERc2T2-iE1iC1iC2iB1iB2iE2uC1uC2+-+-uI1RLuIduId2uId2uI2uod+-Rc1Rc2RL2RL2Rb1Rb2uIdiB1iB2rbe1rbe2(5 5)共模抑制比)共模抑制比(考察对差模的放大能力和对共模抑制的能力)(考察对差模的放大能力和对共模抑制的能力)如将前面电路里的如将前面电路里的uI的极性反接,传输特的极性反接,传输特性就是同向传输特性。性就是同向传输特性。Uom的大小与使用的电的大小与使用的电源电压有关。源电压有关。(6 6)电压传输特性(输入)电压传输特性(输入输出特性)输出特性
6、)线性关系线性关系同向传输特性同向传输特性反向传输特性反向传输特性-UomUomuoduIdO3 3、差分电路的四种接法、差分电路的四种接法(1 1)双端输入双端输出)双端输入双端输出应用举例:应用举例:R1、R2、R3、R4组组成电桥,思考:什么时成电桥,思考:什么时候电压表读数为零?候电压表读数为零?+VCCReRc1T1VEERc2T2-VR1R3R4R2Rb1Rb2(2 2)双端输入单端输出)双端输入单端输出静态分析静态分析静态电流静态电流IBQ1=IBQ2,ICQ1=ICQ2+VCCuouIRbReRcT1+-RbVEERcT2-+-RLVCCRcRLT1+VCCUCQ1RbReT1
7、RbVEERcT2-UCQ2+a a、输入差模信号、输入差模信号(思考:什么时候输入与输出同相?)(思考:什么时候输入与输出同相?)动态分析动态分析+VCCuouIRbReRcT1+-RbVEERcT2-+-RLuod+-RcRcRLRbRbuIdiBrberbeb、输入共模信号、输入共模信号 输入共模信号时,输入共模信号时,Re电阻上的电流变化电阻上的电流变化iRE=2 iE,发射级电位的变化发射级电位的变化ue=2 iE Re,所以对每一个晶体管,所以对每一个晶体管来说,可认为来说,可认为iE流过阻值为流过阻值为2Re的射级电阻。的射级电阻。+VCCuouIRb2ReRcT1+-RbVEE
8、RcT2-+-RL2Reuoc+-RcRLRb2ReuIciBrbe+VCCuouIRbReRcT1+-RbVEERcT2-+-RLRe越大,越大,KCMR越大。越大。uoc+-RcRLRb2ReuIciBrbe(3 3)单端输入、双端输出单端输入、双端输出 在差模信号输入时,如果电路参数不对称,则共模在差模信号输入时,如果电路参数不对称,则共模放大倍数放大倍数Ac不为零,输出端不仅有差模输出电压,而且不为零,输出端不仅有差模输出电压,而且还有共模输出电压。还有共模输出电压。+VCCuoRbReRcT1+-RbVEERcT2-+-RLuI-+-uI2+VCCuoRbReRcT1+-RbVEER
9、cT2-+-RLuI2+-uI2uI2如果电路参数理想对称,则如果电路参数理想对称,则Ac=0,KCMR为无穷大。为无穷大。单端输入、双端输出电路与双端输入、双端输出电单端输入、双端输出电路与双端输入、双端输出电路的区别:单端输入、双端输出电路在差模信号输入的路的区别:单端输入、双端输出电路在差模信号输入的同时,伴随着共模信号输入。同时,伴随着共模信号输入。单端输入、双端输出电路与双端输入、双端输出电单端输入、双端输出电路与双端输入、双端输出电路的静态工作点和动态参数的分析完全相同。路的静态工作点和动态参数的分析完全相同。(4 4)单端输入、单端输出)单端输入、单端输出(分析与双端输入、单端输
10、出相同)(分析与双端输入、单端输出相同)+VCCuouIRbReRcT1+-RbVEET2-+-RL+VCCuoRbReRcT1+-RbVEET2-RL-+-uI2+-uI2+-uI2uI2-+-uI2+VCCuoRbReRcT1+-RbVEERcT2-+-RLuI2+-uI2uI2 四种接法的动态参数归纳:四种接法的动态参数归纳:输入电阻输入电阻双端输出双端输出单端输出单端输出单端输入,若输入信号为单端输入,若输入信号为uI,则,则(5 5)任意输入情况下的合成输出信号)任意输入情况下的合成输出信号+VCCuouI1RbReRcT1+-uI2RbVEERcT2-4 4、具有恒流源的长尾式差分
11、放大电路、具有恒流源的长尾式差分放大电路 Re越大,越大,KCMR越大,抑制温漂的作用越强,但为越大,抑制温漂的作用越强,但为了保持原来的静态工作点,电源电压就要增加,且集了保持原来的静态工作点,电源电压就要增加,且集成电路中,制作大电阻也不容易,故靠增大成电路中,制作大电阻也不容易,故靠增大Re的阻值的阻值来提高来提高KCMR是不现实的。用晶体管电路来代替是不现实的。用晶体管电路来代替Re:+VCCuouI1RbR3RcT1+-uI2RbVEERcT2-R2R1I1iE1iE2IB3I2IE3IC3T3uCEiCUCEQICQIBQQUCES直流电阻直流电阻比较小比较小输出曲线越平坦,交流电
12、阻越大输出曲线越平坦,交流电阻越大交流电阻交流电阻 所以虚线中的电路可以保所以虚线中的电路可以保证在不增加电源电压的情况证在不增加电源电压的情况下,保证原来的静态工作点,下,保证原来的静态工作点,同时增加同时增加KCMR。+VCCuouI1RbR3RcT1+-uI2RbVEERcT2-R2R1I1iE1iE2IB3I2IE3IC3T3若忽略若忽略UBE3的影响,则的影响,则IC3基本上是恒定电流。基本上是恒定电流。5 5、零点可调的差分放大电路、零点可调的差分放大电路 调零:输入端短路,输调零:输入端短路,输出也为零,但出也为零,但T1和和T2无法无法作到绝对对称,所以在前作到绝对对称,所以在
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