多級放大電路課件

1、多級放大電路課件1第三章第三章 多級放大電路多級放大電路3.1 多級放大電路的耦合方式多級放大電路的耦合方式 多級放大電路的動態(tài)分析多級放大電路的動態(tài)分析3.3 直接耦合放大電路直接耦合放大電路 多級放大電路課件2多級放大電路課件3輸入輸入第一級第一級第二級第二級第第n-1級級第第n級級輸出輸出耦合耦合耦合方式：耦合方式：(1)直接耦合直接耦合 (2)阻容耦合阻容耦合(3)變壓器耦合變壓器耦合 (4)光電耦合光電耦合 為獲得足夠大的放大倍數(shù)和合適的電路性能參數(shù)為獲得足夠大的放大倍數(shù)和合適的電路性能參數(shù),需將多個單級放大電路串接需將多個單級放大電路串接,構(gòu)成多級放大器。構(gòu)成多級放大器。3.1 多

2、級放大電路的耦合方式多級放大電路的耦合方式多級放大電路課件4直接耦合方式的優(yōu)點直接耦合方式的優(yōu)點：具有良好的低頻特性，既能放大交流信具有良好的低頻特性，既能放大交流信號，也能放大變化緩慢的信號。且直接耦合方式電路中沒有大號，也能放大變化緩慢的信號。且直接耦合方式電路中沒有大容量的電容，因此易于集成，在實際使用的集成放大電路中一容量的電容，因此易于集成，在實際使用的集成放大電路中一般都采用直接耦合方式。般都采用直接耦合方式。 直接耦合方式的缺點：由于直接耦合的放大電路前后級之間是直接耦合方式的缺點：由于直接耦合的放大電路前后級之間是直接連接，因此前后級之間存在著直流通路，這就造成了各級直接連接，

3、因此前后級之間存在著直流通路，這就造成了各級靜態(tài)工作點相互影響，這樣就給電路的分析、設(shè)計和調(diào)試帶來靜態(tài)工作點相互影響，這樣就給電路的分析、設(shè)計和調(diào)試帶來一定的困難。對于直接耦合的放大電路一定的困難。對于直接耦合的放大電路,需要解決以下兩個問題：需要解決以下兩個問題：（1） 級間的匹配問題。級間的匹配問題。（2）零點漂移問題。）零點漂移問題。一、直接耦合：一、直接耦合：將前一級的輸出端直接連接到后一級的輸入端。將前一級的輸出端直接連接到后一級的輸入端。多級放大電路課件5圖圖3.1.1 3.1.1 直接耦合放大電路靜態(tài)工作點的設(shè)置直接耦合放大電路靜態(tài)工作點的設(shè)置多級放大電路課件6 1、 級間的匹配

4、問題級間的匹配問題 在圖在圖3.1.1（a）中，）中，T1管的集電極電位被管的集電極電位被T 2管的基極限制管的基極限制在在0.7 V左右，使左右，使T1管的管的Q點接近于飽和區(qū)，因而不能正常放大。點接近于飽和區(qū)，因而不能正常放大。 為此，可以在為此，可以在T2管的發(fā)射極加發(fā)射極電阻管的發(fā)射極加發(fā)射極電阻Re2，如圖，如圖3.1.1(b)所示。所示。由于由于Re2的接入，提高了第二級基極電位的接入，提高了第二級基極電位UB2，從而保證了，從而保證了T1管的管的集電極得到較高的靜態(tài)電位，使集電極得到較高的靜態(tài)電位，使T1管不致工作在飽和區(qū)。管不致工作在飽和區(qū)。 然而，然而，Re2接入后，使后一級

5、的電壓放大倍數(shù)大大下降，從而影響整個接入后，使后一級的電壓放大倍數(shù)大大下降，從而影響整個電路的放大能力。電路的放大能力。 多級放大電路課件7 為了解決上述問題，在圖為了解決上述問題，在圖3.1.1（c）所示電路中用一只穩(wěn)壓）所示電路中用一只穩(wěn)壓管管UDZ取代電阻取代電阻Re2，對于直流量，穩(wěn)壓管相當(dāng)于一個穩(wěn)壓電源，對于直流量，穩(wěn)壓管相當(dāng)于一個穩(wěn)壓電源，限流電阻限流電阻R的作用是保證穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓狀態(tài)；對于交流量，的作用是保證穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓狀態(tài)；對于交流量， 穩(wěn)壓管等效成一個動態(tài)電阻。由于穩(wěn)壓管的動態(tài)電阻很小，一般穩(wěn)壓管等效成一個動態(tài)電阻。由于穩(wěn)壓管的動態(tài)電阻很小，一般為十幾至幾十歐姆，因此

6、幾乎不會影響到第二級的放大倍數(shù)。為十幾至幾十歐姆，因此幾乎不會影響到第二級的放大倍數(shù)。 為了使各級三極管都工作在放大區(qū)，必然要求為了使各級三極管都工作在放大區(qū)，必然要求T2的集電極電的集電極電位高于基極電位，也就是高于位高于基極電位，也就是高于T1管的集電極電位，這樣，當(dāng)放大管的集電極電位，這樣，當(dāng)放大電路的級數(shù)增加時，勢必使基極和集電極電位逐級上升，最終接電路的級數(shù)增加時，勢必使基極和集電極電位逐級上升，最終接近電源電壓，這樣會使后級的靜態(tài)工作點不合適。改進(jìn)的方法是近電源電壓，這樣會使后級的靜態(tài)工作點不合適。改進(jìn)的方法是將將NPN管和管和PNP管組合，構(gòu)成直接耦合放大電路，如圖管組合，構(gòu)成直

7、接耦合放大電路，如圖3.1.1(d)所示。由于后級采用了所示。由于后級采用了PNP管，其集電極電位比基極電位低，管，其集電極電位比基極電位低， 即使耦合級數(shù)較多，也可以使各級獲得合適的靜態(tài)工作點。即使耦合級數(shù)較多，也可以使各級獲得合適的靜態(tài)工作點。 多級放大電路課件8在直接耦合放大電路中，若將輸入端短路，用靈敏的直流表測量在直接耦合放大電路中，若將輸入端短路，用靈敏的直流表測量輸出端，也會有變化緩慢的不規(guī)則輸出電壓。這種輸入電壓為零，輸出端，也會有變化緩慢的不規(guī)則輸出電壓。這種輸入電壓為零，輸出電壓不為零且緩慢變化的現(xiàn)象稱為零點漂移，簡稱零漂。輸出電壓不為零且緩慢變化的現(xiàn)象稱為零點漂移，簡稱零

8、漂。 2、零點漂移問題、零點漂移問題圖圖3.3.1 零點漂移現(xiàn)象零點漂移現(xiàn)象多級放大電路課件9圖圖3.1.2 兩級阻容耦合放大電路兩級阻容耦合放大電路二、阻容耦合：二、阻容耦合：將放大電路的前級輸出端通過電容接將放大電路的前級輸出端通過電容接到后級輸出端。到后級輸出端。阻容耦合方式的優(yōu)點：各級阻容耦合方式的優(yōu)點：各級靜態(tài)工作點相互獨立，靜態(tài)工作點相互獨立， 電電路的分析、設(shè)計和調(diào)試簡單路的分析、設(shè)計和調(diào)試簡單易行。在分立元件電路中常易行。在分立元件電路中常采用阻容耦合方式。采用阻容耦合方式。阻容耦合方式的缺點：低頻阻容耦合方式的缺點：低頻特性差，不能放大緩慢變化特性差，不能放大緩慢變化的信號。

9、且在集成電路中不的信號。且在集成電路中不易制作大容量的電容，因此易制作大容量的電容，因此這種方式不便于集成化。這種方式不便于集成化。 多級放大電路課件10圖中第一級的輸出信號經(jīng)變壓器圖中第一級的輸出信號經(jīng)變壓器Tr1傳送到第二級，第二級的輸出信號經(jīng)變傳送到第二級，第二級的輸出信號經(jīng)變壓器壓器Tr2傳送給負(fù)載并進(jìn)行阻抗變換，傳送給負(fù)載并進(jìn)行阻抗變換，Cb是偏置電阻是偏置電阻Rb21、Rb22的旁路電容，的旁路電容，主要防止信號被偏置電阻所衰減。主要防止信號被偏置電阻所衰減。 Rb12C1Rb11uiRe1Tr1Rb22CbRe2T2RLuoUCCTr2Ce2Rb21第一級T1第二級Q點相互點相互

10、獨立，可實現(xiàn)阻獨立，可實現(xiàn)阻抗變換。低頻特抗變換。低頻特性差，笨重性差，笨重,體積體積大，不易集成。大，不易集成。用于分立元件放用于分立元件放大電路，現(xiàn)在一大電路，現(xiàn)在一般較少采用。般較少采用。三、變壓器耦合：三、變壓器耦合：變壓器能傳遞交流信號，因此將放大電變壓器能傳遞交流信號，因此將放大電路的前級輸出端通過變壓器接到后級輸出端或負(fù)載電阻上。路的前級輸出端通過變壓器接到后級輸出端或負(fù)載電阻上。多級放大電路課件11圖圖3.1.4 變壓器耦合的阻抗變換變壓器耦合的阻抗變換圖圖3.1.3 變壓器耦合共射放大電路變壓器耦合共射放大電路v阻抗變換：根據(jù)所需要阻抗變換：根據(jù)所需要的放大倍數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)牡?/p>

11、放大倍數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)脑褦?shù)比，使負(fù)載電阻上獲匝數(shù)比，使負(fù)載電阻上獲得足夠大的電壓，并且當(dāng)?shù)米銐虼蟮碾妷?，并且?dāng)匹配得當(dāng)時，負(fù)載還可獲匹配得當(dāng)時，負(fù)載還可獲得足夠大的功率。得足夠大的功率。多級放大電路課件12圖圖3.1.5 光電耦合器及其傳輸特性光電耦合器及其傳輸特性四、光電耦合：四、光電耦合：以光信號為媒介來實現(xiàn)電信號的耦合和以光信號為媒介來實現(xiàn)電信號的耦合和傳遞，因其抗干擾能力強(qiáng)而得到越來越廣泛使用。傳遞，因其抗干擾能力強(qiáng)而得到越來越廣泛使用。1、光電耦合器、光電耦合器多級放大電路課件132、光電耦合放大電路、光電耦合放大電路返回返回多級放大電路課件14 unuuinoioioiouAAAUU

12、UUUUUUA21221 多級放大電路的輸入電阻就是第一級的輸入電阻，多級放大電路的輸入電阻就是第一級的輸入電阻，輸出電阻就是最后一級的輸出電阻，輸出電阻就是最后一級的輸出電阻， 即即 Ri=Ri1 Ro=Ron 多級放大電路的動態(tài)分析多級放大電路的動態(tài)分析2021712多級放大電路課件15圖圖3.2.2 圖圖3.2.1 所示電路的交流等效電路所示電路的交流等效電路【例【例3.2.1】多級放大電路課件16 【例【例3.2.2】兩級放大電路下圖所示，已知】兩級放大電路下圖所示，已知1=2=50，UBE1=UBE2=0.7 V，rbb=300 ，電容器對交流可視為短路。，電容器對交流可視為短路。

13、（1） 試估算該電路試估算該電路T1管和管和T2管的靜態(tài)工作點管的靜態(tài)工作點; （2） 估算該電路的電壓放大倍數(shù)、估算該電路的電壓放大倍數(shù)、 輸入電阻和輸出電阻。輸入電阻和輸出電阻。 Rc110 kV1Re1280 e1R3 kCeRe25 kV2C2RL5 k UCC(20 V)33 kRb12Rb118.2 kC1uiuo多級放大電路課件17解解 （1） 因為 VURRRUCCbbbBQ98. 320332 . 82 . 81211111所以 mARRUUIIeeBEQBQEQCQ1328. 07 . 098. 3111111AIICQBQ2050111 又因為V1管和V2管之間是直接耦合

14、方式，V1管的集電極電位等于V2管的基極電位，V2管的基極電流相對于V1管的集電極電流較小，因此忽略IB2，可得 VRRRIUUeecCQCCCEQ72. 6) 328. 010(120)(11111多級放大電路課件18列出第二級放大電路輸入回路方程 2221eEQBEQCQRIUU由于 UCQ1UCCICQ1Rc1=20110=10 V VRIUUAIImARUUIIeCQCCCEQCQBQeBEQCQEQCQ7 .10586. 1202 .375086. 186. 157 . 0102222222122多級放大電路課件19（2） 將圖35的小信號等效電路畫于圖36。 kIrrkIrrEQb

15、bbeEQbbbe01. 186. 126)501 (30026)1 (626. 1126)501 (30026)1 (2211圖 36 圖35的小信號等效電路 1bIrbe1Re1Rc1c1b22bIrbe22bIe2Re2oURLRb12Rb11iU1bIb1e1c2Ri2多級放大電路課件20由圖36可見，第二級的輸入電阻Ri2為 2928. 0)501 (626. 1)129/10(50)1 ()/(129)5/5()501 (01. 1)/)(1 (1121121222ebeicuuuuLebeiRrRRAAAAkRRrR兩級放大電路的輸入電阻為 Ri=Rb11Rb12rbe1+(1+

16、)Re1 =338.21.626+(1+50)0.284.6 k 輸出電阻為 kRrRRcbeeo20. 05011001. 1/51/122返回返回多級放大電路課件213.3 直接耦合放大電路直接耦合放大電路3.3.1 直接耦合放大電路的零點漂移現(xiàn)象直接耦合放大電路的零點漂移現(xiàn)象在直接耦合放大電路中，若將輸入端短路，用靈敏的直流表測量在直接耦合放大電路中，若將輸入端短路，用靈敏的直流表測量輸出端，也會有變化緩慢的不規(guī)則輸出電壓。這種輸入電壓為零，輸出端，也會有變化緩慢的不規(guī)則輸出電壓。這種輸入電壓為零，輸出電壓不為零且緩慢變化的現(xiàn)象稱為零點漂移，簡稱零漂。輸出電壓不為零且緩慢變化的現(xiàn)象稱為零

17、點漂移，簡稱零漂。 圖圖3.3.1 零點漂移現(xiàn)象零點漂移現(xiàn)象一、零點漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因一、零點漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因多級放大電路課件22 在放大電路中，任何參數(shù)的變化，如電源電壓的波動、元在放大電路中，任何參數(shù)的變化，如電源電壓的波動、元件的老化、器件參數(shù)隨溫度的變化等，都會產(chǎn)生零點漂移。在件的老化、器件參數(shù)隨溫度的變化等，都會產(chǎn)生零點漂移。在阻容耦合的放大電路中，這種緩慢變化的漂移電壓被耦合電容阻容耦合的放大電路中，這種緩慢變化的漂移電壓被耦合電容阻隔，阻隔， 不會傳送到下一級放大電路進(jìn)一步放大。但是，在直接不會傳送到下一級放大電路進(jìn)一步放大。但是，在直接耦合放大電路中，這種緩慢變化的漂

18、移電壓會被毫無阻隔地傳耦合放大電路中，這種緩慢變化的漂移電壓會被毫無阻隔地傳輸?shù)较乱患?，輸?shù)较乱患墸?并且被逐級放大，以致于有時在輸出端很難分辨并且被逐級放大，以致于有時在輸出端很難分辨出哪個是有用信號，哪個是漂移電壓。換句話說，有用信號被出哪個是有用信號，哪個是漂移電壓。換句話說，有用信號被漂移電壓漂移電壓“淹沒淹沒”了，放大電路不能正常工作。了，放大電路不能正常工作。 多級放大電路課件23 一般來說，直接耦合放大電路的零點漂移主要取決于第一一般來說，直接耦合放大電路的零點漂移主要取決于第一級，而且級數(shù)越多，放大倍數(shù)越大，零點漂移越嚴(yán)重。通常，級，而且級數(shù)越多，放大倍數(shù)越大，零點漂移越嚴(yán)重。

19、通常， 零點漂移的大小不能以輸出端漂移電壓的絕對大小來衡量。因零點漂移的大小不能以輸出端漂移電壓的絕對大小來衡量。因為輸出端的漂移電壓與放大倍數(shù)成正比，所以零漂一般都用輸為輸出端的漂移電壓與放大倍數(shù)成正比，所以零漂一般都用輸出的漂移電壓折合到輸入端來衡量。出的漂移電壓折合到輸入端來衡量。 對于電源電壓的波動、元件的老化所引起的零漂可采用高對于電源電壓的波動、元件的老化所引起的零漂可采用高質(zhì)量的穩(wěn)壓電源或經(jīng)過老化實驗的元件來減小，因此溫度變化質(zhì)量的穩(wěn)壓電源或經(jīng)過老化實驗的元件來減小，因此溫度變化所引起的半導(dǎo)體器件參數(shù)的變化是產(chǎn)生零點漂移的主要原因，所引起的半導(dǎo)體器件參數(shù)的變化是產(chǎn)生零點漂移的主要

20、原因，故也將零點漂移稱為溫度漂移，簡稱溫漂，定義為溫度每變化故也將零點漂移稱為溫度漂移，簡稱溫漂，定義為溫度每變化1所產(chǎn)生的折合到輸入端的等效零漂電壓，即所產(chǎn)生的折合到輸入端的等效零漂電壓，即 CVTAuuo/多級放大電路課件24二、抑制溫度漂移的方法：二、抑制溫度漂移的方法：v引入直流負(fù)反饋引入直流負(fù)反饋：例如靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路中：例如靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路中的的Re所起的作用。所起的作用。v采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ú捎脺囟妊a(bǔ)償?shù)姆椒?，利用熱敏元件來抵消放，利用熱敏元件來抵消放大管的變化。大管的變化。v采用特性相同的管子，使它們得溫漂相互抵消采用特性相同的管子，使它們得溫漂相互抵消，構(gòu)成構(gòu)成“差分放大

21、電路差分放大電路”。多級放大電路課件253.3.2 差分放大電路差分放大電路（用作多級放大電路的輸入級）（用作多級放大電路的輸入級）一、一、 差分放大電路的電路組成差分放大電路的電路組成二、二、 差分放大電路的分析差分放大電路的分析1. 1. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析2. 2. 動態(tài)分析動態(tài)分析三、三、 差分放大電路的四種接法差分放大電路的四種接法多級放大電路課件26一、一、差分放大電差分放大電路的電路組成路的電路組成圖圖3.3.2 差分放大電路的組成差分放大電路的組成v差分放大電路差分放大電路是構(gòu)成多級直接是構(gòu)成多級直接耦合放大電路的耦合放大電路的基本單元電路?；締卧娐贰６嗉壏糯箅娐氛n件27vu

22、I1=uI2=0時，由于溫度等時，由于溫度等因素變化所引起的靜態(tài)工作因素變化所引起的靜態(tài)工作點的漂移，對兩只三極管是點的漂移，對兩只三極管是相同的，因此兩管的集電極相同的，因此兩管的集電極電位將同時上升或下降相同電位將同時上升或下降相同的數(shù)值。若采用雙端輸出，的數(shù)值。若采用雙端輸出，輸出電壓將保持為零。也就輸出電壓將保持為零。也就是說，差分放大電路是利用是說，差分放大電路是利用電路的對稱性來將兩管的溫電路的對稱性來將兩管的溫漂相互抵消的。漂相互抵消的。 圖圖3.3.3 長尾式差分放大電路長尾式差分放大電路vuI1=uI2(共模信號共模信號)，uo=uC1-uC2 =(UCQ1+uC1)-(UC

23、Q2+uC2)=0vuI1=-uI2(差模信號差模信號)，uo=uC1-uC2=(UCQ1+uC1)-(UCQ2+uC2)=2uC1二、長尾式差分放大電路二、長尾式差分放大電路多級放大電路課件281. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 UCCRbV1V2 UEERbRcRcReICQ1ICQ2IBQ2IBQ1IEQ1IEQ2(a) UCCRbV1V2 UEERbRcRcICQ1ICQ2IBQ2IBQ1(b)IEQ1IEQ22Re2Re圖圖3.3.3 長尾式差分放大電路長尾式差分放大電路圖圖 3.3.3的直流通路的直流通路(a) 直流通路；直流通路； (b) Re等效變換后的直流通路等效變換后的直流通路 BEQ

24、cCQCCEQCQCEQEQCQEQBQeBEQEEEQURIUUUUIIIIRUVI12多級放大電路課件29. 對共模信號的抑制作用對共模信號的抑制作用圖圖3.3.4 差分放大電路輸入共模信號差分放大電路輸入共模信號icoccuuA共模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù)Ac(電路參數(shù)理想電路參數(shù)理想對稱時對稱時Ac=0)（共模信號：（共模信號：uI1=uI2）溫度變化時管子的電流變化完全相同，溫度變化時管子的電流變化完全相同，故可以將溫漂等效成共模信號。故可以將溫漂等效成共模信號。多級放大電路課件30. 對差模信號的放大作用對差模信號的放大作用圖圖3.3.5 差分放大電路加差模信號差分放大電路加差

25、模信號(差模信號差模信號: uI1=-uI2)差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù):bebLcidoddrRRRuuA)2/(輸入電阻輸入電阻: Ri=2(Rb+rbe) 輸出電阻輸出電阻: Ro=2Rc ucudCMRAAK共模抑制比共模抑制比:多級放大電路課件31由于由于T1管和管和T2管的基極所加電壓信號大小相等、極性相反，管的基極所加電壓信號大小相等、極性相反，T1管的集電極電流管的集電極電流i增加，增加，T2管的集電極電流管的集電極電流iC2就減小。若兩電路完全對稱，則就減小。若兩電路完全對稱，則iC1=-i，iE1=-iE2，流過發(fā)射極電阻，流過發(fā)射極電阻Re上的電流總量上的電流總量i

26、Re=iE1+iE2=0， Re上的差模信上的差模信號電壓降為零。因而對差模信號而言，號電壓降為零。因而對差模信號而言，Re可視為短路。考慮到兩管集電極輸出可視為短路。考慮到兩管集電極輸出電壓也是大小相等，極性相反，故負(fù)載電壓也是大小相等，極性相反，故負(fù)載RL的中點，的中點，RL/2處可看成是零電位，即處可看成是零電位，即虛地。這樣，在差模輸入信號作用下，差分放大電路的交流通路如圖虛地。這樣，在差模輸入信號作用下，差分放大電路的交流通路如圖3.3.5(b)所所示，圖中示，圖中uod表示差模輸出電壓。表示差模輸出電壓。共模抑制比越大，表明差分放大電路對共模信號的抑制能力越強(qiáng)。這在直接耦共模抑制比

27、越大，表明差分放大電路對共模信號的抑制能力越強(qiáng)。這在直接耦合的放大電路中是很有意義的。因為溫度、合的放大電路中是很有意義的。因為溫度、 電源電壓等所引起的零漂，以及電源電壓等所引起的零漂，以及外界干擾信號等對兩管的影響是相同的，所以可等效地看成是作用在差放輸入外界干擾信號等對兩管的影響是相同的，所以可等效地看成是作用在差放輸入端上的共模信號，從而在輸出端被抑制掉，使差模輸入的有用信號得到放大端上的共模信號，從而在輸出端被抑制掉，使差模輸入的有用信號得到放大.多級放大電路課件32 在實際應(yīng)用中，加到差分放大電路輸入端的電壓信號往往在實際應(yīng)用中，加到差分放大電路輸入端的電壓信號往往是任意的電壓信號

28、，它們既不是差模信號，也不是共模信號，是任意的電壓信號，它們既不是差模信號，也不是共模信號， 在這種情況下，可將在這種情況下，可將uI1和和uI2變換為下列形式：變換為下列形式： 2222222121221211IdIcIIIIIIdIcIIIIIuuuuuuuuuuuuuu其中其中 21212IIIdIIIcuuuuuu輸入任意信號時輸入任意信號時IccIddouAuAuv差分放大電路的輸出電壓是由差模輸入電壓和共模輸入電差分放大電路的輸出電壓是由差模輸入電壓和共模輸入電壓共同作用的結(jié)果：壓共同作用的結(jié)果：多級放大電路課件33 上述變換表明，當(dāng)差分放大電路兩端加任意信號時，可以上述變換表明，

29、當(dāng)差分放大電路兩端加任意信號時，可以把它們用差模信號和共模信號來表示，分別求出差模信號作用把它們用差模信號和共模信號來表示，分別求出差模信號作用下的差模輸出電壓和共模信號作用下的共模輸出電壓，然后利下的差模輸出電壓和共模信號作用下的共模輸出電壓，然后利用疊加定理，將差模輸出電壓和共模輸出電壓相疊加，即得到用疊加定理，將差模輸出電壓和共模輸出電壓相疊加，即得到任意信號作用下的輸出電壓。任意信號作用下的輸出電壓。 多級放大電路課件34 由前面的分析可知，在小信號的情況下，可以分析出差分放大由前面的分析可知，在小信號的情況下，可以分析出差分放大電路具有放大差模信號、抑制共模信號的特性。當(dāng)信號幅值較大

30、電路具有放大差模信號、抑制共模信號的特性。當(dāng)信號幅值較大時，差分放大電路的放大作用會出現(xiàn)什么變化呢？時，差分放大電路的放大作用會出現(xiàn)什么變化呢？ 描述差分放大電路輸出差模信號隨輸入差模信號變化的規(guī)律，描述差分放大電路輸出差模信號隨輸入差模信號變化的規(guī)律， 稱為差模傳輸特性（稱為差模傳輸特性（Difference Transfer Characteristic），即），即 uod=f(uid)它反映了大信號下的差模輸入量與輸出量的對應(yīng)關(guān)系。通過實驗它反映了大信號下的差模輸入量與輸出量的對應(yīng)關(guān)系。通過實驗手段可以測出差模輸出電壓手段可以測出差模輸出電壓uod隨輸入電壓隨輸入電壓uid變化的關(guān)系曲線

31、。變化的關(guān)系曲線。 4. 電壓傳輸特性電壓傳輸特性多級放大電路課件35圖3.3.6 差分放大電路的電壓傳輸特性T1截止截止T2飽和飽和T1飽和飽和T2截止截止多級放大電路課件36 由圖可見，當(dāng)由圖可見，當(dāng)uid=0時，時，uod=0，差分放大電路工作在靜態(tài)工，差分放大電路工作在靜態(tài)工作點上，兩管處于平衡狀態(tài)。當(dāng)給兩管的基極加入差模電壓后，作點上，兩管處于平衡狀態(tài)。當(dāng)給兩管的基極加入差模電壓后， 只要只要|uid|UT，傳輸特性近似為直線，其斜率為差模電壓放大倍，傳輸特性近似為直線，其斜率為差模電壓放大倍數(shù) ， 并 且 是 常 數(shù) 。 顯 然 ， 管 子 工 作 在 線 性 放 大 區(qū) 。 當(dāng)數(shù)

32、 ， 并 且 是 常 數(shù) 。 顯 然 ， 管 子 工 作 在 線 性 放 大 區(qū) 。 當(dāng)|uid|=UT4UT時，傳輸特性處于非線性段，在這段區(qū)域內(nèi)仍有放時，傳輸特性處于非線性段，在這段區(qū)域內(nèi)仍有放大作用，但是差模電壓放大倍數(shù)已不是常數(shù)，它將隨著信號的增大作用，但是差模電壓放大倍數(shù)已不是常數(shù)，它將隨著信號的增大而減小，因為這時傳輸特性的斜率變小了。當(dāng)大而減小，因為這時傳輸特性的斜率變小了。當(dāng)|uid|4UT以后，以后， 輸出電壓趨近于常數(shù)，其數(shù)值取決于電源電壓，這時，差分放大輸出電壓趨近于常數(shù)，其數(shù)值取決于電源電壓，這時，差分放大電路中的兩個管子必有一個處于截止?fàn)顟B(tài)，另一個處于飽和態(tài)。電路中的

33、兩個管子必有一個處于截止?fàn)顟B(tài)，另一個處于飽和態(tài)。 多級放大電路課件37三、三、 差分放大電路的四種接法差分放大電路的四種接法1. 雙端輸入、雙端輸出電路雙端輸入、雙端輸出電路2. 雙端輸入、單端輸出電路雙端輸入、單端輸出電路3. 單端輸入、雙端輸出電路單端輸入、雙端輸出電路4. 單端輸入、單端輸出電路單端輸入、單端輸出電路多級放大電路課件381. 雙端輸入、單端輸出電路雙端輸入、單端輸出電路圖圖3.3.7 雙端輸入、單端輸出差分放大電路雙端輸入、單端輸出差分放大電路圖圖3.3.8 圖圖3.3.7 所示電路的直流通路所示電路的直流通路由戴維南定理由戴維南定理:由于輸出回路的不對稱由于輸出回路的不

34、對稱,使得使得從而使從而使可得可得:可得電路可得電路 Q點值點值:（1）靜態(tài)分析）靜態(tài)分析:多級放大電路課件39圖圖3.3.9 圖圖3.3.7 所示電路對差模信號所示電路對差模信號的等效電路的等效電路圖圖3.3.7 雙端輸入、單端輸出差分雙端輸入、單端輸出差分放大電路放大電路bebLcidoddrRRRuuA)/(21（2）動態(tài)分析）動態(tài)分析:輸入電阻輸入電阻: Ri=2(Rb+rbe) 輸出電阻輸出電阻: Ro=Rc 差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù):多級放大電路課件40圖圖3.3.10 圖圖3.3.7 所示電路對共模信號的等效電路所示電路對共模信號的等效電路EbebLccIoccRrRRR

35、uuA)1 ( 2)/()(2)1 (2bebEbebcdCMRrRRrRAAK共模抑制比共模抑制比:共模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù):注意：注意：若采用單端輸出，其輸出的瞬時電壓應(yīng)為差模輸出電壓、若采用單端輸出，其輸出的瞬時電壓應(yīng)為差模輸出電壓、 共模輸出電壓即該端的直流電壓的疊加。共模輸出電壓即該端的直流電壓的疊加。 由上二式可知由上二式可知: RE 越大越大, AC 越??；越小；KCMR 越大。則電路抑制溫飄的作用越強(qiáng)越大。則電路抑制溫飄的作用越強(qiáng) 。多級放大電路課件412. 單端輸入、雙端輸出電路單端輸入、雙端輸出電路圖圖3.3.11 單端輸入、雙端輸出電路單端輸入、雙端輸出電路v輸入

36、共模信號輸入共模信號+uI/2，+uI/2v輸入差模信號輸入差模信號+uI/2，-uI/22IcIdIccIddouAuAuAuAuQ點及動態(tài)參數(shù)的點及動態(tài)參數(shù)的分析分析同雙端輸分析分析同雙端輸入、雙端輸出電路入、雙端輸出電路多級放大電路課件42圖圖3.3.12 單端輸入、單端輸出電路單端輸入、單端輸出電路3. 單端輸入、單端輸出電路單端輸入、單端輸出電路v分析同雙端輸入、單端輸出電路分析同雙端輸入、單端輸出電路注意：注意：若采用單端輸出，若采用單端輸出，其輸出的瞬時電壓應(yīng)為其輸出的瞬時電壓應(yīng)為差模輸出電壓、差模輸出電壓、 共模輸共模輸出電壓即該端的直流電出電壓即該端的直流電壓的疊加。壓的疊加

37、。 多級放大電路課件43四種接法的動態(tài)參數(shù)比較：四種接法的動態(tài)參數(shù)比較：(1) 輸入電阻輸入電阻:Ri=2(Rb+rbe)(2) Ad、Ac、Ro與輸出方式有關(guān)。與輸出方式有關(guān)。v雙端輸出時：雙端輸出時：cocbebLcidoddRRArRRRuuA2, 0,)2/(v單端輸出時：單端輸出時：cobebLcIdoddRRrRRRuuA,)/(21EbebLccIoccRrRRRuuA)1 (2)/(3) 單端輸入信號為單端輸入信號為uI時時,差模輸入電壓差模輸入電壓uId=uI;共模輸共模輸入電壓為入電壓為 uIc=uI/2。2IcIdIccIddouAuAuAuAuIccIddouAuAu多

38、級放大電路課件44圖圖3.3.13 具有恒流源的差分放大電路具有恒流源的差分放大電路四、四、 改進(jìn)的差分放大電路改進(jìn)的差分放大電路圖圖3.3.14 恒流源電路的簡恒流源電路的簡化畫法及電路調(diào)零措施化畫法及電路調(diào)零措施多級放大電路課件45【例【例3-2】已知三極管參數(shù)】已知三極管參數(shù)1=2=50， UBE1=UBE2=0.6 V，rbb=300，負(fù)載，負(fù)載RL=20 k。 （1） 估算靜態(tài)工作點。估算靜態(tài)工作點。(2)計算計算差模輸入差模輸入雙端輸出時的雙端輸出時的Aud、Rid和和Rod。（。（3） 若若ui1=0.1 V，ui2=0 V，則輸出電壓，則輸出電壓uo=? （4） 若輸入信號不動，僅將負(fù)載若輸入信號不動，僅將負(fù)載RL接在接在T2管的集電極與地之間，試求管的集電極與地之間，試求uo2=? KCMR=? AmAIIVUUU