模擬電子技術(shù)第3章0753006936

1、2021-10-2213.9 多級(jí)放大電路及組合放大單元多級(jí)放大電路及組合放大單元 （18） 引引 言言 (1) 什么是多級(jí)放大電路？什么是多級(jí)放大電路？ (2) 什么叫什么叫耦合？耦合？ (3) 對(duì)對(duì)耦合的要求耦合的要求 各級(jí)有合適的工作點(diǎn)各級(jí)有合適的工作點(diǎn) 前級(jí)輸出信號(hào)順利加到后級(jí)的輸入端前級(jí)輸出信號(hào)順利加到后級(jí)的輸入端 (4) 三種耦合方式三種耦合方式 阻容耦合阻容耦合 變壓器耦合變壓器耦合 直接耦合直接耦合 便于集成便于集成 fl=0 前后級(jí)工作點(diǎn)不獨(dú)立前后級(jí)工作點(diǎn)不獨(dú)立ct2021-10-2223.9.1 直接耦合放大電路的特殊問題直接耦合放大電路的特殊問題 一、級(jí)間直流電位匹配問題

2、一、級(jí)間直流電位匹配問題 1. 前后級(jí)工作點(diǎn)互相影響問題前后級(jí)工作點(diǎn)互相影響問題 前級(jí)要求前級(jí)要求vc1vb1;后級(jí)要求后級(jí)要求vb2 0.7v，ib2合適合適(放大放大) 兩級(jí)直接相連出現(xiàn)的問題：兩級(jí)直接相連出現(xiàn)的問題： vcb1 0，臨界飽和，動(dòng)態(tài)范圍很小，臨界飽和，動(dòng)態(tài)范圍很小 使使vc1 i1 ib2 t2可能飽和可能飽和 2. 級(jí)間電平匹配方法級(jí)間電平匹配方法 (1)提高后級(jí)射極電位提高后級(jí)射極電位 p188 圖圖3.9.2（a）：）：t2射極接電阻射極接電阻 p188 圖圖3.9.2（b）：）：t2射極接二極管射極接二極管 (2)兩級(jí)間加兩級(jí)間加直流電平移動(dòng)電路直流電平移動(dòng)電路 對(duì)

3、直流對(duì)直流電平移動(dòng)電路的要求電平移動(dòng)電路的要求 直流電平移動(dòng)一定值直流電平移動(dòng)一定值 交流信號(hào)損失盡量小交流信號(hào)損失盡量小 t1t2vcci12021-10-2233.9.1 直接耦合放大電路的特殊問題（續(xù)）直接耦合放大電路的特殊問題（續(xù)） 常用的直流電平移動(dòng)電路常用的直流電平移動(dòng)電路 電流源、電阻移動(dòng)電平電流源、電阻移動(dòng)電平 直流直流: 電平移動(dòng)電平移動(dòng)v1-v2 ri0 交流：交流：信號(hào)信號(hào)v1 v2 npn、pnp管配合移動(dòng)電平管配合移動(dòng)電平 vc1 vb1 vc2 vc1t2vccvc1圖圖 3.9.3(b) t1vc2vb1t1t2vccri0v1v2圖圖 3.9.3(a) v1vo

4、2021-10-2243.9.1 直接耦合放大電路的特殊問題（續(xù)）直接耦合放大電路的特殊問題（續(xù)）二、零點(diǎn)漂移問題二、零點(diǎn)漂移問題 (1) 什么是零點(diǎn)漂移？什么是零點(diǎn)漂移？ (2) 零點(diǎn)漂移的危害零點(diǎn)漂移的危害 影響動(dòng)態(tài)特性影響動(dòng)態(tài)特性 vo與信號(hào)疊加在一起與信號(hào)疊加在一起 (3) 產(chǎn)生零漂的原因產(chǎn)生零漂的原因 溫度變化溫度變化 電源電壓變化電源電壓變化 元器件老化元器件老化 (4) 輸入級(jí)的影響大輸入級(jí)的影響大 vo=av2av3 vo1+ av3 vo2 + vo3 輸入級(jí)盡量用工作點(diǎn)穩(wěn)定的電路輸入級(jí)盡量用工作點(diǎn)穩(wěn)定的電路 av1 av3rlvovi= 0 vo1 vo2av2votvo0

5、2021-10-2253.9.2 多級(jí)放大電路的增益多級(jí)放大電路的增益 1. 級(jí)間的相互影響級(jí)間的相互影響 后級(jí)是前級(jí)的負(fù)載：后級(jí)是前級(jí)的負(fù)載：rl1=ri2; rl2=ri3 前級(jí)是后級(jí)的信號(hào)源：前級(jí)是后級(jí)的信號(hào)源： vs2=v o1，rs2=ro1；vo1=vi2 ; vs3=v o2 , rs3=ro2 ；vo2=vi3 。rs +vs -+vi-ro1ri1+-v o1+-圖圖 3.9.4+vo1-+vi2-+vo-+-rlro2ri2ri3ro3v o2v o3+vo2-+vi3-2021-10-2263.9.2 多級(jí)放大電路的增益（續(xù)）多級(jí)放大電路的增益（續(xù)）2. 電壓增益的計(jì)算方

6、法電壓增益的計(jì)算方法 av =vo/vi =vo1/vi vo2/vi2 vo/vi3 = av1 av2 av3 av1為有載增益，必須考慮為有載增益，必須考慮rl1=ri2； av2不是源增益不是源增益(輸入為輸入為vi2)；同時(shí)是有載增益，；同時(shí)是有載增益， 要考慮要考慮rl2=ri3 av3不是源增益不是源增益(輸入為輸入為vi3)；同時(shí)是有載增益，；同時(shí)是有載增益， 要考慮要考慮rlrs +vs -+vi-ro1ri1+-v o1+-+vo1-+vi2-+vo-+-rlro2ri2ri3ro3v o2v o3+vo2- +vi3 -2021-10-2273.9.4 組合放大單元組合放

7、大單元 什么是組合放大單元？什么是組合放大單元？ 常用的組合放大單元常用的組合放大單元 cc-cc cc-ce ce-cb cc-cb一、一、ce-cb組合放大單元組合放大單元 電路基本形式電路基本形式 管子對(duì)稱，管子對(duì)稱，icq1 icq2 1. 電壓增益電壓增益 方法方法1: 看成是兩級(jí)放大電路看成是兩級(jí)放大電路 r l1 ri2= rbe2/( +1); rbe1 rbe2 av1=vo1/vi = - r l1/ rbe1 -1 av2=vo/vo1= r l/ rbe2 av =av1 av2 - r l/ rbe2（與單級(jí)（與單級(jí)ce相同）相同）圖圖 3.9.6t1t2vs vor

8、 l+ +-vo1rs+-vi2021-10-2283.9.4 組合放大單元（續(xù)）組合放大單元（續(xù)） 方法方法2： io1= ic1=f1(vi) ic2= f2(ic1) vo = f3( ic2 ) 推導(dǎo)出推導(dǎo)出av = vo /vi 2. 輸入電阻輸入電阻ri = rbe1 3. 輸出電阻輸出電阻ro =rc圖圖 3.9.6t1t2vsr l+ +-io1rs+-viic2vo2021-10-2293.9.4 組合放大單元（續(xù)）組合放大單元（續(xù)） 4. 高頻響應(yīng)特性分析高頻響應(yīng)特性分析 ce: cm1=(1+gm1r l1)cb c 2cb c ， 密勒效應(yīng)影響小，密勒效應(yīng)影響小， fh

9、1可較高可較高 cb: cb接法，接法，fh2可很高可很高結(jié)論：頻響特性好結(jié)論：頻響特性好-電路突出特點(diǎn)電路突出特點(diǎn)思考題思考題 畫出圖畫出圖3.9.6的的ce-cb放大電路的偏置放大電路的偏置 電路電路, 靜態(tài)工作點(diǎn)如何計(jì)算？靜態(tài)工作點(diǎn)如何計(jì)算？ vo圖圖 3.9.6t1t2vsr l+ +-io1rs+-viic22021-10-22103.9.4 組合放大單元（續(xù)）組合放大單元（續(xù)）二、二、cc-cb組合放大單元組合放大單元 電路基本形式：電路基本形式： 設(shè)設(shè)t1、t2參數(shù)對(duì)稱，工作點(diǎn)參數(shù)對(duì)稱，工作點(diǎn)icq1= icq2 1. 電壓增益電壓增益 rl1=ri2= rbe2/( +1) ，

10、rbe1 rbe2 r l1 = rl1/re rl1 = rbe2/( +1) av1=vo1/vi = 1/2 av2=vo/vo1= r l/rbe2 av =av1 av2 圖圖 3.9.7t1t2vs vor l+ +-vo1rs+-vire( +1)r l1rbe1+( +1)r l1 r l1 2rbe22021-10-22113.9.4 組合放大單元（續(xù)）組合放大單元（續(xù)） 2. 輸入電阻輸入電阻ri ri = rbe1+( +1)(re/ri2) rbe1 +( +1) rbe2/( +1) 2rbe1 3. 輸出電阻輸出電阻ro=rc 4. 高頻響應(yīng)特性好高頻響應(yīng)特性好 5

11、. 特點(diǎn)特點(diǎn) av1 1/2， vbe1 -vbe2= vi/2 av ri 2rbe1 單端輸入、單端輸出的單端輸入、單端輸出的 同相同相差放差放圖圖 3.9.7t1t2vs vor l+ +-vo1rs+-vire-veercret1t2vi vo rlvcc r l1 2rbe22021-10-22123.9.4 組合放大單元（續(xù)）組合放大單元（續(xù)）三、由組合放大單元組成的差放三、由組合放大單元組成的差放 1. cecb差放差放 (1)電路組成電路組成 (2)共模自舉電路共模自舉電路 什么是自舉？什么是自舉？ 自舉自舉作用作用： 加共模輸入電壓時(shí)加共模輸入電壓時(shí)vb3與與ve1 同步變化

12、，差約同步變化，差約1.4v vcb1= vcb2 0 好處：好處： 提高提高kcmr(vcb1= vcb2 0，克服克服va的影響的影響) 減少失調(diào)和溫漂減少失調(diào)和溫漂(icbo1=icbo2 0) 避免避免t1、t2的的jc擊穿擊穿vcc-vcct6t1t2t3t4t5rcrcvo-+ieei0vi1vi22021-10-22133.9.4 組合放大單元（續(xù)）組合放大單元（續(xù)） (3)差模等效電路與差模特性差模等效電路與差模特性 差模等效電路差模等效電路 t1、 t2 射極交流接地射極交流接地 t3、 t4 通過二極管通過二極管 交流接地交流接地 半邊電路：半邊電路：cecb 差模特性差模

13、特性 用半邊電路計(jì)算用半邊電路計(jì)算 優(yōu)點(diǎn)：高頻響應(yīng)特性好優(yōu)點(diǎn)：高頻響應(yīng)特性好t1t2t3t4rcrcvo-+vi1vi2vcc-vcct6t1t2t3t4t5rcrcvo-+ieei0vi1vi22021-10-22143.9.4 組合放大單元（續(xù)）組合放大單元（續(xù)）2. cccb差放差放 (1)電路組成電路組成 t1、t3，t2、t4：cccb差放差放 t5 t7：電流源負(fù)載，：電流源負(fù)載， 單端輸出單端輸出 t8、t9 、i0 ：電流源偏置：電流源偏置 (2)直流偏置方法直流偏置方法 (3)共模負(fù)反饋共模負(fù)反饋 組成組成 原理原理 ti1 ic9 ib34 i1 ic1、 ic2 作用：作

14、用：提高提高kcmr 共模負(fù)反饋對(duì)差模無作用共模負(fù)反饋對(duì)差模無作用vcc-vcct1t2voi0vi1t3t4t5t6t7t8t9vi2r1r3r2ic9ib34i12021-10-22153.9.4 組合放大單元（續(xù)）組合放大單元（續(xù)）思考題：思考題： 1. 在兩級(jí)在兩級(jí)ce之間串人一級(jí)之間串人一級(jí)cc, 對(duì)電路的增益對(duì)電路的增益 和高頻響應(yīng)特性各有什么影響？和高頻響應(yīng)特性各有什么影響？2. 在在ce放大電路的輸出與負(fù)載電阻之間串人放大電路的輸出與負(fù)載電阻之間串人 一級(jí)一級(jí)cc對(duì)電路的增益和高頻響應(yīng)特性各有對(duì)電路的增益和高頻響應(yīng)特性各有 什么影響？什么影響？ 3. 計(jì)算習(xí)題計(jì)算習(xí)題3.7.1

15、的電壓增益、輸入電阻和輸出電阻？的電壓增益、輸入電阻和輸出電阻？2021-10-22163.9.3 多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)自學(xué)自學(xué)p192 p193，理解，理解 (1)高頻響應(yīng)高頻響應(yīng) (3.9.5), (3.9.6)式式(2)低頻響應(yīng)低頻響應(yīng) (3.9.9), (3.9.10)式式(3)重要概念重要概念 p193 3 6行行補(bǔ)充：多級(jí)放大電路高頻響應(yīng)近似分析方法補(bǔ)充：多級(jí)放大電路高頻響應(yīng)近似分析方法 1. 分析方法分析方法 (1)多級(jí)放大電路有多個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)地有確定多級(jí)放大電路有多個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)地有確定 的等效電阻的等效電阻rn，等效電容，等效電容cn，每個(gè)節(jié)

16、點(diǎn)產(chǎn)生的極，每個(gè)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的極 點(diǎn)頻率為點(diǎn)頻率為fhn 1/(2 rncn)。所以觀察各節(jié)點(diǎn)的時(shí)。所以觀察各節(jié)點(diǎn)的時(shí) 間常數(shù)即可知它們所產(chǎn)生的極點(diǎn)頻率的大小。間常數(shù)即可知它們所產(chǎn)生的極點(diǎn)頻率的大小。2021-10-22173.9.3 多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)（續(xù)）多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)（續(xù)） (2)如果某一節(jié)點(diǎn)的等效時(shí)間常數(shù)比其它節(jié)點(diǎn)的時(shí)間如果某一節(jié)點(diǎn)的等效時(shí)間常數(shù)比其它節(jié)點(diǎn)的時(shí)間 常數(shù)大得多，它產(chǎn)生的極點(diǎn)頻率就比其它節(jié)點(diǎn)的常數(shù)大得多，它產(chǎn)生的極點(diǎn)頻率就比其它節(jié)點(diǎn)的 極點(diǎn)頻率低得多，所以電路的高頻截止頻率主要極點(diǎn)頻率低得多，所以電路的高頻截止頻率主要 由該節(jié)點(diǎn)決定由該節(jié)點(diǎn)決定。例：例：ce-cb組合單元組合單元 高頻響應(yīng)有高頻響應(yīng)有3個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) r1= rb e/(rs+rbb ) c1 cb e1+cm1 cb e1+2cb c1 cb e1 fp1 1/(2 r1c1) t1t2vs vor l+ +-rsrbb 2021-10-22183.9.3 多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)（續(xù)）多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)（續(xù)） 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)