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1、模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编模块模块2 基本放大电路基本放大电路课题课题1 基本放大电路的应用基本放大电路的应用3 电子助听器的设计电子助听器的设计课题课题2 负反馈放大电路的应用负反馈放大电路的应用4 集成运放电压放大器的设计集成运放电压放大器的设计模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编课题1 基本放大电路的应用任务3 电子助听器的设计3.1 任务目标3.2 知识积累3.3 任务实施过程3.4 知识链接3.5 阶段小结模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编3.1 任务目标掌握基本放大电路的组成及工作原理，掌握基本放大电路的组成及工作原
2、理，了解静态工作点对放大器工作点的影响。了解静态工作点对放大器工作点的影响。熟悉分压式偏置电路的结构及工作原理。熟悉分压式偏置电路的结构及工作原理。了解三种组态放大器的基本特点及应用。了解三种组态放大器的基本特点及应用。完成电子助听器的设计。完成电子助听器的设计。模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编3.2 3.2 知识积累知识积累知识积累知识积累3.2.1 放大器的基本概念放大器的基本概念3.2.2 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 3.2.3 基本放大电路基本放大电路3.2.4 放大电路静态工作点的稳定放大电路静态工作点的稳定3.2.5 共集电极放大电路共集电极
3、放大电路模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编扩音机示意图扩音机示意图1) 输入量控制输出量输入量控制输出量2)把直流能量转换成按输入量变化的交流能量把直流能量转换成按输入量变化的交流能量3.2.1 放大器的基本概念放大器的基本概念模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编“放大放大” ，是指用一个小的变化量去控制，是指用一个小的变化量去控制一个较大量的变化，使变化量得到放大。一个较大量的变化，使变化量得到放大。不能不能“失真失真” ，即要求大的变化量和小的，即要求大的变化量和小的变化量成比例，实现所谓的变化量成比例，实现所谓的“线性放大线性放大”。模 拟 电 子
4、技 术 应 用 基 础王川主编王川主编放大电路的四端网络表示放大电路的四端网络表示1 22 +us放大放大电路电路RS+ui+uoRLioiius 信号源电压信号源电压Rs 信号源内阻信号源内阻RL 负载电阻负载电阻ui 输入电压输入电压uo 输出电压输出电压ii 输入电流输入电流io 输出电流输出电流模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编3.2.2 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标11 22 +us放大放大电路电路RS+ui+uoRLioii电压增益电压增益 Au (dB) = 20lg |Au|放大倍数放大倍数电压放大倍数电压放大倍数 Au = uo/ui电流放
5、大倍数电流放大倍数 Ai = io/ ii电流增益电流增益 Ai (dB) = 20lg |Ai|功率放大倍数功率放大倍数 AP= PO/ Pi功率增益功率增益 AP (dB) = 20lg |AP|模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编输入电阻输入电阻1 +usRS+uiiiRiRi 越大，越大， ui 与与 us 越接近越接近可见，可见，Ri的大小反映了放大电路对信号源的大小反映了放大电路对信号源的影响程度。的影响程度。 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编、输出电阻、输出电阻放放大大电电路路的的输输出出相相当当于于负负载载的的信信号号源源，该该信信号号源
6、的内阻称为电路的输出电阻。源的内阻称为电路的输出电阻。计算计算：以上所讨论的放大电路输入电阻和输出电以上所讨论的放大电路输入电阻和输出电阻不是直流电阻，而是在线性运用情况下阻不是直流电阻，而是在线性运用情况下的交流电阻的交流电阻 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编、 通频带通频带电电抗抗元元件件( (主主要要是是电电容容) )使使放放大大电电路路对对不不同同频频率率输输入入信信号号的的放放大大能力不同，反映在：能力不同，反映在：Au( f ) 幅频特性幅频特性 ( f ) 相频特性相频特性幅频特性和相频特性幅频特性和相频特性fAu(f)OfO频带宽度频带宽度( (带宽带宽)
7、 )BWAumfLfH下限下限频率频率 上上限限频率频率 中频段中频段低频段低频段高频段高频段BW0.7BW0.7 = fH fL ( (Band Width) )模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编 1.共射基本放大电路的组成共射基本放大电路的组成3.2.3基本放大电路基本放大电路图图3-6 共发射极放大电路共发射极放大电路模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编电路中各元件电路中各元件的作用的作用 三极管三极管VTVT是放大电路中的核心元件，起电流放大作是放大电路中的核心元件，起电流放大作用。用。 直流电源直流电源VCC一方面与一方面与RbRc相配合，保证三
8、极管的发射相配合，保证三极管的发射结正偏和集电结反偏，保证三极管工作在放大状态；另一方面结正偏和集电结反偏，保证三极管工作在放大状态；另一方面为输出信号提供能量。数值一般为几至几十伏。为输出信号提供能量。数值一般为几至几十伏。 基极偏置电阻基极偏置电阻Rb与与Ucc配合，决定了放大电路基极电流配合，决定了放大电路基极电流IBQ的大小。阻值一般为几十至几百千欧。的大小。阻值一般为几十至几百千欧。 集电极电阻集电极电阻RC将三极管集电极电流的变化量转换为电将三极管集电极电流的变化量转换为电压的变化量，反映到输出端，从而实现电压放大。阻值一般为压的变化量，反映到输出端，从而实现电压放大。阻值一般为几
9、至几十千欧。几至几十千欧。 耦合电容耦合电容C1和和C2起起“隔直通交隔直通交”作用，一方面隔离放作用，一方面隔离放大电路与信号源和与负载之间的直流通路；另一方面使交流信大电路与信号源和与负载之间的直流通路；另一方面使交流信号在信号源、放大电路、负载之间能顺利地传送。一般为几至号在信号源、放大电路、负载之间能顺利地传送。一般为几至几十微法的电解电容。几十微法的电解电容。 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编放大电路中电流电压符号使用规定放大电路中电流电压符号使用规定 直流量：字母大写，下标大写。如直流量：字母大写，下标大写。如IB、IC、UBE、UCE。 交流量：字母小写，下
10、标小写。如交流量：字母小写，下标小写。如ib、ic、ube、uce。 交、直流叠加量：字母小写，下标大写。如交、直流叠加量：字母小写，下标大写。如iB、iC、uBE、uCE。 交流量的有效值：字母大写，下标小写。如交流量的有效值：字母大写，下标小写。如Ib、Ic、Ube、Uce。模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编2.放大电路静态工作点的设置放大电路静态工作点的设置 ui=0,电路的工作状态称为直流状态，简称静态电路的工作状态称为直流状态，简称静态.习惯上把静态时的各电流和电压表示为习惯上把静态时的各电流和电压表示为IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。对应于这四个数值，可在三
11、极管的输对应于这四个数值，可在三极管的输入和输出特性曲线上各确定出一个点，称为放大电入和输出特性曲线上各确定出一个点，称为放大电路的静态工作点。用路的静态工作点。用Q表示。表示。Q点过高或过低都将产生非线性失真，所以必须设点过高或过低都将产生非线性失真，所以必须设置合适的置合适的Q点。对于三极管来说，有信号时的电压、点。对于三极管来说，有信号时的电压、电流是以电流是以Q点的直流数值为基础，在上面叠加一个点的直流数值为基础，在上面叠加一个交流信号得到的。交流信号得到的。 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编构成一个放大电路，
12、必须遵循以下原则：构成一个放大电路，必须遵循以下原则： 晶体管应工作在放大状态。即发射结正晶体管应工作在放大状态。即发射结正向偏置，集电结反向偏置。向偏置，集电结反向偏置。 信号电路应畅通。输入信号能从放大电信号电路应畅通。输入信号能从放大电路的输入端加到晶体管的输入极上，信号路的输入端加到晶体管的输入极上，信号放大后能顺利地从输出端输出。放大后能顺利地从输出端输出。 放大电路静态工作点应选择合适且稳定，放大电路静态工作点应选择合适且稳定，输出信号的失真程度（即放大后的输出信输出信号的失真程度（即放大后的输出信号波形与输入信号波形不一致的程度）不号波形与输入信号波形不一致的程度）不能超过允许的
13、范围。能超过允许的范围。 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编Rb+VCCRCC1C2TRL为什么要为什么要设置静态设置静态工作点？工作点？ 放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管工作在线性区以保证信号不失真。工作在线性区以保证信号不失真。模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编3. 放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法共发射极放大电路中，因为有直流电源和交流输共发射极放大电路中，因为有直流电源和交流输入信号，所以电路中既有直流量又有交流量。入信号，所以电路中既有直流量又有交流量。模 拟 电 子 技 术
14、应 用 基 础王川主编王川主编开路开路将交流电压源短路将交流电压源短路 将电容开路。将电容开路。直流通路的画法：直流通路的画法：开路开路RB+VCCRCC1C2RLUi=0（1） 直流通路与交流通路直流通路与交流通路 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编RB+VCCRC直流通路直流通路模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)短路短路短路短路置零置零1/ C 0 将直流电压源短路，将电容短路。将直流电压源短路，将电容短路。交流通路的画法交流通路的画法模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编RBRCRLuiu
15、o交流通路交流通路模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编RB+VCCRC静态工作点（静态工作点（ IB、UBE、IC、UCE）（2）静态工作点估算静态工作点估算模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编（A）估算）估算IBQ（ UBE 0.7V)Rb+VCCRCIBQUBEQRb称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称称为为偏置电流偏置电流。模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编（B）估算）估算UCE、ICICQ= IBQICRb+VCCRCUCE+-模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编例例3-1：用估算法计算静态工作点。：用估算法计算静态
16、工作点。已知：已知：VCC=12V，RC=4K ，Rb=200K ， =30。解：解：请注意电路中请注意电路中IB和和IC的数量级的数量级UBE 0.7VRb+VCCRC模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编当放大电路工作在小信号范围内时，可利用微变当放大电路工作在小信号范围内时，可利用微变等效电路来分析放大电路的动态指标，即输入电等效电路来分析放大电路的动态指标，即输入电阻阻ri，输出电阻，输出电阻ro和电压放大倍数和电压放大倍数Au。 （3）微变等效电路法微变等效电路法 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编输入电阻输入电阻ri三极管输入端（即基三极管输入端
17、（即基极与发射极之间）等极与发射极之间）等效为一个电阻效为一个电阻ri ，常，常用下式估算用下式估算 ri =300+（1+） IEQ是发射极电流是发射极电流的静态值的静态值（mA） 三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编三三极极管管的的输输出出特特性性曲曲线线，线线性性工工作作区区是是一一组组近近似似等等距距离离的的平平行行直直线线。这这表表明明集集电电极极电电流流ic的的大大小小与与集集电电极极电电压压uce的的变变化化无无关关，这这就就是是三三极极管管的的恒恒流流特特性性；ic的的大大小小仅仅取取决决于于ib的的大大小小，这这就就
18、是是三三极极管管的的电电流流放放大大特特性性。由由这这两两个个特特性性，可可以以将将等等效效为为一一个个受受控控制制的的恒恒流流源源，其其内内阻阻 rce=，ic=ib。模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编三极管的集电极与发射极之间可用一个受控恒三极管的集电极与发射极之间可用一个受控恒流源代替。因此，三极管电路可等效为一个由流源代替。因此，三极管电路可等效为一个由输入电阻和受控恒流源组成的线性简化电路，输入电阻和受控恒流源组成的线性简化电路，如下图所示。但应当指出，在这个等效电路中，如下图所示。但应当指出，在这个等效电路中，忽略了对及输入特性的影响，所以又称为三极忽略了对及输
19、入特性的影响，所以又称为三极管简化的微变等效电路。管简化的微变等效电路。 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编微变等效电路法的应用微变等效电路法的应用模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRbRCRL定义定义由图有由图有不接不接RL模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编电路的输入电阻越大，从信号源取电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。较大的的输入电阻。输入电阻的计算：输
20、入电阻的计算：根据输入电阻的定义：根据输入电阻的定义：模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编所以：所以：输出电阻的计算：输出电阻的计算：根据定义根据定义rbeRbRC00模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编【例【例3-2】在图】在图3-12所示电路中，若已知所示电路中，若已知Rb =200k ， Rc=4k ，Ucc =12V， =30，RL =4k ，求，求 Au，ri ，ro 。解：由【例解：由【例3-1】已知该电路的】已知该电路的 IcQ=1.8mA，因为，因为IEQ IcQ =1.8mA，则由式（，则由式（3-4）可求出）可求出rbe=300 +(1+
21、 )26mV/ IEQ=300+(1+30)26/1.8 748 而而 RL= Rc/RL =(4 4)/(4+4)=2 k 则则模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编3.2.4 放大电路静态工作点的稳定放大电路静态工作点的稳定温度变化对静态工作点的影响温度变化对静态工作点的影响T TI ICBOCBO,温度每升高温度每升高1010o oC, C, I ICBOCBO一倍一倍TU UBEBE,温度每升高温度每升高1 1o oC, C, U UBEBE2.52.5mvmvT T,温度每升高温度每升高1 1o oC,C,/ / 0.5 0.51%1%主要原因是三极管特性参数（主要原
22、因是三极管特性参数（UBE、ICEO）随温度的变化而变化，造成静态工作点偏离随温度的变化而变化，造成静态工作点偏离原来的数值。原来的数值。模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编2.稳定静态工作点的措施稳定静态工作点的措施 利用电阻利用电阻Rb1和和Rb2分压来稳定基极电位分压来稳定基极电位 I1=I2+IBQ I1IBQ UBQ=Rb2/(Rb1+Rb2)UCC 基本不随温度变化基本不随温度变化模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编由发射极电阻由发射极电阻Re实现静态工作点的稳定实现静态工作点的稳定 T（）ICQIEQUEQUBEQIBQICQUBUBEO 集电
23、极电流集电极电流(3-12)模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编【例例3-3】电路如图电路如图3-14所示，已知晶体管所示，已知晶体管=40,UCC=12V，Rb1 =20k，Rb2 =10 k， RL=4 k，Rc=2 k，Re =2 k，Re足够足够大大,试求：静态值试求：静态值ICQ和和UCEQ；电压放大倍数；电压放大倍数Au；输入电阻；输入电阻ri，输出电阻输出电阻ro。 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编3.2.5共集电极放大电路共集电极放大电路1. 电路组成电路组成 集电极是输入回路与输出回路的公共端，所以又称为共集放大电路。集电极是输入回路与
24、输出回路的公共端，所以又称为共集放大电路。模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编2. 射极输出器的特点射极输出器的特点 静态工作点稳定静态工作点稳定 3-133-143-153-16模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编（a）直流通路）直流通路 （b）微变等效电路）微变等效电路模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编电压放大倍数近似等于电压放大倍数近似等于1 式中式中RL=Re/RL，（1+）rbe， Au1 (3-18)(3-17)可见输出电压随着输入电压的变化而变化，大可见输出电压随着输入电压的变化而变化，大小近似相等，且相位相同，因此，射极输
25、出器小近似相等，且相位相同，因此，射极输出器又称为射极跟随器。又称为射极跟随器。 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编. 输入电阻高输入电阻高 ri= Ri /ri = Rb/rbe +（1+）RL （3-19） 由于由于Rb和（和（1+）值都较大，因此，射极输出器的输入电）值都较大，因此，射极输出器的输入电阻很高，可达几十几百千欧。阻很高，可达几十几百千欧。. 输出电阻低输出电阻低 由于射极输出器由于射极输出器uoui，当，当ui保持不变时，保持不变时，uo就保持不就保持不变。可见，输出电阻对输出电压的影响很小，说明射变。可见，输出电阻对输出电压的影响很小，说明射极输出器带
26、负载能力很强。极输出器带负载能力很强。 （3-20）模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编【例例3-4】放大电路如图放大电路如图3-15（a）所示，图中三极管为硅管，）所示，图中三极管为硅管，=100，rbe =1.2k， Rb=200k， Re=2k，UCC =12V，试求：静态工作点，试求：静态工作点ICQ和和UCEQ；输入电阻；输入电阻ri和输出电阻和输出电阻ro。 解：解： 静态工作点静态工作点 UCEQUCC-ICQRe=（12-2.82）V=6.4V 输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编3. 射极输出器的应用射
27、极输出器的应用 （1）用做输入级。在要求输入电阻较高的放大电路中，常用射极输出）用做输入级。在要求输入电阻较高的放大电路中，常用射极输出器做输入级，利用其输入电阻很高的特点，可减少对信号源的衰减，器做输入级，利用其输入电阻很高的特点，可减少对信号源的衰减，有利于信号的传输。有利于信号的传输。 （2）用做输出级。由于射极输出器的输出电阻很低，常用作输出级。）用做输出级。由于射极输出器的输出电阻很低，常用作输出级。可使输出级在接入负载或负载变化时，对放大电路的影响小，使输出可使输出级在接入负载或负载变化时，对放大电路的影响小，使输出电压更加稳定。电压更加稳定。 （3）用做中间隔离级。将射极输出器接
28、在两级共射电路之间，利用）用做中间隔离级。将射极输出器接在两级共射电路之间，利用其输入电阻高的特点，可提高前级的电压放大倍数；利用其输出电阻其输入电阻高的特点，可提高前级的电压放大倍数；利用其输出电阻低的特点，可减小后级信号源内阻，提高后级的电压放大倍数。由于低的特点，可减小后级信号源内阻，提高后级的电压放大倍数。由于其隔离了前后两级之间的相互影响，因而也称为缓冲级。其隔离了前后两级之间的相互影响，因而也称为缓冲级。 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编3.3 任务实施过程任务实施过程3.3.1 任务分析任务分析传声器传声器三级放大器三级放大器耳机耳机模 拟 电 子 技 术
29、应 用 基 础王川主编王川主编3.3.2 任务设计任务设计 晶体管晶体管VT1，VT2为共发射极放大器，为共发射极放大器，VT3为共集电极放大器。为共集电极放大器。模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编3.3.3 任务实现任务实现1. 传声器传声器驻极体话筒驻极体话筒B1把环境声音转变为音频电流。把环境声音转变为音频电流。2. 三级放大器三级放大器 三极管三极管VT1与电阻与电阻R2和可变电阻和可变电阻RP组成单管放组成单管放大器，驻极体话筒大器，驻极体话筒B1传出的音频信号，经电容传出的音频信号，经电容C1传到传到VT1基极，经放大后从基极，经放大后从VT1集电极输出，集电极
30、输出，再经过电容再经过电容C2送到送到VT2基极，基极，VT2和和VT3组成组成直接耦合式放大器，把信号进一步放大，推动直接耦合式放大器，把信号进一步放大，推动耳机发声。耳机发声。 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编3.4知识链接知识链接3.4.1. 共基极放大电路共基极放大电路基极为输入与输出回路的公基极为输入与输出回路的公共端，故称为共基极放大电共端，故称为共基极放大电路。路。共基极放大电路具有输出电共基极放大电路具有输出电压与输入电压同相，电压放压与输入电压同相，电压放大倍数高，输入电阻小。输大倍数高，输入电阻小。输出电阻大等特点，由于共基出电阻大等特点，由于共基极电
31、路具有较好的高频特性，极电路具有较好的高频特性，故广泛用于高频或宽带放大故广泛用于高频或宽带放大电路中。电路中。 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编3.4.2. 多级放大电路多级放大电路1. 放大电路的级间耦合方式放大电路的级间耦合方式 多级放大电路中级与级之间的连接方式称为耦合。级间耦合应满足下面两点要求：多级放大电路中级与级之间的连接方式称为耦合。级间耦合应满足下面两点要求：一是静态工作点互不影响；二是前级输入信号应尽可能多地传送到后级。一是静态工作点互不影响；二是前级输入信号应尽可能多地传送到后级。 直接耦合直接耦合 直接耦合放大电路既能放大直流与缓慢变直接耦合放大电
32、路既能放大直流与缓慢变化的信号，也能放大交流信号。由于没有化的信号，也能放大交流信号。由于没有隔直电容，前后级的静态工作点互相影响，隔直电容，前后级的静态工作点互相影响，使调整发生困难使调整发生困难 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编集成电路中因无法制作大容集成电路中因无法制作大容量电容而必须采用直接耦合。量电容而必须采用直接耦合。右图为集成运放的符号。右图为集成运放的符号。“ ” 表示信号的传输方向，表示信号的传输方向，“”表示理想条件，两个表示理想条件，两个输入端中，输入端中，N成为反相输入成为反相输入端，用符号端，用符号“-”表示，说明表示，说明如果输入信号由此端加入
33、，如果输入信号由此端加入，由它产生的输出信号与输入由它产生的输出信号与输入信号反相。信号反相。P称为同相输入端称为同相输入端，用符号，用符号“+”表示，说明如表示，说明如果输入信号由此端加入，由果输入信号由此端加入，由它产生的输出信号与输入信它产生的输出信号与输入信号同相。号同相。集成电路采用直接耦合方式集成电路采用直接耦合方式图图3-20 集成运算放大器电路符号集成运算放大器电路符号模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编阻容耦合阻容耦合 级间通过耦合电容与下级输入电级间通过耦合电容与下级输入电阻连接的方式称为阻容耦合。由阻连接的方式称为阻容耦合。由于耦合电容有于耦合电容有“隔
34、直通交隔直通交”作用，作用，可使各级的静态工作点彼此独立，可使各级的静态工作点彼此独立，互不影响；若耦合电容的容量足互不影响；若耦合电容的容量足够大，对交流信号的容抗则很小，够大，对交流信号的容抗则很小，前级输出信号就能在一定频率范前级输出信号就能在一定频率范围内几乎无衰减地传输到下一级。围内几乎无衰减地传输到下一级。但阻容耦合放大电路不能放大直但阻容耦合放大电路不能放大直流与缓慢变化的信号，不适于集流与缓慢变化的信号，不适于集成电路。成电路。模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编变压器耦合变压器耦合 级与级之间采用变压器原、级与级之间采用变压器原、副边进行连接的方式称为副边进
35、行连接的方式称为变压器耦合，这种放大电变压器耦合，这种放大电路的静态工作点也是彼此路的静态工作点也是彼此独立的。而变压器具有阻独立的。而变压器具有阻抗变换的特点，可以起到抗变换的特点，可以起到前后级之间的阻抗匹配。前后级之间的阻抗匹配。变压器耦合放大电路主要变压器耦合放大电路主要用于功率放大电路。用于功率放大电路。模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编2. 多级放大电路的分析多级放大电路的分析 电压放大倍数电压放大倍数 输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻ri=ri1 ro=ron 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编3.4.3.基本放大电路的频率特性基本放大
36、电路的频率特性 当输入信号幅度一定而频率改变时，输出电压也将随频率变化，使输当输入信号幅度一定而频率改变时，输出电压也将随频率变化，使输出电压不能完全重现输入电压的波形，即在放大过程中产生了失真。出电压不能完全重现输入电压的波形，即在放大过程中产生了失真。放大器对不同频率的输入信号的响应特性简称为频率特性。放大器对不同频率的输入信号的响应特性简称为频率特性。图图3-23模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编从图从图3-23可知可知在中频的范围内，电压放大倍数最大，输出电压与输入电压在中频的范围内，电压放大倍数最大，输出电压与输入电压之间的相位差刚好是之间的相位差刚好是C1、C2
37、.在低频区，在低频区， Au随随f降低而减小，降低而减小，也偏离也偏离1800在高频区，在高频区，Au随随f的增高而减小，的增高而减小，也偏离也偏离1800在下限截止频率和上限截止频率之间的频率范围称为通频带在下限截止频率和上限截止频率之间的频率范围称为通频带fBW，即，即fBW=fH-fL。若放大的输入信号频率在通频带的范围内，。若放大的输入信号频率在通频带的范围内，Au是常数，是常数， = 1800 ，此时各种频率分量都能得到同样的放，此时各种频率分量都能得到同样的放大，而输入信号经过放大就可以不失真地传到输出端。大，而输入信号经过放大就可以不失真地传到输出端。超出通频带范围，则放大倍数会
38、降低，同时产生附加相移超出通频带范围，则放大倍数会降低，同时产生附加相移 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编3.5 阶段小结 基本放大电路有共射、共集、共基三种组态。基本放大电路有共射、共集、共基三种组态。共射电路的电压放大倍数和电流放大倍数均较大，应用较共射电路的电压放大倍数和电流放大倍数均较大，应用较广泛。广泛。共集电路的输入电阻大，输出电阻小，电压放大倍数接近共集电路的输入电阻大，输出电阻小，电压放大倍数接近于于1，适用于前置和驱动级。，适用于前置和驱动级。在分析放大电路时，应选择合适的静态工作点，在合适的在分析放大电路时，应选择合适的静态工作点，在合适的静态偏置下采
39、用微变等效电路法对放大电路进行交流分析。静态偏置下采用微变等效电路法对放大电路进行交流分析。为克服温度和其他因素对工作点的影响，常采用分压式偏为克服温度和其他因素对工作点的影响，常采用分压式偏置电路来稳定工作点。置电路来稳定工作点。多级放大电路常见的耦合方式有阻容耦合、直接耦合和变多级放大电路常见的耦合方式有阻容耦合、直接耦合和变压器耦合。多级放大电路的电压放大倍数是各单级电压放压器耦合。多级放大电路的电压放大倍数是各单级电压放大倍数的乘积，其带宽小于构成它的任一单级放大器的带大倍数的乘积，其带宽小于构成它的任一单级放大器的带宽。宽。 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编课题
40、课题2 负反馈放大电路的应用负反馈放大电路的应用任务任务4 集成运放电压放大器的设计集成运放电压放大器的设计4.1任务目标任务目标4.2 知识积累知识积累4.3 任务实施过程任务实施过程4.4 知识链接知识链接4.5 阶段小结阶段小结4.6 边学边议边学边议4.7 知识阅读知识阅读 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编4.1 任务目标 理解反馈的概念。掌握负反馈性质及类型的判别。了解负反馈对放大器性能的影响。了解深度负反馈条件下闭环增益的计算。设计集成运放电压放大器。模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编4.2 知识积累 4.2.1. 反馈反馈1.反馈的概念反
41、馈的概念将放大电路中的输出量的一部分或全将放大电路中的输出量的一部分或全部按一定的方式并通过一定的电路送部按一定的方式并通过一定的电路送回输入回路来影响输入量，这种电量回输入回路来影响输入量，这种电量的反送过程就称为反馈。的反送过程就称为反馈。T（）ICQIEQUEQ（=IEQRe）UBQ固定固定UBEQIBQICQ模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编2.反馈放大器的组成反馈放大器的组成A+比较比较环节环节基本放大电路基本放大电路F反馈网络反馈网络 xi 输入信号输入信号( (ii 或或 ui ) ) xi 净输入信号净输入信号( (ii或或 ui) ) xo 输出信号输出信
42、号( (io 或或 uo ) ) xf 反馈信号反馈信号( (if 或或 uf ) )模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编负反馈所确定的基本关系式有如下几项：负反馈所确定的基本关系式有如下几项： 输入端各量的关系式输入端各量的关系式 （4-1） 开环增益开环增益 （4-2） 反馈系数反馈系数 （4-3） 闭环增益闭环增益 （4-4） 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编4.2.2反馈性质的判别反馈性质的判别 正反馈正反馈 反馈使净输入电量增加，从而使输出量增大。反馈使净输入电量增加，从而使输出量增大。负反馈负反馈反馈使净输入电量减小，从而使输出量减小。反馈使
43、净输入电量减小，从而使输出量减小。判断法：瞬时极性法判断法：瞬时极性法模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编4.2.3. 负反馈的类型负反馈的类型1 .直流反馈和交流反馈直流反馈和交流反馈 直流反馈直流反馈电路引入的反馈量仅包含有直流成分。电路引入的反馈量仅包含有直流成分。交流反馈交流反馈电路引入的反馈量仅包含有交流成分。电路引入的反馈量仅包含有交流成分。交直流反馈交直流反馈如果电路引入的反馈量既有交流成分又有直流成分。如果电路引入的反馈量既有交流成分又有直流成分。（a）直流负反馈）直流负反馈（b）交流负反馈）交流负反馈模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编2.
44、 电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈 电压反馈电压反馈 反馈信号取自输出电压的部分或全部。反馈信号取自输出电压的部分或全部。判别法：判别法：使使 uo = 0 (RL 短路短路)， 若反馈消失则为电压反馈若反馈消失则为电压反馈。电流反馈电流反馈 反馈信号取自输出电流。反馈信号取自输出电流。判别法：判别法：使使 io = 0(RL 开路开路)， 若反馈消失则为电流反馈。若反馈消失则为电流反馈。模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编3. 串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈串联反馈串联反馈反馈信号与输入信号以电压相加减的形式在输入端出现。反馈信号与输入信号以电压相加减的形式在输入
45、端出现。 ui = ui uf并联反馈：并联反馈：反馈信号与输入信号以电流相加减的形式在输入端出现。反馈信号与输入信号以电流相加减的形式在输入端出现。 ii = ii if（a）串联反馈）串联反馈（b）并联反馈）并联反馈模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编4.2.4 负反馈放大器的四种组态负反馈放大有四种组态：电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈。 1电压串联负反馈图图4-5 电压串联负反馈电路电压串联负反馈电路在输入端，放大电路的净输入信号在输入端，放大电路的净输入信号 ，输入信号与反馈信号以电压形式，输入信号与反馈信号以电压形式相加减，故为串联反
46、馈。在输出端，相加减，故为串联反馈。在输出端，由输出短路法可知，假设由输出短路法可知，假设uo对地短对地短路后，即路后，即uo=0时，时， ，故为电压反馈。故为电压反馈。综上所述，该反馈为电压串联负反综上所述，该反馈为电压串联负反馈。馈。 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编2电流串联负反馈在输入端，放大电路的净输入在输入端，放大电路的净输入信号信号ui=ube=ui-uf，输入信号与，输入信号与反馈信号以电压形式相加减，反馈信号以电压形式相加减，故为串联反馈。在输出端，当故为串联反馈。在输出端，当uo=0时，反馈电压时，反馈电压uf=ie1Re1仍然仍然存在，故为电流反馈。
47、综上所存在，故为电流反馈。综上所述，该反馈为电流串联负反馈。述，该反馈为电流串联负反馈。 图图4-7 电流串联负反馈电流串联负反馈模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编3电压并联负反馈在输入端，放大电路的净输入信号，在输入端，放大电路的净输入信号，输入信号与反馈信号以电流形式相减，输入信号与反馈信号以电流形式相减，故为并联反馈。在输出端，当故为并联反馈。在输出端，当 时，时， ，故为电压反馈，故为电压反馈，综上所述，该反馈为电压并联负反馈。综上所述，该反馈为电压并联负反馈。 图图4-9 电压并联负反馈电压并联负反馈 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编4电流并
48、联负反馈图图4-11 电流并联负反馈电流并联负反馈 如图如图4-11所示电路，所示电路，Rf和和Re2为反馈支路，由瞬时极性法为反馈支路，由瞬时极性法判断可知，判断可知，ii=ii-if，故该反馈，故该反馈为负反馈。在输入端，放大为负反馈。在输入端，放大电路的净输入信号电路的净输入信号ii=ii-if ，输入信号与反馈信号以电流输入信号与反馈信号以电流形式相加减，故为并联反馈。形式相加减，故为并联反馈。在输出端，由输出短路法可在输出端，由输出短路法可知，若假设知，若假设uo对地短路后，对地短路后，VT2发射极仍然存在，故为发射极仍然存在，故为电流反馈。综上所述，该反电流反馈。综上所述，该反馈为
49、电流并联负反馈。馈为电流并联负反馈。 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编4.2.5 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响 1提高闭环增益的稳定性负反馈可使闭环增益的相对变化量减小到开环增益相负反馈可使闭环增益的相对变化量减小到开环增益相对变化量的，这说明负反馈提高了闭环增益对变化量的，这说明负反馈提高了闭环增益Af的稳定的稳定性性,其稳定程度比开环增益其稳定程度比开环增益A提高了（提高了（1+AF）倍。）倍。 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编2减小非线性失真减小非线性失真 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编3展宽通频
50、带，减小频率失真展宽通频带，减小频率失真 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编4改变输入电阻和输出电阻（1）对输入电阻的影响）对输入电阻的影响 串联负反馈使输入电阻增大串联负反馈使输入电阻增大(1+AF)倍倍 并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使输入电阻减小（2）对输出电阻的影响）对输出电阻的影响 电压负反馈使输出电阻减小电压负反馈使输出电阻减小 电流负反馈使输出电阻增大电流负反馈使输出电阻增大 (1+AF)模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编4.3 任务实施过程任务实施过程4.3.1 任务分析任务分析图图4-15中所示框图包括传声电路、负反馈电路、中所示框
51、图包括传声电路、负反馈电路、集成运放电路集成运放电路 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编4.3.2 任务设计任务设计图图4-16 集成运放电压放大电路集成运放电压放大电路 模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础王川主编王川主编4.3.3 任务实现任务实现驻极体式话筒驻极体式话筒BM输出的微弱电压信号经输出的微弱电压信号经耦合电容耦合电容C1输入集成运放输入集成运放IC，放大后的电，放大后的电压信号经压信号经C3耦合输出。电压放大倍数由集耦合输出。电压放大倍数由集成运放外接电阻成运放外接电阻R4、R3决定，该电路电压决定，该电路电压放大倍数放大倍数A=100倍（倍（40dB）。）。
