晶体管放大器的电路组成

三运放组成的仪表放大器电路分析

仪表放大器与运算放大器的区别是什么？

仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益单元。大多数情况下，仪表放大器的

两个输入端阻抗平衡并且阻值很高，典型值≥109 Ω。其输入偏置电流也应很低，典型值为 1 nA至 50

nA。与运算放大器一样，其输出阻抗很低，

在低频段通常仅有几毫欧（mΩ）。运算放大器的闭环增益是由其反向输入端和输

出端之间连接的外部电阻决定。与放大器不同的是，仪表放大器使用一个内部反馈电阻网络，它与其信

号输入端隔离 。对仪表放大器的两个差分输入端施

加输入信号，其增益既可由内部预置，也可由用户通过引脚连接一个内部或者外部增益电阻器设置，该

增益电阻器也与信号输入端隔离。

专用的仪表放大器价格通常比较贵，于是我们就想能否用普通的运放组成仪表放大器？答案是肯定的。使用三个普通运放就可以组成一个仪用放大器。电路如下图所示：

输出电压表达式如图中所示。

看到这里大家可能会问上述表达式是如何导出的？ 为何上述电路可以实现仪表放大器？下面我们

就将探讨这些问题。在此之前，我们先来看如下我们很熟悉的差分电路：

如果R1 ＝ R3，R2 ＝ R4，则VOUT = (VIN2—VIN1)(R2/R1)

这一电路提供了仪表放大器功能，即放大差分信号的同时抑制共模信号，但它也有些缺陷。首先，

同相输入端和反相输入端阻抗相当低而且不相等。在这一例子中VIN1反相输入阻抗等于 100 kΩ，而

VIN2同相输入阻抗等于反相输入阻抗的两倍，即200 kΩ

。因此，当电压施加到一个输入端而另一端接地时，差分电流将会根据输入端接收的施加电压而流入。（这种源阻抗的不平衡会降低电路的CMRR。）

另外，这一电路要求电阻对R1 /R2和R3 /R4的比值匹配得非常精密，否则，每个输入端的增益会

有差异，直接影响共模抑制。例如，当增益等于 1 时，所有电阻值必须相等，在这些电阻器中只要有

运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，是模拟电路中学习的重点。在分析它的工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。为此本人特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛”，希望各位从事电路板维修的同行，看完后有所斩获。

遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系，然后得出Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出Vo=-Rf*Vi„„最后学生往往得出这样一个印象：记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者，结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！其它专业毕业的更是可想而知了。

今天，芯片级维修教各位战无不胜的两招，这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。

虚短和虚断的概念

由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。而运放的输出电压是有限的，一般在 10 V～14 V。因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于 “短路”。开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。

“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。

由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。故 通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性 称为虚假开路，简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。

晶体管放大电路分析及计算

一、共发射极放大电路

（一）电路的组成：电源VCC通过RB1、RB2、RC、RE使晶体三极管获得合适的偏置，为三极管的放大作用提供必要的条件，RB1、RB2称为基极偏置电阻，RE称为发射极电阻，RC称为集电极负载电阻，利用RC的降压作用，将三极管集电极电流的变化转换成集电极电压的变化，从而实现信号的电压放大。与RE并联的电容CE，称为发射极旁路电容，用以短路交流，使RE对放大电路的电压放大倍数不产生影响，故要求它对信号频率的容抗越小越好，因此，在低频放大电路中CE通常也采用电解电容器。

Vcc(直流电源): 使发射结正偏，集电结反偏；向负载和各元件提供功率

C1、C2(耦合电容): 隔直流、通交流；

RB1、RB2(基极偏置电阻)： 提供合适的基极电流

RC(集极负载电阻)： 将 DIC ® DUC ，使电流放大 ® 电压放大

RE(发射极电阻)： 稳定静态工作点“Q ”

CE(发射极旁路电容)： 短路交流，消除RE对电压放大倍数的影响

（二）直流分析：开放大电路中的所有电容，即得到直流通路，如下图所示，此电路又称为分压偏置式工作点稳定直电流通路。电路工作要求：I1 ³(5~10)IBQ，UBQ³ (5 ~ 10)UBEQ 838电子

求静态工作点Q：

方法1.估算

工作点Q不稳定的主要原因：Vcc波动，三极管老化，温度变化稳定Q点的原理：

方法2.利用戴维宁定理求 IBQ

（三）性能指标分析

将放大电路中的C1、C2、CE短路，电源Vcc短路，得到交流通路，然后将三极管用H参数小信号电路模型代入，便得到放大电路小信号电路模型如下图所示。

1.电压放大倍数

2.输入电阻计算

3.输出电阻 Ro = RC

第七章 晶体管放大电路 习题

一、填空题

1、放大器在 __________的状态称为静态，放大器在_________状态成为动态。

2、放大器根据输入回路和输出回路的所公用三极管电极不同，有__________、__________和__________三种基本接。

3、多级放大器各级之间采用的耦合方式有______________、______________、______________三种。

4、射极输出器就是共__________电路，它的主要特点是电压放大倍数约等于_____，且输出电压与输入电压________相。

5、画放大电路的直流通路时，把电容看成____________，画放大电路的交流通路时，把电容和内阻小的电源看成______________。

6、某多级放大器，第一级的电压放大倍数为50，第二级的电压放大倍数为40，第三级的电压放大倍数为50，则总的电压放大倍数为_________。

7、三极管的输出特性分为三个区域，当三极管工作于__________时，IC≈ 0；

当三极管工作于_________区时，关系式IC =βIB 才成立；当三极管工作在_________区时，VCE≈ 0

8、运算放大器是一种_____放大倍数的 __________放大器。

9、理想集成运放电路中，开环电压放大倍数为 __________，输入阻抗为 __________，输出阻抗为__________。（填∞或0）

10、运算放大器的反相输入端（标记“-”端），指当信号从该端输入时，经放大后的输出电压与输入信号_____相。

11、理想运放的两个重要结论是一是“虚短”，即两输入端的电位__________，二是“虚断”，即两输入断的电流_____________。

12、在放大电路中，从__________取出部分或全部已被放大的信号再回送到__________叫做反馈。