多级放大电路

Ro
(2) 输入电阻
(3) 输出电阻
R i R i1
Ro Rno
模拟电子技术基础
多级放大电路动态分析时应注意的几个问题 1. 第i级放大电路的输入电阻应视为第i-1级放大电路的 负载电阻 2.第i-1级放大电路的输出电阻应视为第i级放大电路的
信号源内阻 3.当共集放大电路作为输入级时（第一级）时，它的 输入电阻与其负载，即与第二级的输入电阻有关
从变压器原 边看到的等 效电阻 理想变压器情 况下，负载上获 得的功率等于原 边消耗的功率。
' P P2，I c2 RL I l2 RL 1
I l2 N ' RL 2 RL ( 1 ) 2 RL，实现了阻抗变换。 Ic N2
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多级放大电路的耦合方式——变压器耦合
抑制共模信号的能力。
K CMR
Ad Ac
在 参 数 理 想 对 称 的 情 况 ，K CMR 。 下
在实际应用时，信号源需要有“ 接地”点，以避免 干扰；或负载需要有“ 接地”点，以安全工作。 根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种 接法：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输 入双端输出、单端输入单端输出。
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直接耦合——静态工作点的设置
稳压管 伏安特性
对哪些动态参 数产生影响？
Re
必要性？
用什么元件取代Re既可设置合适的Q点，又可使第 二级放大倍数不至于下降太多？ 二极管导通电压UD≈？动态电阻rd特点？ 若要UCEQ＝5V，则应怎么办？用多个二极管吗？ UCEQ1太小→加Re（Au2数值↓）→改用D→若要UCEQ1大 ，则改用DZ。 模拟电子技术基础
模拟电子技术基础
U CQ2 VCC I CQ Rc
1）双端输入单端输出：差模信号作用下的分析
1 ( Rc ∥ RL ) Ad 2 rbe
Ri 2rbe，Ro Rc
模拟电子技术基础
1）双端输入单端输出：共模信号作用下的分析
( Rc ∥ RL ) Ac rbe 2(1 ) Re
4.当共集放大电路作为输出级时（最后一级）时，它 的输出电阻与其信号源内阻，即与倒数第二级的输出 电阻有关
模拟电子技术基础
( R3 ∥ Ri2 ) Au1 rbe1
(1＋ 2 ) ( R6 ∥ RL ) rbe2 (1＋ 2 ) ( R6 ∥ RL ) Au Au1 Au 2 Au 2
Ri2 R5 ∥[rbe2 (1 2 )( R6 ∥ RL )]
Ri R1 ∥ R2 ∥ rbe1
R3 ∥ R5 rbe2 Ro R6 ∥ 1
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失真分析：由NPN型管组成的两级共射放大电路
ui
共射放 大电路
共射放 大电路
uo
饱和失真？截止失真？ 首先确定在哪一级出现了失真，再判断是什么失真。 比较Uom1和Uim2，则可判断在输入信号逐渐增大时 哪一级首先出现失真。 在前级均未出现失真的情况下，多级放大电路的最 大不失真电压等于输出级的最大不失真电压。
共模放大倍数 Ac uOc u Ic
参数理想对称时 Ac 0
对于每一边电 路，Re=?
Re的共模负反馈作用：温度变化所引起的变化等效为共模信号
如 T(℃)↑→IC1↑ IC2 ↑→UE↑→ IB1 ↓IB2 ↓→ IC1 ↓ IC2 ↓
抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。
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+
U BEQ1
+ U CEQ2 _ RL uO
I EQ2
_
I BQ1
_
_
VBB U BEQ1 RB
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在输入回路 由 VBB I BQ1 RB U BEQ1 得
I CQ1 1 I BQ1
在一、二级之间
RC1
I BQ1 I BQ2 I CQ1 +
+VCC
RC2
IO
集成运算放大电路
多级放大电路 1、多级放大电路的组成
第 1 级 +
RS
第 2 级
第 n-1 级 + +
第 n 级
+ +
Ro1 Ro2 Ri1
+
+
Ron-1 uo2 ui n-1
_ _ 放 大 级
+
Ron uon-1
_
+
ui
_
uo1 ui2
_ _
Ri2
Rin-1
uin
_
Rin
RL
uo
_
uS
_
信号源
输 入 级
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放大电路的选用
按下列要求组成两级放大电路：
① Ri＝1～2kΩ，Au 的数值≥3000； ② Ri ≥ 10MΩ，Au的数值≥300；
③ Ri＝100～200kΩ，Au的数值≥150；
④ Ri ≥ 10MΩ ，Au的数值≥10，Ro≤100Ω。
①共射、共射； ②共源、共射； ③共集、共射；
uI1 uI2 uIc
iB1 iB2 iC1 iC2 uC1 uC2
uO uC1 uC2 (uCQ1 uC1 ) (uCQ2 uC2 ) 0
共模放大倍数 Ac uOc ，参数理想对称时c 0 A uIc
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2）抑制共模信号 ：Re的共模负反馈作用
RB T1
I CQ2
+
+ ui _ VBB
U CEQ1 VCC ( I CQ1 I BQ2 ) RC1
T2
U CEQ1 + U BEQ2 _ RE
+
U BEQ1
+ U CEQ2 _ RL uO
I EQ2
_
_
_
U CEQ1 U BEQ2 I EQ2 RE
I EQ2 (1 2 ) I BQ2
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多级放大电路的耦合方式——直接耦合
直接 连接 既是第一级的集电极电阻， 又是第二级的基极电阻 能够放大变化缓慢的信 号，便于集成化， Q点相互 影响，存在零点漂移现象。 输入为零，输出 产生变化的现象 称为零点漂移
第一级
第二级
Q1合适吗？
当输入信号为零时，前级由温度变化所引起的电流、电 位的变化会逐级放大。
3）放大差模信号
差模信号：数值相等，极性相反 的输入信号，即
uI1 uI2 uId / 2
iB1 iB2 iC1 iC2 uC1 uC2 uO 2uC1
＋
uId 2 －
＋
uId 2 －
△iE1=－△ iE2，Re中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。
④共源、共集。
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差分放大电路
1、零点漂移现象及其产生的原因 什么是零点漂移现象：ΔuI＝0，ΔuO≠0的现象。
产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中晶 体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。
克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。 典型电路：差分放大电路
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中
间
输 出 级
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输入级
多级放大电路的组成
中间级
输出级
对各级电路的要求
输入级——输入电阻高，噪声和漂移小。 中间级 —— 具有足够大的放大能力。 输出级 —— 动态范围大，输出功率大，带载能力强。
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多级放大电路的耦合方式
多级放大电路的耦合——放大电路与信号源、负载以
及电路内部各级之间的连接。 直接耦合 常用的耦合方式 阻容耦合 变压器耦合
多级放大电路的耦合方式——阻容耦合
利用电容连接信号 源与放大电路、放大 电路的前后级、放大 电路与负载，为阻容 耦合。 有零点漂移吗？
共射电路 共集电路
Q点相互独立。不能放大变化缓慢的信号，低频 特性差，不能集成化。
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多级放大电路的耦合方式——变压器耦合
可能是实际的负载，也 可能是下级放大电路
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4、差分放大电路的四种接法
1）双端输入单端输出：Q点分析
V
由于输入回路没有变 化，所以IEQ、IBQ、ICQ 与双端输出时一样。但 是UCEQ1≠ UCEQ2。
' CC
RL VCC RC RL
?
' RC RC / / RL
U CQ1
RL VCC I CQ ( Rc ∥ RL ) Rc RL
2、差分放大电路的组成
零点漂移 零输入 零输出 理想对称
信号特点？ 能否放大？
信号特点？能否放大？
共模信号：大小相等，极性相同。
差模信号：大小相等，极性相反. 模拟电子技术基础
3、射极偏置差分放大电路的分析
1） Q点：
I BQ1 I BQ 2 I BQ I CQ1 I CQ 2 I CQ I EQ1 I EQ 2 I EQ U CQ1 U CQ 2 U CQ uO U CQ1 U CQ 2 0
NPN型管和PNP型管混合使用
UCQ1 （ UBQ2 ） ＞ UBQ1 UCQ2 ＞ UCQ1
UCQ1 （ UBQ2 ） ＞ UBQ1
UCQ2 ＜ UCQ1
在用NPN型管组成N级共射放大电路，由于UCQi＞ UBQi， 所以 UCQi＞ UCQ(i-1）（i=1～N），以致于后级集电极电位接 近电源电压，Q点不合适。 模拟电子技术基础
主要特点 a. 对直流信号没有放大能力，只能放大交流信号。 b. 对直流信号起到隔离作用，可以消除零点漂移。