大學(xué)電子技術(shù)課件

1、阻容耦合阻容耦合變壓器變壓器耦合耦合直接耦合直接耦合優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)（1 1）各級間直流各級間直流通路互不相通，通路互不相通，Q Q點(diǎn)互不影響；點(diǎn)互不影響； （2 2）電容足夠大電容足夠大時，信號頻率在一時，信號頻率在一定范圍內(nèi)，幾乎不定范圍內(nèi)，幾乎不衰減地傳到后級。衰減地傳到后級。 （1 1）各級間直流各級間直流通路互不相通，通路互不相通，Q Q點(diǎn)互不影響；點(diǎn)互不影響；（2 2）實(shí)現(xiàn)阻抗變實(shí)現(xiàn)阻抗變換。換。（1 1）可以放大變可以放大變化緩慢的信號和直化緩慢的信號和直流信號。流信號。（2 2）易集成。易集成。缺缺點(diǎn)點(diǎn)（1 1）不能放大變不能放大變化緩慢的信號。化緩慢的信號。 （2 2）不易集成。不易

2、集成。（1 1）不能放大變不能放大變化緩慢的信號?；徛男盘枴?（2 2）不易集成。不易集成。（1 1）各級間直流各級間直流通路相連，通路相連，Q Q點(diǎn)相點(diǎn)相互影響，不易分析互影響，不易分析計(jì)算。計(jì)算。（2 2）有零點(diǎn)漂移有零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。現(xiàn)象。兩級之間通過耦合電容兩級之間通過耦合電容 C2 與下級輸入電阻連接與下級輸入電阻連接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+oU1OUiUSEB1R B2R T1T2 由于電容有隔直作用，所以每級放大電路的直流由于電容有隔直作用，所以每級放大電路的直流通路互不相通，通路互不相通，。RB1RC1C1C2RB2CE

3、1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+oU1OUiUSEB1R B2R T1T2第一級第一級第二級第二級212ioi1oiouuuAAUUUUUUA 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)2ir1bI2bI1cI2cIrbeRB2RC1EBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiI1oU1b1ISErbeRC2RLEBC+ +- -oU2b2IB1R B2R RB12i1C1L/ rRR 1be1L1io11rRUUAu be2L222io2rRUUAu 1iirr 2oorr L2CL2/ RRR unuuuAAAA 211 1、電壓放大倍數(shù)、電壓放大倍數(shù)2 2、輸入電阻、輸入電阻3

4、 3、輸出電阻、輸出電阻1iirr OnOrr （后一級做前一級負(fù)載）（后一級做前一級負(fù)載） 如圖所示的兩級電壓放大電路，如圖所示的兩級電壓放大電路，已知已知1= 2 =50, T1和和T2均為均為3DG8D。 RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+OUiUB1R B2R T1T2E2R E2R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k 解解: : (1) 兩級放大電路的靜態(tài)值可分別計(jì)算。兩級放大電路的靜態(tài)值可分別計(jì)算。A8 . 9mA2750)(110000.624) (1E1B1BECCB1 RRUUImA 49. 0mA 0098. 050)(1)1 (B1E1 I

5、I V77. 10V2749. 024E1E1CCCE RIUU RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+OUiUB1R B2R T1T2E2R E2R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k V26. 843V438224B2B2B1CCB2 RRRUVmA 96. 0mA5 . 751. 06 . 026. 8E2E2BE2B2C2 RRUUI解解: : RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+OUiUB1R B2R T1T2E2R E2R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k A 2 . 19mA5096. 02C2B2 IIV71. 6)V

6、5 . 751. 010(96. 024)(E2E2C2C2CCCE2 RRRIUU解解: : RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+OUiUB1R B2R T1T2E2R E2R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k 2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER 由微變等效電路可知，放大電路的輸入電阻由微變等效電路可知，放大電路的輸入電阻 ri 等等于第一級的輸入電阻于第一級的輸入電阻ri1。第一級是射極輸出器，它。第一級是射極輸出器，它的輸入電阻的輸入電阻ri1與負(fù)載有關(guān)，而射極輸出器的負(fù)載

7、即與負(fù)載有關(guān)，而射極輸出器的負(fù)載即是第二級輸入電阻是第二級輸入電阻 ri2。2ir1iirr 2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER (2) 計(jì)算計(jì)算 r i和和 r 0 k58. 196. 0265120026)1(200Ebe2 Ir k 14)1 (/E2be2B2B12 RrRRri k 22. 9k14271427/i2E1L1 rRR2ir k 349 02650)(120026) (1200rE11be1 .I k 320)1 (/L1be1B1i1i RrRrr 2oorr k10C2o2o Rrr

8、2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER (3) 求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù) 994. 022. 950)(1322. 9)501 ()1 ()1 (L111beL111 RrRAu 2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER (3) 求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE

9、11oU+_+_+_2ER 1851. 050)(179. 11050)1 (2E2be22C2 RrRAu 總電壓放大倍數(shù)總電壓放大倍數(shù)9 . 1718)(994. 021 uuuAAA將前級的輸出端直接接后級的輸入端。將前級的輸出端直接接后級的輸入端?？捎脕矸糯缶徛兓男盘柣蛑绷髁孔兓男盘?。可用來放大緩慢變化的信號或直流量變化的信號。+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2+RE2指輸入信號電壓為零時，輸出電壓發(fā)生指輸入信號電壓為零時，輸出電壓發(fā)生 緩慢地、無規(guī)則地變化的現(xiàn)象。緩慢地、無規(guī)則地變化的現(xiàn)象。uotO晶體管參數(shù)隨溫度變化、電源電壓晶體管參數(shù)隨溫度變化、電源電壓 波動、電

10、路元件參數(shù)的變化。波動、電路元件參數(shù)的變化。(1) 前后級靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響前后級靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響 直接影響對輸入信號測量的準(zhǔn)確程度和分辨能力。直接影響對輸入信號測量的準(zhǔn)確程度和分辨能力。 嚴(yán)重時，可能淹沒有效信號電壓，無法分辨是有效嚴(yán)重時，可能淹沒有效信號電壓，無法分辨是有效信號電壓還是漂移電壓。信號電壓還是漂移電壓。 一般用輸出漂移電壓折合到輸入端的等效漂移電一般用輸出漂移電壓折合到輸入端的等效漂移電壓作為衡量零點(diǎn)漂移的指標(biāo)。壓作為衡量零點(diǎn)漂移的指標(biāo)。uAuuodid 只有輸入端的等效漂移電壓比輸入信號小許多時，放只有輸入端的等效漂移電壓比輸入信號小許多時，放大后的有用信號才能被很好地區(qū)

11、分出來。大后的有用信號才能被很好地區(qū)分出來。 由于不采用電容，所以直接耦合放大電路具有由于不采用電容，所以直接耦合放大電路具有良好的低頻特性。良好的低頻特性。f|Au |0.707| Auo |OfH| Auo | 抑制零點(diǎn)漂移是制作高質(zhì)量直接耦合放大電路抑制零點(diǎn)漂移是制作高質(zhì)量直接耦合放大電路的一個重要的問題。的一個重要的問題。 適合于集成化的要求，在集成運(yùn)放的內(nèi)部，級間適合于集成化的要求，在集成運(yùn)放的內(nèi)部，級間都是直接耦合。都是直接耦合。 電路結(jié)構(gòu)對稱，在理想的情況下，兩管的特性及對電路結(jié)構(gòu)對稱，在理想的情況下，兩管的特性及對應(yīng)電阻元件的參數(shù)值都相等。應(yīng)電阻元件的參數(shù)值都相等。差分放大電路

12、是抑制零點(diǎn)漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)。差分放大電路是抑制零點(diǎn)漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)。差分放大原理電路差分放大原理電路 +UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2兩個輸入、兩個輸入、兩個輸出兩個輸出兩管兩管靜態(tài)工靜態(tài)工作點(diǎn)相同作點(diǎn)相同3. 2. 1 差分放大電路的工作原理差分放大電路的工作原理uo= VC1 VC2 = 0uo= (VC1 + VC1 ) (VC2 + VC2 ) = 0靜態(tài)時，靜態(tài)時，ui1 = ui2 = 0當(dāng)溫度升高時當(dāng)溫度升高時ICVC （兩管變化量相等）（兩管變化量相等）+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2+共模信號共模信號

13、 需要抑制需要抑制+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2差模信號差模信號 是有用信號是有用信號例例1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV 2 mV 例例2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV 可分解成可分解成: : ui1 = 18 mV + 2 mV ui2 = 18 mV 2 mV 可分解成可分解成: : ui1 = 8 mV + 2 mV 這種輸入常作為比較放大來應(yīng)用，在自動控制這種輸入常作為比較放大來應(yīng)用，在自動控制系統(tǒng)中是常見的。系統(tǒng)中是常見

14、的。 +Uuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+TEE+穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，限制每個管子的漂移。穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，限制每個管子的漂移。EE：用于補(bǔ)償用于補(bǔ)償RE上的壓降，以獲得合適的工作點(diǎn)。上的壓降，以獲得合適的工作點(diǎn)。電位器電位器 RP : 起調(diào)零作用。起調(diào)零作用。3.2.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 在靜態(tài)時，設(shè)在靜態(tài)時，設(shè) IB1 = IB2 = IB， IC1= IC2 = IC，忽略，忽略阻值很小的阻值很小的 RP 可列出可列出 EEEBEBB12EIRUIR 上式中前兩項(xiàng)較第三項(xiàng)小得多略去，上式中前兩項(xiàng)較第三項(xiàng)小得多略去，則每管的集電極電流則每管的集電極電流EEEC2REII 發(fā)射極

15、電位發(fā)射極電位 VE 0每管的基極電流每管的基極電流EECB2 REII 每管的集每管的集 射極電壓射極電壓ECECCCCCCCE2RREUIRUU RC+UCCRB1T1RE -EEIB2IEICIE+UCE+UBE+單管直流通路單管直流通路3.2.2.2動態(tài)分析動態(tài)分析單管差模信號通路單管差模信號通路 由于差模信號使兩管的集電極電流一增一減，由于差模信號使兩管的集電極電流一增一減，其變化量相等，通過其變化量相等，通過 RE 的電流近于不變，的電流近于不變，RE 上沒上沒有差模信號壓降，故有差模信號壓降，故 RE 對差模信號不起作用，可得對差模信號不起作用，可得出下圖所示的單管差模信號通路。

16、出下圖所示的單管差模信號通路。單管差模電壓放大倍數(shù)單管差模電壓放大倍數(shù)beBCbeBbCbi1o1d1rRR)rR(iRiuuA 同理可得同理可得d1beBCi2o2d2ArRRuuA T1RCibic+uo1RB+ ui1 雙端輸入雙端輸入雙端輸出差分電路的差模電壓放大倍數(shù)為雙端輸出差分電路的差模電壓放大倍數(shù)為beBCd1i2i1odrRRAuuuA 當(dāng)在兩管的集電極之間接入負(fù)載電阻時當(dāng)在兩管的集電極之間接入負(fù)載電阻時beBLdrRRA 式中式中LCL21/RRR 兩輸入端之間的差模輸入電阻為兩輸入端之間的差模輸入電阻為)( 2beBirRr 兩集電極之間的差模輸出電阻為兩集電極之間的差模輸

17、出電阻為Co2Rr 例例1: :在在前圖所示的差分放大電路中前圖所示的差分放大電路中,已知已知UCC=12V， EE = 12V, = 50, RC = 10 k , RE =10 k , RB = 20 k ， RP =100 , 并在輸出端接負(fù)載電阻并在輸出端接負(fù)載電阻RL = 20k , 試求試求電路的靜態(tài)值和差模電壓放大倍數(shù)電路的靜態(tài)值和差模電壓放大倍數(shù)。解解: :mA0.6A101021223EEC REImA0.012mA500.6CB IIV6V)100.6101012(33CCCCCE IRUU112.4120550beBLd rRRA 式中式中 k521/LCLRRR k 2

18、.41)0.626(20026)1()(200EbeIr 單端輸出時差分電路的差模電壓放大倍數(shù)為單端輸出時差分電路的差模電壓放大倍數(shù)為)(beBCi1o1i2i1o1d212反反相相輸輸出出rRRuuuuuA )(212beBCi2o2i2i1o2d相輸出同rRRuuuuuA即：單端輸出差分電路的電壓放大倍數(shù)只有雙端輸出即：單端輸出差分電路的電壓放大倍數(shù)只有雙端輸出差分電路的一半。差分電路的一半。 雙端輸入分雙端輸出和單端輸出兩種。此外，還雙端輸入分雙端輸出和單端輸出兩種。此外，還有單端輸入的有單端輸入的, 即將即將T1輸入端或輸入端或T2輸入端接輸入端接“地地”, 而而另另一端接輸入信號一端

19、接輸入信號ui 。同樣單端輸入也分為雙端輸出和。同樣單端輸入也分為雙端輸出和單端輸出兩種。單端輸出兩種。(Common Mode Rejection Ratio)CdCMRAAK ) (lg20(dB)CdCMR分貝AAK KCMR越大，說明差放分辨越大，說明差放分辨差模信號的能力越強(qiáng)，而抑制差模信號的能力越強(qiáng)，而抑制共模信號的能力越強(qiáng)。共模信號的能力越強(qiáng)。 若電路完全對稱，理想情況下共模放大倍數(shù)若電路完全對稱，理想情況下共模放大倍數(shù) Ac = 0 輸出電壓輸出電壓 若電路不完全對稱，則若電路不完全對稱，則 Ac 0，實(shí)際輸出電壓實(shí)際輸出電壓 即共模信號對輸出有影響即共模信號對輸出有影響 。電

20、電源源供供給給的的直直流流功功率率率率負(fù)負(fù)載載得得到到的的交交流流信信號號功功 ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶體管在輸入信號晶體管在輸入信號的整個周期都導(dǎo)通的整個周期都導(dǎo)通,靜態(tài)靜態(tài)IC較大，波形較大，波形好好, 管耗大效率低。管耗大效率低。晶體管只在輸入信號晶體管只在輸入信號的半個周期內(nèi)導(dǎo)通，的半個周期內(nèi)導(dǎo)通， 靜態(tài)靜態(tài)IC=0，波形嚴(yán)重，波形嚴(yán)重失真失真, 管耗小效率高。管耗小效率高。晶體管導(dǎo)通的時間大于晶體管導(dǎo)通的時間大于半個周期，靜態(tài)半個周期，靜態(tài)IC 0，一般功放常采用。一般功放常采用。 互補(bǔ)對稱電路是集成功率放大電路輸出級的基本互補(bǔ)對稱電路是集

21、成功率放大電路輸出級的基本形式。當(dāng)它通過容量較大的電容與負(fù)載耦合時，由形式。當(dāng)它通過容量較大的電容與負(fù)載耦合時，由于省去了變壓器而被稱為無輸出變壓器于省去了變壓器而被稱為無輸出變壓器()電路，簡稱電路，簡稱OTL電路。若互補(bǔ)對稱電路。若互補(bǔ)對稱電路直接與負(fù)載相連，輸出電容也省去，就成為無電路直接與負(fù)載相連，輸出電容也省去，就成為無輸出電容輸出電容(電路，簡稱電路，簡稱OCL電電路。路。 OTL電路采用單電源供電，電路采用單電源供電， OCL電路采用雙電源電路采用雙電源供電。供電。T1、T2的特性一致；的特性一致；一個一個NPN型、一個型、一個PNP型型兩管均接成射極輸出器；兩管均接成射極輸出器

22、；輸出端有大電容；輸出端有大電容；單電源供電。單電源供電。ui= 02 CCCUu 2CCAUV , IC1 0， IC2 0OTL原理電路原理電路RLuiT1T2+UCCCAuO+ +- -+ +- -RLuiT1T2Auo+ +- -+ +- - 設(shè)輸入端在設(shè)輸入端在UCC/2 直流直流基礎(chǔ)上加入正弦信號?；A(chǔ)上加入正弦信號。 若輸出電容足夠大，其上電壓基本保持不變，若輸出電容足夠大，其上電壓基本保持不變，則負(fù)載上得到的交流信號正負(fù)半周對稱。則負(fù)載上得到的交流信號正負(fù)半周對稱。ic1ic2交流通路交流通路uouO最大幅值為最大幅值為2CCUL2CCom8RUP (4) 交越失真交越失真 當(dāng)輸入信號當(dāng)輸入信號ui為正弦波時，為正弦波時，輸出信號在過零前后出現(xiàn)的輸出信號在過零前后出現(xiàn)的失真稱為交越失真。失真稱為交越失真。 交越失真產(chǎn)生的原因交越失真產(chǎn)生的原因 由于晶體管特性存在非線性，由于晶體管特性存在非線性， ui u 時，時， uo = +Uo(sat) u+ u 時，時， uo = + Uo(sat) u+ 0 ui = Ui 0時，時，| T(j )| 衰減很快衰減很快 顯然，電路能使低于顯然，電路能使低于 0的的信號順利通過，衰減很小，信號順利通過，衰減很小，而使高于而使高于 0