第三章 多级放大电路

3. 变压器耦合共射放大电路
变压器耦合的阻抗变换
4. 光电耦合器及其传输特性
光电耦合放大电路
第二节 多级放大电路的动态分析 • • • • 放大倍数 输入电阻 输出电阻 前后级间的相互影响
多级放大电路方框图
电路的交流等效电路
第三节 直接耦合放大电路
3.1 零漂现象产生原因： 零漂现象产生原因：
RL β ( Rc // ) 2 Av d = − Rb + rbe
Avc = 0
R id = 2(R b + rbe )
Ro = 2Rc
4. 单端输入单端输出
计算同双入单出： 计算同双入单出：
Avd = ±
β (Rc // R L )
2(Rb + rbe )
注意放大倍数的正负号： 注意放大倍数的正负号： 设从T 的基极输入信号， 设从 1的基极输入信号， 如果从C 输出，为负号； 如果从 1 输出，为负号； 输出为正号。 从C2 输出为正号。
= VCC − I C RC − ( −0.7 )
I B1 = I B1 =
IC
β
VO = VC1 − VC2 = 0
2.抑制零漂的原理 抑制零漂的原理: 抑制零漂的原理 当vi1 = vi2 = 0 时， vC1 = vC2 vo= vC1 - vC2 = 0 当温度变化时： 当温度变化时： ∆ vC1 = ∆ vC2 vo= (vC1 + ∆ vC1 ) - (vC2 + ∆ vC2 ) = 0
解决方法一： Rb2 Rb1 T1 uI Rc1
+VCC Rc2 T2 Re2 uO
解决方法二： Rb2 Rb1 T1 uI Rc1
+VCC Rc2 T2 uO
解决方法三：
+VCC Rc1 Rc2 T2 uO
Rb2 Rb1
T1 uI
解决方法四： Rb2 Rb1 uI T1 Rc1
+VCC Re2 T2 Rc2 uO
Avc ≈ − R'L 2Re
(3)差模输入电阻 (3)差模输入电阻
不论是单端输入还是双端输入， 不论是单端输入还是双端输入，差模输入电阻 Rid是基本放大电路的两倍。 是基本放大电路的两倍。
Rid = 2(Rb + rbe )
(4)输出电阻 (4)输出电阻 单端输出时， 单端输出时，R = R o c 双端输出时， 双端输出时， = 2R R
Avc = 0
四.差动放大器的输入输出方式 差动放大器的输入输出方式
差动放大器共有四种输入输出方式: 差动放大器共有四种输入输出方式 1. 双端输入、双端输出（双入双出） 双端输入、双端输出（双入双出） 2. 双端输入、单端输出（双入单出） 双端输入、单端输出（双入单出） 3. 单端输入、双端输出（单入双出） 单端输入、双端输出（单入双出） 4. 单端输入、单端输出（单入单出） 单端输入、单端输出（单入单出） 主要讨论的问题有： 主要讨论的问题有： 差模电压放大倍数、 差模电压放大倍数、共模电压放大倍数 差模输入电阻 输出电阻
输入V 时 ，，输出有缓慢 输入 i=0时 ，， 输出有缓慢 变化的电压产生。 变化的电压产生。
产生零漂的原因： 产生零漂的原因 ：
由温度变化引起的。 由温度变化引起的。当温度变化使第一级放大器的静态工作点发生微小变 化时，这种变化量会被后面的电路逐级放大， 化时，这种变化量会被后面的电路逐级放大，最终在输出端产生较大的电 压漂移。因而零点漂移也叫温漂 温漂。 压漂移。因而零点漂移也叫温漂。
RL β ( Rc // ) 2 =− Rb + rbe
差模输入电阻
Rid = 2(Rb + rbe )
Av d
输出电阻 Ro = 2Rc
(1)加入共模信号 (1)加入共模信号
=0。 设： vi1=vi2 =vic，vid=0。 设vi1 ↑， vi2 ↑，使vo1 ↓， vo2 ↓。 因vi1 = vi2， → vo1 = vo2 ， 理想化)。 → vo= 0 (理想化 。 理想化 共模电压放大倍数
1.双端输入双端输出 双端输入双端输出
(1)差模电压放大倍数 差模电压放大倍数 RL β ( Rc // ) 2 Av d = − Rb + rbe （2）共模电压放大倍数 ）
Avc = 0
（3）差模输入电阻 ）
R id = 2(R b + rbe )
（4）输出电阻 ）
Ro = 2Rc
2. 双端输入单端输出
3.电路的动态分析 3.电路的动态分析
(1)加入差模信号 (1)加入差模信号 /2， =0。 设： vi1=-vi2 =vid/2，vic=0。
Re对差模信号相当于短路
设vi1 ↑,vi2 ↓ → ib1 ↑,ib2 ↓ →ie1 ↑,ie2 ↓→|∆ e1 | = - |∆ e2 | |∆i |∆i → IRe不变 → VE不变
AVD
差模输入电阻 Rid = 2[ rbe + (1 + β ) Re ] 单端输出共模增益
1 β ( Rc // RL ) 2 =− rbe + (1 + β ) Re
AVC1 ≈ − Rc // RL 2ro + Re
2. 差动放大电路如图所示。分 差动放大电路如图所示。 析下列输入和输出的相位关系： 析下列输入和输出的相位关系： vC1与vi1 反相 vC2与vi1 同相 vC1与vi2 同相 vC2与vi2 反相 vO与vi1 vO与vi2 反相 同相
其等效电路为： 其等效电路为：
其等效电路为： 其等效电路为： 因为v 因为 i1 =- vi2
设vi1 ↑,vi2 ↓ → vo1 ↓ ,vo2 ↑。
由于电路对称→ │vo1│ = │vo2│
→ vo= vo1 – vo2=-2 vo1
差模电压放大倍数
vO 2vO1 vO1 Av d = = = vi1 − vi 2 2vi1 vi1
第三章 多级放大电路
多级放大电路的耦合方式： 第一节 多级放大电路的耦合方式：
直接耦合放大电路静态工作点的设置
1 直接耦合： 直接耦合： 2 阻容耦合 3 变压器耦合 4 光电耦合
1. 直接耦合放大电路 Rc1 T1 uI 存在问题：UCE1=UBE2,
+VCC Rc2 T2 uO
Rb2 Rb1
T1 管饱和
恒流源使共模放大倍数减小，从而增加 恒流源使共模放大倍数减小， 共模抑制比。理想的恒流源相当于阻值 共模抑制比。 为无穷大的电阻，所以共模抑制比无穷 为无穷大的电阻， 大。
U R2
R2 = V EE R1 + R 2
恒流源的直流电流数值为 IE3 =(UR2- VBE3 )/ Re
增加了R 增加了 e 1. 若在基本差动放大电路中增 加两个电阻R 如图所示）。 ）。则 加两个电阻 e（如图所示）。则 动态指标将有何变化？ 动态指标将有何变化？ 答： 双端输出差模增益
4. 共模抑制比
K CMR
AVD = AVC
三.差动放大电路的基本工作原理
1. 静态工作点的计算： 静态工作点的计算：
vi1 = vi2 = 0
忽略Ib，有：Vb1=Vb2=0V
I Re −0.7V − (−VEE ) = Re
I C1 = I C2
1 = I C = I Re 2
VCE1 = VCE2
(1)差模电压放大倍数 差模电压放大倍数
Avd = −
β (Rc // RL )
2(Rb + rbe )
这种方式适用于将 差分信号转换为单端输出 的信号。 （2）差模输入电阻 ）
R id = 2(R b + rbe )
（3）输出电阻 ）
Ro = Rc
（4）共模电压放大倍数 ） 共模等效电路： 共模等效电路：
二. 几个基本概念
1. 差动放大电路一般 有两个输入端： 有两个输入端： 双端输入——从两输入 双端输入 从两输入 端同时加信号。 端同时加信号。 单端输入——仅从一个 单端输入 仅从一个 输入端对地加信号。 对地加信号 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C 出端，一个是集电极 1，另一个 是集电极C 是集电极 2。 双端输出——从C1 和C2输出。 输出。 双端输出 从 单端输出——从C1或C2 对地输出。 对地输出。 单端输出 从
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3. 差模信号与共模信号
差模信号： 差模信号： 共模信号： 共模信号：
1 2
vid = vi1 = − vi2
vic = vi1 = vi2
vod AVD = vid voc AVC = vic
差模电压增益 共模电压增益 总输出电压
v o = v od + v oc = AVD vid + AVC vic
vOC1 Avc = vIC
=− Rb + rbe + (1 + β )2Re
β R 'L
R 'L ≈− 2Re
3. 单端输入双端输出
单端输入等效双端输入: 单端输入等效双端输入 因为右侧的R 因为右侧的 b+rbe归算到发射 极回路的值[(R 极回路的值 s+rbe) /(1+β)]<< Re，故 Re 对 Ie 分流极小，可忽 分流极小， 略，于是有 vi1 = －vi2 = vi /2 计算同双端输入双端输出： 计算同双端输入双端输出：
温漂指标： 温度每升高1度时 度时， 温漂指标： 温度每升高 度时，输出漂移电压按电压增益 折算到输入端的等效输入漂移电压值。 折算到输入端的等效输入漂移电压值。
例如 假设
AV2
漂移 10 mV+100 uV