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1、27465C,2.4 分压式稳定静态工作点电路,2.4.1 温度对静态工作点的影响 2.4.2 分压式偏置放大电路 2.4.3 带旁路电容的分压式偏置放大电路 2.4.4 存在问题和折中方案,27465C,2.4.1 温度对静态工作点的影响,图2-16 温度对晶体管特性曲线的影响,27465C,2.4.2 分压式偏置放大电路,1.分压式偏置放大电路的结构和稳定静态工作点的原理 电路机构方面与前面的基本共发射极放大电路相比，基极采用两个基极电阻RB1和RB2,同时发射极增加了发射极电阻RE。 2.分压式偏置放大电路的静态和动态分析,27465C,2.4.2 分压式偏置放大电路,图2-17 分压式
2、偏置放大电路,27465C,图2-18 分压式偏置放大电路微变等效电路,27465C,2.4.3 带旁路电容的分压式偏置放大电路,图2-19 带旁路电容的分压式偏置放大电路,27465C,2.4.4 存在问题和折中方案,图2-20 例2-2图,27465C,2.5 射极输出器,2.5.1 射极输出器的结构 2.5.2 射极输出器的静态分析和动态分析,27465C,2.5.1 射极输出器的结构,图2-21 射极输出器,27465C,2.5.2 射极输出器的静态分析和动态分析,1.射极输出器的静态分析 画出图2-21a所示射极输出器的直流通路，如图2-21b所示，采用估算法分析静态工作点Q。 2.
3、射极输出器的动态分析 画出图2-21a射极输出器的微变等效电路如图2-21c所示，根据前面微变等效电路电路的画法，可以直接画成图2-21c左图的形式，有时为了分析方便也画成图2-21c右图的形式。,27465C,图2-22 采用分压式 偏置的射极输出器,27465C,2.6 场效应晶体管放大电路,2.6.1 场效应晶体管放大电路的静态分析 2.6.2 场效应晶体管放大电路的动态分析,27465C,2.6.1 场效应晶体管放大电路的静态分析,1.场效应晶体管的直流偏置电路 场效应晶体管放大电路也必须设置合适的静态工作点，保证在有信号作用时，场效应晶体管始终工作在恒流区。 2.静态工作点的确定 同
4、晶体管放大电路一样，场效应晶体管放大电路的静态分析可采用公式计算法，利用转移特性方程和偏置电路的线性方程联立求解确定静态工作点。,27465C,1.场效应晶体管的直流偏置电路,(1)自给偏置电路 图2-23a所示为N沟道结型场效应晶体管组成的自给偏压式的共源放大电路。 (2)分压式偏置电路 在自给偏置电路的栅极和直流电源之间增加分压电阻就构成了分压式偏置电路，如图2-23b所示。,27465C,图2-23 共源放大电路,27465C,2.6.2 场效应晶体管放大电路的动态分析,1.场效应晶体管的低频小信号模型 场效应晶体管与晶体管类似，栅极和源极之间可看成输入回路，漏极和源极之间可看成输出回路
5、，如图2-24所示。 2.场效应晶体管放大电路的动态分析 场效应晶体管放大电路的动态分析时，先画出放大电路的微变等效电路，然后计算动态性能指标。,27465C,27465C,27465C,2.场效应晶体管放大电路的动态分析,1)电压放大倍数 2)输入电阻 3)输出电阻 求放大电路输出电阻的等效电路如图2-26b所示。,27465C,图2-26 图2-23a的等效电路,27465C,2.7 多级放大电路,2.7.1 级间耦合 2.7.2 阻容耦合多级放大电路的分析方法,27465C,2.7 多级放大电路,图2-27 多级放大电路一般结构框图,27465C,2.7.1 级间耦合,1.直接耦合 把前
6、一级电路的输出端和后一级电路的输入端直接相连在一起，就是直接耦合方式，如图2-28所示。 2.阻容耦合 图2-29所示是一个典型的阻容耦合多级放大电路，前级电路通过耦合电容C2和后级的输入电阻(或负载)实现前后级耦合,故称为阻容耦合。,27465C,1.直接耦合,(1)直接耦合方式的优点 (2)直接耦合方式的缺点,27465C,1.直接耦合,图2-28 直接耦合电路,27465C,(1)直接耦合方式的优点,1)既能放大交流信号，也可以放大变化缓慢的交流信号甚至直流信号。 2)由于电路简单，没有大电容、变压器等附加元件，便于集成化，因此在集成电路中被广泛采用。,27465C,(2)直接耦合方式的
7、缺点,1)各级放大电路的静态工作点相互影响 由于直接耦合放大电路的各级之间无耦合电容等“隔直”措施，故各级电路的静态工作点之间互相影响。 2)零点漂移 一个直接耦合多级放大电路的输入端短路时输出电压并不是始终不变，而是会出现电压的随机漂动，叫做零点漂移，简称零漂。,27465C,2.阻容耦合,(1)阻容耦合方式的优点 (2)阻容耦合方式的缺点,27465C,(1)阻容耦合方式的优点,1)各级电路的直流静态工作点相互独立。 2)由于耦合电容的隔直流作用，所以电路的温度漂移小。,27465C,图2-29 阻容耦合电路,27465C,(2)阻容耦合方式的缺点,1)阻容耦合放大电路不适合放大缓慢变化的
8、信号或直流信号。 2)阻容耦合放大电路不便于制作成集成电路。,27465C,2.7.2 阻容耦合多级放大电路的分析方法,1.静态工作点分析 在阻容耦合的多级放大电路中，由于各级的直流通路是彼此隔离互不联系的，因此各级静态工作点的计算可以独立进行，与单级放大电路的情况相同，不再重述。 2.动态性能分析 多级放大电路动态性能分析主要是计算多级放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。 1.多级放大器主要有哪几种基本耦合方式？它们各有什么特点和问题？ 2.什么是零点漂移?直接耦合放大电路为什么会存在零点漂移？其输出级的特点是什么？,27465C,2.7.2 阻容耦合多级放大电路的分析方法,3.多级
9、放大电路电压放大倍数和输入、输出电阻如何计算？,27465C,1.静态工作点分析 在阻容耦合的多级放大电路中，由于各级的直流通路是彼此隔离互不联系的，因此各级静态工作点的计算可以独立进行，与单级放大电路的情况相同，不再重述。,27465C,2.动态性能分析,(1)电压放大倍数的计算 如图2-30所示在多级放大电路中，各级放大电路互相连接，前级的输出是后级的输入，所以多级放大电路总的电压放大倍数应该是各级放大电路电压放大倍数的乘积。 (2)输入输出电阻的计算 多级放大电路中在一般情况下，输入级的输入电阻就是多级放大电路的输入电阻；输出级的输出电阻就是多级放大电路的输出电阻。 (1)计算前级静态工
10、作点： (2)计算输入电阻，即计算输入级(第一级)的输入电阻 画其微变等效电路如图2-32所示，在计算时把第二级的输入电阻当作第一级的负载。 (3)计算电压放大倍数,27465C,(1)电压放大倍数的计算,图2-30 多级放大电路的电压放大倍数,27465C,图2-31 例2-5图,27465C,图2-32 例2-5图微变等效电路,27465C,2.8 差动放大电路,2.8.1 电路组成 2.8.2 抑制零点漂移的原理 2.8.3 存在的问题及改进方案,27465C,2.8.1 电路组成,图2-33 基本的差动放大电路,27465C,2.8.2 抑制零点漂移的原理,1. 4种输入输出模式 差放
11、有两个输入端和两个输出端。 2.差模信号与共模信号 定义差放的两个输入信号之差的一半为差模输入信号，简称差模信号，用id表示；定义差放的两个输入信号的平均值为共模输入信号，简称共模信号，用ic表示。 3.差动放大电路的差模放大作用和共模抑制作用 从差动放大电路组成的分析可知，由于电路参数的对称性起了相互补偿的作用，抑制了温度漂移。,27465C,27465C,27465C,2.8.3 存在的问题及改进方案,1.差动放大电路有何特性?差动放大电路为什么能有效地克服温漂？ 2.什么是差动放大电路的差模放大作用和共模抑制作用？ 3.共模抑制比有什么含义？,27465C,2.8.3 存在的问题及改进方
12、案,图2-36 改进的差动放大电路,27465C,2.8.3 存在的问题及改进方案,图2-37 长尾式差动放大电路,27465C,2.9 集成运算放大器,2.9.1 集成运算放大器的基本组成 2.9.2 集成运算放大器的特点 2.9.3 集成运算放大器的主要参数 2.9.4 理想集成运算放大器及其分析依据,27465C,2.9.1 集成运算放大器的基本组成,1.输入级 集成运放的输入级对整个运算放大器的性能指标影响较大，是提高集成运放质量的关键部分，要求其有尽可能高的输入电阻和共模抑制比。 2.中间级 中间级主要完成电压放大任务，要求有较高的电压增益，一般采用共发射极电压放大电路。 3.输出级
13、 输出级的任务是进行功率放大，以驱动负载工作，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、波形失真小、电源转换效率高，一般采用互补对称的功率放大电路。,27465C,2.9.1 集成运算放大器的基本组成,4.偏置电路 偏置电路主要为各级放大电路提供合适的静态工作电流，以确定各级的静态工作点。,27465C,2.9.1 集成运算放大器的基本组成,图2-38 集成运算放大电路的组成框图,27465C,2.9.2 集成运算放大器的特点,由于集成运算放大器在制造工艺方面的要求，使其具有以下特点： 第一，由于大容量的电容制造起来比较困难，所以各级之间都采用直接耦合。 第二，组件内的各元件是
14、通过一定工艺过程制作在同一硅片上的，彼此十分接近，因而同类元件对称性好，温度性能一致，适于差动放大电路。 第三，集成工艺制造的电阻阻值有限，阻值精度不易控制，所以较高阻值一般用恒流源代替。 第四，集成电路中的二极管多用晶体管的发射结来代替，也就是把晶体管的基极和集电极短接而由发射结构成二极管，以便用于同类晶体管进行温度补偿。,27465C,2.9.3 集成运算放大器的主要参数,1.开环差模电压增益od 开环差模电压增益是指运放在开环(无反馈)状态下的差模电压放大倍数，即od=od/id，体现运放的放大能力。 2.共模抑制比KCMR 共模抑制比KCMR主要取决于输入级差动放大电路的共模抑制比，其
15、定义为：KCMR=od/oc，用分贝数表示，一般的集成运放其KCMR应大于80dB。 3.差模输入电阻rid 它是在输入差模信号时，运放的输入电阻。,27465C,2.9.3 集成运算放大器的主要参数,4.输入失调电压Uio 输入失调电压Uio是指在无凋零电位器时，为使静态输出电压为零而在输入端应加的补偿电压。 5.输入失调电压的温漂duio/dT 它是指温度变化时所产生的的失调电压的变化的大小，它直接影响运放的精确度，一般为每摄氏度几十微伏。,27465C,2.9.4 理想集成运算放大器及其分析依据,1.理想运算放大电路符号 理想运算放大电路符号如图2-39所示。 2.理想运放的参数 3.虚
16、短和虚断的概念 4.分析运放电路的基本依据,27465C,图2-39 理想运算放大器电路符号,27465C,4.分析运放电路的基本依据,(1)工作在线性区 当运放工作在线性区时。 (2)工作在非线性区 当运放工作在非线性区时，u+u-，虚短的概念不再成立，但虚断的概念仍是成立的，因为输出处于饱和状态时，它的两个输入端的实际电流非常小，也完全可以忽略不计。,27465C,2.10 互补对称功率放大电路,2.10.1 功率放大电路的概念和特点 2.10.2 功率放大电路的分类 2.10.3 OCL乙类互补对称功率放大电路,27465C,2.10.1 功率放大电路的概念和特点,1.安全地提供尽可能大的输出功率 为了获得足够大的输出信号功率，输出的交流电压和交流电流都要有足够大的幅度，晶体管就往往工作于管子的极限状态，因此，必须选用合适的功率管，保证其安全工作。 2.提供尽可能高的功率转换效率 由于输出功率大，因此直流电源消耗的功率也大，转换时功率管和电路中的耗能元件都要消耗功率，这就存在一个效率问题。,27465C,2.10.1 功率放大电路的概念和特点,3.输入正弦波时，希望输出基本不失
