第四章模電演示文稿

第四章模電演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)

理解差動(dòng)放大器的工作原理和幾種接法；了解集成運(yùn)放電路的組成及特點(diǎn)；了解集成運(yùn)放的主要參數(shù)和性能指標(biāo)；理解理想運(yùn)放的概念，掌握理想運(yùn)放的虛短與虛斷的特點(diǎn)；掌握運(yùn)算放大器的典型應(yīng)用。

本章重點(diǎn)：目前二頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)4.1直接耦合放大中的特殊問(wèn)題

直接耦合，就是放大器前級(jí)輸出端與后級(jí)輸入端以及放大器與信號(hào)源或負(fù)載直接連接起來(lái)，或者經(jīng)電阻等能通過(guò)直流的元件連接起來(lái)。

由于直接耦合放大器可用來(lái)放大直流信號(hào)，所以也稱為直流放大器。目前三頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)問(wèn)題：1、級(jí)間直流相互影響 2、零點(diǎn)漂移對(duì)于級(jí)間直流量的相互影響問(wèn)題，一般采用降低前級(jí)輸出電壓、抬高后級(jí)發(fā)射極電位、采用NPN與PNP組合電路等方法加以解決。目前四頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)

為了減小零點(diǎn)漂移，常用的主要措施有：采用高穩(wěn)定度的穩(wěn)壓電源；采用高質(zhì)量的電阻、晶體管，其中晶體管選硅管（硅管的ICBO比鍺管的小）；采用溫度補(bǔ)償電路；采用差動(dòng)式放大電路，等等。

在上述這些措施中，采用差動(dòng)放大電路是目前應(yīng)用最廣泛的能有效抑制零漂的方法。下面將對(duì)這種方法作重點(diǎn)介紹。目前五頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)

基本差動(dòng)放大電路用三端器件組成的差分式放大電路目前六頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)2.有關(guān)概念根據(jù)有

共模信號(hào)相當(dāng)于兩個(gè)輸入端信號(hào)中相同的部分差模信號(hào)相當(dāng)于兩個(gè)輸入端信號(hào)中不同的部分

兩輸入端中的共模信號(hào)大小相等，相位相同；差模信號(hào)大小相等，相位相反。目前七頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)1.電路組成及工作原理目前八頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)1.電路組成及工作原理靜態(tài)目前九頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)動(dòng)態(tài)僅輸入差模信號(hào)，大小相等，相位相反。大小相等，信號(hào)被放大。相位相反。1.電路組成及工作原理目前十頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)2.抑制零點(diǎn)漂移原理

溫度變化和電源電壓波動(dòng)，都將使集電極電流產(chǎn)生變化。且變化趨勢(shì)是相同的，

其效果相當(dāng)于在兩個(gè)輸入端加入了共模信號(hào)。目前十一頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)

這一過(guò)程類似于分壓式射極偏置電路的溫度穩(wěn)定過(guò)程。所以，即使電路處于單端輸出方式時(shí)，仍有較強(qiáng)的抑制零漂能力。2.抑制零點(diǎn)漂移原理差分式放大電路對(duì)共模信號(hào)有很強(qiáng)抑制作用目前十二頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)3.主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況接入負(fù)載時(shí)以雙倍的元器件換取抑制零漂的能力<A>雙入、雙出目前十三頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)3.主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況<B>雙入、單出接入負(fù)載時(shí)目前十四頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)3.主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況<C>單端輸入等效于雙端輸入

指標(biāo)計(jì)算與雙端輸入相同。目前十五頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)3.主要指標(biāo)計(jì)算（2）共模情況<A>雙端輸出

共模信號(hào)的輸入使兩管集電極電壓有相同的變化。所以共模增益目前十六頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)<B>單端輸出抑制零漂能力增強(qiáng)3.主要指標(biāo)計(jì)算（2）共模情況目前十七頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)（3）共模抑制比雙端輸出，理想情況單端輸出抑制零漂能力越強(qiáng)單端輸出時(shí)的總輸出電壓（4）頻率響應(yīng)高頻響應(yīng)與共射電路相同，低頻可放大直流信號(hào)。目前十八頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)結(jié)論

(1)

雙端輸出時(shí)，Ad

與單管Au基本相同；單端輸出時(shí)，Ad

約為雙端輸出時(shí)的一半。雙端輸出時(shí)，Ro=2Rc；單端輸出時(shí)，Ro=Rc

。

(2)

雙端輸出時(shí)，理想情況下，KCMR

→

；單端輸出時(shí)，共模抑制比不如雙端輸出高。

(3)

單端輸出時(shí)，可以選擇從不同的三極管輸出，而使輸出電壓與輸入電壓反相或同相。

(4)

單端輸出時(shí)，由于引入很強(qiáng)的共模負(fù)反饋，兩個(gè)管子仍基本工作在差分狀態(tài)。

(5)

單端輸出時(shí)，Rid

2(R+rbe)。目前十九頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)差分放大電路四種接法的性能比較

接法性能差分輸入雙端輸出差分輸入單端輸出單端輸入雙端輸出單端輸入單端輸出AdKCMR很高很高較高較高RidRo目前二十頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)差分放大電路四種接法的性能比較

接法性能差分輸入雙端輸出差分輸入單端輸出單端輸入雙端輸出單端輸入單端輸出特性1.Ad與單管放大電路基本相同。

2.在理想情況下，KCMR∞。

3.適用于差分輸入、雙端輸出，輸入信號(hào)及負(fù)載的兩端均不接地的情況。1.Ad

約為雙端輸出時(shí)的一半。

2.由于引入共模負(fù)反饋，仍有較高的KCMR。

3.適用于將雙端輸入轉(zhuǎn)換為單端輸出。1.Ad與單管放大電路基本相同。

2.在理想情況下，KCMR∞。

3.適用于將單端輸入轉(zhuǎn)換為雙端輸出。1.Ad

約為雙端輸出時(shí)的一半。

2.比單管放大電路具有較強(qiáng)的抑制零漂的能力。

3.適用于輸入、輸出均要求接地的情況。

4.選擇不同管子輸出，可使輸出電壓與輸入電壓反相或同相。目前二十一頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)

例4..1在圖電路中，Rb=5kΩ，Rc=10kΩ，Re=10kΩ，UCC=UEE=12V，兩管電流放大倍數(shù)均為β=50。試計(jì)算：

(1)靜態(tài)工作點(diǎn)；

(2)差模電壓放大倍數(shù)；

(3)輸入、輸出電阻。目前二十二頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)

解

(1)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。Ui1=Ui2=0。發(fā)射極電流為IEQ，則Re上流過(guò)電流為2IEQ?；鶚O回路可列出如下關(guān)系：

(4.1.7)目前二十三頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)代入數(shù)據(jù)得目前二十四頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)

(2)計(jì)算差模電壓放大倍數(shù)。圖為圖所示電路的差模輸入交流通路。由于差模信號(hào)在Re上沒(méi)有壓降，故將其視為交流短路。所以，其差模電壓放大倍數(shù)的計(jì)算與未引入Re

時(shí)基本差動(dòng)放大器差模電壓放大倍數(shù)的計(jì)算相同，也由式(4.1.2)計(jì)算。圖4.1.6圖4.1.5所示電路的交流通路目前二十五頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)在未接電阻RL

時(shí)，

式中

所以目前二十六頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)若接有負(fù)載電阻RL(如圖中虛線所示)，則有

式中目前二十七頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)

(3差模輸入電阻為

由(4.1.4)式，輸出電阻為

目前二十八頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)

帶恒流源的差動(dòng)放大器

目前二十九頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)

失調(diào)與調(diào)零

目前三十頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)

例圖4.1.10(a)為帶恒流源及調(diào)零電位器的差動(dòng)放大器，二極管VD的作用是溫度補(bǔ)償，它使恒流源IC3基本不受溫度變化的影響。設(shè)UCC=UEE=12V，Rc=100kΩ，RP=200Ω，R1=6.8kΩ，R2=2.2kΩ，R3=33kΩ，Rb=10kΩ，UBE3=UVD=0.7V，各管的β值均為72，求靜態(tài)時(shí)的UC1，差模電壓放大倍數(shù)及輸入、輸出電阻。目前三十一頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于十一點(diǎn)

解

(1)靜態(tài)分析。由R1與R2的分壓關(guān)系有

又目前三十二頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\