模擬電子技術(shù)-多級放大電路

Home習(xí)題解答3.多級放大電路3.1多級放大電路的分析計算3.2差分放大電路內(nèi)容簡介本章介紹多級放大電路的耦合方式及分析方法；直接耦合多級放大電路的組成及分析；零點漂移的基本概念；差分放大電路的分析計算；互補(bǔ)輸出級電路。Home1.直接耦合

Next1級間耦合：多級放大電路的每一個基本放大電路稱為一級；級與級之間的連接稱之為耦合。多級放大電路有四種基本耦合方式：直接耦合、阻容耦合、變壓器耦合和光電耦合。將前一級的輸出用導(dǎo)線直接連接到后一級的輸入端的耦合方式，稱之為直接耦合。一、直接耦合放大電路靜態(tài)工作點的設(shè)置

例3.1

計算圖3.1所示直接耦合放大電路的靜態(tài)工作點，并在輸出特性曲線上標(biāo)出該靜態(tài)工作點，進(jìn)行動態(tài)范圍和失真的定性分析。計算放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。3.1多級放大電路的分析計算2HomeNextBack

已知：Rs=1.5k，Rb1=20k，Rc1=2.2k，Rc2=720，Vcc=12V，1=2=50，T1、T2均為硅管。3.1多級放大電路的分析計算3HomeNextBack從計算的過程可以看出，直接耦合放大電路的靜態(tài)工作點是相互影響的；從圖中可以看出，T1的靜態(tài)工作點靠近飽和區(qū)，容易產(chǎn)生飽和失真。3.1多級放大電路的分析計算4HomeNextBack3.1多級放大電路的分析計算5HomeNextBack直接耦合放大電路的改進(jìn)形式：問題：Re2的接入將大大降低第二級的電壓放大倍數(shù)，從而影響整個放大電路的放大能力。問題：DZ的接入將逐級抬高集電極的靜態(tài)電位，使之接近于電源電壓，引起后級的靜態(tài)工作點不合適。3.1多級放大電路的分析計算6二、直接耦合放大電路的優(yōu)缺點優(yōu)點：具有良好的低頻特性，可以放大緩慢變化的信號；無大電容和電感，容易集成。HomeNextBack缺點：靜態(tài)工作點相互影響，分析、計算、設(shè)計較復(fù)雜；存在零點漂移。2.阻容耦合

將前一級的輸出用電容連接到后一級的輸入端的耦合方式，稱之為阻容耦合。例3.2圖3.5所示阻容耦合放大電路，推導(dǎo)靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的表達(dá)式。3.1多級放大電路的分析計算7HomeNextBack

提示：（1）在直流通路上求解靜態(tài)工作點，此時電容相當(dāng)于開路；（2）在微變等效電路上求解交流參數(shù)，此時電容和直流電源均相當(dāng)于短路。阻容耦合放大電路的直流通路是相互獨立的，電路的分析、計算和調(diào)試比較容易，是分立元件放大電路的主要耦合方式。其缺點是低頻特性差，不能放大緩慢變化的信號；由于耦合電容容量較大，所以不便于集成化。3.1多級放大電路的分析計算8HomeNextBack

提示：（1）在直流通路上求解靜態(tài)工作點，此時電容相當(dāng)于開路，電感相當(dāng)于短路；（2）在微變等效電路上求解交流參數(shù)，此時電容和直流電源均相當(dāng)于短路，變壓器相當(dāng)于阻抗變換器。3.變壓器耦合

將前一級的輸出通過變壓器連接到后一級的輸入端（或負(fù)載上）的耦合方式，稱之為變壓器耦合。例3.3對圖3.6所示放大電路進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)分析。3.1多級放大電路的分析計算9HomeNextBack變壓器耦合放大電路的直流通路也是相互獨立的，電路的分析、計算和調(diào)試比較容易；可以實現(xiàn)阻抗變換，在分立元件功率放大電路中應(yīng)用廣泛。其缺點是低頻特性差，不能放大緩慢變化的信號；體積大，而且非常笨重，不能集成化。4.光電耦合

光電耦合：以光信號為媒質(zhì)來實現(xiàn)電信號的耦合與傳遞。3.1多級放大電路的分析計算10HomeNextBack輸出特性：3.1多級放大電路的分析計算傳輸比：光電耦合放大電路的最大優(yōu)點是可以實現(xiàn)輸入回路和輸出回路的電氣隔離，從而可有效地抑制電干擾。但其放大能力較差，可用集成光電耦合放大器解決。3.2差分放大電路Home1.直接耦合放大電路的零點漂移現(xiàn)象

Next1零漂：輸入短路時，輸出仍有緩慢變化的電壓產(chǎn)生。主要原因：溫度變化引起，也稱溫漂。電源電壓波動、元件老化等也會產(chǎn)生輸出電壓的漂移。溫漂指標(biāo)：溫度每升高1度時，輸出漂移電壓按電壓增益折算到輸入端的等效輸入漂移電壓值。（2）采用溫度補(bǔ)償。（3）采用差分式放大電路。（1）在電路中引入直流負(fù)反饋。一、直接耦合放大電路的零點漂移二、抑制零點漂移的方法3.2差分放大電路2.差分放大電路

2電路特點：T1、T2所在的兩邊電路參數(shù)完全對稱。一、電路的組成和抑制溫漂的原理HomeNextBack溫度變化和電源電壓波動，都將使T1、T2集電極電流產(chǎn)生變化，且變化趨勢是相同的，因此當(dāng)從T1、T2集電極輸出信號時，其變化量相互抵消，理想情況下，沒有溫漂。3.2差分放大電路31、靜態(tài)分析二、差放電路的分析計算HomeNextBack3.2差分放大電路42、動態(tài)分析HomeNextBack（1）共模輸入：△uI1=△

uI2=△uIc，稱之為共模輸入信號。以上計算結(jié)果表明：（1）單端輸出時，差放電路對共模信號的抑制是通過Re的強(qiáng)烈負(fù)反饋實現(xiàn)的；（2）雙端輸出時，差放電路對共模信號的抑制主要是通過電路參數(shù)的對稱性實現(xiàn)的；在電路參數(shù)不完全對稱時，通過Re的強(qiáng)烈負(fù)反饋作用，進(jìn)一步抑制共模信號。共模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù)3.2差分放大電路5HomeNextBack（2）差模輸入：△uI1=-△

uI2=△uId/2，稱之為差模輸入信號。3.2差分放大電路6HomeNextBack差模電壓放大倍數(shù)思考題（1）為什么差放可以抑制零漂？（2）當(dāng)輸出端接負(fù)載電阻RL時，靜態(tài)工作點和差模電壓放大倍數(shù)如何？解答3.2差分放大電路7HomeNextBack共模抑制比：三、差放電路的四種接法前面我們已經(jīng)介紹了雙入雙出和雙入單出兩種接法。輸入信號除了可以接在差放電路的兩個輸入端之間，還可以單端輸入（如圖3.19所示），輸出也可以采用單端和雙端兩種形式，從而構(gòu)成單入雙出和單入單出兩種接法。3.2差分放大電路8HomeNextBack單端輸入可以等效為圖3.29所示輸入方式：既有差模輸入信號uI，又有共模輸入信號uI/2；輸出電壓既包括差模信號，又包括共模信號。單入單出、單入雙出情況下的靜態(tài)分析和差模信號的分析對應(yīng)于雙入單出、雙入雙出時的情況，沒有差別。對共模信號而言，單入雙出在理想情況下，其共模信號完全被抑制，可以等效為雙入雙出的情況；但在電路參數(shù)不完全一致時，存在共模雙出電壓。而單入單出就一定存在共模輸出電壓，共模電壓放大倍數(shù)的計算與雙入單出相同。3.2差分放大電路9HomeNextBack四、差放電路的改進(jìn)形式差放電路依靠電路的對稱性抑制零漂，當(dāng)電路對稱性不好時，將產(chǎn)生零漂，故在兩管發(fā)射極之間增加一阻值很小的調(diào)零電位器Rw，以使uI1=uI2=0時，uO=0。此外，增加Re的阻值，可以增加抑制零漂的效果，但同時需要提高電源電壓，并且在集成電路中，大阻值電阻制作困難，所以改用恒流源代替Re。

Rw的接入對差模電壓放大倍數(shù)、輸入和輸出電阻有何影響？解:(1)求Q點：3.2差分放大電路10HomeNextBack例3.4圖3.22所示電路中，已知VCC=VEE=9V，VBE=0.7V，Rc=4.7k，Rb=Rw=100，RL=10k，I=1.2mA，Rw的滑動端位于中點，晶體管=50，rbb’=300，uI=0.02V，求：（1）靜態(tài)工作點；（2）差模輸出電壓uO。(2)求uO：3.2差分放大電路HomeNextBack113.2差分放大電路12HomeNextBack例3.5如圖3.23所示電路，求：（1）靜態(tài)工作點；（2）Au、ri、ro的表達(dá)式。解:(1)求Q點：3.2差分放大電路13HomeNextBack(2)動態(tài)分析3.2差分放大電路14HomeBack小結(jié)本講主要