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1、晶体管放大器的三种根本组态晶体管放大器的三种根本组态根据输入和输出回路共同端的不同，放大电路有三根据输入和输出回路共同端的不同，放大电路有三种根本组态。共发射极，共集电极，共基极。种根本组态。共发射极，共集电极，共基极。共共发射极射极电路路共集共集电极极电路路共基极共基极电路路 15.6 射极射极输输出器出器RB+UCCC1C2RERLuiuo元器件作用：元器件作用：基极偏置电阻基极偏置电阻RBRB发射极电阻发射极电阻RE 耦合电容耦合电容C1、C2 射极输出器共集电极电路射极输出器共集电极电路求求求求QQ点：点：点：点：15.15.1 .1 静静静静态态态态分析分析分析分析直流通路直流通路直
2、流通路直流通路+UCCRBRE+UCE+UBEIEIBICRB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS15.15.2 .2 动态动态动态动态分析分析分析分析1. 1. 电压电压电压电压放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数 电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数AuAuAuAu 1 1 1 1且输入输出同相，输出电压且输入输出同相，输出电压且输入输出同相，输出电压且输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。跟随输入电压，故称电压跟随器。跟随输入电压，故称电压跟随器。跟随输入电压，故称电压跟随器。微微微微变变等效等效等效等效电电路路路路rbeRBRLEBC+ +- -+ +-
3、 -+ +- -RSRErbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE2. 2. 输输输输入入入入电电电电阻阻阻阻 射极输出器射极输出器射极输出器射极输出器的输入电阻高，的输入电阻高，的输入电阻高，的输入电阻高，对前级有利。对前级有利。对前级有利。对前级有利。 ri ri 与负载有与负载有与负载有与负载有关关关关3. 3. 输输输输出出出出电电电电阻阻阻阻射极输出器的射极输出器的射极输出器的射极输出器的输出电阻很小，输出电阻很小，输出电阻很小，输出电阻很小，带负载才干强。带负载才干强。带负载才干强。带负载才干强。rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE
4、共集共集电极放大极放大电路路(射极射极输出器出器)的特点：的特点：1. 1. 电压电压电压电压放大倍数小于放大倍数小于放大倍数小于放大倍数小于1 1，约约约约等于等于等于等于1;1;2. 2. 输输输输入入入入电电电电阻高；阻高；阻高；阻高；3. 3. 输输输输出出出出电电电电阻低；阻低；阻低；阻低；4. 4. 输输输输出与出与出与出与输输输输入同相。入同相。入同相。入同相。射极射极输出器的运用出器的运用主要利用它具有主要利用它具有主要利用它具有主要利用它具有输输入入入入电电阻高和阻高和阻高和阻高和输输出出出出电电阻低的特点。阻低的特点。阻低的特点。阻低的特点。1. 1. 1. 1. 因因因因
5、输输输输入入入入电电电电阻高，它常被用在多阻高，它常被用在多阻高，它常被用在多阻高，它常被用在多级级级级放大放大放大放大电电电电路的路的路的路的第一第一第一第一级级级级，可以提高，可以提高，可以提高，可以提高输输输输入入入入电电电电阻，减阻，减阻，减阻，减轻轻轻轻信号源信号源信号源信号源负负负负担。担。担。担。2. 2. 2. 2. 因因因因输输输输出出出出电电电电阻低，它常被用在多阻低，它常被用在多阻低，它常被用在多阻低，它常被用在多级级级级放大放大放大放大电电电电路的路的路的路的末末末末级级级级，可以降低，可以降低，可以降低，可以降低输输输输出出出出电电电电阻，提高阻，提高阻，提高阻，提高
6、带负载带负载带负载带负载才干。才干。才干。才干。 3. 3. 3. 3. 利用利用利用利用 ri ri ri ri 大、大、大、大、 ro ro ro ro小以及小以及小以及小以及 Au Au Au Au 1 1 1 1 的特点，也可将的特点，也可将的特点，也可将的特点，也可将射极射极射极射极输输输输出器放在放大出器放在放大出器放在放大出器放在放大电电电电路的两路的两路的两路的两级级级级之之之之间间间间，起到阻抗，起到阻抗，起到阻抗，起到阻抗匹配作用，匹配作用，匹配作用，匹配作用，这这这这一一一一级级级级射极射极射极射极输输输输出器称出器称出器称出器称为缓为缓为缓为缓冲冲冲冲级级级级或中或中或
7、中或中间间间间隔离隔离隔离隔离级级级级。. 在在图图示放大示放大电电路中，知路中，知UCC=12V, RE= 2k, UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k RB= 200k， RL= 2k RL= 2k ，晶体管，晶体管=60=60， UBE=0.6V, UBE=0.6V, 信号源内阻信号源内阻RS= 100RS= 100，试试求求: :(1) (1) 静静态态任任务务点点 IB IB、IE IE 及及 UCE UCE；(2) (2) 画出微画出微变变等效等效电电路；路；(3) Au(3) Au、ri ri 和和 ro ro 。RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS例
8、例1 1解解解解: : : :(1)(1)由直流通路求静由直流通路求静由直流通路求静由直流通路求静态态态态任任任任务务务务点。点。点。点。直流通路直流通路直流通路直流通路+UCCRBRE+UCE+UBEIEIBIC(2) (2) 由微由微由微由微变变变变等效等效等效等效电电电电路求路求路求路求AuAu、 ri ri 、 ro ro。rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE微微微微变变等效等效等效等效电电路路路路+UCCRS1M(+24V)RB120kUi27kC2C3RB3RB2RLRE282k43k10k8kUo10kC1T1RE1CET2US前级前级后级后级知知:
9、1=2=50, rbe1 = 2.9k , rbe2 = 1.7k求求:(1)微微变等等 效效 电路路; (2) ri 、 r0 3Au 。前往前往例例2 2解解: 1 微微变变等效等效电电路路RE1RB2RB3RC2RLRSRB1前往前往2ri 、 r0 其中其中故故前往前往3Au 多多级放大器的放大器的组成方式：成方式： 许多放大器都是由多级放大电路组成的，各级放大电路对微弱信号进展接续放大，从而获得必要的电压幅度或足够的功率。多多级放大器的放大器的组成方式可用以下框成方式可用以下框图表示：表示：第一级第(n-1)级第二级第n级输入输出前置级末前级末级(输出级)功率放大电压放大 15.7
10、差分放大差分放大电电路路15.7.1 15.7.1 多多级级放大放大电电路及其极路及其极间间耦合耦合一、阻容耦合一、阻容耦合 1.1.隔直作用隔直作用: :前后两前后两级级的静的静态态任任务务点互点互不影响；不影响；2.2.容抗很小容抗很小: :交流信交流信号可号可顺顺利利经过电经过电容容耦合到下一耦合到下一级级；3.3.低低频频特性差特性差: :低低频频时时容抗容抗较较大，交流大，交流信号信号损损失失较较大；大；4.4.难难于集成于集成: :集成集成电电路无法制造大容量路无法制造大容量的耦合的耦合电电容。容。+UCCRS1M(+24V)RB120kUi27kC2C3RB3RB2RLRE282
11、k43k10k8kUo10kC1T1RE1CET2US前级前级后级后级 为为了能了能对缓对缓慢慢变变化的信号或直流信号化的信号或直流信号进进展展放大，不能采用阻容耦合而只能采用直接耦合放大，不能采用阻容耦合而只能采用直接耦合将前将前级级的的输输出信号直接接到后出信号直接接到后级级的的输输入端：入端：二、直接耦合二、直接耦合 直接耦合的构造直接耦合的构造虽虽然然简单简单，但存在着，但存在着严严重重问题问题，一是前后，一是前后级级静静态态任任务务点的相互影响；二点的相互影响；二是所是所谓谓的零点漂移。的零点漂移。直接耦合直接耦合R2 R2 、RE2 : RE2 : 为设为设置适宜的置适宜的Q Q点
12、而添加点而添加1. 1. 前前级级与后与后级级静静态态任任务务点的相互影响点的相互影响+UCCu0RC2T2uiRC1R1T1R2RE2前往前往2.零点漂移零点漂移uot0 当当 ui= 0 ui= 0 时：uiRC1R1T1R2+UCCuoRC2T2RE2假假“信号信号前往前往15.7.2 15.7.2 差分放大差分放大电电路的任路的任务务原理原理 电电路构造路构造对对称，在理想的情况下，两管的特性及称，在理想的情况下，两管的特性及对应电对应电阻元件的参数阻元件的参数值值都相等。都相等。差分放大差分放大电路是抑制零点漂移最有效的路是抑制零点漂移最有效的电路构造。路构造。差分放大原理差分放大原
13、理差分放大原理差分放大原理电电路路路路 +UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2两个两个输入、入、两个两个输出出两管静两管静态任任务点一点一样1. 1. 无无无无输输输输入信号入信号入信号入信号时时时时零点漂移的抑制零点漂移的抑制零点漂移的抑制零点漂移的抑制uo= VC1 VC2 = 0uo= (VC1 + VC1 ) (VC2 + VC2 ) = 0静静态时，ui1 = ui2 = 0当温度升高当温度升高时ICVC 两管两管变化量相等化量相等 对对对对称差称差称差称差动动动动放大放大放大放大电电电电路路路路对对对对两管所两管所两管所两管所产产产产生的同向漂移都生的同
14、向漂移都生的同向漂移都生的同向漂移都有抑制造用。有抑制造用。有抑制造用。有抑制造用。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T22. 2. 有信号有信号有信号有信号输输输输入入入入时时时时的任的任的任的任务务务务情况情况情况情况 两管集两管集两管集两管集电电电电极极极极电电电电位呈等量同向位呈等量同向位呈等量同向位呈等量同向变变变变化，所以化，所以化，所以化，所以输输输输出出出出电压为电压为电压为电压为零，即零，即零，即零，即对对对对共模信号没有放大才干。共模信号没有放大才干。共模信号没有放大才干。共模信号没有放大才干。(1)(1)(1)(1)共模共模共模共模输输输输入信
15、号入信号入信号入信号 ui1 = ui2 ui1 = ui2 ui1 = ui2 ui1 = ui2大小相等、极性一大小相等、极性一大小相等、极性一大小相等、极性一样样样样 差分差分差分差分电电电电路抑制共模信号才干的大小，反映了路抑制共模信号才干的大小，反映了路抑制共模信号才干的大小，反映了路抑制共模信号才干的大小，反映了它它它它对对对对零点漂移的抑制程度。零点漂移的抑制程度。零点漂移的抑制程度。零点漂移的抑制程度。+UCCuoRCRB2T1RB1RCRB2RB1+ui1ui2+T2+共模信号共模信号 需求抑制需求抑制+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2两管集两
16、管集两管集两管集电电极极极极电电位一减一增，呈等量异向位一减一增，呈等量异向位一减一增，呈等量异向位一减一增，呈等量异向变变化，化，化，化，(2) (2) (2) (2) 差模差模差模差模输输输输入信号入信号入信号入信号 ui1 = ui2 ui1 = ui2 ui1 = ui2 ui1 = ui2大小相等、极性大小相等、极性大小相等、极性大小相等、极性相反相反相反相反uo= (VC1uo= (VC1 VC1 )VC1 )(VC2 +(VC2 + VC2 ) = VC2 ) =2 2 VC1 VC1 即即即即对对差模信号有放大才干。差模信号有放大才干。差模信号有放大才干。差模信号有放大才干。+
17、差模信号差模信号 是有用信号是有用信号(3) (3) (3) (3) 比比比比较输较输较输较输入入入入 ui1 ui1 ui1 ui1 、ui2 ui2 ui2 ui2 大小和极性是恣意的。大小和极性是恣意的。大小和极性是恣意的。大小和极性是恣意的。例例1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV 2 mV 例例2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV 可分解成可分解成: ui1 = 18 mV + 2 mV : ui1 = 18 mV + 2 mV ui2 = 18 mV 2 mV 可分解成可分解成: ui1 = 8 mV + 2 mV: ui1 =
18、 8 mV + 2 mV共模信号共模信号共模信号共模信号差模信号差模信号差模信号差模信号 放大器只放大器只放大器只放大器只 放大两个放大两个放大两个放大两个 输入信号输入信号输入信号输入信号 的差值信的差值信的差值信的差值信 号号号号差分差分差分差分 放大电路。放大电路。放大电路。放大电路。这种种输入常作入常作为比比较放大来运用，在自放大来运用，在自动控制系控制系统中是常中是常见的。的。 Common Mode Rejection Ratio)全面衡量差全面衡量差全面衡量差全面衡量差动动放大放大放大放大电电路放大差模信号和抑制共模信路放大差模信号和抑制共模信路放大差模信号和抑制共模信路放大差模
19、信号和抑制共模信号的才干。号的才干。号的才干。号的才干。差模放大倍数差模放大倍数差模放大倍数差模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数 KCMR越大，阐明差放分辨越大，阐明差放分辨差模信号的才干越强，而抑制差模信号的才干越强，而抑制共模信号的才干越强。共模信号的才干越强。3. 3. 共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比 假假设电设电路完全路完全对对称，理想情况下共模放大倍数称，理想情况下共模放大倍数 Ac = Ac = 0 0 输输出出电压电压 uo = Ad uo = Ad ui1 ui1 ui2 ui2 = Ad uid = A
20、d uid 假假设电设电路不完全路不完全对对称，那么称，那么 Ac Ac 0 0，实实践践输输出出电压电压 uo = Ac uic + Ad uid uo = Ac uic + Ad uid 即共模信号即共模信号对输对输出有影响出有影响 。15. 7. 3 典型差分放大典型差分放大电电路路+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+T2UEE+RERE的作用：的作用：的作用：的作用：稳稳稳稳定静定静定静定静态态态态任任任任务务务务点，限制每个管子的漂移。点，限制每个管子的漂移。点，限制每个管子的漂移。点，限制每个管子的漂移。UEE：用于：用于补偿补偿RE上的上的压压降，以降，以获获得
21、适宜的任得适宜的任务务点。点。R P :调调零零电电位器。位器。 零点漂移的抑制零点漂移的抑制ui1 = ui2 = 0RE : 对对共模信号有很共模信号有很强强负负反响作用反响作用, 抑制温度漂抑制温度漂移。移。 对对差模信号根本上不影响放大效果。差模信号根本上不影响放大效果。温温度度IC1IC2IE UREUBE1UBE2IB2IB1IC1IC2前往前往1.1.双端输入双端输入- -双端输出双端输出差模信号差模信号ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE+_-+ui前往前往IEICIB-+UBET1RBRERCUEE+UCCUCE+-1静静态分析分析IB1= IB2= IBIC1= IC2= ICUE1= UE2 =IBRBUBE UC1= UC2= UCCICRC 2 2动态分析分析 RE RE 对对差模信号不起作用，其差模信号不起作用，其单单管差模管差模电压电压放大倍数放大倍数为为：iBiCu01ui1RCT1RB+-双端双端输输出出电压电压前往前往差模差模电压电压放大倍数放大倍数式中式中差模差模输入入电阻阻为差模差模输出出电阻阻为前往前往假设从假设从T1T1集电极或集电极或T2T2集电极单端输出，那么电集电极单端输出，那么电压放大倍数分别为：压放大倍数分别为：同相同相输出出反相反相输出出作业作业P89 15.7.3
