3多级放大电路电子科大模拟电路资料.pptx
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1、田雨 第三章 多级放大电路第三章 多级放大电路田雨 第三章 多级放大电路3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式3.2 3.2 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析3.3 3.3 差分放大电路差分放大电路3.4 3.4 互补输出级互补输出级3.5 3.5 直接耦合多级放大电路读图直接耦合多级放大电路读图田雨 3.1 多级放大电路的耦合方式一、直接耦合一、直接耦合二、阻容耦合二、阻容耦合三、变压器耦合三、变压器耦合田雨 一、直接耦合既是第一级的集电极电阻,既是第一级的集电极电阻,又是第二级的基极电阻又是第二级的基极电阻 能够放大变化缓慢的信能够放大变化缓慢的信号,便于
2、集成化,号,便于集成化,Q点相互点相互影响,影响,存在零点漂移现象。存在零点漂移现象。当输入信号为零时,前级由温度变化所引起的电流、电位当输入信号为零时,前级由温度变化所引起的电流、电位的变化会逐级放大。的变化会逐级放大。第二级第二级第一级第一级Q1合适吗?合适吗?直接直接连接连接输入为零,输出输入为零,输出产生变化的现象产生变化的现象称为零点漂移称为零点漂移求解求解Q点时应按各回路列多元一次方程,然后解方程组。点时应按各回路列多元一次方程,然后解方程组。田雨 如何设置合适的静态工作点?对哪些动态参对哪些动态参数产生影响?数产生影响?用什么元件取代用什么元件取代Re既可设置合适的既可设置合适的
3、Q点,又可使第点,又可使第二级放大倍数不至于下降太多?二级放大倍数不至于下降太多?若要若要UCEQ5V,则应怎么办?用多个二极管吗?,则应怎么办?用多个二极管吗?二极管导通电压二极管导通电压UD?动态电阻?动态电阻rd特点?特点?Re必要性?必要性?稳压管稳压管伏安特性伏安特性 UCEQ1太小太小加加Re(Au2数值数值)改用改用D若要若要UCEQ1大,大,则改用则改用DZ。田雨 NPN型管和PNP型管混合使用 在用在用NPN型管组成型管组成N级共射放大电路,由于级共射放大电路,由于UCQi UBQi,所以所以 UCQi UCQ(i-1)(i=1N),以致于后级集电极电位接),以致于后级集电极
4、电位接近电源电压,近电源电压,Q点不合适。点不合适。UCQ1(UBQ2)UBQ1UCQ2 UCQ1 UCQ1(UBQ2)UBQ1UCQ2 UCQ1 田雨 二、阻容耦合 Q点相互独立点相互独立。不能放大变化缓慢的信号,低频。不能放大变化缓慢的信号,低频特性差,特性差,不易不易集成化。集成化。共射电路共射电路共集电路共集电路有零点漂移吗?有零点漂移吗?利用电容连接信号利用电容连接信号源与放大电路、放大源与放大电路、放大电路的前后级、放大电路的前后级、放大电路与负载,为阻容电路与负载,为阻容耦合。耦合。田雨 可能是实际的负载,也可能是实际的负载,也可能是下级放大电路可能是下级放大电路三、变压器耦合
5、理想变压器情理想变压器情况下,负载上获况下,负载上获得的功率等于原得的功率等于原边消耗的功率。边消耗的功率。从变压器原从变压器原边看到的等边看到的等效电阻效电阻田雨 讨论:两级直接耦合放大电路选择合适参数使选择合适参数使电路正常工作电路正常工作电位高电位高低关系低关系田雨 从从Multisim“Multisim“参数扫描参数扫描”结果分析两级放大电路结果分析两级放大电路Q Q点的点的相互影响。相互影响。R1R1取何值时取何值时T2T2工作在饱和工作在饱和区?区?uC1uC2T2工作在工作在放大区放大区 田雨 3.2 多级放大电路的动态分析二、分析举例二、分析举例一、动态参数分析一、动态参数分析
6、田雨 一、动态参数分析1.电压放大倍数2.输入电阻3.输出电阻 对电压放大电路的要求:对电压放大电路的要求:Ri大,大,Ro小,小,Au的数值的数值大,最大不失真输出电压大。大,最大不失真输出电压大。田雨 二、分析举例田雨 讨论一 失真分析:由失真分析:由NPN型管组成的两级共射放大电路型管组成的两级共射放大电路共射放共射放大电路大电路共射放共射放大电路大电路饱和失真?截止失真?饱和失真?截止失真?首先确定在哪一级出现了失真,再判断是什么失真。首先确定在哪一级出现了失真,再判断是什么失真。比较比较Uom1和和Uim2,则可判断在输入信号逐渐增大时,则可判断在输入信号逐渐增大时哪一级首先出现失真
7、。哪一级首先出现失真。在前级均未出现失真的情况下,多级放大电路的最在前级均未出现失真的情况下,多级放大电路的最大不失真电压等于输出级的最大不失真电压。大不失真电压等于输出级的最大不失真电压。田雨 清华大学 华成英 讨论二:放大电路的选用1.按下列要求组成两级放大电路:按下列要求组成两级放大电路:Ri12k,Au 的数值的数值3000;Ri 10M,Au的数值的数值300;Ri100200k,Au的数值的数值150;Ri 10M,Au的数值的数值10,Ro100。共射、共射共射、共射2.若测得三个单管放大电路的输入电阻、输出电阻和空载若测得三个单管放大电路的输入电阻、输出电阻和空载电压放大倍数,
8、则如何求解它们连接后的三级放大电路的电压放大倍数,则如何求解它们连接后的三级放大电路的电压放大倍数?电压放大倍数?注意级联时两级的相互影响!注意级联时两级的相互影响!共源、共射共源、共射共集、共射共集、共射共源、共集。共源、共集。田雨 3.3 差分放大电路一、零点漂移现象及其产生的原因一、零点漂移现象及其产生的原因二、长尾式差分放大电路的组成二、长尾式差分放大电路的组成三、长尾式差分放大电路的分析三、长尾式差分放大电路的分析四、差分放大电路的四种接法四、差分放大电路的四种接法五、具有恒流源的差分放大电路五、具有恒流源的差分放大电路六、差分放大电路的改进六、差分放大电路的改进田雨 一、零点漂移现
9、象及其产生的原因1.什么是零点漂移现象:uI0,uO0的现象。的现象。产生原因:温度变化,直流电源波动,元器件老化。其中晶产生原因:温度变化,直流电源波动,元器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因,故也称体管的特性对温度敏感是主要原因,故也称零漂零漂为为温漂温漂。克服温漂的方法:引入直流负反馈,温度补偿。克服温漂的方法:引入直流负反馈,温度补偿。典型电路:差分放大电路典型电路:差分放大电路田雨 零点漂移零点漂移零输入零输入零输出零输出理想对称理想对称二、长尾式差分放大电路的组成信号特点?信号特点?能否放大?能否放大?共模信号:大小相等,极性相同。共模信号:大小相等,极性相同。差模信号:
10、大小相等,极性相反差模信号:大小相等,极性相反.信号特点?能否放大?信号特点?能否放大?田雨 典型电路在理想对称的情况下:在理想对称的情况下:2.零输入零输出;零输入零输出;1.可克服零点漂移;可克服零点漂移;4.放大差模信号。放大差模信号。3.抑制共模信号;抑制共模信号;田雨 三、长尾式差分放大电路的分析 Rb是必要的吗?是必要的吗?1.Q点:晶体管输入回路方程:晶体管输入回路方程:通常,通常,Rb较小,且较小,且IBQ很小,故很小,故选合适的选合适的VEE和和Re就就可得合适的可得合适的Q田雨 2.抑制共模信号 共模信号:数值相等、极性相同的共模信号:数值相等、极性相同的输入信号,即输入信
11、号,即田雨 2.抑制共模信号:Re的共模负反馈作用的共模负反馈作用Re的共模负反馈作用:温度变化所引起的变化等效为共模信号的共模负反馈作用:温度变化所引起的变化等效为共模信号对于每一边电对于每一边电路,路,Re=?如如 T()IC1 IC2 UE IB1 IB2 IC1 IC2 抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。田雨 3.放大差模信号iE1=iE2,Re中电流不变,即中电流不变,即Re 对差模信号无反馈作用。对差模信号无反馈作用。差模信号:数值相等,极性相反差模信号:数值相等,极性相反的输入信号,即的输入信号,即田雨 为什么?为什么?差模信号作用时
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