模拟电子技术基础 信息科学与工程学院·基础电子教研室.

Presentation on theme: "模拟电子技术基础 信息科学与工程学院·基础电子教研室."— Presentation transcript:

1 模拟电子技术基础 信息科学与工程学院·基础电子教研室

2 【 】 内容回顾 放大电路的组成原则 1、三极管的静态工作点必须合适 2、交流信号在放大电路中能顺畅传输。
1. 晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。 2. 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。 2、交流信号在放大电路中能顺畅传输。 3. 输入信号能通过输入回路作用于放大管。 4. 输出回路将变化的电流作用于负载。

3 【 】 内容回顾 ICQ IBQ UBEQ UCEQ
当ui=0时，称放大电路处于静态。 ICQ (IBQ,UBEQ) ( ICQ,UCEQ )分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。 IBQ UCEQ UBEQ

4 【 】 内容回顾 当ui不为零时，称放大电路处于动态。 iC t iC iB uCE ui t uCE t iB t

5 【 】 内容回顾 ic ib c b uce ube e 三极管的微变等效电路 c ib ib b rbe e
微变等效电路模型仅对变化量而言的； 2. h参数与Q有关。

6 【 】 内容回顾 解题步骤 1. 首先利用估算法（或图解法）确定静态工作点Q； 2. 求静态工作点处的rbe的值；
3. 画出微变等效电路。可先画出三极管的等效模型， 然后画出放大电路其他部分的交流通路； 4. 列出电路方程求解。 解题步骤

7 【 】 内容回顾 2.5 晶体管单管放大电路的三种基本接法 2.5.1 基本共射放大电路 2.5.2 基本共集放大电路
基本共射放大电路 1. 直接耦合共射放大电路 2. 阻容耦合共射放大电路 3. 带射极电阻的阻容耦合电路 4. 静态工作点稳定电路 基本共集放大电路 基本共基放大电路

8

9 【 】 内容回顾 场效应管放大电路的组成原则和三极管放大电路相似，即： 1、场效应管必须工作在恒流区。（电路的静态工作点合适）
场效应管同样有三个极；其功能和三极管对应相似；只是三极管用电流控制电流，场效应管用电压控制电流。 场效应管放大电路的组成原则和三极管放大电路相似，即： 1、场效应管必须工作在恒流区。（电路的静态工作点合适） 2、交流信号能顺畅传输。（交流通路合理） 场效应管放大电路仅要求了解即可。

10 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

11 3.1 多级放大电路的耦合方式

12 3.1 多级放大电路的耦合方式 组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级,级与级之间的连接称为级间耦合。
3.1 多级放大电路的耦合方式 信号源 中间级 输出级 负载 输入级 多级放大电路 组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级,级与级之间的连接称为级间耦合。 常用的耦合方式有四种, 即直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。

13 3.1 多级放大电路的耦合方式 3.1.1 直接耦合 将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端。

14 一、直接耦合放大电路静态工作点的设置 UBEQ2 ۞۞۞T1管的静态工作点靠近饱和区 ۞۞۞

15 ۞۞۞第二级的电压放大倍数大大下降 ۞۞۞
一、直接耦合放大电路静态工作点的设置 ۞۞۞第二级的电压放大倍数大大下降 ۞۞۞

16 一、直接耦合放大电路静态工作点的设置 ۞۞۞存在电平移动问题 ۞۞۞

17 直接耦合最常用的电路形式：NPN型与PNP型管混合使用
一、直接耦合放大电路静态工作点的设置 直接耦合最常用的电路形式：NPN型与PNP型管混合使用

18 二、直接耦合方式的优缺点 具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号； 易构成集成放大电路； 应用非常广泛。
静态工作点相互影响，给电路的分析、设计和调试带来一定的困难； 存在零点漂移现象。

19 阻容耦合 将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，称为阻容耦合方式。

20 阻容耦合方式的优缺点 各级的静态工作点相互独立，电路的分析、设计和调试简单易行。 在分立元件电路中得到非常广泛的应用。
低频特性差，不能放大变化缓慢的信号； 不便于集成。

21 变压器耦合 将放大电路的前级输出端通过变压器接到后级输入端或负载电阻上，称为变压器耦合方式。

22 变压器耦合方式的优缺点 各级的静态工作点相互独立，电路的分析、设计和调试简单易行。 可以实现阻抗变换；
在分立元件特大功率电路或高频电路中得到非常广泛的应用。 低频特性差，不能放大变化缓慢的信号； 体积大，不便于集成。

23 =〉=〉=〉阻抗变换 RL’

24 =〉=〉=〉阻抗变换

25 光电耦合 光电耦合是以光信号为媒介实现电信号的耦合和传递的，具有电气隔离作用，使电路具有很强的抗干扰能力，适用于信号的隔离和远距离传送。

26 3.2 多级放大电路的动态分析

27 3.2 多级放大电路的动态分析

28 注意： 1. 计算放大倍数，是把后一级输入电阻作为前一级负载的； 当共集放大电路作为输入级（即第一级）时，它的输入电阻
1. 计算放大倍数，是把后一级输入电阻作为前一级负载的； 当共集放大电路作为输入级（即第一级）时，它的输入电阻 与其负载（即第二级的输入电阻）有关；而当共集放大电路 作为输出级（即最后一级）时，它的输出电阻与其信号源内 阻（即倒数第二级的输出电阻）有关。

29 例1： 电路如图所示,电路的静态工作点合适，画出交流等效电路，并写出 、Ri和Ro的表达式。
解：1.求解静态工作点 IB2 IC1 提示：直接耦合多级放大电路静态 工作点各级之间是互相影响的，求 解过程中要注意其连接点处的关系

30 例1： 电路如图所示,电路的静态工作点合适，画出交流等效电路，并写出 、Ri和Ro的表达式。
解: 2.动态分析： 第一级为共射电路,第二级为共集电路,交流等效电路如下:

31 Ri2 Ro2

32 例2：求解电路的静态工作点 IRC1 解： IC1Q 注意：PNP型三极管求解 直流时的电流流向。

33 例3 试估算电路的Q点、Au 、Ri和Ro。

34 解: (1)求解Q点:由于电路采用阻容耦合方式,所以每一级的Q点都可以按照单管放大电路求解。

35 第二级为共集放大电路

36 （2）求解 、Ri和Ro。 为了求出第一级的电压放大倍数Au1，首先应求出其负载电阻，即第二级的输入电阻：

37 （2）求解 、Ri和Ro。

38 （2）求解 、Ri和Ro。

39 例4： 电路如图所示,电路的静态工作点合适，画出交流等效电路，并写出 、Ri和Ro的表达式。

40 Ri2

41 3.3 直接耦合放大电路

42 具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号；
易构成集成放大电路； 应用非常广泛。 静态工作点相互影响，给电路的分析、设计和调试带来一定的困难； 存在零点漂移现象。

43 输入电压（uI)为零而输出电压（uO)不为零且缓慢变化的现象称为零点漂移现象。
温度的变化，是产生零点漂移的主要原因，因此也称零点漂移为温度漂移，简称温漂。 无论哪种耦合方式，各级都存在温漂，但直接耦合的第一级温漂对电路的影响为最大。

44 差分放大电路 一、电路的组成

45 差分放大电路 一、电路的组成

46 二、长尾式差分放大电路 电路参数理想对称 T1与T2的特性相同 1. 静态分析 负载电阻RL对Q有何影响 ????

47 2. 对共模信号的抑制作用 大小相等极性相同的输入信号称为共模信号。 温度漂移等效成共模信号。

48 2. 对共模信号的抑制作用 共模放大倍数: 在电路参数理想对称的情况下，Ac= 0。

49 3. 对差模信号的放大作用 大小相等极性相反的输入信号称为差模信号。

50 3. 对差模信号的放大作用 交流地 在两个输入端加差模信号，即Ui1=-Ui2 ，这时一管的射极电流增大，另一管的射极电流减小，且增大量和减小量时时相等。因此流过RE的信号电流始终为零，E点电位将保持不变，因此可视为恒压源，在等效电路中Re相当对地交流短路。 在两个输入端加差模信号，即Ui1=-Ui2 ，这时一管的集电极电压增大，另一管的集电极电压减小，且增大量和减小量时时相等。因此RL的中点电位将保持不变，因此可视为恒压源，在等效电路中对地交流短路。

51 差模放大倍数 差分放大电路的实质 是通过一支管子的放 大倍数来换取低温漂 效果的。

52 4. 共模抑制比 KCMR ---- 抑制共模信号的能力 Ac= 0

53 三、差分电路的四种接法 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 1. 双端输入单端输出电路
输出回路已不对称，影响电路的静态工作点和动态参数。

54 1. 双端输入单端输出电路

55 1. 双端输入单端输出电路

56 1. 双端输入单端输出电路 如果在两个输入端加上一对大小相等、相位相同的共模信号，即Ui1=Ui2=Uic,由图可知，此时两管的射极将产生相同的变化电流ΔiE，使得流过RE的变化电流为2ΔiE，从而引起两管射极电位有2 RE Δ iE的变化。因此，从电压等效的观点看，相当每管的射极各接有2 RE的电阻。

57 1. 双端输入单端输出电路

58 uo=UcQ+ Duo Duo=Ad Dui 1. 双端输入单端输出电路 对于单端输出电路的uo与ui关系：
则有：uo=UcQ+ Duo= UcQ+ Ad Dui 注意: 如果输入差模信号极性不变,而输出信号取自T2管的集电极,则输出与输入同相。

59 2. 单端输入双端输出电路 静态分析与双入双出电路的情况一样。 动态分析

60 2. 单端输入双端输出电路

61 2. 单端输入双端输出电路 在差模信号输入的同时，伴随着共模信号输入。 单端输入时，若输入信号为uI，其差模输入电压uId =uI；同时，共模输入电压uIc=+uI/2。 若电路参数理想对称，Ac=0。

62 不难看出，差动电路相当输入了一对共模信号
和一对差模信号 这时的差模输入电压为

63 3. 单端输入单端输出电路 ？

64 四种接法的动态参数特点归纳如下： 输入电阻均为2（Rb+rbe)。 Ad、Ac、RO与输出方式有关，双端输出时， 单端输出时，

65 单端输入时，若输入信号为uI，其差模输入电压uId =uI；同时，共模输入电压uIc=+uI/2。
3. 双端输入时，如果输入信号为uI1、uI2，则有差模输入电压uId =（uI1 - uI2 ），共模输入电压uIc=（uI1 +uI2 ）/2 。 单端输入时，若输入信号为uI，其差模输入电压uId =uI；同时，共模输入电压uIc=+uI/2。

66 四种接法的动态参数特点归纳如下表： 电路 类型 Ad Ri Ro Ac 双入双出电路 双入单出电路 单入双出电路 单入单出电路

67 例1 电路如图所示 已知 Rb=1kΩ，Rc=10kΩ， RL=5.1kΩ； VCC=12V； VEE=6V;晶体管的β=100，rbe=2kΩ。 （2）计算 Au 、Ri和Ro。 （1）为使T1 管和T2管的发射极静态电流为0.5mA, Re的取值应为多少？ T1 管和T2管的管压降UCEQ为多少？ （3）若将电路改为单端输出，用直流表测得输出电压uo=3V,试问输入电压uI约为多少？设使IEQ=0.5mA,且共模输出电压可忽略不计。

68 解（1）计算Q

69 （2）计算动态参数

70 （3）电路单端输出时，直流表测得输出电压uo=3V输入电压uI为多少？设使IEQ=0.5mA

71 四、改进型差分放大电路 为了使差分放大电路的性能更好，对共模信号的抑制能力更强，对差模信号的放大能力更大。 1. 加调零电位器。
1. 加调零电位器。 (a)射极调零; (b)集电极调零

72 (1) Rw加在发射极

73 (2) Rw加在集电极c时

74 用恒流源电路取代Re，构成 恒流源型差分放大电路 Re为无穷大时，Ac为0，KCMR为无穷大。 但是，在同样的静态工作电流下，增大Re 势必是要求更高的VEE。另外Re大，不易集成。 所以我们希望在e的元件具有对直流电阻较小，对交流电阻很大的特点。恒流源具有此功能。

75 用恒流源电路取代Re，构成 恒流源型差分放大电路 静态分析： 动态分析： 与长尾式差分电路完全相同

76 例）3-13）电路如图所示，T1～T5的电流放大系数分别为β1～β5，b-e间动态电阻分别为rbe1～rbe5，写出 Au 、Ri和Ro的表达式。

77

78 下集预告 第五章 放大电路的频率响应。

79 小结 基本要求： 2.掌握阻容、直接耦合动态性能指标的计算; 3. 掌握差分电路的工作原理; 4. 掌握四种接法差分电路的静态和动态计算。
1. 掌握四种耦合电路的特点; 2.掌握阻容、直接耦合动态性能指标的计算; 3. 掌握差分电路的工作原理; 4. 掌握四种接法差分电路的静态和动态计算。 作业： P169 习题 3.2 （C） 3-7、3-9题