1、.,1,課程回顧,一. 典型電路,.,2,二. 典型電路,.,3,第3章 多級(jí)放大電路,3.1 多級(jí)放大電路的耦合方式,3.2 多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析,3.3 直接耦合放大電路,.,4,3.1 多級(jí)放大電路的耦合方式,3.1.1、直接耦合,3.1.2、阻容耦合,3.1.3、變壓器耦合,.,5,3.1.1、直接耦合,既是第一級(jí)的集電極電阻，又是第二級(jí)的基極電阻,Q1合適嗎？,直接連接,.,6,如何設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)？,對(duì)哪些動(dòng)態(tài)參數(shù)產(chǎn)生影響？,Re,必要性？,UCEQ1太小加Re（Au2數(shù)值）改用D若要UCEQ1大，則改用DZ。,要求：對(duì)直流相當(dāng)于一個(gè)電壓源；對(duì)交流等效于一個(gè)小電阻。,.,7,

2、NPN型管和PNP型管混合使用,UCQ1 （ UBQ2 ） UBQ1 UCQ2 UCQ1,UCQ1 （ UBQ2 ） UBQ1 UCQ2 UCQ1,Re,解決：集電極電位逐級(jí)升高的問(wèn)題。,.,8,直接耦合的優(yōu)缺點(diǎn)：,缺點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響。,優(yōu)點(diǎn)：良好的低頻性能；適合于集成電路。,直接耦合的優(yōu)缺點(diǎn)：,缺點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響。,優(yōu)點(diǎn)：良好的低頻性能；適合于集成電路。,.,9,3.1.2、阻容耦合,Q點(diǎn)相互獨(dú)立。不能放大變化緩慢的信號(hào)，低頻特性差，不能集成化。,利用電容連接信號(hào)源與放大電路、放大電路的前后級(jí)、放大電路與負(fù)載，為阻容耦合。,.,10,3.1.3、變壓器耦合,理想變壓器情況下，負(fù)載

3、上獲得的功率等于原邊消耗的功率。,從變壓器原邊看到的等效電阻,.,11,電壓放大倍數(shù)：,.,12,1、直接耦合,2、阻容耦合,3、變壓器耦合,課程回顧,缺點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響。,優(yōu)點(diǎn)：良好的低頻性能；適合于集成電路。,Q點(diǎn)相互獨(dú)立。 不能放大變化緩慢的信號(hào)，低頻特性差，不能集成化。,主要用在高頻大功率放大電路中。在這里，集成電路無(wú)法滿足要求，采用分立元件構(gòu)成變壓器耦合放大電路實(shí)現(xiàn)。,.,13,3.2 多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析,二、分析舉例,一、動(dòng)態(tài)參數(shù)分析,.,14,一、動(dòng)態(tài)參數(shù)分析,1.電壓放大倍數(shù),2. 輸入電阻,3. 輸出電阻,對(duì)電壓放大電路的要求：Ri大， Ro小，Au的數(shù)值大，最大不

4、失真輸出電壓大。,.,15,1、靜態(tài)分析,二、分析舉例,.,16,2、動(dòng)態(tài)分析,先畫(huà)交流通路：,.,17,.,18,.,19,.,20,3.3直接耦合放大電路（差分放大電路）,3.3.1、直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象,3.3.2、差分放大電路,3.3.3、直接耦合互補(bǔ)輸出級(jí),適用范圍：頻率過(guò)低的信號(hào)或集成電路,.,21,一、零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因,1. 什么是零點(diǎn)漂移現(xiàn)象：uI0，uO0的現(xiàn)象。,產(chǎn)生原因：溫度變化，晶體管的特性參數(shù)對(duì)溫度敏感,直流電源波動(dòng)，元器件老化。其中晶體管的特性對(duì)溫度敏感是主要原因，故也稱(chēng)零漂為溫漂。,克服溫漂的方法：引入直流負(fù)反饋；溫度補(bǔ)償（熱敏元件或差分放大器

5、）； 典型電路：差分放大電路,3.3.1、直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象,.,22,3.3.2、差分放大電路,一、電路的組成,演義過(guò)程如下：,a圖: Q點(diǎn)基本穩(wěn)定，但仔細(xì)研究，溫度變化時(shí)，ICQ會(huì)有微小的變化?？梢韵胂?，只要采用直接耦合方式，這種變化就會(huì)逐級(jí)放大。,b圖: 尋找一個(gè)受溫度控制的直流電源。,（a） 帶有Re負(fù)反饋電阻,（b） 帶有溫控的電壓源,零點(diǎn)漂移,零輸入零輸出,.,23,演義過(guò)程：,C圖: 尋找管子特性完全相同的相同電路，以集電極電位差作為輸出。,（c） 對(duì)稱(chēng)電路加共模信號(hào),理想對(duì)稱(chēng),（d） 加差模信號(hào),共模信號(hào)：大小相等，極性相同。,差模信號(hào)：大小相等，極性相反.,.,2

6、4,d圖: (1) 輸出電壓uo= uC1- uC2= 2uC1 ; (2) 在差模信號(hào)作用下，Re中的電流變化率為零，即提高了對(duì)差模信號(hào)的放大能力。,e圖: 為了簡(jiǎn)化電路，便于調(diào)解Q點(diǎn)，也為了是直流電源與信號(hào)源“共地” 。,（d） 加差模信號(hào),（e） 實(shí)用差模放大電路,演義過(guò)程：,信號(hào)特點(diǎn)？能否放大？,.,25,解釋: (1) 差動(dòng) ：是指當(dāng)兩個(gè)輸入端之間有差別（即變化量）時(shí)，輸出電壓才有變動(dòng)（變化量）的意思。 (2) 由于Re接負(fù)電源 VEE, 拖一個(gè)尾巴，故稱(chēng)長(zhǎng)尾式電路。,.,26,典型電路,二、長(zhǎng)尾式差分放大電路的組成,Rb很小，通常為信號(hào)源內(nèi)阻。,電路參數(shù)理想對(duì)稱(chēng)。,.,27,Q點(diǎn)：

7、,晶體管輸入回路方程：,通常，Rb較小，且IBQ很小，故,晶體管輸入回路方程：,晶體管輸入回路方程：,通常，Rb較小，且IBQ很小，故,晶體管輸入回路方程：,通常，Rb較小，且IBQ很小，故,晶體管輸入回路方程：,通常，Rb較小，且IBQ很小，故,晶體管輸入回路方程：,通常，Rb較小，且IBQ很小，故,晶體管輸入回路方程：,.,28,1. 課程回顧,（1）、零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因,適用范圍：頻率過(guò)低的信號(hào)或集成電路,零點(diǎn)漂移現(xiàn)象:uI0，uO0的現(xiàn)象。,產(chǎn)生原因：晶體管的特性對(duì)溫度敏感， 故也稱(chēng)零漂為溫漂。,.,29,（2）長(zhǎng)尾式差分放大電路的Q點(diǎn)：,然后，得出晶體管輸入回路方程：,通常，

8、Rb較小，且IBQ很小，故,先畫(huà)直流通路；,.,30,（3）. 長(zhǎng)尾式差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析,共模信號(hào)：大小相等，極性相同。,差模信號(hào)：大小相等，極性相反.,.,31,2. 抑制共模信號(hào),共模信號(hào)：數(shù)值相等、極性相同。 分析思路：先畫(huà)共模時(shí)的交流通路。 輸入信號(hào)：在交流通路中，可寫(xiě)為,繼續(xù)講課,.,32,Re的共模負(fù)反饋?zhàn)饔茫?與第2章靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路（圖2.4.2 ）的原理一樣。,Re的共模負(fù)反饋?zhàn)饔茫簻囟茸兓鸬淖兓刃楣材Ｐ盘?hào),如 T() uIC iB1 iB2 iC1 iC2 uE uBE1 uBE2 iB1 iB2 iC1 iC2 ,抑制了每只差分管集電極電流、電位的變化。,

9、.,33,3. 差模信號(hào)的動(dòng)態(tài)分析,差模信號(hào)：數(shù)值相等，極性相反的輸入信號(hào)，即,注： 圖中的iE1等為瞬時(shí)信號(hào) 。,瞬時(shí)電路圖,（1）電路構(gòu)成：,注意討論的思路,.,34,iE1= iE2，Re中差模電流為零， 即Re 對(duì)差模信號(hào)無(wú)反饋?zhàn)饔谩?注：差模信號(hào)下，E點(diǎn)等效于接“地” ；同時(shí)，負(fù)載電阻的中點(diǎn)在差模信號(hào)作用下不變，也相當(dāng)于接“地” 。,差模信號(hào)：可看成一種交流信號(hào)處理，先畫(huà)差模交流通路。,（2）Re 對(duì)差模信號(hào)的作用,.,35,（3）差模信號(hào)作用時(shí)的動(dòng)態(tài)分析,差模放大倍數(shù),.,36,共模抑制比KCMR：綜合考察差分放大電路放大差模信號(hào)的能力和抑制共模信號(hào)的能力。,在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，信號(hào)源需

10、要有“ 接地”點(diǎn)，以避免干擾；或負(fù)載需要有“ 接地”點(diǎn)，以安全工作。,根據(jù)信號(hào)源和負(fù)載的接地情況，差分放大電路有四種接法：雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出、單端輸入單端輸出。,.,37,四、差分放大電路的四種接法,雙端輸入單端輸出,首先，進(jìn)行電路的分析、解剖,瞬時(shí)電路,瞬時(shí)電路,.,38,根據(jù)戴維南定理：,瞬時(shí)電路,瞬時(shí)電路,.,39,（1）Q點(diǎn)分析,瞬時(shí)電路,直流通路,.,40,由于輸入回路參數(shù)對(duì)稱(chēng)，所以IEQ、IBQ、ICQ與雙端輸出時(shí)一樣。但是輸出回路不對(duì)稱(chēng)，所以UCQ1 UCQ2，從而使 UCEQ1 UCEQ2。,直流通路,.,41,（2) 差模信號(hào)作用下的動(dòng)態(tài)分析

11、,差模信號(hào)下的交流通路,瞬時(shí)電路,差模交流通路,.,42,差模交流通路,差模微變等效電路,.,43,課程回顧,雙端輸入雙端輸出,課程回顧,差分放大電路的四種接法,.,44,（2） 差模信號(hào)作用時(shí),（1） 共模信號(hào)作用時(shí),.,45,雙端輸入單端輸出：（1）差模信號(hào)作用下,.,46,（2）共模信號(hào)作用下的分析,瞬時(shí)電路,瞬時(shí)電路 （注：三極管發(fā)射極與電源 -VEE之間的電壓不變。）,.,47,瞬時(shí)電路,共模交流通路,共模信號(hào)下，T1管一邊的交流通路,.,48,共模信號(hào)下，T1管一邊的微變等效電路,共模信號(hào)下，T1管一邊的交流通路,.,49,3. 單端輸入雙端輸出,輸入差模信號(hào)的同時(shí)總是伴隨著共模信

12、號(hào)輸入.若輸入交流信號(hào)為uI，則uId= uI， uIc= uI /2.,.,50,測(cè)試:,差模輸出,共模輸出,.,51,4. 單端輸入單端輸出,由于單端輸入可以等效成雙端輸入形式，然后在按照雙端輸入，單端輸出情況進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)的分析。,單端輸入、單端輸出與雙端輸入、單端輸出的靜態(tài)工作點(diǎn)、動(dòng)態(tài)參數(shù)分析完全相同。,.,52,.,53,5. 四種接法的比較：電路參數(shù)理想對(duì)稱(chēng)條件下,輸入方式： Ri均為2(Rb+rbe)；雙端輸入時(shí)無(wú)共模信號(hào)輸入，單端輸入時(shí)有共模信號(hào)輸入。,輸出方式：Q點(diǎn)、Ad、 Ac、 KCMR、Ro均與之有關(guān)。,.,54,五、具有恒流源的差分放大電路,Re 越大，每一邊的漂移越小，

13、共模負(fù)反饋越強(qiáng)，單端輸出時(shí)的Ac越小，KCMR越大，差分放大電路的性能越好。 但為使靜態(tài)電流不變，Re 越大，VEE越大，以至于Re太大就不合理了。 需在低電源條件下，設(shè)置合適的IEQ，并得到得到趨于無(wú)窮大的Re。,解決方法：采用電流源取代Re！,.,55,具有恒流源差分放大電路的組成,等效電阻為無(wú)窮大,近似為 恒流,若UBE的變化可忽略不計(jì)，IE3、IC3基本不隨溫度變化。,.,56,1) RW取值應(yīng)大些？還是小些？ 2) RW對(duì)動(dòng)態(tài)參數(shù)的影響？ 3) 若RW滑動(dòng)端在中點(diǎn)，寫(xiě)出Ad、Ri的表達(dá)式。,六、差分放大電路的改進(jìn),1. 加調(diào)零電位器 RW,.,57,若uI1=10mV，uI2=5mV

14、，則uId=？ uIc=？,uId=5mV ，uIc=7.5mV,討論一,.,58,討論二,1、uI=10mV，則uId=? uIc=?,uId=10mV ，uIc=5mV,.,59,例3.3. 1,解: (1),(2),.,60,(2)分析： 用直流電表測(cè)得的輸出電壓既含有直流量又含有變化量。,首先計(jì)算T1管的直流集電極電位：,然后用所測(cè)電壓計(jì)算T1管的差模集電極電位：,.,61,3.3.3 直接耦合互補(bǔ)輸出級(jí),二、基本電路,三、消除交越失真的互補(bǔ)輸出級(jí),四、準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí),一、對(duì)輸出級(jí)的要求,.,62,一是輸出電阻低；二是最大不失真輸出電壓盡可能大。,一、對(duì)輸出級(jí)的要求,不符合要求！,共射、

15、共基電路不合適；共集電路有點(diǎn)譜，但帶上負(fù)載后靜態(tài)工作點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生變化，且輸出不失真電壓也將減少，需要改進(jìn)。,.,63,二、基本電路,靜態(tài)時(shí)T1、T2均截止，UB= UE=0,1. 特征：T1、T2特性理想對(duì)稱(chēng)。輸入電壓為零時(shí)，輸出電壓也為零。,2. 靜態(tài)分析,T1的輸入特性,.,64,3. 瞬時(shí)分析（定性分析時(shí)）,ui正半周，電流通路為 +VCCT1RL地， uo = ui,兩只管子交替工作，兩路電源交替供電，雙向跟隨。,ui負(fù)半周，電流通路為 地 RL T2 -VCC， uo = ui,.,65,1. 差分放大電路的四種接法總結(jié),輸入方式： Ri 均為2(Rb+rbe)+（1+）Rw；,輸出方式：Q點(diǎn)、Ad、 Ac、 KCMR、Ro均與之有關(guān)。,課程回顧,.,66,輸入電阻大、輸出電阻低；最大不失真輸出電壓盡可能大、輸出電流大。,2、直接耦合互補(bǔ)輸出級(jí),(1) 目標(biāo)要求,.,67,（2）交越失真 （仔細(xì)分析時(shí)）,消除失真的方法： 設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。,信號(hào)在零附近兩只管子均截止,開(kāi)啟電壓, 靜態(tài)時(shí)T1、T2處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)，有信號(hào)時(shí)至少有一只導(dǎo)通； 偏置電路對(duì)動(dòng)態(tài)性能影響要小。,.,68