模拟电子电路PPT.共47页

4．共模抑制比
共模抑制比用KCMR表示，其定义为差分放大 电路的差模电压放大倍数Ad与共模电压放大倍数Ac之 比，即差模电压放大倍数
K CMR
A ud A uc
第三章 集成运算放大器及其应用
5．差分放大电路的四种连接方式
接法
电路原理图
特点
双端 输入
双端 输出
1.放大倍数与单管放大电路相同 2.当电路对称时，共模抑制比KCMR =∞ 3.适用于对称输入、对称输出情况
集成运放图形符号
∞
uN _
uN _ uo
uo
uP +
uP +
第三章 集成运算放大器及其应用
二、集成运放的内部结构
同相输入uN 反相输入uP
差分放大 输入级
中间级 偏置电路
输出级
输出uo
第三章 集成运算放大器及其应用
三、差分放大器
1. 对称的电路结构 带有公共射极电阻的差分放大电路
第三章 集成运算放大器及其应用
六、集成运放的理想化
集成运放理想特性： （1）开环差模电压放大倍数 Ad （2）开环差模输入电阻 ri （3）开环输入电阻 ro 0 （4）共模抑制比 KCMR （5）没有失调现象，即当输入信号为零时，输出信号也为零
பைடு நூலகம்
2.灵活的输入输出方式
（1）输入方式 ①差模输入方式 从差分放大电路的两个输入端分别输入一对大小相等、极性 相反的信号。 ②共模输入方式 从差分放大电路的两个输入端分别输入一对大小相等、极性 相同的信号。 ③任意输入方式（比较输入方式） 从差分放大电路的两个输入端输入的信号既非差模又非共模， 这时可将其分解为一对共模信号和一对差模信号。 （2）输出方式 可以单端输出，也可以双端输出。

设置Q点的目的： (1) 使放大电路的放大信号不失真； (2) 使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是
动态的基础。
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5.2.1 用估算法确定静态值
1. 直流通路估算 IB 由KVL: UCC = IB RB+ UBE
+UCC
RB
RC IB IC
+
U+B–ETU–CE
所以
IB

UCC UBE RB
uce
ube rbe
-
-
ib
uce
-
E
晶体管的B、E之间 可用rbe等效代替。
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E 晶体管的C、E之间可用一
受控电流源ic=ib等效代替。
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2. 放大电路的微变等效电路
将交流通路中的晶 体管用晶体管微变等 效电路代替即可得放 大电路的微变等效电 路。
ii B ib
+
R+S eS-
共发射极基本电路
大小适当的基极电 流。
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7
5.1 基本放大电路的组成
5.1.2 基本放大电路各元件作用
RC +C2
RS +
es –
C1 +
+
ui + ––
iB iC + + TuCE
RBuB–E – RL
EB
iE
+ uo –
集电极电源EC --为 电路提供能量。并
保证集电结反偏。
+
EC –
在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近 似代替。
微变等效电路法： 利用放大电路的微变等效电路分析计算放大电路

模拟电子线路
Analog Circuits
南通职业大学 电子工程系:杨碧石
第 十 章 直 流 稳 压 电 源
直流稳压电源作为直流能量的提供者，在各 种电子设备中，有着极其重要的地位，它的性能 良好与否直接影响整个电子产品的精度、稳定性 和可靠性。随着电子技术的日益发展的电源技术 也得到了很大的发展，它从过去一个不太复杂的 电子线路变为今天具有较强功能的模块。实现电 源稳定的方式，由传统的线性稳压发展到今天的 开关式稳压，电源技术正从过去附属于其它电子 设备状态，逐渐演变为一个电子学科的独立的分 支。
10.2
ห้องสมุดไป่ตู้
单相整流电路
一．单相半波整流电路（rectifier） 整流是稳压电源的一个重要组成部分，它的主要作用 是进行波形变换即将交流信号变成直流信号。 1、半波整流（half wave rectifier）电路组成 半波整流电路如图所示。为分析方便起见，可设二极 管为理想的。
D Tr RL
图半波整流电路
全波整流电路中的二极管安全工作条件为： a）二极管的最大整流电流必须大于实际流过二极管 平均电。由于4个二极管是两两轮流导通的，因此 有 IF＞ID0=0.5UL0/RL=0.45U2/RL
b）二极管的最大反向工作电压UR必须大于二极管实 际所承受的最大反向峰值电压URM，即 UR＞URM =U2
U O Ro I O
T 0 ,U I 0
3、纹波电压U 在额定工作电流的情况下，输出电压中 交流分量总和的有效值称为纹波电压U。 对于一个高性能的稳压电路来说，上面 所述的三项指标，都是越小越好。
10.5 串联反馈式稳压电路（series voltage regulator）
与此同时，U2仍按U2sint 的规律上升，一 旦当 U2＞UC 时， D1、D3 导通， U2→D3→C→D1 对 C 充电。然后， U2 又按 U2sint 的规律下降，当 U2 ＜UC 时，二极管均截止，故 C 又经RL放电。不难 理解，在U2的负半周期也会出现与上述基本相同 的结果。这样在U2的不断作用下，电容上的电压 不断进行充放电，周而复始，从而得到一近似于 锯齿波的电压 UL=UC，使负载电压的纹波大为减 小。

RL R8 RL
(VCC
UCES )
式中，UCES为V4管的饱和压降。最大输出功率为
2
Pom


U
o
max
2
RL


U2 o max
2RL
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10.2 读图举例
在忽略静态损耗的情况下，效率为 π Uoma x
4 VCC
可见电流取样电阻使得负载上的最大不失真电压减小，从而使
最大输出功率减小，效率降低。设功放管饱和压降为0.3V，负载为
10Ω ，则最大不失真输出电压幅值为
U omax

RL R8 RL
(VCC
UCES
)

10 10 0.5
(15 3)
11.43(V)
最大输出功率为
2
U 2 Pom
o max RL

输入电压ui经电容C1，电阻R1耦合送到运放A的反相输入端，经
运放A放大后输出至V3和V5管的基极，因此，集成运放A构成前置放
大电路。
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10.2 读图举例
从图10-1中可以看出V3和V4，V5和V6分别组成复合管，前者等 效为NPN型管，后者等效为PNP型管，故V3、V4、V5、V6和电阻R5、R6、 R7、R8构成了互补功率放大电路，而且两个复合管的发射极作为输 出端，故第二级为功率放大电路；因此可以判断出电路是两级放大 电路，先进行电压放大，然后进行功率放大。因为信号不可能作用 于V1、V2的基极和发射极，因而它们不是放大管，由于它们的基极 和发射极分别接R8和R7的两端，而R8和R7上的电流等于输出电流IO； 故可推测，当IO增大到一定数值时，V1、V2才导通，可以为功放管 分流，所以V1、V2、R7和R8构成过流保护电路。R2将电路的输出端 与A的反相输入端连接起来，因而电路引入了反馈。

和基准源等部分构成。
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开关型稳压电源原理：
图中三角波发生器通过比较器产生一个方波VB，去控制调整管的通断。调整管导 通时，向电感充电。当调整管截止时，必须给电感中的电流提供一个泄放通路。续 流续流二极管D即可起到这个作用，有利于保护调整管。
根据电路图的接线，当三角波的幅度小于比较放大器的输出时，比较器输出高电 平，对应调整管的导通时间为Ton；反之输出为低电平，对应调整管的截止时间Toff。
本节课程内容及学习目的
本节主要内容
1. 整流、滤波和稳压电路 2. 三极管放大电路 3. 场效应放大电路 4. 集成运算放大电路 5. 音频功率放大电路 6. 负反馈放大电路 7. 自动增益控制电路 8. 自动频率控制电路 9. 锁相环 电路 10.串并联谐振电路
学习目的
本课通过对常见模拟电路 及其系统的原理分析，获 得模拟电子技术方面的基 础知识和基本技能，为深 入学习电子技术及其在专 业中的应用打下基础。
晶体管电路的三种连接方式：
E
uiCຫໍສະໝຸດ BB uo uiC
uo
E
共基极
共发射极
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电 流 放 大 作 用 示 意 图
E
B
ui
uo
C
共集电极
共射极放大电路
电路组成：
C1：输入耦合电容，起隔直流作用； Rb1 、Rb2：基极偏置电阻，为基极提供偏 置电压； Re：射极偏置电阻（直流负反馈）； Ce：射极旁路电容 Rc：集电极偏置电阻，具有把集输出电极 电流ie转化成集电极电压EC输出； C2：输出耦合电容，具有隔离作用，使放 大器与负载之间直流隔离，而交流耦合。
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整流、滤波和稳压电路

处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。
1.4 放大电路模型
信号的放大是最基本的模拟信号处理 功能。
这里研究的是线性放大，即放大电路 输出信号中包含的信息与输入信号完全相 同。输出波形的任何变形，都被认为是产 生了失真。
1、放大电路的符号及模拟信号放大
• 电压放大模型
• 电流放大模型
• 互阻放大模型
电压增益
+ Vs
–
Ri ——输入电阻
+
+
+
Vi
Ri
AVOVi
Vo RL
–
–
–
Ro ——输出电阻
由输出回路得 则电压增益为
Vo AV
AVVVoOi ViRAoVROLRRLo RLRL
由此可见 RL
AV 即负载的大小会影响增益的大小
要想减小负载的影响，则希望 Ro RL 理想情况 Ro 0
（考虑改变放大电路的参数）
由输入回路得
Ii
Is
Rs Rs Ri
要想减小对信号源的衰减，则希望…？
Ri Rs
理想 Ri 0
3. 互阻放大模型（自学） 4. 互导放大模型（自学） 5. 隔离放大电路模型
Ro
+
+
+
Vi
Ri
AV Vi
Vo
–
–O
–
输入输出回路没有公共端
1.5 放大电路的主要性能指标
放大电路的性能指标是衡量它的品质优劣 的标准，并决定其适用范围。
Vs 0
另一方法
+ Vs=0
–
放大电路
IT
+ VT
–
Vo AVOVi

IE2

1 R2
(U BE1
UBE2 )

UT R2
ln
I E1 IE2
当β1>>时，IE1≈Ir,IE2≈IC2，由此可得
R2

UT IC2
ln
Ir IC2
(4―10)
UCC
Ir
Rr
V1
第4章 集成运算放大器电路
IC2 V2
R2
图4―7微电流电流源
第4章 集成运算放大器电路
此式表明，当Ir和所需要的小电流一定时，可计算
UCC
Rr
Ir
IC1 IC2
IC3
第4章 集成运算放大器电路
V1
V2
Rr Ir
UCC V3
IC2
IC3
(a)
(b)
图4―5 (a)三集电极横向PNP管电路；(b)等价电路
第4章 集成运算放大器电路
三、比例电流源
如果希望电流源的电流与参考电流成某一比例关 系，可采用图4―6所示的比例电流源电路。由图可知
利用交流等效电路可求出威尔逊电流源的动态内阻
Ro为

Ro 2 rce
(4―13)
可见，威尔逊电流源不仅有较大的动态内阻，而且 输出电流受β的影响也大大减小。
图4―9给出了另一种反馈型电流源电路。它由两 个镜像电流源串接在一起组成，故称串接电流源。关 于它的稳流原理留给读者自行分析。
UCC
Ir
Rr
集成运放是一种多级放大电路， 性能理想的运放 应该具有电压增益高、 输入电阻大、 输出电阻小、 工 作点漂移小等特点。 与此同时， 在电路的选择及构成 形式上又要受到集成工艺条件的严格制约。 因此， 集 成运放在电路设计上具有许多特点， 主要有：

A u
1 (156) 39 31
集成运算放大电路
1 集成运算放大器的组成
通常由共发射极放大电路构成，目的 是为了获得较高的电压放大倍数。
输入级
中间级
输出级
通常由差动放 大电路构成， 目的是为了减 小放大电路的 零点漂移、提 高输入阻抗。
偏置电路
一般由各种恒流源电路构成，作 用是为上述各级电路提供稳定、 合适的偏置电流，决定各级的静
iC
iC
Q'
Q
ICQ
Q"
t
0
0
UCEQ
uCE
0
uCE
(a) 饱和失真
t
iC
iC
ICQ
0
0
t
0
(b) 截止失真 t
Q'
Q
Q"
UCEQ uCE uCE
2．微变等效电路法
（1）基本思路
把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效成一个线性 电路，就是放大电路的微变等效电路，然后用线性电路 的分析方法来分析，这种方法称为微变等效电路分析法。 等效的条件是晶体管在小信号（微变量）情况下工作。 这样就能在静态工作点附近的小范围内，用直线段近似 地代替晶体管的特性曲线。
1．估算法
直流通路：耦合电容可视为开路。
RB
RC +UCC
ICQ
IBQ
+
+
V UCEQ
UBEQ
－
－
I BQ
U CC
U BEQ RB
ICQ IBQ
U CEQ U CC ICQ RC
图解步骤：
2．图解法
（1）用估算法求出基极电流IBQ（如40μA）。 （2）根据IBQ在输出特性曲线中找到对应的曲线。 （3）作直流负载线。根据集电极电流IC与集、射间电 压UCE的关系式UCE=UCC－ICRC可画出一条直线，该直 线在纵轴上的截距为UCC/RC，在横轴上的截距为UCC， 其斜率为－1/ RC ，只与集电极负载电阻RC有关，称为 直流负载线。