多級放大電路

多級放大電路模擬電路多級放大電路的分析=Au1·Au2

·

·

·

AunAu1(dB)=Au1(dB)+Au2(dB)+·

·

·+Aun

(dB)

考慮級與級之間的相互影響，計(jì)算各級電壓放大倍數(shù)時(shí)，應(yīng)把后級的輸入電阻作為前級的負(fù)載處理!!!Au1第一級Au2第二級Aun末級uiuo1RLRSuousuo2ui2uiniiRiRoRi

=Ri1Ro=RonuiRC1R1T1直接耦合電路+UCCuoRC2T2R2RE2零點(diǎn)漂移。uot0有時(shí)會將信號淹沒當(dāng)

ui

等于零時(shí)，uo不等于零。設(shè):

1=2=50,

rbe1=2.9k,rbe2=1.7k

多級放大電路的分析前級后級+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2關(guān)鍵:考慮級間影響。1.靜態(tài):

Q點(diǎn)同單級。2.動(dòng)態(tài)性能:方法:ri2=RL1ri2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET21性能分析考慮級間影響2ri

,

ro

:概念同單級1rirori2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2微變等效電路:ri2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2RE1R2R3RC2RLRSR11.

ri

=R1//[rbe1

+（

+1)RL1']其中:

RL1=RE1//ri2=RE1//R2//R3

//rbe1=RE1//RL1

=RE1//ri2=27//1.71.7k

ri

=1000//(2.9+51×1.7)82k2.ro

=RC2=10kRE1R2R3RC2RLRSR13.中頻電壓放大倍數(shù):其中：RE1R2R3RC2RLRSR1RE1R2R3RC2RLRSR1多級阻容耦合放大器的特點(diǎn)：(1)由于電容的隔直作用，各級放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，分別估算。(2)前一級的輸出電壓是后一級的輸入電壓。(3)后一級的輸入電阻是前一級的交流負(fù)載電阻。(4)總電壓放大倍數(shù)=各級放大倍數(shù)的乘積。(5)總輸入電阻ri即為第一級的輸入電阻ri1。(6)總輸出電阻即為最后一級的輸出電阻。由上述特點(diǎn)可知，射極輸出器接在多級放大電路的首級可提高輸入電阻；接在末級可減小輸出電阻；接在中間級可起匹配作用，從而改善放大電路的性能。例1：放大電路由下面兩個(gè)放大電路組成。已知EC=15V，R1=100k，R2=33k，RE1=2.5k，RC=5k，1=60，；RB=570k，RE2=5.6k，

2

=100，RS=20k，RL=5k+ECR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1放大電路一RB+ECC21C22RE2uiuoT2放大電路二求直接采用放大電路一的放大倍數(shù)Au和Aus。若信號經(jīng)放大電路一放大后，再經(jīng)射極輸出器輸出，求放大倍數(shù)Au、ri和ro。若信號經(jīng)射極輸出器后，再經(jīng)放大后放大電路一輸出，求放大倍數(shù)Au和Aus。+ECR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1RB+ECC21C22RE2uiuoT2ri=

R1//R2//

rbe

=1.52k(1)由于RS大，而ri小，致使放大倍數(shù)降低；(2)放大倍數(shù)與負(fù)載的大小有關(guān)。例：

RL=5k時(shí),Au=-93；RL=1k時(shí),Au=-31。求直接采用放大電路一的放大倍數(shù)Au和Aus。+ECR1RCC1C2R2CERERLuiuousRSriT12.若信號經(jīng)放大電路一放大后，再經(jīng)射極輸出器輸出，求放大倍數(shù)Au、ri和ro。

usRSRB+ECC22RE2uoT2RLR1RCC11R2CERE1uiriT1rbe2=2.36krbe1=1.62kro1=RC=5k討論：帶負(fù)載能力。2.輸出不接射極輸出器時(shí)的帶負(fù)載能力：RL=5k時(shí)：Au=-93RL=1k時(shí)：Au=-31即：當(dāng)負(fù)載電阻由5k變?yōu)?k時(shí)，放大倍數(shù)降低到原來的92.3%放大倍數(shù)降低到原來的30%RL=5k時(shí)：Au1=-185，Au2=0.99，ri2=173kAu=Au1Au2=-183RL=1k時(shí)：Au1=-174，Au2=0.97，ri2=76kAu=Au1Au2=-1691.輸出接射極輸出器時(shí)的帶負(fù)載能力：3.若信號經(jīng)射極輸出器后，再經(jīng)放大后放大電路一輸出，求放大倍數(shù)Aus。Au2=-93ri2=1.52kAu1=0.98

ri=101k+ECR1RCC12R2CERE1riuoT1uiRBC21RE2T2usRS輸入不接射極輸出器時(shí)：可見，輸入接射極輸出器可提高整個(gè)放大電路的放大倍數(shù)Aus。例題：設(shè)gm=3mA/V，=50，rbe

=1.7k前級:場效應(yīng)管共源極放大器后級:晶體管共射極放大器求：總電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。+UCCRS3M(+24V)R120k10kC2C3R4R3RLRE282k43k10k8k10kC1RCT1RE1CE2T2CE1RD10kR21M（1）估算各級靜態(tài)工作點(diǎn):（略）（2）動(dòng)態(tài)分析:

微變等效電路首先計(jì)算第二級的輸入電阻：

ri2=

R3//R4//

rbe=82//43//1.7=1.7kR3R4RCRLRSR2R1RDrbegds第二步：計(jì)算各級電壓放大倍數(shù)R3R4RCRLRSR2R1RDrbegds第三步：計(jì)算輸入電阻、輸出電阻ri=R1//R2=3//1=0.75Mro=RC=10kR3R4RCRLRSR2R1RDrbegds第四步：計(jì)算總電壓放大倍數(shù)Au=Au1Au2=(-4.4)(-147)=647R3R4RCRLRSR2R1RDrbegds阻容耦合電路的頻率特性：fA耦合電容造成三極管結(jié)電容造成采用直接耦合的方式可降低放大電路的下限截止頻率，擴(kuò)大通頻帶。下面將要介紹的差動(dòng)放大器即采用直接耦合方式。uiRC1R1T13.3.1直接耦合電路的特殊問題R2

、RE2

:用于設(shè)置合適的Q點(diǎn)。問題1:前后級Q點(diǎn)相互影響?！?.3差動(dòng)放大電路+UCCuoRC2T2R2RE2問題2:零點(diǎn)漂移。uot0有時(shí)會將信號淹沒當(dāng)

ui

等于零時(shí)，uo不等于零。一、基本型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對稱。3.3.2差動(dòng)放大器ui1ui2uoRCR1T1RBRCR1T2RB二、抑制零漂的原理uo=uC1-uC2

=0uo=(uC1+uC1

)-(uC2+uC2)=0當(dāng)ui1

=

ui2=0

時(shí)：當(dāng)溫度變化時(shí)：+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2三、共模電壓放大倍數(shù)AC+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2共模輸入信號：

ui1=ui2=

uC

（大小相等，極性相同）理想情況：ui1=ui2

uC1=uC2

uo=0共模電壓放大倍數(shù)：（很小，<1)但因兩側(cè)不完全對稱，uo0uoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2四、差模電壓放大倍數(shù)Ad差模輸入信號：

ui1=-ui2=ud

（大小相等，極性相反）(很大，>1)設(shè)uC1=UC1+uC1，uC2=UC2+uC2。因ui1=-ui2，

uC1=-uC2

uo=uC1-uC2=uC1-uC2=2uC1

差模電壓放大倍數(shù)：+UCC五、共模抑制比(CMRR)的定義例:

Ad=-200

Ac=0.1KCMRR=20lg

(-200)/0.1=66dBCMRR—CommonModeRejectionRatioKCMRR=KCMRR

(dB)=(分貝)一、結(jié)構(gòu)為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位器:1）雙電源長尾式差放uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UCC二、靜態(tài)分析溫度TICIE

=2ICUEUBEIBIC1.RE的作用設(shè)ui1

=ui2

=0自動(dòng)穩(wěn)定RE具有強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔胾oui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UCC——抑制溫度漂移，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UCC2.Q點(diǎn)的計(jì)算直流通路IC1=IC2=IC=IB

UC1=UC2=UCC－IC×RC

UE1=UE2

=－IB×RB－UBE

UCE1=UCE2

=UC1－UE1IBIC1IC2IBIE三、動(dòng)態(tài)分析1.輸入信號分類(1)差模(differentialmode)輸入ui1=-ui2=

ud(2)共模(commonmode)

輸入ui1

=ui2=

uC共模抑制比（Common-ModeRejectionRatio)的定義:KCMRR=KCMRR

(dB)=(分貝)差模電壓放大倍數(shù):共模電壓放大倍數(shù):結(jié)論：任意輸入的信號:ui1,

ui2，都可分解成差模分量和共模分量。注意：ui1

=

uC

+

ud

；ui2=

uC-

ud例:ui1=20mV,ui2=10mV則：ud=5mV,

uc=15mV差模分量:共模分量:(一)差模輸入均壓器RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RBRE–UCCRE對差模信號作用ui1ui2ib1

,ic1ib2

,ic2ic1

=-ic2iRE

=ie1+

ie2

=0uRE

=0RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RBRE–UCCib2ib1ic2ic1iRERE對差模信號不起作用差模信號通路T1單邊微變等效電路uod1RBB1EC1RCib1ui1rbe1ib1RRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2E1.放大倍數(shù)單邊差模放大倍數(shù):uod1RBB1EC1RCib1ui1rbe1ib1若差動(dòng)電路帶負(fù)載RL(接在C1與C2之間),對于差動(dòng)信號而言，RL中點(diǎn)電位為0,所以放大倍數(shù)：即：總的差動(dòng)電壓放大倍數(shù)為：差模電壓放大倍數(shù):RRuodui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2Ero=2RC

ri

ri

ro輸入電阻：輸出電阻：2.輸入輸出電阻RRuoui1+UCCRCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2E(二)共模輸入RE對共模信號起作用，并且iRE=2ie1。uC

ic1、

ic2iRE

、

uRE

+UCCuocRCT1RBRCT2RBRE–UCCuCuoc2uoc1ic1ic2iREuRE共模信號通路:uocRCT1RBRCT2RB2REuC1uoc2uoc1ic1ic2uC22RET1單邊微變等效電路RCRB2REic1uc1uoc1ib1ib1ie1rbe1KCMRR

AC

0問題：負(fù)載影響共模放大倍數(shù)嗎？不影響！RRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2E+UCC2