中北大学模拟电子课件3章 多级放大电路和集成电路运算放大器
合集下载
模拟电子技术基础及实验 第3章 多级放大-65页PPT精品文档
18.11.2019
复合管
特点：
1. β值增大。 2. rbe发生变化。
ic=ic1+ic2 =β1ib1+β2ie1
＝ iiC B=(2 (β.13 6+ -β1 4 02.5 +0 )m βA 1)β2 A4 0
=β1ib1+β2ib2
β≈β1β2
=β1ib1+β2(1+β1)ib1 =(β1+β2+β1β2)ib1
18.11.2019
U E U 2 B U 2 B E 7 . 2 2 0 . 7 7 . 9 V
I E I 2 C ( U 2 C U C E ) /R 2 e 2 ( 1 7 .9 2 ) /3 .9 1 .0m 4 A U C 2 I C R c 2 21 .0 4 4 .3 4 .4V 7
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 工作温度：-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、HRS4TS-DC24V
Re1 2 .7 k Ce1
+V
Re2
3 .9 k
CC
Ce2 (+1 2V )
T2
+
+Leabharlann Rc2 4 .3 k uo
+
U C U B 1 V c 2 c I C R c 1 1 1 0 . 9 2 5 . 1 9 7 . 2 V
模拟电路第三章3 多级大电路-PPT课件
3-11 多级放大电路及耦合方式
功放级 输 入
第一级 放大电路 第二级
… 第 n-1 级
第n级
输 出
耦合：即信号的传送。 耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合。
多级放大电路对耦合电路要求：
1. 静态：保证各级Q点设置
2. 动态: 传送信号。
要求：波形不 失真，减少压 降损失。
(4-1)
3.11.1
82k
10k
T2 C3 RL 10k CE
C1
RS 20k
求： A 、 R 、 R vs i o
T1
RE1
i
u
R3 43k
RE2 8k
u
o
u
ห้องสมุดไป่ตู้
27k
S
前级
后级
(4-9)
性能分析
1. 静态: Q点同单级。
2. 动态性能:
+UCC 1M C1 C2 R2 82k
关键:考虑级间影响。 R1
RC2 10k
T2
ri 2
ro
(4-12)
1. Ri = Ri1 = R1 //[ rbe1 +（ +1)RL1']
其中: RL1= RE1// ri2 = RE1// R2 // R3 // rbe1=RE1//RL1 = RE1//ri2= 27 // 1.7 1.7k
Ri =1000//(2.9+51×1.7) 82k
(+24V) C3 RL 10k CE
方法:
RS 20k u
i
T1
RE1 R3 43k
ui2
ri2 = RL1
RE2 8k
u
功放级 输 入
第一级 放大电路 第二级
… 第 n-1 级
第n级
输 出
耦合：即信号的传送。 耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合。
多级放大电路对耦合电路要求：
1. 静态：保证各级Q点设置
2. 动态: 传送信号。
要求：波形不 失真，减少压 降损失。
(4-1)
3.11.1
82k
10k
T2 C3 RL 10k CE
C1
RS 20k
求： A 、 R 、 R vs i o
T1
RE1
i
u
R3 43k
RE2 8k
u
o
u
ห้องสมุดไป่ตู้
27k
S
前级
后级
(4-9)
性能分析
1. 静态: Q点同单级。
2. 动态性能:
+UCC 1M C1 C2 R2 82k
关键:考虑级间影响。 R1
RC2 10k
T2
ri 2
ro
(4-12)
1. Ri = Ri1 = R1 //[ rbe1 +（ +1)RL1']
其中: RL1= RE1// ri2 = RE1// R2 // R3 // rbe1=RE1//RL1 = RE1//ri2= 27 // 1.7 1.7k
Ri =1000//(2.9+51×1.7) 82k
(+24V) C3 RL 10k CE
方法:
RS 20k u
i
T1
RE1 R3 43k
ui2
ri2 = RL1
RE2 8k
u
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
3-多级放大电路和集成电路运算放大器
3）零点漂移的严重性及其抑制方法 如果零点漂移的大小足以和输出的有用信号相比拟，就 无法正确地将两者加以区分。因此，为了使放大电路能 正常工作，必须有效地抑制零点漂移。
模 拟电子技术
注意：为什么只对直接耦合多级放大电路 提出这一问题呢？原来温度的变化和零点 漂移都是随时间缓慢变化的，如果放大电 路各级之间采用阻容耦合，这种缓慢变化 的信号不会逐级传递和放大，问题不会很 严重。但是，对直接耦合多级放大电路来 说，输入级的零点漂移会逐级放大，在输 出端造成严重的影响。特别时当温度变化 较大，放大电路级数多时，造成的影响尤 为严重。
_
ri 2
模 拟电子技术
由微变等效电路可知，放大电路的输入电阻 ri 等 于第一级的输入电阻ri1。第一级是射极输出器，它 的输入电阻ri1与负载有关，而射极输出器的负载即 是第二级输入电阻 ri2。
模 拟电子技术
Ib1
Ic1
Ib2
Ic2
+
rbe1
.
Ui
RB1
+
.
_
RE1 U_o1
+ rbe2
RB 1 RB 2
RC2
RE 2
.
Uo
_
r rbe2
200
(1
)
26 IE
200
i 2 26 51
0 .96
Ω
1 .58kΩ
ri2 RB 1 // RB 2 // rbe2 (1 )RE2 14 kΩ
RL 1
RE1
//
ri2
27 14 27 14
+24V
+
. Ui
模 拟电子技术
注意：为什么只对直接耦合多级放大电路 提出这一问题呢？原来温度的变化和零点 漂移都是随时间缓慢变化的，如果放大电 路各级之间采用阻容耦合，这种缓慢变化 的信号不会逐级传递和放大，问题不会很 严重。但是，对直接耦合多级放大电路来 说，输入级的零点漂移会逐级放大，在输 出端造成严重的影响。特别时当温度变化 较大，放大电路级数多时，造成的影响尤 为严重。
_
ri 2
模 拟电子技术
由微变等效电路可知，放大电路的输入电阻 ri 等 于第一级的输入电阻ri1。第一级是射极输出器，它 的输入电阻ri1与负载有关，而射极输出器的负载即 是第二级输入电阻 ri2。
模 拟电子技术
Ib1
Ic1
Ib2
Ic2
+
rbe1
.
Ui
RB1
+
.
_
RE1 U_o1
+ rbe2
RB 1 RB 2
RC2
RE 2
.
Uo
_
r rbe2
200
(1
)
26 IE
200
i 2 26 51
0 .96
Ω
1 .58kΩ
ri2 RB 1 // RB 2 // rbe2 (1 )RE2 14 kΩ
RL 1
RE1
//
ri2
27 14 27 14
+24V
+
. Ui
多级放大电路及集成运算放大器
上题用分贝可表示为 输入电阻、输出电阻
1.共集－共射极组合电路
如图3.7所示，电路增益主要由共射极电路提供，共集电极电路主要用来提高输入电阻。 输入电阻
3.1.3组合放大电路
根据前面分析：三种基本组态电路的性能各有特点，根据三种组态电路不同的特点，将其中任意两种组态相组合，可以构成不同的放大电路，使其更适合实际电路的需要。下面介绍几种常见的组合放大电路。
变压器耦合 变压器耦合是利用变压器将前级的输出端与后级的输入端连接起来，这种耦合方式称为变压器耦合，如图3.3所示。将V1的输出信号经过变压器T1送到V2的基极和发射极之间。V2的输出信号经T2耦合到负载RL上。Rb11、Rb12和Rb21、Rb22分别为V1管和V2管的偏置电阻，Cb2是Rb21和Rb22的旁路电容，用于防止信号被偏置电阻所衰减。
高频区放大倍数的下降原因是由于三极管结电容和杂散电容的容抗随频率增加而减小所引起。结电容通常为几十到几百皮法，杂散电容也不大，因而频率不高时可视为开路。在高频时输入的电流被分流，使得IC减小，输出电压降低，导致高频区电压增益下降，如图3.10所示。
图3.10 高频通路
通频带 把放大倍数Aum下降到 时对应的频率称为下限频率fL和上限频率fH，夹在上限频率和下限频率之间的频率范围称为通频带fBW。
幅频特性 共射极放大电路的幅频特性如图3.9所示。从幅频特性曲线上可以看出，在一个较宽的频率范围内，曲线平坦，这个频率范围称为中频区。在中频区之外的低频区和高频区，放大倍数都要下降。 引起低频区放大倍数下降的原因是由于耦合电容C1、C2及Ce的容抗随频率下降而增大所引起。
图3.9共射极放大电路的幅频特性 电路； (b)幅频特性
共模抑制比
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。您的内容已经简明扼要，字字珠玑，但信息却千丝万缕、错综复杂，需要用更多的文字来表述；但请您尽可能提炼思想的精髓，否则容易造成观者的阅读压力，适得其反。正如我们都希望改变世界，希望给别人带去光明，但更多时候我们只需要播下一颗种子，自然有微风吹拂，雨露滋养。恰如其分地表达观点，往往事半功倍。当您的内容到达这个限度时，或许已经不纯粹作用于演示，极大可能运用于阅读领域；无论是传播观点、知识分享还是汇报工作，内容的详尽固然重要，但请一定注意信息框架的清晰，这样才能使内容层次分明，页面简洁易读。如果您的内容确实非常重要又难以精简，也请使用分段处理，对内容进行简单的梳理和提炼，这样会使逻辑框架相对清晰。
1.共集－共射极组合电路
如图3.7所示，电路增益主要由共射极电路提供，共集电极电路主要用来提高输入电阻。 输入电阻
3.1.3组合放大电路
根据前面分析：三种基本组态电路的性能各有特点，根据三种组态电路不同的特点，将其中任意两种组态相组合，可以构成不同的放大电路，使其更适合实际电路的需要。下面介绍几种常见的组合放大电路。
变压器耦合 变压器耦合是利用变压器将前级的输出端与后级的输入端连接起来，这种耦合方式称为变压器耦合，如图3.3所示。将V1的输出信号经过变压器T1送到V2的基极和发射极之间。V2的输出信号经T2耦合到负载RL上。Rb11、Rb12和Rb21、Rb22分别为V1管和V2管的偏置电阻，Cb2是Rb21和Rb22的旁路电容，用于防止信号被偏置电阻所衰减。
高频区放大倍数的下降原因是由于三极管结电容和杂散电容的容抗随频率增加而减小所引起。结电容通常为几十到几百皮法，杂散电容也不大，因而频率不高时可视为开路。在高频时输入的电流被分流，使得IC减小，输出电压降低，导致高频区电压增益下降，如图3.10所示。
图3.10 高频通路
通频带 把放大倍数Aum下降到 时对应的频率称为下限频率fL和上限频率fH，夹在上限频率和下限频率之间的频率范围称为通频带fBW。
幅频特性 共射极放大电路的幅频特性如图3.9所示。从幅频特性曲线上可以看出，在一个较宽的频率范围内，曲线平坦，这个频率范围称为中频区。在中频区之外的低频区和高频区，放大倍数都要下降。 引起低频区放大倍数下降的原因是由于耦合电容C1、C2及Ce的容抗随频率下降而增大所引起。
图3.9共射极放大电路的幅频特性 电路； (b)幅频特性
共模抑制比
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。您的内容已经简明扼要，字字珠玑，但信息却千丝万缕、错综复杂，需要用更多的文字来表述；但请您尽可能提炼思想的精髓，否则容易造成观者的阅读压力，适得其反。正如我们都希望改变世界，希望给别人带去光明，但更多时候我们只需要播下一颗种子，自然有微风吹拂，雨露滋养。恰如其分地表达观点，往往事半功倍。当您的内容到达这个限度时，或许已经不纯粹作用于演示，极大可能运用于阅读领域；无论是传播观点、知识分享还是汇报工作，内容的详尽固然重要，但请一定注意信息框架的清晰，这样才能使内容层次分明，页面简洁易读。如果您的内容确实非常重要又难以精简，也请使用分段处理，对内容进行简单的梳理和提炼，这样会使逻辑框架相对清晰。
模电课件-第三章多级放大电路
T2
IB
IE RE
IB
U EE U BE
RB 2(1 )RE
–UEE
+UCC
RB
IB
ui2
IC1= IC2= IC= IB
UE1= UE2 =－IBRB－UBE
UC1= UC2= UCC－ICRC UCE1= UCE2 = UC1－UE1
三、 动态分析
输入信号分类 (1)差模输入
ui1 = -ui2= ud
单端
输出端 双端 接法 单端
四种组合
前面所讲的是双端输入双端输出电路
双端输入单端输出电路
单端输入双端输出电路
单端输入单端输出电路
恒流源式差放电路
电路结构:
RC ic1 uoic2 RC
RB T1
T2
ui1 R ib1
E
+UCC RB ib2 R ui2
IC3
R1
T3
为什么要改进原
R3
R2
有的差动放大电
第三章 多级放大电路
§3.1 多级放大电路的耦合方式 §3.2 多级放大电路的动态分析 §3.3 直接耦合放大电路
§3.1 多级放大电路的耦合方式
输
第一级
入
放大电路
第二级 放大电路
……
输
第n级
出
放大电路
第 n-1 级 放大电路
单级——多级，必然存在耦合 耦合：即信号的传送。
功放级
耦合方式：级与级之间的连接方式。
差模信号通路
ui1
RC ic1 uoic2 RC
RB R ib1
T1
uod1 uod2
T2
RB ib2 R
ui2
集成运算放大器(模拟电子)技术基础知识教育学习课件PPT65页
中间级 — 多采用有源负载的共射、 共源放大器 。 要求： 高增益
输出级 — 由源极或射极跟随器组成， 提供一定的电压和电流变化。 要求: 零输入时零输出、低输出抗阻、高效 率 偏置电路、有源负载 — 由恒流源组成 另外还有：
电平位移电路 — 使输入端对地电压为零时 输出对地电压也为零
§1.2 电流源电路
§1.2 电流源电路
上述电路可推广得到多路电流源
IC2
IC3
IC4
1(1
1(1
5)
5)
4
I
r
参考电流 Ir = (Ucc-2Ube) / Rr
§1.2 电流源电路
三.比例电流源
——若要IO≠IR，但与 IR成一定比例时 可采用此电路
IC2
R1 R2
Ir
其中
Ir
UCC U BE1 Rr R1
§1.3 输入级 －差动放大电路
此时流过T1管的电流：iC1=IC1+IC 流过T2管的电流：iC2=IC2-IC
则 流过REE的电流不变，仍为静态电流IEE, 静态电压为REEIEE而不产生差模信号电压。
所以，对差模信号而言，REE可视为短路 又: 在差模输入时，两管输出端电位一端升
另一端降。且，升的量等于降的量 所以，双端输出时, RL的中点电位为
① 作为偏置 为各级提供稳定的直流偏置 ② 作为有源负载 用于提高放大器的增益
一.晶体管电流源电路
从晶体管的输出特性看，当IB一定，VCE有较 大变化时，IC几乎不变,但晶体管须工作在放大区
1.静态工作点的求法
§1.2 电流源电路
2.T的等效输出电阻
Ro rce(1
R3 )
rbe RB R3
输出级 — 由源极或射极跟随器组成， 提供一定的电压和电流变化。 要求: 零输入时零输出、低输出抗阻、高效 率 偏置电路、有源负载 — 由恒流源组成 另外还有：
电平位移电路 — 使输入端对地电压为零时 输出对地电压也为零
§1.2 电流源电路
§1.2 电流源电路
上述电路可推广得到多路电流源
IC2
IC3
IC4
1(1
1(1
5)
5)
4
I
r
参考电流 Ir = (Ucc-2Ube) / Rr
§1.2 电流源电路
三.比例电流源
——若要IO≠IR，但与 IR成一定比例时 可采用此电路
IC2
R1 R2
Ir
其中
Ir
UCC U BE1 Rr R1
§1.3 输入级 －差动放大电路
此时流过T1管的电流：iC1=IC1+IC 流过T2管的电流：iC2=IC2-IC
则 流过REE的电流不变，仍为静态电流IEE, 静态电压为REEIEE而不产生差模信号电压。
所以，对差模信号而言，REE可视为短路 又: 在差模输入时，两管输出端电位一端升
另一端降。且，升的量等于降的量 所以，双端输出时, RL的中点电位为
① 作为偏置 为各级提供稳定的直流偏置 ② 作为有源负载 用于提高放大器的增益
一.晶体管电流源电路
从晶体管的输出特性看，当IB一定，VCE有较 大变化时，IC几乎不变,但晶体管须工作在放大区
1.静态工作点的求法
§1.2 电流源电路
2.T的等效输出电阻
Ro rce(1
R3 )
rbe RB R3
2019年多级放大电路和集成ppt课件.ppt
• 实际上，单级放大电路中也存在电路与信号源以及负载之 间的耦合问题。
模 拟电子技术
3.1.1 级间耦合问题
极间耦合形式：
阻容 耦合 A1
变压
器 耦合
A1
各级 “Q” 独立，只放大交
A2
流
信号，信号频率低时耦合电
容容抗大。
A2
用于选频放大器、 功率放大器等。
直接 耦合 A1
电路简单，能放大交、直流
模 拟电子技术
第 三章
多级放大电路和集成 电路运算放大器
3.1 多级放大电路 3.2 差分放大电路 3.3 集成电路运算放大器
小结
模 拟电子技术
3.1 多级放大电路
引言 3.1.1 级间耦合问题 3.1.2 多级放大电路的分析
模 拟电子技术
引言
• 为什么要多级放大？在第2章，我们主要研究了由一个 晶体管组成基本放大电路，它们的电压放大倍数一般只有 几十倍。但是在实际应用中，往往需要放大非常微弱的信 号，上述的放大倍数是远远不够的。为了获得更高的电压 放大倍数，可以把多个基本放大电路连接起来，组成“多 级放大电路”。其中每一个基本放大电路叫做一“级”， 而级与级之间的连接方式则叫做“耦合方式”。
ro ro2 RC2 10 kΩ
模 拟电子技术
例 3: 1 = 60, 2 = 100; rbe1= 2 k, rbe2 = 2.2 k。
求 Au, Ri, Ro。
模 拟电子技术
[解] Ri2 = R6 // R7 // rbe2
RL1 = R3 // Ri2
Au1
rbe1
（1）求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数。 （2）求放大电路的输入电阻和输出电阻
模 拟电子技术
3.1.1 级间耦合问题
极间耦合形式：
阻容 耦合 A1
变压
器 耦合
A1
各级 “Q” 独立，只放大交
A2
流
信号，信号频率低时耦合电
容容抗大。
A2
用于选频放大器、 功率放大器等。
直接 耦合 A1
电路简单，能放大交、直流
模 拟电子技术
第 三章
多级放大电路和集成 电路运算放大器
3.1 多级放大电路 3.2 差分放大电路 3.3 集成电路运算放大器
小结
模 拟电子技术
3.1 多级放大电路
引言 3.1.1 级间耦合问题 3.1.2 多级放大电路的分析
模 拟电子技术
引言
• 为什么要多级放大？在第2章，我们主要研究了由一个 晶体管组成基本放大电路，它们的电压放大倍数一般只有 几十倍。但是在实际应用中，往往需要放大非常微弱的信 号，上述的放大倍数是远远不够的。为了获得更高的电压 放大倍数，可以把多个基本放大电路连接起来，组成“多 级放大电路”。其中每一个基本放大电路叫做一“级”， 而级与级之间的连接方式则叫做“耦合方式”。
ro ro2 RC2 10 kΩ
模 拟电子技术
例 3: 1 = 60, 2 = 100; rbe1= 2 k, rbe2 = 2.2 k。
求 Au, Ri, Ro。
模 拟电子技术
[解] Ri2 = R6 // R7 // rbe2
RL1 = R3 // Ri2
Au1
rbe1
（1）求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数。 （2）求放大电路的输入电阻和输出电阻
多级放大电路和运算放大器PPT课件
第19页/共46页
集成运放的使用常识
1、集成电路器件命名
1) 国标 GB-3430-82 对集成电路的规定
第一部分 第二部分
字母
字母
符号国标 器件类型
符 号
意符 义号
意义
第三部分 第四部分
数字 系列品种
字母 工作条件
符 号
意义
第五部分
字母 封装
符 号
意义
T TTL
C 中 H HTL
国 E ECL
制 造
第10页/共46页
集成运算放大电路概述
1. 集成电路与集成运算放大器 集成电路是利用半导体制造工艺，将整个电路所含有的元器件及相互连接导 线全部制作在一块半导体基片上，封装在管壳内，能完成特定功能的电路块。
集成电路按其功能可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。模拟集成电 路品种繁多，主要分为集成运算放大器、集成功率放大器和集成稳压器等，其 中应用最为广泛的是集成运算放大器。
运算放大器工作在线性区时，通常要引入 深度负反馈。所以，它的输出电压和输入电压 的关系基本决定于反馈电路和输入电路的结构 和参数，而与运算放大器本身的参数关系不大。 改变输入电路和反馈电路的结构形式，就可以 实现不同的运算。
第24页/共46页
12..1反相比比例例运运算算
（2）电压放大倍数
（1）电路组成 if RF
10
－UCC
6
9
NC 7
8
14PIN DIP
NC NC NC ＋UCC Uo 调零＋
NC
集成运放外形结构示意图
第16页/共46页
运算放大器外形图
第17页/共46页
2．集成运放的电路符号
集成运放有两个输入端，N端称为反相输入端，用“－”表示，说明输入 信号由此端加入时，由它产生的输出信号与输入信号相位反相。P端称为同 相输入端，用“+”表示，说明输入信号由此端加入时，由它产生的输出信号 与输入信号相位相同。
集成运放的使用常识
1、集成电路器件命名
1) 国标 GB-3430-82 对集成电路的规定
第一部分 第二部分
字母
字母
符号国标 器件类型
符 号
意符 义号
意义
第三部分 第四部分
数字 系列品种
字母 工作条件
符 号
意义
第五部分
字母 封装
符 号
意义
T TTL
C 中 H HTL
国 E ECL
制 造
第10页/共46页
集成运算放大电路概述
1. 集成电路与集成运算放大器 集成电路是利用半导体制造工艺，将整个电路所含有的元器件及相互连接导 线全部制作在一块半导体基片上，封装在管壳内，能完成特定功能的电路块。
集成电路按其功能可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。模拟集成电 路品种繁多，主要分为集成运算放大器、集成功率放大器和集成稳压器等，其 中应用最为广泛的是集成运算放大器。
运算放大器工作在线性区时，通常要引入 深度负反馈。所以，它的输出电压和输入电压 的关系基本决定于反馈电路和输入电路的结构 和参数，而与运算放大器本身的参数关系不大。 改变输入电路和反馈电路的结构形式，就可以 实现不同的运算。
第24页/共46页
12..1反相比比例例运运算算
（2）电压放大倍数
（1）电路组成 if RF
10
－UCC
6
9
NC 7
8
14PIN DIP
NC NC NC ＋UCC Uo 调零＋
NC
集成运放外形结构示意图
第16页/共46页
运算放大器外形图
第17页/共46页
2．集成运放的电路符号
集成运放有两个输入端，N端称为反相输入端，用“－”表示，说明输入 信号由此端加入时，由它产生的输出信号与输入信号相位反相。P端称为同 相输入端，用“+”表示，说明输入信号由此端加入时，由它产生的输出信号 与输入信号相位相同。
章 多级放大电路和集成电路运算放大器
子； b.两个输入端，
两个输出端； c.元件参数对称；
模 拟电子技术 2、抑制零漂的工作原理
原理：静态时，输入信号为零，即将输入端①和
②短接。由于两管特性相同，所以当温度或其他外界条 件发生变化时，两管的集电极电流ICQ1和ICQ2的变化规 律始终相同，结果使两管的集电极电位UCQ1、UCQ2始 终相等，从而使UOQ=UCQ1-UCQ2≡0，因此消除了零点漂 移。
（1）差模输入方式
Ui1=Uid，Ui2=Uid
差模输入信号为Ui1 － Ui2=2 Uid
若Ui1的瞬时极性与参考 极性一致，则Ui2的瞬时 极性与参考极性相反。
则有：
差模输入方式
ui1↑→ib1 ↑ →ic1 ↑ →uc1↓ ui2 ↓ →ib2 ↓ →ic2 ↓ →uc2 ↑ 输出电压uO= uC1 － uC2≠0，而是出 现了信号，记为Uod。
模 拟电子技术 为了解决第一个问题：可以采用如下的办法。
RB1 RC1 RC2
ui T1
UCE1 T2 RE2
uo
（a）
(a) 加入电阻RE2
模 拟电子技术
RB1
i
u
RC1
R
T1 Uz
RC2 T2
Dz
（b）在T2的发射极加入稳压管
+VCC
uo
模 拟电子技术
为了解决第二个问题：可以在电路中采用不同类型 的管子，即NPN和PNP管配合使用，如下图所示。
因此总是分别求电路的差模电压放大倍数和共模电 压放大倍数。
模 拟电子技术 1、差模电压放大倍数
关键在于画出差模信号作用下，半电路的交流通路和微变 等效电路。
A、对差模信号，若一管的射极电流增大△I， 则另一管的射极电流必然减小△I，因而流过 射极电阻RE的总电流不变，即RW的滑动端 C点的电位恒定，相当于交流接地。 B、负载RL中点电位为交流地电位。
两个输出端； c.元件参数对称；
模 拟电子技术 2、抑制零漂的工作原理
原理：静态时，输入信号为零，即将输入端①和
②短接。由于两管特性相同，所以当温度或其他外界条 件发生变化时，两管的集电极电流ICQ1和ICQ2的变化规 律始终相同，结果使两管的集电极电位UCQ1、UCQ2始 终相等，从而使UOQ=UCQ1-UCQ2≡0，因此消除了零点漂 移。
（1）差模输入方式
Ui1=Uid，Ui2=Uid
差模输入信号为Ui1 － Ui2=2 Uid
若Ui1的瞬时极性与参考 极性一致，则Ui2的瞬时 极性与参考极性相反。
则有：
差模输入方式
ui1↑→ib1 ↑ →ic1 ↑ →uc1↓ ui2 ↓ →ib2 ↓ →ic2 ↓ →uc2 ↑ 输出电压uO= uC1 － uC2≠0，而是出 现了信号，记为Uod。
模 拟电子技术 为了解决第一个问题：可以采用如下的办法。
RB1 RC1 RC2
ui T1
UCE1 T2 RE2
uo
（a）
(a) 加入电阻RE2
模 拟电子技术
RB1
i
u
RC1
R
T1 Uz
RC2 T2
Dz
（b）在T2的发射极加入稳压管
+VCC
uo
模 拟电子技术
为了解决第二个问题：可以在电路中采用不同类型 的管子，即NPN和PNP管配合使用，如下图所示。
因此总是分别求电路的差模电压放大倍数和共模电 压放大倍数。
模 拟电子技术 1、差模电压放大倍数
关键在于画出差模信号作用下，半电路的交流通路和微变 等效电路。
A、对差模信号，若一管的射极电流增大△I， 则另一管的射极电流必然减小△I，因而流过 射极电阻RE的总电流不变，即RW的滑动端 C点的电位恒定，相当于交流接地。 B、负载RL中点电位为交流地电位。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
A1
A2
A1
A2
模
拟
电
子
技
术
1、阻容耦合
阻容耦合是通过电容器将后级电路与前级相连接，其方
框图所示。
阻容耦合放大电路的方框图
模
拟
电
子
技
术
单级阻容耦合放大电路
两极阻容耦合放大电路
模
拟
电
子
技
术
优点：
1）各级的直流工作点相互独立。由于电容器隔直流而
通交流，所以它们的直流通路相互隔离、相互独立的，
这样就给设计、调试和分析带来很大方便。 2）在传输过程中，交流信号损失少。只要耦合电容选得 足够大，则较低频率的信号也能由前级几乎不衰减地 加到后 级，实现逐级放大。 3）电路的温漂小。 4）体积小，成本低。
+24V
RB1 1M C1 + T1
RB 1 RC2 10k 82k
C3 + T2 +
+
. Ui
C2 +
–
RE1 27k
RE1 510 RB 2 RE2 43k 7.5k
+ CE
Uo
–
.
模
拟
电
子
技
术
解:
两级放大电路的静态值可分别计算。
+24V RB1 1M C1 + T1 RE1 27k RC2 82k 10k
I E1 ( 1 ) I B1 (1 50) 0 . 0098 mA 0 . 49 mA
U CE U CC I E1 R E1 24 0 . 49 27 V 10 . 77 V
模
拟
电
子
技
术
第二级是分压式偏置电路
V B2 U CC R B1 R B2
模
拟
电
子
技
术
注意：为什么只对直接耦合多级放大电路 提出这一问题呢？原来温度的变化和零点 漂移都是随时间缓慢变化的，如果放大电 路各级之间采用阻容耦合，这种缓慢变化 的信号不会逐级传递和放大，问题不会很 严重。但是，对直接耦合多级放大电路来 说，输入级的零点漂移会逐级放大，在输 出端造成严重的影响。特别时当温度变化 较大，放大电路级数多时，造成的影响尤 为严重。
3）变压器在传送交流信号的同时，可以实现电流、 电压以及阻抗变换。 缺点： 1）高频和低频性能都很差； 2）体积大，成本高，无法集成。
模
拟
电
子
技
术
3 直接耦合 （1）直接耦合的具体形式
存在两个问题： 1）第一级的静态工作 2）由于采用同种类型的管 点已接近饱和区。 子，级数不能太多。
直接耦合和两级放大电路
模
拟
电
子
技
术
（2）输入和输出电阻的计算
多级放大电路的输入电阻为第一级放大电路的输入电阻。
多级放大电路的输出电阻为最后一级放大电路的输出电阻。
模
拟
电
子
技
术
例:2
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。
（1）求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数。 （2）求放大电路的输入电阻和输出电阻
RB1 1M C1 + T1 RE1 27k
C3 +
T2 +
.
C2 +
RB 2
RE1 510
Uo
–
–
43k 7.5k
RE2
+ CE
U CE2 U CC I C2 ( R C2 R E2 R E2 ) 24 0 . 96 ( 10 0 . 51 7 . 5 )V 6 . 71 V
+ VCC
RB1
RC1
T1
RE2
T2
ui
RC2
利用NPN型管和PNP型管进行电平移动
uo
模
拟
电
子
技
术
（2）直接耦合放大电路的优缺点 优点： （1）电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。 由于级间是直接耦合，所以电路可以放大缓慢 变化的信号和直流信号。 （2）便于集成。由于电路中只有晶体管和电阻， 没有电容器和电感器，因此便于集成。 缺点： （1）各级的静态工作点不独立，相互影响。会给设计、 计算和调试带来不便。 （2）引入了零点漂移问题。零点漂移对直接耦合放大 电路的影响比较严重。
模
拟
电
子
技
术
抑制零点漂移的方法：
1）采用恒温措施，使晶体管工作温度稳定。需要恒温室 或槽，因此设备复杂，成本高。 2）采用温度补偿法。就是在电路中用热敏元件或二极 管（或晶体管的发射结）来与工作管的温度特性互相补 偿。最有效的方法是设计特殊形式的放大电路，用特性 相同的两个管子来提供输出，使它们的零点漂移相互抵 消。这就是“差动放大电路”的设计思想。 3）采用直流负反馈稳定静态工作点。 4）各级之间采用阻容耦合。
模
拟
电
子
技
术
I b1
I c1
Ib2
Ic2
+
. Ui
rbe1
rbe2 +
U o1 _
.
+
RB1
RE1
_
RB 1 RB 2
RC2
RE 2
Uo
.
_
第二级放大电路为共发射极放大电路
Au 2 － RC2 rbe2 ( 1 2 ) R E 2 － 50 10 1 . 79 (1 50) 0 . 51 18
U B2 － U BE2 R E2 R E2
R B2
24 82 43
43V 8 . 26 V
I C2
8 . 26 0 . 6 0 . 51 7 . 5
mA 0 . 96 mA
模
拟
电
子
技
术 +24V RC2 82k 10k
RB 1
. Ui
+
R L1 R E1 // ri2 27 14 27 14 k Ω 9 . 22 k Ω
模
拟
电
子
技
术
第 三章
多级放大电路和集成 电路运算放大器 3.1 多级放大电路 3.2 差分放大电路 3.3 集成电路运算放大器
小结
模
拟
电
子
技
术
3.1
引 3.1.1 言
多级放大电路
级间耦合问题
3.1.2 多级放大电路的分析
模
拟
电
子
技
术
引
•
言
为什么要多级放大？在第2章，我们主要研究了由一个 晶体管组成基本放大电路，它们的电压放大倍数一般只有 几十倍。但是在实际应用中，往往需要放大非常微弱的信 号，上述的放大倍数是远远不够的。为了获得更高的电压 放大倍数，可以把多个基本放大电路连接起来，组成“多 级放大电路”。其中每一个基本放大电路叫做一“级”， 而级与级之间的连接方式则叫做“耦合方式”。
RB 1
C3 +
&# 2
T2
RE1 510 RE2
+
–
43k 7.5k
+ CE
Uo
–
.
模
拟
电
子
技
术
第一级是射极输出器:
U CC U BE R B1 (1 β ) R E1 24 0.6 1000 (1 50) 27
I B1
mA 9 . 8μ A
+24V
+
. Ui
RB1 1M C1 + T1
RE1 27k
RB 1 RC2 82k 10k
C3 + T2
+
C2 +
RE1 510 RB 2 RE2 43k 7.5k
–
+ CE
Uo
–
.
模
拟
电
子
技
术
（1）求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数 I c1 Ib2 Ic2 I b1
模
拟
电
子
技
术
4）零点漂移大小的衡量 △uIdr= △uOdr/Au △T △uOdr是输出端的漂移电压； △T是温度的变化；
Au是电路的电压放大倍数； △uIdr就是温度每变化1℃折合到放大电路输入端的漂移电压。
模
拟
电
子
技
术
3.1.2多级放大电路的分析
1、静态工作点的分析
变压器耦合 阻容耦合
同第二章单级放大电路
模
拟
电
子
技
术
（3）直接耦合放大电路中的零点漂移问题 1）何谓零点漂移？ 2）产生零点漂移的原因 电阻，管子参数的变化，电源电压的波动。如果采用高精 度电阻并经经过老化处理和采 用高稳定度的电源，则晶 体管参数随温度的变化将成为产生零点漂移的主要原因。 3）零点漂移的严重性及其抑制方法
如果零点漂移的大小足以和输出的有用信号相比拟，就 无法正确地将两者加以区分。因此，为了使放大电路能 正常工作，必须有效地抑制零点漂移。
图4-5 变压器的等效电路
工作原理：
U1 U2
n,
I1 I2
1 n
R L
U1 I1
nU I2 n
2
n
2
U2 I2
n R
2
L
模
拟
电
子
技
术
优点： 1）变压器耦合多级放大电路前后级的静态 工作点是相互独立、互不影响的。因为变 压器不能传送直流信号。