主要内容： 1.场效应管放大器 2.多级放大器的偶合方式 3.组容耦合多级放大器 4.运算放大器电路基础 电工电子技术第十六讲2005.4.12 初步定于第八周日晚电工学期中考试，内容到第十六讲。请大家做好准备。预祝大家考出好成绩。 主要内容： 1.场效应管放大器 2.多级放大器的偶合方式 3.组容耦合多级放大器 4.运算放大器电路基础

3.3 共源极放大电路 3.3.1 静态分析 3.3.2 动态分析 返回

3.3.1 静态分析 uO ui UGS ∵ ID = IDSS (1- )2 VP 只适合于耗尽型场效应管 自给式偏置电路 + + 3.3.1 静态分析 +UDD 自给式偏置电路 RD C2 ∵ ID = IDSS (1- )2 UGS VP + D C1 + + G UGS=VG-VS= —ID×RS + S uO + ui RG RS vpIDSSRS已知，变量可求 CS － － 对满足方程的解的讨论（ID、UGS的工作范围） 只适合于耗尽型场效应管 翻页 上页 下页 返回

uO ui UGS ID = IDSS (1- )2 VP 第二章 分压式自偏置放大电路 若UGS< 0 ，适合于耗尽型 +UDD RD RG2 RS S G D C2 C1 CS RG3 RG1 ui + － uO ∵ UGS = —————UDD－RSID RG1 + RG2 RG2 ID = IDSS (1- )2 UGS VP 若UGS< 0 ，适合于耗尽型

3.3.2 动态分析 场效应管等效模型 iD id gmugS udS udS ugS ugS 翻页 上页 下页 返回 + + + + － + + G gmugS udS udS ugS + ugS － － S － S （a）实际MOS管 （b）MOS管简化的小信号模型 翻页 上页 下页 返回

动态参数计算 微变等效电路 RG RL RD S gmUgS ． Ii ID D G Ui RG2 UgS U0 + RG1 电压放大倍数 － RG1 动态参数计算 电压放大倍数 Au = — = ————————— = －gm（RD//RL） . Ui UO －gm（RD//RL） Ugs Ugs ． 输入电阻 ri = RG3 + （RG1//RG2） 输出电阻 令 Ugs=0 则 ID = 0， ∴ rO =RD .

3.4多级放大器 引言:多级放大器的耦合方式 1.组容耦合（不适用于集成）

2.变压器耦合（不适用于集成）

3.光电耦合（集成困难）

前、后级静态工作点的相互影响 u 4.直接耦合：频率特性好、便于集成 直接耦合存在问题 T 翻页 上页 下页 返回 +UCC R + 2 U B1 C1 u i o T 1 2 U CE1 +UCC E2 C2 － + 翻页 上页 下页 返回

u 直接耦合放大器的零点漂移 u t 差分放大电路能很好地抑制零点漂移。 当放大器的输入电压 ui = 0 时，其输出电压uO往往不为常数，称这种现象为放大器的零点漂移。 R B1 C1 u i o T 1 2 U CE1 +UCC E2 C2 － + 出现零点漂移的原因： 多级直接耦合放大器的放大倍数很高。输入级由于管子特性、参数随温度变化等因素引起输出电压很大的变化，从而导致整个放大器无法正常工作。 t u o 差分放大电路能很好地抑制零点漂移。

阻容耦合多级放大电路 uo us 第二级 第一级 以两级阻容耦合放大电路为例 VCC RB1 RC1 C1 C2 RS T1 RB2 RE 1 + CE us VCC RB3 RC2 C3 T2 RL uo 第一级 第二级

uo us 第二级 第一级 VCC iC2 uO uS RB1 RC1 C1 C2 RS T1 RB2 RE 1 CE RB3 RC2 C3 + CE us VCC RB3 RC2 C3 T2 RL uo 第一级 第二级 + － RL iC2 T2 RB3 RE2 uO RB2 RC ib T1 RB1 RS uS R'E1 . U01

ri2 rbe1 rbe2 ri = ri1 = RB1 // RB2 // rbe1 ro = ro2 = RC2 + － RL iC2 T2 RB3 RE2 uO RB2 RC ib T1 RB1 RS uS R'E1 . U01 rbe1 RC1 RL RB1 RS RB3 rbe2 RB2 RC2 Uo1 • Ui2 ri2 US Ui Uo Ib2  Ib1 Au = —— = —— • —— = A2 • A1 UO • Ui UO1 1. 电压放大倍数 RC1// ri2 Au1= –1 rbe1 • Au2 = –2 RC2//RL rbe2 2. 输入电阻 ri = ri1 = RB1 // RB2 // rbe1 3. 输出电阻 ro = ro2 = RC2

[例3.2.1] 多级阻容耦合放大电路的分析 iC2 uS uO iC2 uS uO T1 T2 . T1 T2 . + RL C3 RB3 － RL iC2 T2 C3 RB3 RE2 +UCC uO RB2 RC ib T1 C2 C1 RB1 CE RS uS R'E1 RE1 . U01 + － RL iC2 T2 RB3 RE2 uO RB2 RC ib T1 RB1 RS uS R'E1 . U01

电压放大倍数 rbe2 +（1+β2）（RE2//RL） rbe1 +（1+β1）R'E1 rbe2 +（RB3//RC） Au = —— = —— • —— = A2 • A1 UO • Ui UO1 电压放大倍数 + － RL iC2 T2 RB3 RE2 uO RB2 RC ib T1 RB1 RS uS R'E1 . U01 ，A2 = ——————————— rbe2 +（1+β2）（RE2//RL） β2 （RE2//RL） A1 = － ———————— rbe1 +（1+β1）R'E1 β1 （RC //ri2） ri1 = RB1//RB2//（1+β1）R'E1 ， rO2 = RE2// ———————— rbe2 +（RB3//RC） 1+β2 输入电阻：ri = ri1 ， 输出电阻：rO = rO2 ，

5.1 集成运放的组成 5.1.1 概述 5.1.2 集成运放的输入级电路 差分放大电路 5.1.3 集成运放的输出级电路 互补对称电路 第5章 5.1 集成运放的组成 5.1.1 概述 5.1.2 集成运放的输入级电路 差分放大电路 5.1.3 集成运放的输出级电路 互补对称电路 5.1.4 集成运放的工作原理和图形符号 上页 下页 返回

第5章 5.1.1 概述 u- u0 中间级 输出级 偏置 路电 u+ ui 输入级 集成运放的组成框图 上页 下页 返回 翻页

集成电路的特点 第5章 在集成电路工艺中还难于制造电感元件和大容量电容，因此集成运放主要采用直接耦合。 运算放大器的输入级采用差分放大电路，其特点是输入电阻高、抗干扰能力强、零漂小。 在集成运算放大器中往往用晶体管恒流源代替电阻。 翻页 上页 下页 返回

5.1.2 集成运放的输入级电路 一、 差动放大电路 差分放大电路 对称性结构 （一）结构: 即：1=2= 一、 差动放大电路 （一）结构: 对称性结构 即：1=2= VBE1=VBE2= VBE rbe1= rbe2= rbe RC1=RC2= RC Rb1=Rb2= Rb

二. 几个基本概念 2. 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。 1. 差动放大电路一般有两个输入端： 二. 几个基本概念 1. 差动放大电路一般有两个输入端： 双端输入——从两输入端同时加信号。 单端输入——仅从一个输入端对地加信号。 2. 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。 双端输出——从C1 和C2输出。 单端输出——从C1或C2 对地输出。

3. 差模信号与共模信号与输入信号 v =- = v - v = v 1 v = ( v + v ) 2 4. 共模抑制比 = A K v 3. 差模信号与共模信号与输入信号 差模信号： i2 i1 v =- i2 i1 id = v - 共模信号： v = v i1 i2 1 v = ( v + v ) ic 2 i1 i2 v 差模电压增益 A = od VD v id 共模电压增益 v A = oc VC v ic 总输出电压 v = v + v = A v + A v o od oc VD id VC ic 4. 共模抑制比 VC VD CMR = A K

三.差动放大电路的基本工作原理 1. 静态工作点的计算： 忽略Ib，有：Vb1=Vb2=0V v = v = V = V = V - I R 1. 静态工作点的计算： v = v = i1 i2 忽略Ib，有：Vb1=Vb2=0V 1 I = I = I = I C1 C2 C 2 Re V = V CE1 CE2 = V - I R - ( - . 7 ) CC C C I I = I = C B1 B1 b

2.抑制零点漂移的原理: 当vi1 = vi2 = 0 时， vC1 = vC2 vo= vC1 - vC2 = 0 当温度变化时：  vC1 =  vC2 vo= (vC1 +  vC1 ) - (vC2 +  vC2 ) = 0

3.电路的动态分析 (1)加入差模信号 设： vi1=-vi2 =vid/2，vic=0。 旁路电容短路 的两种解释 (1)加入差模信号 设： vi1=-vi2 =vid/2，vic=0。 Re上电压恒定,恒定的电压(类似于工作点稳定电路射极旁路电容电压),对差模信号相当于短路. 设vi1 ,vi2   ib1 ,ib2  ie1 ,ie2 ie1  = - ie2   IRe不变  VE不变 分析交流电路时 直流电压源视为短路 电流源视为开路

其等效电路为： 因为vi1 =- vi2  vo= vo1 – vo2=-2 vo1 差模电压放大倍数 差模输入电阻 输出电阻 画微变等效电路分析！！

(2)加入共模信号 设： vi1=vi2 =vic，vid=0。 设vi1 ， vi2 ，使vo1 ， vo2 。 RE大，电流变化很小 (2)加入共模信号 设： vi1=vi2 =vic，vid=0。 设vi1 ， vi2 ，使vo1 ， vo2 。 因vi1 = vi2，  vo1 = vo2  vo= 0 (理想化)。 共模电压放大倍数 RE越大、抑制共模信号的能力越强

ui2 ui ui1 u01 u02 u0 4.带恒流源差动放大器 iC3 iB3 +UCC RC R1 C1 C2 RL RB T1 T2 － ui ui1 UZ R2 T3 B3 iB3 iC3 DZ u01 u02 E u0 －UEE R1 R

5.差分放大电路的输入－输出方式 ui ui ui 第5章 u0 u0 u0 翻页 + _ +UCC IS + _ +UCC IS +UCC RC +UCC RB IS UEE u0 + _ ui RC +UCC RB IS UEE +UCC RC u0 RC _ + + RB RL RB _ + _ ui T1 T2 IS UEE _ 单端输入-单端输出 注意放大倍数计算 双端输入-单端输出 单端输入-双端输出 翻页

作业; 认真课件上的两个多级放大器的计算 3.3.3：不求静态工作点，gm=1.2mA/V