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1、华成英 第三章 多级放大电路华成英 第三章 多级放大电路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 差分放大电路3.4 互补输出级3.5 直接耦合多级放大电路读图华成英 3.1 多级放大电路的耦合方式一、直接耦合二、阻容耦合三、变压器耦合华成英 一、直接耦合 既是第一级的集电极电阻， 又是第二级的基极电阻能够放大变化缓慢的信 号，便于集成化， Q点相互 影响，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 的变化会逐级放大。第二级第一级 Q1合适吗？直接 连接输入为零，输出 产生变化的现象 称为零点漂移求解Q点时应按各回路列多元一次方程，然后解方程
2、组。华成英 如何设置合适的静态工作点？对哪些动态参 数产生影响？用什么元件取代Re既可设置合适的Q点，又可使第 二级放大倍数不至于下降太多？若要UCEQ5V，则应怎么办？用多个二极管吗？二极管导通电压UD？动态电阻rd特点？Re 必要性？稳压管 伏安特性UCEQ1太小加Re（Au2数值）改用D若要UCEQ1大 ，则改用DZ。华成英 NPN型管和PNP型管混合使用在用NPN型管组成N级共射放大电路，由于UCQi UBQi， 所以 UCQi UCQ(i-1）（i=1N），以致于后级集电极电位接 近电源电压，Q点不合适。UCQ1 （ UBQ2 ） UBQ1UCQ2 UCQ1 UCQ1 （ UBQ2
3、） UBQ1UCQ2 UCQ1 华成英 二、阻容耦合Q点相互独立。不能放大变化缓慢的信号，低频 特性差，不能集成化。共射电路共集电路有零点漂移吗？利用电容连接信号 源与放大电路、放大 电路的前后级、放大 电路与负载，为阻容 耦合。华成英 可能是实际的负载，也 可能是下级放大电路三、变压器耦合理想变压器情 况下，负载上获 得的功率等于原 边消耗的功率。从变压器原 边看到的等 效电阻华成英 讨论：两级直接耦合放大电路选择合适参数使 电路正常工作电位高 低关系华成英 从Multisim “参数扫描” 结果分析两级放大电路Q点的 相互影响。R1取何值时T2工作在饱和 区？uC1uC2T2工作在 放大区
4、华成英 3.2 多级放大电路的动态分析二、分析举例一、动态参数分析华成英 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：Ri大， Ro小，Au的数值 大，最大不失真输出电压大。华成英 二、分析举例华成英 讨论一失真分析：由NPN型管组成的两级共射放大电路共射放 大电路共射放 大电路饱和失真？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。比较Uom1和Uim2，则可判断在输入信号逐渐增大时 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 大不失真电压等于输出级的最大不失真电压。华成英 讨论二：放大电路的选用1. 按下列要求组成两
5、级放大电路： Ri12k，Au 的数值3000； Ri 10M，Au的数值300； Ri100200k，Au的数值150； Ri 10M ，Au的数值10，Ro100。共射、共射；共源、共射； 共集、共射；共源、共集。2. 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，则如何求解它们连接后的三级放大电路的 电压放大倍数？注意级联时两级 的相互影响！清华大学 华成英 华成英 3.3 差分放大电路一、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 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 五、具有恒流源的差分放大电路 六、差分放大电路的改进华成英 一、零点
6、漂移现象及其产生的原因1. 什么是零点漂移现象：uI0，uO0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 体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。 典型电路：差分放大电路华成英 零点漂移零输入 零输出理想对称二、长尾式差分放大电路的组成信号特点？ 能否放大？共模信号：大小相等，极性相同。差模信号：大小相等，极性相反.信号特点？能否放大？华成英 典型电路在理想对称的情况下： 1. 克服零点漂移； 2. 零输入零输出； 3. 抑制共模信号； 4. 放大差模信号。华成英 三、长尾式差分放大电路的分析 Rb是必要的吗？1. Q点：晶
7、体管输入回路方程：通常，Rb较小，且IBQ很小，故选合适的VEE和Re就 可得合适的Q华成英 2. 抑制共模信号 共模信号：数值相等、极性相同的 输入信号，即华成英 2. 抑制共模信号 ：Re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对于每一边电 路，Re=?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。华成英 3. 放大差模信号iE1= iE2，Re中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。差模信号：数值相等，极性相反 的输入信号，即 华成英 为什么？差模信号作用时的动态分析差模放大倍数华成英 4. 动态
8、参数：Ad、Ri、 Ro、 Ac、KCMR共模抑制比KCMR：综合考察差分放大电路放大差模信 号的能力和抑制共模信号的能力。在实际应用时，信号源需要有“ 接地”点，以避免干 扰；或负载需要有“ 接地”点，以安全工作。根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种 接法：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输 入双端输出、单端输入单端输出。华成英 四、差分放大电路的四种接法由于输入回路没有变 化，所以IEQ、IBQ、ICQ与双端输出时一样。但 是UCEQ1 UCEQ2。1. 双端输入单端输出：Q点分析华成英 1. 双端输入单端输出：差模信号作用下的分析华成英 1. 双端输入单端输出：共模信号
9、作用下的分析华成英 1. 双端输入单端输出：问题讨论（1）T2的Rc可以短路吗？ （2）什么情况下Ad为“”？ （3）双端输出时的Ad是单端输出时的2倍吗？华成英 2. 单端输入双端输出共模输入电压差模输入电压输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：在输入信号作用下发射极 的电位变化吗？说明什么？华成英 2. 单端输入双端输出问题讨论： （1）UOQ产生的原因？ （2）如何减小共模输出电压？测试:差模输出共模输出静态时的值华成英 3. 四种接法的比较：电路参数理想对称条件下输入方式： Ri均为2(Rb+rbe)；双端输入时无共模信号输入，单端输入时有共模信号输入。输出方式：Q点、Ad、 Ac
10、、 KCMR、Ro均与之有关。华成英 五、具有恒流源的差分放大电路Re 越大，每一边的漂移越小，共模负反馈越 强，单端输出时的Ac越小，KCMR越大，差分放大电路的性能越好。但为使静态电流不变，Re 越大，VEE越大，以 至于Re太大就不合理了。需在低电源条件下，设置合适的IEQ，并得到 得到趋于无穷大的Re。解决方法：采用电流源取代Re！华成英 具有恒流源差分放大电路的组成等效电阻 为无穷大近似为 恒流华成英 1) RW取值应大些？还是小些？ 2) RW对动态参数的影响？ 3) 若RW滑动端在中点，写出Ad 、Ri的表达式。六、差分放大电路的改进 1. 加调零电位器 RW华成英 2. 场效应
11、管差分放大电路华成英 若uI1=10mV，uI2=5mV，则 uId=？ uIc=？uId=5mV ，uIc=7.5mV讨论一若将电桥的输出作为差放 的输入，则其共模信号约为 多少？如何设置Q点时如何 考虑？华成英 1、uI=10mV，则uId=? uIc=? 2、若Ad=102、KCMR103 用直流表测uO ，uO=?uId=10mV ，uIc=5mVuO= Ad uId+ Ac uIc+UCQ1=?=?=?讨论二华成英 3.4 互补输出级二、基本电路三、消除交越失真的互补输出级四、准互补输出级一、对输出级的要求华成英 互补输出级是直接耦合的功率放大电路。对输出级的要求：带负载能力强；直流
12、功耗小； 负载电阻上无直流功耗； 最大不失真输出电压最大。一、对输出级的要求射极输出形式静态工作电流小输入为零时输出为零双电源供电时Uom的峰 值接近电源电压。单电源供电Uom的峰值 接近二分之一电源电压。不符合 要求！华成英 二、基本电路静态时T1、T2均截止，UB= UE=01. 特征：T1、T2特性理想对称。 2. 静态分析T1的输入特性理想化特性华成英 3. 动态分析ui正半周，电流通路为 +VCCT1RL地， uo = ui两只管子交替工作，两路电源交替供电 ，双向跟随。ui负半周，电流通路为 地 RL T2 -VCC， uo = ui华成英 4. 交越失真消除失真的方法： 设置合适的静态工作点。信号在零附近两 只管子均截止开启 电压 静态时T1、T2处于临界导通状态 ，有信号时至少有一只导通； 偏置电路对动态性能影响要小。华成英 三、消除交越失真的互补输出级华成英 四、准互补输出级 为保持输出管的良好对称性，输出管应为同 类型晶体管。大！华成英 3.5 直接耦合多级放大电路读图一、放大电路的读图方法二、例题华成英 一、放大电路的读图方法1. 化整为零：按信号流通顺序将N级放大电路分为N个基本放大电路。 2. 识别电路：分析每
