模拟电子技术教案课件

《模拟电子技术教案课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电子技术教案课件（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第3章 多级放大电路,模拟电子技术基础,第三章 多級放大电路,3.1 多级放大电路的耦合方式,3.2 多级放大电路的动态分析,3.3 直接耦合放大电路,作业：4（a）、（d），5，7，8，9，11,思考题：1,3.1.1 直接耦合,+VCC,uI,Rb2,Rc1,T1,Rc2,T2,Rb1,uO,(a)第一级与第二级直接相连,(b)第二级加射级电阻或二极管,应满足各级有合适的Q；较小损失，不失真放大,+,-,+,-,一、几种电路形式,+VCC,uI,Rb2,Rc1,T1,Rc2,T2,Rb1,uO,+,-,+,-,Re2,UCEQ1 UBEQ2 0.7V,T1饱和, T2电流IB2大,饱和,需

2、抬高Ue2。,加Re2,工作点合适,Au下降,3.1 多极放大电路的耦合方式3.1.1 直接耦合,+VCC,uI,Rb2,Rc1,T1,Rc2,T2,Rb1,uO,+,-,+,-,+VCC,uI,Rb2,Rc1,T1,Re2,T2,Rb1,uO,+,-,+,-,R,DZ,Rc2,(c) 第二级发射级加稳压管,(d) NPN型管和PNP型管混合使用,换成DZ，直流有压 降(恒压),交流rz小。,NPN和PNP管混用，使Uc2Uc1,二、优缺点,1、优点：良好的低频特性，可放大变化缓慢的信号；易集成化。 2、缺点：Q不独立，调试困难；有零点漂移。,图3.1.1 直接耦合放大电路静态工作点的设置,3

3、.1 多极放大电路的耦合方式3.1.1 直接耦合,3.1.2 阻容耦合,将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端。,优点:各级静态工作点相互独立，电路的分析设计调试简单; 交流损失小;抑制零漂。 缺点：低频特性差，不能放大直流或缓慢变化的信号； 不便于集成化。,+,-,+,-,T2,图3.1.2 两级阻容耦合放大电路,3.1 多极放大电路的耦合方式3.1.2 阻容耦合,3.1.3 变压器耦合,优点：Q独立;改变n可改变RL，阻抗匹配；隔直通交，抑制温漂。 缺点：高、低频特性差；不易集成化；成本高，使用于特殊场合。,uI,C1,T,RL,Rb2,+VCC,Ce,Rb1,Re,N1,N2,RL

4、,N1,N2,I1,.,I2,.,RL,Ic,.,例：如上图电路中，假设RL=8,n=5.6。求等效电阻。,图3.1.3变压器耦合共射放大电路,3.1 多极放大电路的耦合方式3.1.3 变压器耦合,3.1.4 光电耦合,以光信号为媒介实现电信号的耦合和传递，因抗干扰能力强而广泛应用。,D,T1,T2,ic,iD,c,e,uD,+,-,一、光电耦合器,uCE,ID3,ID2,ID1,增大,ID,ic,图3.1.5 光电耦合器及其传输特性,(a) 内部组成 (b)传输特性,发光元件为输入回路：将电能转换为光能； 光敏元件为输出回路：将光能转换为电能。,电气隔离， 抗干扰性强,传输比, ,3.1 多

5、极放大电路的耦合方式3.1.4 光电耦合,二、光电耦合放大电路,D,T1,T2,us,V,Rs,+,-,+,-,uo,+VCC,信号源,光电耦合器,输出回路,图3.1.6 光电耦合放大电路,两地分离，远距离传输，抗干扰,3.1 多极放大电路的耦合方式3.1.4 光电耦合,RS,Us,+,-,.,A1,A2,An,-,+,-,.,+,-,.,Uin,+,-,.,Ui2,Ui,+,Uo1,.,RL,Uo,.,图3.2.1 多级放大电路方框图,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,(注意：后级的Ri为前级的RL),输入电阻:,输出电阻:,当射随器为第一级时，Ri与后级Ri有关。 当射随器为末级

6、时， Ro与前级Ro有关。,3.2 多极放大电路的动态分析,例3.2.1 在如图所示电路中，R1=15k,R2=R3= 5k,R4=2.3 k, R5=100k,R6=RL=5k;VCC=12V;晶体管的均为50,rbe1=1.2k rbe2=1k,UBEQ1=UBEQ2=0.7V。 试估算电路的Q点、Au、Ri和Ro。,(1) 阻容耦合，Q独立。,第一级为典型的Q点稳定电路， 可得,图3.1.2 两级阻容耦合放大电路,T2,3.2 多极放大电路的动态分析,3.3.1 直接耦合放大电路的零点漂移现象,零点漂移：输入电压为零而输出电压不为零，且随时间、温 度发生缓慢变化的现象。 原因：电源波动、

7、元件老化、半导体元件参数随温度变化而 产生变化。,二、抑制温度漂移的方法,1 电路中引入直流负反馈； 2 采用温度补偿；（用热敏元件） 3 采用差分放大电路。,一、零点漂移现象及其产生的原因,直耦的严重性,3.3 直接耦合放大电路 3.3.1 零点漂移现象,3.3.2 差分放大电路,一、 电路的组成及工作原理,+VCC,T1,T2,+,-,Rb1,Rc1,Re1,Re2,Rb2,Rc2,uI1,VBB,+,-,uI2,VBB,+,-,uO,温度的变化将引起晶 体管参数的变化，使Q变 化，因此T1接成工作点稳 定电路的演变电路。并加 入性能和T1完全一样的T2， 电路结构形式及参数也完全 一样。

8、这样当温度变化时， UC1、UC2的变化一致， 输出电压Uo则保持不变。,图3.3.2 差分放大电路的组成,(c),1、电路的组成,3.3 直接耦合放大电路 3.3.2 差分放大电路,1. 差模输入与差模特性,差模输入,ui1 = ui2,差模输入电压,uid = ui1 ui2,= 2ui1,= ui2,差模信号交流通路,ic1,ic2,使得：,ic1 = ic2,uo1 = uo2,差模输出电压,uod = uC1 uC2,= uo1 ( uo2),= 2uo1,差模电压放大倍数,带RL时,RL,Rid = 2rbe,差模输入电阻,差模输出电阻,Rod = 2RC,大小相同 极性相反,二、

9、长尾式差分放大电路,3.3 直接耦合放大电路 3.3.2 差分放大电路,例3.3.1 已知: = 80, rbb = 200 , UBEQ = 0.6 V, 试求:,(1) 静态工作点,(2) 差模电压放大倍数Aud,差模输入电阻Rid，输出电阻Rod,解,(1) ICQ1 = ICQ2 (VEE UBEQ) / 2REE,= (12 0.6) / 2 20,= 0.285 (mA),UCQ1= UCQ2 = VCC ICQ1RC,=12 0.285 10,= 9.15 (V),(2),= 10 / 10 = 5 (k),Rid=2rbe,= 2 7.59 = 15.2 (k),Rod = 2

10、RC,= 20 (k),3.3 直接耦合放大电路 3.3.2 差分放大电路,2. 共模输入与共模抑制比,共模输入,ui1 = ui2,共模输出电压,uic = ui1 = ui2,使得:,ie1 = ie2,IEQ1 + ie1,IEQ2 + ie2,ue = 2ie1REE,2REE,2REE,共模输入电压,uoc = uC1 uC2,= 0,共模抑制比,用对数表示：,大小相同 极性相同,共模信号交流通路,3.3 直接耦合放大电路 3.3.2 差分放大电路,3、信号的输入方式,（1）共模输入方式：大小相等、极性相同的信号。,（2）差模输入方式：大小相等、极性相反的信号。,则,差模放大倍数：,

11、（3）任意输入方式 uI1,uI2 (均可以上述两种方式表示）,共模放大倍数：,即,(1),(2),(1)(2),得,(1)(2) ,得,3.3 直接耦合放大电路 3.3.2 差分放大电路,(2) 若Aud = 50、 Auc = 0.05,求输出电压uo，及KCMR,1.01V,0.99V,解,可将任意输入信号分解为 共模信号和差模信号之和,(1),ui1 = 1.01 = 1.00 + 0.01 (V),ui2 = 0.99 = 1.00 0.01 (V),uid = u i1 u i2 = 1.01 0.99 = 0.02 (V),uiC = (ui1+ ui2 ) / 2 = 1 (V

12、),(2),uod = Auduid,= 500.02,= 1 (V),uoc = Aucuic,= 0.051,= 0.05 (V),uo = Auduid + Aucuic,= 1.05 (V),= 60 (dB),(1) 求差模输入电压uid 、共模输入电压uic,例3.3.2,3.3 直接耦合放大电路 3.3.2 差分放大电路,三、 差分放大电路的四种接法,1. 双入单出,输出为双端输出的一半,较双端输出小,即 ui1 = ui ， ui2 = 0,参数计算与双端输入相同,2. 单入双出,为双端输入的特例,3.3 直接耦合放大电路 3.3.2 差分放大电路,三、 差分放大电路的四种接法

13、,一、单端输入、输出方式,3. 单入单出,输出为双端输出的一半,4. 双入双出,3.3 直接耦合放大电路 3.3.2 差分放大电路,四、改进型差分放大电路-电流源电路,增大共模放大倍数的思路：,增大RE,用恒流源代替RE,特点：,直流电阻为有限值,动态电阻很大,1. 三极管电流源,简化画法,电流源 代替差 分电路 中的RE,3.3 直接耦合放大电路 3.3.2 差分放大电路,例: uI1=10mV, uI2=6mV，则uId=2mV, uIc=8mV Ac=0 uOc=0 Ad0 ， uO=AduId-Ad(-uid)= Ad（2uId）=Ad(uI1-uI2),3、存在的问题及改进方案,双出可以抑制温漂，单端对地输出则不能，因此 （1）采用工作点稳定电路，加Re ，A，故将Re合 在一起，则Q点稳定，（抑制共模信号）， 而差模信号被放大（ Re 无负反馈作用）。 （2） Re大，动态范围小，去掉VBB，加 -VEE，双 电源供电。长尾电路。,3.3 直接耦合放大电路 3.3.2 差分放大电路,