模擬電子技術(shù)基礎：3-多級放大電路

1、劉宏展劉宏展 第三章 多級放大電路劉宏展劉宏展 第三章 多級放大電路3.1 3.1 多級放大電路的耦合方式多級放大電路的耦合方式3.2 3.2 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 3.3 差分放大電路差分放大電路3.4 3.4 互補輸出級互補輸出級3.5 3.5 直接耦合多級放大電路讀圖直接耦合多級放大電路讀圖( (自學）自學）劉宏展劉宏展 3.1 多級放大電路的耦合方式一、直接耦合一、直接耦合二、阻容耦合二、阻容耦合三、變壓器耦合三、變壓器耦合劉宏展劉宏展 一、直接耦合既是第一級的集電極電阻，既是第一級的集電極電阻，又是第二級的基極電阻又是第二級的基極電阻 能夠放大變化緩慢的

2、信能夠放大變化緩慢的信號，便于集成化，號，便于集成化， Q點相互點相互影響，影響，存在零點漂移現(xiàn)象。存在零點漂移現(xiàn)象。 當輸入信號為零時，前級由溫度變化所引起的電流、電當輸入信號為零時，前級由溫度變化所引起的電流、電位的變化會逐級放大。位的變化會逐級放大。第二級第二級第一級第一級Q1合適嗎？合適嗎？直接直接連接連接輸入為零，輸出輸入為零，輸出產(chǎn)生變化的現(xiàn)象產(chǎn)生變化的現(xiàn)象稱為零點漂移稱為零點漂移求解求解Q點時應按各回路列多元一次方程，然后解方程組。點時應按各回路列多元一次方程，然后解方程組。劉宏展劉宏展 如何設置合適的靜態(tài)工作點？對哪些動態(tài)參對哪些動態(tài)參數(shù)產(chǎn)生影響？數(shù)產(chǎn)生影響？ 用什么元件取代用

3、什么元件取代Re既可設置合適的既可設置合適的Q點，又可使第點，又可使第二級放大倍數(shù)不至于下降太多？二級放大倍數(shù)不至于下降太多？若要若要UCEQ15V，則應怎么辦？用多個二極管嗎？，則應怎么辦？用多個二極管嗎？二極管導通電壓二極管導通電壓UD？動態(tài)電阻？動態(tài)電阻rd特點？特點？Re必要性？必要性？穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管伏安特性伏安特性 UCEQ1太小太小加加Re（Au2數(shù)值數(shù)值）改用改用D若要若要UCEQ1大大，則改用，則改用DZ。劉宏展劉宏展 NPN型管和PNP型管混合使用 在用在用NPN型管組成型管組成N級共射放大電路，由于級共射放大電路，由于UCQi UBQi，所以所以 UCQi UCQ(i-1）（

4、i=1N），以致于后級集電極電位接），以致于后級集電極電位接近電源電壓，近電源電壓，Q點不合適。（靠近截止區(qū)）點不合適。（靠近截止區(qū)）UCQ1 （ UBQ2 ） UBQ1UCQ2 UCQ1 UCQ1 （ UBQ2 ） UBQ1UCQ2 UCQ1 劉宏展劉宏展 二、阻容耦合 Q點相互獨立點相互獨立。不能放大變化緩慢的信號，低頻。不能放大變化緩慢的信號，低頻特性差，不能集成化。特性差，不能集成化。共射電路共射電路共集電路共集電路有零點漂移嗎？有零點漂移嗎？ 利用電容連接信號利用電容連接信號源與放大電路、放大源與放大電路、放大電路的前后級、放大電路的前后級、放大電路與負載，為阻容電路與負載，為阻容耦

5、合。耦合。劉宏展劉宏展 可能是實際的負載，也可能是實際的負載，也可能是下級放大電路可能是下級放大電路三、變壓器耦合L2L2c21RIRIPPl， 理想變壓器情理想變壓器情況下，負載上獲況下，負載上獲得的功率等于原得的功率等于原邊消耗的功率。邊消耗的功率。，實現(xiàn)了阻抗變換。L221L2c2L)(RNNRIIRl從變壓器原從變壓器原邊看到的等邊看到的等效電阻效電阻劉宏展劉宏展 3.2 3.2 多級放大電路的動態(tài)分析多級放大電路的動態(tài)分析二、分析舉例二、分析舉例一、動態(tài)參數(shù)分析一、動態(tài)參數(shù)分析劉宏展劉宏展 一、動態(tài)參數(shù)分析一、動態(tài)參數(shù)分析劉宏展劉宏展 o1i2UURi2=RL1Ri1=RiRo2=R

6、o將單級放大電路連接成多級放大電路后，要研究的將單級放大電路連接成多級放大電路后，要研究的主要問題主要問題: :級間的相互影響。級間的相互影響。劉宏展劉宏展 一、動態(tài)參數(shù)分析一、動態(tài)參數(shù)分析1. 1.電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) njujnuAUUUUUUUUA1ioi2o2io1io2. 2. 輸入電阻輸入電阻i1iRR 3. 3. 輸出電阻輸出電阻nRRoo 對電壓放大電路的要求：對電壓放大電路的要求：Ri大，大， Ro小，小，Au的數(shù)值的數(shù)值大，最大不失真輸出電壓大。大，最大不失真輸出電壓大。劉宏展劉宏展 二、分析舉例二、分析舉例劉宏展劉宏展 o11 b13i213i2u1ib1 be1be

7、1()()UIRRRRAUI rr 劉宏展劉宏展 oe26Lu2i2b2be2e26L26Lbe226Luu1u2()()(1)()(1)()UIRRAUIrIRRRRrRRAAAo11 b13i213i2u1ib1 be1be1()()UIRRRRAUI rr 劉宏展劉宏展 i2i25i2i2b2 be2e26Li2i2be226Lb2b2i25be226L()(1)()(1)()URRRII rIRRURrRRIIRRrRRbe121irRRR劉宏展劉宏展 oob2be235be235o6ooooe22be235o62();11UUIrRRrRRRRRRIIIrRRRR劉宏展劉宏展 i25

8、be226L(1)()RRrRR13i2u1be126Lu2be226Luu1u2()(1)()(1)()RRArRRArRRAAA be121irRRRbe235o621rRRRR劉宏展劉宏展 討論討論一 失真分析：由失真分析：由NPN型管組成的兩級共射放大電路型管組成的兩級共射放大電路共射放共射放大電路大電路共射放共射放大電路大電路iuou飽和失真？截止失真？飽和失真？截止失真？ 首先確定在哪一級出現(xiàn)了失真，再判斷是什么失真。首先確定在哪一級出現(xiàn)了失真，再判斷是什么失真。 比較比較Uom1和和Uim2，則可判斷在輸入信號逐漸增大時，則可判斷在輸入信號逐漸增大時哪一級首先出現(xiàn)失真。哪一級首先

9、出現(xiàn)失真。 在前級均未出現(xiàn)失真的情況下，多級放大電路的最在前級均未出現(xiàn)失真的情況下，多級放大電路的最大不失真電壓等于輸出級的最大不失真電壓。大不失真電壓等于輸出級的最大不失真電壓。劉宏展劉宏展 討論二：放大電路的選用討論二：放大電路的選用1. 按下列要求組成兩級放大電路：按下列要求組成兩級放大電路： Ri12k，Au 的數(shù)值的數(shù)值3000； Ri 10M，Au的數(shù)值的數(shù)值300； Ri100200k，Au的數(shù)值的數(shù)值150； Ri 10M ，Au的數(shù)值的數(shù)值10，Ro100。共射、共射；共射、共射；共源、共射；共源、共射；共集、共射；共集、共射；共源、共集。共源、共集。2. 若測得三個單管放大

10、電路的輸入電阻、輸出電阻和空載若測得三個單管放大電路的輸入電阻、輸出電阻和空載電壓放大倍數(shù)，則如何求解它們連接后的三級放大電路的電壓放大倍數(shù)，則如何求解它們連接后的三級放大電路的電壓放大倍數(shù)？電壓放大倍數(shù)？注意級聯(lián)時兩級注意級聯(lián)時兩級的相互影響！的相互影響！劉宏展劉宏展 3.3 3.3 差分放大電路差分放大電路一、引子一、引子二、長尾式差分放大電路的組成二、長尾式差分放大電路的組成三、長尾式差分放大電路的分析三、長尾式差分放大電路的分析四、差分放大電路的四種接法四、差分放大電路的四種接法五、具有恒流源的差分放大電路五、具有恒流源的差分放大電路六、差分放大電路的改進六、差分放大電路的改進劉宏展劉

11、宏展 517 一、引子：一、引子：為什么引入差分放大器？為什么引入差分放大器？ 1. 直流信號的放大直流信號的放大在無線電通信和其他領域中，常常需要對在無線電通信和其他領域中，常常需要對變化十分緩慢的變化十分緩慢的信號信號進行放大。進行放大。例如生物電的放大，或某些自動控例如生物電的放大，或某些自動控制中的控制信號。制中的控制信號。把這種變化十分緩慢的信號（頻率很低，幾乎為零，但不能把這種變化十分緩慢的信號（頻率很低，幾乎為零，但不能認為頻率等于零）稱為認為頻率等于零）稱為 直流信號直流信號。直流放大器直流放大器是放大直流信號的一種放大器（當然也可以放大是放大直流信號的一種放大器（當然也可以放

12、大交流信號）。交流信號）。直流信號不同于直流電。直流信號不同于直流電。劉宏展劉宏展 518 一、引子：一、引子：為什么引入差分放大器？為什么引入差分放大器？ 2. 直流放大器面臨的問題直流放大器面臨的問題電容耦合放大器無法放大直流信號，耦合電容很難傳送緩電容耦合放大器無法放大直流信號，耦合電容很難傳送緩變信號。變信號。直流放大器常常采用直流放大器常常采用直接耦合直接耦合方式。方式。兩個問題：兩個問題：1）級與級之間的直流工作狀態(tài)互相影響）級與級之間的直流工作狀態(tài)互相影響2）零點漂移）零點漂移劉宏展劉宏展 519 一、引子：一、引子：為什么引入差分放大器？為什么引入差分放大器？ 1）級與級之間的

13、直流工作狀態(tài)互相影響）級與級之間的直流工作狀態(tài)互相影響調(diào)整某一級工作狀態(tài)就會導致其他調(diào)整某一級工作狀態(tài)就會導致其他各級工作狀態(tài)的改變。這一點對直各級工作狀態(tài)的改變。這一點對直接耦合放大器的設計和調(diào)整帶來很接耦合放大器的設計和調(diào)整帶來很多不便。多不便。1bR、1CQI1CEQU2BI、2CQI2CEQU劉宏展劉宏展 520 一、引子：一、引子：為什么引入差分放大器？為什么引入差分放大器？ 現(xiàn)象：輸入現(xiàn)象：輸入電壓電壓為零，輸出端電為零，輸出端電壓壓表指表指針偏離針偏離零點或起始值零點或起始值，出現(xiàn)忽大忽小的，出現(xiàn)忽大忽小的不規(guī)則擺動。不規(guī)則擺動。2）零點漂移）零點漂移 uI0，uO0的現(xiàn)象。的現(xiàn)

14、象。定義：定義： 輸入輸入電壓電壓為零時，輸出還有緩慢變化的電壓產(chǎn)生，輸出電壓偏為零時，輸出還有緩慢變化的電壓產(chǎn)生，輸出電壓偏離起始值而上下波動，使離起始值而上下波動，使輸出端產(chǎn)生緩慢變化的電壓。輸出端產(chǎn)生緩慢變化的電壓。零點漂移簡稱零零點漂移簡稱零漂。漂。 引起零漂的外界因素：引起零漂的外界因素： 時間漂移：時間漂移：由于晶體管和其他元件的參數(shù)本身老化作用引起的，與電由于晶體管和其他元件的參數(shù)本身老化作用引起的，與電 路設計無關。路設計無關。 溫度漂移：溫度漂移：由于晶體管的參數(shù)隨著環(huán)境溫度的變化而變化所造成的。由于晶體管的參數(shù)隨著環(huán)境溫度的變化而變化所造成的。 電源電壓變化引起的漂移：電源

15、電壓變化引起的漂移：當電源電壓變化時，電路的直流電平配制當電源電壓變化時，電路的直流電平配制 受到某種破壞而導致輸出零點的變動。受到某種破壞而導致輸出零點的變動。劉宏展劉宏展 若第一級漂了100 uV，則輸出漂移則輸出漂移 1 V。若第二級也漂100 uV，則輸出漂移則輸出漂移 10 mV。例如假設第一級是關鍵！第一級是關鍵！= 100, AV3 = 1 。AV2AV1 = 100,漂移10mV+100 uV漂了 100 uV漂移1 V+ 10 mV漂移：漂移：1 V+ 10 mV劉宏展劉宏展 521 一、引子：一、引子：為什么引入差分放大器？為什么引入差分放大器？ 為什么是矛盾？為什么是矛盾

16、？ 為了獲得高的直流增益，可以增加級數(shù)，但同時輸出漂移電壓也加大。為了獲得高的直流增益，可以增加級數(shù)，但同時輸出漂移電壓也加大。 為了減小零漂可以引入負反饋，但同時放大器對直流信號的放大能力為了減小零漂可以引入負反饋，但同時放大器對直流信號的放大能力 也減弱了。也減弱了。尋求新方法解決矛盾！尋求新方法解決矛盾！抵消抵消采用特殊形式的電路使漂移電壓互相抵消。采用特殊形式的電路使漂移電壓互相抵消。引入特殊的負反饋引入特殊的負反饋對零點漂移有很強的負反饋，對零點漂移有很強的負反饋， 對有用直流信號無負反饋。對有用直流信號無負反饋。例如乙類推挽功放電路，每個管子產(chǎn)生大量的諧波失真，但在負例如乙類推挽功

17、放電路，每個管子產(chǎn)生大量的諧波失真，但在負載上，偶次諧波互相抵消了。載上，偶次諧波互相抵消了。高質(zhì)量的直流放大器應該具有高的電壓增益和小的零點漂移。高質(zhì)量的直流放大器應該具有高的電壓增益和小的零點漂移。矛盾！矛盾！調(diào)制型直流放大器（框圖）調(diào)制型直流放大器（框圖）劉宏展劉宏展 基本差分電路形式（長尾電路）基本差分電路形式（長尾電路）兩個性能完全相同的共發(fā)射極電路拼接而成。兩個性能完全相同的共發(fā)射極電路拼接而成。如何消除零漂？如何消除零漂？ 輸入信號為零，電路對稱輸入信號為零，電路對稱 21ccUU120occUUU 某種因素產(chǎn)生零漂，如溫度升高，某種因素產(chǎn)生零漂，如溫度升高， 12ccII、12

18、ccUU、電路對稱，晶體管參數(shù)相同，電路對稱，晶體管參數(shù)相同，12ccuu 120occuuu 靠電路對稱消除零漂！靠電路對稱消除零漂！二、長尾式差分放大電路的組成二、長尾式差分放大電路的組成劉宏展劉宏展 理想對稱理想對稱二、長尾式差分放大電路的組成二、長尾式差分放大電路的組成信號特點？信號特點？能否放大？能否放大？共模信號：大小相等，極性相同。共模信號：大小相等，極性相同。差模信號：大小相等，極性相反差模信號：大小相等，極性相反.信號特點？能否放大？信號特點？能否放大？劉宏展劉宏展 共模信號和差模信號示意圖共模信號和差模信號示意圖 差分放大電路差分放大電路僅對差模信號僅對差模信號具有放大能力

19、，對具有放大能力，對共模信號不予放大。共模信號不予放大。 溫度對三極管電流的影響相當于加入了共模信溫度對三極管電流的影響相當于加入了共模信號。號。差分放大電路差分放大電路是模擬集成運算放大器輸入級所是模擬集成運算放大器輸入級所采用的電路形式。采用的電路形式。二、長尾式差分放大電路的組成二、長尾式差分放大電路的組成劉宏展劉宏展 Strain GaugeThermal Couple通過電阻應變計測量荷重通過熱電偶測溫度差模信號舉例二、長尾式差分放大電路的組成二、長尾式差分放大電路的組成劉宏展劉宏展 01002003004005006007008009001000110120130140150160

20、170180190106-2. The Electrocardiogram (ECG)II位移電流電力線電力線心電測量中的差模信號與共模信號共模干擾舉例二、長尾式差分放大電路的組成二、長尾式差分放大電路的組成劉宏展劉宏展 差差模模信信號號共共模模信信號號二、長尾式差分放大電路的組成二、長尾式差分放大電路的組成劉宏展劉宏展 典型電路典型電路02CQ1CQOCQ2CQ1CQEQ2EQ1EQCQ2CQ1CQBQ2BQ1BQUUuUUUIIIIIIIII在理想對稱的情況下：在理想對稱的情況下：1. 克服零點漂移；克服零點漂移；2. 零輸入零輸出；零輸入零輸出；3. 抑制共模信號；抑制共模信號；4. 放

21、大差模信號。放大差模信號。RRRRt+VCCuI二、長尾式差分放大電路的組成二、長尾式差分放大電路的組成劉宏展劉宏展 三、長尾式差分放大電路的分析三、長尾式差分放大電路的分析 eBEQEEEQ2RUVI1EQBQII02CQ1CQOCQ2CQ1CQEQ2EQ1EQCQ2CQ1CQBQ2BQ1BQUUuUUUIIIIIIIIIRb是必要的嗎？是必要的嗎？1. Q點：eEQBEQBQEE2RIURIVb晶體管輸入回路方程：晶體管輸入回路方程：通常，通常，Rb較小，且較小，且IBQ很小，故很小，故BEQcCQCCCEQ)2()(URIVVRIRIVUUUEEeEQCCQCCEQCQ 選合適的選合適的

22、VEE和和Re就就可得合適的可得合適的Q劉宏展劉宏展 2. 2. 抑制共模信號抑制共模信號 0 )()(C2CQ2C1CQ1C2C1Ouuuuuuu0 cIcOccAuuA，參數(shù)理想對稱時，參數(shù)理想對稱時共模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)C21CC21CB21Buuiiii共模信號：數(shù)值相等、極性相同的共模信號：數(shù)值相等、極性相同的輸入信號，即輸入信號，即IcI2I1uuu三、長尾式差分放大電路的分析三、長尾式差分放大電路的分析 劉宏展劉宏展 2. 2. 抑制共模信號抑制共模信號 ：Re的共模負反饋作用的共模負反饋作用0 cIcOccAuuA參數(shù)理想對稱時參數(shù)理想對稱時共模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)Re的共模

23、負反饋作用：溫度變化所引起的變化等效為共模信號的共模負反饋作用：溫度變化所引起的變化等效為共模信號對于每一邊電對于每一邊電路，路，Re=?如如 T()IC1 IC2 UE IB1 IB2 IC1 IC2 抑制了每只差分管集電極電流、電位的變化。抑制了每只差分管集電極電流、電位的變化。三、長尾式差分放大電路的分析三、長尾式差分放大電路的分析 劉宏展劉宏展 3. 3. 放大差模信號放大差模信號C1OC21CC21CB21B2 uuuuiiiiiE1= iE2，Re中電流不變，即中電流不變，即Re 對差模信號無反饋作用。對差模信號無反饋作用。2/IdI2I1uuu差模信號：數(shù)值相等，極性相反差模信號

24、：數(shù)值相等，極性相反的輸入信號，即的輸入信號，即2Idu2Idu三、長尾式差分放大電路的分析三、長尾式差分放大電路的分析 電阻電阻Re上無交流電流，上無交流電流，T1、T2發(fā)射極發(fā)射極“虛地虛地”。劉宏展劉宏展 )(2bebBIdrRiu為什么？為什么？差模信號作用時的動態(tài)分析差模信號作用時的動態(tài)分析bebLcd)2( rRRRA差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù)IdOdduuA)2(2LcCOdRRiu 2 )(2cobebiRRrRR，三、長尾式差分放大電路的分析三、長尾式差分放大電路的分析 電阻電阻Re上無交流電流，上無交流電流，T1、T2發(fā)射極虛地。發(fā)射極虛地。Ad與單級共射電路的放大倍數(shù)相同，

25、與單級共射電路的放大倍數(shù)相同，可見，差放電路是用可見，差放電路是用“數(shù)量換質(zhì)量數(shù)量換質(zhì)量”。劉宏展劉宏展 4. 4. 動態(tài)參數(shù)動態(tài)參數(shù)：Ad、Ri、 Ro、 Ac、KCMR 共模抑制比共模抑制比KCMR：綜合考察差分放大電路放大差模信：綜合考察差分放大電路放大差模信號的能力和抑制共模信號的能力。號的能力和抑制共模信號的能力。下，下，在參數(shù)理想對稱的情況在參數(shù)理想對稱的情況CMRcdCMRKAAK 在實際應用時，信號源需要有在實際應用時，信號源需要有“ 接地接地”點，以避免點，以避免干擾；或負載需要有干擾；或負載需要有“ 接地接地”點，以安全工作。點，以安全工作。 根據(jù)信號源和負載的接地情況，差

26、分放大電路有四種根據(jù)信號源和負載的接地情況，差分放大電路有四種接法：雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸接法：雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出、單端輸入單端輸出。入雙端輸出、單端輸入單端輸出。三、長尾式差分放大電路的分析三、長尾式差分放大電路的分析 劉宏展劉宏展 四、差分放大電路的四種接法四、差分放大電路的四種接法（其他三種）（其他三種）由于輸入回路沒有變化，由于輸入回路沒有變化，所以所以IEQ、IBQ、ICQ與雙與雙端輸出時一樣。端輸出時一樣。但是但是UCEQ1 UCEQ2。1. 1. 雙端輸入單端輸出雙端輸入單端輸出：Q點分析點分析BQ1BQ2CQ1CQ2CQ1C

27、Q2EEBQbBEQEQeEEBEQEQeEQBQEQEQeEEBEQ,2212IIIIUUVIRUIRVUIRIIUIRVU 劉宏展劉宏展 LCCCCcLccL/RVVRRRRRcCQCCCQ2LcCQCCLcLCQ1 )(RIVURRIVRRRU CQ1CQ2CQ1CCCQcCQ2CCCQcUUUVIRUVIR劉宏展劉宏展 1. 1. 雙端輸入單端輸出雙端輸入單端輸出：差模信號作用下的分析：差模信號作用下的分析bebLcd)( 21rRRRAcobebi)(2RRrRR，四、差分放大電路的四種接法四、差分放大電路的四種接法（其他三種）（其他三種）劉宏展劉宏展 1. 1. 雙端輸入單端輸出雙

28、端輸入單端輸出：共模信號作用下的分析：共模信號作用下的分析bebLcd)( 21rRRRAebebLcc)1 (2)( RrRRRAbebebebCMR)1 (2rRRrRK四、差分放大電路的四種接法四、差分放大電路的四種接法（其他三種）（其他三種）劉宏展劉宏展 1. 1. 雙端輸入單端輸出雙端輸入單端輸出：問題討論：問題討論bebLcd)( 21rRRRA （1）T2的的Rc可以短路嗎？可以短路嗎？（2）什么情況下）什么情況下Ad為為“”？（3）雙端輸出時的）雙端輸出時的Ad是單端輸出時的是單端輸出時的2倍嗎？倍嗎？bebebebCMR)1 (2rRRrRKcobebi)(2RRrRR ，四

29、、差分放大電路的四種接法四、差分放大電路的四種接法（其他三種）（其他三種）bebLcd)2( rRRRA 劉宏展劉宏展 2. 2. 單端輸入雙端輸出單端輸入雙端輸出共模輸入電壓共模輸入電壓差模輸入電壓差模輸入電壓 輸入差模信號的同時總是伴隨著共模信號輸入：輸入差模信號的同時總是伴隨著共模信號輸入： 在輸入信號作用下發(fā)射極在輸入信號作用下發(fā)射極的電位變化嗎？說明什么？的電位變化嗎？說明什么？2/IIcIIduuuu，四、差分放大電路的四種接法四、差分放大電路的四種接法（其他三種）（其他三種）劉宏展劉宏展 2. 2. 單端輸入雙端輸出單端輸入雙端輸出問題討論：問題討論：（1）UOQ產(chǎn)生的原因？產(chǎn)生

30、的原因？（2）如何減小共模輸出）如何減小共模輸出電壓？電壓？OQIcIdO2UuAuAu測試測試:差模輸出差模輸出共模輸出共模輸出靜態(tài)時的值靜態(tài)時的值四、差分放大電路的四種接法四、差分放大電路的四種接法（其他三種）（其他三種）劉宏展劉宏展 3.3.單端輸入單端輸出單端輸入單端輸出Q點及動態(tài)性能同雙入單出電路點及動態(tài)性能同雙入單出電路四、差分放大電路的四種接法四、差分放大電路的四種接法（其他三種）（其他三種）劉宏展劉宏展 4. 4. 四種接法的比較四種接法的比較：電路：電路參數(shù)參數(shù)理想對稱條件下理想對稱條件下輸入方式：輸入方式： Ri均為均為2(Rb+rbe)；雙端輸入時無共模信號輸入，；雙端輸

31、入時無共模信號輸入，單端輸入時有共模信號輸入。單端輸入時有共模信號輸入。輸出方式：輸出方式：Q點、點、Ad、 Ac、 KCMR、Ro均與之有關。均與之有關。coCMRcbebLcd2 0 )2(RRKArRRRA雙端輸出：cobebebebCMRebebLccbebLcd )(2)1 (2 )1 (2)( )(2)(RRrRRrRKRrRRRArRRRA單端輸出：四、差分放大電路的四種接法四、差分放大電路的四種接法（其他三種）（其他三種）劉宏展劉宏展 輸入信號分類輸入信號分類(1)差模差模(differential mode)輸入輸入ui1 = ui2= uid /2(2)共模共模( comm

32、on mode)輸入輸入ui1 = ui2 = uic差模電壓差模電壓放大倍數(shù)放大倍數(shù): :oddidUAU共模電壓共模電壓放大倍數(shù)放大倍數(shù): occicUAU劉宏展劉宏展 (3) 任意輸入的信號任意輸入的信號: ui1 , ui2注意：注意：ui1 = uc + ud /2 ；ui2 = uc - ud /2首先將信號分解：首先將信號分解：例例: ui1= 20mV , ui2= 10mV則：則：ud /2= 5mV , uc= 15mV 差模分量差模分量:di1i2uuu共模分量共模分量:i1i2c2uuuui1 = uc + ud /2=15+5=20mV ；ui2 = uc - ud

33、/2=15-5 =10mV劉宏展劉宏展 四、差分放大電路的四種接法四、差分放大電路的四種接法(補充補充)劉宏展劉宏展 四、差分放大電路的四種接法四、差分放大電路的四種接法(補充補充)劉宏展劉宏展 五、具有恒流源的差分放大電路五、具有恒流源的差分放大電路 為什么要采用電流源？為什么要采用電流源？ Re越大，共模負反饋越越大，共模負反饋越強，單端輸出時的強，單端輸出時的Ac越小，越小，KCMR越大，差分放大電路越大，差分放大電路的性能越好。的性能越好。 但為使靜態(tài)電流不變，但為使靜態(tài)電流不變，Re越大，越大，VEE越大，以至于越大，以至于Re太大就太大就不合理了。不合理了。 需在低電源條件下，得需

34、在低電源條件下，得到趨于無窮大的到趨于無窮大的Re。解決方法：采用電流源取解決方法：采用電流源取代代Re。劉宏展劉宏展 具有恒流源差分放大電路的組成具有恒流源差分放大電路的組成3BEQEE2123EB32RUVRRRIII，等效電阻等效電阻為無窮大為無窮大近似為近似為恒流恒流五、具有恒流源的差分放大電路五、具有恒流源的差分放大電路劉宏展劉宏展 1) RW取值應大些？還是小些？取值應大些？還是小些？2) RW對動態(tài)參數(shù)的影響？對動態(tài)參數(shù)的影響？3) 若若RW滑動端在中點，寫出滑動端在中點，寫出Ad、Ri的表達式。的表達式。2)1 (WbebcdRrRRAcoRRRrRR2)1()(2Wbebi

35、六、差分放大電路的改進六、差分放大電路的改進1. 1. 加調(diào)零電位器加調(diào)零電位器 RW劉宏展劉宏展 doidmd2 RRRRgA，2. 2. 場效應管差分放大電路場效應管差分放大電路六、差分放大電路的改進六、差分放大電路的改進劉宏展劉宏展 若若uI1=10mV，uI2=5mV，則，則uId=？ uIc=？uId=5mV ，uIc=7.5mV討論一討論一RRRRt+VCCuI 若將電橋的輸出作為差放若將電橋的輸出作為差放的輸入，則其共模信號約為的輸入，則其共模信號約為多少？如何設置多少？如何設置Q點時如何點時如何考慮？考慮？劉宏展劉宏展 1、uI=10mV，則，則uId=? uIc=? 2、若、

36、若Ad=102、KCMR103用直流表測用直流表測uO ，uO=?uId=10mV ，uIc=5mVuO= Ad uId+ Ac uIc+UCQ1=?=?=?討論二討論二劉宏展劉宏展 作業(yè)： 3.1、3、6、7 劉宏展劉宏展 3.4 3.4 互補輸出級互補輸出級二、基本電路二、基本電路三、消除交越失真的互補輸出級三、消除交越失真的互補輸出級四、準互補輸出級四、準互補輸出級一、對輸出級的要求一、對輸出級的要求劉宏展劉宏展 互補輸出級是直接耦合的功率放大電路。互補輸出級是直接耦合的功率放大電路。 對輸出級的要求：帶負載能力強；直流功耗小；對輸出級的要求：帶負載能力強；直流功耗??；負載電阻上無直流功

37、耗；負載電阻上無直流功耗；最大不失真輸出電壓最大。最大不失真輸出電壓最大。一、對輸出級的要求一、對輸出級的要求射極輸出形式射極輸出形式靜態(tài)工作電流小靜態(tài)工作電流小輸入為零時輸出為零輸入為零時輸出為零 雙電源供電時雙電源供電時Uom的峰的峰值接近電源電壓。值接近電源電壓。 單電源供電單電源供電Uom的峰值的峰值接近二分之一電源電壓。接近二分之一電源電壓。不符合不符合要求！要求！劉宏展劉宏展 二、基本電路二、基本電路靜態(tài)時靜態(tài)時T1、T2均截止，均截止，UB= UE=01. 1. 特征特征：T1、T2特性理想對稱。特性理想對稱。2. 2. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析T1的輸入特性的輸入特性理想化特性理想化特性劉宏展劉宏展