模电第三章 多级放大电路
模电PPT专业知识
① Ri＝1～2kΩ，Au 旳数值≥3000； ② Ri ≥ 10MΩ，Au旳数值≥300； ③ Ri＝100～200kΩ，Au旳数值≥150；Ro≤100Ω。 ④ Ri ≥ 10MΩ，Au旳数值≥10，Ro≤100Ω。
①共射、共射； ③共集、共射；
②共源、共射； ④共源、共集。
3.3、直接耦合放大电路
工业控制中旳诸多物理量，如温度、流量、压 力、液面、长度等都是经过不同旳传感器转化成 了变化缓慢旳非周期性信号，且信号旳幅度非常 薄弱。必须经过直接耦合放大电路放大后才干驱 动负载。
、零点漂移现象及其产生旳原因 1、什么是零点漂移现象：ΔuI＝0，ΔuO≠0旳现象。
产生原因：温度变化，直流电源波动，器件老化。 其中晶体管旳特征对温度敏感是主要原因，故也称 零漂为温漂。 克服温漂旳措施：引入直流负反馈，温度补偿。 经典电路： 静态工作点稳定电路、差分放大电路。
4. 电压传播特征
放大电路输出电压 与输入电压之间旳关 系称为电压传播特征， 其定义式为：
uO f (uI )
中间一段是线性，斜率即差模放大倍数。输入电压
幅值过大时，输出电压就会产生失真。再加大uId， 则uOd将趋于不变，其数值取决于电源电压VCC。
三、差分放大电路旳四种接法
在实际应用时，信号源需要有“ 接地”点， 以防止干扰；或负载需要有“ 接地”点，以安 全工作。
uO uC1 uC2 2uC1
实现了电压放大
Re1和Re2降低放大倍
数
iE1 iE2
合二为一为Re
iE
0
经典电路
为简化电路，便于调整Q点，也为了使电源和信号 源“共地”，产生了右图所示旳经典差分放大电路， 即长尾式差分放大电路。 注意：
模电3-多级放大电路
)U BE5
动态时：ub1 ub3 ui
§3.5 直接耦合多级放大电路读图
一、放大电路的读图方法 二、例题
一、放大电路的读图方法
1. 化整为零：按信号流通顺序将N级放大电路分
为N个基本放大电路。
2. 识别电路：分析每级电路属于哪种基本电路，
有何特点。
3. 统观总体：分析整个电路的性能特点。 4. 定量估算：必要时需估算主要动态参数。
解决方法：采用电流源取代Re！
具有恒流源差分放大电路的组成
等效电阻 为无穷大
近似为 恒流
I2
IB3，IE3
R2 R1 R2
VEE UBEQ R3
六、差分放大电路的改进
1. 加调零电位器 RW
1) RW取值应大些？还是小些？ 2) RW对动态参数的影响？ 3) 若RW滑动端在中点，写出Ad、 Ri的表达式。
输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：
uId uI，uIc uI / 2
2. 单端输入双端输出
问题讨论： （1）UOQ产生的原因？ （2）如何减小共模输出 电压？
静态时的值
测试:
uO
Ad
uI
Ac
uI 2
U OQ
差模输出 共模输出
3. 四种接法的比较：电路参数理想对称条件下
输入方式： Ri均为2(Rb+rbe)；双端输入时无共模信号输入， 单端输入时有共模信号输入。
共模信号：大小相等，极性相同。
差模信号：大小相等，极性相反.
典型电路
在理想对称的情况下： 1. 克服零点漂移； 2. 零输入零输出； 3. 抑制共模信号； 4. 放大差模信号。
I BQ1 I BQ2 I BQ ICQ1 ICQ2 ICQ I EQ1 I EQ2 I EQ U CQ1 U CQ2 U CQ uO U CQ1 U CQ2 0
模电第四版习题解答
模电第四版习题解答 YUKI was compiled on the morning of December 16, 2020模拟电子技术基础第四版清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编自测题与习题解答目录第1章常用半导体器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第2章基本放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 第3章多级放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31 第4章集成运算放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第5章放大电路的频率响应‥‥‥‥‥‥‥‥50 第6章放大电路中的反馈‥‥‥‥‥‥‥‥‥60 第7章信号的运算和处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第8章波形的发生和信号的转换‥‥‥‥‥‥90 第9章功率放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114 第10章直流电源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥126第1章常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确，用“×”和“√”表示判断结果填入空内。
(1)在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。
( √ )(2)因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
( ×)(3)PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
( √ )(4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。
( ×)(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其R大的特点。
( √)GSU大于零，则其输入电阻会明显变小。
(6)若耗尽型N 沟道MOS 管的GS( ×)二、选择正确答案填入空内。
(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。
A.变窄B.基本不变C.变宽(2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。
A.正向导通B.反向截止C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。
A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏(4) U GS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有 A 、C 。
模拟电路课件第三章多级放大电路
直接耦合多级放大电路的调试与优化
01
调整偏置电路，减小静态工作点 漂移。
02
引入负反馈，改善电路的稳定性 。
阻容耦合多级放大电路的调试与优化
阻容耦合多级放大电路的调试 检查各级放大器的输入和输出阻抗，确保匹配。
调整耦合电容和旁路电容，避免信号失真。
阻容耦合多级放大电路的调试与优化
检查反馈电路，避免自激振荡。 阻容耦合多级放大电路的优化
分析时需要计算各级的电压增益和总 电压增益，并考虑信号的相位和频率 响应。
变压器耦合多级放大电路的分析方法
变压器耦合多级放大电路中，各级通过变压器进行耦合，可以实现阻抗变换和电平 移动。
分析时需要计算各级的电压增益和总电压增益，并考虑变压器的匝数比和信号的相 位和频率响应。
变压器耦合多级放大电路的优点是具有阻抗变换和电平移动功能，缺点是结构复杂、 体积较大。
04
多级放大电路的设计与实现
直接耦合多级放大电路的设计与实现
设计要点
选择合适的晶体管、电阻和电容元件，以实现信号的放大和 传输。同时，需要考虑零点漂移和噪声干扰等问题，采取相 应的措施进行抑制。
实现难点
直接耦合多级放大电路的零点漂移问题较为突出，需要采取 有效的措施进行抑制，以保证电路的稳定性和可靠性。
模拟电路课件第三章多级 放大电路
• 多级放大电路概述 • 多级放大电路的工作原理 • 多级放大电路的分析方法 • 多级放大电路的设计与实现 • 多级放大电路的调试与优化
01
多级放大电路概述
多级放大电路的定义与组成
定义
多级放大电路是由两个或两个以 上的单级放大电路按照一定的拓 扑结构组合而成的电路系统。
益和带宽。
直接耦合多级放大电路的优点是 结构简单、易于集成，缺点是级 间耦合较复杂，容易产生零点漂
模拟电子技术基础及实验 第3章 多级放大ppt课件
共模输入信号：
uic
=
1 2(ui1
ui2)
Rc
+VCC Rc
差模电压增益：
A ud
=
uod u id
Rb
共模电压增益：
Auc
=
u oc u ic
+ u i1
－
总输出电压：
+ uo _
T1
T2
R
_
e
V
EE
Rb
+ u i2 －
u o= u o d u o cA uu d id A u u i cc
4. 共模抑制比：
额定电流： 12A
电气寿命：≥10万回
机械寿命：≥1亿回
线圈参数：
阻值(士10%)：55Ω 线圈功耗：450mW 额定电压：DC 5V 吸合电压：DC 3.5V 释放电压：DC 0.5V 任务温度：-40℃～+85℃ 绝缘电阻：≥100MΩ 线圈与触点间耐压：750VAC/1分钟 触点与触点间耐压：1500VAC/1分钟 HRS4T系列 HRS4-S-DC3V、HRS4-S-DC5V、HRS4S-DC6V、HRS4-S-DC9V、HRS4-S-DC12V、HRS4T-
直 流 通 路
交 流 通 路
原放大电路
微变等效电路：
动态三参量：
2.输入电阻：
R iR brb e(1)R e
3.输出电阻：
.
.
I 0
I
Re
R0
Ie
Re
//Rb rbe 1
1.电. . 压. 放大倍数：
.
Au
UO
.
IeRe
.
U ..
I
.
电子技术精品课程模拟电路第3章 多放大电路 18页
2019年9月23日星期一
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15
② 零点漂移
第3章 多级放大电路
R1 RC1 R2
+VCC RC2
vo
T1
T2
vo
vi
RE2
t
0
前一级的温漂将作为后一级的输入信号，使得当 vi 等于 零时，vo不等于零。有时会将有用信号淹没
2019年9月23日星期一
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16
引起零点漂移的因素
第3章 多级放大电路
晶体管参数随温度的变化、电源电压的波动、电路元 件参数的变化等，但温度变化的影响是最严重的。
解决方法: 采用差动放大电路。
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17
第3章 结束
第3章 多级放大电路
2019年9月23日星期一
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T2管的输入电阻： 第一级负载电阻：
rbe1
300 (1
1 )
26 I E1
300 (1
40) 26 1.1
1.3k
26
rbe2
300
(1
40) 1.65
0.95k
RL' 1 RC1 // RB21 // RB22 // rbe2 0.65k
第二级负载电阻：
18
第3章 多级放大电路
特点: 能对缓慢变化的信号或直流信号进行放大，将前级的输
出信号直接接到后级的输入端。
适合于集成化的要求，具有良好的低频特性，通频带宽。
存在问题，一是前后 级静态工作点的相互 影响；二是所谓的零 点漂移。
模电课后答案
模拟电子技术基础第1章 常用半导体器件1.9测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图P1.9所示。
在圆圈中画出管子，并说明它们是硅管还是锗管。
图P1.9解:如解图1.9。
解图1.9第2章 基本放大电路习题2.5在图P2.5所示电路中,已知晶体管的β=80,ber =1kΩ,20iU mV = ,静态时0.7BEQ U V =,4CEQ U V =,20BQ I A μ=。
判断下列结论是否正确，在括号内打“√”和“×”表示。
(1)342002010uA -=-=-⨯ (×) (2)4 5.710.7uA =-=- (×) (3)8054001u A ⨯=-=- (×) (4)80 2.52001uA ⨯=-=- (√) (5)20120i R k k =Ω=Ω (×) (6)0.7350.02i R k k =Ω=Ω (×) (7)3i R k ≈Ω (×) (8)1i R k ≈Ω (√) (9)5OR k =Ω (√) (10) 2.5O R k =Ω (×)(11)20S U mV ≈ (×) (12)60SU mV ≈ (√)2.7电路如图P2.7所示，晶体管的β=80 ，'100bb r =Ω。
分别计算L R =∞和3L R k =Ω时的Q 点、uA 、i R 和o R 。
解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、be r 均相等，它们分别为：22CC BEQBEQ BQ bsV U U I A R R μ-=-≈1.76CQ BQ I I mA β=≈'26(1)1.3be bb EQmVr r k I β=++≈Ω 空载时，静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为：6.2CEQ CC CQ c U V I R V =-≈； 308c ubeR A r β=-≈-// 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω； 93beusube sr A A r R ≈⋅≈-+5o c R R k ==Ω3L R k =Ω时，静态管压降、电压放大倍数分别为：(//) 2.3LCEQ CC CQ c L L cR U V I R R VR R =-≈+用基尔霍夫电流定律容易理解(//)115c L u be R R A r β=-≈- 34.7be us ube sr A A r R ≈⋅≈-+ // 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω 5o c R R k ==Ω。
模电设计多级放大电路实验报告
摘要单级放大电路的电压放大倍数一般可以达到几十倍，然而，在许多场合，这样的放大倍数是不够用的，常需要把若干个单管放大电路串接起来，组成多级放大器，把信号经过多次放大，从而得到所需的放大倍数。
在生产实践中，一些信号需经多级放大才能达到负载的要求。
可由若干个单级放大电路组成的多级放大器来承担这一工作。
在多级放大电路的前面几级，主要用作电压放大，大多采用阻容耦合方式; 在最后的功率输出级中，常采用变压器藕合方式’;在直流放大电路及线性集成电路中，·常采用直接接藕合方式。
摘要 (2)第一章放大电路基础 (3)1.1 放大的概念和放大电路的基本指标：1.2 三种类型的指标第二章基本放大电路 (7)2.1 BJT 的结构 (7)2. 2 BJT的放大原理 (8)第三章多级放大电路 (9)3.1 多级放大电路的耦合方式 (9)3.2 放大电路的静态工作点分析 (11)3.3 设计电路的工作原理 (12)3.4计算参数 .......................................................................................................... .. (13)总结......................................................................................................................... (14)参考文献 ................................................................................................................ (14)第一章放大电路基础放大的概念和放大电路的基本指标：“放大”这个词很普遍，在很多场合都会发现放大的现象的存在。
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26 26 200 (1 ) 200 51 Ω 1 .58kΩ IE 0 .96
ri 2
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第三章 多级放大电路
I b1
I c1
阻容耦合
Rb1 C1
RC1
C2 +
T1
Rb2
Rc2 C 3 + T2
+VCC +
U o
第 一 级
+
U i
+
RL
第 二 级
图 3.1.2
阻容耦合放大电路
特点：静态工作点相互独立，在分立元件电路中广 泛使用。 在集成电路中无法制造大容量电容，不便于 集成化，尽量不用。
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+
VBB
图 3.3.2差分放大电路的组成(d)
图 3.3.2差分放大电路的组成(e)
将发射极电阻合二为一、 对差模信号Re相当于短路。
长尾式差分放大电路 便于调节静态工作点，电 源和信号源能共地
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第三章 多级放大电路
二、长尾式差分放大电路
1. 静态分析
+24V
+
. Ui
RB1 1M C1 + T1
RE1 27k
RC2 82k 10k
C2 +
RB1
C3 + T2
+
–
43k 7.5k
RB2
–
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第三章 多级放大电路
解: 两级放大电路的静态值可分别计算。
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第三章 多级放大电路
一、 直接耦合放大电路静态工作点的设置 改进电路—(b) +VCC R R c1 c2 Rb1 电路中接入 R e2 ， 保证第一级集电极有 + T1 T2 较高的静态电位，但 + U O U i Re2 第二级放大倍数严重 (b) 下降。 改进电路—(c1) 稳压管动态电阻 很小，可以使第二级 的放大倍数损失小。 但集电极电压变化范 围减小。
Ib2
Ic2
+
。 Ui
rbe1
rbe2 +
U _o1
.
+
RB1
RE1
_
RB RB1 2
RC2
1 RE
Uo
.
_
26 26 rbe1 200 (1 β 1) 200 (1 50) 3 kΩ IE1 0 .49
ri ri 1
ro ro 2
320kΩ ri ri1 RB1 //rbe1 (1 ) RL1
iC CTR iD
UCE
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第三章 多级放大电路
3.2多级放大电路的动态分析
一、电压放大倍数
总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即
A A A A u u1 u2 un
其中， n 为多级放大电路的级数。
二、 输入电阻和输出电阻
(1 1 ) RL1 (1 50) 9 .22 Au1 0 .994 rbe 1 (1 1) RL1 3 (1 50) 9 .22
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第三章 多级放大电路
I b1
I c1
Ib2
Ic2
+
. Ui
UCC UBE 24 0.6 I B1 mA 9.8 μA RB1 (1 β ) RE1 1000 (1 50) 27
I E1 (1 ) I B1 (1 50) 0.0098mA 0 .49 mA
UCE UCC IE1 RE1 24 0.49 27V 10 .77V
第三章 多级放大电路
3.1.3
变压器耦合
(a)电路 图 3.1.3
(b)交流等效电路 变压器耦合共射放大电路
变压器耦合方式最大的特点是可以实现阻抗变 换。在以前分立元件构成的功率放大电路中得 到广泛使用。目前基本不用。
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第三章 多级放大电路
3.1.4
第三章 多级放大电路
3.1.1
直接耦合
Rb1 +
U i
Rc1
T1
Rb2
Rc2 +VCC
+ T2
U O
图 3.1.1（a)
两个单管放大电路简单的直接耦合
特点： (1) 可以放大交流和 缓慢变化及直流信号； (2) 便于集成化。
(3)各级静态工作点互相影 响；基极和集电极电位会随着 级数增加而上升； (4)零点漂移（如何克服）。
rbe1 RB1 RE1
+
U _o1
.
rbe2
1 RB RB 2
+ RC2
Uo
.
_
1 RE
_
第二级放大电路为共发射极放大电路 RC2 10 Au2 － －50 18 rbe2 (1 2) RE1 1 .79 (1 50) 0 .51 总电压放大倍数
(3) 采用差分放大电路。
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第三章 多级放大电路
3.3.2
差分放大电路
差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路
一、电路的组成
uO
T
Re
Re
T
V
图 3.3.2差分放大电路的组成(a)
图 3.3.2差分放大电路的组成(b)
利用射极电阻稳定Q点 但仍存在零点漂移问题
ro ro2 RC2 10 kΩ
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第三章 多级放大电路
求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数
I b1
I c1
Ib2
Ic2
+
. Ui
rbe1 RB1 RE1
rbe2
+ RC2
Uo
.
+
U _o1
.
_
RB RB1 2
1 RE
_
第一级放大电路为射极输出器
通常，多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电 阻；输出电阻就是输出级的输出电阻。 具体计算时，有时它们不仅仅决定于本级参数，也与 后级或前级的参数有关。
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第三章 多级放大电路
例:1 如图所示的两级电压放大电路， 已知β 1= β 2 =50, T1和T2均为3DG8D。 计算前、后级放大电路的静态值(UBE=0.6V) 及电路的动态参数。
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I b1
第三章 多级放大电路
I c1
Ib2
Ic2
+
。 Ui
rbe1 RB1 RE1 +
U _o1
.
rbe2
RB RB1 2
+ RC2
Uo
.
_
1 RE
_
ri ri 1
rbe2
// RB2 //rbe2 (1 ) RE1 14 kΩ ri 2 RB1
+24V RB1 1M C1 + T1 RE1 27k RC2 82k 10k
RB1
C3 +
+
. Ui
C2 +
T2
+
–
43k 7.5k
RB2
510 . RE1 Uo + RE2
CE –
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第三章 多级放大电路
第一级是射极输出器:
第三章 多级放大电路
2.对共模信号的抑制作用
共模信号的输入使两管集 电极电压有相同的变化。 因为
Rb1 + uI1
-
Rb2 + uI1
uoc 0
-
iB1 iB 2
uC1 uC 2
Re
所以 共模增益
uo 0
AC
RC1 Rb1 RC2 Rb2
uI1
uI2
由于Rb较小，其上的电压 降可忽略不计。
Re
IEQ ≈ (UEE―UBEQ)∕2Re ；
-VEE
IBQ=IEQ/(1+ β )
UCEQ=UCQ-UEQ≈UCC-ICQRc+UBE
图 3.3.3
长尾式差分放大电路
uo= UCQ1-UCQ2 =0
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+ U
Rb1 Rc1 +
T1
Dz
+V Rc2 CC
+ T2
U O
U i
Rb2
( c)
Rb1
Rc1
T1
Re2
T2
+VCC
i
Rc2
+ U O
(d)
图 3.1.1 直接耦合放大电路静态工作点的设置
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第三章 多级放大电路