《电工学 电子技术 第2版 教学课件 ppt 作者 董传岱 第3章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工学 电子技术 第2版 教学课件 ppt 作者 董传岱 第3章（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电工学（电子技术）第2版,第3章 几种实用放大电路,3.1 多级放大电路,3.2 差动放大电路,3.3 功率放大电路,3.4 集成运算放大器,第3章 内容提要,3.1多级放大电路,3.1.1 耦合方式及其特点,1阻容耦合,两级阻容耦合放大电路,2变压器耦合,3直接耦合,由于耦合电容的存在，使得前、后级之间直流通路相互隔断， 即前、后级静态工作点各自独立，互不影响，这样就给分析、 设计和调试静态工作点带来了很大的方便。,阻容耦合方式的优点,阻容耦合方式的缺点,不适合于传送缓慢变化的信号，否则会有很大的衰减。 对于输入信号的直流分量，根本不能传送到下级。 另外，由于集成电路中不易制造大容量的电容，
2、 因此阻容耦合方式在线性集成电路中几乎无法采用。,变压器耦合多级放大器，除静态工作点前、后级各自独立外， 还有一个重要的特点，就是它可以在传递信号的同时， 实现阻抗的变换，从而实现阻抗匹配。,变压器耦合方式的优点,变压器耦合方式的缺点,体积大、笨重而不易集成，不易传送变化缓慢的信号等。,放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号（直流信号）,直接耦合方式的优点,直接耦合方式的缺点,主要存有两个问题： 一个是前后级静态工作点相互影响，相互牵制； 另一个问题是零点漂移现象严重 。,当输入信号为零（即将输入端短路）时， 输出端的值在无规则地、缓慢地变化， 这种现象称为零点漂移。,零点漂移主要由温度变化引起
3、，故也常 用温度变化1 度时在输入端的等效漂移 电压来作为一项指标衡量直接耦合放大 电路的漂移大小。,3.1.2 RC耦合多级放大电路,多级放大电路的主要性能指标,3.2 差动放大电路,3.2.1 差动放大电路的基本形式,3.2.1.1 零点漂移的抑制,差动放大电路原理性电路,差动电路是抑制零点漂移很好的电路形式。,两管特性一致，电路为对称结构。,对 | 称,温度变化时，两管参数发生变化，引起两管的各级电流电位均发生变化， 但由于电路的对称性其变化量一定相等，两集电极电位的变化相互抵消,1共模输入,2差模输入,3比较输入,3.2.1.3 存在问题,3.2.1.2 信号输入,1）电路完全对称仅是
4、一个理想情况，实际上理想对称是不存在的。 2）若负载需一端接地，只能由一个集电极输出， 这时，零点漂移就无法抑制了。,两个输入信号 等大 同相位,两个输入信号 等大 相位相反,两个输入信号 大小不相等 极性任意,3.2.2 长尾式差动放大电路,长尾式差动放大电路,R E称为共模抑制电阻，R E数值愈大， 对共模信号（即零点漂移）的抑制能力就愈强。,对于差模信号而言，由于差模信号引起两管发射极电流的变化是一增一减， 等大反相，所以，差模电流不流经R E ，R E对差模不起作用， 即R E基本上不影响差模信号的放大效果。,3.2.2.1 静态分析,单管直流通路,3.2.2.2 动态分析,双端输入双
5、端输出的差动放大电路,R P中点即为交流“地”,差模信号,单管差模信号交流通路,单管差模电压放大倍数,带负载时，RL的中点即为“地”，所以等效负载电阻,电压放大倍数为,单端输入单端输出的差动放大电路,对称条件下u i的一半加在V1管的输入端，另一半加在V2管的输入端，两者极性相反,RE 断路时单端输入的等效输入电路,在单端输入的差动放大电路中，只要共模反馈电阻RE足够大时， 两管所取得的信号就可以认为是一对差模信号，也就是说， 单端输入是双端输入的效果。,3.2.2.3 共模抑制比,定义： 差模电压放大倍数A ud与共模电压放大倍数A uc之比， 称为差动放大电路的共模抑制比 ：,3.3功率放
6、大电路,3.3.1 对功率放大电路的基本要求,1) 在不失真的情况下能输出尽可能大的功率，以满足负载的要求。,2) 具有较高的工作效率。,3) 尽量减少非线性失真。,多级放大电路的末级一般都是功率放大电路。,电压放大电路和功率放大电路都是利用晶体管的放大作用将信号放大， 前者工作在小信号状态，而后者则是工作在大信号状态，,放大电路的工作状态,甲类,甲乙类,乙类,功率放大电路按照其晶体管静态工作点设置的不同常分为甲类、乙类、甲乙类。,3.3.2 OTL互补对称功率放大电路,OTL乙类互补对称放大电路,电路上下对称,12 Ucc,乙类工作状态,穿透电流,两只特性相同的管子交替导通，相互补足， 故称
7、为互补对称放大电路， 有时也称为推挽电路， 就像两位木工师傅拉锯一样一推一挽。 实际上V1、V2均组成的是射极输出器， 所以它还具有输出电阻低负载能力强等特点。,3.3.3 甲乙类OCL互补对称功率放大电路,OCL甲乙类互补对称电路,正负双电源供电,无输出电容,发 射 结 正 向 偏 置 电 压,交越失真是因为晶体管截止而产生的非线性失真。,克服交越失真,3.3.4采用复合管的互补对称功率放大电路,同型号管子的复合,不同型号管子的复合,用两,两只管子按一定方式连接，便可得到复合管。,复合后的电流放大系数 =12,复合管组成的功率放大电路,复合管,NPN,PNP,3.3.5 集成功率放大电路,5
8、G31的典型接法,电源电压912V，接8的负载（扬声器），最大输出功率0.40.7W。,3.4 集成运算放大器,341 集成运算放大器的特点及其组成,3411 集成运算放大器的特点,1）由集成电路工艺制造出来的元器件，虽然其参数的精度不是很高， 受温度的影响也比较大，但由于各有关元器件都同处在一个硅片上， 距离又非常接近，因此对称性较好。,2）在集成运算放大器中往往用晶体管恒流源来代替电阻， 必须用直流高阻值电阻时，也常采用外接方法。,3）必须使用电容器的场合，也大多采用外接的办法。,4）大量使用晶体管作有源器件。,3412 电路的组成,运算放大器组成框图,差动放大电路,输入级要求其输入电阻高
9、，能抑制零点漂移并具有尽可能高的共模抑制比,中间级要进行电压放大，要求它的放大倍数高,共射级放大电路,输出级要求其输出电阻低，带负载能力强，能输出足够大的电压和电流,偏置电路的作用是为各级放大电路设置稳定而合适的静态偏置电流,互补对称输出电路,电流源电路,集成运算放大器的图形符号,u 为反相输入端。由此端输入信号，则输出信号和输入信号是反相的。 u+ 为同相输入端。由此端输入信号，则输出信号和输入信号是同相的。 uo 为输出端。 Ucc 接正电源，UCC 接负电源。,F007集成运算放大器外形、管脚符号图,LM358集成运算放大器的外形和管脚图,342 集成运算放大器的主要参数,3421 直流
10、性能指标,1输入失调电压,2输入失调电流,3输入偏置电流,4输入失调电压温漂,反应了差放输入极的不对称程度，显然其值越小越好，一般为几个毫伏。,输入失调电流是输入信号为零时，两个输入端静态电流之差。愈小愈好 。,输入信号为零时，两个输入静态电流的平均值 ，其值越小越好。,温度每变化单位值时引起输入失调电压变化量的多少，其值越小越好。,3422 小信号工作的性能指标,1开环电压放大倍数,2差模输入电阻,3共模抑制比,3423 大信号工作的性能指标,1最大共模输入电压,2最大差模输入电压,3最大输出电压,是决定运算精度的重要因素，其值越大越好。AUo一般约为104107即80140 dB。,一般为
11、几十千欧到几十兆欧,一般在65130 dB之间。,超出这个电压，运算放大器的共模抑制性能就大为下降,超出这个电压，可能使输入级PN结或栅源间绝缘层反向击穿。,能使输出电压和输入电压保持不失真关系的最大输出电压,343 理想运算放大器及其分析依据,3431 集成理想运放的性能参数,开环电压放大倍数 Au 差模输入电阻rid 开环输出电阻r0d 0 共模抑制比KCMRR ,3432 分析依据,线性区,由于运算放大器的Auo很高，即使输入信号很小，也足以使输出电压达到饱和值,饱和区,“虚短”“虚断”是两个很重要的概念。,集成运算放大器有两种工作状态，线性工作状态和非线性（即饱和）工作状态。 工作于线性状态时具有“虚短虚断”特点 而工作于非线性状态时，具有“虚断”和输出为饱和值之特点。,练习题,1.试分析下图所示长尾式差分放大电路。,
