多级放大电路分析案例
三极管放大电路_输入电阻_输出电阻_解释说明
三极管放大电路输入电阻输出电阻解释说明1. 引言1.1 概述三极管放大电路是一种常见的电子电路，它在电子设备中起着重要的作用。
通过对输入信号进行放大，三极管放大电路可以将弱信号增加到足够大小以驱动其他元件或者传递给下一个级联的放大器。
为了深入理解三极管放大电路的工作原理和特性，我们需要探讨其输入电阻和输出电阻。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行说明。
首先，在引言部分将对文章内容进行概述并介绍目的；然后，我们将详细讨论三极管放大电路的基本原理及其输入电阻和输出电阻；接着，我们将对输入电阻进行定义与计算方法、影响因素分析以及应用实例介绍；随后，我们将对输出电阻进行类似地解释说明；最后，我们会总结本文，并展望未来关于三极管放大电路的研究方向。
1.3 目的本文旨在帮助读者更好地理解三极管放大器中输入电阻和输出电阻的概念、特性和应用，并具体解释其计算方法、影响因素以及相关实例。
通过本文的阅读，读者将能够更全面地了解三极管放大电路，并为相关电子设备的设计和应用提供参考。
2. 三极管放大电路2.1 基本原理三极管放大电路是一种常见的电子放大器。
它由一个三极管、若干个电阻和电容等基本元件组成。
通过合理的接线和参数设置，可以实现信号的放大和处理。
在三极管放大电路中，信号源连接到输入端，输出端连接到负载。
当输入信号进入电路时，它会经过放大器和其他元件的作用发生变化，并在输出端产生放大后的信号。
2.2 输入电阻输入电阻是指三极管放大电路对外部信号源的输入阻力。
简而言之，它代表了电路对外部信号源提供了多少“阻止力”。
在三极管放大电路中，输入信号经过耦合元件（如电容）后进入基极，在基极处又由于二极管内部结构所决定存在着一个共射效应或共基效应。
这些效应导致了输入电阻的形成。
输入电阻可以通过以下公式计算：输入电阻（Rin）= ΔVbe / ΔIb其中，ΔVbe表示基极-发射区间的压降变化量，ΔIb表示基极输入直流偏置变化量。
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
多级放大电路-资料
模拟电子技术基础
+VCC
R C1
+
RB
+
T1 +
T2
u_i
uO1 ui2
+
VBB
(2) 求输入电阻Ri
RE1
RE2
__
R L uO _
Ri
Ro1 Ri2
Ro
R iR B rbe ( 1 1 1)R E1
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模拟电子技术基础
(3) 求输出电阻Ro
R C1
+VCC
Ro RE2//rb1e2R2o1
+
++
++
++
+
RS
Ro1
Ro2
Ron-1
Ron
+
ui Ri1
uo1 ui2 Ri2
uo2 ui n-1 Rin-1
uin uon-1
Rin
RL uo
uS
_
_
__
__
__
_
信号源 输 入 级
中 间放大级
输出级
(1) 多级放大电路的电压放大倍数
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模拟电子技术基础
第 1级
第 2级
第 n-1 级
常用的耦合方式
直接耦合 阻容耦合 变压器耦合
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模拟电子技术基础
1．直接耦合
RC1
+VCC RC2
RB
+
T1
u_ i
VBB
特点 能对交流和直流信号进行放大
又称之为直流放大电路
+
T2 RL uo
多级放大电路的设计仿真分析
多级放大电路的设计与仿真分析一、实验目的通过对放大电路的设计与分析,加深对放大电路的了解,并能够更加熟练的使用MULTISIM仿真软件,以及加深对各种分析的了解及应用。
二、实验原理静态工作点分析由计算可知UcQ=7V。
UcEQ=7.7V。
T1管的集电极电位UcQ1=2.36V。
所以△Uo=0.64V。
电路的差模放大倍数为A=58.三、实验步骤1、差分放大电路入图所示,此电路为单端输入、双端输出电路,两个输入端中有一个接地,输入信号加在另一端与地之间。
因为此电路对于差模信号是通过发射机相连的方式将T1管的发射极电流传递到T2管的发射极的,故称此电路为射极耦合电路。
2、设计中电阻选用R1和R2为10千欧,R3和R4为1千欧,三极管选用实际三极管模型。
三极管型号为2N1711,放大倍数为462.242。
1、直流工作点分析11 -1.78333io2 -1.68679io1 -1.6867913 -939.65643m14 -939.65643m在进行直流工作点分析时,电路中的交流源将被至零,电容开路,电感短路。
然后得到输入输出等各点的电压工作电压Io1=io2=-1.67679。
2、交流分析由分析可知,直接耦合差分放大电路的频率响应类似于低通放大电路。
在频率较小时,晶体管的电容效应可以忽略不计。
放大器对差模信号有很好的放大作用。
而当频率增大时,晶体管的电容效应不可忽略,并其影响随着频率的增大而增大,导致放大倍数下降,相移不断增大3、瞬态分析对输出节点io1和io2进行瞬态分析,即是指观察该节点子啊整个显示周期中每一时刻的电压波形,图中显示双端输出波形完全重合,即无失真,输出正常。
4、傅立叶分析Fourier analysis for io2:DC component: -1.6855No. Harmonics: 9, THD: 0.464951 %, Gridsize: 256, Interpolation Degree: 1 Harmonic Frequency Magnitude Phase Norm. Mag Norm. Phase-------- --------- --------- ----- --------- -----------1 1000 0.309375 0.0113511 1 02 2000 0.00139769 -92.415 0.0045178 -92.4263 3000 0.000317991 -3.5899 0.00102785 -3.60134 4000 0.000113302 85.4244 0.000366227 85.41315 5000 3.75667e-005 174.441 0.000121428 174.436 6000 1.33889e-005 -96.43 4.32772e-005 -96.4427 7000 4.67737e-006 -7.1248 1.51188e-005 -7.13618 8000 1.73049e-006 81.976 5.59349e-006 81.96479 9000 5.16304e-007 174.868 1.66886e-006 174.856由此可知,在1KHZ电源作用下,该电路的失真很小,可以忽略5、噪声分析Noise Analysisinoise_total 535.06991nonoise_total_qq2_rc 0.00000onoise_total_qq2_rb 0.00000onoise_total_qq2_re 0.00000onoise_total_qq2_ic 0.00000onoise_total_qq2_ib 0.00000onoise_total_qq1_rc 0.00000onoise_total_qq1_rb 0.00000onoise_total_qq1_re 0.00000onoise_total_qq1_ic 0.00000onoise_total_qq1_ib 0.00000onoise_total_qq1_1overf0.00000onoise_total_rr5 16.31716nonoise_total_rr4 16.11037nonoise_total_rr3 16.11037nonoise_total_rr2 1.63091nonoise_total_rr1 1.63091nonoise_total 52.00490n噪声分析用于检测电子线路输出信号的噪声的噪声功率幅度,用于计算、分析电阻或晶体管的噪声对电路的影响。
三极管放大电路基本原理案例详解
三极管放大电路基本原理案例详解一、引言在现代电子技术中，三极管放大电路是一种非常常见且重要的电路。
它可以用于放大电压和电流，用于信号处理、放大和控制等各种应用。
本文将从基本原理出发，详细解释三极管放大电路的工作原理，并通过案例进行详细的分析和讨论。
二、三极管基本原理1. 三极管的结构和工作原理三极管是一种半导体器件，由三个区域组成，分别是发射极、基极和集电极。
通过在基极-发射极之间的输入电流来控制在集电极-发射极之间的输出电流。
这是基本的工作原理，也是三极管放大电路能够实现放大功能的基础。
2. 放大原理在三极管放大电路中，当在基极-发射极之间的输入电流变化时，可以引起集电极-发射极之间的输出电流的相应变化。
通过适当设计电路，可以使输出电流的变化成倍放大，从而实现信号的放大功能。
三、三极管放大电路的基本结构和工作原理在三极管放大电路中，常见的有共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路等不同的结构。
它们在电路连接方式和放大特性上各有不同，但基本的工作原理都是一样的。
1. 共射放大电路共射放大电路是一种常见的三极管放大电路，其特点是输入信号加在基极上，输出信号在集电极上获取。
这种电路具有较高的输入电阻和较低的输出电阻，适合用于中等频率的放大器。
2. 共集放大电路共集放大电路的输入信号加在基极上，输出信号也在基极上获取。
这种电路具有较高的电压放大系数和较宽的频率响应范围，是一种常用于高频放大的电路。
3. 共基放大电路共基放大电路的输入信号加在发射极上，输出信号在集电极上获取。
这种电路具有较大的电压放大系数和较小的输入电阻，适合用于低频放大。
通过以上对三种不同结构的三极管放大电路的简要介绍，我们可以看出三极管放大电路在设计和应用时的一些特点和应用范围。
四、示例分析接下来，我们将以一个具体的案例来进行分析和讨论。
假设我们需要设计一个用于音频放大的三极管放大电路，我们可以选择共射放大电路作为基本结构。
在这个案例中，我们可以根据实际需求和参数，选择合适的三极管型号和外围元器件，设计出满足要求的放大电路。
多级放大电路分析解读
三.仿真内容
(1开环特性分析
1.分析静态工作点;
图2为直流工作点分析结果。V0=-2.71301
图2
2.分析静态VO对电阻R5、R6、R7、R8的灵敏度。
图3
3.用参数扫描法调整有关电阻,使静态时Vo值为零(误差小于±5uv。
调整电阻R6、R8的值,当R6=10494欧R8=6004.16欧时输
出V0=54.12878nv(如图6所示在±5uv之内。参数扫描分析如图4、5所示。
图7图8 8.分析当R1、R2、R3变化15％时，VO的最坏情况。分析如图9所示：
图
4
图5
图6
4.分析温度由-50度到+50度变化时Vo值的变化。
图7
5.确定电路的最大不失真输出幅度(峰值,要求对应的非线性失真系数小于5%(记录失真情况。
最大不失真输出幅度为8.5606如图8所示:
图8
对应的非线性失真系数为3.51﹪,如图9所示:
图9
6.在前一问的基础上,用波形测量法确定电路的电压放大倍数。由图8知,输入电压幅度为0.038v时输出幅度(峰值为8.5606v ,所以此时放大倍数为8.5606÷0.038≈ 225
159.2
图
11
图12
9.分析当R1、R2、R3变化15%时, VO的最坏情况。
分析如图13所示:
图13 (2闭环特性分析
案例2-OTA 运算放大器的设计
简单运算放大器的设计1.运算放大器的电路设计图1所示是一个电容性负载的两级CMOS基本差分运算放大器。
其中P1为运算放大器的电流偏置电路，为了减小电源电压波动的影响，改偏置电路采用了在改进型威尔逊电流镜电路中又增加了一个电阻R1的结构；P2为运算放大器的第一级放大器；P3为运算放大器的第二级放大器。
为使运算放大器的工作稳定，在第一级放大器和第二级放大器之间采用补偿网络来消除第二个极点对低频放大倍数、单位增益带宽和相位裕度的影响。
在运算放大器的电路结构图中，M1、M2、M3、M4、M5构成PMOS对管作为差分输入对，NMOS电流镜作为输入对管负载，PMOS管M5作为尾电流源的标准基本差分运算放大器；M6、M7构成以PMOS管作为负载的NMOS共源放大器；M14（工作在线性区）和电容Cc 构成运算放大器的第一级和第二级放大器之间的补偿网络；M9~M13以及R1组成运算放大器的偏置电路。
运算放大器的设计指标如表1.其设计流程是：首先根据技术指标，手工估算电路中各晶体管的宽长比；然后在对其进行仿真；通过反复的仿真和修改各个晶体管的参数，进行电路参数的优化，最终达到设计要求的性能指标。
图1两级CMOS 基本差分运算放大器2. 运算放大器的手工计算从该运放设计所采用的工艺模型mm0355v.l 中查得以下工艺参数： Kn=179.8μA/V 2 Vthn=0.55V Kp=-63.8μA/V 2 |Vthp|=0.73V1）通过压摆率SR 求M5的漏极电流若米勒补偿电容Cc=2pF ，因为SR=I D5/Cc 。
要求SR>10V/μS ，假设SR=100V/μS,ID5为M5的漏极电流，则：ID5=SR×Cc=100 V/μS×2E -12=200μA 。
由于流过M5的电流为200μA ，则流过M1、M2、M3和M4的电流为200μA/2=100μA 。
2）通过MOS 管的饱和区和线性区的临界过驱动电压求M5的W/L 宽长比因为M5工作在饱和区，则V DS5≥(V GS5-|Vthp|),在线性区和饱和区的交界处P 2P 1P 3的临界过驱动电压V eff5=V DS5= V GS5-|Vthp|,则：2555)(2eff p DS V LW K I = 25552eff p D V K I L W =⎪⎭⎫⎝⎛ 若共模输出电压的最大值的要求为2.1V 。
小信号放大电路分析(完整电子教案加教学资源)
小信号放大电路分析（完整电子教案加教学资源）【项目描述】在电子线路中，晶体管不仅实现直流开关、直流信号放大，还能实现交流小信号的放大。
例如在收音机电子线路中，要把微弱的小信号放大成驱动扬声器工作的大电压、大电流信号，就需要小信号放大电路。
本项目利用BJT三极管的放大电路实现多级放大电路的设计。
电路如下图4.1所示，主要由信号输入级、信号放大级、信号输出级组成。
图4.1 小信号放大电路【知识目标】(1) 掌握发射极放电电路的组成，掌握各个元器件的租用；掌握电路的静态和动态分析方法；掌握微变等效电路的绘制；掌握分压偏置电路的工作原理。
(2) 掌握多级耦合放大电路的工作原理及静态、动态电路分析。
(3) 掌握共集电极放大电路的静态、动态电路分析。
(4) 掌握共基极放大电路的静态、动态电路分析。
【能力目标】(1) 能完成共发射极放大电路静态和动态分析。
(2) 能完成共集电极、共基极放大电路分析及电路设计。
(3) 能完成小信号放大电路的输入、输出、中间放大电路的设计与分析。
任务4.1共发射极放大电路分析课件项目仿真资源互动动画资源【任务引领】在小信号放大电路中，为了实现交流小信号的电压放大，经常会采用共发射极放大电路。
下图4.2为一个分压偏置大电路，当调整R C阻值是可以获取不同的电压放大倍数。
同时调整RB电阻时，也会影响小信号的输出。
本任务要求根据交流信号放大能力，对共发射极放大电流的基极电阻、集电极电阻及相关参数进行设计。
Q1RB1100kΩRC 5kΩVCC 5V C11uF C21uFRL20kΩV11mVrms 1000 Hz 0°RB2100kΩRe 2kΩ512VCC 34+C e(a)电路 (b)电路运行动画图4.2 分压偏置放大电路【知识目标】1．掌握共发射极放大电路的结构及放大原理； 2．掌握共射极放大电路静态分析和动态分析方法；3. 掌握共发射极放大电路电压放大倍数、输入电阻、输出电阻分析、计算方法；4.掌握分压偏置电路工作原理及分析方法。
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115/131 例题1：两级放大电路参数如图所示。
已知三极管的参数为:hfe1= hfe2 =hfe=100; UBE1=UBE2=0.7V。 要求（1）计算静态工作点（2）计算电压增益
116/131 解：
判断： hfe=100，满足 (1+β)Re>> Rb1//Rb2
（1）求静态工作点
RC2
+ RL uo
-
Ri1
E1
E2
Ri2
Ro
输入信号源
第一级放大电路
第二级放大电路
负载
120/131
B1
C1
B2
C2
RS
+ us
+
ib1
Rb1//Rb2
ui
h ie1
h fe1ib1
RC1
+ ib2 uo1 h ie2
-
-
-
h fe2ib2
RC2
+ RL uo
-
Ri1
E1
E2
Ri2
Ro
输入信号源
总电压增益：AU AU1 AU2 8955
制作单位：北京交通大学电子信息工程学院 《模拟电子技术》课程组
第一级放大电路
第二级放大电路
负载
第一级电压增益：
AU1 =
uo1 = ui
hfe1(
RC1 // hie1
Ri2
)
100 ( 5.1 // 2.8 ) 58.3 3.1
式 中 Ri2 hie2
第二级电压增益：
AU2 =
uo uo1
=
hfe2 (
RC2 // hi e 2
RL
)
100 4.3 153.6 2.8
UB1= Ec ·Rb2 / (Rb1+Rb2)
IEQ1=(UB1 －UBE1)/ Re1
B1
B2
ICQ1 IEQ1 = 0.93mA
IBQ= ICQ1 / hfe =9.3A
UC1 UB2 Ec ICQ1 Rc1 12 0.93 5.1 7.26V
UCEQ1=Ec－ICQ1Rc1－IE1Re1 Ec －ICQ1(Rc1+Re1)=4.7V
UC2 ICQ2 Rc2 1.04 4.3=4.47V,
UCEQ2 UC2 UE2 =4.47-7.96=-3.45V
118/131
（2）求电压增益
三极管的输入电阻:
hie1 =rbb'
(1 hfe )
26(mV) I EQ1 (mA)
300 101
26 0.93
3.1k
hie2 =rbb'
(1 hfe )
26(mV) IEQ2 (mA)
300 101 26 1.04
2.8k
119/131 方法一 （用输入电阻法求电压增益）
低频小信号等效电路
B1
C1
B2
C2
RS
+ us
+
ib1
Rb1//Rb2
ui
h ie1
h fe1ib1
RC1
+ ib2 uo1 h ie2
-
-
-
h fe2ib2
117/13U1E 2 U B 2 U B E 2 7 . 2 6 0 . 7 7 . 9 6 V
IEQ2 ICQ2 (EC UE2 ) / Re2 (12 7.96) / 3.9 4.04 / 3.9 1.04 mA
mA 10.4μA 100