第3章多级放大电路.ppt
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1、第3章 多级放大电路,3.1 多级放大电路概述 3.2 多级放大电路的动态分析 3.3 直接耦合多级放大电路,3.1.1 耦合形式,3.1.2 零点漂移,3.1 多级放大电路概述,问题提出 前面所述的单管放大电路,在实际运用中各 项性能指标很难满足要求,所以需要采用多级放 大电路,来满足实际要求。,多级放大器级间耦合的条件是把前级的输出 信号尽可能多地传给后级,同时要保证前后级晶体管均处于放大状态,实现不失真的放大。,3.1.1 耦合形式,多级放大电路的连接,产生了单元电路间的级联问题,即耦合问题。放大电路的级间耦合必须要保证信号的传输,且保证各级的静态工作点正确。,耦合电路采用直接连接或电阻
2、连接, 不采用电抗性元件。,级间采用电容或变压器耦合。,电抗性元件耦合,只能传输交流信号, 漂移信号和低频信号不能通过。,直接耦合电路可传输低频甚至直流信号,因而 缓慢变化的漂移信号也可以通过直接耦合放大电路。,直接耦合,电抗性元件耦合,根据输入信号的性质,就可决定级间耦合电路的形式。,耦合电路的简化形式如图07.01所示。,直接耦合或电阻耦合使各放大级的工作点互相影响,应认真加以解决;阻容耦合使前后级相对独立,静态工作点Q互不影响,可抑制温漂;变压器耦合可实现阻抗变换(不常用)。,(a)阻容耦合 (b)直接耦合 (c)变压器耦合 图07.01 耦合电路的形式,3.1.2 零点漂移,零点漂移,
3、是三极管的工作点随时间而 逐渐偏离原有静态值的现象。 产生零点漂移的主要原因是温度的影响, 所以有时也用温度漂移或时间漂移来表示。 工作点参数的变化往往由相应的指标来衡量。,一般将在一定时间内,或一定温度变化 范围内的输出级工作点的变化值除以放大倍数, 即将输出级的漂移值归算到输入级来表示的。 例如 V/C 或 V/min 。,3.2 多级放大电路的动态分析,1.多级放大电路的构成可用如下方框图表示:,2.多级放大电路的放大倍数:,3.输入电阻与输出电阻:,Ri = Ri1 , Ro = Rno,?,?,4. 多级放大电路电压放大倍数的计算,在求分立元件多级放大电路的电压放大倍数时有两种处理方
4、法。,输入电阻法,开路电压法,一是将后一级的输入电阻作为前一级的 负载考虑,即将第二级的输入电阻与第一级 集电极负载电阻并联。,二是将后一级与前一级开路,计算前 一级的开路电压放大倍数和输出电阻,并 将其作为信号源内阻加以考虑,共同作用 到后一级的输入端。,现以图07.05的两级放大电路为例加以说明,三极管的参数为:,1=2=100,VBE1=VBE2=0.7 V。计算总电压 放大倍数。 用输入电阻法 计算。,图07.05 两级放大电路计算例,用输入电阻法求电压增益,(1)求静态工作点,(2)求电压放大倍数,先计算三极管的输入电阻,电压增益,如果求从VS算起的电压增益,需计算第一级的输入电阻,
5、Ri1 =rbe1 / Rb1 / Rb2 =3.1/51/20 =3.1/14.4=2.55 k,对于多级放大电路可认为:前级是后级的信号源,后级是前级的负载。 多级放大器可使放大倍数提高,但是靠牺牲 通频带来实现的。通频带将在频率响应中介绍。,3.3 直接耦合多级放大电路,3.3.1 复合管放大电路 3.3.2 差分放大电路 3.3.3 直接耦合互补输出级 3.3.4 直接耦合多级放大电路,3.3.1 复合管放大电路,一、复合管(Dartington管),(一)、为什么要组成复合管? 1、用以提高输入电阻和电流放大系数。 2、在电路结构有时需要组合器件。(运放输出级),等效后的型号:与第一
6、管型号相同 等效后的参数:,条件:1)使各管均能处于放大状态,满足三极管Q 点合适条件;2)FET+BJT,应特别注意分析UGS的正负和 IG=0的情况。 注意:必须使各管均处于正常的工作状态才能组成 复合管。,由复合管组成的放大电路见书中113页说明,3.3.2 差分放大电路,3.3.2.1 概述 3.3.2.2 差分放大电路的静态计算 3.3.2.3 差分放大电路的动态计算,3.3.2.1 概述,一、 差分放大电路的组成 二、 差分放大电路的输入和 输出方式 三、 差模信号和共模信号,一、 差分放大电路的组成,差分放大电路是由对称的两个基本放大电路, 通过射极公共电阻耦合构成的。如图06.
7、01所示。 对称的含义是两个三极管的特性一致,电路参数 对应相等。,即:1=2= VBE1=VBE2= VBE rbe1= rbe2= rbe ICBO1=ICBO2= ICBO RC1=RC2= RC Rb1=Rb2= Rb,图06.01差分放大电路,二、 差分放大电路的 输入和输出方式,差分放大电路一般有两个输入端: 同相输入端, 反相输入端。,信号的输入方式:若信号同时加到同相输入 端和反相输入端,称为双端输入; 若信号仅从 一个输入端对地加入,称为单端输入。,差分放大电路可以有两个输出端,一个是集电极C1,另一个是集电极C2。 从C1 和C2输出称为双端输出,仅从集电极 C1或C2 对
8、地输出称为单端输出。,根据规定的正方向,在一个 输入端加上一定极性的信号,如 果所得到的输出信号极性与其相 同,则该输入端称为同相输入端。,反之,如果所得到的输出 信号的极性与其相反,则该输 入端称为反相输入端。,图06.02共模信号和差模信号示意图,三、 差模信号和共模信号,差分放大电路仅对差模信号具有放大能力,对共模信号不予放大。,温度对三极管电流的影响相当于加入了共模 信号。差分放大电路是模拟集成运算放大器输入级所采用的电路形式。,差模信号 共模信号,是指在两个 输入端加上幅度 相等,极性相反 的信号。,是指在两个 输入端加上幅度 相等,极性相同 的信号。,图06.03双电源差分放大电路
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